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新知|沉睡上萬年的DNA,復活出滅絕猛獸“冰原狼”

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于梅君


主筆、視頻制作:于梅君

近日,美劇《權力的游戲》中“冰原狼”的原型從熒幕躍入現實: 三只基因改造幼狼的誕生,意味著滅絕約1.3萬年的恐狼復活。已滅絕物種是如何復活的?這是科技進步還是生態挑戰?

傳奇:恐狼與“冰原狼”,現實與魔幻交織

恐狼,曾是活躍在北美洲的頂級掠食者,成年狼體長約1.8 米,體重能達到六七十公斤,體型比現代灰狼大20%-25%,它們是大型食肉動物,咬合力極強,與劍齒虎和巨型短面熊并列,以獵殺猛犸象等冰河期巨獸為生。

恐狼在最近一次冰河時代的末期(大約13000 年前)滅絕,這種猛獸的滅絕,被認為與氣候變化及獵物減少有關。

在美劇《權力的游戲》中,作者喬治·R·R·馬丁以恐狼為原型,創作了史塔克家族的守護獸“冰原狼”。在劇中所構建的維斯特洛大陸世界里,冰原狼是史塔克家族忠誠而強大的伙伴,它們陪伴主人們在權力的紛爭中披荊斬棘,給觀眾留下深刻印象,成為史塔克家族的精神圖騰。


按照《權力的游戲》中的情節,以恐狼為原型的冰原狼,可以“像狗殺死老鼠一樣,輕易撕掉人的臂膀”。而在現實世界里,一項令人矚目的科研成果,讓冰原狼以另一種形式“復活”。

美國科洛薩爾生物科學公司近日宣布,該公司通過提取古老DNA并利用基因編輯技術,復活了1萬多年前滅絕的恐狼,并稱其為“全球首個成功復活已滅絕動物的案例”。

喬治·R·R·馬丁在看到復活的“冰原狼”幼崽后,激動得熱淚盈眶。他感慨地說:“很多人認為冰原狼是僅存在于奇幻世界里的神秘生物,但在現實中,它們在美洲生態系統中有著豐富的歷史。如今,恐狼在現代世界重生,讓人仿佛看到奇幻與現實的交融,這是科學與藝術的雙重勝利!”

揭秘:基因編輯 “魔法”,讓滅絕野獸復活

已滅絕上萬年的恐狼,是如何重生的?美國科洛薩爾生物科學公司在4月7日發布的聲明中稱,該公司科研人員從一塊來自美國俄亥俄州的1.3萬年前的恐狼牙齒,以及一塊來自愛達荷州約7.2萬年前的恐狼耳骨中提取了古DNA,將其與灰狼等其他犬科動物的DNA進行比較,確定了恐狼的獨特特征,比如肌肉質量、胡須長度甚至叫聲等。


科學家將恐狼與現代灰狼基因組比對發現,兩者相似度高達99.3%,但仍存在約80個關鍵基因差異。

通過CRISPR基因編輯技術,科學家對灰狼胚胎的14個基因進行了20次精準修改,植入恐狼的典型特征:白色厚毛、強健下頜、粗壯尾巴及更大的體型。

基因編輯后的細胞核,被植入去核的灰狼卵子中,再將45個卵子發育成胚胎,由兩只大型獵犬“代孕”,經過65天妊娠,2024年10月1日,首批兩只雄性幼狼通過剖腹產誕生;2025年1月30日,第三只雌性幼狼出生。

科洛薩爾生物科學公司首席執行官表示,“任何足夠先進的技術都與魔法無異,這是第一次有效地讓一種基因庫中早已消失的野獸復活。”

目前,三只幼狼被安置在美國北部一處占地約8平方公里的保密生態保護區,由無人機、攝像頭及24小時安保嚴密監控。

飼養員稱,三只小家伙野性十足,“從出生第一天起,它們就表現得像狼,很少表現出像狗一樣的行為。”它們在兩周大的時候就開始嚎叫,天生就懂得跟蹤且生性謹慎,一旦有人類靠近,就會立刻跑到黑暗處躲藏起來,始終保持著最原始的野性。


爭議:并非真“復活”,只是“看起來很像”?

盡管科洛薩爾生物科學公司宣稱,恐狼重生是“去滅絕”技術的里程碑,但科學界對“復活”的定義仍存在分歧。瑞典斯德哥爾摩大學古生物學家指出,三只幼狼的基因組中,99.9%仍屬于灰狼,僅0.07%的基因被修改,“它們更像是具有恐狼外觀的現代雜交狼,并非真正的滅絕物種復活”。

不少未參加這一項目的科學家也表示,經過基因改造的恐狼長著白色皮毛,或許還有比灰狼更大的頭骨,但外觀相似性,并不意味著它們就是真正的恐狼。

或許,讓一個已滅絕物種真正復活是不可能的,“我們無法克隆已滅絕的動物,因為它們的DNA保存得不夠完好。即使你對基因組進行了測序,也無法像克隆現存動物時提取DNA那樣,從滅絕動物體內提取出足夠長的DNA片段。”有科學家解釋。

科洛薩爾生物科學公司首席科學官則強調,他們的目標是創造“功能性復制體”,即通過關鍵基因編輯,還原滅絕物種的表型特征,而非100%基因復刻,“我們更關注的是生態功能的恢復,并增強生物多樣性。”


也就是說,這些“復活的恐狼”并非100%是真正的恐狼,但從基因層面看,它們已是目前技術所能達到的最接近的物種。

不過,許多研究人員對類似“復活“項目帶來的風險表示擔憂:基因工程極其復雜,在細胞的“發動機室”里“搗鼓”時,可能會帶來意想不到的后果。

挑戰:科技的雙刃劍該如何揮舞

恐狼并不是美國科洛薩爾生物科學公司想要復活的唯一物種。他們的“復活愿望清單”上,還包括猛犸象、渡渡鳥和袋狼。其目的,是通過復活巨型草食動物等,促進北極凍土帶植被恢復,從而減緩氣候變暖。


今年3月,該公司宣布已復制出猛犸象DNA,并利用猛犸象DNA培育出一種“毛茸茸的老鼠”,讓科學界大吃一驚。不過,有專家認為,這“又是一個被過度炒作的故事”,這些“毛茸茸的老鼠”,遠不具備猛犸象的生理特征。

其實,復活滅絕物種這件事,對很多人來說不是興奮而是擔憂。在恐狼被復活后,很多人擔心電影《侏羅紀世界》中的場景會成為現實。

“如果將足夠多的恐狼放歸野外,建立一個可以自我維持的種群,這個新物種可能會捕食比灰狼更大的獵物。”有古生物學家稱,“這些經過基因改造的狼與其他野狼雜交,若在整個狼群里遺傳下去,可能會產生意想不到的后果。”

不過,科洛薩爾生物科學公司稱,這些“復活恐狼”將被圈養在一個高度機密的自然保護區,不會放歸野外。


《侏羅紀世界》的官方賬號也發文稱:我們覺得這不會出岔子。

盡管如此,網友們還是止不住擔心:畢竟,這不是某種生命在尋找出路,而是人類的干涉。

首先,從倫理角度來看,我們是否有權利改變自然的進化進程,去“復活”那些已經滅絕的動物?這是否會破壞生態系統的平衡?畢竟生態系統經過漫長演化,已形成了復雜的相互關系,新“復活”物種進入其中,可能會帶來不可預測的影響。

其次,在技術層面上,雖然基因編輯技術取得了長足進步,但要將一個已滅絕數千年甚至上萬年的物種完整地“復活”,仍然面臨著巨大挑戰。例如,僅僅擁有 DNA 片段,并不足以保證能夠成功培育出一個健康個體,還需要解決胚胎發育、飼養環境等一系列問題。

從恐狼到猛犸象,當科技狂照進現實,不禁讓人思考:投入大量資金和資源去復活滅絕物種,是否值得?這些問題,也許只有時間能給出答案。有研究者稱,科學需要敬畏,更需要守住邊界,別讓地球有一天真的變成了侏羅紀世界。

知多一點

讓滅絕動物“起死回生”,著實是個技術活

和恐狼一樣,全球已滅絕或瀕臨滅絕的物種還有很多。復活滅絕動物需要哪些條件?面臨哪些難題?

滅絕分兩個層次

“通常意義上的滅絕分兩個層次,第一個層次是功能性滅絕,第二個層次則是真正的滅絕。”深圳華大生命科學研究院院長徐訊介紹。

功能性滅絕,是指某類生物在自然條件下,種群數量減少到無法維持繁衍狀態,即失去了基本生態功能,但仍可能有部分個體暫時勉強生存。華南虎目前就屬于功能性滅絕,在野外難覓虎蹤,僅在保護基地有少量華南虎存活。

真正的滅絕,則是指一個物種的所有個體均已死亡,在地球上徹底消失。例如,冰河時期的古生物猛犸象就屬于真正的滅絕。

“對于功能性滅絕的物種,我們需要先擴大人工繁育種群,然后通過科學的野化訓練,逐步將圈養個體重新引入野外環境,最后使它們達到種群自我維持狀態,即進行所謂的放歸。”徐訊說。


比如,1981年朱鹮種群數量僅有7只,屬于典型的功能性滅絕物種。在科研人員努力下,朱鹮數量不斷攀升。據朱鹮保護國家創新聯盟統計數據,截至2023年10月,全球朱鹮數量為11000多只,其中野生種群數量達6600多只,野化放歸2100多只,人工種群數量2200多只。

“對已真正滅絕的物種,在倫理許可前提下,只能通過包括克隆在內的基因工程手段進行復活。”徐訊表示。

DNA保存難題待克服

不過,目前對古DNA的測序不能做到完整恢復遺傳信息,復活動物的大部分DNA可能來自滅絕物種,但少部分DNA來自當代物種,因此,對滅絕動物的復活只能是部分復活,也就是復活出一個雜交物種。

在不同保存條件下,DNA的半衰期有所不同,在溫度較高等不利條件下,DNA的半衰期最短不過30年,在低溫等有利條件下,最長也不超過16萬年。較短的半衰期,讓通過DNA測序完全復原滅絕動物變得極為困難。

即使有少部分遺骸妥善保存,其數量也往往不足以支撐復活研究。

“或許人類離真正在技術上復活猛犸象等滅絕物種還有很遠的路要走。”專家強調。

盡管復活滅絕動物困難重重,但我們仍不免暢想,假如滅絕動物真在科學家努力下重回地球,我們又該如何處置它們?是將之放歸大自然,抑或關在人造的囚籠中?如果復活一個物種,僅僅是為了滿足人類的好奇心或用于展示,那么復活的意義將大打折扣。

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