恢復猛獁象的基因是否能對抗全球變暖影響?

2021-01-15 博科園
博科園:科學科普-生物學類

新澤西州澤西市——長毛猛獁象已經滅絕了4000多年,但是通過新的基因編輯技術,它們可以幫助減輕現代問題的影響:氣候變化。到目前為止,大部分的宣傳都集中在將這些毛茸茸的動物帶回生活中,使用它們的永久保存的DNA。但這一次,科學家們並不是想要一個「侏羅紀公園」的場景——他們並不是要像上個冰河時代那樣,把整隻猛獁象帶回來。

哈佛大學(Harvard)和麻省理工學院(MIT)的遺傳學家喬治·丘奇(George Church)說,他們希望將猛獁象的一些古老基因與現在的亞洲象(Elephas maximus)融合在一起,以增強大象對寒冷的耐受性。我甚至不認為有必要」把整個長毛象帶回來,認為一些古老的基因將會起到更大的作用,通過增加瀕危大象的生存機會,然後再將它們重新引入地球的北部地區。在那裡,經過基因改造的大象將會在冬天使樹木保持溫暖,從而恢復一個氣候友好的生態系統。

恢復草原

當猛獁象在一個被稱為「猛獁象草原」的北部地區遊蕩時,這個生態系統就富含草。但在長毛猛獁象(Mammuthus)滅絕後,其他食草動物離開了該地區,草被灌木和苔原生態系統取代,哈佛長毛象復興團隊說:這是「人類驅動的氣候變化的貢獻」。「生活在過去的大象——以及未來的大象——將樹木推倒,讓寒冷的空氣進入地面,在冬天保持寒冷,它們幫助草生長,並在夏天反射陽光。這兩個因素的結合可能導致土壤的巨大冷卻和豐富的生態系統。

在沒有大型生物來撞倒樹和踐踏雪的情況下,相反的情況發生了,因為高大的樹木和鬆軟的積雪使凍土層在冬天保持溫暖。「鬆軟的雪就像一條羽絨被,讓溫暖的夏季土壤遠離了零下40度的冬季風,樹木在夏天吸收光和熱,在冬天保持冷風。隨著溫度的升高,永久凍土層的融化和甲烷等溫室氣體的釋放也會隨之發生。事實上,據國際能源署(International Energy Agency)的數據,1400億噸碳——相當於去年化石燃料和工業產出的43倍——有可能在永久凍土層融化的情況下進入大氣層。

我們星球上的大象現在不能忍受草原的寒冷氣候。因此,我們的想法是使用基因編輯技術,比如CRISPR,將古老的健壯基因從猛獁象插入到亞洲象細胞中,並創造出可能長成大象猛獁象的胚胎。可能只有44個基因足以使它們適應寒冷。他希望插入其他一些能夠幫助大象在其他方面——比如基因,可以讓他們吃某些毒素,從而提高植被的範圍可以咬,或基因減少圖大小,所以他們不太可能被挖走。由於將胚胎植入大象的倫理問題,科學家們希望能夠在實驗室中培育出猛獁-大象的雜交後代,但這是否有可能還有待確定。

首先,研究人員將在實驗室中嘗試從小鼠胚胎中培育老鼠,到目前為止,他們已經成功地將一些猛獁象的基因植入了實驗室的大象細胞中,例如那些毛髮生長或脂肪產生的細胞,根據之前的一份現場科學報告。當然,還有很多問題。例如這些基因如何與其他基因相互作用?胚胎能在實驗室環境中存活嗎?在今天的生態系統中,這些大型混合動力車將如何發展,它們會改變它們嗎?當然,也有倫理方面的考慮:即使人類能夠操縱生態系統,他們也應該這樣做嗎?

博科園-科學科普|文:Yasemin Saplakoglu/Live Science

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