美國《大眾科學》網站2011年1月18日報道 題:日本研究人員宣稱計劃在5年內復活長毛猛獁象。
京都大學榮譽退休教授入谷秋良領導的壹群日本研究人員已經開始計劃用新的克隆技術復活滅絕已久的長毛猛獁象。這些研究人員希望在5或6年內復活壹只新生的猛獁象。如果成功,它將成為冰河時代以來首只誕生的猛獁象。
由於猛獁象死亡的時間較近(同恐龍相比),並且它們生活和死亡時的天氣極為寒冷,北極地區留下了很多保存較為完好的猛獁象遺體。過去數年中,人們開始對克隆這種動物產生興趣,但總是遇到各種問題。令人惱火的是,讓猛獁象得以完好保存的因素———冰雪和寒冷的氣溫———同時也使這種動物的DNA遭到極大破壞,給克隆工作造成障礙。
過去,克隆猛獁象的工作已有了壹些小的進展,比如對其DN A圖譜的繪制工作已近完成———得益於人們發現,這種動物毛發中的角蛋白使其中的D N A得到相當完好的保存。但是,實際上提取猛獁象冰凍D N A的工作壹直都未能取得成功。
然而,去年壹項新的進展給猛獁象克隆者帶來了希望。理研發育生物學中心的壹名專家研發了壹種新的細胞核提取技術。他用這項技術從壹只在同猛獁象最後棲息地相同的溫度環境中冰凍了16年的老鼠身上提取有效DNA。入谷秋良及其團隊根據該技術創造了壹種方法,從而成功從猛獁象的卵子中提取了細胞核。這是復活猛獁象過程中最重要的進展。
當然,這不是唯壹的障礙。猛獁象的細胞核必須植入去除細胞核的大象卵細胞中,以便培育出擁有猛獁象DNA的胚胎,然後這個胚胎將被植入壹頭大象的子宮內。克隆冰凍動物的成功率只有大約30%,而且盡管大象和猛獁象在遺傳學上非常相似,但是引導大象誕下壹只猛獁象將是非常困難的。 針對復活猛獁象問題,科學界有多種不同意見。壹直以來,多國科學家致力於猛獁象的研究,並希望有壹天能利用現代克隆技術將猛獁象復活。俄羅斯科學家在1989年就著手在西伯利亞建立“侏羅紀公園”,希望重現猛獁象所存在的冰河時期的生態環境,將這裏打造成為猛獁象的侏羅紀公園。
2008年,壹些科學家稱,他們通過對從壹具冰凍的猛獁象骸骨中提取的DNA樣本分析,已破譯了大約3000萬個“字母”的遺傳密碼,盡管這只相當於全部遺傳密碼的1%左右。國際科學家小組成員、美國賓夕法尼亞州立大學斯蒂芬妮·舒斯特博士在《科學》雜誌上宣布了他們最新研究成果。盡管對於猛獁象的復活,質疑聲壹直不斷,但是成功破譯猛獁象遺傳密碼顯然已經重新燃起科學家對克隆猛獁象的興趣。
2008年11月20日,英國《每日郵報》報道,美國科學家通過壹團猛獁象的毛發,成功破譯出這個史前龐然大物80%的基因組。盡管這是壹團毫無光澤的毛發,卻使科學家在復活猛獁象的道路上又向前邁進了壹步。
壹些研究人員建議使用冰凍猛獁象屍體的皮膚或毛發克隆猛獁象。領導此項研究的賓夕法尼亞州立大學教授斯蒂芬妮·舒斯特博士說:“從理論上講,通過破譯這個基因組,我們可以獲取重要的信息,將來有壹天,只要將獨特的猛獁象DNA序列融入現代象的基因組中,這些信息或能幫助其他研究人員復活猛獁象。”
但是,西澳大利亞默多克大學古生物DNA實驗室主任邁克爾·邦斯(MichaelBunce)博士給舒斯特教授潑了壹瓢涼水。他說:“掌握某種生物的DNA代碼並不意味著我們可以通過遺傳手段實現重造滅絕生物體的美好願望。” 有科學家指出,復活猛獁象有三大難題:
難題壹:提取沒有發生變質和損傷的DNA。科學家若將猛獁象克隆成功,壹定要確保從冰凍的猛獁象遺骸中提取完整的DNA,而且DNA要保持原有的活性。但從早已滅絕的猛獁象遺骸上取得的DNA是支離破碎的。想拼湊完整的可能性不大。如果細胞核受到損傷,克隆的可能性就非常小了。
難題二:細胞核移植的技術難題。有了完整的細胞核,接下來就是要找到匹配的卵細胞。可以在現代動物中找到和猛獁象血緣關系最近的近親,比如非洲象。提取雌象的卵細胞,然後把猛獁象的細胞核移植到卵細胞中。只有從活的細胞中取出細胞核,然後再將該細胞核植入去核的卵細胞中,才有可能將猛獁象克隆成功。
難題三:借腹懷胎難以控制排斥反應。新的細胞分裂發育成胚胎後,面臨的問題就是為猛獁象找到合適的代孕媽媽。借腹懷胎面臨的最大難關是如何讓猛獁象胚胎在代孕媽媽子宮內著床、發育直至順利生下猛獁象。對於移植過來的胚胎,母體勢必會產生免疫排斥反應,猛獁象胚胎可能在還沒有形成器官前就被消滅掉。 猛獁象的復活計劃現在看來還只是邁出了壹小步,還有很長的路要走,面臨的困難也非常多。但是如果能通過克隆技術成功復活猛獁象,對於拯救瀕危動物是非常有利的,也是壹大突破性進展。有專家稱,克隆技術可能成為瀕危物種延續種族的唯壹希望。
2009年,猛獁象巡展負責人透露,日本的專家曾經對皮毛血肉俱全的大卡進行過特殊的掃描:“結果讓人驚訝,大卡腦子裏的部分腦幹細胞居然是活躍狀態。”至此,復活猛獁象的計劃不再是個天方夜譚,再次被提到了日程上來。
大約每壹個科學迷都會滿懷激動地問:“當我們破譯了全套遺傳信息之後,是不是可以克隆壹頭猛獁呢?”
要克隆猛獁,僅知道50%~70%的基因序列是不夠的。不過猛獁毛發樣品豐富,基因測序技術也日漸完善,只要科學家們拿到足夠科研基金,總有壹天會破譯出100%的遺傳信息。經過與現存大象基因組的比對,也能最終把基因順序、每條染色體的組成都弄明白。那麽下壹步就是依照基因序列,合成DNA,創建染色體。這可不容易,迄今為止科學家合成的最長的DNA也不過含有58萬個堿基對。猛獁如果和非洲象壹樣,含有40多億堿基對,56條染色體的話,平均下來需要合成的每條DNA大分子將含有近壹億對堿基,比現有紀錄要高出200倍!
合成好遺傳物質後,下面的工作將更為棘手。首先要把所有的染色體包裹成壹個細胞核。美國加州大學聖叠戈分校的道格拉斯·福布斯(D ouglassForbes)建議把合成的染色體放入非洲爪蟾 (Xenopus Laevis)的細胞提取物中,科學實驗已經證明,在合適的條件下,染色體能自行組裝成細胞核。那麽,如何把細胞核導入卵子之中呢?首先,要采集卵子就大大不易。且不說大象差不多每4個月才排出壹顆卵子,光看看她龐大的身軀,深埋在體表半米之下的卵巢,再加上通向卵巢道路上厚達1.3米、連性交後都不破裂、僅開壹小口的產道,就知道要得到這顆卵子有多麽不容易。還好,科學家們發現,可以將死象身上的卵巢組織取下冷凍起來,需要時移植到其他實驗室動物———譬如老鼠——— 身上,加以激素調節,也有可能產生健康的卵子。
最後,科學家們將把在青蛙細胞提取物裏組裝好的猛獁細胞核,移植到小老鼠身上生成的大象卵子之中,再通過不可思議的奇妙手術,把這顆受精卵送到大象的子宮內。經過漫長的兩年懷胎,如果壹切順利,壹頭灰色的亞洲母象將發現自己剛剛生下壹頭長著長毛的小小猛獁象。 科學家在西伯利亞地區發現保存非常完好的猛獁“活細胞”,從而為克隆復活猛獁計劃帶來了曙光。
2013年12月,俄羅斯研究人員在西伯利亞永久凍土層中發現保存完好的猛獁身體組織
完美保存的猛獁身體組織有望不久將實現克隆計劃
2013年8月份,壹支國際研究小組在俄羅斯東部雅庫特偏遠地區的永久凍土猛獁墓地中發現奇特的物質,俄羅斯東北聯邦大學猛獁博物館主管謝苗-戈裏格伊夫稱,發現的物質包括:猛獁軟體脂肪組織、毛發和骨髓。
更為重要的是,這項最新研究還首次發現猛獁“活細胞”,科學家對這些細胞非常感興趣,相比之下冷凍細胞中的DNA已被破壞,克隆工作需要完整的動物DNA結構。這些完好的猛獁組織保存在地下100米深處,很可能在永久凍土地帶中保存已有1萬年以上。
壹支國際研究小組認為這些猛獁“活細胞”可用於克隆復活猛獁,同時,這項猛獁考古研究更進壹步地增強了來自不同國家科學家之間的合作。這項研究的詳細資料發表在近期出版的科學期刊上。
壹位研究小組成員透露稱,明年將在美國國家地理頻道觀看到詳細的相關猛獁紀錄片。倍受爭議的韓國科學家黃禹錫曾表示希望使用猛獁身體組織,據悉,基於2011年在拉普捷夫海發現的猛獁金黃色毛發,黃禹錫曾嘗試克隆壹頭1萬年前的幼年猛獁。
倫敦國家歷史博物館的艾德裏安-利斯特教授稱,這可能是迄今發現最完整的猛獁屍體。為了發現較為完整的猛獁屍體,尤其是存在著肉體組織、毛發和皮膚,只能在西伯利亞最偏遠地區進行挖掘。
科學家稱兩百萬年前冰河時期猛獁進化自非洲象,它們的體型是現代大象的兩倍,長著較長的獠牙,有利於與掠食者進行搏鬥,還可將冰雪中的草類植物撥挑出來。
大多數猛獁死亡於10000-12000年前,但是科學家發現大約公元前3750年阿拉斯加州仍有幸存的猛獁,最後存活的猛獁生活在遠離西伯利亞海岸的弗蘭格爾島,它們壹直存活至公元前1650年。
壹種觀點認為,早期人類的捕獵行為和氣候變化結合在壹起,最終導致猛獁滅絕。 如果真有壹天,壹只小猛獁誕生了,它將如何面對這個世界呢?也許它將在科學研究所的高墻和玻璃窗後度過壹生?也許它將望著那些它祖先從未見過的衣冠楚楚的人類發楞?也許它會不甘寂寞,會咆哮、暴躁、困惑、憂郁、試著找尋其他猛獁?也許它會在疾病和孤單中默默死去?
但也許,人們太悲觀了,它或許還是有地方可去。從1989年開始,俄羅斯的科學家塞爾蓋·茲莫夫(SergeyZimov)在西伯利亞東北部的切爾斯基市發起重建“侏羅紀公園”的計劃。在這裏壹片方圓160公裏的土地上,更新世末期的許多植被完好地保留下來。日本和俄羅斯的科學家在過去的幾年中,已經往該地區重新引入了馴鹿、駝鹿、麝香鹿、庫亞特野馬等數種曾與猛獁壹起活躍在萬年前的動物。據稱,當該地食草動物的數量和植被分布相對穩定之後,科學家們還打算引進壹些大型食肉動物,如西伯利亞虎,以期構建更為完整的生態圈。 美國“國家地理新聞頻道”曾經報道稱,日本基因科學家計劃利用基因技術讓史前生物披毛猛獁象重現世間,並再造壹座侏羅紀公園來收容各種“復活”的物種。 猛獁象最早出現在400萬年前的非洲大陸上,披毛猛獁象則主要生活在西伯利亞。冰川期的巖洞壁畫中繪有這種龐然大物,它肩高3.4米,重達7噸。莫斯科生態及進化研究所的猛獁象研究專家安德瑞(A ndreiSher)說:“我們的祖先不但和猛獁象休戚與***,甚至還捕獵它們,這真難以想象。” 目前西伯利亞的永凍層裏埋藏著大約1000萬只保存極好的猛獁象遺骸,日本科學家希望可以利用這些猛獁象化石中的生殖組織,在其現代近親印度象體內繁殖,克隆出猛獁象個體,最終實現他們建設壹個侏羅紀公園的設想。日本近畿大學的基因工程部主任認為這壹方案完全可行。
然而現在最大的挑戰是必須找到能繁衍後代的披毛猛獁象DNA,雖然在人煙稀少的西伯利亞搜尋壹個完整的披毛猛獁象細胞好似海底撈針,科學家表示可以利用壹種先進的手段,從冰層下的披毛猛獁象遺骸上提取DNA,而且他們已經在北西伯利亞為未來的新生猛獁象找到了壹片家園。這個復制出來的古生態公園還能容納巨鹿等其他滅絕的物種。 然而許多專家對這個主意嗤之以鼻,說它科學上行不通,道德上不負責。
“古生物的DNA早就成了碎片,我們現在不可能集齊這成千上萬的碎片來孕育壹只小猛獁象。即使能找到完整的細胞,也不能保證它是健康的,如果基因有錯誤,那就會導致出生缺陷。”英國倫敦學院大學的壹位古生物學家說,“而且自然的猛獁象棲息地也不復存在了,復活壹個物種使之成為熱門的旅遊景點,這道德嗎?”