猛犸象還原圖

最近一部電影《金剛·骷髏島》片尾的“彩蛋”里有一句話:地球上遠不止我們,還有它們,而主宰地球的可能并不是我們……地球存在已年代久遠,在侏羅紀、白堊紀之后,還有漫長的冰川期,即氣候寒冷的大規模冰川活動的時期。這期間,地球上曾生活過許多我們從未見過的生物,目前都還只能通過歷史學家和考古學家的分析與研究才能窺其一斑。

隨著分子生物學的興起和克隆技術的突飛猛進,近年來,科學家們竟開始熱衷于“復活”一只猛犸。

看過電影《冰川時代》系列的人,應該對猛犸并不陌生。科學家們對“復活”猛犸越來越有信心,我們仍不免疑惑重重:為什么“復活”的對象偏偏是猛犸呢?在公元前1670年左右,最后一批猛犸象為什么會全部滅絕?“復活”后的猛犸還能適應眼下這個世界嗎?它又會給如今的生物群帶來怎樣的意外呢?

猛犸象是如何滅絕的?

真猛犸象是由早期的羅馬尼亞猛犸象、南方象和草原猛犸象以及哥倫比亞猛犸象逐漸演化而來,又叫長毛象。一頭成熟的真猛犸象,身長達5米,體高約3米,與亞洲象相近,門齒長1.5米左右,且身體肥碩,體重可達6-8噸。壯年的猛犸象身披黑色細密長毛,皮厚,皮下脂肪層可達9厘米。

研究人員發現,到冰川世的后期,還演化出了幾種體形很小的侏儒猛犸象。其中一種從哥倫比亞猛犸象這個龐然大物演化出的侏儒猛犸象,肩高只有1.7米,體重只有759公斤,而前者的肩高達4.3米,體重達9100公斤。

在猛犸象的演變過程中,究竟發生了什么事?

現有的研究資料中,猛犸象滅絕的原因仍沒有定論。有研究認為,可能是由于氣候變化(變暖)和人類的過度獵殺。一項發表在美國《科學公共圖書館·遺傳學》期刊上的研究還顯示,因種群數量過低,長毛猛犸象在滅絕前基因已經出現了嚴重變異,由此引發的多種疾病也進一步降低了它們的生存能力。

研究人員通過基因組分析得出結論:長毛猛犸象在滅絕前已處于一種“基因坍塌”的狀況。它們沒有嗅覺、不愛社交、總是消化不良,連一身硬毛都變得油光水滑、很難御寒……研究人員對比了兩頭來自不同時期、不同地點的長毛猛犸象的基因組,其中一頭發現于西伯利亞以北的弗蘭格爾島,距今約4300年;另一頭則發現于大陸之上,且距今已4.5萬年。后者所在群體顯然數量更多、更健康。他們發現,在弗蘭格爾島上發現的長毛猛犸象與其“遠祖”相比,有害基因變異明顯增多,這可能導致它們出現消化不良等胃腸不適,原本的硬毛也變得更光滑、更有光澤,從而很難抵御低溫侵襲。而且弗蘭格爾島上的長毛猛犸象嗅覺也不靈敏,它們體內的尿蛋白缺失還會影響其社會地位和交配。

首先發表長毛猛犸象基因序列的研究組負責人、瑞典自然歷史博物館的洛韋·達倫說,這項研究“結果新奇”,因為發現了“大段基因組缺失”,“有些已影響到功能性基因”。他說:“如果更多長毛猛犸象以及其他物種的基因組經過分析后得出相同結論,這對保護生物學具有非常重要的意義。”

為排除單一樣本異常的可能性,研究人員還建立數學模型,分析在種群數量變化時,基因組會出現何種變化。該研究的共同作者、美國加利福尼亞大學伯克利分校的麗貝卡·羅杰斯說,數學模型顯示出,兩頭長毛猛犸象樣本的差異性“太過極端,無法用其他因素解釋”。該研究同時指出,上述發現是對“持續保護現存種群數量低的瀕危物種的警告”。

英國廣播公司報道稱,長毛猛犸象的“基因坍塌”教訓說明,一旦種群數量低至特定水平,物種的基因健康便因無法有效開展自然選擇進程,因而會持續惡化、無法逆轉。

怎樣“復活”一只遠古生物?

據徐訊介紹,“復活”猛犸象最少需要三個步驟:第一步,“復活”猛犸象細胞;第二步,恢復細胞的全功能性并形成胚胎細胞;第三步,找到代孕母體孕育生產出個體。

目前,科學家們已經成功地在兩具猛犸象冰凍尸體中提取了留存下來的DNA,其中一具死于兩萬年前,另一具死于6萬年前。但要復制一只猛犸象,除了需要DNA,還要有細胞核。而這些遺骸歷經上萬年,細胞核早已受損。所以嚴格地說,現在科學家們能“復活”的,應該不會是一只完整的猛犸象個體,目前只能是“令新個體的基因中包含有猛犸象的某些性狀”。

也有人提議,先將猛犸象的遺傳物質與亞洲象的進行雜交,培育出一種帶有長毛猛犸象特征的大象,比如它很耐寒。美國哈佛大學一個團隊正在嘗試利用CRISPR基因編輯工具,將從長毛猛犸象殘骸上獲取的基因拼接到亞洲象的DNA上,從而培育出雜交胚胎。

由于原始長毛猛犸象基因包含了這種動物典型特征的遺傳信息,包括小耳朵、更厚的皮下脂肪、長且蓬松的體毛以及能夠適應低溫的血液,理論上新一代的“混種”也能獲得這些主要的身體特征。這個結果,可能再過幾年就會知道能否成為現實了。

不過由于猛犸象即便和最“近親”的亞洲象基因組的差異仍有4.7%,這對于移植胚胎,給猛犸象找“代孕媽媽”,也帶來相當的難度,因為母體的免疫排斥反應很可能導致代孕者流產。

此外,嘗試以特殊形式復活一只古代動物的做法,還在學術界引起一定爭議。英國曼徹斯特大學動物學教授馬修·科布提出一個倫理問題——猛犸象并不是簡單的一組基因,它和如今的亞洲象一樣是一種群居動物,其中一個問題是:“如果這種大象和猛犸象的混種被生出來,其他大象會怎么對待它呢?”

還有更多科學家提出了自己的疑問,比如目前的氣候環境并沒有變化到當年冰川期的狀態,復活后的猛犸能否適應現在的地球?如果它們只能活在實驗室,花如此財力、物力、精力去復活它們又有何實質上的意義?如果它們能走到野外生存,這種違反自然規律的現象,是否又可能帶來另一些物種的滅絕?等等。

的確,這都是值得我們思考并有待討論的問題。如果真像電影《侏羅紀公園》甚至《金剛·骷髏島》中所描述的那樣,萬一結果將給人類帶來更多可怕的災難,我們又該如何去面對?

為何選擇猛犸象?

迄今所知,地球上分布最廣的陸地哺乳動物群正是更新世中后期的猛犸象動物群。該動物群組曾是地球歷史上最重要和最有影響力的哺乳動物群之一,也是地球陸地上保存軟組織最多的一個滅絕動物群。其成員包括猛犸象、披毛犀、野牛、洞熊、棕熊、洞獅、駝鹿、馴鹿、高鼻羚羊及麝牛等,其中以前三種動物最為常見。該動物群在鼎盛時期幾乎覆蓋了北半球的中高緯度地區。

據新華社記者報道,深圳華大基因研究院院長徐訊在分析復活一只猛犸象的可能性時,稱這主要得益于它們滅絕的年代離我們很近。他說,“4000年對于地球來說只是很短的一段時間”,而恐龍早在6500萬年前就已經滅絕了。由于DNA半衰期僅約521年,即每過521年,遺骸中的DNA就減少一半。在零下5℃時,DNA全部分解需要680萬年,但破碎到無法解讀只要150萬年。因此,到現在,恐龍的DNA早已無跡可尋,但猛犸象仍有保存完好的遺骸。

目前人們已發現了不少猛犸象、披毛犀和野牛等動物的冰凍尸體。2013年,俄羅斯科學家發現的一具猛犸象,遺骸出土時甚至還有血液滲出。這對于研究者們來說,無疑是一劑“強心針”。因為此時不科學家們不僅已可以培育出無性繁殖的克隆羊、克隆豬、克隆牛,2008年,日本理化學研究所若山照彥博士領導的小組,還首次用冷凍保存16年之久的小鼠尸體的細胞培養出了世界上第一只克隆鼠。

美國有一個叫“復活”的非盈利組織一直在積極推動各種滅絕動物的復活研究工作。他們在官網上介紹稱,“復活”猛犸象是有必要的,不僅僅因為復活它們相對來說更有可能性,也因為復活猛犸象所用到的基因技術和人工繁殖技術等,將有助多種現存動物的保育;而且猛犸象對凍原生態系統有重要促進作用,重新讓它們出現在這些地區,有助人類研究應對氣候變化的方法;古老的DNA中保存了許多重要“秘密”,破解它們或許還有助如今的生物學和醫學發展……總之,讓這種遠古動物通過特殊形式復活,帶來的正面影響應該會大于負面影響。

目前在美國,保護生物學家甚至掀起了復蘇整個更新世動物群的熱潮,他們試圖在北美洲建立保護區,野化大象、馬、駱駝、獵豹及獅子等大型動物。

在俄羅斯,科學家也提出了在西伯利亞東北部建立更新世公園的計劃,其主要目的是重建末次冰期的泰加林/凍原草原環境,從外地引進大型食草動物到西伯利亞,這有助于啟動重建草原生態系統的良性循環機制。

科學家已成功地從猛犸象胃囊殘留食物中鑒定出多種植物,并發現猛犸象生存的草原環境其實相當類似于現代的干冷草原,因此猛犸象才吸引了眾多科學家的目光。(那 拉)

“復活”一只猛犸象?其技術有助于保育現存動物

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