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華盛頓特區——一種已滅絕青蛙的重生可能來自冰箱,而不是胃。 胃育蛙在地球上存在時,會吞下卵,將胃變成子宮,並在幼蛙充分長大後將其嘔吐出來。 但這種青蛙在 1970 年代被發現後不久就從澳大利亞南部的山區消失了,僅作為少數冷凍標本儲存在一位科學家的冰箱底部。
這些組織中的細胞應該已經被內部和周圍形成的膨脹冰晶破壞了。 但據澳大利亞新南威爾士大學的古生物學家邁克爾·阿徹稱,一些細胞仍然相當完整,他正試圖透過他的拉撒路計劃復活該物種。 他和他的同事將該細胞和其他類似細胞的細胞核移植到數百個近緣物種的卵子中。 “去年二月,我們開始看到奇蹟發生,”阿徹在 3 月 15 日在國家地理禮堂舉行的 TEDx 去滅絕活動上首次向人群宣佈。“其中一個開始分裂。” (阿徹的研究小組尚未發表這項工作。)
雖然蝌蚪可能還很遙遠,更不用說可存活的青蛙了,但南部胃育蛙可能是第一個從永久死亡中復活的物種。 第一次去滅絕發生在 2003 年,儘管持續時間太短。 科學家誘導一隻西班牙已滅絕的北非野山羊的克隆體從一種特殊的雜交山羊中誕生。 但克隆的布卡多山羊長出了第三個肺,無法正常呼吸,在 10 分鐘內死亡。
儘管早期的努力失敗了,但越來越多的復活專案提出了一個核心問題:滅絕是否意味著永遠,不再是這樣了嗎? 如果不是,我們是否有義務讓物種復活? 阿徹認為,“如果很明顯這些物種是我們滅絕的,我們不僅有道德義務看看我們能為此做些什麼,而且如果我們能做到,就有道德義務去做一些事情。” 合成生物學的新科學旨在使他有可能履行這一道德義務。
第六次滅絕
人類已經殺死了許多物種,包括標誌性的和常見的。 一位燈塔看守人的貓提布林斯——可能在一些野貓的幫助下——幾乎抓捕並殺死了每一隻 斯蒂芬島鷦鷯,就在它們於 1900 年被科學界發現的時候。 飢餓的水手在 斯特拉海牛被發現後一個世紀內就將其吃光至死。 塞西斯藍蝴蝶隨著 1940 年代舊金山的沙丘消失而消失,當時這座城市膨脹了。 美國栗樹,曾經是北美東部最豐富的樹種,屈服於人類從亞洲進口的一種真菌性枯萎病。
倫敦大學學院的保護科學家凱特·瓊斯在 TEDx 去滅絕活動上指出,“作為人類,我們在使事物滅絕方面非常有效。”
由於棲息地喪失、過度捕獵和人為導致的氣候變化,滅絕率飆升,到本世紀末,世界可能面臨失去一半物種的局面——這一現實被稱為第六次滅絕,因為它將代表地球歷史上第六次生物大滅絕。 當然,其他五次是由氣候、行星或天文事件引起的。
去滅絕的努力是由一群科學家和其他人士領導的,從哈佛醫學院的合成生物學家喬治·丘奇到長遠基金會的環境煽動者斯圖爾特·布蘭德及其 復興與恢復專案。 他們聯合起來看看新的基因工具是否能使他們復活更多的物種,就像阿徹試圖用胃育蛙做的那樣。 他們的首要目標是旅鴿,它曾經非常豐富,以至於遮蔽了北美東部的天空。
然而,韓國科學家為復活猛獁象(一項更具科學挑戰性的壯舉,因為它已經滅絕了數千年)所做的類似努力可能會引起最多的關注。 而且沒有必要止步於此; 已滅絕的人類物種,如尼安德特人,也可以復活,甚至劍齒虎也可以復活——儘管已經滅絕超過幾千年的物種不太可能被發現儲存有足夠的完整 DNA 來允許其復原。 (告別侏羅紀公園。)
然而,正如布卡多山羊的例子所示,去滅絕絕非易事。 對於布卡多山羊,科學家不僅需要讓雌性克隆體存活下來,還需要找到 Y 染色體來製造雄性布卡多山羊,然後將其縫合到克隆的 DNA 中。 先進細胞技術公司的羅伯特·蘭扎倡導的另一種方法是放棄克隆,而是從古代 DNA 中創造幹細胞。 這將使蘭扎或其他科學家能夠創造出攜帶瀕危或已滅絕物種 DNA 的精子或卵細胞——並可以提供恢復或復活它們的遺傳密碼。
然而,從 DNA 到某種幹細胞,然後誘導其變成精子或卵細胞,並最終長成猛獁象,這一過程仍然超出了最先進的基因科學的範疇。 蘭紮在接受《大眾科學》採訪時指出,“你不可能現實地改變基因組的百分之一或十分之一,並使其達到足月”,這就是在嘗試懷孕時進行多次植入的原因。 但“這僅僅是個開始。 它不會停止。”
此外,正如加州大學聖克魯茲分校的古基因組學家貝絲·夏皮羅提醒 TEDx 觀眾的那樣,創造胚胎只是讓任何已滅絕物種復活的第一步。 還有恢復世界——或至少是大象親屬棲息的生態系統——以及其他障礙的巨大挑戰。 鑑於現存象種的岌岌可危的困境,人類尚未表明它能夠管理厚皮動物的生存,更不用說復活了。
保持低溫
儘管如此,從猛獁象身上可以吸取一些教訓,尤其是寒冷的重要性。 夏皮羅說,北極“是長期儲存 DNA 的最佳場所”。 “那裡很冷,而且至少在過去一百萬年裡一直很冷。”
正如猛獁象 DNA 在西伯利亞苔原中等待一樣,恆定的低溫儲存了它,聖地亞哥冷凍動物園的寒冷可能是確保當今生物多樣性度過未來幾個世紀 人類世完好無損的關鍵。 這個方舟在穩定的零下 197 攝氏度下維護,儲存了 503 種哺乳動物、170 種鳥類、70 種爬行動物和 12 種兩棲動物和魚類的細胞——在地球上估計有 1000 萬種動物、植物、微生物和真菌物種中。 該收藏品對有魅力的巨型動物群表現出偏愛,因此不利於維持地球生命的不具魅力的小型動物群。 挪威的寒冷斯瓦爾巴全球種子庫對農作物執行相同的功能——這些物種儘管對我們很重要,但由於基因工程創造了現在主導景觀的專門變種,其生物多樣性已經減少。
一些自然資源保護主義者也對去滅絕的想法潑冷水,他們擔心這可能會透過轉移資金來支援已被證明可以維持物種的努力(例如保護區、對少量倖存種群的集中管理,甚至旨在減少瀕危物種消費的廣告宣傳活動)來使更多物種滅絕。 我們可能會讓猛獁象復活,但卻讓它的親戚悄然消失。 羅格斯大學的生物學家戴維·埃倫費爾德在 TEDx 上指出,“此刻,勇敢的自然資源保護主義者正在冒著生命危險保護森林象免受武裝偷獵者的侵害。” “而我們卻在這個安全的禮堂裡談論復活猛獁象?”