灭绝动物能复活吗？

2013年5月29日，俄罗斯东北联邦大学的谢姆蒙·格里戈里耶夫称，他们于5月早些时候在北冰洋一座岛屿上发现一具保存较完好、存有液态血液的猛犸象尸体，因此有可能在这具猛犸象尸体中找到活细胞，从而打开克隆这种史前巨型哺乳动物的大门。

　　DNA半衰期是克隆的关键

　　灭绝动物的复活至少要有三个条件，一是要找到没有被污染的已灭绝动物的活细胞（其中包含有生物活性的DNA），二是技术，三是要有让复活后的动物生存的环境。

　　现在，新的研究结果显示，克隆灭绝的猛犸象等动物最大的难题是DNA的半衰期。

　　半衰期的概念来自物理学，是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。药物也有半衰期，是指一种药物在血浆中最高浓度降低一半所需的时间。所以，DNA的半衰期更接近于药物半衰期的概念，是指一个已经死亡的生物的DNA核苷酸骨架之间的化学键半数降解所需的时间。如果一个生物的DNA在一定时间之后处于半衰期，则意味着它的DNA核苷酸骨架之间的化学键已遭到破坏，这一生命体的遗传信息就有一半已经丢失，要克隆这样的灭绝动物会很困难。

　　核苷酸是DNA的骨架，而骨架之间的化学键也就是构成核苷酸的基本成分之一的4个碱基

　　之间的连接键。丹麦哥本哈根大学的莫顿·艾伦托夫特和澳大利亚佩斯市默多克大学的默克尔·邦斯等人在2012年12月的英国《皇家学会学报B》上以“骨骼DNA的半衰期：对158块陈旧化石的衰败活性的测量”为题，发表了一项关于动物DNA半衰期的研究结果。他们对属于3种已经灭绝的古代巨鸟（恐鸟，1800年灭绝）的含有DNA的158根腿骨化石进行了研究，推算出DNA的半衰期为521年。这意味着，在521年后，一个灭绝动物的核苷酸骨架之间的化学键有一半会降解消失，再过一个521年，剩下的一半化学键也将化为乌有。

　　艾伦托夫特和邦斯研究的这些含有恐鸟DNA的158根腿骨化石出土于新西兰南岛，它们分布于3个地点，彼此的距离不超过5千米。这种分布保证了这些化石差不多是以相同的条件保存的，例如当地温度都为13.1摄氏度。这种相似的条件能够保证它们的DNA的半衰期的一致性，经测定这些骨骼的年代距今6000～8000年。经过计算，这些恐鸟的DNA在野外13.1摄氏度之下的半衰期比在实验室同样条件下的半衰期还要长400倍。

　　研究人员认为，保存在冰川中的DNA被毁掉要花费更长的时间。比如，一根骨骼保存在零下5摄氏度的理想温度下，其DNA中的化学键被毁掉的最长时间可以达到约680万年，但大约在150万年后，剩下的DNA链便因为太短而无法传递有意义的信息，因此这些DNA的信息是无法读取的，所谓克隆也是一种梦想。

　　基于上述研究，过去认为能从恐龙和密闭的琥珀中的古昆虫提取DNA并复活它们的想法并不现实，因为恐龙距今至少6500万年，而琥珀中的古昆虫的年龄也在500万～1亿年。在这么久远的年代，DNA中的化学键早就降解了。当然，现在找到的最古老的DNA是昆虫和植物的，时间大约在45万～80万年前的古冰川期。

　　当然，保存在相对好的条件下，如冰川中，生物DNA的半衰期更长，因而克隆复活它们的可能性更大。但是，即便生物的DNA保存在冰川中，也还会受到其他因素的影响，如埋葬生物的土壤的化学成分、生物死亡的时间，以及生物化石发掘后的储存条件等。

　　如果以灭绝动物DNA半衰期为521年计算，再加上另一个半衰期，克隆灭绝动物的极限时间就可能只有约1000年，因为1000年后动物的DNA已全部降解。当然，在冰川中保存的生物的DNA半衰期要长一些。

　　复活胃育溪蟾

　　尽管有DNA半衰期条件的限制，但现在澳大利亚研究人员也克隆出了一个活了几天的胃育溪蟾胚胎。虽然克隆出的胃育溪蟾并没有长成蝌蚪和幼蛙，但这已经是复活灭绝动物的开创性成就，似乎能与克隆羊多利媲美，甚至胜过多利，因为多利遗传物质DNA的供给者并非灭绝动物，而胃育溪蟾是已经灭绝的动物，其DNA被保存了30多年。

　　澳洲有两种以胃部孵化方式孕育的蛙类，其中一种叫胃育溪蟾，于1984年灭绝。

　　胃育溪蟾是中等身型的蛙类，呈深灰色，背部有细小的疙瘩。雌蛙较雄蛙大，雌蛙长约44～54毫米，雄蛙长约33～41毫米。胃育溪蟾以独特的方式孕育后代。雌蛙排卵到水中或陆地上，雄蛙排精让卵子受精后，雌蛙会将受精卵咽下。受精卵周围包裹着胶状物，称为前列腺素E2（PGE2），这种物质可以让雌蛙的胃暂停分泌胃酸，而这段时间可能长达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时间。而且，当受精卵孵化后，蝌蚪的腮分泌的黏液也含有PGE2，因而也有保护蝌蚪的作用。

　　孕育出蝌蚪后，雌蛙的胃会不断膨胀至体腔可以容纳的大小，以便装下更多蝌蚪，而且雌蛙的肺部会缩小，主要靠皮肤上的气体交换进行呼吸。大部分雌蛙每次产卵约40个，但在胃中孵出的幼蛙却只有21～26只。幼蛙被吐出时已经完全发育。

　　澳大利亚悉尼新南威尔士大学的古生物学家迈克·阿彻和保护生物学家迈克尔·马赫尼等人从事的一项工作就是专门复活胃育溪蟾的。不过，被用于克隆的胃育溪蟾的DNA并非是

　　1984年灭绝后从其残骸中提取保存的，而用的是1979年保存在冷冻器中的胃育溪蟾的DNA组织。

　　5年来，阿彻等人采用与产生克隆羊多利相似的技术，称为体细胞核转移（SCNT）技术来复活胃育溪蟾。2013年初，研究人员以澳洲的大青蛙为供卵者，然后把保存的已灭绝的胃育溪蟾的DNA植入细胞核已灭活的大青蛙的卵子中，结果，几周后，有一个卵子活动起来，而且存活了3天，长成了一个囊胚。经过DNA检测证明，这个囊胚包含的遗传物质是胃育溪蟾的，证明了克隆灭绝的胃育溪蟾获得初步成功。

　　克隆已灭绝的胃育溪蟾的初步成功让人们看到了复活灭绝动物的希望，猛犸象、渡渡鸟、古巴红金刚鹦鹉以及新西兰的恐鸟等都有可能被复活。迈克·阿彻对此更是信心满满，他认为，他们能让胃育溪蟾死而复生，现在，前进的障碍是技术问题，而不是生物问题。当世界上数百种两栖动物正处于灾难性濒危之时，这项技术可以作为一种拯救濒临灭绝动物的工具，应用前景广阔而无限。克隆猛犸象最难

　　已灭绝的胃育溪蟾的部分克隆成功和克隆羊多利的完全成功为克隆灭绝动物提供了某种技术保证。

　　克隆动物的一个最主要的条件是，要获得被克隆动物的有活性的DNA，这对于还处于存活状态的濒危动物来说并不难，但是，对于已灭绝的动物来说就比较困难，因为通常难以获得保存完好的灭绝动物的DNA，即便发现了它们的DNA，也可能存在着污染，因此克隆出来的动物是否为原来真实的灭绝动物也难以保证。当初保存胃育溪蟾的DNA时，胃育溪蟾并未灭绝，所以保存的活组织是有相当生命力的。

　　尽管如此，除了胃育溪蟾，研究人员似乎在克隆其他灭绝动物上也有了一些进展，例如克隆猛犸象和布卡多野山羊。在克隆已灭绝的动物中，难度最大的是猛犸象，因为它们离现代太远。大多数猛犸象在1万～1.2万年前灭绝，不过可能有极少数在美国阿拉斯加州幸存下来。现在，已知最后幸存下来的猛犸象生活在西伯利亚海岸附近的费兰格尔岛，它们在约公元前1650年灭绝。

　　2011年8月俄国研究人员在西伯利亚的冻土层中发现了一个1万年前灭绝的猛犸象遗骸，其骨骼化石中含有保存完好的骨髓。俄罗斯科学家与韩国Sooam生物技术研究基金会的黄禹锡签订协议，计划开始克隆猛犸象。尽管黄禹锡曾深陷干细胞研究造假丑闻，但2005年他们的研究所成功培育出世界上第一只克隆狗史鲁比（Snuppy），也已获得学术界承认。此后，黄禹锡的研究团队还成功地克隆了其他动物，如牛、狗和土狼等。

　　然而，克隆猛犸象的关键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细胞或组织，这是一项非常艰难的工作，从以前发现的猛犸象遗骸中提取有活性的DNA就遇到了难题。不过，现在格里戈

　　里耶夫等人在北冰1洋一座岛屿上发现的一具雌性猛犸象尸体为克隆带来了新希望。这头猛犸象的年龄介于50～60岁之间，死亡时间大约为1万～1.5万年前。这是全球第一次发现雌性猛犸象尸体。而且，它的体内有部分血液以液态形式保存了下来。这有可能让研究人员在猛犸象的血液中提取活细胞和DNA，从而为复活猛犸象提供条件。

　　克隆最近灭绝的动物的可能性最大

　　如果动物DNA的521年的半衰期是一个普遍定律，那么，克隆距今500年的灭绝动物就有较大可能性，尤其是克隆近期灭绝的动物把握性更大。

　　这个推论得到了另一项研究的证实。西班牙研究人员于2009年克隆了一只已经灭绝的布卡多野山羊。研究人员以前认为，布卡多野山羊在2000年前就灭绝了，但是1999年西班牙研究人员追踪并捕获到世界上最后一只叫做希里亚的13岁布卡多雌野山羊。意识到这种野山羊的珍贵性后，研究人员从野山羊的耳朵上采集了它的皮肤细胞冷冻储藏起来，然后将其释放。几个月后，希里亚被发现死在一棵倒下的树旁，这也意味着布卡多野山羊是最近才灭绝的。

　　随后，西班牙萨拉哥萨大学的乔希·弗奇等人把保存的布卡多野山羊的皮肤细胞的细胞核植入到家养山羊去除了细胞核的卵子中，通过电击让卵子发育，成为重组胚胎。实验进行了两次。在第一次实验中，有285个胚胎重组，其中有30个在经过36小时发育长成3～6个细胞时植入5只代孕山羊体内。剩下的胚胎进一步培养到7天，其中有24个在其发育成桑葚胚时植入8只代孕山羊体内。在第二次实验中，研究人员重组了154个胚胎，在其长成3～6个细胞时植入44只代孕山羊体内。

　　在这两次实验中，有7只家养山羊成功怀孕，但最后仅有1只雌性布卡多野山羊出生，并且是以破腹产方式娩出。但是，这只新出生的野山羊患有先天性肺部缺陷，在出生7分钟后因呼吸困难而死亡。经检测，这只克隆的小羊羔的基因和布卡多野山羊的基因一致，从而被认定为是一次短暂的成功的克隆。弗奇等人的研究结果发表在2009年4月的美国《兽医学》杂志上。

　　尽管这只仅存活了7分钟的布卡多小羊羔被视为是对灭绝动物的克隆，但实际上还是对存活的濒危动物的克隆，因为它的细胞是在其生前提取并保存在实验室中的。所以，克隆出的布卡多野山羊的死亡如果不是因为克隆技术出现了问题，就有可能是保存的布卡多野山羊的DNA出现了某种程度的降解。

　　但是，克隆刚刚死亡的动物似乎不存这个问题，因为DNA还不会降解。例如，韩国济州国立大学的朴世弼等人于2010年用一头已死亡的牛的细胞克隆了一头小牛，从而让这头死牛起死回生。不过，他们利用了冷冻技术。

　　2007年，朴世弼等人将一头刚刚死亡的牛的细胞核植入一些去核1卵细胞中，再利用克隆技术创造了一个牛胚胎，并将其保存在零下196摄氏度的冷库中。2010年1月，研究人员将胚胎取出解冻，将其植入另一头母牛的子宫中，这头母牛于同年10月通过自然分娩产下了一头克隆牛。经检测，小牛的基因组与那头死去的牛完全相同。

　　因此，目前研究人员最有可能克隆近期死亡的动物，因为它们的DNA尚未降解。而且，世界各国也有一些研究人员陆续克隆了一些刚刚死去的动物。2003年9月，巴西研究人员克隆了一头在事故中死亡的荷兰种奶牛。2010年7月，美国加利福尼亚州斯克里普斯研究所和圣地亚哥动物园联合研究组成功利用一只已经死亡的鬼狒的皮肤细胞制造出了这种濒危动物的干细胞。虽然美国研究人员并未克隆出已经死亡的鬼狒，但制造的干细胞已经是克隆的前身了。

　　尽管克隆是挽救灭绝动物的一种充满希望的方式，但是，如果灭绝动物死亡年代久远，超过其DNA的半衰期，克隆就可能是一种神话。当然，另一个需要回答或解决的问题是，灭绝动物即便克隆出来，它们能适应今天的环境而生存下来吗？