论文部分内容阅读
一条关于复活古老线虫的消息近来让很多古生物迷颇为振奋。最新的报道显示：来自俄罗斯莫斯科国立大学与美国普林斯顿大学的研究人员，成功地将深埋在西伯利亚永冻土内的4万年前的有机体解冻，并发现当中极小的线虫奇妙地重新恢复了生命迹象，甚至开始进食。科学家指出，这是冰冻在北极永冻土的多细胞生物再度恢复生命的首次证据，希望对于开发人体冷冻技术有所帮助。
人们对远古生物总是充满了好奇，期待着有朝一日能够复活已消失的生物。2018年，由西班牙导演J.A.巴亚纳执导的电影《侏罗纪世界2》再次将人们的梦想和期待激发了出来。这股激情与迫切无疑也感染了科学界。
实际上，科学界多年来不乏热心于复活远古生物的科学家，他们用智慧和当代最先进的技术，在紧张有序地进行着有关复活生物的科学实验。然而，这真的好吗？
4年前，日本国家极地研究所的科学家们成功复活冰冻了30年的缓步动物（俗称“水熊虫”）。这些缓步动物是1983年在南极洲苔藓植物中发现的。之后它们一直被隔离并保存在零下20℃的环境下。直到2014年5月，科学家们才将其成功解冻。“水熊虫”体积极小，是一种生活在水里的极端微生物，长度不足1毫米。它们生命力极强，能够在外太空、喜马拉雅山脉海拔6000米以上高度和深海4000米以下等极端恶劣环境中生存，能够长时间放慢或停止自己的新陈代谢活动。
更让人惊讶的是，早在本世纪初，国际顶尖科学杂志《自然》发表了美国宾夕法尼亚州西契斯特大学的微生物学家威兰德及其同事的研究成果，他们发现了一群迄今已知最古老的细菌——美国新墨西哥州卡尔斯巴附近地下岩洞的一个2.5亿年前形成的古老盐结晶体内的细菌。当时，这些细菌处于休眠状态。研究人员在无污染的环境下，抽取了藏有细菌的盐结晶体内的液体后，在试管内将这些细菌培养成活，同时细菌开始繁殖。而在上世纪90年代，科学家还从4000万年前密闭在琥珀中的无刺蜂身上提取出了肠菌，经过实验培养，最终居然也“活”了过来。
水熊虫
这些超高龄细菌激发了科学家去大胆思考生命起源、生物存活的时间以及生物的星际旅行等问题。有一种理论甚至认为，地球生命可能是由小行星或流星撞击地球时带来的。
然而，已知的成果和进展都局限于细菌或极微小生物的复活，并且都是通过促使冰冻休眠状态下的生物复苏，或通过实验培养，以再现生命活动的迹象。而对于人们更期待的大型动物的复活却仍在艰难探索和实验中，这些大型动物包括已经灭绝的恐龙、猛犸象、剑齿虎、爱尔兰麋、大地懒、渡渡鸟、披毛犀、雕齿兽、塔斯马尼亚虎和短脸熊，甚至还有古老的人种尼安德特人。时至今日，只有布卡多山羊在西班牙一家实验室得以重见天日，却只存活了几分钟。
澳大利亚的一个研究小组已经着手研究克隆已灭绝的塔斯马尼亚虎；美国的一个研究小组正在尝试复活灭绝的一种野生白山羊等。
在所有复活计划中，人们最关注的恐怕是恐龙的复活了，毕竟它们是远古生物中最耀眼的明星，几乎妇孺皆知。
从理论上讲，恐龙是不可能复活的。因为经过至少6650万年的时间，恐龙的基因都被分解了。一般而言，在低温、无菌條件下，DNA的可用寿命可以延长到数百万年，而恐龙消失在约6650万年前。历经千万年乃至亿万年来的地质破坏，恐龙原始基因等信息已荡然无存，这使得当今技术对复活恐龙难有作为，可谓巧妇难为无米之炊。
但也有科学家另辟蹊径，如美国古生物学家试图从恐龙的后裔——鸡的身上获取源自恐龙的古老DNA，然后重新复活一只小型恐龙。不过，对于“鸡恐龙”这样的实验，有科学家持怀疑态度，认为它将会是一只乱七八糟的鸡，而非真正的恐龙。也曾有学者声称发现了恐龙的DNA片段，但后来被验证是污染的结果。
猛犸象是灭绝动物中最令人翘首以盼且科学家最为自信能够复活的。猛犸象是仅仅在数千年前灭绝的动物，由于它们栖息在高寒冰冷的北极圈，许多猛犸象死后仍然保留了完整的躯体，包括眼睛、脂肪组织、毛发、骨髓、血管，甚至血液和活细胞。这么多精细的器官和软组织被保存下来并不断被发现，自然让科学家惊喜不已。
目前，美国、日本、韩国、俄罗斯和中国等，都有猛犸象复活项目。不同国家的科学家还联合起来，发起国际合作项目，如日本的“创生计划”吸引了包括美国非洲象专家和俄罗斯猛犸象研究实验室主任。美国科学家力图几年内造出猛犸象胚胎，一直试图将猛犸象基因植入与其亲缘关系最近的亚洲象细胞中。日本一个科研团队2011年启动了猛犸象复活计划，主要是借助克隆技术，将距今约1万年前的仅存的猛犸象冷冻细胞作为素材，就像克隆羊、克隆牛那样再培育出猛犸象。更令人惊喜的是，有中国科学家2017年称已恢复了猛犸象细胞的全功能，形成了胚胎细胞，只待合格代孕体，即找到代孕母体孕育生产出猛犸象个体，猛犸象就可从4000多年前穿越而来，惊艳回归。
猛犸象
然而在实际上，复活猛犸象仍面临一系列技术难关。例如，如何提取没有发生变质和损失的DNA，因为有机物被矿物质代替就很难保存下基因。所有被福尔马林泡过的有机组织也无法复活，因为福尔马林的灭菌原理正是破坏其基因结构；另外，如何解决细胞核移植的技术难题，如何解决借腹怀胎难以控制的排斥反应等等。
此外，从生物学的角度讲，借现代大象怀胎不仅周期长，而且对已经濒临灭绝的大象群体也是一种威胁。并且，复活猛犸象似乎并不具备特别的意义，因为它在生物进化链上的地位已经很清楚，人为干涉生物界的自然淘汰，实际上违背了自然规律。
即使科学家能够在实验室制造出复活的动物，也会面临一系列问题。例如，它们能否适应现代环境，真正生存下去？它们能有效地消化和吸收已经经历了数亿年进化的现代食物吗？远古时代的地面满是石块，而现代都是已被风化成泥土的相对软质地面，这些复活动物还能灵活地快速奔走吗？还有更重要的是，这些复活的动物是否有利于如今的生物圈和自然环境。
从经济的角度来看，复活古生物可以获得巨大的经济效益；从生物多样性的角度来说，掌握复活技术对保护生物多样性也有重要意义，有可能使生态系统更趋完整；但从生态角度来看，如果这些复活的灭绝生物生长失去控制，可能打破现有的生态平衡，反而造成不利影响。更重要的是，很多实验室可能会复活一些危险物种，比如细菌、病毒、昆虫、可致敏的生物、剧毒的生物等等。因此，复活以后如何管控又将考验人类智慧。否则，这就可能打开潘多拉魔盒，带来难以预料的严重后果。
另外，复活已灭绝动物与克隆濒危动物，哪个更应优先考虑？事实上，我们正在面临一场全球性生物多样化危机，每天约有150种物种灭绝，灭绝速度是史前时期的1000倍。对此，人类难辞其咎。因此，克隆消失不久或濒临灭绝的生物是人类的责任。况且，这比复活古生物更容易，并对生物多样性发展和生态系统平衡更重要，经济上的需求也更强烈。
显而易见，复活灭绝生物绝不仅仅是科学家的分内事，还牵涉到生态平衡、伦理道德等各方面，需要全社会的关注以及深层次的思考、规划和管控。
2014年，伦敦动物研究所生态学家约翰·伊文列出了一张清单，帮助研究人员选择最适合开展复活计划的物种。国际自然保护联盟制定的一系列物种复活计划指导方针均受到了这篇论文的影响。中国国家基因库目前存储的生物资源样本超千万份，成为全球第一个为生物多样性研究和保护提供资源的平台，这为有计划地开展有关复活生物的项目奠定了基础。
（半夏摘自《环球》2018年第22期）
人们对远古生物总是充满了好奇，期待着有朝一日能够复活已消失的生物。2018年，由西班牙导演J.A.巴亚纳执导的电影《侏罗纪世界2》再次将人们的梦想和期待激发了出来。这股激情与迫切无疑也感染了科学界。
实际上，科学界多年来不乏热心于复活远古生物的科学家，他们用智慧和当代最先进的技术，在紧张有序地进行着有关复活生物的科学实验。然而，这真的好吗？
微小生物的复活
4年前，日本国家极地研究所的科学家们成功复活冰冻了30年的缓步动物（俗称“水熊虫”）。这些缓步动物是1983年在南极洲苔藓植物中发现的。之后它们一直被隔离并保存在零下20℃的环境下。直到2014年5月，科学家们才将其成功解冻。“水熊虫”体积极小，是一种生活在水里的极端微生物，长度不足1毫米。它们生命力极强，能够在外太空、喜马拉雅山脉海拔6000米以上高度和深海4000米以下等极端恶劣环境中生存，能够长时间放慢或停止自己的新陈代谢活动。
更让人惊讶的是，早在本世纪初，国际顶尖科学杂志《自然》发表了美国宾夕法尼亚州西契斯特大学的微生物学家威兰德及其同事的研究成果，他们发现了一群迄今已知最古老的细菌——美国新墨西哥州卡尔斯巴附近地下岩洞的一个2.5亿年前形成的古老盐结晶体内的细菌。当时，这些细菌处于休眠状态。研究人员在无污染的环境下，抽取了藏有细菌的盐结晶体内的液体后，在试管内将这些细菌培养成活，同时细菌开始繁殖。而在上世纪90年代，科学家还从4000万年前密闭在琥珀中的无刺蜂身上提取出了肠菌，经过实验培养，最终居然也“活”了过来。
这些超高龄细菌激发了科学家去大胆思考生命起源、生物存活的时间以及生物的星际旅行等问题。有一种理论甚至认为，地球生命可能是由小行星或流星撞击地球时带来的。
恐龙可能无法复活
然而，已知的成果和进展都局限于细菌或极微小生物的复活，并且都是通过促使冰冻休眠状态下的生物复苏，或通过实验培养，以再现生命活动的迹象。而对于人们更期待的大型动物的复活却仍在艰难探索和实验中，这些大型动物包括已经灭绝的恐龙、猛犸象、剑齿虎、爱尔兰麋、大地懒、渡渡鸟、披毛犀、雕齿兽、塔斯马尼亚虎和短脸熊，甚至还有古老的人种尼安德特人。时至今日，只有布卡多山羊在西班牙一家实验室得以重见天日，却只存活了几分钟。
澳大利亚的一个研究小组已经着手研究克隆已灭绝的塔斯马尼亚虎；美国的一个研究小组正在尝试复活灭绝的一种野生白山羊等。
在所有复活计划中，人们最关注的恐怕是恐龙的复活了，毕竟它们是远古生物中最耀眼的明星，几乎妇孺皆知。
从理论上讲，恐龙是不可能复活的。因为经过至少6650万年的时间，恐龙的基因都被分解了。一般而言，在低温、无菌條件下，DNA的可用寿命可以延长到数百万年，而恐龙消失在约6650万年前。历经千万年乃至亿万年来的地质破坏，恐龙原始基因等信息已荡然无存，这使得当今技术对复活恐龙难有作为，可谓巧妇难为无米之炊。
但也有科学家另辟蹊径，如美国古生物学家试图从恐龙的后裔——鸡的身上获取源自恐龙的古老DNA，然后重新复活一只小型恐龙。不过，对于“鸡恐龙”这样的实验，有科学家持怀疑态度，认为它将会是一只乱七八糟的鸡，而非真正的恐龙。也曾有学者声称发现了恐龙的DNA片段，但后来被验证是污染的结果。
最有盼头的猛犸象
猛犸象是灭绝动物中最令人翘首以盼且科学家最为自信能够复活的。猛犸象是仅仅在数千年前灭绝的动物，由于它们栖息在高寒冰冷的北极圈，许多猛犸象死后仍然保留了完整的躯体，包括眼睛、脂肪组织、毛发、骨髓、血管，甚至血液和活细胞。这么多精细的器官和软组织被保存下来并不断被发现，自然让科学家惊喜不已。
目前，美国、日本、韩国、俄罗斯和中国等，都有猛犸象复活项目。不同国家的科学家还联合起来，发起国际合作项目，如日本的“创生计划”吸引了包括美国非洲象专家和俄罗斯猛犸象研究实验室主任。美国科学家力图几年内造出猛犸象胚胎，一直试图将猛犸象基因植入与其亲缘关系最近的亚洲象细胞中。日本一个科研团队2011年启动了猛犸象复活计划，主要是借助克隆技术，将距今约1万年前的仅存的猛犸象冷冻细胞作为素材，就像克隆羊、克隆牛那样再培育出猛犸象。更令人惊喜的是，有中国科学家2017年称已恢复了猛犸象细胞的全功能，形成了胚胎细胞，只待合格代孕体，即找到代孕母体孕育生产出猛犸象个体，猛犸象就可从4000多年前穿越而来，惊艳回归。
然而在实际上，复活猛犸象仍面临一系列技术难关。例如，如何提取没有发生变质和损失的DNA，因为有机物被矿物质代替就很难保存下基因。所有被福尔马林泡过的有机组织也无法复活，因为福尔马林的灭菌原理正是破坏其基因结构；另外，如何解决细胞核移植的技术难题，如何解决借腹怀胎难以控制的排斥反应等等。
此外，从生物学的角度讲，借现代大象怀胎不仅周期长，而且对已经濒临灭绝的大象群体也是一种威胁。并且，复活猛犸象似乎并不具备特别的意义，因为它在生物进化链上的地位已经很清楚，人为干涉生物界的自然淘汰，实际上违背了自然规律。
还是先复活濒危生物吧
即使科学家能够在实验室制造出复活的动物，也会面临一系列问题。例如，它们能否适应现代环境，真正生存下去？它们能有效地消化和吸收已经经历了数亿年进化的现代食物吗？远古时代的地面满是石块，而现代都是已被风化成泥土的相对软质地面，这些复活动物还能灵活地快速奔走吗？还有更重要的是，这些复活的动物是否有利于如今的生物圈和自然环境。
从经济的角度来看，复活古生物可以获得巨大的经济效益；从生物多样性的角度来说，掌握复活技术对保护生物多样性也有重要意义，有可能使生态系统更趋完整；但从生态角度来看，如果这些复活的灭绝生物生长失去控制，可能打破现有的生态平衡，反而造成不利影响。更重要的是，很多实验室可能会复活一些危险物种，比如细菌、病毒、昆虫、可致敏的生物、剧毒的生物等等。因此，复活以后如何管控又将考验人类智慧。否则，这就可能打开潘多拉魔盒，带来难以预料的严重后果。
另外，复活已灭绝动物与克隆濒危动物，哪个更应优先考虑？事实上，我们正在面临一场全球性生物多样化危机，每天约有150种物种灭绝，灭绝速度是史前时期的1000倍。对此，人类难辞其咎。因此，克隆消失不久或濒临灭绝的生物是人类的责任。况且，这比复活古生物更容易，并对生物多样性发展和生态系统平衡更重要，经济上的需求也更强烈。
显而易见，复活灭绝生物绝不仅仅是科学家的分内事，还牵涉到生态平衡、伦理道德等各方面，需要全社会的关注以及深层次的思考、规划和管控。
2014年，伦敦动物研究所生态学家约翰·伊文列出了一张清单，帮助研究人员选择最适合开展复活计划的物种。国际自然保护联盟制定的一系列物种复活计划指导方针均受到了这篇论文的影响。中国国家基因库目前存储的生物资源样本超千万份，成为全球第一个为生物多样性研究和保护提供资源的平台，这为有计划地开展有关复活生物的项目奠定了基础。
（半夏摘自《环球》2018年第22期）