弗吉尼亞·格溫

科學(xué)家們利用凝結(jié)在琥珀中的，史前蚊子體內(nèi)的恐龍血液提取出恐龍的遺傳基因，加以修補(bǔ)和培育繁殖，將已經(jīng)絕跡6500萬年的史前龐然大物復(fù)活了，使整個(gè)努布拉島成為了恐龍的樂園。這是科幻電影《侏羅紀(jì)公園》中的經(jīng)典橋段。

如今，隨著生物科技的飛速發(fā)展，電視中的科幻情節(jié)已經(jīng)被科學(xué)家列入議事日程?；蛟S不遠(yuǎn)的將來，在地球上曾經(jīng)出現(xiàn)過、但已滅絕的具有重要意義的著名物種，能夠搭乘“時(shí)間機(jī)器”重返地球。如果遠(yuǎn)古動(dòng)物能復(fù)活的話，遠(yuǎn)古人類也有可能被復(fù)活嗎？

啟動(dòng)復(fù)活“時(shí)間機(jī)器”之門

亨德里克·博伊納的父親喬治·博伊納，一位癡迷于琥珀中昆蟲的病理學(xué)家，花了自己的一生探索史前動(dòng)物，追蹤物種的外觀、運(yùn)動(dòng)、生存和滅絕。

78歲的喬治，通過關(guān)注被困在琥珀中的生物，發(fā)現(xiàn)了古老生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)作。他發(fā)現(xiàn)了世界上已知的最古老的蜜蜂和蘑菇，辨別最早開花的植物性別的證據(jù)，導(dǎo)致萊姆病的細(xì)菌的化石祖先等等。發(fā)現(xiàn)的鑲嵌在琥珀中的一只蚊子，具有劃時(shí)代的意義，推動(dòng)了古DNA的研究。隨后便出現(xiàn)了復(fù)興滅絕物種的概念，并促成了邁克爾·克萊頓的小說《侏羅紀(jì)公園》被拍成電影。

喬治在俄勒岡州立大學(xué)任榮譽(yù)教授，他一直專注于研究琥珀中的生物。亨德里克花了幾年時(shí)間，穿過洞穴采樣、保存糞便，探測多年凍土，參與挖掘萬人坑，在這些過程中都發(fā)現(xiàn)了保存完好的DNA，這些DNA可以揭示古生物的生活、死亡和進(jìn)化。除了猛犸象基因組測序，亨德里克還重建了已滅絕的巨型樹懶的飲食，揭穿了人類免疫缺陷病毒（HIV）的起源假說，并完成導(dǎo)致黑死病菌的基因組測序。

喬治為探索滅絕物種做出了重大的貢獻(xiàn)。后來，亨德里克創(chuàng)造了滅絕的生物藍(lán)圖。有這些圖紙?jiān)谑郑茖W(xué)家已經(jīng)開始通過研究它的近親，來探索如何重新創(chuàng)建一個(gè)已滅絕的物種的基因組。例如，與已滅絕候鴿血緣最近的鳥類，名為斑尾鴿，生活在美國西部和加拿大地區(qū)。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，可以通過剪接其基因到斑尾鴿的基因組中復(fù)活候鴿。

哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的遺傳學(xué)教授喬治·切奇也正在努力改變大象的基因，使它們更像猛犸象，這有助于猛犸象的復(fù)活。澳大利亞研究人員已經(jīng)開始對塔斯馬尼亞虎的基因組進(jìn)行測序，希望復(fù)活已滅絕的有袋動(dòng)物。

復(fù)活滅絕動(dòng)物的前景鼓舞了環(huán)保主義者，他們想要通過這種方法來恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)。全世界已有各種各樣抵抗物種滅絕的科學(xué)研究。2012年“復(fù)活與重建”（簡稱RR組織）非盈利機(jī)構(gòu)成立，其功能就是讓分散在世界各地研究室里的研究項(xiàng)目彼此聯(lián)系，總體推進(jìn)抵抗滅絕運(yùn)動(dòng)，讓其有序運(yùn)行。

雖然復(fù)活已滅絕動(dòng)物不會立即發(fā)生，但隨著技術(shù)的發(fā)展，不難意識到，我們離復(fù)活已滅絕物種有多近，但我們又是多么的準(zhǔn)備不足。“誰不想看猛犸象？”亨德里克說。喬治希望在他有生之年能看到復(fù)活的新猛犸象。

古老琥珀的驚人發(fā)現(xiàn)

和很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)一樣，尋求復(fù)活古老的物種開始于一個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn)。1980年，喬治·博伊納和他的未婚妻羅伯塔·赫斯——一個(gè)電子技術(shù)人員，打開了一個(gè)4000萬年的波羅的海琥珀，其中包含有一只保存十分完好的雌性蒼蠅。

那時(shí)喬治44歲，他一直都在試圖確定，是否細(xì)菌孢子可以在琥珀中生存幾百萬年，并努力追尋現(xiàn)代疾病的起源。當(dāng)喬治還是一個(gè)小男孩時(shí)，他的母親給了他一本書，其中有一張象鼻蟲困在琥珀里的照片，這張圖引發(fā)了他對被困在樹脂化石中的昆蟲和其他古老生物的興趣。

作為加利福尼亞大學(xué)的昆蟲學(xué)教授，喬治研究昆蟲和寄生蟲，并前往多米尼加共和國、加拿大、墨西哥和歐洲北部的琥珀熱點(diǎn)地區(qū)收集、記錄并描述被困在樹脂里的東西。遺憾的是，他看到的樣品沒有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。當(dāng)羅伯塔透過顯微鏡觀看這只包裹著蒼蠅的琥珀樣品時(shí)，她很驚訝地發(fā)現(xiàn)了線粒體、核糖體、肌肉帶和細(xì)胞核，它們組成了細(xì)胞的基因組。

當(dāng)這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在1982年的《科學(xué)》雜志上后，引起了很多科學(xué)家的關(guān)注，提出了一個(gè)發(fā)人深省的問題——既然細(xì)胞核包含了細(xì)胞的遺傳物質(zhì)，那么科學(xué)家能夠復(fù)活古DNA嗎？如果是這樣，DNA將作為一種生物的“時(shí)間機(jī)器”，有效地幫助科學(xué)家重新審視地球的過去以及物種的進(jìn)化。

雖然，有的科學(xué)家在考慮這一想法，但大多數(shù)的科學(xué)家認(rèn)為這個(gè)想法似乎有些牽強(qiáng)。

分子遺傳學(xué)已經(jīng)重塑生物學(xué)，并強(qiáng)調(diào)基因的作用，但可用的方法是比較原始的。如果要描述一個(gè)古老的DNA片段，科學(xué)家首先必須克隆它。這意味著要從組織中提取它，把它經(jīng)過酶解處理然后再繁殖。最后確定“核苷酸”的字母順序。即使DNA可以從保存在琥珀中的組織里提取出來，它也很可能只是碎片，這使分離古老基因成為一個(gè)艱巨的任務(wù)。

喬治和羅伯塔的發(fā)現(xiàn)吸引了很多科學(xué)家，他們自發(fā)聯(lián)合形成了一個(gè)科學(xué)家研究組，他們的目的是從琥珀中提取被困物種的古DNA并對這些已滅絕生物的基因進(jìn)行排序，恢復(fù)休眠的生命形式。

該研究組通信一年多后，1983年3月，終于在蒙大拿州波茲曼會面了，在那里他們都在認(rèn)真思考著每一個(gè)成員的想法。一只吸了恐龍血的蚊子可能被困在琥珀里，恐龍的白血細(xì)胞可以保存在蚊子的胃里。如果是這樣的話，他們可能會把白細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去除細(xì)胞核的青蛙或者其他動(dòng)物的蛋中。然后，通過使用標(biāo)準(zhǔn)的組織培養(yǎng)方法，就可以在實(shí)驗(yàn)室里培育出恐龍的組織。

在當(dāng)時(shí)，復(fù)活已滅絕的生物確實(shí)很瘋狂，因此，研究組決定秘密進(jìn)行這項(xiàng)工作。“我們以為他們會取笑或不認(rèn)真對待這件事，所以還是讓我們秘密研究吧?！眴讨位貞洝Ｋ麄円部紤]了道德困境，這個(gè)問題今天仍然困擾著科學(xué)家。復(fù)活一個(gè)已經(jīng)滅絕的物種是好事，還是只是出于科學(xué)的好奇心？如果研究出來的被復(fù)活物種不適應(yīng)當(dāng)前的環(huán)境，或者它會感到痛苦怎么辦？如果被解除休眠的病原開始傳播疾病又怎么辦？

當(dāng)時(shí)，喬治已經(jīng)開始和他的同事，分子生物學(xué)家艾倫·威爾遜合作，艾倫·威爾遜剛剛從一塊140年的斑驢的毛皮里克隆出其基因片段，斑驢是一種已經(jīng)滅絕的棕色和白色條紋的斑馬的親緣動(dòng)物。此舉第一次證明了DNA可以從已經(jīng)死去的生命組織中復(fù)制得來，伯克利很快成了古DNA研究的溫床。科學(xué)家們在琥珀樣本中發(fā)現(xiàn)了一些昆蟲化石的DNA證據(jù)，但不排除含有微生物或人類DNA的污染。然而，不久，項(xiàng)目資助基金被拖延，威爾遜又被診斷出癌癥（卒于1991年），該項(xiàng)目只好被擱置。

鑒于此，喬治失去了希望，直到六年后，亨德里克的加入。

探尋提取古代DNA

作為一個(gè)男孩，亨德里克有時(shí)會跟著爸爸到野外收集昆蟲，但他更愿意在喬治的實(shí)驗(yàn)室里待著。他喜歡玩變干了的、恐怖的蠕蟲，它們可以一觸摸就碎裂，也可以通過幾滴水起死回生。他開始著迷于它們的假死狀態(tài)——徘徊在生死之間。

像他的父親一樣，亨德里克喜歡思考塑造自然世界的事件。但他承認(rèn)，他對父親僅僅基于觀測提出的有限的解釋感到沮喪?！拔倚枰唧w的答案，”他說，“我想了解能讓生物處于一個(gè)活躍狀態(tài)的分子機(jī)制。”

這樣，亨德里克不得不研究長期休眠的或已死的生物體的基因。一些科學(xué)家認(rèn)為，古DNA可以持續(xù)數(shù)千年，部分是因?yàn)楫?dāng)DNA在微生物、陽光、溫度和濕度的作用下分解成較小的碎片。在上世紀(jì)80年代末，作為一個(gè)加州州立理工大學(xué)的在讀分子生物學(xué)研究員，亨德里克決定對DNA進(jìn)行測試。由于琥珀中的古代動(dòng)物和植物組織保存得很好，琥珀自然成了尋找保存完好的、可以追溯消失的動(dòng)植物的故事之最佳載體。

亨德里克開始在加州理工大學(xué)微生物學(xué)家勞爾·卡諾的實(shí)驗(yàn)室工作，并與他的父親聯(lián)手研究，他的父親急切地把他從多米尼加共和國收集到的，包裹著無刺蜂的40億年歷史的琥珀樣品給了亨德里克。為了能提取無污染的DNA，亨德里克開發(fā)了一種新的方法。他迅速把琥珀凍結(jié)于液氮中（液氮廉價(jià)且對細(xì)胞無害），然后加熱，琥珀就會破裂，露出內(nèi)部組織就可以提取DNA。亨德里克恢復(fù)了幾個(gè)短的基因片段，但它僅僅代表了蜜蜂的遺傳信息的很微小的一部分。喬治作為作者之一，亨德里克把研究結(jié)果作為第一篇學(xué)術(shù)論文，于1992年發(fā)表在《醫(yī)學(xué)科學(xué)研究》上。

第二年，博伊納父子和卡努，報(bào)告他們所研究的從一個(gè)120億年歷史的琥珀包裹的象鼻蟲的DNA序列。他們把研究結(jié)果發(fā)表在《自然》雜志上，當(dāng)時(shí)，恰逢電影《侏羅紀(jì)公園》首映。

幾年前，喬治得知他和羅伯塔在克萊頓1982年的小說致謝中被感謝過。喬治的波羅的海蒼蠅細(xì)胞核使克萊頓相信恐龍的DNA也可能是從包裹有蚊子的琥珀中提取出來的。當(dāng)博伊納父子的論文發(fā)表后，一些記者問亨德里克和喬治同樣的問題：滅絕的動(dòng)物有可能起死回生嗎？在電影的首映之夜節(jié)目中被采訪時(shí)，亨德里克很肯定地表示恐龍不再漫游地球。

接下來的十幾年，越來越多的研究人員進(jìn)入各個(gè)領(lǐng)域急于尋找并研究古DNA?？茖W(xué)家把一種新的、強(qiáng)大的聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）技術(shù)運(yùn)用到這一領(lǐng)域中。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是一種用于放大擴(kuò)增特定的DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù)，它可以被看作是生物體外的特殊DNA復(fù)制，PCR的最大特點(diǎn)，是能將微量的DNA大幅增加。因此，無論是化石中的古生物、歷史人物的殘骸，還是幾十年前兇殺案中兇手所遺留的毛發(fā)、皮膚或血液，只要能分離出一丁點(diǎn)的DNA，就能用PCR加以放大，進(jìn)行比對。

研究者們爭相超越彼此，發(fā)現(xiàn)愈發(fā)古老的DNA序列。其中，一個(gè)令人難以置信的研究結(jié)果聲稱發(fā)現(xiàn) 80萬年前的恐龍化石DNA測序，但很快就被發(fā)現(xiàn)PCR研究很不成熟，因?yàn)榇诉^程中有很多潛在的污染。也就是說，研究得到的DNA序列很有可能是已經(jīng)污染的樣品。

在上世紀(jì)90年代末，亨德里克和瑞典古生物學(xué)家斯萬特·帕博合作進(jìn)行研究。帕博和亨德里克承認(rèn)，他們早期的一些研究樣本可能受到污染。所以他們用新的辦法來解決這一問題：實(shí)驗(yàn)室為避免試驗(yàn)品和樣本污染而進(jìn)行了獨(dú)立復(fù)制（比如，滅菌的屋子，通過漂白和紫外照射去除潛在污染）。

2000年，亨德里克在《自然》雜志上概述了確保研究結(jié)果權(quán)威性的標(biāo)準(zhǔn)，題為“研究古DNA：正確還是根本就是錯(cuò)誤的”。

首次復(fù)活滅絕物種

當(dāng)研究人員試圖重建古代基因組時(shí)，世界上的第一次復(fù)活滅絕物種事件已經(jīng)悄悄地發(fā)生了。在2003年，西班牙科學(xué)家們將一種1999年滅絕的西班牙野山羊的細(xì)胞植入普通母山羊的卵細(xì)胞中，然后讓母山羊人工受孕。在進(jìn)行了57例實(shí)驗(yàn)后，最終7只母山羊受孕成功，并有一只最終度過危險(xiǎn)的孕期，產(chǎn)下一只4斤多重的西班牙野山羊。這是人類歷史上第一次克隆出已滅絕的動(dòng)物?？上У氖遣坏?0分鐘，這只小羊因?yàn)榉尾颗赃叾嚅L了一個(gè)巨大的如肝臟一樣硬的葉片而窒息死亡。

胃育蛙基本滿足復(fù)活條件

滅絕動(dòng)物的復(fù)活至少要有三個(gè)條件，一是要找到?jīng)]有被污染的已滅絕動(dòng)物的活細(xì)胞，二是技術(shù)，三是要有讓復(fù)活后的動(dòng)物能生存的環(huán)境。

既充滿希望也存在遺憾的是，目前，能基本滿足這三個(gè)條件并能在實(shí)驗(yàn)室復(fù)活的動(dòng)物是澳大利亞的一種在1983年滅絕的胃育蛙。

2013年初，澳大利亞研究人員克隆出了一個(gè)活了幾天的胃育蛙胚胎，盡管克隆出的胃育蛙并沒有長成蝌蚪和幼蛙，但這已經(jīng)是復(fù)活滅絕動(dòng)物的開創(chuàng)性成就，其地位似乎能與克隆羊多利相媲美，甚至勝過多利，因?yàn)槎嗬z傳物質(zhì)DNA的供給者并非滅絕動(dòng)物，而胃育蛙是已經(jīng)滅絕的動(dòng)物，它們的DNA被保存了三十多年。

澳洲有兩種以胃部孵化方式孕育的蛙類，一種就是胃育蛙，另一種是孵溪蟾，于1984年滅絕。這兩種蛙類都以獨(dú)特的方式孕育后代。

澳大利亞悉尼的新南威爾士大學(xué)的古生物學(xué)家邁克·阿徹和保護(hù)生物學(xué)家邁克爾·馬赫尼等人，從事的“拉扎勒斯項(xiàng)目”就是專門復(fù)活胃育蛙的。不過，被用于克隆的DNA并非是胃育蛙1983年滅絕后提取的，而是在其瀕臨滅絕的1979年保存的部分包含DNA的組織。

5年來，阿徹等人采用與產(chǎn)生克隆羊多利相似的技術(shù)，以體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移技術(shù)來復(fù)活胃育蛙 。2013年初，研究人員以澳洲的大青蛙為供卵者，在提取大青蛙的卵子后，用紫外光滅活大青蛙的細(xì)胞核，然后把保存的已滅絕的胃育蛙的DNA植入細(xì)胞核已滅活的大青蛙卵子中。結(jié)果，幾周后，有一個(gè)卵子活動(dòng)起來，而且存活了3天，長成了一個(gè)囊胚。經(jīng)過DNA檢測證明，這個(gè)囊胚包含的遺傳物質(zhì)是胃育蛙的，證明了克隆滅絕的胃育蛙獲得初步成功。

克隆已滅絕的胃育蛙的初步成功讓人們看到了復(fù)活滅絕動(dòng)物的希望，猛犸象、渡渡鳥、古巴紅金剛鸚鵡以及新西蘭的恐鳥等都有可能被復(fù)活。邁克·阿徹對此更是信心滿滿。他認(rèn)為，他們能讓胃育蛙死而復(fù)生，現(xiàn)在，前進(jìn)的障礙是技術(shù)問題，而不是生物問題。

有望復(fù)活猛犸象

正如邁克·阿徹一樣，一些人認(rèn)為，對于已滅絕動(dòng)物和瀕臨滅絕動(dòng)物，克隆是挽救和保護(hù)它們的相當(dāng)重要的途徑。已滅絕的胃育蛙的部分克隆成功和克隆羊多利的完全成功為克隆滅絕動(dòng)物提供了某種技術(shù)保證。

但是，克隆動(dòng)物的一個(gè)最主要的條件是，要獲得被克隆動(dòng)物的DNA，這對于還處于存活狀態(tài)的瀕危動(dòng)物來說并不難，但是，對于已滅絕的動(dòng)物來說就比較困難，因?yàn)榭茖W(xué)家通常難以獲得保存完好的已滅絕動(dòng)物的DNA，即便發(fā)現(xiàn)了它們的DNA，也可能存在著污染，因此克隆出來的動(dòng)物是否為原來真實(shí)的滅絕動(dòng)物也難以保證。當(dāng)初，保存胃育蛙的DNA時(shí)，胃育蛙并未滅絕，所以保存的活組織是有相當(dāng)生命力的。

這就對克隆滅絕動(dòng)物提出了一個(gè)嚴(yán)酷要求，提取和保存的滅絕動(dòng)物的DNA應(yīng)當(dāng)是有生物活性的，換句話說，不能超過其半衰期，否則DNA中的遺傳信息便消失，克隆也成了無源之水。

盡管如此，除了胃育蛙，研究人員似乎在克隆滅絕動(dòng)物方面也有了一些進(jìn)展。在已滅絕的動(dòng)物中，克隆難度最大也給人以很大希望的是猛犸象，因?yàn)樗鼈兩娴哪甏嚯x太久遠(yuǎn)。根據(jù)進(jìn)化的時(shí)間表，約200萬年前的地球冰河世紀(jì)，非洲象的一支進(jìn)化為猛犸象。大多數(shù)猛犸象在1.2萬-1萬年前滅絕，可能有極少數(shù)在美國阿拉斯加州幸存下來，直到約公元前3750年才從地球上消失?，F(xiàn)在，已知最后幸存下來的猛犸象生活在西伯利亞海岸附近的費(fèi)蘭格爾島，它們在約公元前1650年滅絕。

2011年8月，俄羅斯研究人員在西伯利亞的凍土層中發(fā)現(xiàn)了一具1萬年前滅絕的猛犸象遺骸，其骨骼化石中含有保存完好的骨髓。俄羅斯薩哈共和國東北聯(lián)邦大學(xué)副校長瓦西里耶夫與韓國生物技術(shù)研究基金會的黃禹錫簽訂協(xié)議，計(jì)劃開始克隆猛犸象。盡管黃禹錫曾深陷干細(xì)胞研究造假丑聞，但2005年他們的研究所成功培育出世界上第一只克隆狗史魯比，獲得了學(xué)術(shù)界承認(rèn)。此后，黃禹錫的研究團(tuán)隊(duì)還成功地克隆了其他動(dòng)物，如牛、狗和土狼，似乎克隆猛犸象也不在話下。

然而，克隆猛犸象的關(guān)鍵是要找到猛犸象完整的DNA，找到完整的DNA的前提又是要找到猛犸象完整的細(xì)胞或組織，這是一項(xiàng)非常艱難的工作。不過，現(xiàn)在格里戈里耶夫等人在北冰洋一座島嶼上發(fā)現(xiàn)了一具雌性猛犸象尸體，這為找到猛犸象的活組織帶來了希望。這頭猛犸象的年齡介于50歲到60歲之間，死亡時(shí)間大約為1萬年至1.5萬年前。這是全球第一次發(fā)現(xiàn)雌性猛犸象尸體。而且，它的體內(nèi)有部分血液以液態(tài)形式保存了下來。這有可能讓研究人員從血液中提取活細(xì)胞和DNA，從而為復(fù)活猛犸象提供條件。

古人類能復(fù)活嗎？

除了動(dòng)物之外，復(fù)制古代人類也就不可避免地再次成為熱議的話題。如果連猛犸象都能復(fù)活，古人類能否復(fù)活呢？

隨著科學(xué)家們對復(fù)活猛犸象的研究，更多的人提出了復(fù)活人類的想法。因?yàn)閺睦碚撋蟻碇v，凍僵的猛犸象的狀況與人類的某些古尸有相似之處。人死千年之后會有兩種情況。第一種情況是，有的千年古尸因周圍特定環(huán)境的保護(hù)，仍有可能從中找到有活性或能復(fù)活的細(xì)胞。1984年11月，美國考古學(xué)家道倫在佛羅里達(dá)州的一個(gè)古池塘下，發(fā)現(xiàn)了兩具保存完好的7000年前的古尸。由于當(dāng)?shù)刂参?、水生生物等沉積物形成的泥炭層將尸體包裹得嚴(yán)密無縫，以致他們的頭顱骨中竟還完好地保存著腦組織、腦細(xì)胞。第二種情況是最常見的，即古尸歷經(jīng)千年早已腐化，其體細(xì)胞都已分崩離析。而最新的幾項(xiàng)研究成果，使科學(xué)家重新看到了讓古尸復(fù)活的曙光。瑞典烏普薩拉大學(xué)生物學(xué)家斯旺·帕勃教授從一具木乃伊上分離出了3000個(gè)DNA片段，并成功地儲存在細(xì)菌中。當(dāng)然，想在短期內(nèi)復(fù)活一個(gè)2000多年前的人，這些數(shù)據(jù)還太少了，不過隨著科學(xué)的發(fā)展，可能性將越來越大。

正如亨德里克和喬治所證明的， 古代DNA的發(fā)現(xiàn)創(chuàng)建了一個(gè)真正的時(shí)間機(jī)器，并且新的基因技術(shù)正在加速它的發(fā)展，正如在小說、影視里看見的一樣，時(shí)間機(jī)器將會改變現(xiàn)狀。隨著研究的深入，我們相信越來越多的已滅絕物種將重返地球。