启动复活“时间机器”灭绝动物将重返地球？

弗吉尼亚·格温

科学家们利用凝结在琥珀中的，史前蚊子体内的恐龙血液提取出恐龙的遗传基因，加以修补和培育繁殖，将已经绝迹6500万年的史前庞然大物复活了，使整个努布拉岛成为了恐龙的乐园。这是科幻电影《侏罗纪公园》中的经典桥段。

如今，随着生物科技的飞速发展，电视中的科幻情节已经被科学家列入议事日程。或许不远的将来，在地球上曾经出现过、但已灭绝的具有重要意义的著名物种，能够搭乘“时间机器”重返地球。如果远古动物能复活的话，远古人类也有可能被复活吗？

启动复活“时间机器”之门

亨德里克·博伊纳的父亲乔治·博伊纳，一位痴迷于琥珀中昆虫的病理学家，花了自己的一生探索史前动物，追踪物种的外观、运动、生存和灭绝。

78岁的乔治，通过关注被困在琥珀中的生物，发现了古老生态系统的运作。他发现了世界上已知的最古老的蜜蜂和蘑菇，辨别最早开花的植物性别的证据，导致莱姆病的细菌的化石祖先等等。发现的镶嵌在琥珀中的一只蚊子，具有划时代的意义，推动了古DNA的研究。随后便出现了复兴灭绝物种的概念，并促成了迈克尔·克莱顿的小说《侏罗纪公园》被拍成电影。

乔治在俄勒冈州立大学任荣誉教授，他一直专注于研究琥珀中的生物。亨德里克花了几年时间，穿过洞穴采样、保存粪便，探测多年冻土，参与挖掘万人坑，在这些过程中都发现了保存完好的DNA，这些DNA可以揭示古生物的生活、死亡和进化。除了猛犸象基因组测序，亨德里克还重建了已灭绝的巨型树懒的饮食，揭穿了人类免疫缺陷病毒（HIV）的起源假说，并完成导致黑死病菌的基因组测序。

乔治为探索灭绝物种做出了重大的贡献。后来，亨德里克创造了灭绝的生物蓝图。有这些图纸在手，科学家已经开始通过研究它的近亲，来探索如何重新创建一个已灭绝的物种的基因组。例如，与已灭绝候鸽血缘最近的鸟类，名为斑尾鸽，生活在美国西部和加拿大地区。科学家发现，可以通过剪接其基因到斑尾鸽的基因组中复活候鸽。

哈佛大学医学院的遗传学教授乔治·切奇也正在努力改变大象的基因，使它们更像猛犸象，这有助于猛犸象的复活。澳大利亚研究人员已经开始对塔斯马尼亚虎的基因组进行测序，希望复活已灭绝的有袋动物。

复活灭绝动物的前景鼓舞了环保主义者，他们想要通过这种方法来恢复生态系统。全世界已有各种各样抵抗物种灭绝的科学研究。2012年“复活与重建”（简称RR组织）非盈利机构成立，其功能就是让分散在世界各地研究室里的研究项目彼此联系，总体推进抵抗灭绝运动，让其有序运行。

虽然复活已灭绝动物不会立即发生，但随着技术的发展，不难意识到，我们离复活已灭绝物种有多近，但我们又是多么的准备不足。“谁不想看猛犸象？”亨德里克说。乔治希望在他有生之年能看到复活的新猛犸象。

古老琥珀的惊人发现

和很多科学发现一样，寻求复活古老的物种开始于一个偶然的发现。1980年，乔治·博伊纳和他的未婚妻罗伯塔·赫斯——一个电子技术人员，打开了一个4000万年的波罗的海琥珀，其中包含有一只保存十分完好的雌性苍蝇。

那时乔治44岁，他一直都在试图确定，是否细菌孢子可以在琥珀中生存几百万年，并努力追寻现代疾病的起源。当乔治还是一个小男孩时，他的母亲给了他一本书，其中有一张象鼻虫困在琥珀里的照片，这张图引发了他对被困在树脂化石中的昆虫和其他古老生物的兴趣。

作为加利福尼亚大学的昆虫学教授，乔治研究昆虫和寄生虫，并前往多米尼加共和国、加拿大、墨西哥和欧洲北部的琥珀热点地区收集、记录并描述被困在树脂里的东西。遗憾的是，他看到的样品没有完整的细胞结构。当罗伯塔透过显微镜观看这只包裹着苍蝇的琥珀样品时，她很惊讶地发现了线粒体、核糖体、肌肉带和细胞核，它们组成了细胞的基因组。

当这一发现发表在1982年的《科学》杂志上后，引起了很多科学家的关注，提出了一个发人深省的问题——既然细胞核包含了细胞的遗传物质，那么科学家能够复活古DNA吗？如果是这样，DNA将作为一种生物的“时间机器”，有效地帮助科学家重新审视地球的过去以及物种的进化。

虽然，有的科学家在考虑这一想法，但大多数的科学家认为这个想法似乎有些牵强。

分子遗传学已经重塑生物学，并强调基因的作用，但可用的方法是比较原始的。如果要描述一个古老的DNA片段，科学家首先必须克隆它。这意味着要从组织中提取它，把它经过酶解处理然后再繁殖。最后确定“核苷酸”的字母顺序。即使DNA可以从保存在琥珀中的组织里提取出来，它也很可能只是碎片，这使分离古老基因成为一个艰巨的任务。

乔治和罗伯塔的发现吸引了很多科学家，他们自发联合形成了一个科学家研究组，他们的目的是从琥珀中提取被困物种的古DNA并对这些已灭绝生物的基因进行排序，恢复休眠的生命形式。

该研究组通信一年多后，1983年3月，终于在蒙大拿州波兹曼会面了，在那里他们都在认真思考着每一个成员的想法。一只吸了恐龙血的蚊子可能被困在琥珀里，恐龙的白血细胞可以保存在蚊子的胃里。如果是这样的话，他们可能会把白细胞的细胞核移植到去除细胞核的青蛙或者其他动物的蛋中。然后，通过使用标准的组织培养方法，就可以在实验室里培育出恐龙的组织。

在当时，复活已灭绝的生物确实很疯狂，因此，研究组决定秘密进行这项工作。“我们以为他们会取笑或不认真对待这件事，所以还是让我们秘密研究吧。”乔治回忆。他们也考虑了道德困境，这个问题今天仍然困扰着科学家。复活一个已经灭绝的物种是好事，还是只是出于科学的好奇心？如果研究出来的被复活物种不适应当前的环境，或者它会感到痛苦怎么办？如果被解除休眠的病原开始传播疾病又怎么办？

当时，乔治已经开始和他的同事，分子生物学家艾伦·威尔逊合作，艾伦·威尔逊刚刚从一块140年的斑驴的毛皮里克隆出其基因片段，斑驴是一种已经灭绝的棕色和白色条纹的斑马的亲缘动物。此举第一次证明了DNA可以从已经死去的生命组织中复制得来，伯克利很快成了古DNA研究的温床。科学家们在琥珀样本中发现了一些昆虫化石的DNA证据，但不排除含有微生物或人类DNA的污染。然而，不久，项目资助基金被拖延，威尔逊又被诊断出癌症（卒于1991年），该项目只好被搁置。

鉴于此，乔治失去了希望，直到六年后，亨德里克的加入。

探寻提取古代DNA

作为一个男孩，亨德里克有时会跟着爸爸到野外收集昆虫，但他更愿意在乔治的实验室里待着。他喜欢玩变干了的、恐怖的蠕虫，它们可以一触摸就碎裂，也可以通过几滴水起死回生。他开始着迷于它们的假死状态——徘徊在生死之间。

像他的父亲一样，亨德里克喜欢思考塑造自然世界的事件。但他承认，他对父亲仅仅基于观测提出的有限的解释感到沮丧。“我需要更具体的答案，”他说，“我想了解能让生物处于一个活跃状态的分子机制。”

这样，亨德里克不得不研究长期休眠的或已死的生物体的基因。一些科学家认为，古DNA可以持续数千年，部分是因为当DNA在微生物、阳光、温度和湿度的作用下分解成较小的碎片。在上世纪80年代末，作为一个加州州立理工大学的在读分子生物学研究员，亨德里克决定对DNA进行测试。由于琥珀中的古代动物和植物组织保存得很好，琥珀自然成了寻找保存完好的、可以追溯消失的动植物的故事之最佳载体。

亨德里克开始在加州理工大学微生物学家劳尔·卡诺的实验室工作，并与他的父亲联手研究，他的父亲急切地把他从多米尼加共和国收集到的，包裹着无刺蜂的40亿年历史的琥珀样品给了亨德里克。为了能提取无污染的DNA，亨德里克开发了一种新的方法。他迅速把琥珀冻结于液氮中（液氮廉价且对细胞无害），然后加热，琥珀就会破裂，露出内部组织就可以提取DNA。亨德里克恢复了几个短的基因片段，但它仅仅代表了蜜蜂的遗传信息的很微小的一部分。乔治作为作者之一，亨德里克把研究结果作为第一篇学术论文，于1992年发表在《医学科学研究》上。

第二年，博伊纳父子和卡努，报告他们所研究的从一个120亿年历史的琥珀包裹的象鼻虫的DNA序列。他们把研究结果发表在《自然》杂志上，当时，恰逢电影《侏罗纪公园》首映。

几年前，乔治得知他和罗伯塔在克莱顿1982年的小说致谢中被感谢过。乔治的波罗的海苍蝇细胞核使克莱顿相信恐龙的DNA也可能是从包裹有蚊子的琥珀中提取出来的。当博伊纳父子的论文发表后，一些记者问亨德里克和乔治同样的问题：灭绝的动物有可能起死回生吗？在电影的首映之夜节目中被采访时，亨德里克很肯定地表示恐龙不再漫游地球。

接下来的十几年，越来越多的研究人员进入各个领域急于寻找并研究古DNA。科学家把一种新的、强大的聚合酶链反应（PCR）技术运用到这一领域中。聚合酶链式反应是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可以被看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点，是能将微量的DNA大幅增加。因此，无论是化石中的古生物、历史人物的残骸，还是几十年前凶杀案中凶手所遗留的毛发、皮肤或血液，只要能分离出一丁点的DNA，就能用PCR加以放大，进行比对。

研究者们争相超越彼此，发现愈发古老的DNA序列。其中，一个令人难以置信的研究结果声称发现 80万年前的恐龙化石DNA测序，但很快就被发现PCR研究很不成熟，因为此过程中有很多潜在的污染。也就是说，研究得到的DNA序列很有可能是已经污染的样品。

在上世纪90年代末，亨德里克和瑞典古生物学家斯万特·帕博合作进行研究。帕博和亨德里克承认，他们早期的一些研究样本可能受到污染。所以他们用新的办法来解决这一问题：实验室为避免试验品和样本污染而进行了独立复制（比如，灭菌的屋子，通过漂白和紫外照射去除潜在污染）。

2000年，亨德里克在《自然》杂志上概述了确保研究结果权威性的标准，题为“研究古DNA：正确还是根本就是错误的”。

首次复活灭绝物种

当研究人员试图重建古代基因组时，世界上的第一次复活灭绝物种事件已经悄悄地发生了。在2003年，西班牙科学家们将一种1999年灭绝的西班牙野山羊的细胞植入普通母山羊的卵细胞中，然后让母山羊人工受孕。在进行了57例实验后，最终7只母山羊受孕成功，并有一只最终度过危险的孕期，产下一只4斤多重的西班牙野山羊。这是人类历史上第一次克隆出已灭绝的动物。可惜的是不到10分钟，这只小羊因为肺部旁边多长了一个巨大的如肝脏一样硬的叶片而窒息死亡。

胃育蛙基本满足复活条件

灭绝动物的复活至少要有三个条件，一是要找到没有被污染的已灭绝动物的活细胞，二是技术，三是要有让复活后的动物能生存的环境。

既充满希望也存在遗憾的是，目前，能基本满足这三个条件并能在实验室复活的动物是澳大利亚的一种在1983年灭绝的胃育蛙。

2013年初，澳大利亚研究人员克隆出了一个活了几天的胃育蛙胚胎，尽管克隆出的胃育蛙并没有长成蝌蚪和幼蛙，但这已经是复活灭绝动物的开创性成就，其地位似乎能与克隆羊多利相媲美，甚至胜过多利，因为多利遗传物质DNA的供给者并非灭绝动物，而胃育蛙是已经灭绝的动物，它们的DNA被保存了三十多年。

澳洲有两种以胃部孵化方式孕育的蛙类，一种就是胃育蛙，另一种是孵溪蟾，于1984年灭绝。这两种蛙类都以独特的方式孕育后代。

澳大利亚悉尼的新南威尔士大学的古生物学家迈克·阿彻和保护生物学家迈克尔·马赫尼等人，从事的“拉扎勒斯项目”就是专门复活胃育蛙的。不过，被用于克隆的DNA并非是胃育蛙1983年灭绝后提取的，而是在其濒临灭绝的1979年保存的部分包含DNA的组织。

5年来，阿彻等人采用与产生克隆羊多利相似的技术，以体细胞核转移技术来复活胃育蛙 。2013年初，研究人员以澳洲的大青蛙为供卵者，在提取大青蛙的卵子后，用紫外光灭活大青蛙的细胞核，然后把保存的已灭绝的胃育蛙的DNA植入细胞核已灭活的大青蛙卵子中。结果，几周后，有一个卵子活动起来，而且存活了3天，长成了一个囊胚。经过DNA检测证明，这个囊胚包含的遗传物质是胃育蛙的，证明了克隆灭绝的胃育蛙获得初步成功。

克隆已灭绝的胃育蛙的初步成功让人们看到了复活灭绝动物的希望，猛犸象、渡渡鸟、古巴红金刚鹦鹉以及新西兰的恐鸟等都有可能被复活。迈克·阿彻对此更是信心满满。他认为，他们能让胃育蛙死而复生，现在，前进的障碍是技术问题，而不是生物问题。

有望复活猛犸象

正如迈克·阿彻一样，一些人认为，对于已灭绝动物和濒临灭绝动物，克隆是挽救和保护它们的相当重要的途径。已灭绝的胃育蛙的部分克隆成功和克隆羊多利的完全成功为克隆灭绝动物提供了某种技术保证。

但是，克隆动物的一个最主要的条件是，要获得被克隆动物的DNA，这对于还处于存活状态的濒危动物来说并不难，但是，对于已灭绝的动物来说就比较困难，因为科学家通常难以获得保存完好的已灭绝动物的DNA，即便发现了它们的DNA，也可能存在着污染，因此克隆出来的动物是否为原来真实的灭绝动物也难以保证。当初，保存胃育蛙的DNA时，胃育蛙并未灭绝，所以保存的活组织是有相当生命力的。

这就对克隆灭绝动物提出了一个严酷要求，提取和保存的灭绝动物的DNA应当是有生物活性的，换句话说，不能超过其半衰期，否则DNA中的遗传信息便消失，克隆也成了无源之水。

尽管如此，除了胃育蛙，研究人员似乎在克隆灭绝动物方面也有了一些进展。在已灭绝的动物中，克隆难度最大也给人以很大希望的是猛犸象，因为它们生存的年代距离太久远。根据进化的时间表，约200万年前的地球冰河世纪，非洲象的一支进化为猛犸象。大多数猛犸象在1.2万-1万年前灭绝，可能有极少数在美国阿拉斯加州幸存下来，直到约公元前3750年才从地球上消失。现在，已知最后幸存下来的猛犸象生活在西伯利亚海岸附近的费兰格尔岛，它们在约公元前1650年灭绝。

2011年8月，俄罗斯研究人员在西伯利亚的冻土层中发现了一具1万年前灭绝的猛犸象遗骸，其骨骼化石中含有保存完好的骨髓。俄罗斯萨哈共和国东北联邦大学副校长瓦西里耶夫与韩国生物技术研究基金会的黄禹锡签订协议，计划开始克隆猛犸象。尽管黄禹锡曾深陷干细胞研究造假丑闻，但2005年他们的研究所成功培育出世界上第一只克隆狗史鲁比，获得了学术界承认。此后，黄禹锡的研究团队还成功地克隆了其他动物，如牛、狗和土狼，似乎克隆猛犸象也不在话下。

然而，克隆猛犸象的关键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细胞或组织，这是一项非常艰难的工作。不过，现在格里戈里耶夫等人在北冰洋一座岛屿上发现了一具雌性猛犸象尸体，这为找到猛犸象的活组织带来了希望。这头猛犸象的年龄介于50岁到60岁之间，死亡时间大约为1万年至1.5万年前。这是全球第一次发现雌性猛犸象尸体。而且，它的体内有部分血液以液态形式保存了下来。这有可能让研究人员从血液中提取活细胞和DNA，从而为复活猛犸象提供条件。

古人类能复活吗？

除了动物之外，复制古代人类也就不可避免地再次成为热议的话题。如果连猛犸象都能复活，古人类能否复活呢？

随着科学家们对复活猛犸象的研究，更多的人提出了复活人类的想法。因为从理论上来讲，冻僵的猛犸象的状况与人类的某些古尸有相似之处。人死千年之后会有两种情况。第一种情况是，有的千年古尸因周围特定环境的保护，仍有可能从中找到有活性或能复活的细胞。1984年11月，美国考古学家道伦在佛罗里达州的一个古池塘下，发现了两具保存完好的7000年前的古尸。由于当地植物、水生生物等沉积物形成的泥炭层将尸体包裹得严密无缝，以致他们的头颅骨中竟还完好地保存着脑组织、脑细胞。第二种情况是最常见的，即古尸历经千年早已腐化，其体细胞都已分崩离析。而最新的几项研究成果，使科学家重新看到了让古尸复活的曙光。瑞典乌普萨拉大学生物学家斯旺·帕勃教授从一具木乃伊上分离出了3000个DNA片段，并成功地储存在细菌中。当然，想在短期内复活一个2000多年前的人，这些数据还太少了，不过随着科学的发展，可能性将越来越大。

正如亨德里克和乔治所证明的， 古代DNA的发现创建了一个真正的时间机器，并且新的基因技术正在加速它的发展，正如在小说、影视里看见的一样，时间机器将会改变现状。随着研究的深入，我们相信越来越多的已灭绝物种将重返地球。