行动中的去灭绝:科学家考虑将已消失的 DNA 重新注入黑足鼬种群

在博物馆和冷冻样本中发现的 DNA 将提高该物种的多样性

三百只黑足鼬生活在动物园和圈养繁殖计划中。还有数百只生活在野外。

BOB ROZINSKI 盖蒂图片社

1987 年,已知仅存 18 只黑足鼬,但由于圈养繁殖和强化管理,现在这种动物的数量已达数百只。然而,像许多从如此少量数量中恢复过来的物种一样,所有个体基本上都是同父异母的兄弟姐妹——基因上几乎是克隆体,对遗传健康问题、潜在的病原体或可能导致种群崩溃的环境变化具有相同的易感性。为了提高鼬的遗传变异性和长期生存几率,美国鱼类和野生动物管理局 (FWS) 正在考虑一项极端的措施:一项将种群中已丢失但仍存在于动物园和博物馆中长期死亡的标本中的 DNA 重新引入的计划。这项努力听起来可能不像复活猛犸象的梦想那样古怪,但它确实涉及复活随宿主死亡的基因——因此,这绝非易事。

黑足鼬的瓶颈效应比听起来更糟。在 FWS 近 30 年前从美国大草原拯救的 18 只个体中,只有 7 只将其基因传递给了后代。“每只黑足鼬都来自七个个体,”美国鱼类和野生动物管理局国家黑足鼬保护中心发言人 Kimberly Fraser 说。“如果换成七个人类,我们会变成什么样?”

去年,由 Long Now 基金会的 Revive & Restore 项目资助的遗传学家对两只活鼬的基因组以及 20 世纪 80 年代死亡并储存在圣地亚哥动物园冷冻动物园的一雄一雌两只鼬的 DNA 进行了测序。对这些配对的比较表明,遗传多样性存在于储存库中,可以通过例如克隆或 CRISPR 基因编辑等方式重新引入到活体种群中。这已在复活诸如旅鸽等物种的尝试中进行了探索,并且理论上可以用于创建冷冻鼬的克隆体,然后可以将这些克隆体与活鼬进行繁殖。克隆体的基因组也可以进行调整,以整合编码抗体的 DNA 序列,从而对抗两种常见的感染:鼠疫和犬瘟热。或者,可以去除使鼬易患这些疾病的基因。“再增加两位基因创始人?那将非常有意义,”Revive & Restore 执行董事 Ryan Phelan 说。


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鼬在这种斗争中具有一些优势:它是一种快速繁殖的动物,并且有近亲物种正在繁衍生息,可以用作初步克隆研究的代孕。但毫不奇怪,这种类型的基因改造面临着挑战,例如寻找足够的资金以及面临围绕涉及濒危物种的基因项目的法律障碍。然后是科学障碍,其中包括创建可行的克隆体的众所周知的难题,以及关于添加或删除哪些基因的漫长决策过程。Revive & Restore 团队计划在圣地亚哥动物学会的支持下,今年在培养细胞中开始初步的基因编辑工作,前提是能够找到资金和研究人员。

如果基因拯救能够帮助黑足鼬茁壮成长,那么它也许可以为其他保护主义者试图拯救的动植物发挥作用——包括几乎被壶菌消灭的 amphibian 以及正遭受传染性面部癌症蹂躏的近亲繁殖的袋獾。事实上,一项类似的基因恢复工作已经在进行中,以拯救北方白犀牛,这是一个仅剩三只个体的亚种。该尝试将采用已死亡的雄性犀牛的冷冻精子以及“人造配子”——被改造成含有恢复基因变异的性细胞的干细胞。开展这项工作的国际科学家团队最近在Zoo Biology上在线详细介绍了他们的计划,并写道:“除非做出非凡的努力来防止这种结果,否则[北方白犀牛]可以被认为是注定要灭绝的。”

在所有这些情况下,都存在伦理方面的考虑。例如,反对去灭绝的一个主要论点是,当有真正的 हाथी 需要拯救时,不应该浪费金钱来复活猛犸象,而且这些有限的资金可以更好地用于保护栖息地或支持反盗猎基础设施。然而,鼬项目将表明,去灭绝技术可以应用于对濒临灭绝的现有物种进行真正的保护。正如 Phelan 所说:“这是一个问题,即我们作为管理者在什么时候帮助那些不具备如果情况不同可能拥有的所有进化适应性的种群?”

FWS 的最终目标是在 30 个不同的种群中分布着 3,000 只繁殖的野生鼬种群,并且该机构计划最终将鼬恢复到它们最后一次在野外被发现的地方:怀俄明州米特西。但是,如果没有这种基因恢复努力,近亲繁殖可能会使这些动物再次陷入衰退甚至灭绝。“我不知道你是否可以在圈养繁殖计划中花费 100 年,并且拥有我们现在对基因的限制,”FWS 的 Fraser 说。“我希望 [基因拯救] 在我去世前发生。”

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