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尝试复活猛犸象能否缓解气候变化危机?

收藏 打印 发给朋友 来源: 化石网 网站编辑:化石猎人
热度30票 浏览13次 时间:2021年10月17日 09:59
尝试复活猛犸象能否缓解气候变化危机?

尝试复活猛犸象能否缓解气候变化危机?

(化石网报道)据新浪科技(任天):国外媒体报道,从阿拉斯加到西伯利亚,从欧洲、亚洲到美洲,北半球靠近北极地区的冻原地带曾经活跃着一个雄伟的物种——真猛犸象(学名:Mammuthus primigenius)。直到今天,科学家们仍在争论是什么导致了这种猛犸象的最终灭绝,普遍的共识是,这是人类狩猎、近亲繁殖造成的基因缺陷,以及自然气候变化——使猛犸象的适宜栖息地缩小了至少十倍——共同作用的结果。

真猛犸象的灭绝是一个漫长的过程,持续了几千年。然而,与其说真猛犸象的消失是一场灭绝,不如说是一场间断性的衰退。近年来,复杂的基因编辑技术的发展,为真猛犸象的复活甚至重新放归野生提供了可能性。一家名为Colossal的初创公司正不断努力,试图将这一源自科幻小说的概念变成科学事实。该公司的目标是在2020年之前让一头真猛犸象复活。

Colossal公司希望能将关注点转向地球所面临的最大问题:气候变化。气候变化会导致生物多样性损失,一些最保守的估计认为,从现在到2050年,地球的生物多样性将减少10%到20%,有很多人对气候变化发出了警告,但谈论生物多样性和物种丧失的人还不够多。

乔治·丘奇是世界著名的遗传学家,在美国哈佛大学任职,也是新兴的“去灭绝运动”(de-extinction movement)的领导者之一。在过去的十年里,丘奇和一些“不走寻常路”的生物学家一直在探索让灭绝物种复活的可能性。这是一个古老的梦想,在迈克尔·克莱顿的科幻小说《侏罗纪公园》中得到了淋漓尽致的体现。但是,将这个梦想变成现实的技术直到最近才出现。

“去灭绝”运动的核心技术突破是CRISPR,一种基因编辑工具。自21世纪初以来,来自不同国家的研究者一直在开发这一工具,但直到最近才将其付诸实际应用。CRISPR在功能上就像一把基因剪刀,使用一条RNA链来锁定基因组的某一部分,然后用一种名为“Cas-9”的蛋白质来移除遗传物质。当DNA链自我修复时,它就相当于经过了编辑,可以表达自然情况下不会出现的新特征。

在过去的十年里,CRISPR已经成功应用于各种各样的场景中。例如,科学家已经利用CRISPR培育出了抗病的牲畜;该技术还经常被用来编辑小鼠的基因,以用于科学研究,甚至可以用来编辑精子、卵子和胚胎的DNA,以产生理想的性状或去除不需要的性状。

乔治·丘奇是CRISPR技术发展的关键人物,他立即意识到该技术对已灭绝物种复活的意义。在非营利组织“复活与恢复”(Revive & Restore)的赞助下,丘奇和其他反灭绝运动人士开始尝试用CRISPR技术让动物复活。

“此前,人们几乎没有使用技术手段减缓或防止灭绝,也没有用技术来逆转这一过程,”乔治·丘奇说,“利用CRISPR技术进行‘去灭绝’是一项突破,对物种多样化的努力将产生深远的影响。”

“复活与恢复”组织的最早期的项目之一是致力于恢复旅鸽,这是一种北美鸟类,其数量曾达到数十亿,但在20世纪早期被猎杀至灭绝。不过,乔治·丘奇的目标是一个更宏大的项目:复活一头真猛犸象。

让一个已灭绝物种复活的过程是漫长而复杂的。第一步,我们需要重建这种动物的基因组,这本身就绝非易事。当动物死亡时,它的DNA就开始分解,意味着科学家收集的任何遗传物质样本都将是不完整的。不过,通过将尽可能多的基因组片段拼接在一起,并将已灭绝动物的基因组与一种基因相近的动物的基因组进行比较,我们就有可能获得该物种近乎完整的基因图谱。

当乔治·丘奇着手复活真猛犸象时,已经有科学家对保存在西伯利亚冻土带的真猛犸象遗骸进行了取样,并对其基因组进行了测序。后来,丘奇将不完整的猛犸象基因组与现代亚洲象的基因组进行了比较,后者有99.6%的DNA与真猛犸象相同。这种比较帮助确定了影响真猛犸象多个关键特征的基因,如耐寒性、小耳朵和蓬松的皮毛等。

2015年,乔治·丘奇和哈佛大学的一组科学家利用CRISPR技术成功地将真猛犸象的基因复制到亚洲象的基因组中。这只是开始,距离培育出活生生的真猛犸象还有很长的路要走。下一步,他们将在这些成纤维细胞模型——结缔组织中发现的一种普通细胞——为基础,对更特化的细胞(如血细胞或肝细胞)进行研究,以观察它们会如何受到基因变化的影响。之后,研究小组将着手研究真猛犸象的胚胎,这些胚胎可以在人造子宫中生长,也可以由雌性亚洲象孕育。

当然,这一复活过程所得到的并不是真猛犸象的精确复制品,而是该物种与亚洲象的杂交后代。尽管如此,这也将是一头具有所有标志性特征,且功能健全的真猛犸象,并意味着4000多年来将首次在活体动物中发现真猛犸象的独特基因。

2019年Colossal公司创建以推进复活灭绝动物项目。他们开始招募一些世界上最聪明的遗传学家,这些技术有着巨大的应用机会,不仅可以让猛犸象复活,还可以用来保护当今地球上极度濒危的物种,这或许不是一个新的概念,但有正确的团队、正确的投资者和正确的合作伙伴,可以帮助以一种确保成功的方式进行整合。

像真猛犸象和现代大象这样的巨型动物在塑造其栖息环境的过程中扮演着重要角色。有证据表明,真猛犸象在吸收碳和其他温室气体方面发挥了重要作用:它们践踏苔原,将雪下的北极永久冻土暴露在冷空气中,使更深处的冻土保持冻结状态。如果没有猛犸象踢开雪层,寒冷的温度就无法穿透永冻层的深处,这意味着夏天时永冻层融化得更快,释放出滞留在地下几个世纪的温室气体。

通过将真猛犸象重新引入其自然栖息地,可以帮助将温室气体固定在永久冻土层中,从而缓解全球变暖。

当然,复活真猛犸象也有一些实际的考虑。首先,如果它们被重新引入野外,我们可以很容易地追踪这些比卡车还大的动物,从研究和管理的角度而言,这一点尤其重要。如果是昆虫或鸟类等较小的动物,管理起来就很困难了。不可否认,真猛犸象也非常吸引眼球,这是为Colossal公司项目争取公众支持的关键,也能显著提高人们对“去灭绝”运动在应对气候变化方面所能发挥作用的认识。

另一个热衷于复活猛犸象的人士谢尔盖·济莫夫也探讨过这一概念,他在西伯利亚北极地区购买了130平方公里的土地,建立了更新世公园(Pleistocene Park)。近30年来,他一直致力于将现代物种重新引入该地区,以恢复原有的草原。

生态旅游是提高民众意识的一个很好的方式,不仅要确保真猛犸象“去灭绝”成功,还要确保北极地区的再野生化。因此,在这个过程中,如果我们能在这些物种的自然栖息地看到它们,我认为就是一个巨大的胜利。当然,这不会在一朝一夕间发生。

Colossal公司希望能在4到6年内培育出真猛犸象和现代大象的杂交品种。值得一提的是,尽管设想是从真猛犸象开始的,但复活和放归这一标志性物种只是一个更宏伟任务的起点,我们更希望有一天能将猛犸象去灭绝背景下开发的技术扩展开去,用于保护当前还存在的濒临灭绝的物种。如果能建立一个所有濒危物种的基因组数据库,一个地球生命的图书馆,用以避免灭绝事件的发生。据估计,地球上每天有大约150个物种灭绝,保护地球生物多样性的任务任重而道远,任何有助于减缓这场危机的创新都具有重要的意义。
TAG: 猛犸象 气候
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