饅頭老妖,南京大學(xué)化學(xué)博士、西華大學(xué)生物工程學(xué)院講師?!兑曈X之旅:化學(xué)世界的分子奧秘(彩色典藏版)》《地球簡史》等圖書譯者、吳大猷科學(xué)普及著作獎獲得者(譯著類),撰寫過大量科普文章,熱衷于寫偵探小說。
“復(fù)活”一只恐龍,需要幾步?如果是冷笑話如“把大象放進(jìn)冰箱需要幾步”,那么答案是三步。第一步,找到恐龍的DNA;第二步,把DNA放進(jìn)合適的母體“代孕”;第三步,“鐺鐺鐺”,恐龍就“復(fù)活”了。
盡管電影《侏羅紀(jì)公園>為我們構(gòu)建了一個刺激的恐龍世界,盡管Neuralink公司的聯(lián)合創(chuàng)始人馬克斯-霍達(dá)克放下狠話,聲稱“如果愿意,我們能在15年內(nèi)建造侏羅紀(jì)公園”,但這件事卻并不是簡單三步就能完成的,甚至,它在未來也依舊是一個大大的未知數(shù)。
第一步,找到恐龍的DNA
我們都知道,人和動物的遺傳物質(zhì)都是脫氧核糖核酸( DNA), “復(fù)活”必定需要恐龍的DNA。但是,已經(jīng)滅絕的恐龍的DNA去哪兒找呢?
電影《侏羅紀(jì)公園》里,這個問題是被一只蚊子解決的,這只吸了恐龍血的蚊子,湊巧被裹在了琥珀里,從而讓科學(xué)家獲取到了恐龍的DNA。但現(xiàn)實(shí)中想要遇到如此巧合的事情,概率未免太低。更何況,DNA的保存期限并沒有這么長:即便在很理想的自然環(huán)境里,DNA也會逐步降解??茖W(xué)家們推測,理論上DNA能夠保存數(shù)據(jù)數(shù)百萬年,但導(dǎo)致恐龍消失的白堊紀(jì)“生物大滅絕”事件,大致發(fā)生在6500萬年之前,是DNA“保質(zhì)期”的十倍以上,恐龍的DNA應(yīng)該早就降解完畢了一一連遺體都變成石油了,哪里還能找到細(xì)胞?哪怕能找到,所得也不過是細(xì)胞的尸體,并不能助力恐龍“復(fù)活”。
2021年9月,我國科學(xué)家就在1.25億年前的尾羽龍化石中發(fā)現(xiàn)了一些健康狀態(tài)下“化石化”的軟骨細(xì)胞和一些快要凋亡的軟骨細(xì)胞。科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在軟骨細(xì)胞的細(xì)胞核中可能還保存了細(xì)絲狀的染色質(zhì),但這些染色質(zhì)和實(shí)際上“復(fù)活”所需的DNA是兩回事,大致可以理解為筆畫和文章的差異。
當(dāng)然,我們還是有極小的概率能得到恐龍DNA的。以目前發(fā)現(xiàn)的最久遠(yuǎn)的動物DNA為例:俄羅斯科學(xué)家在雅庫特的凍土層中找到一頭“冰封”的猛犸象遺骸,并在其中發(fā)現(xiàn)了活著的細(xì)胞,而猛犸象早在迄今一萬多年前就滅絕了,這個發(fā)現(xiàn)比中幾億彩票還稀奇,已經(jīng)超出了“幸運(yùn)”的范疇,屬于“奇跡”那一類型。
盡管這頭猛犸象死于2.8萬年前,比恐龍的時代要晚得多,但人總是要有夢想的:如果人類真的運(yùn)氣爆棚,有一只恐龍的遺骸在機(jī)緣巧合中,以某種特殊的方式保存下來,還正好被發(fā)現(xiàn)了呢?
在這個假設(shè)下,我們勉強(qiáng)走完了第一步,接下來,就是第二步了。
第二步,找到合適的母體
找到恐龍的DNA后,下一步就是通過克隆技術(shù),把這些細(xì)胞變成一只真正的恐龍。從克隆羊“多莉”開始,人類在動物克隆方面已經(jīng)有了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn),克隆豬、牛甚至猴子都不是問題。但如果要克隆恐龍,挑戰(zhàn)還是非常巨大的。
除了拿到恐龍的體細(xì)胞,實(shí)際上我們還需要一個還活著的恐龍卵細(xì)胞和一只恐龍充當(dāng)“代孕母親”。在上一步中,我們假設(shè)活著的恐龍卯細(xì)胞也已同時被找到,但早已滅絕的恐龍顯然無法滿足“代孕母親”這個條件。好在,我們可以讓恐龍近親來充當(dāng)“代孕母親”?,F(xiàn)今的諸多鳥類都是由恐龍演化而來,因此,就讓我們再一次“開掛”:假設(shè)真的找到了某種鳥類,它恰好和我們找到的恐龍細(xì)胞有很強(qiáng)的親緣關(guān)系,能成功克服生殖隔離。
兩個條件都滿足了,那接下來是不是就簡單了?NO!恐龍是卵生動物,這本身就是克隆上的巨大挑戰(zhàn)。人類雖然已經(jīng)克隆過很多動物,但它們大多都是哺乳動物,原因很簡單:卵生動物是直接把胚胎包在卯中,再將其排出體外,讓胚胎在卵殼中發(fā)育(比如,孵小雞的過程)。但對克隆來說,卯中包含了卯黃、胚囊等很多物質(zhì),要想精確地去掉卯細(xì)胞中的細(xì)胞核,再移入恐龍體細(xì)胞,難度就增加了許多倍。
即便完成了這一步,我們還得給這個“恐龍蛋”再做一個人工的殼,里頭的尿囊、內(nèi)膜等構(gòu)件一應(yīng)俱全,這個蛋才可能成功孵化,得到一只活的恐龍。
第三步,恐龍就復(fù)活了?
一路“開掛”,終于來到最后一步。在這一步中,恐龍已經(jīng)成功培育,“復(fù)活”的愿望似乎已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。事實(shí)真的如此嗎?
其實(shí),麻煩才剛剛開始。
首先,我們必須給這只小恐龍制造一個生存小環(huán)境。目前科學(xué)界認(rèn)為,在恐龍生活的時代,地球大氣中的含氧量和現(xiàn)在可能存在極大的差別。而含氧量和習(xí)慣了的生活環(huán)境不同,可能會給生物帶來致命威脅。你也不想讓這只恐龍剛孵化出來,就有不良反應(yīng)吧!
糟糕的是,這個差別到底是多少,我們完全沒有答案。目前的幾個猜想模型,算出的含氧量彼此差距達(dá)到5%以上。一旦我們提供的環(huán)境沒有精確匹配恐龍時代的含氧量,恐怕還來不及調(diào)整,這只可憐的恐龍就夭折了。
其次,即便解決了空氣的問題,我們還得操心恐龍吃飯的辜。
假設(shè)我們克隆的是一只植食性恐龍,但地球上的植物有許多種,它吃的到底是哪一種呢?是蕨類,是蘇鐵,還是某種早已滅絕、我們根本沒有見過的植物?如果貿(mào)然用如今的植物喂它,完全可能造成消化不良,甚至導(dǎo)致中毒。哪怕是肉食性恐龍,也有類似的問題——我們?nèi)ツ睦镎伊硪恢豢铸?,或者另一種可能滅絕了的生物,來當(dāng)它的食物呢?
此外,還有一個隱蔽而致命的風(fēng)險在等著這只可憐的小恐龍,那就是微生物。經(jīng)歷了漫長演化后,如今的人類和動物已經(jīng)具備了與大多數(shù)細(xì)菌、真菌和平相處的能力,但我們克隆出來的這只恐龍,就未必有這種能力了。大航海時代,歐洲人攜帶著天花病毒踏上了新大陸,原住民們由于從未接觸過天花病毒,并不具備免疫該病毒的能力,頓時潰不成軍,人口銳減九成以上。這就是一個血淋淋的實(shí)例。
因此,為了讓恐龍能夠活下去,我們只能將它放在封閉的玻璃房里。而且為了方便消毒過濾、調(diào)節(jié)氧氣含量,房間也不宜過大。曾經(jīng)的地球霸主“復(fù)活”后,卻只能在狹小的“金絲鳥籠”里生活。
不是不可以,但是沒必要
“復(fù)活”恐龍的三步,每一步都不容易??墒?,我們?yōu)槭裁匆臅r耗力地去“復(fù)活”恐龍呢?
回到開頭,我們找到的極可能是某一只恐龍殘留的細(xì)胞。而克隆技術(shù)是一種無性繁殖的技術(shù),換句話說,這只“復(fù)活”過來的恐龍永遠(yuǎn)也不會有伴侶,只能生活在一個它完全陌生的環(huán)境里,在狹小的空間中等待死亡。即便我們用它再繼續(xù)克隆下一代恐龍,也只能得到它的復(fù)制品,其基因多樣性基本為零——這樣的結(jié)果,真的是我們想要的嗎?
數(shù)千萬年前的生物,還是讓它塵歸塵,土歸土吧。