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科学家成功培养出杂交胚胎,以拯救几近灭绝的北部白犀牛

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若你在十年前问托马斯·希尔德布兰特(Thomas Hildebrandt),他是否能拯救濒危的北部白犀牛,他的答案可能会令你沮丧不已。北部白犀牛的数量早已锐减到个位数,而仅存的几头又存在严重的繁殖问题。

希尔德布兰特博士是莱布尼茨野生动物研究所(Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research)的一名野生动物繁殖生物学家,同时还在柏林自由大学(Free University of Berlin)执教。他说:“我们本以为北部白犀牛的故事要结束了。”世界上最后一头雄性北部白犀牛名叫苏丹(Sudan),已于今年春天在圈养地去世。这之后,北部白犀牛的前景在他看来更加黯淡。

但就在周三,希尔德布兰特博士和一些同事在《自然通讯》(Nature Communications)期刊上发表论文称,北部白犀牛的故事其实还未结束。

利用北部白犀牛的冷冻精子和近缘物种南部白犀牛的卵子,科学家培养出了可将其移植到“代孕妈妈”南部白犀牛体内的杂交胚胎。

论文作者之一、捷克共和国德·克劳福动物园(Dvur Kralove Zoo)国际项目总监简·斯泰斯卡尔(Jan Stejskal)在周二的新闻发布会上称,恢复纯种北部白犀牛的数量需要长期的奋斗。在实现这一目标的过程中,实验室的这项成就只是其中很初级的一步。

全世界的多个科研团队现正通力协作,寻求高科技手段拯救现已功能性灭绝(functionally extinct,指该物种因其生存环境被破坏,数量非常稀少,以致在自然状态下基本丧失了维持繁殖的能力,甚至丧失了维持生存的能力——译注)的北部白犀牛。世界上现仅存两头雌性北部白犀牛,它们是一对母女,名为娜津(Najin)和法图(Fatu),生活在肯尼亚的奥佩吉塔保护区(Ol Pejeta Conservancy)。

其中一种方法是将北部白犀牛的精子和卵子进行体外受精。这就需要先在培养皿中培养出早期胚胎,再将其转移至代孕的南部白犀牛(即另一个亚种)体内进行发育。

希尔德布兰特博士和同事们正在探讨这种方法的可能性。他们拿来四头雄性北部白犀牛的冷冻精子样本,利用其中一份样本成功地让两头雌性南部白犀牛的卵子受精,总共培养出四个杂交胚胎。另外,他们还培养出三个南部白犀牛纯种胚胎。

下一步是将南部白犀牛的胚胎或者杂交胚胎植入“代孕妈妈”体内。据论文作者之一、Avantea 公司创始人兼总经理西泽尔·加利(Cesare Galli)介绍,这一步会在未来几个月内实现。Avantea 是一家设立在意大利的动物繁育生物技术公司。

如果那一步成功了的话,研究人员将能说服肯尼亚当局让他们提取娜津和法图的卵子,然后用储存下来的北部白犀牛的精子对这些卵子进行受精。希尔德布兰特博士说,他们团队希望能通过这种方式,在未来三年内,借由“代孕妈妈”生下第一头纯种的北部白犀牛。

这一策略的一大缺点是,两头雌性北部白犀牛和四头雄性北部白犀牛的基因库非常有限,可能会导致严重的近亲繁殖问题。

有鉴于此,希尔德布兰特博士的团队和非营利组织圣地亚哥动物园国际(San Diego Zoo Global)的一组研究人员还在探讨另一种方法,即利用所谓的诱导性多功能干细胞(也称为 iPS 细胞)。此类细胞已被重新编程,犹如空白的画布——它们可变成北部白犀牛体内的任何一种细胞,其中就包括卵子和精子。

这是一个切实可行的策略,因为研究人员已经将北部白犀牛的皮肤细胞制作成 iPS 细胞(虽然还不是卵子和精子),而圣地亚哥动物园曾经采集过 12 头北部白犀牛的皮肤细胞,从而能够保证遗传的多样性。

然而相应的弊端则是,采用 iPS 细胞技术需要更长的培育时间。据希尔德布兰特博士估计,也许要十年左右。

他说,与此同时,寻求更为迫切的方法对娜津和法图的卵子进行体外受精是非常重要的。尤其是由此孕育成功并生下来的小犀牛,要趁这两头雌性北部白犀牛还活着,在它们身边长大或者由它们教导进行社交活动的话。

这项新研究的复杂技术受到了环境保护科学家们的普遍喝彩,不过也有一些科学家对太过依赖高科技手段表示了担忧。

国际犀牛基金会(International Rhino Foundation)执行董事苏希·埃利斯(Susie Ellis)称,“从培养出一个胚胎到切实生出犀牛来有很长一段路要走,而从成功培育出一头犀牛再到培育出一群犀牛则有更长一段路要走。”

她担心这种技术可能会“喧宾夺主”,将大伙的注意力从保护北部白犀牛的栖息地或者支持至关重要的实地保护工作中转移开来。

辛辛那提动物园(Cincinnati Zoo)濒危野生动物保护与研究中心(Center for Conservation and Research of Endangered Wildlife)主任泰瑞·罗斯(Terri Roth)表示,拯救北部白犀牛,又或者任何物种,最终都需要从多个方面入手。

“我们都应该来想想办法,越多越好,”她说,“不要否决它们中的任何一个,因为我们无法预知未来会发生什么事。总之一切多多益善。”

翻译:熊猫译社 彭喻俞

题图为肯尼亚莱基皮亚(Laikipia),最后两只雌性北白犀在保护区休息。图片版权:视觉中国

© 2018 THE NEW YORK TIMES

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