北方白犀牛是一個正在等待滅絕的物種。僅存的三隻個體被圈養在肯亞一個戒備森嚴的保護區內，無法自然繁殖。一隻名叫法圖的15歲雌性犀牛可能是這種曾經在非洲中部草原上成千上萬漫遊的生物的最後一隻。
為了阻止這種局面，研究人員本週公佈了一項大膽計劃的細節，旨在拯救北方白犀牛（Ceratotherium simum cottoni），方法是將活犀牛和冷凍儲存的細胞轉化為精子和卵細胞，然後使用體外受精（IVF）技術創造胚胎並重振種群。由加利福尼亞州聖地亞哥動物園全球保護研究所和柏林萊布尼茨動物園和野生動物研究所領導的團隊已經開始著手這個想法。他們表示，這可以指導拯救其他瀕臨滅絕的動物，甚至復活那些已經滅絕的動物。但批評人士稱這項可能需要數百萬美元的計劃是異想天開，並擔心它可能會分散人們對更廣泛保護工作的注意力。
聖地亞哥動物園全球保護研究所的保護遺傳學家兼救援計劃的主要架構師奧利弗·萊德說：“如果我們不這樣做，北方白犀牛將會滅絕。”該救援計劃於5月3日發表在《動物園生物學》雜誌上（J. Saragusty等，《動物園生物學》。http://dx.doi.org/10.1002/zoo.21284; 2016）。該策略是在去年12月在維也納舉行的一次會議上制定的，來自這兩個動物園的團隊以及幹細胞和生殖生物學專家參加了會議。“這真是一個戰略路線圖——一個有很多障礙的路線圖，”領導萊布尼茨團隊的生殖生物學家托馬斯·希爾德布蘭特說。
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瀕臨滅絕
偷獵已將犀牛的數量從1960年代的約2300頭銳減。對於剩下的三隻動物來說，自然繁殖是不可能的。蘇丹是一隻42歲的雄性犀牛，精子數量很少；它26歲的女兒納金腿部受傷，這意味著她無法承受雄性犀牛的體重或懷孕的重量；而她的女兒法圖患有子宮疾病，這將阻止胚胎著床。但是另外十隻個體的精子和其他細胞被冷凍儲存起來。
首先，研究人員將嘗試用現有的精子和卵細胞創造胚胎；希爾德布蘭特說，他今年將前往這些動物居住的奧爾佩傑塔保護區，從法圖和納金身上採集卵細胞。然後可以將這些卵細胞與一些冷凍精子受精，並植入代孕母親——南方白犀牛（Ceratotherium simum simum）體內。
但是，還沒有人使用體外受精技術製造出可存活的犀牛胚胎，更不用說將其植入代孕母親體內了，因此聖地亞哥和萊布尼茨團隊都在努力開發南方白犀牛的這項技術，南方白犀牛的數量約為20000頭。希爾德布蘭特確信，諸如將胚胎植入代孕母親體內的障礙將在幾年內被克服。“納金或法圖在去世前會看到另一隻北方白犀牛。我可以保證這一點，”他說。
納金和法圖目前是體外受精卵細胞的唯一來源。這種有限的基因庫意味著不可能創造出一個基因足夠多樣化以在野外茁壯成長的北方白犀牛種群。因此，在第二階段，研究人員將嘗試將冷凍的犀牛細胞重新程式設計為幹細胞，這些幹細胞具有發育成任何型別組織的能力，包括卵子和精子（參見“拯救北方白犀牛”）。2011年，由加利福尼亞州拉霍亞斯克裡普斯研究所的幹細胞科學家珍妮·洛林領導的團隊，創造了這種細胞，稱為誘導多能幹（iPS）細胞，來自法圖的皮膚細胞（I. F. Ben-Nun等，《自然方法》。8,829–831; 2011）。但是，從iPS細胞中產生精子和卵子並非易事，可能需要將犀牛幹細胞與其他動物（如小鼠）的生殖組織一起培養。“所有技術都已經完成，但在其他物種中，”洛林說。“不確定這些東西是否會直接轉化為犀牛。”
保護主義者以前曾嘗試使用生殖技術將物種從滅絕邊緣拉回來。例如，在2000年代，研究人員試圖使用克隆技術復活比利牛斯山羊（Capra pyrenaica）和一種野牛（Bos gaurus）。犀牛計劃的細胞重程式設計要素甚至更雄心勃勃。“我沒有看到任何技術上的致命缺陷，”馬薩諸塞州波士頓哈佛醫學院的基因組科學家喬治·丘奇說。他希望使用一些相同的方法來複活猛獁象，或者至少改造亞洲象，使其能夠在西伯利亞草原上繁衍生息。
資金可能被證明是最大的障礙。自從最後一隻北方白犀牛諾拉去年去世以來，聖地亞哥動物園已經為該專案籌集了約200萬美元；它拒絕估計該專案的總成本。希爾德布蘭特說，他的團隊在籌集資金方面不太順利——並且需要數百萬美元才能透過體外受精技術創造出一隻犀牛。
萊德說，拯救和保護北方白犀牛的巨大成本是值得的——不僅是為了拯救這個物種，也是為了展示保護主義者可以做些什麼來拯救其他動物。杜克大學的保護生物學家斯圖爾特·皮姆最擔心的是這種先例。“這表明我們可以讓物種走向滅絕的邊緣，而現代技術可以將它們帶回來，”他說。“這其中存在著非常嚴重的道德風險。”
國際自然保護聯盟非洲犀牛專家組主席邁克爾·奈特說：“這是《星際迷航》式的科學。”他擔心這項努力可能會從其他犀牛保護工作中抽走資金——包括那些針對南方白犀牛的保護工作，奈特說，由於良好的管理，南方白犀牛的數量正在膨脹。“他們不應該鼓吹他們正在拯救一個物種的想法。如果你想拯救一個[犀牛]物種，就把你的錢投入到南方白犀牛的保護中。”
本文經許可轉載，並於2016年5月3日首次發表。