復活猛獁象有戲 但有人擔心亞洲象是否願意雜交

　　2017-07-17 00:02:44　來源: 網易科學人

　　徹奇提出了新的計劃，他計劃利用人造子宮培育雜交動物，而不是招募母象作為代孕母親。有些人認為，這個計劃在未來十年內都是不可能實現的。但徹奇表示：「我們希望在體外（在活體外）完成整個過程。把瀕危物種的雌性繁殖置於危險之中是不理智的。」

　　出品|網易科學人欄目組

　　譯者|小小

　　好萊塢大片《侏羅紀公園》（Jurassic Park）設想了一個能使恐龍復活的未來。現在，這種科幻場景有可能成為現實，因為遺傳學家們正試圖復活猛獁象。這些冰河時期的食草動物生活在北方几個大陸上，身上擁有厚厚的皮毛，可以幫它們抵禦嚴寒。然而大約在4000年前，猛獁象徹底滅絕了。可是隨著遺傳學的快速突破，這種遺憾有可能被重新彌補。遺傳學正用於幫助對抗衰老、治癒疾病、「設計嬰兒」，復活已經滅絕的猛獁象也不再是夢想。

　　

　　在新書《長毛象：復活史上最具標誌性的滅絕生物的真實故事（Woolly: The True Story Of The Quest To Revive One Of History』s Most Iconic Extinct Species）》中，本·梅茲里奇(Ben Mezrich)講述了世界各地復活猛獁象的努力，他的足跡遍及各地的實驗室和西伯利亞草原，科學家們正在這些地方探索重新復活猛獁象的可能性，以及由此對生態系統產生的威脅。梅茲里奇日前在波士頓的家中接受《國家地理雜誌》電話採訪，解釋了為什麼有些人認為復活猛獁象可以幫助對抗氣候變化，以及這些雄心壯志背後存在的倫理問題。

　　問：復活猛獁象的主意聽起來有點像邁克爾·克萊頓（Michael Crichton）科幻小說中的觀念。這種假設真能發生嗎？這場革命會對科學產生何種影響？

　　梅茲里奇：的確有點兒像克萊頓的小說，但它是真實的！他在《侏羅紀公園》中所做的事情，現在從科學角度上已經可以實現。我們現在有許多遺傳工具，特別是CRISPR技術，它是在基因工程科學領域的革命。它允許我們將特定編碼的單個基因植入活體生物的基因組中。

　　這就是復活猛獁象計劃的技術基礎。過去我們只能讀取DNA，現在我們已經可以編寫DNA了。在未來30年內，因為現在實驗室里正在發生的事情，我們所生活的這個世界將變得截然不同。人們談論各種技術，如網際網路、人工智慧（AI）或機器人技術。但我相信，與生物學取得的巨大成就相比，這一切都顯得相形見絀。一旦可以重新製造基因，這個構建生命的基石，你可能會變得無所不能。

　　問：美國復活猛獁象努力的背後推動力量遺傳學家喬治·徹奇（George Church），給我們描述下他領導的項目。

　　

　　圖2：原始猛獁象象牙被發現，它依然與頭骨相連

　　梅茲里奇：徹奇絕對像好萊塢電影里的明星。他的身高超過2米，留著大鬍子，滿頭白髮，看起來就像你想象中的神明。他在佛羅里達州坦帕市外面的沼澤地里長大，由單身母親撫養。從12歲開始，徹奇就開始認為自己是個來自未來的人，他現在正生活在過去，他的工作就是讓世界變成他所來自的世界模樣。他就像今天的愛因斯坦，而且是人類基因組計劃中最年輕的科學家，他以最快的方式排列出人類基因組的順序，並讀取出人類基因。測序和閱讀基因方面做了更快的工作。

　　問：在西伯利亞草原上，給我們講講謝爾蓋（Sergei）與尼基塔·茲莫夫（Nikita Zimov這對父子的故事，以及他們「更新世公園」的背後理念。

　　梅茲里奇：最大的問題在於，為什麼要復活猛獁象？答案恰好在俄羅斯。在西伯利亞平原或草原上，有大量多年凍土形成的大片土地，這裡已經失去了大量的動物種群。而過去卻不是這樣的。問題是，凍土帶正成為定時炸彈。被困在永久凍土帶中的碳比燒毀地球上所有森林產生的碳還要多3倍。隨著世界變暖，我們越來越接近於永久凍土融化的界限，而這個定時炸彈將會爆炸。

　　而謝爾蓋和他的兒子尼基塔自從20世紀80年代以來，就已經在運行實驗。他們圈起凍土帶，重新引入更新世時期的動物，如馴鹿、野牛以及雅庫特馬等。他們還引進俄羅斯坦克來模仿猛獁象。他們發現，在引入這些動物以後，永久凍土層的溫度最多可下降15華氏度。這是因為，大型食草動物能促進草原上野草的生長，而草原野草反過來也有很高的反照效應（albedo effect）。這些淺色的野草就像鏡子那樣，可以將陽光反射回大氣層，減少地面吸收到的熱量，從而使溫度降至最低，緩解永久凍土的融化。

　　問：讓我感到驚訝的是，在西伯利亞凍土中有足夠多的猛獁象可支持象牙貿易。給我們講講土著雅庫特人的故事吧！

　　

　　圖3：帳篷上的猛獁象繪圖

　　梅茲里奇：隨著多年凍土慢慢融化，猛獁象的遺骸也漸漸顯露出來。用於裝飾的象牙每根價值約25萬美元，由此催生了大規模的猛獁象牙貿易。這屬於合法貿易，因為這些象牙並非來自瀕臨滅絕的物種，而是已經滅絕的物種。然而收穫猛獁象牙也是非常危險的。雅庫特人乘坐小船穿過冰冷的海水，前往猛獁象屍體比較豐富的小島上挖掘象牙。但只要找到1根象牙，就可以滿足整個雅庫特村一年的需要。

　　問：給我們這些外行人講講，重新復活猛獁象所面臨的科學挑戰，這種復活何時會發生？

　　梅茲里奇：科學真的很酷。首先，你需要測定出史前猛獁象的基因組序列。冰凍的猛獁象屍體被從冰上取出來，你可以提取樣本對基因組進行測序。得到了這個序列，你就知道了猛獁象的基因組，所以你可以選擇猛獁象的重要特徵。它們99%的基因組與亞洲象相似，所以徹奇的實驗室認為，如果長毛猛獁象與亞洲象交配，它們就能生下後代。

　　與《侏羅紀公園》不同，你不是在克隆猛獁象。由於輻射和惡劣的環境，屍體內的物質已經在3000年到1.2萬年間退化了。相反，你需要合成這些基因，然後將它們放入亞洲象的胚胎中，再將胚胎移植回亞洲象體內，然後亞洲象就會生出長矛猛獁象。徹奇的實驗室也在研究人造子宮，他們的目標是在2到3年內培育出首個猛獁象混血兒。

　　問：在實驗室中嘗試製造新的生命形式似乎有些像科學怪人弗蘭肯的創意，或試圖扮演造物主。那麼由此會產生哪些倫理和生物學問題呢？

　　梅茲里奇：這是一個很好的問題。在你真正去做這些事情之前，你必須先仔細考慮這些事情，因為科學可能超越倫理限制。在這種情況下，我認為大多數環保主義者都會如此認為：像猛獁象這樣的滅絕物種重新復活，與其說是在糾正我們所做的事情，還不如說是在扮演造物主。科學家每天都在扮演造物主。當你試圖治癒癌症或消滅瘧疾時，你在很大程度上決定了人們的生死。最可怕的是，沒有真正的監督機構。世界各地都有這樣的實驗室，都在做著類似的事情。大多數科學家認為，無論是在社區內部還是在政府基礎上，都需要進行一些監督。這很困難，因為這牽涉到許多國家。

　　問：《長毛象》這本書結尾宣稱，韓國與俄羅斯聯合探險隊竟然在冰凍猛獁象屍體的血管中發現了真正的血液，這是真的嗎？他們的計劃與美國有什麼不同？

　　梅茲里奇：韓國生物技術公司Sooam是由此前謊稱克隆出人類細胞的科學家創辦的。這位科學家通過創辦這家公司徹底改變自己的形象，他的公司主要以克隆狗為主業，現在也在嘗試復活長毛猛獁象。他們的目標是找到保存足夠好的克隆材料，而其他科學家認為這是不可能的。

　　但是據稱一個俄羅斯團隊正在研究一頭被半凍入冰層的猛獁象，當它被拉上來的時候，它體內的液態血液保持完好。無論真假，這種事情都很難驗證。這種材料被藏在一所俄羅斯大學的秘密金庫里。如果這種物質真的存在，如果猛獁象處於如此驚人的狀態，依然存在液態血液，也許你可以克隆這種材料，進而創造出猛獁象。徹奇和他的團隊不相信這種可能性，但是誰知道最終結果呢？

　　長毛猛獁象4000年前從地球上消失，但科學家通過雄心勃勃的基因工程，已經接近復活這種古代巨獸的邊緣。在美國科學促進會（AAAS）波士頓年度會議上，大佛大學團隊宣稱2年內就可創造出混合胚胎，將猛獁象的基因特質植入亞洲象身上。喬治·徹奇表示：「我們的目標是培育出大象-猛獁象雜交胚胎。事實上，它可能更像亞洲象，只是有許多猛獁象的特徵。我們還沒能實現這個目標，但可能會在幾年內發生。」

　　猛獁象有部分大象特徵，但它們的耳朵很小，皮下脂肪超厚，擁有長長的蓬鬆毛髮，血液也可適應寒冷環境。利用強大的基因編輯工具Crispr，這些猛獁象的形狀基因可被拼接到亞洲象的DNA中。此前，這個研究團隊依然止步於細胞階段，但現在正在朝著創造胚胎的方向發展。儘管他們說，要想創造出真正的活體生物，還需要很多年的時間。徹奇說：「我們正在研究如何評估這些基因編輯的影響，基本上是在實驗室里嘗試建立胚胎。」

　　自2015年開始該項目以來，研究人員已經增加了「基因編輯」的數量，猛獁象被拼接到亞洲象基因組中的DNA從15個增加到45個。徹奇表示：「我們已經知道了部分關於小耳朵、皮下脂肪、毛髮以及血液的基因信息，但其他性狀似乎是被積極選擇的。」

　　

　　圖4：博物館工作人員正在檢查這頭猛獁象的毛髮

　　徹奇表示，這些修改有助於保護瀕臨滅絕的亞洲象。然而，其他人對該項目提出了倫理質疑。曼徹斯特大學動物學教授馬修·科布（Matthew Cobb）說：「復活猛獁象將會引發巨大的倫理問題。猛獁象不是簡單的基因組，而是一種社會動物，就像現代亞洲象那樣。當亞洲象與猛獁象雜交會發生什麼？亞洲象能夠接受嗎？」

　　對此，徹奇提出了新的計劃，他計劃利用人造子宮培育雜交動物，而不是招募母象作為代孕母親。有些人認為，這個計劃在未來十年內都是不可能實現的。但徹奇表示：「我們希望在體外（在活體外）完成整個過程。把瀕危物種的雌性繁殖置於危險之中是不理智的。」

　　徹奇補充說，只需要10天時間，他的實驗室就能夠在人工子宮中培育出小鼠胚胎10天，相當於正常妊娠期的一半。他表示：「我們正在測試小鼠的體外生長情況。自從20世紀80年代以來，已經有許多類似實驗，但已經很長時間沒有引起人們太大的興趣。今天我們有了一整套全新的技術，我們正在重新審視它。」科布指出：「徹奇團隊建議將胚胎移植到「人造子宮」中，這是個看似雄心勃勃的計劃。但結果是，動物會被剝奪所有與母體的產前互動權力。」

　　在上個冰河時期，猛獁象曾遊盪在歐洲、亞洲、非洲以及北美洲，直到大約4000年前消失，這可能是由於氣候變化和人類狩獵共同造成的結果。猛獁象最親密的近親是亞洲象，而不是非洲象。由於基因編輯技術取得革命性突破，允許從西伯利亞堅冰中冰凍的猛獁象體內精確選擇和植入DNA，猛獁象復活不再是夢想。

　　徹奇幫助發展最廣泛使用的基因編輯技術CRISPR/Cas9，自從它2012年第一次被證明以來，徹底改變了基因工程學。剝離自細菌的防禦系統可用來抵禦病毒，它允許對DNA鏈進行「剪切和粘貼」操作，其精確度是前所未見的。基因編輯及其倫理意義是波士頓會議討論的重要議題之一。徹奇表示，復活猛獁象項目有兩個目標：為瀕危的亞洲象尋找可替代的未來，同時幫助抗擊全球變暖。猛獁象可能有助於防止苔原凍土融化，以防其向大氣層中釋放出大量的溫室氣體。