最近，利用生物技術複活滅絕動物成為熱點話題。不久前，美國突破性生物科學和基因工程公司（簡稱“Colossal公司”）宣布超額完成6000萬美元A輪融資，該公司的主要人員有“當代基因組學教父”喬治·丘奇等，他們希望利用生物科學、基因工程和基因組學，推進滅絕物種保護和人類健康領域的發展。我們邀請知名科普作者張田勘來談談相關的話題。

（1）複活的對象和步驟

近五百年以來，已有300多種哺乳動物、鳥類、爬行動物和兩栖動物消失。人類活動的擴大讓這些動物失去了栖息地，成為這些動物滅絕的主要原因。

排在科學家複活名單前列的動物主要有猛犸象、歐洲野牛、渡渡鳥、旅鴿、比利牛斯野山羊、新英格蘭黑琴雞、帝王啄木鳥、劍齒虎、白暨豚、袋狼（塔斯馬尼亞虎）等。這次Colossal公司的主攻對象是猛犸象，歐洲野牛等也在考慮之列。

猛犸象

歐洲野牛

渡渡鳥

旅鴿

袋狼

複活一種滅絕的動物，現在可以考慮的生物技術是克隆，就是從最近滅絕的動物身上提取保存完整的細胞，分離和提取出細胞核，将細胞核移植到另一個卵細胞中，再激活合成的卵細胞并植入代孕宿主體内。全球第一隻克隆羊多利就是用這樣的方式克隆出來的，這種技術也可以用來複活滅絕的動物。

第二種是基因工程方式，把滅絕動物的基因組與它現存的近親的基因組進行比對，然後使用基因編輯工具，用現存的近親動物的基因修複滅絕動物的相關基因，或者将滅絕動物的基因融合到現存近親動物的基因組中，形成完整的基因組，并将雜交修複的完整基因組激活，再植入代孕動物體内進行孕育。

滅絕動物的細胞核或全套基因組是難以提取的，因為年代久遠。而且即便細胞核保存在凍土中也會受到各種理化因素的侵蝕，提取出來後也可能出現基因的缺失、受損，還有可能受到污染。因此，如果用克隆技術複活滅絕動物，隻适用于最近滅絕的動物，因為可能提取到完整的未受損和未污染的DNA，所以克隆的方式并不适用于猛犸象和旅鴿等滅絕已久的動物的複活。

基因工程可以修複損失的基因，因此可以複活年代久遠的滅絕動物，如猛犸象。如果按照目前Colossal公司複活猛犸象的技術路線，具體又分5個步驟——從俄羅斯西伯利亞取得冰封猛犸象的DNA；利用基因編輯技術，将其融合到近親亞洲象的基因組中；再把基因組植入已經移除細胞核的亞洲象卵子中；刺激卵子發育成混種胚胎；放進代孕亞洲雌象的子宮，或采用人工子宮進行培育。

可以看到，這些步驟也需要克隆技術和代孕，因為現在已經沒有真實存在的猛犸象作為母體來孕育後代，而且，由于猛犸象的基因組有一定的損壞，所以需要用基因編輯工具将基因組修複并融合到亞洲象的DNA中。這又涉及異種克隆是否兼容和是否有效的問題。

而且，亞洲象本身也是瀕危物種，數量不多，難以獲得足夠多的受體卵母細胞。亞洲象的生殖間隔長達4-6年，即便可以孕育出猛犸象，周期也會很長。此外，亞洲象與猛犸象之間基因相似度隻有93%，有可能導緻胎兒被母體排斥，也可能孕育出既不像猛犸象，也不像亞洲象的“四不像”的動物。

（2）短暫成功的先例

既然複活滅絕動物困難重重，有沒有哪怕是短暫成功的先例呢？還真有過。

2003年，西班牙和法國科學家就曾複活了一隻已經滅絕的比利牛斯野山羊，方法還是如同克隆羊多利的技術路線。比利牛斯野山羊栖息在歐洲西南部的比利牛斯山脈的懸崖峭壁上，以草為食，耐寒，體重可達100千克，頭頂長有一對漂亮的彎角，但是多年來在人類的獵捕下瀕臨滅絕。1989年，西班牙動物學家統計，比利牛斯野山羊的數量僅剩下10多頭，但到1999年，隻發現了一頭活着的雌性比利牛斯野山羊，研究人員為它取名塞利娅。

盡管科學家對保護塞利娅使出了渾身解數，如西班牙奧爾德薩國家公園的野生動物專家阿爾韋托·費爾南德斯-阿裡亞斯帶領研究人員設法捉住它，為其戴上無線電項圈放歸山林，以便監管和保護，但9個月後，塞利娅還是死在一棵倒塌的樹下。這也意味着，2000年比利牛斯野山羊滅絕。

在發現塞利娅死後，研究人員立即提取了它的一部分還有活性的細胞，保存于西班牙馬德裡和薩拉戈薩的實驗室裡。在後來的幾年，奧爾德薩國家公園的野生動物專家嘗試用這些保存的細胞複活塞利娅。采用的方式就是克隆羊多利的方式。科學家把塞利娅細胞中的細胞核提取出來，注入被剔除DNA的普通山羊卵細胞中，然後激活合成的卵細胞并植入成年代孕母山羊體内。盡管有57頭母山羊接受了卵細胞植入，但隻有7頭母羊子宮産生了活胚胎，其中6頭母羊中途流産，僅一頭母羊最後孕育并到了分娩期。

為了保險，2003年7月30日，科學家為這頭代孕母羊實施剖腹産手術，接生出塞利娅的後代，但是這個克隆的比利牛斯野山羊羊羔一離開母體就呼吸困難，生命垂危，僅存活10分鐘就死亡了。經過屍檢發現，克隆羊羔的肺部先天畸形，多長了一個巨大而堅硬的肺葉，無法生存，而且任何醫療技術也無法挽救它的生命。

這也意味着，即便是新近滅絕的動物，采用克隆技術也很難讓其複活。如果要利用亞洲野象來複活猛犸象，難度比複活比利牛斯野山羊更大。現在，想要複活滅絕動物的并非隻有Colossal公司的研究人員，還有其他研究人員也雄心勃勃地試圖複活滅絕動物。澳大利亞墨爾本大學帕克維爾分校的發育生物學家安德魯·帕斯克團隊就是其中之一，他們想要複活的是袋狼，是澳大利亞過去的代表性動物之一。

帕斯克團隊認為，袋狼可能是複活的最佳候選滅絕動物。帕斯克團隊對這種食物鍊頂級動物的基因組以及幾種潛在替代物種的基因組進行了測序，結果發現，袋狼基因組有5%的缺失，但是，這5%的基因主要是重複區域，可能不會影響複活，而且複活出來的袋狼在外觀或行為方式上也不會與過去的袋狼有區别。不過，能否複活袋狼，不是靠理論和預測，而是要靠實幹。是否可行，還得看實際結果。

（3）比較成功的先例

克隆瀕危的野生動物，則有比較成功的例子。2020年12月10日，美國科學家采用30多年前死亡的一隻名叫威拉的黑腳雪貂的細胞克隆了一位後代伊麗莎白·安，技術路線與克隆羊多利相似。

黑腳雪貂又稱黑足鼬，是一種原産于北美洲的小型食肉哺乳動物和唯一原産于北美地區的鼬類，體長31-41厘米，尾長11-15厘米，體重0.8-1千克。過去，黑腳雪貂曾廣泛生存于美國西部，但人類耕地的逐漸擴大使其慢慢失去了生存的家園。20世紀70年代，人們曾認為該物種已經滅絕，但在1981年，科學家追随一隻牧羊犬找到了18隻黑腳雪貂的落腳點。這些幸存者被保護起來，成為圈養繁殖計劃的基礎，到後來繁衍的黑腳雪貂達到400-500隻。

盡管如此，黑腳雪貂也面臨着滅絕的危險，因為，它們不隻是失去家園，還面臨鼠疫的威脅。因此，美國科羅拉多州魚類和野生動物管理局的黑腳雪貂保護中心的科學家希望用克隆的方式來複活黑腳雪貂，采用的就是威拉的細胞。

研究人員把威拉細胞的細胞核提取出來，再轉移到另外的去除了細胞核的黑腳雪貂的卵子中，形成一個複合卵，再電刺激卵子，使其分裂，并移植到家養的代孕雪貂母體内孕育。

2020年12月10日，代孕家養雪貂産下伊麗莎白，到目前為止，她非常健康，研究人員希望她最終能夠傳宗接代。如果順利，伊麗莎白的孫子或曾孫子可能會在2024年或2025年重新回歸野外。同時，研究人員也想檢驗複活的黑腳雪貂是否能融入到生态中，并且對生态有正面作用而非破壞作用。具體而言，是要檢驗黑腳雪貂重新放歸野外後，它們及其後代是否能生存，而且有能力獵殺草原土撥鼠，以保護生态環境。

黑腳雪貂威拉的複活成功意味着複活其他滅絕的野生動物也有可能，但是，複活猛犸象和袋狼等比複活黑腳雪貂更難更複雜，能否成功，需要時間和實踐來檢驗。

克隆黑腳雪貂“伊麗莎白”。

（4）複活滅絕動物的難題

哥本哈根大學的進化遺傳學家湯姆·吉爾伯特正在與中國汕頭大學的研究人員合作，試圖複活聖誕島大鼠，該鼠于1908年從位于澳大利亞以西的島嶼栖息地上滅絕。

吉爾伯特等人從兩隻保存完好的聖誕島大鼠标本的皮膚中提取了DNA，進行了多次測序，獲得了聖誕島大鼠的大部分基因組，但還是有一些缺損。因此研究團隊使用挪威大鼠的基因組作為參考，盡可能多地拼湊消失的大鼠基因組。因為挪威大鼠是一種經過充分研究的實驗室動物，有已知的可用于編輯的完整基因組序列。

在比較了這兩種近親動物的基因組後，研究人員發現聖誕島大鼠的基因組仍有近5%的缺失。丢失的聖誕島大鼠的基因序列是34000個基因中的約2500個，這些基因編碼聖誕島大鼠特有的圓耳等性狀，還有一些重要的聖誕島大鼠的涉及免疫系統和嗅覺的基因要麼缺失，要麼不完整。

這些缺失的基因可能是聖誕島大鼠獨一無二的，因此想要複活原汁原貌的聖誕島大鼠已經不太可能。聖誕島大鼠和挪威大鼠在260萬年前分離，相比而言，猛犸象和亞洲象在600萬年前分道揚镳，因此，要利用亞洲象的基因彌補猛犸象缺失的基因并複活猛犸象，看起來更困難。

不過，在Colossal公司任職并力圖複活猛犸象的丘奇認為，現代和滅絕動物DNA的測序正在穩步改進，未來有機會找回100%的基因組，因而使得複活滅絕動物的目标有可能實現。

（5）複活意義的争論

Colossal公司的科學家稱，複活猛犸象的目标是開發對人類醫療保健有更大應用價值的技術，如研發新藥，甚至解決野生動物繁衍方面的問題。但是，複活滅絕的野生動物也存在争議，最大的争議是，這樣做有什麼意義和作用。一些科學家認為，即便能複活滅絕動物，在現有條件下，複活的動物也難以生存，因而失去了意義。無論什麼原因導緻動物滅絕，說明它們已經不适合當時的環境，現在将其複活并放歸野外，複活的動物是否會适應現在的環境也很難說，而且它們還有可能破壞現在的生态。正如美國研究人員複活黑腳雪貂後，也還在觀察克隆複活的黑腳雪貂是否适應環境，對生态有利還是有害。

此外，還有一個重要的問題是，複活滅絕動物的性價比。根據計算，複活1種已滅絕的生物的成本，足以挽救現存8種瀕危物種。與其複活滅絕動物，還不如挽救瀕危動物。而且，即便人類有能力複活某種滅絕動物的個體，也并不等同于人類有能力複活整個種群；即便人類有能力複活某一滅絕動物的種群，但适宜它們生長的栖息地或許早已消失。剩下的選擇就是把它們圈養在實驗室或動物園裡供人參觀，這對自然而言，又有什麼意義？

圖片來源：視覺中國

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