復活滅絕生物選哪一種最合適?重新填補生態系統中的空白
新浪科技訊 北京時間2月7日消息,據國外媒體報道,復活滅絕動物或許很快就將成為現實,國際自然保護聯盟(International Union for the Conservation of Nature,IUCN)已經在制定計劃,鼓勵對這項技術的合理使用。
想像一下,當你踏上模里西斯島的土地時,渡渡鳥會一搖一擺地向你發出問候;或許,你更喜歡前往西伯利亞荒野,一睹猛獁象的雄偉身姿;要不然,去澳大利亞看看塔斯馬尼亞虎,也就是袋狼,或者到紐西蘭尋找巨大的恐鳥。當然,這樣的生態旅行目前都還無法實現,因為所有這些奇特生物都已經滅絕。
或許不遠的將來,我們可以見到復活的滅絕動物,科學家正在研究使它們重現世間的技術。很自然地,我們會將復活計劃與那些最具有魅力的滅絕物種聯繫起來,誰會想到聖赫勒拿橄欖(學名:Nesiota elliptica)呢?或者巴拿馬樹蛙(學名:Ecnomiohyla rabborum)?後者的最後一位成員被稱為「Toughie」,於2016年9月在美國喬治亞州的亞特蘭大植物園去世,宣告了又一種兩棲動物的滅絕。
那麼,你會如何選擇復活哪一種滅絕生物呢?
我們或許應該詢問專家,但目前還找不到合適的人。科技發展還沒有先進到能切實可行地復活滅絕物種。就目前而言,圍繞在復活話題周圍的大部分只是對著水晶球來預測未來。儘管如此,許多專業人士也對這種可能性展開了十分嚴肅的探討。
國際自然保護聯盟的職責是評估每個物種的保育狀態,他們很自信地認為,復活技術最終會成為一個很可行的選項。事實上,該組織還在2016年5月發表了一份非同尋常的文件,對如何管理正在滅絕的物種提出了指導意見。
加拿大卡爾加里動物園的保育和科學主管阿克塞爾(Axel Moehrenschlager),以及紐西蘭奧塔哥大學的菲爾·塞登(Phil Seddon)參與起草了這份指南。他們都是「再引入」——將(活著的)生物引入它們曾經生活的景觀中——領域的專家。畢竟,復活滅絕生物和生物再引入在概念上有一定的相似性。
他們指出,復活滅絕生物的目標不應該是簡單地培育出單獨個體,供動物園進行展示。相反,復活滅絕生物應當被視為與現有再引入項目類似的過程:目標應該是產生具有遺傳多樣性、種群可以延續、生活在健全棲息地中的生物。
2013年,一場有關復活滅絕生物的TEDx討論激起了人們對這一問題的想像,也帶來了更多的爭論。在那之前,研究者主要關注的問題是這一技術能否實現。阿克塞爾說:「但我們(IUCN)要問的是,在什麼樣的條件下可以進行這樣的工作,以及這對保育工作意味著什麼?」
「我們現在還有一段時間,可以讓人們思考可能會遇到的複雜情況,」塞登說道。國際自然保護聯盟並不十分支持復活計劃。他們提前起草了這份指南,是為了在復活技術成為保育工作者的工具之後,能有與之配套的行為準則。即使是人們熟悉的物種,再引入原來的棲息地時也有種種不確定性;因此在考慮引入一個已經滅絕成千上萬年的物種時,更不能忽略任何可能的風險。
塞登稱,將現有物種引入到它們已經消失很久的生境時,會遇到各種各樣意想不到的結果。在一個生態系統中,每個物種都扮演著各自的角色。例如,食草動物可以使植被生長得到控制,而頂級掠食者又控制著獵物種群數量的穩定。
「我們仍然秉持著生態系統功能性的觀點,但我們也了解,某些物種比其他物種更不顯得多餘,」塞登說,「復活的滅絕動物可能會填補生態系統中的某些空白,或者發揮同樣的功能。」這一概念與生態複位項目十分相似。阿克塞爾描述了在塞席爾群島和加勒比海島嶼中重新引入象龜的過程。這些象龜能發揮關鍵的食草功能,就像之前存在過的那些象龜物種一樣。
世界範圍內的生態複位和再引入項目普遍遵循國際自然保護聯盟的指南,以此決定引入的物種,以及這些物種應該去的地方。那麼,是否可以利用類似的理論模板,選擇一種滅絕物種進行復活呢?
2014年,阿克塞爾和塞登提出了一個包含10個問題的篩選試驗,希望找出可能的候選復活物種。這些問題涉及了滅絕的原因、棲息地需求,以及再引入時對環境的衝擊和潛在風險。比如,我們是否知道該物種滅絕的原因,以及我們能否列出當前或未來引發其滅絕的因素?如果我們不知道它當初為什麼滅絕,那在它復活之後要保護它不再滅絕幾乎就是不可能的。
對這一物種來說,現在是否還有合適的棲息地,未來這些棲息地是否會一直存在?為了回答這個問題,保護工作者需要了解候選物種對氣候、物理空間和食物等方面的需求。
最後,我們能否預測、緩解並控制復活物種所帶來的衝擊和潛在風險?再引入的物種可能會消滅生態系統中現有的成員,或者傳播能感染牲畜和人類的疾病。它們可能會干擾農業或人們的日常生活。如果諸如此類的場景變成現實,我們處理問題的難度會有多大?
在一個物種被選中進行復活之前,它必須通過所有這些冗長的測試。「如果在測試中失敗,你就出局了,」阿克塞爾說,「即使你通過了,你也只是足夠進入下一階段的評估而已。」研究人員對3個候選物種進行了測試,分別是袋狼、白鱀豚和加利福尼亞甜灰蝶。它們的命運會如何呢?
國際自然保護聯盟於2006年宣布白鱀豚功能性滅絕(儘管2016年10月有過未經證實的目擊記錄)。這種淡水鯨類生活在世界上人口最為密集的地區之一,面臨著環境污染、捕獵和棲息地喪失等威脅。有些個體在被漁網纏住之後很快死去。
所有威脅白鱀豚生存的因素依然存在。工業廢水繼續流入長江,導致棲息地進一步退化。與其他任何物種一樣,如果無法找到合適的地方讓白鱀豚健康生存,那放歸它們的努力就是徒勞的。
「如果沒有合適的棲息地,而且威脅無法消除,那麼做這些事情就沒有任何意義,」阿克塞爾說,「在復活那些可能沒有任何野外存活希望的物種時,需要考慮到倫理、道德、後勤保障和資金投資等問題。」
對於加利福尼亞甜灰蝶和袋狼,情況似乎更樂觀一些。最後一隻袋狼死於1936年。捕獵、棲息地喪失和缺乏食物是袋狼滅絕的主要原因。這種有袋類動物生活在混合森林、濕地和近海灌木叢中,部分棲息地目前還完整保留著。事實上,它們甚至曾經被保護起來,以確保袋獾有足夠的領地——二者具有重疊的棲息地。沒有研究表明袋狼攜帶任何異常疾病,復活它們應該不會遇到多少抗議,除了可能有農民會擔心偶爾丟失幾隻羊的問題。
加利福尼亞甜灰蝶曾經生活在舊金山地區,其棲息地隨著城市的擴張而不斷縮小,並最終在1941年宣布滅絕。不過,目前金門公園中還保留著一些合適的棲息地,生長著它們所青睞的樹木。另一方面,這種蝴蝶引發有害事件的可能性很低,而且成年蝴蝶往往成群飛舞,在需要的時候可以很容易進行採集。
不過,如果加利福尼亞甜灰蝶成為復活計劃的第一個候選物種,能否吸引公眾的注意力呢?猛獁象或劍齒虎等標誌性物種或許才會讓公眾更加興奮。
考慮到猛獁象曾經在西伯利亞大草原生態系統中扮演過的重要角色,它們或許是復活計劃的不錯候選。劍齒虎則是頂級的掠食者,其最大的化石遺骸發現於洛杉磯漢考克公園附近的拉布雷亞瀝青坑。無論是劍齒虎還是洛杉磯市民,可能都不會贊同這樣的再引入計劃。
負罪感也經常激發人們想復活某些特定動物的慾望。人類的捕獵導致紐西蘭的恐鳥銷聲匿跡,也使曾經遮天蔽日的旅鴿走向滅絕。渡渡鳥的滅絕可能主要是因為船上的老鼠登上了模里西斯島。復活這些物種可能會讓我們良心上感覺好點,但這並不是問題的關鍵。
「我們應該把這種技術用在那些滅絕邊緣或剛剛滅絕的物種身上,」塞登說,「我們對它們的棲息地有很多了解,我們擁有合適的遺傳材料,並且知道如何在圈養條件下培育它們。」對某個物種的了解越多,我們就越有把握製造一個可持續的、高遺傳多樣性的種群,並使其在自然條件下存續很久。
那麼,滅絕動物的復活在技術上還有多久才能實現?比人們預想的要快得多。事實上,已經有科學家在嘗試物種的復活了。2000年,科學家克隆出一隻西班牙羱羊,利用的是從最後一隻存活個體上採集的細胞樣品。不過,這一推遲該物種滅絕的早期嘗試並不成功:克隆西班牙羱羊在出生之後僅7分鐘時就死於肺部缺陷。
此外,還有一個經常被忽視的關鍵因素:真正的滅絕動物復活是不可能的。科學家目前嘗試的方法中,沒有一種能帶來與滅絕物種完全一致的複製品。即使最先進的技術,也只能給我們一個替代品。
其中一種方法被稱為「選擇性回交」(selective back-breeding),利用與已滅絕物種關係較近的物種作為實驗對象。科學家選擇那些在特徵上類似滅絕物種的個體,對其進行選擇性培育。在培育出來的後代中,再選擇更加接近滅絕物種特徵的個體,繼續進行培育。最終,我們就能獲得在形態特徵上與已滅絕物種非常相似的種群——儘管二者在基因水平上並不相同。
其他方法還包括從滅絕物種遺骸中提取遺傳材料,然後注入到現有近親物種的卵細胞中,然後為這枚卵找一位合適的代孕母親。此外還有「體細胞核移植」技術,又稱克隆。這一技術只適用於滅絕不久、能夠保存下組織樣品的物種。當然,克隆技術也可以用在健康種群中,比如多利羊。
如果物種滅絕時沒有保留下足夠的組織樣品,那科學家就需要藉助基因組工程技術來進行復活。脫氧核糖核酸(DNA)會隨著時間推移而分解,越古老的生物樣品,所包含的DNA碎片就越多。這就像一個有著幾千塊紙板組成的巨大拼圖。令事情更加複雜的是,常常會有一些紙板是缺失的。要填補這些空白,就需要從關係較近的物種身上獲得部分基因組。
克隆和遺傳工程的最終成果,都是一個需要通過代孕來發育的胚胎。科學家需要在與滅絕物種關係較近的物種中選擇一個合適的代孕母親,而胚胎的發育過程也會受到這個母親的影響。代孕母親子宮內的激素和生長因子會影響胚胎的發育,某些基因的開啟和關閉模式也可能與胚胎原先所屬的物種不同。因此,舉例來說,一隻由大象代孕並生出來的猛獁象其實並不能等同於冰河世紀中的那些龐然大物。
而且,當「復活」的猛獁象出生後,它將是獨一無二的。在人類或大象的撫養下,它將如何成長為一隻猛獁象?作為替代品,它或許在基因上甚至行為上很接近已滅絕的同類,但永遠不是真正的猛獁象。換句話說,復活滅絕動物實際上無法補償人類活動對生態環境造成的傷害。
一些科學家擔心這個重要的觀點被人忽視。他們認為,對復活滅絕動物的熱衷甚至可能會傷害現實中的保育工作,因為這會給人以錯誤的印象,認為物種的滅絕不是永遠的。儘管有這些擔心,但阿克塞爾依然認為,如果技術出現的話,我們就應該使用。「我們永遠不應該盲目地守著最熟悉和最舒適的東西,」他說,「事實在於,地球的形勢已經十分危急,我們需要使用一切辦法。」
當然,可以確定的是,復活滅絕動物無法取代傳統的保育行動。「生物多樣性的損失是巨大的,」阿克塞爾說,「滅絕的速度之快令人難以置信,就算復活滅絕物種的理論可能性再高,復活的速度也無法追上滅絕的速度。」在我們成功復活一個物種的同時,可能就有一千個物種滅絕。對目前的人類而言,最重要的是保護好現有的一切,尤其是那些處於危急狀況中的物種。(任天)
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