在探索生物多样性的道路上,科学家们一直在努力寻找让灭绝动物重现生机的方法。虽然这听起来像是科幻小说的情节,但随着生物技术的飞速发展,这一梦想正逐渐走向现实。目前,主要有三种方法被寄予厚望:克隆技术、基因组编辑和选择性育种。
科学家所能采用最接近逆转灭绝的做法是克隆。
首先,让我们来谈谈克隆技术。这是最为人们所熟知的方法,其核心理念是通过获取灭绝动物的完整基因信息,然后将其植入现存近亲物种的卵细胞中,从而培育出与灭绝动物基因完全相同的个体。要实现这一技术,科学家们需要获取灭绝动物保存完好的细胞样本,并从中提取出完整的DNA。随后,这些DNA将被注入近亲物种的去核卵母细胞中,通过电击等方法刺激细胞开始分裂,最终形成胚胎。这些胚胎将被植入代孕母体内,经过发育后,便有可能诞生出活生生的灭绝动物。然而,克隆技术并非万能,它面临着高先天缺陷风险和快速老化等问题。此外,要找到合适的代孕母体也并非易事,尤其是当代孕母体与子代之间的遗传匹配度不理想时,成功率会大大降低。
当无法获取灭绝动物的完整DNA时,基因组编辑技术便成了另一种可行的选择。这种方法的核心思想是将灭绝动物的部分基因插入到现存近亲物种的基因组中,从而创造出一种全新的杂种动物。这种杂种动物将同时拥有灭绝动物和现存近亲物种的基因特征。要实现基因组编辑,科学家们首先需要从各种来源(如冷冻标本、剥制皮张、骨骼等)中采集并测序灭绝动物的DNA片段。然后,他们将近亲物种的基因组进行测序,并用灭绝动物的基因序列替换其中的部分片段。接下来,这些经过编辑的基因信息将被植入到近亲物种的卵细胞中,通过刺激细胞分裂形成胚胎。最终,这些胚胎将被植入代孕母体内进行发育。与克隆技术相比,基因组编辑技术更加灵活,可以适用于更古老的DNA样本。然而,由于基因组经过了大量调整,因此很难预测这种特殊的怀孕方式能否顺利进行到底。即使成功培育出杂种动物,它们也可能面临各种未知的风险和挑战。
除了采用高科技手段外,选择性育种这一传统方法也颇具实效,尤其适用于那些近期灭绝且仍有亲属物种的动物。该方法通过筛选具有灭绝动物特征的现存物种进行杂交,并经过多代精心选育,旨在培育出与已灭绝动物高度相似的后代。此方法的优势显而易见:成本较低且操作性强。但不可忽视的是,它也存在局限,如难以完全复原灭绝动物的独特基因和生态角色。尽管如此,选择性育种仍不失为保护生物多样性的一种有效策略。
灭绝动物重现生机是一项极具挑战性和复杂性的任务。目前所存在的三种方法各有优缺点和适用范围;因此,在实际操作中需要根据具体情况进行选择和调整。未来随着生物技术的不断进步和创新,我们有望看到更多已经消失的珍稀物种重新回到我们的视野中,为地球的生物多样性增添新的色彩和活力。同时,我们也应该意识到保护现有物种和生态环境的重要性,避免更多的珍稀物种走向灭绝的边缘。
文中图片均来源于《How it works》杂志
作者:《how it works》科普团队
审核:黄乘明 中国科学院动物研究所研究员,海南大学特聘教授,中国动物学会监事,中国野生动物保护协会理事
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