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小因学堂丨科学家可能复活的七种灭绝动物有······

发布时间:2023/12/04 点击数: 【字体:

文章翻译编辑自Discover Magazine杂志

本文仅作科普使用。

如有侵权请联系删除。

翻译:小因

审核:王心悦

复活吧 动物们

从复活旅鸽到复活长毛猛犸象,现在已经有大量的技术可能用来复活灭绝的物种,无论这些灭绝了的物种是已经在世界上完全消失还是仅在野外消失。


灭绝有一个非常明确的定义:永远消失在世界上。但是,真的是这样吗?


相关技术的快速发展使研究人员开始思考复活某些物种,例如旅鸽、袋狼和长毛猛犸象。但是,由于种种原因,这些项目备受争议。最极端的是有关“侏罗纪公园”项目的讨论:我们真的应该将很久以前诞生但随后灭绝了的动物重新引入一个对它们来说完全陌生的世界吗?


尽管有些恐龙电影描绘了复活恐龙的场景,但我们目前还没有能够从零开始复活某物种的技术(即使我们拥有古代物种的完整基因组)。“今天,距离我们可以最大程度地利用这项技术还有很长的路要走。”Revive & Restore(一家利用生物技术复活灭绝物种和拯救濒危物种的非营利组织)的首席科学家本·诺瓦克(Ben Novak)说。


在另一种情况中,生物学家研究的灭绝物种仅仅是从特定的区域灭绝——这也说明灭绝的概念并没有那么清晰。例如,当人类将欧洲野牛驯化成现代奶牛时,是否意味着欧洲野牛灭绝了呢,还是说这些生物仅仅发生了一些变化而已。


再比如,佛罗里达美洲豹从未真正灭绝;但是,为了加强该州仅存的几种危险大型猫科动物的遗传多样性,野生动物管理者从得克萨斯州的一个独立种群中引进了美洲狮。虽然,美洲豹数量因此增加,但现在生活在那里的美洲豹在基因上已经不同于原来的美洲豹种群。


物种复活


复活是什么意思?

物种复活是指利用先进的生物技术使已灭绝的物种再度出现。虽然这些项目仍处于实验阶段,并引起了生物伦理方面的关注,但它们使已经消失了的物种再度出现成为了可能。

一些著名的科学复活方法包括:

克隆

克隆是使用保存下来的遗传物质,如冷冻细胞,创建与原始个体完全相同的新个体。然而,克隆也面临着一些挑战,成功率也不尽相同。

基因编辑

基因编辑技术如CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats),用于修改近亲物种的DNA,目的是将灭绝动物的特征引入其现存近亲物种的基因组中。

选择性回育(selective back-breeding)

该方法通过选择性地繁殖携带有已灭绝物种基因的动物,来恢复已灭绝动物的古老生理特征。选择性繁殖可应用于各种物种,而不仅限于人工饲养的物种。

人工繁殖

人工繁殖则是指在受控环境中(通常是圈养环境)繁殖和维持物种的做法。

比利牛斯山羊

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比利牛斯山羊:


比利牛斯山羊(Pyrenean Ibex )是伊比利亚山岳野羊的一个亚种,一种生活在欧洲西南部的拥有独特弯曲角的野生山羊。


灭绝时间:

比利牛斯山羊在2000年灭绝,当时最后已知的比利牛斯山羊个体瑟莉亚(Celia)去世。复活这种动物所做的努力包括一项具有开创性的克隆和基因复苏实验。这可能是唯一一个成功复活过的灭绝动物,尽管它只活了几分钟。


复活方法:克隆

2003年,科学家们利用冷冻的比利牛斯山羊细胞克隆了一头小牛。虽然这个克隆体成功的诞生出来,但由于肺部缺陷,其在几分钟后便死亡了,这使得这个亚种的山羊有了两次灭绝的记录。(但诺瓦克反驳说,这种广为流传的说法并不准确,因为单个雌性并不能构成一个物种。“从理论上讲,它从未复活。”)


旅鸽

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旅鸽:


旅鸽(Ectopistes migratorius)是一种能够形成庞大群落并具备鲜明蓝灰色羽毛的候鸟。起初,它们广泛分布在北美,包括美国东部和加拿大。


灭绝时间:

遗憾的是,旅鸽在1914年灭绝。复活这种标志性鸟类一直是专家学者们所讨论和研究的主题。


复活方法:基因编辑

复活旅鸽是Revive & Restore组织正在积极开展的两个项目之一。复活旅鸽计划始于2012年,该项目涉及到学习使用CRISPR技术编辑斑尾鸽(Band-tailed Pigeon)的基因,斑尾鸽是旅鸽的近亲。


专家们随后将编辑后的基因引入斑尾鸽的基因组中,通过基因改造让已经灭绝的动物重现人间。


希斯母鸡

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希斯母鸡:


希斯母鸡(Tympanuchus cupido cupido)是一种地栖鸟,因其在繁殖季节发出的独特鸣叫声而闻名。这种鸟曾经大量栖息在大西洋沿岸的荒地和草地上,尤其是在马萨诸塞州和罗得岛州。


灭绝时间:

希斯母鸡是美国东部的本土物种。随着拓荒者向东部扩张,他们开垦了希斯母鸡繁衍生息的大片区域,导致希斯母鸡数量下降,最终在1932年灭绝。


复活方法:基因编辑

已经致力于复活旅鸽的科学家们开始研究希斯母鸡的基因。他们探索使用与希斯母鸡密切相关的物种(例如更大的草原鸡)作为基因工程的代理。


不幸的是,由于鸟类是卵生,科学家不能像哺乳动物那样依赖体外受精。研究人员在培养皿中培育家鸡的生殖细胞方面取得了进展,这或许能帮助专家有进一步的进展。但诺瓦克说,让鸡细胞存活的方法对野生鸟类的细胞并不起作用。诺瓦克说,与旅鸽相比,希斯母鸡可能更容易复活,因为它们在遗传上与现存的近亲更接近。


长毛猛犸象

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长毛猛犸象:

长毛猛犸象(Mammuthus primigenius)是一种史前象种,以其显著的长而弯曲的象牙和毛茸茸的皮毛而闻名。它们适应寒冷的亚北极地区,并广泛分布于北美洲、欧亚大陆甚至北非的一些地区。


灭绝时间:

长毛猛犸象灭绝于大约1万年前。其灭绝的时间点与上一个冰河时期的结束以及气候和栖息地的重大变化相吻合。


复活方法:克隆

科学家们从西伯利亚发现的保存完好的冰冻尸体中收集到长毛猛犸象的DNA。研究人员希望利用先进的基因编辑技术,将长毛猛犸象的基因植入其近亲的DNA中。


袋狼

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人类在1930年捕捉到最后一个已知的野生塔斯马尼亚虎(Tasmanian Tiger),或称袋狼。现在,墨尔本大学正在领导一个项目,让这种澳大利亚最著名的已灭绝的食肉动物重现人间。该项目还涉及基因编辑,基因编辑选择的物种为老虎的近亲--沼泽虎。

原牛

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原牛


原牛(Bos primigenius)是一种大型的野生牛种,曾经在欧洲、亚洲和北非广泛分布。作为现代家牛的祖先,原牛体格健壮,肩部有一个强壮的驼峰。它们的肤色不尽相同,但一般都是深色,通常是黑色,有些带有独特的白色斑纹。


灭绝时间:

原牛生活在森林、草原和湿地等多种环境中,但由于过度捕猎和栖息地丧失,它们于1627年灭绝。


复活方法:选择性回育

复活原牛的方法与复活其他生物的方法有所不同。与基因编辑不同的是,选择性回育是将已经驯化的家畜重新野化。原牛的复活工作就像是逆转人类几个世纪以来为获得稳定的牛奶和牛排所作的驯化工作。


这需要对奶牛进行选择性回育,以使其恢复其祖先的某些特征。自2013年以来,Auerrind项目一直在进行这项工作的科学研究,其中包括放射性碳测定,以及学习更多关于德国的自然放牧的知识。


加州兀鹫

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加州兀鹫:

加州兀鹫(Gymnogyps californianus)是北美洲最大的鸟类之一,翼展可超过9英尺。这些壮丽的鸟类重量可超过20磅(9公斤)。南美洲的雄性安第斯秃鹰比加州兀鹫还要大,这两个物种都被列为了濒危物种。


灭绝时间:

20世纪80年代,加州兀鹫在野外灭绝,当时动物园将剩余的加州兀鹫圈养了起来。


复活方法:人工繁育

首先,生物学家们必须学会如何在圈养环境中饲养这些巨大的鸟类,同时又不对那些仅存的加州兀鹫造成伤害。他们拿安第斯秃鹫(加州兀鹫的近亲)进行了圈养实验,直到开发出一套成熟的方法来培育幼鸟并对它们进行野训。


随后,加州兀鹫的人工繁殖计划开始实施,科学家们还在加利福尼亚大苏尔建立了保护区。该计划每年都会释放鸟类,根据一项调查,到2021年野外大约有334只加州兀鹫。但由于弹药中的铅污染,挑战仍然存在。最近,多兰大火烧毁了秃鹫的放飞设施,几只野鸟和雏鸟因无法逃离火海而丧生。


CRISPR基因编辑和克隆面临的挑战

根据诺瓦克的说法,基因编辑技术目前还没有准备好使猛犸象等灭绝物种的复活成为现实。CRISPR每代只能编辑几十个突变,而猛犸象与亚洲象的基因差异约为一百万个。


让灭绝生物复活的另一个问题是,科学家必须首先获取完整的基因组。研究人员一直在积极收集博物馆样本中的猛犸象DNA,并已经完成了超过90%的基因组绘制工作。但是,生物所携带的大部分遗传物质都是所谓的 "垃圾DNA",对于一个物种的功能或独特性来说可能并非完全必要。想要复活灭绝生物的诀窍在于找到哪些DNA是重要的。




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