復活袋狼

石楠

在澳大利亞西北部海岸的丹皮爾。巨大的巖石堆積在印度洋明亮的藍綠色海水中。6萬年前，這些巖礁曾經(jīng)是廣闊平原上的山頂，那里生活著澳洲早期原住民和千奇百怪的動物。當?shù)卦∶裨谏罴t色的巖石上雕刻作畫，記錄他們的日常生活和常見的動物。

在這些巖畫中，有一種動物出現(xiàn)了20多次，它們外形像是狼，背部卻有著類似虎皮的條紋，而它們的腹部像袋鼠一樣有一個育兒袋。這種動物就是袋狼，又被稱為“塔斯馬尼亞虎”。它們曾經(jīng)在澳大利亞和新幾內亞的大部分地區(qū)都很常見。

大約3000年前，或許是由于環(huán)境的變化，袋狼從澳洲大陸消失了，但它們在塔斯馬尼亞島的森林中獲得了立足之地。然而到了19世紀，袋狼卻被歐洲人獵殺殆盡。1936年，最后一只袋狼在澳大利亞霍巴特動物園去世。近兩個世紀以來，澳大利亞滅絕的物種數(shù)不勝數(shù)，但是袋狼在公眾心目中占據(jù)著特殊的地位。人們頻頻聲稱“目擊”了袋狼，不斷尋找袋狼活著的證據(jù)，希望它還會出現(xiàn)在人們眼前。

最近，這種希望似乎有了實現(xiàn)的可能。2017年，墨爾本大學的安德魯·帕斯克宣布，他的研究團隊從墨爾本博物館的袋狼幼崽標本中提取到了保存情況較好的DNA，并成功對其整個基因組進行了測序。有了袋狼的基因組，科學家將有望通過克隆技術實現(xiàn)袋狼的“去滅絕”。

從克隆羊到“去滅絕”

1996年，世界上第一只克隆哺乳動物——綿羊多利誕生了。此時，就有科學家宣稱，克隆袋狼“只是時間問題”。

多利的遺傳物質主要來源于一只成年母羊的乳腺細胞。科學家將乳腺細胞的細胞核吸出，并轉移到另一只母羊的去核卵細胞中。融合了轉移細胞核的卵細胞在合適條件下開始增殖、分化，像普通受精卵一樣形成胚胎。

但完全相同的方法并不適用于克隆袋狼。袋狼早已滅絕，雖然研究人員從博物館的標本中得到了袋狼的DNA，但卻不可能獲得有活性的細胞核或卵細胞。那么，如何在缺少這些重要成分的情況下進行克隆呢？

科學家試圖以亞洲象（左）為“母本”，通過基因編輯技術和克隆技術復活猛犸象（右）。

那就要借助袋狼的現(xiàn)代“親戚”了。在電影《侏羅紀公園》中，科學家從琥珀中保存的一只吸食過恐龍血液的蚊子體內提取到了恐龍的DNA，參考爬行動物和鳥類的基因填補恐龍基因組殘缺的部分，再將改造后的DNA注入鱷魚卵中，克隆m了恐龍。雖然電影中的情節(jié)并不完全符合科學事實，但這種別出心裁的克隆方法在現(xiàn)實中還是有可取之處的。哈佛大學的遺傳學家喬治·丘奇正試圖以類似的方式克隆猛犸象。

實現(xiàn)猛犸象復活的關鍵工具是一套精確、高效的基因編輯系統(tǒng)。利用這一工具，科學家可以對活細胞的特定基因進行修改或刪除。丘奇的方案是對亞洲象（猛犸象的現(xiàn)代“近親”）的某些關鍵基因進行編輯，將其轉化成猛犸象的相應基因，就像把一部現(xiàn)代小說變成中世紀的散文一樣。當基因編輯成功后，研究人員就可以將細胞核移入亞洲象的卵細胞，令其發(fā)育成為出亞洲象和猛犸象“雜交”的胚胎。

獲得基因藍本

要想克隆已滅絕的動物，首先要獲得其基因組。丘奇很幸運地從“冷凍”的猛犸象尸體中獲得了相對完整的DNA。因為猛犸象生活在寒冷的地帶，它們死后，凍土層像天然的冷庫一樣將一些尸體完整保存。但想要獲取袋狼DNA則要困難得多，科學家只能從袋狼標本中取得其DNA。全世界現(xiàn)存的袋狼標本約有450件，分別由不同博物館收藏。其中大多數(shù)標本僅存皮毛或骨骼，沒有保留可利用的DNA，僅有13件為浸泡在酒精或甲醛中的袋狼幼崽標本。科學家曾經(jīng)從澳大利亞博物館的一件袋狼幼崽標本中提取出了DNA，但這些DNA降解過于嚴重，也沒有利用價值。

科學家從酒精浸制的袋狼幼崽標本中提取到了袋狼的DNA片段。

帕斯克很明白，想要用從標本中提取的DNA拼湊出完整的袋狼基因組幾乎是不可能的。因此，他的團隊采取了“迂回路線”。帕斯克團隊重點研究了鴨嘴獸、袋鼠和袋齁等其他有袋類動物的基因，試圖從中找出有袋類動物的進化規(guī)律，從而推測袋狼的部分遺傳信息。

在對大量有袋類動物基因組進行了測序和分析之后，科學家們大膽地嘗試了另一項對袋狼的研究。2008年，科學家從大量碎片化的袋狼DNA中找到了一小段可識別的序列。通過與現(xiàn)代有袋類動物基因進行比較，研究人員確定這段序列屬于一個與骨骼發(fā)育有關的基因。然后，研究人員將這個片段插入到小鼠細胞中，并觀察到這一基因能在小鼠胚胎中表達。這一發(fā)現(xiàn)是令人鼓舞的。這意味著，即使科學家們不能獲得完整的袋狼基因組，他們也可以從碎片化的袋狼DNA中獲取一些關鍵基因的信息。

盡管如此，研究人員從少量袋狼DNA片段得到的信息還是有限的。帕斯克的團隊花了10年從全球的袋狼標本中采樣，希望獲得盡可能多的、較完整的袋狼DNA。然而，大多數(shù)標本中的DNA都降解嚴重，很難分離出可供分析的片段。在帕斯克幾乎放棄希望的時候，他在“家門口”找到了一個理想的標本。2010年，帕斯克在墨爾本博物館落滿灰塵的倉庫中見到了一件用酒精浸制的袋狼幼崽標本。

研究人員提取了其DNA進行了檢測，結果令人驚喜。與之前所有的標本不同，這一標本中的DNA片段平均長度達到1000個堿基對，這使科學家有可能完成基因組的“拼圖”。帕斯克認為，這件標本能保留如此完整的DNA，很可能是因為它未經(jīng)甲醛處理，直接就被浸泡到了酒精中。從這件標本提取到的DNA不僅片段長，而且含量很高。這意味著研究人員有了很多可參照的副本，可以更容易地糾正基因組“拼圖”中可能出現(xiàn)的錯誤。

困難重重復活路

克隆袋狼比利用亞洲象復活猛犸象更具挑戰(zhàn)性。雖然猛犸象滅絕的時間較早，但它們的遺傳信息與亞洲象的重合度較高，需要基因編輯的部分并不多。然而，袋狼的祖先從600萬年前就和其他有袋類動物“分道揚鑣”，現(xiàn)存的有袋類動物和袋狼的親緣關系都比較遠。

帕斯克計劃將袋食蟻獸的基因組作為基因編輯的“母本”，并準備對其基因組進行測序。生活在澳大利亞西部的袋食蟻獸是現(xiàn)存有袋類動物中與袋狼親緣關系較近的“親戚”之一，它們在3000萬年前擁有共同的祖先。不過兩者從外表上看沒有多少相似之處，成年的袋食蟻獸只比松鼠稍大一點，而成年袋狼的重量約為30千克。盡管如此，根據(jù)帕斯克的推測，二者的基因相似度能達到95%。

但5%的差異仍然意味著巨大的基因編輯工作量，這需要高昂的成本。不過，隨著基因工程技術的迅速發(fā)展，基因編輯的成本有望很快降低。帕斯克表示，他會暫時觀望一些更容易實現(xiàn)的“去滅絕”項目，如復活猛犸象和旅鴿等，等到相關技術更加成熟、成本更低時再繼續(xù)復活袋狼的研究。

如果有一天，科學家通過基因編輯技術得到了具有袋狼遺傳信息的細胞核，那么接下來的一系列步驟是最難以預測和控制的：克隆一個胚胎，把它植入一個代孕子宮，并孕育出幼崽。

克隆技術的原理和基本操作看似不太復雜，但成功率卻不高。而且用于制造多利羊的技術也難以直接應用于不同的物種。這也是為什么直到2017年，也就是在多利誕生21年之后，科學家才第一次克隆出靈長類動物的原因。

即使研究人員培育出了袋狼的胚胎，要使其發(fā)育為成體也很困難。目前，將胚胎植入子宮的技術已經(jīng)十分成熟，但這些技術只適用于人類和綿羊這些胎盤類哺乳動物。對于胎盤類哺乳動物，科學家很清楚要在什么時機植入胚胎，怎樣用激素使胚胎順利著床。但人們對有袋類動物的妊娠過程和胚胎發(fā)育過程還知之甚少。

帕斯克計劃讓狹足袋齁做袋狼的“代孕母親”。這種有袋類動物形似老鼠，生育能力很強。但狹足袋齁和袋狼的體型差異很大，如何能孕育出袋狼的幼崽呢？這就不得不提有袋類動物奇特的妊娠方式。有袋類動物的懷孕時間通常在兩周左右，剛出生的幼崽個頭非常小，發(fā)育程度很低，幾乎還處于未成熟的胚胎狀態(tài)。有袋類動物的育兒袋在一定程度上起到了胎盤的作用，幼崽必須在母親的育兒袋里再生活一段時間才能發(fā)育完全。

袋食蟻獸是袋狼的“近親”之一。

科學家計劃用狹足袋鼩的子宮孕育袋狼胚胎。

剛出生的有袋類動物幼崽都非常小，發(fā)育不成熟，圖為袋鼠幼崽。

由此，科學家想到了一個可行的方案：由狹足袋齁的子宮孕育袋狼幼崽，再將袋鼠的育兒袋作為“保溫箱”，使幼崽發(fā)育成熟。后一過程又被稱為“交叉哺育”，科學家曾用袋鼠的育兒袋哺育過袋獾等其他有袋類動物幼崽。盡管目前狹足袋齁的人工繁殖技術已經(jīng)比較成熟，但帕斯克認為，要真正了解有袋類動物的生殖規(guī)律，至少還要10年時間。

回歸自然問題多

如果之前的操作一切順利，袋狼幼崽在出生9個月后就會長成一只幼年袋狼。接下來，科學家將面臨一系列新問題：怎樣讓幼年袋狼順利成長？克隆的袋狼會擁有像袋狼應有的習性嗎？它們能否回歸自然，形成野外種群？

根據(jù)歷史上的記錄我們可以看出，袋狼是很難進行人工飼養(yǎng)的動物。從1850年到1931年，美國和歐洲的多家動物園共飼養(yǎng)過224只袋狼，一些袋狼在運輸過程中就死去了，還有很多袋狼無法適應動物園里的生活，不愿進食，沒過多久就病餓而死。并且，所有被圈養(yǎng)的袋狼都沒有留下任何后代。盡管現(xiàn)在動物園和動物保護機構的飼養(yǎng)條件已得到了極大改善，人工繁殖的技術也愈加純熟，但這也不能保證袋狼能生活得很好。

過往的記錄表明，袋狼很難適應人工飼養(yǎng)環(huán)境。

有學者指出，對袋狼進行人工飼養(yǎng)時，不僅要使其存活，還要教會它們基本的生存技能。在野外，動物必須學會覓食、保護自己、選擇合適的配偶和撫育幼崽。歷史上，有關野生袋狼行為習性的記錄并不多。它們是如何覓食，如何交流，如何交配的呢？

動物的行為有的源于刻在基因中的本能，還有一些則需要后天學習。對袋狼的大腦研究顯示，它們具有發(fā)達的額葉皮質，表明其很可能具有良好的記憶力和學習能力，這意味著袋狼可能有復雜的學習性行為。在自然條件下，幼年動物會模仿父母和群體中其他同類的行為，從而習得一些基本技能。但是克隆的袋狼無父無母，誰能承擔教育它們的職責呢？

此外，還有學者擔心袋狼種群遺傳多樣性的問題。由于克隆袋狼的基因是以同一份DNA為藍本，這可能導致袋狼種群基因多樣性不足，不利于繁殖后代。對此，帕斯克并不擔心。他認為，袋狼的基因多樣性可以通過基因編輯技術實現(xiàn)，這比將袋食蟻獸的基因組修改成袋狼基因組容易很多。

如果以上障礙都能被克服，那么科學家最終將努力達成“去滅絕”的終極目標：將袋狼放歸野外。袋狼從前的棲息地——塔斯馬尼亞島現(xiàn)在擁有面積廣闊的自然保護區(qū)，依然是最佳的“宜居環(huán)境”。有科學家主張將復活的袋狼種群直接放歸“老家”，但也有人反對這樣做，認為袋狼會破壞塔斯馬尼亞島現(xiàn)有的生態(tài)平衡。

還有一些學者認為，無論條件是否允許，都不應該復活袋狼。“去滅絕”是一項大工程，需要大量人力和資金投入，而這些資源其實可以用于保護更多的物種。很多專家認為，就維護生態(tài)平衡而言，拯救瀕危物種的意義遠大于復活早已滅絕的物種。如果過于關注已滅絕的物種而疏于對現(xiàn)存生物的保護，那只是進一退三罷了。

帕斯克也贊同這種觀點，現(xiàn)在應該把資源傾向于保護瀕危動物而非復活滅絕物種。但他同時也表示，如果相關技術的成本在15年內能大幅降低，復活袋狼絕對是值得一試的。他希望，再過幾十年，或許一個世紀，袋狼能重返塔斯馬尼亞島的叢林之中。

袋狼的“老家”塔斯馬尼亞島，風光依然秀麗。