文/记者 刘辛味 编辑/刘昭

新媒体编辑/吕冰心

在所有的已灭绝动物中，除了恐龙，最为人知的恐怕就是猛犸象，它的受欢迎程度可算作冰河时期的大熊猫。巨大的象牙和长毛让人过目不忘，在很多艺术作品中，最后一批幸存的猛犸阔步走在寒冷的西伯利亚苔原上，雄壮中透着一股悲凉。如今，基因编辑技术带给了科学家“复活”古生物的希望，可真正复活猛犸象，还有很长的路要走。

▲猛犸象是最受欢迎的古生物之一。（来源：New York Post）

♢♢♢

猛犸灭绝的原因难以确定

假如猛犸会说话，它可能会说，“我不想知道自己是怎么来的，我就想知道自己是怎么没的。”这剧小品中的台词，很适合来形容猛犸象的研究现状。科学家们已经开始通过各种生物技术试图“复活”猛犸，而对于猛犸灭绝的真正原因却无法定论。

猛犸象有很长的演化历史，它们的祖先南非猛犸象在300万年前离开非洲向北迁移，最终遍布欧亚大陆，成为更新世中后期地球分布最广的陆地哺乳动物。今天人们一般说的猛犸象是指真猛犸象，又称长毛猛犸象（Mammuthus primigeniu），是猛犸象家族中最后的物种。原始的真猛犸象一直在西伯利亚地区繁衍生息，约20万年前，它们才从西伯利亚扩散到了欧洲和亚洲其他地区。又过了10万年，它们穿过白令海峡来到了北美州的北部。当时北美洲的南部还生活着哥伦比亚猛犸象，它们各占一方，一片祥和。

▲最后留下的长毛猛犸与今天非洲象体型相当。（来源：DeviantArt）

经过了“短暂”的繁荣后，这些地球曾经的霸主在1万年前开始从大陆上消失，最后一群生活在北冰洋弗兰格尔岛的真猛犸象，一直坚持到了距今3700年前。由于猛犸象存在大量的化石，甚至在西伯利亚地区发现了多只完整的猛犸遗骸，它们成了被研究最多的史前物种。

绝大多数猛犸在更新世晚期和全新世早期消失了，它们属于第四纪灭绝事件中消失的物种之一。关于第四纪灭绝事件的成因，科学家提出了两种假说：气候变化和人类捕猎。对于猛犸的灭绝，科学家对归咎于两者其一作为主要因素，还是两者结合也存在分歧。

气候假说认为，在冰河时期快结束时，由于气候变暖，海平面上升导致了适合猛犸的栖息地大规模减小，最终致使猛犸灭绝。但由于猛犸并有完全消失，有些种群在相对狭小的岛屿上又生存了数千年，所以栖息地的减小未必是它们灭绝的主要成因。

人类捕猎假说也有很多证据，最典型的就是猛犸消失的时间与人类活跃的时间吻合，科学家在多处人类遗迹中同时发现了猛犸的骨骼，壁画中刻着猎杀猛犸的场景，甚至发现了一个完全由猛犸骨头制成的小屋。不过，科学家通过对某地猛犸象DNA测序发现，它们的减少持续更久，远在人类活动出现之前，而最终是突然灭绝。人类猎杀假说还受到很多质疑，其一就是与猛犸同时代，也被人类猎杀的野牛、驼鹿等大型哺乳动物为什么没有灭绝？

▲科学家在北极地区发现了猛犸被人类狩猎的痕迹，以此推断4.5万年前人类就迁移到了北极。（来源：Science）

近几年，科学家又找出了各种可能导致猛犸的证据，如对弗兰格尔岛上的猛犸象臼齿样本进行了全基因组测序，发现了遗传多样性降低，却保持了稳定，同时他们也发现了遗传缺陷，灭绝是猛犸自身的原因；对圣保罗岛的地质探测则发现，这里在5600年前淡水开始减少，研究者提出淡水的匮乏导致了当地猛犸的灭绝……无论哪种说法，猛犸的灭绝都不能确定，也许正是因为生命的复杂性，它们消失也许有更深刻的内在联系。

♢♢♢

“复活”猛犸，说来容易做起难

随着越来越多的冷冻遗骸被发现，科学家渐渐有了“复活”猛犸的雄心壮志。“复活”（De-extincition）并不是单纯地指复活某一物种，而是具有抗灭绝或反灭绝的意思，具有更深远的意义。反灭绝的过程可以包括重新生育出已灭绝的物种，或是创造出外观类似的个体，这是一个创造新生物的过程，新的生物能否复原已灭绝物种的习性并繁衍下去也被考虑在内。

▲猛犸象Lyuba，死时只有一个月大，是至今为止的最完整的猛犸象标本。（来源：Live Science）

目前，复活猛犸主要有两个尝试的方向，一是用细胞生物学的方法，实现猛犸象的克隆。这是个三步走的方法，和把“大象装冰箱”一样“简单”。

▲克隆猛犸，只要“简单三步走”。（来源：Geek.com）

第一步是找到冻土中的保存完好，具有完整功能的猛犸象细胞。本来这一步非常困难，因为在动物死亡的那一刻起，细胞内的DNA也开始降解，在实验室里保存好的DNA也要使用化学试剂对其严防死守，使其避免被破坏。科学家们很幸运，在永久冻土中的残骸发现了保存完好的细胞。

第二步是利用现代大象的卵母细胞作为受体，将猛犸细胞植入，形成具有发育功能的胚胎细胞，实现异体克隆。 “把大象装冰箱”很艰难，这里需要克服克隆效率的问题。能否获得足够多的卵细胞也是问题，因为亚洲象已经被列在世界自然保护联盟（IUCN）列为濒危物种红色名单。但在去年2月，华大基因研究院首席科学家徐讯向媒体透露，我国科学家已经恢复了猛犸细胞的全功能，形成了胚胎细胞。

导致至今没有复活猛犸的则是第三步，将重构胚胎细胞移植到代孕母象的子宫内，让其发育成猛犸个体。因为强烈的排斥反应，根本找不到适合最终“关上冰箱门”的代孕母亲，即使和猛犸象最为亲近的亚洲象相比，两者基因组差异仍有4.7%。

▲基因编辑技术复活猛犸（来源：PA）

另一个方向是基因编辑，这与《侏罗纪公园》中的情景十分相似，电影中科学家从琥珀中的蚊子血液中提取了恐龙基因组，又用了青蛙DNA进行填补，最终将恐龙复活。科学家认为这种方法理论上是可行的。2015年，一个由瑞典科学家领导的团队从两只真猛犸象中DNA中得到了完整的基因组测序。所以，只要知道了基因所对应的功能，再把关键的DNA片段导入到他们现存的亲缘物种里，替换掉原有的基因，就能实现猛犸的”复活”。

例如，找到可以决定猛犸象毛发性状的基因，并据此改造亚洲象的基因组，就有望创造出“长毛大象”。当然，什么基因对应着什么表达，至今对科学家来说都是棘手的问题，况且某些特定的基因还会与环境发生相互作用，DNA序列不发生变化的情况下，基因表达的功能却发生了变化，如何找出它们并重塑环境，未来的路充满曲折。

♢♢♢

丘奇的疯狂

在使用基因编辑技术复活猛犸的科研团队中，不得不提一位“疯狂”科学家，被称为合成生物学之父，哈佛大学遗传学教授乔治•丘奇（George Church），2015年3月，丘奇和他的团队利用CRISPR技术，把从冷冻的猛犸遗骸的耳朵，脂肪和毛发中提取的DNA碎片提取出来，移入了现代亚洲象的皮肤细胞中，这是猛犸象在灭绝后，它们的基因首次处于了活跃状态。有意思的是，至今未有相关论文发表出来，哈佛的团队似乎在酝酿着更多的东西。

▲乔治•丘奇，截至目前发表了482篇论文，获得了130项专利，联合创立了22家公司（来源：Genetic Literacy Project）

丘奇的复活猛犸团队组建于2012年，当时《全球概览》创始人斯图尔特•布兰德（Stewart Brand）在筹备复活猛犸、旅鸽等灭绝物种时找到了丘奇，希望他能提供技术上的帮助。丘奇很自然的想到了“基因剪刀”CRISPR——一种有效、便捷的基因编辑技术，可以对DNA进行修剪、添加或替换。而丘奇正是最早将CRISPR用于人类细胞的科学家之一。最近几年，科学家利用CRISPR攻克了不少遗传学难题。

这个“复活者”团队，开启了一个长期规划。美国畅销书作家本•莫兹里奇（Ben Mezrich）把“复活者”团队攻克猛犸复活难关的经历写成了书，《又见猛犸象：基因剪刀重新定制生命》。书中首次披露了PayPal创始人彼得•蒂尔（Peter Thiel）对丘奇团队投入了10万美元的赞助。作者描述了丘奇团队的最终目标：把猛犸复活出来，并带到西伯利亚，以此改善生态环境，对抗气候变化。

▲近日，中信出版集团出版了本•莫兹里奇（Ben Mezrich）的中文译著，还原了丘奇团队对复活猛犸所做的努力。（来源：网络）

丘奇在2017年2月举办的美国科学促进会（AAAS）上宣称，只要有两年时间，就能制造出大象与猛犸象的杂交胚胎，最终在人工子宫内孕育“猛犸”。此时他的团队已经将45类猛犸象的DNA转移到了亚洲象的细胞内（表达出更茂密的毛皮、更厚的脂肪、低温下输氧的红细胞等）。此事经过媒体的传播，甚至变成了2年后就能复活猛犸，引起了国际广泛的关注。

▲丘奇的“复活者”团队，左二是来自中国的女科学家杨璐菡。（来源：Baku）

实际上，丘奇知道复活猛犸可能是最不可能完成的项目。在今年2月，丘奇接受了Baku的采访，他表示：“这不意味着我们要让北极苔原地区遍布猛犸象，我不知道距离那还有多远。” 。对他来说，复活猛犸是创造一种此前从未有过的生物，希望以此能够保护生物，并使用能抗寒的大象重建北极苔原的气候。

今年64岁的丘奇一辈子在跟DNA、细胞打交道，他开发的基因组测序工具首次完成了幽门螺旋杆菌的测序，1984年帮助开启了人类基因组计划，在合成生物学贡献颇丰。之所以说他疯狂，是因为他总是在尝试新的东西，把不可能变为可能。丘奇还开发了多种利用DNA分子特性的用途，比如进行数据存储，甚至把他自己的专著用碱基对的形式写了下来，他还用DNA分子技术来帮助探测暗物质……复活猛犸，只是丘奇众多新奇想法，并想实现的愿望之一。

♢♢♢

复活，不那么简单

很多科学们认同“复活”或是反灭绝的做法，因为通过相关技术能更好的保护如今未灭绝的生物。但是，在提出复活猛犸或其他动物时，除了技术上的难题外，也带了很多其他问题。

2015年，加州大学圣克鲁兹分校的进化生物学教授Beth Shapiro撰写了《如何克隆猛犸象：复活的科学》一书就探讨了“复活”中的诸多问题。她希望看到猛犸能自由地漫步在旷阔无垠的冻土苔原上，不会再面临灭绝的风险。她称之为复活的第二阶段。第一阶段则是复活出个体。但是，复活的标准不一，只要复制出了外观相似的大象就是复活，还是能按猛犸象过去的生活方式繁衍生息算作复活？

在另外一些反对复活的专业人士看来，猛犸象的灭绝是因为不适应环境的变化，而“复活”是对干涉自然淘汰的行为，违背自然规律。中国科学院南京地质古生物研究所研究员袁训来就认为，地球上物种生存200-300万年后灭绝是正常的自然现象，实验室复活猛犸象并不能改变地球物种灭绝的自然规律，在生物进化研究方面并不具特别有价值的意义。

▲因为人类影响而灭绝的动物，成为了复活的“明星”物种。（来源：Encyclopedia Britannica）

研究表明，复活一只灭绝物种的成本极高，高达数百万美元，而目前有2万多种生物正濒临灭绝，资金流动会削弱对今天濒危动物的保护。所以不少科学家认为复活猛犸是得不偿失，不如把精力放在保护现有的动物中。

如果复活出来的动物并不能适合野外生存，只能供人观赏，甚至只能待在恒温箱中，它的命运仍然是灭绝。复活了灭绝生物可能会把原始共生的寄生虫也同时带过来，而这些影响完全未知。复活的动物会不会成为新的入侵物种等等不可控的因素，让很多科学家对“复活”持否定态度。

在支持者中，因为猛犸象等灭绝物种有很大的原因是人类的行为导致灭绝，他们认为再让它们重生是人类的义务。他们相信复活动物有望丰富地球的生物多样性，甚至能恢复某些被破坏的生态环境——正如丘奇所设想的。

在掌握了“复活”猛犸技术后，尤其是基因编辑方面，科学家可以也许能复活更多的物种，同时也可能把相关的技术施于人类，又带了一系列伦理问题——我们会打造完美人类吗？

虽然有如此之多难以回答的问题，但几乎没有人否认胚胎移植和基因编辑在医学上巨大的潜力。科学家对于猛犸复活的努力，更像在秀出人类在生物技术的“肌肉”，无论支持还是反对，我们正在挑战生物学的极限。

参考来源：

猛犸象动物群——往来于欧亚大陆与北美洲之间的使者. 同号文,刘永卓,陈平富 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所

https://www.businessinsider.com/why-last-woolly-mammoths-went-extinct-2016-8

Nyström V, Humphrey J, Skoglund P, et al. Microsatellite genotyping reveals end-Pleistocene decline in mammoth autosomal genetic variation.[J]. Molecular Ecology, 2012, 21(14):3391-3402.

GraPalkopoulou E, Mallick S, Skoglund P, et al. Complete genomes reveal signatures of demographic and genetic declines in the woolly mammoth[J]. Current Biology, 2015, 25(10):1395-1400.

ham R W, Belmecheri S, Choy K, et al. Timing and causes of mid-Holocene mammoth extinction on St. Paul Island, Alaska[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2016, 113(33):9310-9314.

http://arep.med.harvard.edu/gmc/

https://www.theguardian.com/science/2017/feb/16/woolly-mammoth-resurrection-scientists

https://baku-magazine.com/everything-else/the-genius-interview-molecular-genetics/

https://www.technologyreview.com/s/608159/peter-thiel-is-funding-effort-to-bring-woolly-mammoths-back-to-life/

https://www.theguardian.com/commentisfree/2014/nov/18/mammoth-cloning-wrong-save-endangered-elephants

http://reviverestore.org/projects/woolly-mammoth/

科学家要克隆猛犸象，到底靠不靠谱？醉心科学

王微. 基因编辑技术有望使猛犸象“复活”[J]. 科技导报, 2017, 35(5):9-9.

http://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab92/info38884.htm

加入北京科技报（全职/实习），bjkjbhr@163.com

投稿或推荐选题，bjkjbeditor@163.com