克隆恐龍有可能嗎? 或者我們可以透過其他方式帶回恐龍嗎? 我們這麼問是因為今天是 30 週年紀念日,我們的大腦裡有恐龍。
在準備工作中,我們決定透過與研究人員交談來深入了解動物克隆和恐龍飼養業的世界倫敦自然歷史博物館的 Susie Maidment 博士以及 Colossal Biosciences 的創辦人兼執行長 Ben Lamm,他們正試圖還有猛獁像等其他生物。 記錄為一部分,IFLScience 的播客,我們介紹了克隆技術的發展歷程、邏輯上的一些缺陷侏羅紀公園,以及為什麼如果我們帶回恐龍,恐龍牙科必須成為一種流行趨勢。
到目前為止,我們對恐龍復活的可能性了解多少?
蘇西‧梅德蒙博士:嗯,人們已經對我們如何能夠做到這一點有了一些想法。 第一個在侏羅紀公園我們的想法是,我們可以從蚊子身上提取一些血液,然後從中取出 DNA 來填補「恐龍 DNA」的空白,然後克隆恐龍。 好吧,電影上映 30 年後我們仍然無法做到這一點,那是因為我們還沒有發現任何恐龍的 DNA。
事實上,化石記錄中最古老的 DNA 可能只有一百萬年左右,甚至更久一些。 恐龍在 6600 萬年前就滅絕了,所以目前我們肯定沒有任何恐龍的 DNA。 然而,我們現在有一些血,所以我們有一些是從恐龍那裡保存下來的特徵。 所以也許將來我們能夠得到一些DNA。
不過,還有其他幾種不同的技術正在開發中。 其中之一是逆向工程,即你可以用鳥類(恐龍的直系後代)來修改它們的基因,並生產出類似恐龍的東西。
當你談論那裡珍貴的恐龍 DNA 時,侏羅紀公園他們使用困在琥珀中的蚊子。 這可能是個來源嗎?
SM:當我們觀察琥珀中的昆蟲時,我們往往會發現昆蟲的外部,即昆蟲的幾丁質外殼——或者如果你喜歡的話,昆蟲的脆脆部分,但內部的東西並沒有被保留下來。 所以,裡面沒有發現任何血液。 但有一個美麗的標本在湖泊沉積物中發現保存的蚊子。 因此,這些是非常精細的層狀沉積物,並且該標本的腹部周圍有深色污點。
當他們進行測試時,他們實際上發現了血紅蛋白的分解產物。 所以,那是蚊子腹部的血,然而,那個標本只有 6000 萬年的歷史,所以年齡還不足以與恐龍同時存在。
那麼,我們現在所處的位置和我們需要達到的目標之間存在著巨大的差距。 在電影中,當他們從琥珀樣本中提取 DNA 時,他們得到了這個基因組,但它並不完全完整,所以他們的想法是「好吧,我們只得到一點青蛙,然後我們將填補空白」。 那行得通嗎?
SM:整個概念存在一些相當大的缺陷。 首先,為了知道 DNA 中的缺口在哪裡,你需要從整個基因組開始,否則你不知道缺少了哪些位。
第二個問題是青蛙是你最不可能選擇的生物。 你會選擇的生物是鳥類,因為鳥類是恐龍的直系後代。 什麼時候侏羅紀公園出來後,我認為還沒有被 100% 接受。 有一些想法認為情況可能如此,但並沒有像現在這樣被廣泛接受。
現在這只是事實,但他們仍然不會使用青蛙。 與青蛙相比,人類與恐龍的關係更為密切。 所以這完全是一個奇怪的選擇,但這是電影敘事所需要的。 他們需要恐龍能夠隨機改變性別,然後產生後代,而這是一些青蛙可以做到的。
[有趣的是,自從我們對 Maidment 研究的訪談出來後,我們發現這使得翼龍和恐龍「很可能」也能夠在沒有性繁殖的情況下進行繁殖。 所以,可能是這樣侏羅紀公園即使沒有那個討厭的兩棲動物 DNA 基因組插頭,也會是一場徹底的災難。
在動物克隆領域的其他領域,Colossal Biosciences 的聯合創始人兼執行長 Ben Lamm 一直致力於「消除滅絕」幾種滅絕物種。 我們問他這到底是什麼意思。
本·拉姆:至少據我們所知,Colossal Bioscience 是世界上第一家滅絕滅絕和物種保護公司。 這對我們來說意味著觀察並理解哪些基因與滅絕動物中存在的核心表型或物理屬性有關。
例如,對於猛獁象來說,有圓頂的頭蓋骨、彎曲的獠牙,以及使它耐寒的一切,以及引擎蓋下的很多東西。 例如神經末梢如何應對冰凍溫度、身體如何產生血紅素以及蓬鬆的羊毛外套。
我們要問的是,Colossal 公司如何了解使大象耐寒的核心基因。 這些基因現在已經滅絕了,那麼我們該如何消除這些基因的滅絕並將它們放入現有活體動物的結構中(如果你願意的話)? 目前,亞洲象與猛獁象的基因相似度高達 99.6%。 如果我們能夠消除這些基因,那麼猛獁象 2.0 就誕生了。
Colossal 還瞄準了哪些其他物種來消除滅絕?
提單:我們正在努力,袋狼,也被稱為塔斯馬尼亞虎,然後是來自毛里求斯的標誌性渡渡鳥。
當您研究這些不同的物種時,您至少需要什麼生物材料?
提單:首先你需要看看,最接近的系統發育親屬是什麼? 地球上現存的、家譜上最接近的動物是什麼? 例如,對於猛獁象來說,那就是亞洲象。 正如我所提到的,它們在基因上有 99.6% 的相同性。 大多數人沒有意識到這一點,但亞洲像在基因譜系上比非洲象更接近猛獁象。 您需要找到最接近的系統發育親屬,因為您必須找到並建立參考基因組,並且需要組織樣本來做到這一點。
然後,你必須獲取含有。 古代 DNA 與現存的活體 DNA 不同,因為它是大量的碎片化。 它並不全是外源性的,這意味著隨著時間的推移,還有其他微生物和生物污染了它。 所以你得到了古代 DNA 的片段,然後你基本上將它們拼湊在一起。 對於猛獁象,我們實際上使用了 54 種不同的建構我們的參考基因組。
建立猛獁象參考基因組一直是 Colossal Biosciences 科學家們的難題。
圖片來源:Daniel Eskridge / Shutterstock.com
最後,您需要一個代孕者,在您到達那裡後能夠容納基因改造胚胎。
從組織樣本中取得古老的 DNA,在您研究的演化時代是否會變得越來越困難?
提單:是的。 也是有條件的。 因此,有些動物比在非常炎熱和潮濕的地方滅絕的猛獁象更晚滅絕。 那不是 DNA 的好地方。 寒冷、乾燥的地方很棒。 例如洞穴或北極,就永久凍土而言。
袋狼於 1936 年滅絕,人類用於科學研究的乙醇中,因此我們能夠對幾乎完整的基因組進行定序。 所以,這真的取決於。 有時你會很幸運,但一般來說,你走得越遠,地方越熱、越潮濕,事情就會變得越困難。
就在我們討論恐龍之前,您提到了在現代已經滅絕的物種。 這是一個非常有趣的觀點,因為除了消除消失已久的物種之外,貴公司還打算支持保育項目,對吧?
提單:我們在消除滅絕的道路上開發的所有技術,其中一些可應用於人類醫療保健,我們正在將其貨幣化。 我們去年就做到了這一點,我們推出了第一個計算生物學平台,但所有可以添加到輔助生殖技術或世界範圍內動物園或動物群體的保育團體的技術,我們都在補貼並免費提供給世界。
這些工具包括更好的核轉移技術語義和更好的研究計算生物學。 我們在亞洲和非洲大像上建立的所有數據都會發布給科學界,以便人們可以使用這些數據。 其中許多技術不僅可以用來拯救猛獁象,還可以幫助極度瀕危的物種。
我們也致力於人工子宮等技術——這還有很長的路要走,在我們看到人工子宮之前,你更有可能看到已經滅絕的動物——但一旦我們到達那裡,想想這物件,只剩下兩名女性了。
如果我們可以克隆它們或創建它們的轉基因版本,插入不再存在的其他譜系的DNA,然後插入生物多樣性,那麼您就可以在實驗室中種植它們,並與優秀的野化合作夥伴合作將它們放入回到野外。 那真是太棒了。
試圖消除猛獁象的滅絕可能會幫助北方白犀牛等動物。
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我們認為這可能會為保護帶來改變。 因此,我們隨著時間的推移與我們的物種一起建立了這個反滅絕工具包,我們希望為每個保育組織免費提供。
那麼,如果我們真的發揮我們的想像力,我們確實帶回了恐龍呢? 接下來發生什麼事? 正如梅德門特博士所解釋的那樣,當你面對早已滅絕的物種時,動物福利並沒有變得更容易。
SM:這裡存在著各種各樣的問題。 首先,恐龍在地球上生活了1.7億年。 那真的是很久了。霸王龍在時間上實際上比劍龍更接近我們。 許多恐龍在其他恐龍出現時就已經是化石了,所以你把所有這些不同的動物放在一起,把它們放在一起,這已經很奇怪了。
而且,他們吃的東西又如何呢? 當恐龍出現時,草還沒有進化,所以草食動物不吃草,而且草很難吃。 它裡面有很多幾乎像玻璃一樣的材料,這會導致你的牙齒磨損得非常非常快。 馬進化出了這些非常高的冠牙,隨著時間的推移,它們會磨損,但恐龍沒有。 他們一生不斷地更換牙齒。
如果它們吃的是草,它們能消化嗎? 他們的牙齒更換率能跟上磨損的速度嗎? 對於生活在開花植物尚未進化的世界中的恐龍來說,今天的一些植物是否有毒?
我認為人們有點擔心他們會吃什麼以及他們如何相處。 但當然,他們今天有什麼權利呢? 他們會被當作活生生的動物一樣對待嗎? 或者因為我們發明了它們並重建了它們,它們是否會具有不同的地位? 圍繞它也存在著許多道德問題。
開啟恐龍牙科的新時代可能會令人興奮,但對於現代動物園來說可能很難推銷。 然而,正如本告訴我的那樣,我們可能不需要擔心看到一個活生生的、會呼吸的生物。霸王龍很快。
提單:我們總是被問到恐龍問題。 人們喜歡猛獁象,人們喜歡渡渡鳥,顯然也喜歡袋狼,但人們真的想要恐龍。 我們每天可能會收到兩到三封有關恐龍的電子郵件。
我不想傷心,但恐龍滅絕是不可能的。
時不時地,你會看到一些媒體或報紙說,「哦,我們有一些恐龍 DNA」。 就像肯·拉科瓦拉(Ken Lacovara)一樣,他可以說是世界上發現這一現象的第一古生物學家無畏艦。 他太棒了,他是我們的科學顧問之一,他可能是最接近的,因為他實際上開發了一種對恐龍骨骼進行脫礦質並獲得氨基酸基本片段的方法,但是,你知道,我們剛剛為我們的猛獁象項目提供了氨基酸但我們沒有致力於此,因為這是不可能的。
因此,目前科學上不可能復活恐龍。 我確實認為,未來 20 年的工具可以讓我們達到設計具有類似恐龍特徵的物種的程度。 然而,與我們對猛獁象的研究不同,我們無法真正觀察基因組並識別這些核心基因並使它們滅絕,所以我認為不可能復活恐龍或滅絕恐龍。
我確實認為,隨著時間的推移,你可能可以設計出類似恐龍的東西,但我認為你真的必須問自己為什麼? 為什麼這麼做? 目的是什麼? 這對世界有何幫助? 這對我們的生態系統有何幫助? 這對人類有何幫助? 我認為你必須認真考慮一下。
拉姆喜歡霸王龍,但不相信我們現在需要將食人掠食者加入我們的末日賓果卡。
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帶回恐龍是一部很棒的電影,但這不一定是有用的科學。 然而,如果我們把謹慎和科學限制拋在腦後,只是享受其中,你最希望看到哪種恐龍活著?
提單:我會傾向於霸王龍。 再次強調,我並不鼓勵任何人從事霸王龍因為我認為這對世界來說將是巨大而可怕的。 我們現在已經有足夠的生存問題了,我們不需要。 我們需要關注政治和氣候變化,在引入新議題之前先關注現有議題。
在自然歷史博物館,有關使恐龍起死回生的科學、後勤和安全問題似乎讓梅德門特博士完全望而卻步。
SM:首先,你看過這部電影嗎? 結局並不好。 所以,我想說這也許不是最好的主意。 我想如果我必須選擇一個,這真的很棘手,因為我會說劍龍,因為這是我的工作。 這是我非常了解的恐龍,但那樣我就會失業,所以你知道,老實說,我不知道我會選擇任何一個。
這是一個意想不到的答案,但我們喜歡它。
最後,這是過去三十年來一直縈繞在我們腦海中的一個問題:迅猛龍真的能打開一扇門嗎?
SM:肉食恐龍的雙手相對,因此手掌併攏。 如果你想像一下拍手和打字的手部位置,他們就是拍手。 所以,他們的手掌不能面向地板。
對於大多數食肉恐龍來說,它們無法旋轉手腕來打開門,它們的手腕不像我們的那樣工作。 像迅猛龍這樣的生物幾乎能夠像翅膀一樣向後折疊手臂,因為這是與它們非常相似的恐龍進化而來的翅膀。 所以,他們的手腕上有這塊骨頭,可以讓他們的手腕向後折疊,但我仍然不完全相信它可以操作門把手。 所以,我認為我們是安全的。
擊敗迅猛龍所需要做的就是建造一扇門──各位,你們首先在這裡聽到的。
我們對這部電影做了一些調侃,但事實是,這部電影改變了IFLScience 許多人的生活——我們的太空通訊員阿爾弗雷多·卡皮內蒂(Alfredo Carpineti) 博士甚至舉辦了一場30週年晚宴,其中還包括象徵性的果凍搖擺。做了什麼侏羅紀公園對你來說意味著什麼?
SM:我12歲的時候侏羅紀公園出來。 我和我的第一個男朋友去看了。 我們手牽手排隊,這是一個非常特別的時刻。 我認為對我來說,因為我還是個十幾歲的青少年,這讓我喜歡恐龍,認為恐龍有趣又酷,更容易被社會接受,但作為一個90 年代初的女孩,情況並不總是如此。
我認為這使得這個學科更容易被社會接受,我認為它也讓恐龍真正成為人們心目中的明星。 它將它們帶到了最前沿,我認為這對整個古生物學起了很大作用,因為它增加了對該學科的資助,並真正照亮了恐龍研究,這最終對我們所有人都有幫助。
絕對地。 因此,就科學而言,克隆恐龍似乎不太可能,但他們怎麼說呢?
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這次訪談是 IFLScience 《大問題》的一部分。這樣您就不會錯過每週最重要的故事。