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復活傳說,科學家正在做這些事兒

2015-10-12 09:22:22蕭星寒
科學大眾(中學) 2015年10期

蕭星寒

一個周末,扎克和格雷兩兄弟與數萬名游客一起乘坐游艇,登上納布拉島,進入“侏羅紀世界”。在“侏羅紀世界”里,游客可以乘著船、駕著車,或者坐在透明的旋轉球里,欣賞身邊的恐龍……

是的,你沒有看錯。在電影《侏羅紀世界》里,借助現代科技,這些已經滅絕了6 500萬年的生物再度出現在世人面前:威風凜凜的霸王龍、聰明的迅猛龍、坦克一般的甲龍、渾身骨板的劍龍、比犀牛還厲害的三角龍,還有副櫛龍、似雞龍、腫頭龍、雙脊龍等,令人目不暇接。

如今,地球上曾存活過的生物99%都滅絕了,而恐龍是所有已經滅絕的生物中名氣最大的。想想,叱咤風云2億年,卻在短短時間里全部滅絕,如今只留下無數殘缺的化石供人研究,怎不令人唏噓?因此,人類的一個愿望油然而生:能不能借助現代科技,復活這些遠古生物呢?

復活的最大困難是時間這把刻刀

《侏羅紀世界》提供了這樣一條思路:從理論上來說,動物的每個細胞內都儲存著一套完整的遺傳信息,因此只要能將這些記載著遺傳信息的遺傳物質(DNA)加以表達,就能復活這一動物。想要復活恐龍,首先要找到被琥珀包裹的、吸有恐龍血液的蚊子,然后將蚊子體內的恐龍血液提取出來,分離其中所含的DNA,然后整合到青蛙的細胞內,最終就能孕育出恐龍的胚胎。

用科學的眼光來看,這種想法存在相當多的漏洞和夸張成分。例如,包裹有昆蟲的琥珀本就少之又少,而所包裹的昆蟲恰好是吸過恐龍血的蚊子的概率,更是微乎其微。要依靠這種方法創造出圈養著至少數十種恐龍的“侏羅紀世界”,著實是“巧婦難為無米之炊”。另外,恐龍屬于爬行動物,產大型羊膜卵,而青蛙則是兩棲類,產的是非羊膜卵,因此,用青蛙培育出包含恐龍胚胎的“恐龍蛋”,實在是勉青蛙之所難。事實上,用短吻鱷都要比用青蛙好得多。最關鍵的問題是,到目前為止,我們還沒有發現可用的恐龍DNA。盡管在一些恐龍化石的大腿骨內側發現了軟組織,但科學家從來沒有成功地從中提取出恐龍的DNA。

復活一只已經滅絕的動物,每一步都面臨著不小的阻礙,而其中最大的阻礙,無疑就是時間這把刻刀。

DNA是遺傳信息的載體,然而,DNA是有壽命的。根據科學家測算,當動物的遺骸埋藏在地下環境中時,DNA的半衰期只有區區500余年,這意味著每過500年,DNA之間的連接就會斷裂一半。這個速度其實是十分驚人的——只需不到700萬年,DNA就會完全破碎,無法讀出任何遺傳信息了。

DNA的壽命給等待復活的動物們劃出了滅絕時間的上限。依照現有技術,即使按照最為樂觀的估計,那些滅絕100萬年以上的生物絕無被“復活”的可能,而恐龍已經滅絕6 500萬年了。

猛犸象和尼安德特人都在等待復活

由于時間所造成的限制,滅絕時間離現在越近的生物,被復活的可能性越高。目前,的確有一些滅絕時間不長的動物被科學家部分復活。早在2003年,法國科學家們就依靠細胞核移植技術,讓現代山羊產下了一頭已經滅絕的野山羊幼體。2013年,澳大利亞科學家依靠之前凍存的組織,也培育出了一種在1983年滅絕的蛙類的胚胎。在這兩個例子中,盡管培養出的個體都沒有長時間存活,但這還是讓科學家們看到了成功復活滅絕生物的可能性。

就現在來看,最有可能被復活的大型動物,是滅絕于約5 000年前的猛犸象。隨著全球變暖、西伯利亞凍土層的融化,使得一些猛犸象遺體被挖掘出來??茖W家們從一些猛犸象遺體中發現了保存良好的肌肉、血液、骨髓等軟組織。這些組織中很可能包含完整的遺傳信息,從而使得復活猛犸象成為可能。科學家們從凍死的猛犸象尸體中提取了30億個堿基對的DNA,據此估計,只要改變亞洲大象的40萬個堿基對就能創造一種動物,使它的基本特征與多毛的猛犸象相同。

與我們親緣關系很近、但3萬年前就消失的尼安德特人,也有可能被復活??茖W家們現在已經對尼安德特人的基因組進行了排序。也許比較分析完了人類、黑猩猩和尼安德特人的基因組,我們就可以利用純粹的數學方法重新構造出已丟失環節的基因組,從而讓滅絕的尼安德特人復活。

此外,很多存放在博物館內的干制標本也可能是待復活的對象,如渡渡鳥、大海雀、旅鴿、斑驢、袋狼等。由于這些動物滅絕時間都很短,而且具有標本數量較多、干制標本的DNA損傷較小等優勢,因此是熱門的待復活“選手”。

科學家正在創造“廣義的恐龍”

那么恐龍呢,真的就完全不可能復活嗎?科學家表示可能性依然存在。有科學家提出,我們可以用遺傳方法比較各種鳥類和爬行類的基因組,然后用數學方法重新構造“廣義的恐龍”的DNA次序。

研究表明,在漫長的物種演化中,基因既可以被打開,也可以被關閉。這意味著具有古代特征的基因也許仍然存在,只是處于休眠狀態。通過打開這些長期休眠的基因,也許能夠找回這些古代物種的特點。例如在遠古時代,雞的腳是有蹼的,而現在的雞雖然沒有蹼,但在它體內,與蹼有關的基因并沒有消失,只是關閉了。打開這個基因,在原則上就能培育出有蹼的雞。既然如此,為什么我們不能扳動遺傳密碼中的一些開關,讓鳥——已知恐龍的后裔來重現恐龍的榮光呢?事實上,就在2015年5月上旬,已經有科學家宣布他們對雞的胚胎進行了改造,使這些雞的嘴變得像鳥的祖先——恐龍的嘴一樣。

目前,主持該項目的科學家正致力于讓雞長出長尾巴——我們看到的雞尾巴其實是羽毛。有人認為這是創造出一只“雞恐龍”最復雜的一步。他們嘗試通過對小鼠進行基因篩選,來尋找阻斷尾巴發育的遺傳學通路。這些發現可以幫助他們找到方法,打開尾巴生長的“開關”。也許當雞長出尾巴之日,我們距離現實版“侏羅紀世界”的誕生也就不遠了??隙ㄓ腥藭|疑,這樣制造出來的恐龍還是真的恐龍嗎?事實上,早就沒有真的恐龍了,包括科幻電影里。

仔細考證,在《侏羅紀世界》中出現的恐龍,早就已經不是真正的恐龍了。為什么呢?因為按照電影里的設定,琥珀中的恐龍DNA被破壞了,出現了很多空白和斷裂,科學家們就用青蛙的DNA進行修補,因此,復活出來的生物其實是恐龍與青蛙的混合體??茖W家們還不滿足于此,為了吸引游客,他們制造出了真正的混血恐龍——暴虐龍(D-Rex)。與霸王龍(T-Rex)相比,“D”代表著升級的意思,因此它又稱暴虐霸王龍。它結合了霸王龍、迅猛龍、烏賊和蛇的DNA,同時也利用了多種食肉龍的基因混血而成。它有著霸王龍巨大的身軀、迅猛龍的敏捷、重爪龍如刀刃般的利爪、瑪君龍褶皺的背甲、南方巨獸龍鋸齒一般密布的牙齒。最離譜的是,基因技術讓暴虐龍的智商陡增,已經達到了可以指揮恐龍部隊襲擊人類的程度。

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