哪些灭绝动物可以克隆复活？
想象一下,如果克隆技术能让1681年灭绝的渡渡鸟、1870年灭绝的阿特拉斯棕熊、1882年灭绝的中国白臀叶猴、1908年灭绝的亚洲狮、1910年灭绝的西袋狸、1936年灭绝的塔斯马尼亚虎、1972年灭绝的台湾云豹、1980年灭绝的西亚虎和爪哇虎等复活,这个世界将会是多么热闹,而且生物多样性将会是多么丰富。
但灭绝动物的复活至少要有3个条件,一是要找到没有被污染的已灭绝动物的活细胞,二是技术,三是要有让复活后的动物能生存的环境。
复活胃育溪蟾
2013年初,澳大利亚研究人员克隆出了一个活了几天的胃育溪蟾胚胎,尽管克隆出的胃育溪蟾并没有长成蝌蚪和幼蛙,但这已经是复活灭绝动物的开创性成就,其地位甚至超过克隆羊多利,因为多利遗传物质DNA的供给者并非灭绝动物,而胃育溪蟾是已经灭绝的动物,它们的DNA被保存了30多年。不过,被用于克隆的DNA并非是胃育溪蟾1983年灭绝后提取的,而是在其濒临灭绝的1979年保存的部分包含DNA的组织。
2013年初,研究人员以澳大利亚的大青蛙为供卵者,在提取大青蛙的卵子后,用紫外光灭活大青蛙的细胞核(DNA),然后把保存的已灭绝的胃育溪蟾的DNA植入细胞核已灭活的大青蛙的卵子中,结果,几周后,有一个卵子活动起来,而且存活了3天,长成了一个囊胚。经过DNA检测证明,这个囊胚包含的遗传物质是胃育溪蟾的,证明了克隆灭绝的胃育溪蟾获得初步成功。
克隆已灭绝的胃育溪蟾的初步成功让人们看到了复活灭绝动物的希望。当世界上数百种两栖动物正处于灾难性濒危之时,这项技术可以作为一种拯救濒临灭绝动物的工具,应用前程广阔而无限。
DNA半衰期
2013年5月29日,俄罗斯东北联邦大学的谢姆蒙·格里戈里耶夫称,他们该月早些时候在北冰洋一座岛屿上发现一具保存较完好、存有液态血液的猛犸象尸体,因此有可能在这具猛犸象尸体中找到活细胞,从而打开克隆这种史前巨型哺乳动物的大门。
克隆灭绝的猛犸象等动物最大的难题是DNA的半衰期。DNA的半衰期是指一个已经死亡的生物的DNA核苷酸骨架之间的化学键半数降解掉所需的时间。如果一个生物的DNA在一定时间之后处于半衰期,则意味着它的DNA核苷酸骨架之间的化学键已被破坏,这一生命体的遗传信息就有一半已经丢失,要克隆这样的灭绝动物会很困难。
核苷酸是DNA的骨架,而骨架之间的化学键也就是构成核苷酸的基本成分之一的四个碱基之间的连接键。2012年12月,丹麦哥本哈根大学的莫顿·艾伦托夫特和澳大利亚佩斯市默多克大学的默克尔·邦斯等人在英国《皇家学会学报B》上发表了一项关于动物DNA半衰期的研究结果。他们对属于3种已经灭绝的古代巨鸟的含有DNA的158根腿骨化石进行了研究,推算出DNA的半衰期为521年。这也就意味着,在521年后,一个灭绝动物的核苷酸骨架之间的化学键有一半会降解消失,再过一个521年,剩下的一半化学键也将化为乌有。
如果以灭绝动物DNA半衰期为521年计算,再加上另一个半衰期,克隆灭绝动物的极限时间就可能只有约1000年,因为1000年后动物的DNA已全部降解。不过,在冰川中保存的DNA半衰期要长一些。这也是克隆1万年前灭绝的猛犸象极为困难的原因,这主要取决于从猛犸象残骸中提取的DNA是否过了半衰期而半数降解或大部分降解。
把握较大的克隆
如果动物DNA的521年的半衰期是一个普遍定律,那么,克隆距今500年的灭绝动物就有较大可能性,尤其是克隆近期灭绝的动物把握性更大,因为它们的DNA中的化学键还未被破坏,其DNA中的遗传信息还比较完整。
这个推论得到了另一项研究的证实。西班牙研究人员于2009年克隆了一只已经灭绝的布卡多野山羊。1999年西班牙研究人员追踪并捕获到世界上最后一只叫做希里亚的13岁布卡多雌野山羊,研究人员从野山羊的耳朵上采集了它的皮肤细胞冷冻储藏起来,然后将其释放。几个月后,希里亚被发现死在一棵倒下的树旁,这也意味着布卡多野山羊是最近才灭绝的。
随后,西班牙萨拉哥萨大学的乔希·弗奇等人把保存的布卡多野山羊的细胞核植入到家养山羊去除了细胞核的卵子中,通过电击让卵子发育,成为重组胚胎。最后仅有1只雌性布卡多野山羊出生,这只野山羊患有先天性肺部缺陷,在出生7分钟后因呼吸困难而死亡。经检测,这只克隆的小羊羔的基因和布卡多野山羊的基因一致,从而被认定为是一次短暂但成功的克隆。
尽管克隆是挽救灭绝动物的一种充满希望的方式,但是,如果灭绝动物死亡年代久远,超过其DNA的半衰期,克隆就可能是一种神话。当然,另一个需要回答或解决的问题是,灭绝动物即便克隆出来,它们能适应今天的环境而生存下来吗?(南方周末)
