原題《猛犸象被復(fù)活任務(wù)艱巨: 帶來(lái)環(huán)境后果可怕》 2017-03-02 08:42:49
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猛犸象再次成為了輿論焦點(diǎn)。“猛犸象復(fù)活項(xiàng)目”首席科學(xué)家、哈佛基因?qū)W家喬治·徹奇近日發(fā)布了一篇相關(guān)聲明,,而在此聲明基礎(chǔ)上,,近期新聞報(bào)道稱猛犸象“兩年內(nèi)便可起死回生”。 不過(guò),,雖然這些新聞令人激動(dòng),,也有人指出應(yīng)謹(jǐn)慎為佳。古生物學(xué)家約翰·霍克斯甚至稱其為“假新聞”,。那么,,猛犸象短時(shí)間內(nèi)究竟能否復(fù)活呢? 如果科學(xué)家真的創(chuàng)造出了這樣的動(dòng)物,它們究竟是不是猛犸象呢? 就算這些都能實(shí)現(xiàn),,讓滅絕的物種起死回生是不是明智之舉呢? 徹奇有兩點(diǎn)確鑿無(wú)疑 : 其一,,我們短期內(nèi)不可能使猛犸象真正起死回生; 其二,該項(xiàng)目所需科技正在迅速進(jìn)步,。猛犸象并非首個(gè)滅絕后復(fù)活的物種,。2003年,世上首只已滅絕物種,、布卡多山羊(bucardo)在西班牙一家實(shí)驗(yàn)室中重見天日,,雖然它只存活了短短幾分鐘,。在此之后,,生物復(fù)活技術(shù)開始突飛猛進(jìn)。復(fù)活布卡多山羊的研究人員表示,,時(shí)間和資金是技術(shù)進(jìn)步的最大阻礙,。 復(fù)活生物的本質(zhì)在于對(duì)基本生物學(xué)的操縱,。生命源自于細(xì)胞分裂,一分二,、二分四,,進(jìn)而形成胚胎。接下來(lái),,胚胎細(xì)胞不斷分化,,形成不同的組織和器官,最終長(zhǎng)成完整的生物體,。要想得到一頭猛犸象,,科學(xué)家首先要造出一枚猛犸象受精卵,使之分化成胚胎,,最終將其孕育成完整的猛犸象,。 徹奇在日前于波士頓舉辦的美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)年會(huì)上表示,他認(rèn)為還需幾年時(shí)間才能造出一枚胚胎,。需要注意的是,,徹奇并未說(shuō)過(guò)要造出一頭活生生的,、披滿毛發(fā)的猛犸象。目前他的工作重心僅在于造出單個(gè)細(xì)胞,。 過(guò)去幾年中,,徹奇和他的團(tuán)隊(duì)一直在試圖將猛犸象基因植入與其親緣關(guān)系最近的亞洲象細(xì)胞中。這些基因中含有“猛犸象的精華”,,如長(zhǎng)長(zhǎng)的毛發(fā),、厚厚的脂肪等。僅僅兩年時(shí)間里,,徹奇的團(tuán)隊(duì)就對(duì)亞洲象基因做出了45項(xiàng)修改,,越來(lái)越接近“使亞洲象具備猛犸象特征”的目標(biāo)。 但他們也許還有很長(zhǎng)的路要走,。2015年的一項(xiàng)研究將猛犸象基因組與現(xiàn)代亞洲象基因進(jìn)行對(duì)比,,發(fā)現(xiàn)了1642個(gè)不同基因。而徹奇目前僅修改了45個(gè)基因,,只占了很小一部分,。但徹奇稱無(wú)需修改全部基因,也能使亞洲象具備猛犸象特征,。 徹奇從未聲稱要培育出血統(tǒng)純正,、完全還原的猛犸象。相反,,他計(jì)劃培育的生物基因大部分都屬于亞洲象,,只包含少數(shù)審慎植入的猛犸象DNA,即“猛犸-亞洲象雜交象”或“適應(yīng)寒冷氣候的亞洲象”,。 假設(shè)徹奇已經(jīng)成功培育出了雜交象細(xì)胞,,下一步就是使其分化成雜交象胚胎。他們可以采用與克隆相同的技術(shù),,將雜交象DNA植入亞洲象卵細(xì)胞中,。1996年,綿羊多利成為首只從成熟細(xì)胞克隆而來(lái)的哺乳動(dòng)物,。此后,,科學(xué)家又克隆了許多其它哺乳動(dòng)物,但大象并不在此列,??寺⊙芯匡@示,成功克隆出某種動(dòng)物并不意味著能輕松克隆出它的“近親”,。 關(guān)鍵問(wèn)題是,,我們對(duì)克隆技術(shù)還了解甚少。在克隆過(guò)程中,,卵細(xì)胞會(huì)通過(guò)某種方式,,對(duì)新植入的DNA進(jìn)行修訂,,使之變得更有活力,以促進(jìn)胚胎發(fā)育,。類似于手機(jī)的“恢復(fù)出廠設(shè)置”。但科學(xué)家并不了解卵細(xì)胞是如何控制這一過(guò)程的,。因此,,要想培育出雜交象胚胎,徹奇的團(tuán)隊(duì)首先要進(jìn)一步發(fā)展克隆技術(shù),。這一任務(wù)十分艱巨,,但并非無(wú)法實(shí)現(xiàn)。不過(guò),,就算徹奇做到了這一步,,他還要尋找?guī)椭咛グl(fā)育的方法。 許多科學(xué)家對(duì)該項(xiàng)目興趣并不濃厚,,因?yàn)橐霃?fù)活猛犸象,,就免不了在大象身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。首先,,克隆需要使用大象卵細(xì)胞;接著,,胚胎需要移入雌象子宮內(nèi)進(jìn)行發(fā)育,成熟后還要經(jīng)歷分娩,。由于克隆技術(shù)尚未成熟,、常常失敗,這將為雌象帶來(lái)一定風(fēng)險(xiǎn),。而亞洲象數(shù)量在過(guò)去幾十年間減少了一半,,已被列為瀕危物種。 簡(jiǎn)而言之,,科學(xué)家無(wú)法在動(dòng)物身上開展這一實(shí)驗(yàn),。許多人并不愿以瀕危物種的生命安全為代價(jià),讓猛犸象起死回生,。但徹奇并未被人們的質(zhì)疑嚇倒,。他相信自己的實(shí)驗(yàn)不會(huì)對(duì)大象造成任何風(fēng)險(xiǎn)。用來(lái)克隆的卵細(xì)胞并不需要從大象的生殖系統(tǒng)中提取,,還有其它獲取卵細(xì)胞的途徑,。研究顯示,皮膚細(xì)胞可以在實(shí)驗(yàn)室中人為轉(zhuǎn)化成干細(xì)胞,,進(jìn)而分化成卵細(xì)胞,。這樣一來(lái),研究人員就不需要從雌象體內(nèi)提取卵細(xì)胞,,從皮膚獲取細(xì)胞即可,。 胚胎成型之后,,還需移入“人造子宮”中進(jìn)一步發(fā)育。這聽起來(lái)頗像科幻小說(shuō)中的情節(jié),,但徹奇及其他研究人員一直在私下里研發(fā)該技術(shù),。據(jù)悉,徹奇實(shí)驗(yàn)室的研究人員已成功讓一枚小鼠胚胎在人造子宮中發(fā)育了10天,,達(dá)到了正常發(fā)育期的一般,。 從理論上來(lái)說(shuō),人工子宮能夠解決雌象“代孕”風(fēng)險(xiǎn)過(guò)大的問(wèn)題,。但小鼠和猛犸象的體型不在一個(gè)數(shù)量級(jí),,難度也毫無(wú)可比性。小鼠在母體內(nèi)只需孕育20天,,猛犸象則需耗時(shí)兩年,。剛出生的小鼠僅有一枚回形針那么重,新生的猛犸象幼崽體型則接近一臺(tái)洗衣機(jī),。此外,,每種物種胚胎發(fā)育所需的“營(yíng)養(yǎng)配方”也有所不同。 簡(jiǎn)而言之,,人工子宮技術(shù)目前仍處在“孕育”階段,。目前看來(lái),復(fù)活滅絕生物仍是一件極為艱巨的任務(wù),,短期內(nèi)不可能實(shí)現(xiàn),。但在徹奇等科學(xué)家的不懈努力下,這一愿景似乎終有可能變成現(xiàn)實(shí),。問(wèn)題是,,我們是否應(yīng)當(dāng)這么做呢?該舉動(dòng)究竟有何意義呢?支持者指出,讓滅絕物種死而復(fù)生益處多多,。 我們正面臨一場(chǎng)全球性生物多樣化危機(jī),,每天約有150種物種消失,滅絕速度高達(dá)史前時(shí)期的一千倍,。對(duì)此,,我們難辭其咎。因此,,如果我們有能力補(bǔ)救部分損失,,也許我們有道德義務(wù)這么做。 然而,,我們還需進(jìn)行更深層次的思考,。2014年,倫敦動(dòng)物研究所生態(tài)學(xué)家約翰·伊文列出了一張清單,,幫助研究人員選擇最適合開展復(fù)活計(jì)劃的物種,。國(guó)際自然保護(hù)聯(lián)盟制定的一系列物種復(fù)活計(jì)劃指導(dǎo)方針均受到了這篇論文的影響,。 這張清單提出的問(wèn)題很簡(jiǎn)單:如果我們讓滅絕的物種死而復(fù)生,它們能否在現(xiàn)代世界生存下去?更重要的是,,地球上是否有適合它們生活的地方?導(dǎo)致它們滅絕的因素是否仍然存在?這些生物是否會(huì)干擾現(xiàn)代物種的生存,、以及附近居民的生活? “復(fù)活猛犸象不僅意味著讓已經(jīng)滅絕的物種死而復(fù)生,”伊文指出,,“我們必須有責(zé)任感,,以生態(tài)豐富性為目標(biāo),評(píng)估復(fù)活猛犸象的可行性及潛在風(fēng)險(xiǎn),?!?/font> 換句話說(shuō),,復(fù)活滅絕生物應(yīng)增強(qiáng)物種的基因多樣性,,且該物種必須能在現(xiàn)代世界生存,并為生態(tài)系統(tǒng)做出貢獻(xiàn),。每一種生物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)都起到了至關(guān)重要的作用,,或傳播花粉,或散播種子,,或凈化水質(zhì),,或控制害蟲。猛犸象則扮演了園丁的角色,。它們以草葉為食,,排出營(yíng)養(yǎng)豐富的糞便、為土地施肥,。它們滅絕之后,,這些工作便無(wú)人承擔(dān)。結(jié)果,,一度肥沃的“猛犸象草原”逐漸淪落為長(zhǎng)滿苔蘚的凍原,。 假如我們能復(fù)活猛犸象,它們或許能將西伯利亞北部貧瘠的荒原重新變?yōu)槲锓N豐富的沃土,。但我們無(wú)法保證這樣的結(jié)果,。“還存在很多不確定性,,”伊文表示,,“我們需要判斷猛犸象究竟有沒有這樣的能力?!睆仄嬉舱J(rèn)為猛犸象有助于抑制危險(xiǎn)的氣候變化,。一系列在西伯利亞開展的研究顯示,大型動(dòng)物生活的地區(qū)土壤溫度略低于其它地區(qū),。 “大型動(dòng)物在地面上行走時(shí),,會(huì)將雪地踩透,,使土壤表面暴露在寒冷的空氣中?!倍砹_斯東北科考站的生物學(xué)家謝爾蓋·齊莫夫指出,,“可使地面保持冷凍狀態(tài)?!睋?jù)估計(jì),,北極永久凍土層中儲(chǔ)存著約5千億噸有機(jī)碳,相當(dāng)于所有雨林總量的二至三倍,。在氣候變化影響下,,北極冰層逐漸融化??茖W(xué)家警告稱這顆“碳定時(shí)炸彈”有可能爆炸,,進(jìn)一步加速全球變暖。而該研究指出,,如果我們能讓猛犸象重回西伯利亞,,或許還有轉(zhuǎn)圜之機(jī)。這一說(shuō)法乍聽十分誘人,,但也存在一定缺陷,。 假設(shè)徹奇完善了所需的一切技術(shù),在預(yù)計(jì)時(shí)間內(nèi)培育出了猛犸象雜交胚胎,。這枚胚胎需要兩年時(shí)間才能發(fā)育完全,,再過(guò)15年才能達(dá)到性成熟階段。即使科學(xué)家明天就解決了技術(shù)問(wèn)題,,仍需要半個(gè)世紀(jì)才能得到一群滿足要求的猛犸象,。而問(wèn)題還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有結(jié)束。因?yàn)楦鶕?jù)目前的預(yù)測(cè),,北極永久凍土層到那時(shí)早已融化,。并且西伯利亞地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)或許已發(fā)生了巨變,無(wú)力為猛犸象提供生存條件,。 換句話說(shuō),,我們不能指望猛犸象解決全球變暖問(wèn)題。事實(shí)上,,氣候變化對(duì)猛犸象的滅絕也起到了關(guān)鍵作用,,當(dāng)時(shí)的地球同樣經(jīng)歷了氣候變暖、冰層融化,。因此,,氣候變化使猛犸象復(fù)活計(jì)劃的未來(lái)充滿了不確定性。 “根據(jù)IUCN的生物復(fù)活計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn),這些不確定性或許會(huì)降低復(fù)活猛犸象的價(jià)值,?!币廖闹赋觥_@樣看來(lái),,復(fù)活猛犸象似乎希望渺茫,,挑戰(zhàn)極為艱巨。但也不能說(shuō)這一舉措毫無(wú)價(jià)值,。一些科學(xué)家認(rèn)為,,復(fù)活滅絕生物最大的價(jià)值在于,瀕危物種也能從中受益,。用來(lái)復(fù)活滅絕生物的干細(xì)胞技術(shù),、基因組測(cè)序與編輯技術(shù)以及克隆等輔助繁殖技術(shù)同樣適用于拯救瀕危物種。 例如,,新西蘭的科學(xué)家利用基因組測(cè)序技術(shù)拯救當(dāng)?shù)靥赜械柠^鸚鵡,。研究人員正在破解現(xiàn)存的154只鸮鸚鵡的全部遺傳編碼,計(jì)劃利用這些信息幫助它們繁殖后代,。此外,,北美科學(xué)家也制定了相似計(jì)劃,,利用基因組編輯及克隆技術(shù)拯救黑足鼬,。上世紀(jì)80年代,該物種在森林鼠疫的影響下,,一度瀕臨滅絕邊緣,,在人類的干預(yù)下才免于徹底消失。但目前野生黑足鼬數(shù)量也僅有數(shù)百只而已,,且多數(shù)為近親繁殖,,不利于該物種長(zhǎng)期健康發(fā)展。 2015年,,物種復(fù)活支持組織“重生與重建”向美國(guó)魚類及野生動(dòng)物管理局遞交了兩份石破天驚的提案,。第一份提案建議采用冷凍細(xì)胞培育遺傳能力較強(qiáng)的動(dòng)物,然后讓這些動(dòng)物自行繁殖,,恢復(fù)基因多樣性,。但如果這些動(dòng)物被釋放之后干擾了傳染病,這樣做就毫無(wú)意義了,。因此第二份提案修改黑足鼬的基因,,使其對(duì)森林鼠疫免疫。若兩份提案都獲準(zhǔn)通過(guò),,將對(duì)瀕危物種保護(hù)起到重大影響,。更妙的是,類似的技術(shù)還能用來(lái)拯救其它無(wú)數(shù)物種。 肯尼亞的奧爾佩耶塔保護(hù)區(qū)是世界上最后三頭北方白犀牛的家園,。該物種在非洲東部與北部一度十分常見,,但偷獵、戰(zhàn)爭(zhēng)和棲息地的喪失導(dǎo)致它們?yōu)l臨滅絕邊緣,。最后三頭白犀牛是外祖父,、母親和女兒的關(guān)系,它們年齡太大,、健康狀況太差,、且親緣關(guān)系過(guò)近,無(wú)法進(jìn)行自然交配,。它們已不可能擁有后代,,因此如同行尸走肉一般。 然而,,干細(xì)胞技術(shù)與輔助繁殖技術(shù)或能使該物種免于滅絕,。一組德國(guó)研究人員計(jì)劃在實(shí)驗(yàn)室中培育白犀牛幼崽。他們利用雄性北方白犀牛的精子,,以及通過(guò)與徹奇相同的方法培育的卵細(xì)胞,,希望能在培養(yǎng)皿中培育出北方白犀牛胚胎。接著,,胚胎將被植入北方白犀牛的近親,、南方白犀牛的子宮中,在其中發(fā)育成熟,。我們尚不清楚這樣的計(jì)劃能否奏效,。但時(shí)間不等人,我們不得不孤注一擲,。 全球氣候正在變暖,,動(dòng)物棲息地正不斷喪失,許多地方污染愈發(fā)嚴(yán)重,,生物多樣性危機(jī)也愈演愈烈,。雖然生物復(fù)活計(jì)劃存在一定缺陷,但值得我們多加關(guān)注,,因?yàn)樗蚰軒椭覀冃迯?fù)風(fēng)雨飄搖的生態(tài)系統(tǒng),。簡(jiǎn)而言之,我們面臨的問(wèn)題遠(yuǎn)不如如何復(fù)活猛犸象,、以及是否該復(fù)活猛犸象那么簡(jiǎn)單,。除猛犸象之外,還有眾多已經(jīng)滅絕,、或?yàn)l臨滅絕的物種等著我們?nèi)フ取?/font> 復(fù)活滅絕生物不僅能培育出健康發(fā)展的野生動(dòng)物種群,,還能大大增加生物多樣性,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中其它物種的影響也更加深遠(yuǎn)。我們從復(fù)活生物的相關(guān)研究中獲取的知識(shí)已經(jīng)對(duì)尚存于世的野生動(dòng)物產(chǎn)生了積極影響,。換句話說(shuō),,生物復(fù)活計(jì)劃不僅能使已滅絕的物種死而復(fù)生,對(duì)仍未滅絕的生物同樣大有益處,。 |
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