根据联合国在巴黎发布的一份报告,目前大约有100万种动植物面临灭绝的威胁,其中许多很可能在未来几十年内灭绝。目前,物种灭绝的速度比过去1000万年的平均水平高出几十到几百倍,而且还在加速。人类活动是造成这个问题的主要原因。
许多人类活动对生态系统造成了破坏,如砍伐森林、滥用农药、人为改变土壤性质、过度捕捞、排放二氧化碳等。报告显示,人类活动“严重改变”了75%的陆地环境和66%的海洋环境;全球三分之一以上的陆地面积和近75%的淡水资源用于农牧业生产;到2000年,1700年存在的85%的湿地已经消失。
在这种情况下,一些致力于拯救濒危动物的学者开始希望通过克隆来摆脱灭绝,还有一些学者致力于拯救濒危动物。在此之前,人类试图通过克隆北方白犀来摆脱灭绝。
克隆一个有机体需要一个完整而复杂的操作系统。以多莉羊为例,研究人员首先将羊卵细胞中的遗传物质吸出,变成空壳,然后从6岁母羊身上取出乳腺细胞,将遗传物质注入卵细胞空壳。
这样,就获得了含有新遗传物质但没有精子的卵细胞。这种修饰的卵细胞分裂并增殖形成胚胎,然后植入另一只母羊的子宫。随着母羊的成功分娩,“多莉”来到了这个世界。
多莉的基因组全部来自单亲,是真正的无性繁殖。因此,从严格意义上来说,“多莉”是世界上第一只真正克隆的哺乳动物。
多莉羊的诞生看似简单,却包含了取卵方法、卵细胞保存环境、显微操作方法、卵细胞激活方法、胚胎培养环境、胚胎移植方法等几个模块的几十个技术细节。对于羊这种数量众多的生物来说,研究人员还是可以通过多次实验来实现自己的目标。
但是对于濒危生物来说,个体动物太少了。目前科学家唯一能做的就是冷冻精子和卵子,等技术成熟后再尝试。
然而,科学家曾经成功过,有一种已经灭绝的生物通过克隆技术成功复活,那就是比利牛斯山脉野山羊。这种动物体型巨大,又高又直,体重可达99公斤,头上有长而略弯曲的角。它在法国和西班牙边境的比利牛斯山高海拔地区生活了几千年,在那里爬悬崖,吃植物的茎叶,忍受着当地的严冬。
然而,由于枪支的出现,大量比利牛斯山脉野山羊被杀。1989年,西班牙科学家调查确定,比利牛斯山脉野山羊只剩下十几只。十年后,比利牛斯山只剩下一只野山羊:一只小名为西莉亚的母羊。
2000年,人们发现西莉亚被压死在一棵倒塌的树下。随着西莉亚的去世,比利牛斯山脉野生山羊被正式宣布灭绝。
科学家检查了西莉亚的皮肤活检,并将其储存在-196℃的液氮中。他们想通过克隆使比利牛斯山脉的野山羊复活。
恢复比利牛斯山脉野山羊的一种方法可能是将克隆的雌性比利牛斯山脉野山羊与密切相关的亚种杂交,然后选择性繁殖具有比利牛斯山脉野山羊特征的后代。
研究人员也可能探索其他几种可能性。例如,研究人员可以通过引入一个关键基因来逆转雌性小鼠胚胎的性别,使其发育成雄性。
经过精心准备,科学家们将这些细胞的细胞核注入事先去除了原始DNA的山羊卵子中,然后将这些卵子植入代孕母亲的子宫。经过57次移植,只有7只母羊成功怀孕。
七只母羊中有六只流产了。然而,有一个代孕妈妈,一只由西班牙绵羊和山羊交配产生的混种绵羊,成功地将西莉亚的复制品怀到了足月,最终成功地产下了一只重两公斤的复制绵羊,这是世界上第一只克隆灭绝的生物。
然而,西莉亚的分身仅用了十分钟就死了。后来的尸检结果显示,这只小羊的一个肺长了一片巨大的肺叶,密度和肝脏一样大,没有办法挽救。
也就是说,比利牛斯山脉野山羊在复活十分钟后再次被宣布灭绝,这是目前克隆技术中普遍存在的问题,即被克隆的生物存在肺部问题,而世界上第一只体细胞克隆动物多莉羊也死于肺部感染,年仅6岁,在羊界还处于中年。
在《侏罗纪公园》中,艾伦和艾莉·萨特勒博士克隆了从史前蚊子身上提取的DNA,哈蒙德为他的新《侏罗纪公园》创造了活恐龙。
以目前人类的技术,完成如此宏伟的壮举仍然是一个遥远的梦想。目前人类想到的方法是通过基因编辑增加群体的遗传多样性,从而引起肺部问题,避免克隆生物过早衰老。
或者,可以采用以“单精子注射”为代表的第二代人工授精技术,通过显微操作将精子直接注射到卵细胞中。
然而,数千万年的进化使哺乳动物生殖细胞强烈依赖母体环境。从精卵结合到胚胎发育,需要特定的环境。所有的辅助生殖技术都需要建立一个能够充分模拟内部环境、缓冲外部环境变化的操作系统。另外,单精子注射往往需要在卵细胞上开一个洞才能把精子放进去,势必会对卵细胞造成损伤,所以操作系统比较严格,这也是目前在濒危生物中很少使用的原因!
然而,也有一些专家持不同意见。他们认为死去的生物被“合理地消灭了”,人类不应该凭自己的意志去回忆它们。他们还指责克隆技术是一条禁忌之路,会给人类带来灾难。