人类可以复活灭绝物种,甚至创造一个新物种吗?
幽默而严谨!海伦·皮尔彻梳理了一系列复活灭绝物种的工程,这些工程体现着当前基因技术方面的新突破。——斯图尔特·布兰德(《地球的法则》作者)
作者简介:
海伦·皮尔彻(Helen Pilcher),一位科普作家,喜欢喝茶、嚼饼干。在伦敦精神病学研究所获得细胞生物学博士学位,曾任《自然》杂志记者,并为《新科学家》《BBC聚焦》等知名刊物撰稿。目前致力于生物学、医学和异乎寻常的古怪科学。对于一个自称怪才的人来说,海伦还有一点与众不同:她曾是一位喜剧演员。现在,她时不时地咯咯笑,和她的丈夫、三个孩子和狗居住在沃里克郡乡间。
书籍摘录:
引言 重回世界
孤独的山羊在那高高的山岗上哦,
咧咿喔嘚咧咿喔嘚咧咿哦。
依靠着大山,遥远的大山哦,
咧哦嘚咧哦嘚哦。
每时每刻都自由而幸福,
咧咿喔嘚咧咿喔嘚咧咿哦。
在大树倒下那一刻她随风而去,
咧哦嘚咧哦嘚哦。
这是最后一只布卡多的野山羊之歌,这只野山羊叫作西莉亚,她出生并死于西班牙比利牛斯山的悬崖上,悬崖高得令人眩晕。当时正是 2000 年 1 月 6 日,人们正在卸下上一年圣诞节布置的装饰,还处于千禧年宿醉过后的恢复期。这只壮实的小东西咩咩叫着,像所有山羊最擅长做的一样,从一块大石头蹦到另一块大石头上,无忧无虑,远离尘世的烦恼。西莉亚是只成年的雌性山羊,正值壮年,形态可爱。她有着又大又弯的羊角和少不了的山羊胡子;长在头两侧的眼睛总是透出充满惊奇的眼神。西莉亚比普通的山羊体形大一些,体重跟一台洗衣机差不多,但敏捷得多。细高的松树几乎贴着陡峭的崖壁,西莉亚整日便在这些松树中飞奔,偶尔停下啃啃叶片,或是在万里无云的晴空下投下一抹壮丽的背影。但是,当林中的树倒下时,西莉亚听到了吗?似乎不太可能。但即使她听到了,也已经太迟了。大树轰然倒下,毫无预警,而不幸的西莉亚就站在大树倒下的位置,她永远没有逃生的机会。沉重的树干压扁了西莉亚的头颅,她再也没有咩咩叫过,这真是一个令人伤心的日子。西莉亚是最后一只布卡多野山羊(Capra pyrenaica pyrenaica),这个物种灭绝了。
事情到这里本该结束了。毕竟,灭绝意味着永远消失,游戏结束,无路可走,画上句号。但一个欧洲研究团队却不这么想,他们有着另外的打算。
10 个月以前,西班牙萨拉戈萨市(Zaragoza)的“阿拉贡食品技术和研究中心”(Centre of Food Technology and Research of Aragón)的何塞·福尔奇(José Folch)和他的同事们酝酿了一个计划来防止布卡多野山羊的灭绝。他们深知西莉亚时日有限,所以做出了这样的推论:如果他们可以在西莉亚活着的时候采集到它的组织样本,他们便可以用它的细胞创造出一只克隆羊来。这样即使西莉亚最终免不了一死,她活着时的基因复制品也可以被创造出来,布卡多野山羊就可以复活了。
这个计划很富有探索精神。对于布卡多野山羊来说,这可能意味着一次新的机会;但对于整个世界来说,这意味着一件意义更为重大的事情。如果福尔奇的计划可行,布卡多野山羊重生了,这将标志着地球历史的一个决定性时刻,即人类可以扭转物种灭绝的定局。
首先,研究者们必须捕捉到西莉亚,那只充满活力的雌性布卡多野山羊。所以,他们在西莉亚居住的悬崖上设置了很多捕捉装置,然后退后观察情节的展开。这只是一个时间问题,那只好奇的小生命终会跑进大铁盒子,然后捕捉装置在她身后突然关闭。准备好后这个研究团队便等待时机,攀上高山。他们朝铁盒子里看去,发现了西莉亚。她想知道发生了什么,谁把灯给关了。其实她并没有受伤,只是被稍稍捉弄了一下。接着,在全身麻醉的情况下,科学家们取下了两块极小的皮肤样本,一块来自西莉亚的左耳,一块来自她的肋腹。他们还给她安了一个无线跟踪颈圈,这样在她被放生后,科学家们也可以了解她的动向。然后,这只小动物苏醒了,科学家们很满意,因为西莉亚仍然警觉,状态很好,于是他们放了她。
同时,西莉亚的细胞经过活组织切片检查,要经历长达一生的旅行了。两块样本被小心翼翼地存放在两支小型试管当中,从悬崖上用车运走。悬崖很陡峭,站在上面感觉马上要掉下来似的。我联系了西班牙兽医兼研究员阿尔伯托·费尔南德斯–阿里亚斯(Alberto Fernández-Arias),他参与协调了这次令人兴奋的探索行动。他告诉我:“这些细胞太珍贵了,我们不能有一丝闪失,所以我们把样本分别放在两辆不同的车上,并让两辆车开往两个不同的实验室。这样即使一辆车出了事故,也还是有细胞可以保存下来。”幸运的是,无论是对于细胞还是司机们来说,整个旅途都相安无事。
在实验室里,生物学家们通过在皮氏培养皿中培养布卡多野山羊的细胞来增加其数量;然后小心翼翼地把它们放在具有保护作用的小玻璃瓶中冷冻起来,这样日后它们就能恢复活性并为科学家所用。布卡多野山羊的命运就这样被封存在一罐液态氮中。
2002 年,也就是西莉亚丧命于其裹着树皮的宿敌之下两年后,研究人员们拆开了一些小玻璃瓶并对其进行解冻,他们继续进行着与 1996 年创造出多莉(Dolly)类似的实验。多莉恐怕是世界上最有名的绵羊了,因为她是第—头用成年动物细胞克隆出来的哺乳动物。带有西莉亚 DNA 的细胞被注射入普通山羊的卵细胞,这些卵细胞本身的遗传物质已经被剥离。经过微电流刺激,融合在一起的新卵细胞就开始分裂了。一个细胞分裂成两个,两个又分裂成四个,这个过程一直持续,直到几天后,肉眼可见的分裂细胞集结成的细胞束漂浮在皮氏培养皿中。这个团队已经创造出多个布卡多野山羊的活胚胎,每一个都是西莉亚的克隆体。
为了让胚胎继续生长,最优质的几个胚胎被植入在一边待命的代孕山羊妈妈们的子宫。这些山羊妈妈们接下来努力地怀着这些生长着的小动物们,坚强隐忍,毫无怨言。大多数孕程都没有结果,但一只代孕山羊却排除万难成功怀孕直到破水分娩之际。 2003 年 7 月 30 日,费尔南德斯–阿里亚斯和他的同事们接生了克隆西莉亚。他们都达成了一致:顺产是不可能的了。并不是因为代孕山羊太优雅了所以尽不上力,而是因为她和她所怀的克隆体太珍贵了,研究者们不能让她们冒一丝风险。所以,研究团队决定通过剖宫产来接生这个小西莉亚。一屋子的研究人员都穿着手术服,戴着医用口罩,就在费尔南德斯–阿里亚斯轻柔地从代孕母羊的肚子中取出小西莉亚的时候,他们听到了小西莉亚急促的呼吸声。费尔南德斯– 阿里亚斯将小西莉亚托在怀中,他可以看到小西莉亚是多么的美丽。这只新生的小羊有着太妃糖色的毛发,乱乱地贴在身上;眼睛大大的,呈棕色;四肢摇动着,令人着迷。她的生命体征还不错,心脏有力地跳动着。
这个克隆小生命看起来很健康。
但是很快,情况开始变糟。“我几乎是一抱上她就知道有什么地方出了问题,”费尔南德斯– 阿里亚斯说到。这只小家伙开始呼吸困难,变得越来越痛苦。尽管研究者们使出浑身解数抢救她,这只克隆小生命还是在她出生 7 分钟后断气了。之后的尸检显示她的肺部有严重畸形,这只可怜的小家伙完全没有生还的可能。
布卡多野山羊,在短暂地重回这个世界后,又一次彻底灭绝了。值得纪念的是,这是第一种在灭绝后重回世界的动物。而令人难堪的是,这也是第一种灭绝了两次的动物。
这是一个甜蜜而悲伤的故事,但却标志着激动人心的时代开始了。让一种动物不再灭绝、重回世界是一件令人难以置信的事情。虽破旧立新令人兴奋,但离现实很遥远。纵观地球上自有生命以来的历史,从没有发生过类似的事件。这一事件具有划时代的意义,甚至被赋予了新的专属名称。当人类真的让一种灭绝了的物种复活时,我们说这个物种“反灭绝复育”了。这是一个拗口的词语,准确地说它不符合我们的语感,但这个词放在这里还是比较合适的。人们还考虑了一些替代词比如“不再灭绝”或是“不死之躯”,但是前者太累赘,后者又太像“僵尸启示录”。所以“反灭绝复育”这个术语就被保留下来。
2009 年,研究人员最终在一本学术期刊上发表了这场克隆创造的始末,这篇文章被同行评阅。外界都小心谨慎,对这件事没有太多感情渲染,也没有太多评论。英国《独立报》网络版以头条版面刊登着《科学家通过克隆技术试图复活的已灭绝动物布卡多野山羊未存活》的新闻。媒体报道似乎都聚焦于这个研究团队是怎样与他们的目标擦肩而过,而不是去庆贺一次非凡的科学之旅。尽管这只小布卡多野山羊的生命很短暂,但她出生这个事实本身就是一项巨大的成就,反映着她的创造者——这些科学家们的辛勤工作、科学成就以及卓越远见。当然,她没有活下来,这令研究者们很失望,但当时,克隆还不是一门精密科学,克隆已灭绝物种,更是史无前例的。费尔南德斯– 阿里亚斯说:“我们所做的是使科学迈出了非常重要的一步。”而费尔南德斯– 阿里亚斯与一只健康的布卡多克隆体之间唯一的障碍,便是资金和时间。他还说:“如果有充裕的资金和时间,我相信复活布卡多野山羊是完全可能的。”
几年后,似乎再没有人听到过关于克隆西莉亚的事情,也再没有人知道那只从死亡线上被短暂拉回来的布卡多野山羊。但是到目前为止,布卡多野山羊并不是科学家复活的唯一已灭绝动物。 2012 年,澳大利亚研究者使一只两栖动物短暂复育,他们都叫它“拉撒路蛙”。这种动物不同寻常,一肚子鬼主意(想知道是什么鬼主意吗?请见第五章)。时光流逝,科技日新月异,还会有更多动物紧随其后被克隆出来。科学家们的目标是让这些复活了的生物健康地延续生命,正常地繁殖后代,生活在野外,最终能够孕育出曾经消亡的各种动物种群。一些科学家想让我们相信,灭绝了的动物可以再一次在今天这个世界上安家。
目前全球有六七个正在进行着的项目,都在试图反灭绝复育不同的动物。在澳大利亚,致力于复活拉撒路蛙的工作继续着。在美国,科学家们正在努力复活旅鸽,这种有着健壮体格和玫瑰色胸脯的鸟曾经数以亿计;还有琴鸡,这种矮胖的鸟类像是舞会上作壁上观的落单者,曾生活在北美低矮石南丛生的荒野。在英国,科学家们在考虑是否要复活那种被叫作“北极大企鹅”的大海雀。而在南非,研究者们正在试图反灭绝复育斑驴,这种有着奇怪条纹的马科动物可以让你在拼字游戏中得到17 分的高分。在欧洲,科学家们正在试图让现代牛的祖先重获新生,现代牛的祖先也叫原,有着令人生畏的大牛角。同时,在韩国、日本和美国,三个不同的研究团队正试图反灭绝复育那种最具代表性的物种——原始毛猛犸象。
事实上,研究者们如何决定复活“这种”或是“那种”物种取决于所讨论的物种本身及其后代的情况。有些工程的相似之处便是与此工程密切相关的物种仍然幸存着,这些工程都将研究聚焦于观赏性育种。比如,荷兰的“金牛项目”正在杂交繁育现存的各种不同的牛类来创造出某种看起来很像原牛的动物。还有些工程,比如那些意图复活布卡多野山羊和拉撒路蛙的工程,正在利用克隆技术。其他工程,如旅鸽工程,还用到了一些高精尖的遗传学知识。但其实,所有工程最终都归结到一种相同的要素上,这种要素天然而神奇,就是三个小小的字母——DNA。
题图为电影《侏罗纪世界2》剧照,来自:豆瓣
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