滅絕動(dòng)物能復(fù)活嗎？

2013年5月29日，俄羅斯東北聯(lián)邦大學(xué)的謝姆蒙·格里戈里耶夫稱，他們于5月早些時(shí)候在北冰洋一座島嶼上發(fā)現(xiàn)一具保存較完好、存有液態(tài)血液的猛犸象尸體，因此有可能在這具猛犸象尸體中找到活細(xì)胞，從而打開(kāi)克隆這種史前巨型哺乳動(dòng)物的大門(mén)。

DNA半衰期是克隆的關(guān)鍵

滅絕動(dòng)物的復(fù)活至少要有三個(gè)條件，一是要找到?jīng)]有被污染的已滅絕動(dòng)物的活細(xì)胞（其中包含有生物活性的DNA），二是技術(shù)，三是要有讓復(fù)活后的動(dòng)物生存的環(huán)境。

現(xiàn)在，新的研究結(jié)果顯示，克隆滅絕的猛犸象等動(dòng)物最大的難題是DNA的半衰期。

半衰期的概念來(lái)自物理學(xué)，是指放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間。藥物也有半衰期，是指一種藥物在血漿中最高濃度降低一半所需的時(shí)間。所以，DNA的半衰期更接近于藥物半衰期的概念，是指一個(gè)已經(jīng)死亡的生物的DNA核苷酸骨架之間的化學(xué)鍵半數(shù)降解所需的時(shí)間。如果一個(gè)生物的DNA在一定時(shí)間之后處于半衰期，則意味著它的DNA核苷酸骨架之間的化學(xué)鍵已遭到破壞，這一生命體的遺傳信息就有一半已經(jīng)丟失，要克隆這樣的滅絕動(dòng)物會(huì)很困難。

核苷酸是DNA的骨架，而骨架之間的化學(xué)鍵也就是構(gòu)成核苷酸的基本成分之一的4個(gè)堿基

之間的連接鍵。丹麥哥本哈根大學(xué)的莫頓·艾倫托夫特和澳大利亞佩斯市默多克大學(xué)的默克爾·邦斯等人在2012年12月的英國(guó)《皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B》上以“骨骼DNA的半衰期：對(duì)158塊陳舊化石的衰敗活性的測(cè)量”為題，發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于動(dòng)物DNA半衰期的研究結(jié)果。他們對(duì)屬于3種已經(jīng)滅絕的古代巨鳥(niǎo)（恐鳥(niǎo)，1800年滅絕）的含有DNA的158根腿骨化石進(jìn)行了研究，推算出DNA的半衰期為521年。這意味著，在521年后，一個(gè)滅絕動(dòng)物的核苷酸骨架之間的化學(xué)鍵有一半會(huì)降解消失，再過(guò)一個(gè)521年，剩下的一半化學(xué)鍵也將化為烏有。

艾倫托夫特和邦斯研究的這些含有恐鳥(niǎo)DNA的158根腿骨化石出土于新西蘭南島，它們分布于3個(gè)地點(diǎn)，彼此的距離不超過(guò)5千米。這種分布保證了這些化石差不多是以相同的條件保存的，例如當(dāng)?shù)販囟榷紴?3.1攝氏度。這種相似的條件能夠保證它們的DNA的半衰期的一致性，經(jīng)測(cè)定這些骨骼的年代距今6000～8000年。經(jīng)過(guò)計(jì)算，這些恐鳥(niǎo)的DNA在野外13.1攝氏度之下的半衰期比在實(shí)驗(yàn)室同樣條件下的半衰期還要長(zhǎng)400倍。

研究人員認(rèn)為，保存在冰川中的DNA被毀掉要花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間。比如，一根骨骼保存在零下5攝氏度的理想溫度下，其DNA中的化學(xué)鍵被毀掉的最長(zhǎng)時(shí)間可以達(dá)到約680萬(wàn)年，但大約在150萬(wàn)年后，剩下的DNA鏈便因?yàn)樘潭鵁o(wú)法傳遞有意義的信息，因此這些DNA的信息是無(wú)法讀取的，所謂克隆也是一種夢(mèng)想。

基于上述研究，過(guò)去認(rèn)為能從恐龍和密閉的琥珀中的古昆蟲(chóng)提取DNA并復(fù)活它們的想法并不現(xiàn)實(shí)，因?yàn)榭铸埦嘟裰辽?500萬(wàn)年，而琥珀中的古昆蟲(chóng)的年齡也在500萬(wàn)～1億年。在這么久遠(yuǎn)的年代，DNA中的化學(xué)鍵早就降解了。當(dāng)然，現(xiàn)在找到的最古老的DNA是昆蟲(chóng)和植物的，時(shí)間大約在45萬(wàn)～80萬(wàn)年前的古冰川期。

當(dāng)然，保存在相對(duì)好的條件下，如冰川中，生物DNA的半衰期更長(zhǎng)，因而克隆復(fù)活它們的可能性更大。但是，即便生物的DNA保存在冰川中，也還會(huì)受到其他因素的影響，如埋葬生物的土壤的化學(xué)成分、生物死亡的時(shí)間，以及生物化石發(fā)掘后的儲(chǔ)存條件等。

如果以滅絕動(dòng)物DNA半衰期為521年計(jì)算，再加上另一個(gè)半衰期，克隆滅絕動(dòng)物的極限時(shí)間就可能只有約1000年，因?yàn)?000年后動(dòng)物的DNA已全部降解。當(dāng)然，在冰川中保存的生物的DNA半衰期要長(zhǎng)一些。

復(fù)活胃育溪蟾

盡管有DNA半衰期條件的限制，但現(xiàn)在澳大利亞研究人員也克隆出了一個(gè)活了幾天的胃育溪蟾胚胎。雖然克隆出的胃育溪蟾并沒(méi)有長(zhǎng)成蝌蚪和幼蛙，但這已經(jīng)是復(fù)活滅絕動(dòng)物的開(kāi)創(chuàng)性成就，似乎能與克隆羊多利媲美，甚至勝過(guò)多利，因?yàn)槎嗬z傳物質(zhì)DNA的供給者并非滅絕動(dòng)物，而胃育溪蟾是已經(jīng)滅絕的動(dòng)物，其DNA被保存了30多年。

澳洲有兩種以胃部孵化方式孕育的蛙類，其中一種叫胃育溪蟾，于1984年滅絕。

胃育溪蟾是中等身型的蛙類，呈深灰色，背部有細(xì)小的疙瘩。雌蛙較雄蛙大，雌蛙長(zhǎng)約44～54毫米，雄蛙長(zhǎng)約33～41毫米。胃育溪蟾以獨(dú)特的方式孕育后代。雌蛙排卵到水中或陸地上，雄蛙排精讓卵子受精后，雌蛙會(huì)將受精卵咽下。受精卵周?chē)z狀物，稱為前列腺素E2（PGE2），這種物質(zhì)可以讓雌蛙的胃暫停分泌胃酸，而這段時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)6～8星期，包括受精卵孵化后形成蝌蚪并在雌蛙的胃或嘴中生活的時(shí)間。而且，當(dāng)受精卵孵化后，蝌蚪的腮分泌的黏液也含有PGE2，因而也有保護(hù)蝌蚪的作用。

孕育出蝌蚪后，雌蛙的胃會(huì)不斷膨脹至體腔可以容納的大小，以便裝下更多蝌蚪，而且雌蛙的肺部會(huì)縮小，主要靠皮膚上的氣體交換進(jìn)行呼吸。大部分雌蛙每次產(chǎn)卵約40個(gè)，但在胃中孵出的幼蛙卻只有21～26只。幼蛙被吐出時(shí)已經(jīng)完全發(fā)育。

澳大利亞悉尼新南威爾士大學(xué)的古生物學(xué)家邁克·阿徹和保護(hù)生物學(xué)家邁克爾·馬赫尼等人從事的一項(xiàng)工作就是專門(mén)復(fù)活胃育溪蟾的。不過(guò)，被用于克隆的胃育溪蟾的DNA并非是

1984年滅絕后從其殘骸中提取保存的，而用的是1979年保存在冷凍器中的胃育溪蟾的DNA組織。

5年來(lái)，阿徹等人采用與產(chǎn)生克隆羊多利相似的技術(shù)，稱為體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移（SCNT）技術(shù)來(lái)復(fù)活胃育溪蟾。2013年初，研究人員以澳洲的大青蛙為供卵者，然后把保存的已滅絕的胃育溪蟾的DNA植入細(xì)胞核已滅活的大青蛙的卵子中，結(jié)果，幾周后，有一個(gè)卵子活動(dòng)起來(lái)，而且存活了3天，長(zhǎng)成了一個(gè)囊胚。經(jīng)過(guò)DNA檢測(cè)證明，這個(gè)囊胚包含的遺傳物質(zhì)是胃育溪蟾的，證明了克隆滅絕的胃育溪蟾獲得初步成功。

克隆已滅絕的胃育溪蟾的初步成功讓人們看到了復(fù)活滅絕動(dòng)物的希望，猛犸象、渡渡鳥(niǎo)、古巴紅金剛鸚鵡以及新西蘭的恐鳥(niǎo)等都有可能被復(fù)活。邁克·阿徹對(duì)此更是信心滿滿，他認(rèn)為，他們能讓胃育溪蟾死而復(fù)生，現(xiàn)在，前進(jìn)的障礙是技術(shù)問(wèn)題，而不是生物問(wèn)題。當(dāng)世界上數(shù)百種兩棲動(dòng)物正處于災(zāi)難性瀕危之時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)可以作為一種拯救瀕臨滅絕動(dòng)物的工具，應(yīng)用前景廣闊而無(wú)限。

克隆猛犸象最難

已滅絕的胃育溪蟾的部分克隆成功和克隆羊多利的完全成功為克隆滅絕動(dòng)物提供了某種技術(shù)保證。

克隆動(dòng)物的一個(gè)最主要的條件是，要獲得被克隆動(dòng)物的有活性的DNA，這對(duì)于還處于存活狀態(tài)的瀕危動(dòng)物來(lái)說(shuō)并不難，但是，對(duì)于已滅絕的動(dòng)物來(lái)說(shuō)就比較困難，因?yàn)橥ǔｋy以獲得保存完好的滅絕動(dòng)物的DNA，即便發(fā)現(xiàn)了它們的DNA，也可能存在著污染，因此克隆出來(lái)的動(dòng)物是否為原來(lái)真實(shí)的滅絕動(dòng)物也難以保證。當(dāng)初保存胃育溪蟾的DNA時(shí)，胃育溪蟾并未滅絕，所以保存的活組織是有相當(dāng)生命力的。

盡管如此，除了胃育溪蟾，研究人員似乎在克隆其他滅絕動(dòng)物上也有了一些進(jìn)展，例如克隆猛犸象和布卡多野山羊。在克隆已滅絕的動(dòng)物中，難度最大的是猛犸象，因?yàn)樗鼈冸x現(xiàn)代太遠(yuǎn)。大多數(shù)猛犸象在1萬(wàn)～1.2萬(wàn)年前滅絕，不過(guò)可能有極少數(shù)在美國(guó)阿拉斯加州幸存下來(lái)?，F(xiàn)在，已知最后幸存下來(lái)的猛犸象生活在西伯利亞海岸附近的費(fèi)蘭格爾島，它們?cè)诩s公元前1650年滅絕。

2011年8月俄國(guó)研究人員在西伯利亞的凍土層中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)1萬(wàn)年前滅絕的猛犸象遺骸，其骨骼化石中含有保存完好的骨髓。俄羅斯科學(xué)家與韓國(guó)Sooam生物技術(shù)研究基金會(huì)的黃禹錫簽訂協(xié)議，計(jì)劃開(kāi)始克隆猛犸象。盡管黃禹錫曾深陷干細(xì)胞研究造假丑聞，但2005年他們的研究所成功培育出世界上第一只克隆狗史魯比（Snuppy），也已獲得學(xué)術(shù)界承認(rèn)。此后，黃禹錫的研究團(tuán)隊(duì)還成功地克隆了其他動(dòng)物，如牛、狗和土狼等。

然而，克隆猛犸象的關(guān)鍵是要找到猛犸象完整的DNA，找到完整的DNA的前提又是要找到猛犸象完整的細(xì)胞或組織，這是一項(xiàng)非常艱難的工作，從以前發(fā)現(xiàn)的猛犸象遺骸中提取有活性的DNA就遇到了難題。不過(guò)，現(xiàn)在格里戈

里耶夫等人在北冰1洋一座島嶼上發(fā)現(xiàn)的一具雌性猛犸象尸體為克隆帶來(lái)了新希望。這頭猛犸象的年齡介于50～60歲之間，死亡時(shí)間大約為1萬(wàn)～1.5萬(wàn)年前。這是全球第一次發(fā)現(xiàn)雌性猛犸象尸體。而且，它的體內(nèi)有部分血液以液態(tài)形式保存了下來(lái)。這有可能讓研究人員在猛犸象的血液中提取活細(xì)胞和DNA，從而為復(fù)活猛犸象提供條件。

克隆最近滅絕的動(dòng)物的可能性最大

如果動(dòng)物DNA的521年的半衰期是一個(gè)普遍定律，那么，克隆距今500年的滅絕動(dòng)物就有較大可能性，尤其是克隆近期滅絕的動(dòng)物把握性更大。

這個(gè)推論得到了另一項(xiàng)研究的證實(shí)。西班牙研究人員于2009年克隆了一只已經(jīng)滅絕的布卡多野山羊。研究人員以前認(rèn)為，布卡多野山羊在2000年前就滅絕了，但是1999年西班牙研究人員追蹤并捕獲到世界上最后一只叫做希里亞的13歲布卡多雌野山羊。意識(shí)到這種野山羊的珍貴性后，研究人員從野山羊的耳朵上采集了它的皮膚細(xì)胞冷凍儲(chǔ)藏起來(lái)，然后將其釋放。幾個(gè)月后，希里亞被發(fā)現(xiàn)死在一棵倒下的樹(shù)旁，這也意味著布卡多野山羊是最近才滅絕的。

隨后，西班牙薩拉哥薩大學(xué)的喬?！じテ娴热税驯４娴牟伎ǘ嘁吧窖虻钠つw細(xì)胞的細(xì)胞核植入到家養(yǎng)山羊去除了細(xì)胞核的卵子中，通過(guò)電擊讓卵子發(fā)育，成為重組胚胎。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了兩次。在第一次實(shí)驗(yàn)中，有285個(gè)胚胎重組，其中有30個(gè)在經(jīng)過(guò)36小時(shí)發(fā)育長(zhǎng)成3～6個(gè)細(xì)胞時(shí)植入5只代孕山羊體內(nèi)。剩下的胚胎進(jìn)一步培養(yǎng)到7天，其中有24個(gè)在其發(fā)育成桑葚胚時(shí)植入8只代孕山羊體內(nèi)。在第二次實(shí)驗(yàn)中，研究人員重組了154個(gè)胚胎，在其長(zhǎng)成3～6個(gè)細(xì)胞時(shí)植入44只代孕山羊體內(nèi)。

在這兩次實(shí)驗(yàn)中，有7只家養(yǎng)山羊成功懷孕，但最后僅有1只雌性布卡多野山羊出生，并且是以破腹產(chǎn)方式娩出。但是，這只新出生的野山羊患有先天性肺部缺陷，在出生7分鐘后因呼吸困難而死亡。經(jīng)檢測(cè)，這只克隆的小羊羔的基因和布卡多野山羊的基因一致，從而被認(rèn)定為是一次短暫的成功的克隆。弗奇等人的研究結(jié)果發(fā)表在2009年4月的美國(guó)《獸醫(yī)學(xué)》雜志上。

盡管這只僅存活了7分鐘的布卡多小羊羔被視為是對(duì)滅絕動(dòng)物的克隆，但實(shí)際上還是對(duì)存活的瀕危動(dòng)物的克隆，因?yàn)樗募?xì)胞是在其生前提取并保存在實(shí)驗(yàn)室中的。所以，克隆出的布卡多野山羊的死亡如果不是因?yàn)榭寺〖夹g(shù)出現(xiàn)了問(wèn)題，就有可能是保存的布卡多野山羊的DNA出現(xiàn)了某種程度的降解。

但是，克隆剛剛死亡的動(dòng)物似乎不存這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)镈NA還不會(huì)降解。例如，韓國(guó)濟(jì)州國(guó)立大學(xué)的樸世弼等人于2010年用一頭已死亡的牛的細(xì)胞克隆了一頭小牛，從而讓這頭死牛起死回生。不過(guò)，他們利用了冷凍技術(shù)。

2007年，樸世弼等人將一頭剛剛死亡的牛的細(xì)胞核植入一些去核1卵細(xì)胞中，再利用克隆技術(shù)創(chuàng)造了一個(gè)牛胚胎，并將其保存在零下196攝氏度的冷庫(kù)中。2010年1月，研究人員將胚胎取出解凍，將其植入另一頭母牛的子宮中，這頭母牛于同年10月通過(guò)自然分娩產(chǎn)下了一頭克隆牛。經(jīng)檢測(cè)，小牛的基因組與那頭死去的牛完全相同。

因此，目前研究人員最有可能克隆近期死亡的動(dòng)物，因?yàn)樗鼈兊腄NA尚未降解。而且，世界各國(guó)也有一些研究人員陸續(xù)克隆了一些剛剛死去的動(dòng)物。2003年9月，巴西研究人員克隆了一頭在事故中死亡的荷蘭種奶牛。2010年7月，美國(guó)加利福尼亞州斯克里普斯研究所和圣地亞哥動(dòng)物園聯(lián)合研究組成功利用一只已經(jīng)死亡的鬼狒的皮膚細(xì)胞制造出了這種瀕危動(dòng)物的干細(xì)胞。雖然美國(guó)研究人員并未克隆出已經(jīng)死亡的鬼狒，但制造的干細(xì)胞已經(jīng)是克隆的前身了。

盡管克隆是挽救滅絕動(dòng)物的一種充滿希望的方式，但是，如果滅絕動(dòng)物死亡年代久遠(yuǎn)，超過(guò)其DNA的半衰期，克隆就可能是一種神話。當(dāng)然，另一個(gè)需要回答或解決的問(wèn)題是，滅絕動(dòng)物即便克隆出來(lái)，它們能適應(yīng)今天的環(huán)境而生存下來(lái)嗎？