译者:Lewind,从IT圈跳入生物圈,然后一遍一遍地跟别人解释:你看过《围城》吗......封面故事
让恐龙重现是完全不可能的,但其它已经灭绝的动物却可能在某一天重新崛起。亨利·尼科尔斯(Henry Nicholls)带我们走近最有可能的候选物种。
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制造任何一种生物的配方就写在它的DNA之中。所以在去年十一月间,当基因学家发表了久已绝迹的猛犸的几乎全部DNA序列时,关于我们是否能够复活这种巨兽的讨论一时间甚嚣尘上。
依据只存在于计算机存储器中的基因组序列来创造一个活生生的生物,这种事情目前仍是不可能的。但宾西法尼亚州大学的分子生物学家斯蒂芬·舒斯特(Stephan Schuster)预计:总有一天,总有什么人,一定会去尝试一下。舒斯特是猛犸基因组计划背后的推动力量之一。
那么除了猛犸,还有什么其它已经灭绝的动物可能被我们重新复活呢?其实,只有那些我们能取得其完整基因组序列的生物才有可能。没有序列,就没有机会。而通常来说,当一个生物死去的时候,任何身体组织中存留下来的完好DNA也会迅速地被阳光和细菌攻击毁坏。
不过,也有一些情况下DNA能被保存下来。比如说,如果你的标本是在像西伯利亚一样的冰雪荒原上冻死的,或者在一个黑暗的洞穴中咽气,或者在非常干燥的地方毙命,那么发现一些完好DNA片断的可能性将高得多。
然而,即使在理想的条件下也没有基因信息可以历经一百万年的时间——所以恐龙出局了——只有从年轻得多的遗骸中才有可能得到高质量的DNA。“只有不超过100000年历史的标本才有研究的真正价值。”舒斯特说。
除猛犸之外,其它一些已灭绝物种的基因组也已经测序完毕,但把这些基因组转变成活的动物却绝非易事(参见文末的"复活配方")。“很难讲某件事永远永远没有可能,”德国莱比锡“迈克斯·普朗克进化人类学研究所”的斯凡特·派伯(Svante Pääbo)说,“但那所需要的技术将远远超出我们目前所拥有的水平,以至于我无法想象它将如何实现。”
但是50年前,谁又能相信我们今天可以阅读制造人类的指南,解决遗传疾病,克隆哺乳动物,甚至几乎可以创造人造生命呢?假如必要的技术将会被发展出来的话,我们已经选择了10种可能在某一天被复活的已灭绝生物。我们的选择不仅基于可行性,还基于每种动物的“魅力指数”——也就是复活这种动物的前景令人兴奋到什么程度。
当然,复活已灭绝的生物将带来一堆实际问题,比如他们将在哪里生活等等。不过还是让我们不要扫兴吧……
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剑齿虎
(拉丁名:Smilodon fatalis)
灭绝时间:约10000年前
DNA保存:★★★☆☆
理想代母:★★★☆☆
这种传说中的野兽将以其出众的犬齿而值得一观。从洛杉矶的La Brea沥青沼泽中发现了保存完好的剑齿虎标本,令人叹为观止。但沥青也令DNA的提取变得棘手,所以还没有人能分离出像样的序列。不过,也有一些在永久冻土地带保存的标本,可能是更好的DNA来源。如果我们能得到基因组,那么非洲狮这个剑齿虎现存的亲戚应该能成为很好的卵子提供者和代孕妈妈。加利福尼亚人,小心啦!
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尼安德特人
(拉丁名:Homo neanderthalensis)
灭绝时间:约25000年前
DNA保存:★☆☆☆☆
理想代母:★★★★★
一份尼安德特人基因组的序列草图将于今年的某个时间发表。“要拥有一个质量还不错的基因组,比如说能和黑猩猩的相比,那么将再需要相当于两年左右的工作量。”德国莱比锡“迈克斯·普朗克进化人类学研究所”的斯凡特·派伯说。他和他的同事期望这个基因组能够提供独特的视角来研究我们人类与这个神秘表亲之间的差异性,而同时也有观点认为它可以用于复活尼安德特人。因为我们共有非常接近的祖先,人类将成为理想的卵子提供者和代孕妈妈。
然而,虽然苏联科学家可能曾经尝试过创造人-猿杂交体,但是在今天,甚至是最疯狂的科学疯子都难以想象会涉足这样一块禁忌之地。派伯说:“我发现复活尼安德特人的想法是如此荒唐,任何关于其代孕妈妈的思考都是多余的。”他认为,研究者最多也就是在培养皿中生长的细胞里,用尼安德特人的某些基因来替换人类的相应基因,以观察其效果如何。
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巨型短面熊
(拉丁名:Arctodus simus)
灭绝时间:约11000年前
DNA保存:★★★☆☆
理想代母:★★☆☆☆
在这种像巨塔一样的野兽面前,北极熊这种世界上现存体形最大的陆生食肉动物就如同侏儒一般。直立时,巨型短面熊可能要比北极熊高三分之一,而其重量可能达到一吨。因为有被埋藏在永久冻土地带的标本,所以获取其DNA应该是可能的。短面熊现存亲缘最近的是南美洲的眼镜熊,两物种在进化树上分枝于大约五百万年前。但不幸的是,眼镜熊只有巨型短面熊十分之一的体重,不太可能成为特别好的代母。
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塔斯马尼亚虎
(拉丁名:Thylacinus cynocephalus)
灭绝时间:1936年
DNA保存:★★★★☆
理想代母:★☆☆☆☆
最后一只塔斯马尼亚虎,或称袋狼——名叫本杰明——在1936年死于霍巴特(Hobart)动物园。其现存的各种组织标本都不足一个世纪,这意味着基因学家应该能够获得高质量的DNA,并在不久之后得到袋狼基因组的全序列。到了复活这一步,像袋狼一样的有袋类可能要比绝大多数其它的哺乳动物更容易。有袋类的典型孕期只会持续数周,并且只是草草地形成一个简单的胎盘。这意味着代孕妈妈与胚胎之间的排斥风险可能要小得多。对于袋狼而言,代母将是塔斯马尼亚恶魔(袋獾)。出生后,胎儿可以在一个人工袋中用牛奶喂养。
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雕齿兽
(拉丁名:Doedicurus clavicaudatus)
灭绝时间:约11000年前
DNA保存:★★☆☆☆
理想代母:★☆☆☆☆
像大众甲壳虫汽车一样庞大的犰狳,有着布满钉刺的棍棒一样的尾巴。它们曾一度轰隆隆地穿行在南美的原野之上,而某些人也许能再次看到这样的奇景。因为没有冷冻的雕齿兽,能否获得可用的DNA将取决于能否在干爽的洞穴中发现保存完好的遗骸。此外还有一个更大的问题:最适合孕育未成熟雕齿兽胚胎的物种将是比它远远小了很多的30公斤“巨型”犰狳。尺寸上的差距意味着:要把这位已经灭绝的亲戚带到临产期,犰狳必定要有一番挣扎。
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渡渡鸟
(拉丁名:Raphus cucullatus)
灭绝时间:约公元1690年
DNA保存:★☆☆☆☆
理想代母:★★★☆☆
2002年,牛津大学的基因学家获准切割世界上保存最完好的渡渡鸟标本,锁在大学自然历史博物馆中的一根脚骨——有完整的皮肤和羽毛。“那是我曾经不得不做的最吓人的事情之一。”贝司·夏皮罗(Beth Shapiro)回忆道。她目前是宾西法尼亚州大学的一名古生物DNA专家。这次的样品获得了渡渡鸟线粒体DNA的微小片断,除此无它。从那时起,就没有别的标本再能得到哪怕一点点的渡渡鸟DNA,但是希望仍在。夏皮罗说:“我们还在寻找。”如果一个标本被发现,而一个基因组序列能从中产生,那么下面就要让鸽子来把它们最著名的表亲起死回生了。
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披毛犀
(拉丁名:Coelodonta antiquitatis)
灭绝时间:约10000年前
DNA保存:★★★★☆
理想代母:★★★★★
有很多人致力于复活披毛犀。就如同猛犸一样,永久冻土地带中保存有足够多的标本,很容易就能得到其毛发、角、或蹄。这些组织可以用洗发液和消毒液来清洗,以去除来自于细菌和真菌的DNA污染,然后再用酶使之释放出大量的近乎于纯粹的犀DNA。基因学家很可能将在不久之后发表这种多毛兽的全基因组。然而,虽然披毛犀有适合作代母的现存近亲,但所有当代的犀牛种属自己也处在灭绝的边缘。只要事情保持在这种状态,复活一头披毛犀就不可能成为首要任务。
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巨地懒
(拉丁名:Megatherium americanum)
灭绝时间:约8000年前
DNA保存:★★☆☆☆
理想代母:★☆☆☆☆
这个庞然大物站起来高达6米左右,估计重达4吨。巨地懒的灭绝时间相对较晚,使得一些标本被发现带有毛发,而这是优质的DNA来源。那么我们将有可能看到巨地懒的基因组被发表吗?“绝对可能!”加拿大麦马斯特大学的享得里克·玻因拿(Hendrik Poinar)说。他已经从大概30000年前排出的粪便的化石中提取了巨地懒的DNA。对于任何想要复活巨地懒的人来说,困难在于缺少合适的代母。它亲缘最近的现存亲戚——三趾树懒——相较而言太小。它或许可以提供卵子用以制造巨地懒的胚胎,但这个胎儿将很快长得超过它的代孕妈妈。
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恐鸟
(拉丁名:Dinornis robustus)
灭绝时间:约公元1500年
DNA保存:★★★☆☆
理想代母:★★☆☆☆
在遍布新西兰的洞穴里,保存良好的骨头乃至蛋中都有足量的恐鸟DNA,所以获得恐鸟的基因组应该是可行的。但选择哪一种呢?巨型恐鸟将会很诱人,它站立起来超过3米高,但更合理的选择可能是从尺寸适中的高地恐鸟(拉丁名:Megalapteryx didinus)开始。虽然与鸵鸟只是远亲,但把恐鸟的基因组弄进一个鸵鸟蛋中也许还是可能的。然而由于还没有鸟类被克隆过,或许最切实可行的办法是把一个鸵鸟的胚胎改造成像恐鸟的一样。
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爱尔兰麋鹿(大角鹿)
(拉丁名:Megaloceros giganteus)
灭绝时间:约7700年前
DNA保存:★★★☆☆
理想代母:★★☆☆☆
猎鹿狂人将愿意用几乎任何东西换取一次捕猎这种更新世巨兽的机会,它们曾一度遍布欧洲。一只典型的雄性大角鹿站立时,肩高超过2米,用于嬉戏的鹿角宽达4米。它实际上是鹿而非麋鹿,而其亲缘最近的亲戚是小得多的黇鹿,两物种在进化树上分枝于一千万年前。它们之间的鸿沟意味着,很难能看到一个完整的基因组被转化成一只活生生的爱尔兰麋鹿。
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大猩猩
(拉丁名:Gorilla gorilla)
灭绝时间:几近
DNA保存:★★★★★
理想代母:★★★★★
第一个从灭绝中拯救回来的物种将最有可能是目前尚且存活着的物种。环保主义者正在冻存一些受到威胁的物种的组织样品,那么当有了适当的生存环境时,就可以在近亲的代母物种帮助下制造克隆体。对于大猩猩来说,代母将是黑猩猩。
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复活配方
你将需要:
- 保存良好的DNA
- 数十亿的DNA构建模块
- 一个合适的代母物种
- 一些相当高级的技术
下面是怎么做:
1. 从已灭绝的物种中提取DNA,对片断进行测序并组装,以获得全基因组。可行性检查:从已灭绝的动物中得到的基因组序列可能充斥着致命的错误。
2. 现在用你的DNA构建模块重建已灭绝动物的DNA,保持染色体数目的正确。可行性检查:现在还不可能按序列制造这么长的DNA分子,但我们应该能够在某一天做到这一点。
3. 把染色体包装到一个人工的核中,并把它放入一个从合适的代母物种收集来的卵子中。这应该能够发育成一个胚胎,它将是久已消亡的动物的克隆。可行性检查:先不说从适当的物种中提取卵子,单是找到这样的物种就是个巨大的问题。而且,还没有人进行过鸟类或爬行类的克隆。
4. 把一个胚胎养育成幼兽。对于哺乳动物而言,要把胚胎送入合适的代孕妈妈的子宫;对于爬行类和鸟类,要使用“尚待开发”的技术孵育胚胎;对于两栖类或鱼类这些体外授精的生物,只需坐下看着就好了。可行性检查:对于很多已经灭绝的哺乳动物,合适的代孕妈妈可能并不存在。
作弊窍门:
相对于按序列合成全部基因组,你不如把一个亲缘很近的现存物种的DNA做一些修改,使之更像你要复活的已灭绝物种的DNA。可行性检查:有些现存物种已经被弄得表面上更像已灭绝的物种了,但以今天的知识和技术,它们离真家伙还差得很远。
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亨利·尼科尔斯是伦敦的一位科学作家,著有《孤单的乔治》(Lonesome George,Macmillan出版社,2006年)一书。
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居然是沙发。。。
翻译这篇时一直在想一个问题:为什么貌似动物的进化在接近现代的过程中有小型化的趋势呢?是因为大型的容易被人类猎杀吗?那当初他们又是如何大型化起来的呢?
不懂进化和地球,我瞎猜,是不是很久很久以前,地动山摇这种事情很危险,所以先出了大动物,抵御这些自然危险的时候能占便宜。
后来小动物来到了,吃好吃的比较灵活,繁殖也比较牛,又能躲过大动物,而且还能温血+血液循环……
然后大动物发现,真的地动山摇来了,它们还是不管用,就死光了?
以前看过一篇叫《纪元的终结》的小说,猜想恐龙是火星人制造的战争工具,蛮有意思的。
罗伯特·索耶的小说吧,我也觉得有意思。 确实对于那个时期的主流动物的大型化倾向,没有什么太好的解释?
竞争不够,庞大化趋势。
竞争激烈,小化趋势。
自然界和企业都如此。
以前的氧气含量较高?
冥想中...
看到复活的那个实验计划,我就觉得头大。
突然想到,大家投个票吧,按顺序选自己最想看到的三种史前动物。最好是文中写到的,如果不是,也不要选恐龙之类一百万年以前的动物了——文章里说了,拿不到DNA。
我的选择:剑齿虎,爱尔兰麋鹿,雕齿兽。
支持一下,搞个正式投票是个不错的主意喔
渡渡鸟,短面熊,剑齿虎
《X战警前传:金刚狼》有剑齿虎!O(∩_∩)O哈!
史前一万年里也有……
生物进化了
看到大猩猩的感觉很悲哀啊……
为什么?
可是,现在的大猩猩毕竟是人类远古祖宗的兄弟或者姐妹的子女哈。不过它们不再能变成人类了,和和:)况且,人类已经很多了。
有同感,虽然它是文初提到的十种动物之外的第十一种……
如果是中国人来写这篇东西,我想大熊猫更可能成为这第十一种吧。不过,国内大熊猫克隆研究已经遇到了文中写到的问题:没有合适的代母。
补充下,我是与Aiger有同感,看到现存的生物上榜感到很悲哀……
派伯说:“我发现复活尼安德特人的想法是如此荒唐,任何关于其代孕妈妈的思考都是多余的。”-----------感觉这个老外真的很没有理想,也不知道他是不是个科学家。
这跟理想不理想的没关系吧?
涉及人的科学,总还是要考虑伦理的问题。
尼安德特人虽然挂着个“人”的名义,但实际上并不是我们直接的祖先。从这个意义上来讲,把他们看作是动物也不为过。
如果我们在伦理上无法接受让一个人类母亲仅仅为了科学而去孕育一个猩猩的受精卵,那我们同样不应该在伦理上接受针对尼安德特人的类似实验。
总之,这件事情让我也觉得很不舒服。
我同意Lewind的观点。伦理对于科学来说还是一个非常重要的问题,如果没有伦理的阻碍,我相信科学家们会把这个世界弄得很恐怖,你能想象一个猩猩和人的结合体吗?天哪!
要是能复活我奶奶就好了…
要是按本文这种方式,恐怕会令你失望的:年龄对不上号先不说,经历不同,也会使之完全成为另外一个人。我们只所以是我们自己,不是因为我们的基因,而是因为我们的经历。
其实有一天技术发达了,很希望能把自己逝去的亲人的思维保存下来。虽然身体不在了,无法触摸,无法拥抱,但至少还可以交流,还可以领略长者智慧的闪光。
唉,想念我的姥姥……
我个人认为,塔斯马尼亚虎的复活可能性比较大。毕竟比较近代嘛,DNA的保存也是很完整的,而且,呵呵,这个虎真是很好看,多苗条啊。
啊,那个袋狼,唔,就是塔斯马尼亚虎的可能性很大吧,以前看探索说过有一个完整保存的胎儿标本。
个人来说,还是剑齿虎吧,那种动物太帅了!!
还是小体型的比较现实,我个人认真地相信地球重力加速度变大了.....
那个大地懒(巨地懒)的复原图是错的,看出来了吗?只要是头部和四肢。下面是正确的:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ab/Megatherium_americanum_complete.JPG
Pingback: 科学松鼠会 » 泰德的水下探险
最近一期NOVA (美国PBS台的科普节目)探讨了北美地区大型哺乳动物突然灭绝的原因。最新的证据支持在12,900年前,一次剧烈的彗星撞击了导致大量植被死亡和气候变化;从而引发了大型哺乳动物的灭绝.
这里是网站的链接:http://www.pbs.org/wgbh/nova/clovis/
已经不属于这个世界的东西,复活出来只能留有尴尬,死亡和灭绝也是生命必不可少的一环……
我觉得,如果复活了这些动物将如何处置?如果放生会不会遭到猎杀??那位大虾帮我解释一下下下。。。
复活后,那还的还是纯的物种吗?
充其量只是杂种,人无法成为上帝。
弱弱的说一下。我觉着复制恐龙的类似物还是有可能的啊。我们既然能够弄清楚基因的结构,并复制它,为生什么就不能自己创造呢?虽然这个相当的难