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遗传学家44年前建一所冰冻动物园 现在成了诺亚方舟!

新闻来源: 英国那些事儿 于2020-10-17 11:00:37  提示:新闻观点不代表本网立场

从外表看,这只在今年8月6日出生的小马“库尔特”(Kurt)似乎很普通,它喜欢奔跑,喜欢向妈妈撒娇,憨厚又可爱。



但实际上,库尔特相当特殊:

它是濒危动物普氏野马中的第一个克隆体,

它的出生,是为了增加种群的基因多样性,解决这种动物面临的大危机。



普氏野马也叫做蒙古野马、亚洲野马,

曾经,它们广泛存在于欧洲和亚洲,但受极端天气和人类活动的影响,它们的栖息地缩小到中国和蒙古的沙漠中。

到上世纪60年代,普氏野马在野外已经灭绝,剩下的2000多只生活在动物园和保护区中。现在还活着的普氏野马,是上世纪初从野外捕获的12匹普氏野马的后代。



作为世界上仅存的野马,各国动物园都对它们十分珍爱,

但普氏野马有一个极大的生存危险:它们的基因池太小了。

因为所有的普氏野马都来自那12个马祖宗,彼此之间沾亲带故,导致近亲交配,很容易出现严重疾病或者糟糕的基因突变。

有动物学家戏称,普氏野马的基因池根本不是池(pool),而是基因水坑(puddle)。



想要避免它们遭遇可怕的基因危机,人们必须主动增加它们的基因多样性。

但该怎么增加呢?

圣地亚哥动物园的研究者表示:额,我们这里有40年前保存下的一个没后代的普氏野马的细胞,我们可以复活它。



(圣地亚哥动物园研究所)

那是一匹1975年在英国出生的公马,普氏野马中的纯种,它在1978年转到美国圣地亚哥动物园,在这里活了20年后死去。

1980年,圣地亚哥动物园提取了它的皮肤细胞,冷冻保存,多年后发现,因为它没有后代,导致它很大一部分DNA在目前的普氏野马种群中消失了。



这一部分DNA,就是野马们急需的基因多样性。

于是,从去年开始,圣地亚哥动物园展开克隆项目。

他们解冻了当年的细胞,和另一匹母家马的卵子(剔除细胞核)融合,让胚胎中只有公马的基因。

再把胚胎植入母马的子宫内,怀胎12个月,母马生下了这个40年前的克隆体。

2个月前,母马成功生产,小库尔特来到这个世界上。



它非常健康,目前和它的妈妈(虽然没血缘关系)生活在一个小马场里。

研究人员表示他们会让库尔特在这里和妈妈生活一年,等它学会基本的社交后,再把它送到动物园的野马群众生活。

“这匹小马将是普氏野马遗传基因库里最重要的个体。” 圣地亚哥动物园首席科学家鲍勃·维斯(Bob Wiese)在动物园的公告中说,“我们希望它能为普氏野马群带来重要的遗传多样性。”



动物园说,他们希望在普氏野马获得足够多的基因多样性后,一步步放它们到野外生活,不过那可能需要好几代马的努力。

库尔特的出生无疑是振奋人心的,这种曾经几乎灭绝的动物,有了更美好的未来。

不过,这一切并不是圣地亚哥动物园运气好,

40年前他们不是脑子一热,突然想冷冻一匹马的细胞玩。

这其实是“冰冻动物园”(Frozen Zoo)研究项目的一部分。

圣地亚哥动物园的冰冻动物园,是全球第一个,也是目前最大的一个动物细胞冷藏馆,里面装着全球1000多种濒危动物的细胞。



冰冻动物园的创始人是库尔特·贝尼施克(Kurt Benirschke),

他是德裔美国人,出生于1924年,在2018年9月10日逝世。



贝尼施克是一个痴迷于遗传学知识的科学家,在1949年移民到美国后,他多年在医院里研究生殖病理学。

1976年,贝尼施克偶然机会进入圣地亚哥动物园的研究所工作,开始研究濒危动物的繁殖。

研究着研究着,他有了个想法:既然这些动物这么宝贵,为什么不保存它们的细胞呢?

在70年代,这是一个非常古怪的主意,因为当时的人们并不知道保存细胞能有什么用。

毕竟,那时的人们还不知道克隆,克隆羊多利是直到1996年才出现的。

贝尼施克也说不清楚,保存濒危动物的细胞有什么作用,但他就是觉得有必要这么做。

当时,他给同事们的回答是:“我们必须出于尚未了解的原因来保存这些东西。”

(这句话后来成为研究所的座右铭,挂在墙上)



从1976年开始到现在,贝尼施克建立的“冰冻动物园”一直在收藏全球各地濒危动物们的细胞。

上文提到的那匹普氏野马只是其中一个,动物园实际上把几百只野马的细胞全部保存了。

除此外,还有大猩猩的细胞……



斐济鬣蜥……





太平洋袖珍鼠……





(图中的研究人员正在处理太平洋袖珍鼠的睾丸,提取细胞。每个试管里包含一百到三百万个细胞)

北方白犀牛的细胞……



黑脚雪貂的细胞……



一个动物的细胞装进一个瓶子,上面贴着不同的标签,一百个瓶子放到一个试剂盘上。



接着十几个试剂盘放到架子上,一层层叠好,放入零下196摄氏度的液氮中保存。这个温度,所有的生命活动都会停止。





在冰冻动物园,有着十几个这样的不锈钢大缸,里面装的都是液氮和动物细胞。

在克隆技术出来后,冰冻动物园的意义变得非常明显,贝尼施克也被很多人称赞为有远见。

在2000年,冰冻动物园用一个印度野牛的细胞,克隆了这个动物。



2003年,他们用爪哇野牛的细胞,克隆了两头小牛,一头身体虚弱,另一头茁壮成长。





接着,就是2020年的普氏野马。



圣地亚哥动物园还有一个大计划:他们想克隆北方白犀牛。

2019年3月,世界上最后一头北方雄性白犀牛苏丹(Sudan)年迈死去,只留下它的女儿和外孙女。



北方白犀牛只剩下这两只,其他公犀牛也都死了,

如果不人工干预,这种动物的灭绝只是时间问题。

幸好,在1986年,冰冻动物园的主任奥利弗·莱德(Oliver Ryder)在捷克斯洛伐克的一家动物园做活检时,从苏丹身上提取了皮肤细胞。

(在去年的采访中,他说当时完全想不到这么做有什么用。利用细胞来复制动物,在当时来看是不可能的事。)

之后,他和其他研究员在别的地方提取了另外11头北方白犀牛的细胞,都好好地存放在液氮中。

有了这些细胞资源,他们完全可以恢复北方白犀牛这个种群!



他们也确实正在这么干。

在苏丹死后,动物园解冻了白犀牛的皮肤细胞,把它转化为诱导多能干细胞,最终再把它转为卵子和精子。

他们还和另一支团队合作,因为他们手上有基因相近的南方雌性白犀牛,可以用它们作为代孕母亲。



(这是他们提取出的南方雌性白犀牛的卵母细胞)

目前,冰冻动物园距离成功克隆出北方白犀牛还有十年时间,但曙光耀眼。

圣地亚哥的冰冻动物园,现在已不是全球唯一,但它仍然是最大的。

不过,冷冻的1000多个动物,对他们来说还是不够。

地球正处于物种急剧减少的时期,全球有26500种动物被列入濒危动物名单,还有更多珍稀动物没被列入。



冰冻动物园,已经成为动物们的诺亚方舟,能救一个是一个,能多保存一种是一种。

为了保存下更多的动物,圣地亚哥冰冻动物园在去年呼吁,希望和其他冰冻动物园全球合作,建立一个全球的动物基因库。

有了这个基因库,无论未来有多惨淡,

人们都有让地球重现生机的可能。



毕竟,没有动物的世界,绝不会是人类想要的……
网编:和评

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