侏羅紀世界:復活恐龍有多難

尋夢新聞LINE@每日推播熱門推薦文章,趣聞不漏接❤️

加入LINE好友

科幻電影《侏羅紀公園》中,講述了一個如何復活恐龍的故事。生活在恐龍時代的雌性蚊子吸取了恐龍的血液,並及時地被樹脂所包裹,形成了琥珀化石,科學家通過提取蚊子體內的恐龍血液中的DNA,就克隆出活的恐龍來了。

然而這個故事真的可信嗎?

真核生物的遺傳信息主要儲存在細胞核內的脫氧核糖核酸(DNA)中,DNA在細胞核內以雙鏈配對,形成高度螺旋化的染色體,伴隨著細胞的分裂而復制。生物的DNA里包合了幾乎所有的遺傳信息,也就是說,獲得了一個生物的DNA序列就相當於獲得了這個生物體的幾乎全部信息,如果技術足夠發達,我們可以通過基因序列來合成一個生物。

侏羅紀公園系列電影就基於這樣的理論,讓電影里的科學家通過琥珀里蚊子體內的恐龍血復活了恐龍。但事實上,DNA在理想條件下的半衰期,即有效序列信息消失一半的時間,大約為500年。也就是說超過10萬年的樣本中幾乎不可能提取出有效的DNA信息了。而目前科學家找到的最久遠的有意義的古生物DNA序列大約來自70萬年前,並且只是破碎的短序列片段,距離完整的基因組還有很大距離。非鳥類恐龍已經在大約6 550萬年前的大滅絕中消失,想要從化石中取得有意義的恐龍DNA,在現在看來似乎是不可能的。

巨大的腕龍、靈巧的伶盜龍,還有兇猛的霸王龍,從1993年第一部侏羅紀公園主題電影上映,到第五部《侏羅紀世界:隕落國度》,遠古絕跡生物成為許多人夢寐以求的身影。隨著生物技術的不斷進步,基因編輯、生物合成不再陌生,現在,我們能否通過基因工程技術將活在銀幕上的滅絕物種復活,打造現實版的侏羅紀公園呢?

換個思路:合成一只恐龍?

如果我們轉換思路,不去尋找恐龍的古DNA,而是直接合成一只恐龍呢?就像侏羅紀世界中科學家結合了多種生物的DNA序列創造出的暴虐龍。近30年來的古生物學研究揭示了現代鳥類起源於獸腳類恐龍,也就是說,今天窗外的麻雀和白堊紀的霸王龍其實在演化過程中是表兄弟關係。那麼我們有可能通過修改現代鳥類的基因信息來復活恐龍嗎?

2015年,耶魯大學的Anian課題組通過對雞胚胎的基因編輯,使雞原本在發育過程當中消失的牙齒保留了下來。但涉及生物倫理問題,這批雞胚胎並沒有最終孵化成「恐龍雞」。Anian表示不想創造類似「恐龍雞」的物種,只想了解恐龍長滿牙齒的嘴是如何在演化中變成鳥喙的。

理論上,我們有可能通過修改現代鳥類的基因組來獲得一種更像恐龍的生物,這也是侏羅紀系列電影中科學家創造恐龍的思路。但在非鳥類恐龍向鳥類轉變的過程中,至少有上百個特徵發生了變化,每個特徵的背後是多種基因共同調控的結果,我們今天還沒辦法完全破譯這些複雜的調控網路,再加上生物的個體發育需要大量基因按照時空順序精密調控,貿然修改部分序列可能會導致整個系統的崩潰。就好像我們拿到了一本書,但卻沒有辦法正確地閱讀,因此修改書中的內容也就無從談起。

選近點的合成?

雖然復活恐龍短期內還看不到成功的希望,但不少科學家對於復活一些最近才滅絕的生物充滿信心。在西伯利亞的凍土層中,科學家找到了不少猛獁象的屍體,由於時間太短不足以讓這些動物的遺骸變成化石,科學家也從這些珍貴的標本中提取出了有意義的基因片段,甚至重建了猛獁象的基因組,復活似乎只是時間問題。

早在1997年,科學家就得到了克隆羊「多利」。之後,各國科學家又陸續克隆出豬、牛、猴等其他也動物。目前,已經有二十餘種動物被成功克隆,其中絕大部分別是哺乳動物。但還沒有任何鳥類或其他爬行動物,其原因在於它們和哺乳動物不同的生殖系統。廣義上的爬行動物(包括鳥類)沒有子宮,—般為卵生。—方面,對卵細胞進行克隆的操作還存在困難;另一方面,我們對爬行動物的發育過程與基因調控了解甚少,這也增加了克隆的難度。

除了復制基因,人造細胞的產生也是一個方向。2010年5月20日,美國生物學家文特爾(Craig Venter)率領的研究小組在科學雜誌上報導了首例人造細胞,這是有史以來人類創造的第一個能夠自我復制的細胞。他們將這個細胞命名為「辛西婭」(Synthia),它擁有大約900個基因,整個基因組序列包合超過100萬個鹼基對。但「辛西婭」是一個原核細胞,缺乏細胞核結構和很多真核生物必要的細胞器。直到2017年3月,大陸科學家宣布人工合成了真核生物酵母的4條染色體,標誌著現代科學已經有能力合成大片段、有活性的真核細胞染色體,這是人類在「合成生命」道路上邁出的一大步。

或許真有一天,合成生物學能幫助我們搭建生命,復活那些絕跡生物,當然這不可避免地將涉及更多的問題,比如倫理、生態等。但是無論怎樣,我們的想像力和創造力都不應被限制。