恐龍有可能復活嗎?科學家用親緣關係接近的物種做實驗,最後結果出爐

2022-08-27 11:30

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生物複製技術能讓恐龍復活嗎?(示意圖/取自Unsplash)

生物複製技術能讓恐龍復活嗎?(示意圖/取自Unsplash)

也許我們永遠無法恢復任何恐龍的DNA,因為這種生物分子會迅速衰變。但有可能進行複製(cloning)嗎?我們都聽說過桃莉羊(Dolly the sheep)的故事,也不斷有人建議科學家應用這種技術來讓猛獁象復活。這真的行得通嗎?

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1(圖/臉譜出版提供)
提氏腱龍(圖/臉譜出版提供)

 

2(圖/臉譜出版提供)
聖賢孔子鳥(圖/臉譜出版提供)

鮮為人知的事實:這是有史以 來最著名的鳥類化石,博物館裡有成千上萬的標本。

世界上第一隻細胞複製動物「桃莉羊」

1997年宣布桃莉羊誕生時,引起了科學界的轟動。1995年,在愛丁堡附近的羅斯林研究所(Roslin Institute),有一群科學家在研究對農場動物進行基因修正的方法。他們用實驗室培養數週的胚胎細胞來複製兩隻綿羊,梅根和莫拉格,但梅根和莫拉格發育得不好,也無法生育。桃莉出生於1996年7月5日,儘管全世界直到隔年的年初才知道她的存在。她是第一隻從成熟細胞,而不是胚胎細胞,複製出來的哺乳類,她的出生—舉世轟動,成了各家報紙的頭版頭條—讓各種和複製有關的問題成了世界各地閒話家常的主題。

可惜桃莉在2003年2月就往生。她的早夭是否源自於牠是複製出來的?桃莉羊算是不自然的造物嗎?就像是由實驗室瘋狂科學家創造的科學怪人那樣嗎?複製在倫理層面引發很多爭論。有些人出於宗教或政治理由而完全反對基因工程,另一些人則認為科學家應該可以自由地進行實驗,不斷將人類知識的前沿往前拓展。在食物生產上,過去幾十年來植物的基因工程已經成為農業的常態,大多數的玉米以及我們食用的許多其他穀物和豆類,都因為要提高作物產量或營養成分而經過基因改造,成為所謂的基改食物。

Clone一詞的意思是「複製」,而複製的概念就是想辦法略過正常的受精過程,直接用卵內的DNA發育成動植物的成體。

在實驗室,執行複製的步驟是:

(1)從想要複製的動植物細胞中取出一些完整的DNA

(2)移除宿主動物卵細胞中的細胞核

(3)將DNA注入清空的宿主卵細胞

(4)在母體動物的子宮內培育這種細胞,應當是親緣關係非常近的物種。這就是複製桃莉羊的方式,一路從複製到發育和成長的過程。

在嘗試以複製技術來複製滅絕物種時,生物科技專家首先聚焦在瀕危物種上。其中一個例子是生活在印度和東南亞的大型物種:印度野牛。牠的體形壯碩,肩高約兩公尺,體重超過一公噸。過去很常見,但由於人類捕獵,其族群數量已減少到約三萬六千隻。所以,美國麻薩諸塞州的先進細胞科技(Advanced Cell Technology)決定嘗試在印度野牛身上進行複製實驗。

選另一個物種來當孕母,能讓瀕危動物復活嗎?

這間生物技術公司的做法與複製桃莉羊的過程略有不同,是選用另一個物種來當孕母。儘管他們可以直接將野牛的卵植入到雌性的野牛體內,但他們想以這項實驗來測試復原滅絕物種的可能性。如果一個物種已經滅絕,那就沒有活著的母體可孕育胚胎,只能使用相近物種的雌性。

2001年,該公司的科學家宣布第一隻複製的瀕危動物成功誕生,但不久後就夭折。這隻名為諾亞(Noah)的幼牛在四十八小時內死亡。先進細胞科技的研究人員表示,早夭的問題不太可能是因為複製的過程所引起的。複製的細胞是植入在一頭名叫貝西(Bessie)的家牛的子宮中。

諾亞是透過跨物種的複製過程所產生的。牠的遺傳物質是取自八年前死亡的一頭雄性印度野牛的皮膚細胞,將其抽取後與普通乳牛的去核卵細胞融合。這個實驗總共使用了六九二個卵細胞,最後只成功產下一隻活體—諾亞。諾亞死於一種常見的疾病(痢疾),這可能與牠是透過複製而來的事實無關。代孕的母牛貝西依然健康。

第一次嘗試復活滅絕的物種是庇里牛斯羱羊(Pyrenean ibex)。這種羱羊過去生活在庇里牛斯山脈,後來因為大量獵殺而滅絕。最後一隻活著的庇里牛斯羱羊是一隻名叫西莉亞(Celia)的母羊,她的屍體在2000年被發現。在她死前,西班牙生物學家抓住了她,並從她的耳朵裡採集了組織樣本。複製出諾亞的先進細胞科技宣布,西班牙政府已委託他們複製庇里牛斯羱羊,嘗試要恢復這個滅絕的物種。

該公司使用了來自西莉亞耳朵的樣本,抽取成體細胞,並將它們與去除細胞核的山羊卵細胞融合。然後選擇一般飼養的山羊當孕母,將庇里牛斯羱羊胚胎植入其體內。在經過幾年的失敗後,到2009年,山羊媽媽終於成功生下兩隻庇里牛斯羱羊寶寶──但遺憾的是,牠們在出生後不久就夭折了。2014年再度展開進一步的複製嘗試,若是複製出來的子代能夠存活,或許就可望復活一個滅絕的物種。

還有許多其他複製計畫試圖以近來滅絕的哺乳類的遺傳物質來嘗試,這是一門稱為滅絕物種重生(de-extinction)或復活生物學(resurrection)的新科學。目標並不僅有庇里牛斯羱羊,還包括袋狼、塔斯馬尼亞虎、野牛、歐洲野牛、斑驢(一種已滅絕的斑馬)和旅鴿。有幾個更有雄心壯志的團隊正在談論複製和猛獁象重生計畫,企圖使用雌性的亞洲象來當代理孕母。不過到目前為止,這一切都還只是空談,沒有具體結果。

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已滅絕的庇里牛斯羱羊,在物種尚未滅絕時繪製。(圖/臉譜出版提供)

 

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複製猛獁象的方法。(圖/臉譜出版提供)

若是連以親緣關係很接近的物種來代孕(例如庇里牛斯羱羊和一般山羊)都很難成功,那麼亞洲象和猛獁象這種跨物種的組合在技術上會有多困難?至於恐龍,哪個物種最適合當牠們的代理孕母?當然,牠們像鳥類和鱷魚一樣會下蛋,所以不必真的將詭異的恐龍胚胎放在孕母的肚子裡,而是像電影《侏羅紀公園》所演的,生物科技專家會以遺傳工程設計出恐龍胚胎,誘導其在現生物種的卵內發育。但我們離這個階段還非常、非常遙遠。

作者介紹|妮娜‧夏皮羅 Nina Shapiro, M.D. 

美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)醫學中心屢獲殊榮的小兒耳鼻喉科主任、UCLA大衛格芬醫學院(DGSOM)頭頸外科教授,發表過八十多篇專業學術論文。她也是哥倫比亞廣播公司(CBS)《醫生》談話節目的常客,文章曾刊登在《洛杉磯時報》、《華爾街日報》和《時代》雜誌,並經常向學者、醫師和一般民眾演說醫學健康課題。 

本文經授權轉載自天下文化《誰讓恐龍有了羽毛?:從顏色、行為到奔跑速度,科學如何改寫恐龍的歷史與形象》(原標題:我們可以用基因工程讓恐龍復活嗎?)

責任編輯/趙鳳玲

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