文|觀察未來科技
環(huán)境的變化、人類的魯莽與無知的過度導致了頻繁的物種滅絕。
1600~1800年間地球上的鳥類和獸類物種滅絕25種;1800~1950年地球上的鳥類和獸類物種滅絕了78種;20世紀地球上有110個哺乳動物以及139種鳥類滅絕。而今天,在世界范圍內,生物物種還在以前所未有的速度消失。據(jù)IPBES在2019年發(fā)布的報告指出,目前,全球物種滅絕的速度比過去的1000萬年的平均速度快上數(shù)十倍甚至數(shù)百倍。
在這樣的情況下,科學家們把目光轉向了物種復活技術,試圖借助保存下來的DNA和基因修復技術,讓消亡的物種復活。那么,今天,“反滅絕”技術實現(xiàn)了嗎?“反滅絕”技術會給世界帶來怎樣的影響?
如何復活滅絕物種?
與其他行星不同,地球最大的特點,就是具有“生命”——從低矮的草本植物到小型動物再到人類的不同生命。
生物多樣性反映了生態(tài)系統(tǒng)中不斷增加的組織層次和復雜性,這種組織層次性和復雜性體現(xiàn)在基因、個體、種群、物種、群落、生態(tài)系統(tǒng)和生物群落上,也反映了生物群落與非生物環(huán)境相互作用的生態(tài)過程。生物多樣性是地球上所有生命的基礎,也是維護地球生態(tài)平衡的重要因素。
1883年,印尼海域的喀拉喀托島爆發(fā)超強火山噴發(fā),一時間周遭所有生命形式被毀滅。然而幾年之后,這里隆起的新火山灰島又變得郁郁蔥蔥起來,這僅因為第一批登島的禾草種子。事實上,正因為植物多樣性的頑強,大部分自然條件下的動物棲息地才并不會完全土崩瓦解。
然而,人類對自然的改造,卻拉開了生物非自然滅絕的序幕。根據(jù)IPbase的評估,有100萬物種面臨著滅絕的危險,IUCN的評估數(shù)據(jù)是28%的物種面臨著滅絕的風險。就連一直被認為種類和數(shù)量眾多,有很強恢復能力的昆蟲也開始面臨滅絕的命運。已有越來越多的證據(jù)表明,昆蟲的數(shù)量和物種多樣性都在急劇下降,從而對生態(tài)系統(tǒng)以及人類的糧食安全造成威脅。
為了更加全面地展示人類活動對全球昆蟲生存狀態(tài)的影響,來自倫敦大學學院(UCL)的研究團隊曾對此開展了一項大規(guī)模評估,結果發(fā)現(xiàn):受氣候變暖以及農(nóng)業(yè)用地變化的影響,在受影響最嚴重的地區(qū),昆蟲數(shù)量已經(jīng)減少了一半。
地球生態(tài)系統(tǒng)遠比我們想象的脆弱,可以肯定的是,當物種滅絕達到一定程度時,就會導致我們賴以生存的生態(tài)系統(tǒng)崩潰。為了挽救物種加速滅絕的現(xiàn)狀,越來越多的科學家開始關注起了物種復活計劃。
國際自然保護聯(lián)盟(IUCN)將“滅絕物種復活”定義為培育在功能上與原始滅絕物種等同的替代生物,但不是“完全相同的復制品”。滅絕物種復活就像一個撤銷鍵,對于滅絕的生物,復活的物種并不是完全相同的復制品。
目前,“滅絕物種復活”主要涉及3項技術。第一種就是回歸繁殖,比如,現(xiàn)已滅絕的歐洲野牛,是所有現(xiàn)代牛的祖先,基于此,科學家正通過“陶羅斯計劃”將其復活,希望通過選擇性繁殖與歐洲野?;蛳嗨频默F(xiàn)代牛,從而培育出一種與歐洲原始野牛非常相似的物種。第二種技術是克隆,這是人們通常認為最直接有效的技術,通過提取包含滅絕動物DNA的細胞核,克隆培育出滅絕動物。
第三種技術就是基因工程,盡可能完整地復原已經(jīng)滅絕的動物的基因組,實現(xiàn)在DNA層面上把要“復活”的古代動物重新造出來。
雖然理論上來看,三種技術都能實現(xiàn)滅絕動物的復活,但相較于基因工程復活滅絕的動物,回歸繁殖和克隆都存在較大的局限性?;貧w繁殖與其他更復雜的“滅絕物種復活”方法相比,是一種非常粗糙的技術。而克隆僅適用于瀕臨滅絕或者剛滅絕不久的物種,因為它需要保存完好的卵核。
復活遠古猛犸象
三種復活滅絕動物技術的比較之下,基因工程自然受到了更多關注,比如“哈佛猛犸復活項目”——哈佛醫(yī)學院的喬治·丘奇(George Church)教授,致力于通過將猛犸象的基因“編輯”到大象細胞中來創(chuàng)造猛犸象。
猛犸象屬,又稱長毛象,與現(xiàn)代象同屬長鼻目象科,生活時間距今500萬年-3700年。這種滅絕距今僅四千年的生物經(jīng)常以各種形式出現(xiàn)在大眾視野中,比如,我們熟知的《冰河世紀》、各種游戲作品等等。憑借龐大憨厚的形象,猛犸象很輕易地就能融入到各種作品中,成為大眾熟悉的生物形象。
縱觀猛犸象一族的演化,從走出非洲踏遍西伯利亞冰原,到跨越白令海峽在地球氣溫劇變的時候征服北方大陸,最終在地球終于回暖的時候遭遇氣溫突變而倒下,世界上最后一只猛犸象消失在了西伯利亞冰冷的荒原。
然而,從2002年開始,不斷在凍土中發(fā)現(xiàn)保存完好的猛犸象肉體和血液,激起了人們復活猛犸象的濃厚興趣。2002年,一頭被稱為“尤卡(Yuka)”的猛犸象在凍土中被發(fā)現(xiàn),它保留著完整的頭部、前腿、胃、腸道等身體器官。2007年在西伯利亞的亞馬爾半島,一位放牧人意外發(fā)現(xiàn)了一頭埋藏在冰土里37000年的小猛犸象,肉體保存極為完整,研究人員命名為“盧芭(Lyuba)”。2013年,俄羅斯研究團隊再次返回西伯利亞,這一次的發(fā)現(xiàn)更加震撼,他們在凍土中發(fā)現(xiàn)了新鮮保存的肉體,甚至還有可以流動的血液。
當然,雖然人們不斷發(fā)現(xiàn)保存完好的猛犸象肉體,但復活猛犸象依然是一個艱巨的挑戰(zhàn),這個挑戰(zhàn)就從DNA開始。
在《侏羅紀公園》小說和電影中,可以從保存在琥珀中的蚊子身上提取到6500多萬年前的恐龍DNA。但在現(xiàn)實生活中,DNA太脆弱了,無法存活那么久。它的半衰期只有大約521年。即使是在最近滅絕的物種留下的保存完好的組織中,所包含的DNA也常常是零碎的。并且,在重建的染色體上,基因的順序并不總是很清楚。這些細節(jié)雖然微小,但卻異常重要,眾所周知,基因順序只要輕微改變,就可以對動物行為和其他性狀產(chǎn)生重大影響。
此外,雖然理論上通過基因工程能夠復活猛犸象,但實際上這是一頭被改變了DNA的大象,因為所有動物都是DNA和其所處生活環(huán)境,以及兩者之間相互作用的產(chǎn)物,在實驗室中誕生,轉移到一只現(xiàn)代大象的子宮中培育,之后在與猛犸象所處時代截然不同的環(huán)境中成長,這種新時代的厚皮動物與冰河時期的巨獸將會有不同經(jīng)歷。所有這些因素,使其與原始的猛犸象不太相似。
不過,許多人認為,如果復活之后的動物在外觀和行為上與其前身一樣,那就足夠了。這也是為什么多年來丘奇的實驗室一直在推進這個項目的原因。
當前,這個項目已經(jīng)成功說服了投資者,2021年9月,這個復活猛犸象項目獲得由傳奇娛樂公司前首席執(zhí)行官托馬斯·圖爾 (Thomas Tull) 領投的 1500 萬美元種子輪融資?;蛟S在不遠的有一天,我們就可以看到遠古猛犸象的復活,而這也可能完全改變我們對現(xiàn)代遺傳學的理解。
扮演上帝的角色
目前大約有 100 萬種植物和動物物種面臨滅絕威脅。我們有足夠多的理由來復活滅絕物種。任何動物在其所生活的生態(tài)系統(tǒng)中,都扮演著重要角色。復活滅絕物種有助于提高生物多樣性,幫助脆弱的生態(tài)系統(tǒng)恢復健康。
比如,猛犸象充當著生態(tài)系統(tǒng)中園丁的角色。它們吃掉雜草,并通過營養(yǎng)豐富的糞便給土地施肥。而猛犸象消失后,它們的園藝工作也隨之停止,隨之而來的就是生物多樣性驟減,茂密的猛犸象草原被物種貧瘠的苔原所取代。 研究表明,如果大型食草動物回歸地球最北端,生物多樣性將再次增加。這可能也同樣適用于其他已滅絕物種。
看起來雖然百利而無害,但實際上卻并不是,就算技術成熟到能夠允許我們復活任何滅絕的物種,但在倫理上,卻依然面臨復雜的爭議——這意味著,科學家違背自然規(guī)律,而扮演了上帝的角色。
一方面,最初出生的幾頭猛犸象可能是人們能想象到的最孤獨的生物,它們與同類隔離了數(shù)千年。從動物的視角看,斷開哺乳動物受精卵中的基因組,代之以在實驗室中創(chuàng)造的東西,看起來并不像是拯救物種,更像是一種基因掠奪。
生態(tài)學家還擔心,把一個消失的物種放回一個可能不再維持它們的生態(tài)系統(tǒng)中,就像擲骰子般充滿不確定性。沒有人知道滅絕物種的重新引入會帶來怎樣的生態(tài)后果。比如,復活的猛犸象在本質上已經(jīng)屬于外來物種,所處的環(huán)境與過去的情況發(fā)生了實質性的變化,尤其是受到人類造成的氣候變化的影響。
另一方面,像納米技術和合成生物學一樣,復活滅絕物種的技術也將人類設計深入塑造自然界形態(tài)的過程中。通過自然選擇產(chǎn)生的進化和隨之而來的滅絕本是世界的一部分,而這些本來是地球最基本的代謝過程。
這可能帶來的另一種情況是,人們的注意力被轉移到少數(shù)幾只搶眼的動物身上,反而犧牲那些正面臨威脅、不那么起眼但在生態(tài)系統(tǒng)中依然重要的物種。而復活滅絕物種技術一旦成熟,還會給人類帶來一種心理上的安全保障,使人們不再重視眼前的滅絕危機。畢竟,如果可以通過基因工程復活物種,為什么還要花費數(shù)百萬來拯救它們呢?
不管是有意還是無意,人類總是將這些過程推向特定的方向。但人類從未如此刻意地去選擇這些過程,以便徹底地重塑生物群落。人類從未人工合成過大自然。復活滅絕物種是一種激進的人工形式,它將地球上的物種構成轉變?yōu)槲覀冋J為最適合自己的形式。這不僅是對現(xiàn)存物種進行重組的問題。未來,生態(tài)系統(tǒng)將變得越來越人工化,越來越成為人類選擇的產(chǎn)物。
到目前為止,復活滅絕物種都是一種新奇的、陌生的、未經(jīng)測試的手段,也是一種可怕的手段。對于這種技術,最重要的或許還是評估其價值并決定如何使用該技術,或者應不應該使用該技術。