最近，利用生物技术复活灭绝动物成为热点话题。不久前，美国突破性生物科学和基因工程公司（简称“Colossal公司”）宣布超额完成6000万美元A轮融资，该公司的主要人员有“当代基因组学教父”乔治·丘奇等，他们希望利用生物科学、基因工程和基因组学，推进灭绝物种保护和人类健康领域的发展。我们邀请知名科普作者张田勘来谈谈相关的话题。

（1）复活的对象和步骤

近五百年以来，已有300多种哺乳动物、鸟类、爬行动物和两栖动物消失。人类活动的扩大让这些动物失去了栖息地，成为这些动物灭绝的主要原因。

排在科学家复活名单前列的动物主要有猛犸象、欧洲野牛、渡渡鸟、旅鸽、比利牛斯野山羊、新英格兰黑琴鸡、帝王啄木鸟、剑齿虎、白暨豚、袋狼（塔斯马尼亚虎）等。这次Colossal公司的主攻对象是猛犸象，欧洲野牛等也在考虑之列。

猛犸象

欧洲野牛

渡渡鸟

旅鸽

袋狼

复活一种灭绝的动物，现在可以考虑的生物技术是克隆，就是从最近灭绝的动物身上提取保存完整的细胞，分离和提取出细胞核，将细胞核移植到另一个卵细胞中，再激活合成的卵细胞并植入代孕宿主体内。全球第一只克隆羊多利就是用这样的方式克隆出来的，这种技术也可以用来复活灭绝的动物。

第二种是基因工程方式，把灭绝动物的基因组与它现存的近亲的基因组进行比对，然后使用基因编辑工具，用现存的近亲动物的基因修复灭绝动物的相关基因，或者将灭绝动物的基因融合到现存近亲动物的基因组中，形成完整的基因组，并将杂交修复的完整基因组激活，再植入代孕动物体内进行孕育。

灭绝动物的细胞核或全套基因组是难以提取的，因为年代久远。而且即便细胞核保存在冻土中也会受到各种理化因素的侵蚀，提取出来后也可能出现基因的缺失、受损，还有可能受到污染。因此，如果用克隆技术复活灭绝动物，只适用于最近灭绝的动物，因为可能提取到完整的未受损和未污染的DNA，所以克隆的方式并不适用于猛犸象和旅鸽等灭绝已久的动物的复活。

基因工程可以修复损失的基因，因此可以复活年代久远的灭绝动物，如猛犸象。如果按照目前Colossal公司复活猛犸象的技术路线，具体又分5个步骤——从俄罗斯西伯利亚取得冰封猛犸象的DNA；利用基因编辑技术，将其融合到近亲亚洲象的基因组中；再把基因组植入已经移除细胞核的亚洲象卵子中；刺激卵子发育成混种胚胎；放进代孕亚洲雌象的子宫，或采用人工子宫进行培育。

可以看到，这些步骤也需要克隆技术和代孕，因为现在已经没有真实存在的猛犸象作为母体来孕育后代，而且，由于猛犸象的基因组有一定的损坏，所以需要用基因编辑工具将基因组修复并融合到亚洲象的DNA中。这又涉及异种克隆是否兼容和是否有效的问题。

而且，亚洲象本身也是濒危物种，数量不多，难以获得足够多的受体卵母细胞。亚洲象的生殖间隔长达4-6年，即便可以孕育出猛犸象，周期也会很长。此外，亚洲象与猛犸象之间基因相似度只有93%，有可能导致胎儿被母体排斥，也可能孕育出既不像猛犸象，也不像亚洲象的“四不像”的动物。

（2）短暂成功的先例

既然复活灭绝动物困难重重，有没有哪怕是短暂成功的先例呢？还真有过。

2003年，西班牙和法国科学家就曾复活了一只已经灭绝的比利牛斯野山羊，方法还是如同克隆羊多利的技术路线。比利牛斯野山羊栖息在欧洲西南部的比利牛斯山脉的悬崖峭壁上，以草为食，耐寒，体重可达100千克，头顶长有一对漂亮的弯角，但是多年来在人类的猎捕下濒临灭绝。1989年，西班牙动物学家统计，比利牛斯野山羊的数量仅剩下10多头，但到1999年，只发现了一头活着的雌性比利牛斯野山羊，研究人员为它取名塞利娅。

尽管科学家对保护塞利娅使出了浑身解数，如西班牙奥尔德萨国家公园的野生动物专家阿尔韦托·费尔南德斯-阿里亚斯带领研究人员设法捉住它，为其戴上无线电项圈放归山林，以便监管和保护，但9个月后，塞利娅还是死在一棵倒塌的树下。这也意味着，2000年比利牛斯野山羊灭绝。

在发现塞利娅死后，研究人员立即提取了它的一部分还有活性的细胞，保存于西班牙马德里和萨拉戈萨的实验室里。在后来的几年，奥尔德萨国家公园的野生动物专家尝试用这些保存的细胞复活塞利娅。采用的方式就是克隆羊多利的方式。科学家把塞利娅细胞中的细胞核提取出来，注入被剔除DNA的普通山羊卵细胞中，然后激活合成的卵细胞并植入成年代孕母山羊体内。尽管有57头母山羊接受了卵细胞植入，但只有7头母羊子宫产生了活胚胎，其中6头母羊中途流产，仅一头母羊最后孕育并到了分娩期。

为了保险，2003年7月30日，科学家为这头代孕母羊实施剖腹产手术，接生出塞利娅的后代，但是这个克隆的比利牛斯野山羊羊羔一离开母体就呼吸困难，生命垂危，仅存活10分钟就死亡了。经过尸检发现，克隆羊羔的肺部先天畸形，多长了一个巨大而坚硬的肺叶，无法生存，而且任何医疗技术也无法挽救它的生命。

这也意味着， 即便是新近灭绝的动物，采用克隆技术也很难让其复活。如果要利用亚洲野象来复活猛犸象，难度比复活比利牛斯野山羊更大。现在，想要复活灭绝动物的并非只有Colossal公司的研究人员，还有其他研究人员也雄心勃勃地试图复活灭绝动物。澳大利亚墨尔本大学帕克维尔分校的发育生物学家安德鲁·帕斯克团队就是其中之一，他们想要复活的是袋狼，是澳大利亚过去的代表性动物之一。

帕斯克团队认为，袋狼可能是复活的最佳候选灭绝动物。帕斯克团队对这种食物链顶级动物的基因组以及几种潜在替代物种的基因组进行了测序，结果发现，袋狼基因组有5%的缺失，但是，这5%的基因主要是重复区域，可能不会影响复活，而且复活出来的袋狼在外观或行为方式上也不会与过去的袋狼有区别。 不过，能否复活袋狼，不是靠理论和预测，而是要靠实干。是否可行，还得看实际结果。

（3）比较成功的先例

克隆濒危的野生动物，则有比较成功的例子。2020年12月10日，美国科学家采用30多年前死亡的一只名叫威拉的黑脚雪貂的细胞克隆了一位后代伊丽莎白·安，技术路线与克隆羊多利相似。

黑脚雪貂又称黑足鼬，是一种原产于北美洲的小型食肉哺乳动物和唯一原产于北美地区的鼬类，体长31-41厘米，尾长11-15厘米，体重0.8-1千克。过去，黑脚雪貂曾广泛生存于美国西部，但人类耕地的逐渐扩大使其慢慢失去了生存的家园。20世纪70年代，人们曾认为该物种已经灭绝，但在1981年，科学家追随一只牧羊犬找到了18只黑脚雪貂的落脚点。这些幸存者被保护起来，成为圈养繁殖计划的基础，到后来繁衍的黑脚雪貂达到400-500只。

尽管如此，黑脚雪貂也面临着灭绝的危险，因为，它们不只是失去家园，还面临鼠疫的威胁。因此，美国科罗拉多州鱼类和野生动物管理局的黑脚雪貂保护中心的科学家希望用克隆的方式来复活黑脚雪貂，采用的就是威拉的细胞。

研究人员把威拉细胞的细胞核提取出来，再转移到另外的去除了细胞核的黑脚雪貂的卵子中，形成一个复合卵，再电刺激卵子，使其分裂，并移植到家养的代孕雪貂母体内孕育。

2020年12月10日，代孕家养雪貂产下伊丽莎白，到目前为止，她非常健康，研究人员希望她最终能够传宗接代。如果顺利，伊丽莎白的孙子或曾孙子可能会在2024年或2025年重新回归野外。同时，研究人员也想检验复活的黑脚雪貂是否能融入到生态中，并且对生态有正面作用而非破坏作用。具体而言，是要检验黑脚雪貂重新放归野外后，它们及其后代是否能生存，而且有能力猎杀草原土拨鼠，以保护生态环境。

黑脚雪貂威拉的复活成功意味着复活其他灭绝的野生动物也有可能，但是，复活猛犸象和袋狼等比复活黑脚雪貂更难更复杂，能否成功，需要时间和实践来检验。

克隆黑脚雪貂“伊丽莎白”。

（4）复活灭绝动物的难题

哥本哈根大学的进化遗传学家汤姆·吉尔伯特正在与中国汕头大学的研究人员合作，试图复活圣诞岛大鼠，该鼠于1908年从位于澳大利亚以西的岛屿栖息地上灭绝。

吉尔伯特等人从两只保存完好的圣诞岛大鼠标本的皮肤中提取了DNA，进行了多次测序，获得了圣诞岛大鼠的大部分基因组，但还是有一些缺损。因此研究团队使用挪威大鼠的基因组作为参考，尽可能多地拼凑消失的大鼠基因组。因为挪威大鼠是一种经过充分研究的实验室动物，有已知的可用于编辑的完整基因组序列。

在比较了这两种近亲动物的基因组后，研究人员发现圣诞岛大鼠的基因组仍有近5%的缺失。丢失的圣诞岛大鼠的基因序列是34000个基因中的约2500个，这些基因编码圣诞岛大鼠特有的圆耳等性状，还有一些重要的圣诞岛大鼠的涉及免疫系统和嗅觉的基因要么缺失，要么不完整。

这些缺失的基因可能是圣诞岛大鼠独一无二的，因此想要复活原汁原貌的圣诞岛大鼠已经不太可能。圣诞岛大鼠和挪威大鼠在260万年前分离，相比而言，猛犸象和亚洲象在600万年前分道扬镳，因此，要利用亚洲象的基因弥补猛犸象缺失的基因并复活猛犸象，看起来更困难。

不过，在Colossal公司任职并力图复活猛犸象的丘奇认为，现代和灭绝动物DNA的测序正在稳步改进，未来有机会找回100%的基因组，因而使得复活灭绝动物的目标有可能实现。

（5）复活意义的争论

Colossal公司的科学家称，复活猛犸象的目标是开发对人类医疗保健有更大应用价值的技术，如研发新药，甚至解决野生动物繁衍方面的问题。但是，复活灭绝的野生动物也存在争议，最大的争议是，这样做有什么意义和作用。 一些科学家认为，即便能复活灭绝动物，在现有条件下，复活的动物也难以生存，因而失去了意义。无论什么原因导致动物灭绝，说明它们已经不适合当时的环境， 现在将其复活并放归野外，复活的动物是否会适应现在的环境也很难说，而且它们还有可能破坏现在的生态。正如美国研究人员复活黑脚雪貂后，也还在观察克隆复活的黑脚雪貂是否适应环境，对生态有利还是有害。

此外，还有一个重要的问题是，复活灭绝动物的性价比。根据计算，复活1种已灭绝的生物的成本，足以挽救现存8种濒危物种。与其复活灭绝动物，还不如挽救濒危动物。而且，即便人类有能力复活某种灭绝动物的个体，也并不等同于人类有能力复活整个种群；即便人类有能力复活某一灭绝动物的种群，但适宜它们生长的栖息地或许早已消失。剩下的选择就是把它们圈养在实验室或动物园里供人参观，这对自然而言，又有什么意义？

图片来源：视觉中国

关键词： 灭绝动物 研究人员 比利牛斯