4月7日,美國一家生物技術公司聲稱他們復活了約12500年前滅絕的恐狼。該公司稱他們從恐狼化石中提取DNA,從灰狼身上提取細胞對其進行基因改造。一萬年前的恐狼都能復活,現在的基因技術這么逆天了嗎?
害!
真相其實很簡單。
你以為的恐狼復活:
實際上的恐狼復活:
沒有申請到中國大熊貓的印度,把鱷魚涂成了熊貓色
簡單來說,這家美國公司修改了與狼體貌相關的10個基因[1],總共進行20次的基因編輯,修改的特征包括:
更大的體型,白色的皮毛,更寬的頭部,更大的牙齒,更有力的肩膀,肌肉更發達的腿,以及特有的發聲方式,尤其是嚎叫。
然后他們就聲稱復活了恐狼(Aenocyon dirus)。
這個過程,相當于修改人的10個基因,讓人變得:
更大的體型,濃厚的皮毛,更寬的頭部,更大的牙齒,更有力的肩膀,肌肉更發達的腿,以及特有的發聲方式,尤其是嚎叫。
然后就聲稱復活了步氏巨猿(Gigantopithecus blacki)!
從左到右:步氏巨猿、猩猩、大猩猩、黑猩猩
- 恐狼:我是誰,我在哪里?
- 步氏巨猿:我是誰,我在哪里?
恐狼最后出現的時間是1萬年前,這個時期狗都已經出現了[2]。
再加上形態上和狼非常接近,因此一開始古生物學家直接通過形態特征,把恐狼歸類到了犬屬。
灰狼 VS 恐狼
而恐狼的復原圖,自然也是非常接近狼的:
然而,后來的分子生物學證據,就直接打臉了。
通過基因分析,發現恐狼和狼不僅有生殖隔離,而且分離出來的時間遠至570萬年前[3]。
它們的相似特征,僅僅來源于相似生態位的趨同演化。
這下就尷尬了。
恐狼隨后被分類到了犬屬之外,但依舊還在犬亞族內,屬于最基干的位置。
圖中紅圈為恐狼所處的位置
可以看出,胡狼屬的黑背胡狼(Canis mesorelas)和側紋胡狼(Canis adustus)作為現生犬亞族,與狼親緣關系最遠的類群,它們出現在370萬年前,而祖先分化出來的時間則早在510萬年前。
這都比恐狼分化出來的570萬年更近。
也就是說,雖然恐狼的分類關系,暫時放在了犬亞族,但其實你單獨給它成立一個恐狼亞族也是可行的。
而步氏巨猿生活在800萬年前[4],歸類在人科-猩猩亞科,與人類共通祖先生活在1200萬年前。
單純從分類歸屬以及時間上,步氏巨猿與人類的關系,似乎比恐狼與狼的親緣關系更遠。
但其實,人類對人猿總科的研究最細,分類上其實也更加的細膩。
如果我們從代系上來看,步氏巨猿與人類的關系甚至更近。
類人猿的平均性成熟時間在10歲左右,狼性成熟時間在2~3歲。
也就是說,同樣是100萬年的時間,類人猿的代系大約在10萬左右,而狼的代系達到35~50萬代。
1200萬年的時間,類人猿約120萬代。
570萬年的時間,恐狼約280萬代。
雖然恐狼出現的時間更晚,但與現生同科動物的代系差距卻是步氏巨猿的2倍。
其實,從基因層面上來看,恐狼與狼的親緣差距,也比步氏巨猿與人類的親緣差距更遠。
雖然我們無法直接得到數據差異,但我們可以通過間接的方法來對比[5] [6] [7] [8] [9]。
人與黑猩猩的基因組差異約1.5%,與猩猩的基因組差異約3%,與步氏巨猿基因組差異為3.1~3.8%。
灰狼與狗的基因組差異在1%以下,與不同人種之間的基因組差異相當。
灰狼與郊狼可以雜交,通常認為基因組差異在1~2%。而灰狼與非洲野犬不可雜交,基因組差異可能超過7%。
而恐狼與灰狼的關系,比非洲野犬與灰狼的關系還更遠。
也就是說,恐狼與灰狼的基因組差異,最高可能超過10%,最低也至少超過5%。
恐狼滅絕的原因,也正是因為與其它犬科動物沒有基因交流,最終因為演化瓶頸而滅絕。
- 需要注意的是,不同的研究方法和數據,可能影響相似/差異度的結果。例如,后來有研究表明,,黑猩猩與人類基因組差異為4%[10]。當然,這并不意味著人與黑猩猩1.5%基因組差異是錯誤的,因為前者實際單純指蛋白質編碼對應的基因,后面還包括3%的插入和缺失,可能更多涉及到基因調控,而不是直接的氨基酸序列改變。
考慮到絕大多數物種的基因差距研究,要么用線粒體、要么用蛋白標志物,很少像研究人類基因這么細膩。所以,我們依舊可以初步得出:
恐狼與灰狼的基因差異,可能大于步氏巨猿和人類的基因差異。
即便退一步,放在一個比較寬的范圍討論,我們也可以認為二者的基因差距比較接近。
總的來說:
通過編輯10個基因,就聲稱復活了恐狼。和編輯10個人類基因,就聲稱復活步氏巨猿是一樣荒誕的。
美國該公司的研究人員對媒體聲稱的是,他們已經對恐狼進行了全基因組測序,無法告知具體差異,而是聲稱共享了99.5%的基因。
值得注意的是,這一句話反過來,應該是存在0.5%基因沒有共享,而不是差異是0.5%。
因為,即便是相同的基因,也可能存在不同的修飾和表達差異。
也就是說,在該公司沒有公布具體差異以前,是無法直接得出堿基對差異數據的。
國內外媒體都通過99.5%的數據推測堿基對的差異,其實是有問題。
狼基因組中的24.5億個堿基對,從氨基酸序列的角度來說,即便我們按照5%差異的保守數據來估計,也應當有多達1億數目的堿基對差異。
如果考慮到非氨基酸序列的插入和缺失,堿基對差異更是可能高達數億的規模。
哪怕我們再退退退一萬步。
我們不要求還原所有的蛋白質。
僅僅做到每一個基因來擬態恐狼,那也是需要編輯上千個基因,才能做到真正的從內到外的擬態。
僅僅編輯10個與外表相關的基因,可能相當于把這個東西當做是蛇了:
玉帶鳳蝶幼蟲
顯然,要真正的做到復活恐狼,是一個無比龐大的基因工程。
研究團隊既然進行了完整測序,但卻沒有直接插入恐狼的基因片段,想必是根本做不到的。
因為直接插入,基因差距實在是太大了,可能胚胎根本存活不了。
那么,有可能直接全部基因編輯來實現復活恐狼嗎?
現階段,人類也是根本不可能做到的。
因為基因編輯的脫靶率至少也有1%左右,精準的全基因編輯,現階段是根本不可能的。
考慮到龐大的編輯量和精確率。
未來可能需要寄托于非常先進的AI和納米機器人了。
所以,真正的復活古生物終究是一種科幻暢想。
- 并不否定相關研究的現行意義,但奪人眼球報道,看起來就是純粹的商業行為。
該公司聲稱還要繼續“復活”猛犸象,但其實復活的猛犸象,相當于基因版的這個:
印度版大象擬態熊貓
參考
- ^https://time.com/7274542/colossal-dire-wolf/
- ^ C L J A B , D L G , E R S , et al. A new look at an old dog: Bonn-Oberkassel reconsidered[J]. Journal of Archaeological Science, 2018, 92:126-138.
- ^Perri, Angela R., et al. "Dire wolves were the last of an ancient New World canid lineage." Nature 591.7848 (2021): 87-91.
- ^Zhang, Yingqi, and Terry Harrison. "Gigantopithecus blacki: a giant ape from the Pleistocene of Asia revisited." American Journal of Physical Anthropology 162 (2017): 153-177.
- ^Fortna, Andrew, et al. "Lineage-specific gene duplication and loss in human and great ape evolution." PLoS biology 2.7 (2004): e207.
- ^Kronenberg, Zev N., et al. "High-resolution comparative analysis of great ape genomes." Science 360.6393 (2018): eaar6343.
- ^Lindblad-Toh, Kerstin, et al. "Genome sequence, comparative analysis and haplotype structure of the domestic dog." Nature 438.7069 (2005): 803-819.
- ^Gopalakrishnan, Shyam, et al. "Interspecific gene flow shaped the evolution of the genus Canis." Current Biology 28.21 (2018): 3441-3449.
- ^Koepfli, Klaus-Peter, et al. "Genome-wide evidence reveals that African and Eurasian golden jackals are distinct species." Current biology 25.16 (2015): 2158-2165.
- ^Varki, Ajit, and Tasha K. Altheide. "Comparing the human and chimpanzee genomes: searching for needles in a haystack." Genome research 15.12 (2005): 1746-1758.
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