剑齿虎(剑齿虎英文)

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假如把爬行动物布季夫出,《侏森林公园》影片里的情景会不能再现?

剑齿虎(剑齿虎英文) 第1张

《侏世界3》从《冰河世纪》中的鸵鸟、锯齿虎,到《侏世界》中的龙属、腔骨,曾经活跃过的远古巨兽,随着自然选择、兴衰交替,逐渐消亡在时间的洪流里。假如今天有控制技术能让绝灭物种重生,你希望成真吗?

物种重生(De-extinction,也称“反绝灭”),是受到科学界和社会关注和探讨的热门话题。当前,有四种手段可同时实现绝灭物种“重生”:一是逆向育种;二是透过跨物种体细胞核核移植进行布季夫;三是借助DNA撰稿控制技术对近缘物种进行撰稿,以获得尽可能接近绝灭物种的DNA组。

绝灭物种重生控制技术的最新进展如何,有哪些仍需消除的痛点?借助这四种控制技术,是否吗能重生爬行动物、鬣狗、鸵鸟、渡渡鸟鸟、羽蛛属和新喀里多尼亚小鼠等绝灭物种?倘若重生绝灭物种成为现实,又将对地球和人类文明产生什么影响?势不可挡问吧邀请中国科技大学理学院讲师林剑青,一起聊聊重生绝灭物种的几率。

剑齿虎(剑齿虎英文) 第2张

真能重生?

@PappN潘小花:假如把爬行动物布季夫出,会不能吗像《侏森林公园》影片里这样,出现威胁人类文明存活的情况?用困在珍珠里面蚊虫吸的血浆来布季夫绝灭物种,这是一种什么布季夫控制技术?

林剑青:非常遗憾,爬行动物是几乎不可能被重生的。《侏森林公园》的情景是不能再现的,因为古DNA一般的留存年数只有10万年左右。在冻土带中能留存久一些,现阶段最古老的记录是165万年前,抽取自贝加尔湖永久冻土带中的鸵鸟的牙齿中。但爬行动物存活的年代远远超过这个年数。

借助珍珠中蚊虫的血浆抽取爬行动物DNA,那更是不可能,蚊虫的DNA和爬行动物的DNA都早就降解光了。

@势不可挡网友niIrqe:鸵鸟有适宜的特定存活环境。假如重生出,在现在的地理环境里吗能存活吗?

林剑青:地理环境方面,也许在贝加尔湖等高纬度地区是能的,但更重要的难题是,虽然只过去了4000年(最新评估的鸵鸟绝灭时间),当地的植被、动物早已跟寡脂时代全然不同了,单纯把一头鸵鸟或寡脂-水牛UMNH放过去,很难存活的,整个上游的食物网都要重建。

剑齿虎(剑齿虎英文) 第3张

鸵鸟还原模拟图。资料图

@MagicWaltz:现阶段是否早已有成功重生的物种?

林剑青:有!西班牙科学家在2003借助布季夫控制技术重生了布卡多绵羊,但这头小绵羊仅仅存活了7分钟就夭折了。这是两个悲剧,布卡多绵羊是截至现阶段唯一两个绝灭了两次的物种。

怎样重生?

@Nokkk:假如以前的微生物能重生,是不是代表断气的人类文明也能重生呢?

林剑青:您说的断气的人类文明是什么人呢?是指秦始皇汉武帝等去世的人类文明吗?还是指早已消亡的因纽塔人等人种呢?假如是前者,所以跟我们探讨的物种重生是两个概念,因为现代人类文明没有绝灭,所以就没有所谓的物种重生了。假如是后者,理论上,控制技术成形到一定程度,是能透过DNA撰稿、back-breeding(逆向育种)或是布季夫(假如又发现因纽塔人活细胞核)的方式重生或是某种程度上重生。

但,这个想法太疯狂了,涉及许许多多的伦理难题。我认为同时实现的几率极小。

@柒星:绝灭物种的重生几率有多大?

林剑青:这个吗要具体到物种,以及重生的目标。假如是想全然把两个物种带回来,所以我认为上面讲到的四种方式中只有布季夫能够同时实现,因此必须要活细胞核的存在,比如说说布拉多绵羊。假如只是为了带回物种的一些特征和生态功能,我想在不久的将来也能同时实现,比如说柯蒂斯·乔治的鸵鸟重生计划,据说早已成功对几个关键DNA残基同时实现撰稿了,寡脂-水牛UMNH指日可待。

@筠梦晓:我想了解一下重生早已绝灭的微生物现阶段控制技术痛点在哪里?假如从该物种的近亲比如说物种之类的物种DNA出发,透过改变差异DNA的方式能不能仿生出高绝灭物种?

林剑青:这两个难题特别棒!前面说了,重微生物种分四种不同的控制技术方式:逆向育种、布季夫及DNA撰稿。

Back-breeding(逆向育种)的主要难题是重生的可能只是长得像或是某种功能很像的UMNH,在遗传上全然是另外两个物种,所以不能算真正意义上的重生。

布季夫的话其实控制技术早已比较成形了,最大的痛点是找到活细胞核和适宜当代孕妈妈的物种(或是仿生子宫)。

DNA撰稿控制技术的痛点则是需要消除我们今年提出的,物种进化过程中的DNA差异会让某些DNA信息无法得知和复原,以及现阶段的DNA撰稿控制技术的投弹难题,还有无法一次同时实现几千几万个DNA残基的撰稿等等。

透过物种进行DNA撰稿来重生绝灭的物种是两个很好的思路,能消除上述第三点很多难题。当然,很多人会认为物种的重生意义不大,性价比不高。

@势不可挡网友YRzyUz:请问逆向育种是什么意思?

林剑青:逆向育种(Back-breeding)的目标是透过后代之间的选择性育种,把祖先的一些性状集中到两个个体中,同时实现对祖先性状的再现。其中,原牛的培育是逆向育种最典型的例子。但,我们需要注意的是,赫克兄弟培育出的赫克牛并不是真正原牛,而仅仅是跟原牛有性状相似的地方而已。

@神田川:DNA撰稿之后的物种只能说是特征上靠近绝灭物种,但跟这个绝灭物种,能算同两个物种吗?应该不算吧。

林剑青:是的,按照现阶段的控制技术水平,透过DNA撰稿控制技术,只能恢复有限的一些DNA。

即使DNA撰稿控制技术发展到很高水平,能同时实现我们想做的任何撰稿,由于物种之间的进化差距,绝灭物种上一些DNA信息无法被获得,所以也就无法透过DNA撰稿复原绝灭物种。

所以,透过DNA撰稿,得到的是现存物种和绝灭物种的UMNH,也许我们永远无法恢复绝灭物种本身了。

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鸵鸟与现代大象遗传进化分析

重生的意义

@要月亮奔我而来:请问科学家为什么要考虑物种重生控制技术呢?既然早已在物竞天择中淘汰了,再重生出的话,地球上的食物链会全部乱了吧?

林剑青:是的,假如绝灭物种被重生且大规模繁殖,会打破地球生态系统现有的平衡,就像现阶段的入侵物种一样。所以,这就是de-extinction(反绝灭)所面临的伦理风险。把两个物种重生和释放到自然界,要谨慎再谨慎,不只是大型动物,植物和微微生物的重生、改造、释放都必须很谨慎。

@星屑:请问做这些研究的意义是什么呢?因为感觉在伦理层面,是否能够重微生物种就早已存疑,这些控制技术也许几百年都得不到借助。

林剑青:关于研究de-extinction(反绝灭)的意义,在Torill Kornfeldt的《物种重生》一书中有总结,我觉得很有道理,直接引用如下:

1、新物种具有改善生态系统和丰富物种多样性的潜力,并以自己的方式惠及大量其他物种;

2、重微生物种项目给人们带来希望,让人们相信世界会变得更美好;

3、人类文明将在研究过程中积累控制技术和知识,可用于改善人类文明健康、改良粮食物种等其他领域。

当然,关于物种重生的意义的难题确实是仁者见仁智者见智的,欢迎探讨。

@把我的昵称还我:请问除了满足人类文明的猎奇,重生已绝灭物种还有什么意义?

林剑青:我想另外两个作用是,假如两个物种绝灭时间不太久远,当地环境还没有很大变化,所以重生(或是部分重生),能重新引入它的生态功能,避免生态系统因为缺乏这一物种的生态功能而出现崩溃。比如说,某一鸟类绝灭了之后,作为它的食物的两个虫子可能泛滥成灾,这个时候,假如我重生这个鸟类,是不是能避免这一生态灾害呢?

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