一家美国生物科技公司近日宣称,他们使用史前生物DNA、克隆和基因编辑技术,“复活”了在大约1.25万年前灭绝的恐狼。研究团队声称,这一成果使得恐狼成为“世界上第一个成功复活的动物”。
总部位于美国得克萨斯州达拉斯的Colossal Biosciences公司7日宣布,科学家通过改变与恐狼血缘关系最近的灰狼的基因,成功培育出三只“恐狼幼崽”。恐狼是北美洲著名的史前动物,体型比灰狼更大,“头部略宽,皮毛轻盈厚实,下巴更强壮”。
该公司首席执行官本·拉姆(Ben Lamm)在一份声明中称:“这是一个巨大的里程碑,是我们端到端灭绝生物序列工程的第一个例证。我们的团队从1.3万年前的牙齿和7.2万年前的头骨中提取了DNA,培育出了健康的恐狼幼崽。”
报道称,研究团队将恐狼化石中提取的DNA与狼、豺、狐狸等现存犬科动物的DNA进行比较,识别出代表白色皮毛、更长更厚的毛发等特征的遗传代码。然后,科学家利用基因编辑技术对灰狼细胞的14个基因进行了20次编辑,并将编辑过的细胞培养为健康发育的胚胎。
随后,这些胚胎被转移到充当代孕动物的家犬体内继续发育。Colossal Biosciences首席科学官贝丝·夏皮罗(Beth Shapiro)表示,研究人员一共完成了8次转移,每次尝试平均有45个胚胎。
Colossal Biosciences发布的“恐狼幼崽”照片,具体拍摄日期不详
根据Colossal Biosciences的说法,两只雄性“恐狼幼崽”于2024年10月1日出生,另一只雌性幼崽于2025年1月30日出生。目前,这三只幼崽生活在一个占地面积8平方公里、位置未公开的设施中,受到安保人员、无人机和实时摄像头的严密监控。
但“复活恐狼”的项目也引发学术和道德方面的争论。瑞典斯德哥尔摩大学古生物中心教授洛夫·达伦(Love Dalén)指出,Colossal Biosciences实际上是编辑了灰狼的基因,培育出了与已灭绝的恐狼拥有某些相同特征的现代杂交动物。
“在它们的基因组中,99.9%的基因都属于灰狼。科学界还没有明确定义,灰狼的基因需要改变多少才能算是恐狼。这其实是一个哲学问题。”达伦说,“它携带有恐狼的基因,这些基因使它比过去1.3万年里的任何生物都更像恐狼,这非常酷。”
对此,夏皮罗回应称,关于这些幼崽到底算不算“恐狼的复制体”的争论忽略了问题的重点。
夏皮罗说:“我知道科学界正在说,‘哦,它们与恐狼在基因上并不足够接近。’这些分类是人类定义的,是研究中有用的框架,但它们是工具,不是真理,对吧?我们成功地确定了20个精确的遗传代码。这并不算多,但我们做到了,并在过程中恢复了这些动物的外观差异。”
夏皮罗对CNN表示,研究团队的目标不是培育与另一个物种基因100%相同的生物,“我们进行灭绝物种复活的目的,始终是培育这些灭绝物种的‘功能性复制体’。我们专注于识别那些与关键特征有关的基因。”
Colossal Biosciences公司称,他们希望使用基因编辑技术帮助保护濒危物种,研究团队已利用在恐狼研究项目中开发的技术,繁殖了两窝克隆红狼,这是国际自然保护联盟认定的极度濒危物种。
该公司首席动物官马特·詹姆斯(Matt James)表示:“红狼是一个因基因多样性不足而面临危险的物种,我们可以开始使用相关技术,增强其基因多样性、稳健性和对恢复计划的适应性,以恢复它们的种群数量。”
新西兰奥塔哥大学副教授迈克尔·克纳普(Michael Knapp)认为,Colossal Biosciences正确地认识到相关技术在保护濒危物种方面的作用,但这些技术依然具有局限性,“可以引入增加物种毛发的基因,但也可能带来其它不合适的特征。”
许多批评人士则反对将资金用于“复活”已灭绝的动物。美国蒙大拿大学环境哲学教授克里斯托弗·普雷斯顿(Christopher Preston)指出,此类动物适应的生态系统早已消失,很难想象恐狼这样的动物能在现代生态系统中发挥什么作用。
“在像蒙大拿州这样的地方,我们还面临如何在政治反对加剧的情况下维持健康的灰狼种群的问题。”普雷斯顿说,“很难想象早已灭绝的恐狼会被释放,并在生态系统中发挥什么作用。因此我认为,有必要问一问这些新动物到底要扮演什么样的角色。”
一万年前的恐狼都能复活,现在的基因技术这么逆天了吗?
害!
真相其实很简单。
你以为的恐狼复活:
实际上的恐狼复活:
没有申请到中国大熊猫的印度,把鳄鱼涂成了熊猫色
简单来说,这家美国公司修改了与狼体貌相关的10个基因[1],总共进行20次的基因编辑,修改的特征包括:
更大的体型,白色的皮毛,更宽的头部,更大的牙齿,更有力的肩膀,肌肉更发达的腿,以及特有的发声方式,尤其是嚎叫。
然后他们就声称复活了恐狼(Aenocyon dirus)。
这个过程,相当于修改人的10个基因,让人变得:
更大的体型,浓厚的皮毛,更宽的头部,更大的牙齿,更有力的肩膀,肌肉更发达的腿,以及特有的发声方式,尤其是嚎叫。
然后就声称复活了步氏巨猿(Gigantopithecus blacki)!
从左到右:步氏巨猿、猩猩、大猩猩、黑猩猩
- 恐狼:我是谁,我在哪里?
- 步氏巨猿:我是谁,我在哪里?
你还别说,人与步氏巨猿的基因差距,和狼与恐狼的基因差距还真的比较接近。
恐狼最后出现的时间是1万年前,这个时期狗都已经出现了[2]。
再加上形态上和狼非常接近,因此一开始古生物学家直接通过形态特征,把恐狼归类到了犬属。
灰狼 VS 恐狼
而恐狼的复原图,自然也是非常接近狼的:
然而,后来的分子生物学证据,就直接打脸了。
通过基因分析,发现恐狼和狼不仅有生殖隔离,而且分离出来的时间远至570万年前[3]。
它们的相似特征,仅仅来源于相似生态位的趋同演化。
这下就尴尬了。
恐狼随后被分类到了犬属之外,但依旧还在犬亚族内,属于最基干的位置。
图中红圈为恐狼所处的位置
可以看出,胡狼属的黑背胡狼(Canis mesorelas)和侧纹胡狼(Canis adustus)作为现生犬亚族,与狼亲缘关系最远的类群,它们出现在370万年前,而祖先分化出来的时间则早在510万年前。
这都比恐狼分化出来的570万年更近。
也就是说,虽然恐狼的分类关系,暂时放在了犬亚族,但其实你单独给它成立一个恐狼亚族也是可行的。
而步氏巨猿生活在800万年前[4],归类在人科-猩猩亚科,与人类共通祖先生活在1200万年前。
单纯从分类归属以及时间上,步氏巨猿与人类的关系,似乎比恐狼与狼的亲缘关系更远。
但其实,人类对人猿总科的研究最细,分类上其实也更加的细腻。
如果我们从代系上来看,步氏巨猿与人类的关系甚至更近。
类人猿的平均性成熟时间在10岁左右,狼性成熟时间在2~3岁。
也就是说,同样是100万年的时间,类人猿的代系大约在10万左右,而狼的代系达到35~50万代。
1200万年的时间,类人猿约120万代。
570万年的时间,恐狼约280万代。
虽然恐狼出现的时间更晚,但与现生同科动物的代系差距却是步氏巨猿的2倍。
其实,从基因层面上来看,恐狼与狼的亲缘差距,也比步氏巨猿与人类的亲缘差距更远。
虽然我们无法直接得到数据差异,但我们可以通过间接的方法来对比[5] [6] [7] [8] [9]。
人与黑猩猩的基因组差异约1.5%,与猩猩的基因组差异约3%,与步氏巨猿基因组差异为3.1~3.8%。
灰狼与狗的基因组差异在1%以下,与不同人种之间的基因组差异相当。
灰狼与郊狼可以杂交,通常认为基因组差异在1~2%。而灰狼与非洲野犬不可杂交,基因组差异可能超过7%。
而恐狼与灰狼的关系,比非洲野犬与灰狼的关系还更远。
也就是说,恐狼与灰狼的基因组差异,最高可能超过10%,最低也至少超过5%。
恐狼灭绝的原因,也正是因为与其它犬科动物没有基因交流,最终因为演化瓶颈而灭绝。
- 需要注意的是,不同的研究方法和数据,可能影响相似/差异度的结果。例如,后来有研究表明,,黑猩猩与人类基因组差异为4%[10]。当然,这并不意味着人与黑猩猩1.5%基因组差异是错误的,因为前者实际单纯指蛋白质编码对应的基因,后面还包括3%的插入和缺失,可能更多涉及到基因调控,而不是直接的氨基酸序列改变。
考虑到绝大多数物种的基因差距研究,要么用线粒体、要么用蛋白标志物,很少像研究人类基因这么细腻。所以,我们依旧可以初步得出:
恐狼与灰狼的基因差异,可能大于步氏巨猿和人类的基因差异。
即便退一步,放在一个比较宽的范围讨论,我们也可以认为二者的基因差距比较接近。
总的来说:
通过编辑10个基因,就声称复活了恐狼。和编辑10个人类基因,就声称复活步氏巨猿是一样荒诞的。
美国该公司的研究人员对媒体声称的是,他们已经对恐狼进行了全基因组测序,无法告知具体差异,而是声称共享了99.5%的基因。
值得注意的是,这一句话反过来,应该是存在0.5%基因没有共享,而不是差异是0.5%。
因为,即便是相同的基因,也可能存在不同的修饰和表达差异。
也就是说,在该公司没有公布具体差异以前,是无法直接得出碱基对差异数据的。
国内外媒体都通过99.5%的数据推测碱基对的差异,其实是有问题。
狼基因组中的24.5亿个碱基对,从氨基酸序列的角度来说,即便我们按照5%差异的保守数据来估计,也应当有多达1亿数目的碱基对差异。
如果考虑到非氨基酸序列的插入和缺失,碱基对差异更是可能高达数亿的规模。
哪怕我们再退退退一万步。
我们不要求还原所有的蛋白质。
仅仅做到每一个基因来拟态恐狼,那也是需要编辑上千个基因,才能做到真正的从内到外的拟态。
仅仅编辑10个与外表相关的基因,可能相当于把这个东西当做是蛇了:
玉带凤蝶幼虫
显然,要真正的做到复活恐狼,是一个无比庞大的基因工程。
研究团队既然进行了完整测序,但却没有直接插入恐狼的基因片段,想必是根本做不到的。
因为直接插入,基因差距实在是太大了,可能胚胎根本存活不了。
那么,有可能直接全部基因编辑来实现复活恐狼吗?
现阶段,人类也是根本不可能做到的。
因为基因编辑的脱靶率至少也有1%左右,精准的全基因编辑,现阶段是根本不可能的。
考虑到庞大的编辑量和精确率。
未来可能需要寄托于非常先进的AI和纳米机器人了。
所以,真正的复活古生物终究是一种科幻畅想。
- 并不否定相关研究的现行意义,但夺人眼球报道,看起来就是纯粹的商业行为。
该公司声称还要继续“复活”猛犸象,但其实复活的猛犸象,相当于基因版的这个:
印度版大象拟态熊猫
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《参考文献》
[1]https://time.com/7274542/colossal-dire-wolf/
[2]C L J A B , D L G , E R S , et al. A new look at an old dog: Bonn-Oberkassel reconsidered[J]. Journal of Archaeological Science, 2018, 92:126-138.
[3]Perri, Angela R., et al. "Dire wolves were the last of an ancient New World canid lineage." Nature 591.7848 (2021): 87-91.
[4]Zhang, Yingqi, and Terry Harrison. "Gigantopithecus blacki: a giant ape from the Pleistocene of Asia revisited." American Journal of Physical Anthropology 162 (2017): 153-177.
[5]Fortna, Andrew, et al. "Lineage-specific gene duplication and loss in human and great ape evolution." PLoS biology 2.7 (2004): e207.
[6]Kronenberg, Zev N., et al. "High-resolution comparative analysis of great ape genomes." Science 360.6393 (2018): eaar6343.
[7]Lindblad-Toh, Kerstin, et al. "Genome sequence, comparative analysis and haplotype structure of the domestic dog." Nature 438.7069 (2005): 803-819.
[8]Gopalakrishnan, Shyam, et al. "Interspecific gene flow shaped the evolution of the genus Canis." Current Biology 28.21 (2018): 3441-3449.
[9]Koepfli, Klaus-Peter, et al. "Genome-wide evidence reveals that African and Eurasian golden jackals are distinct species." Current biology 25.16 (2015): 2158-2165.
[10]Varki, Ajit, and Tasha K. Altheide. "Comparing the human and chimpanzee genomes: searching for needles in a haystack." Genome research 15.12 (2005): 1746-1758.

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