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灭绝物种复活?首个试管犀牛南北杂交胚胎诞生(2)

2019-05-11 11:15栏目:科技报

  南白犀的种群数量较为稳定,约有2万头。Hildebrandt相信它们与濒危的北部表亲严格来说是同一个物种,但是隔离已久。许多专家认为如此长久的隔离难以让少数雌性南白犀充当代孕母亲。

  Hildebrandt在机缘巧合下发现,可以用试管拯救濒危野生动物。上世纪80年代末,他在学习畜牧兽医学时,结识了未来的妻子。当时,她在东柏林的Charité医院担任分娩助理,正逢东柏林地区出生了第一名人类试管婴儿。试管婴儿技术激励Hildebrandt重新定位自己的研究重点,并就如何利用该技术复兴濒危物种撰写了一篇论文。“当时,没有人知道如何利用人工授精技术帮助濒危动物繁殖,就连大象专家也不知道,”Hildebrandt回忆说。

  人类试管婴儿技术已有几十年的成功历史,方法是在将人类卵子植入母体或代孕者子宫之前先在实验室中受精,但这一方法不能直接应用于其他动物。自从1978年推出以来,仅美国就有大约100万名婴儿在该技术的帮助下出生。但是,不出所料,有多少物种,就几乎有多少繁殖方法。举例来说,熊猫每年只有几天能够受孕;鞭尾蜥蜴在没有雄性干预的情况下制造胚胎;果蝇具有巨大的精子(果蝇体长只有3毫米,而精子的长度可达5厘米)。

▲卵母细胞浆内单精子注射。(来源:《自然·通讯》)

▲卵母细胞浆内单精子注射。(来源:《自然·通讯》)

  甚至在近亲之间(例如不同种类的犀牛之间)也有差异,所以Hildebrandt必须为每一位新的犀牛“患者”开发或改进独特的工具和程序。提取卵子是这项工作中最需要细心的部分。尽管Hildebrandt已因通过黑犀牛的直肠到达卵巢提取卵子获得了专利,但收集白犀牛的卵子需要再将工具扭转一个角度。定制的探针仍然穿过直肠,但它的长度必须达到1.8米,以便兽医将其穿过主血管。如果血管被刺破,会导致雌性犀牛出血。这样的风险要求团队极其小心,毕竟世界上只剩下两头北白犀了。

Hildebrandt(中央)正在从北白犀体内取卵,操作不慎可能导致动物死亡(来源:PopSci)

Hildebrandt(中央)正在从北白犀体内取卵,操作不慎可能导致动物死亡(来源:PopSci)

  “在利用新技术拯救濒危物种时,我们并没有反复试验的奢侈,”Hildebrandt表示,“精确至关重要。”因此,他一直使用南白犀作为人工繁殖的实验对象。他和他所在的9人研究小组花费了两年时间来完善手术操作。他们已经成功地从欧洲动物园的14头雌性南白犀体内采集了卵子,结果也没有一头犀牛产生健康问题。

  即使Hildebrandt成功创造了多头小牛,它们也可能无法构建一个能够有效繁殖的群体。两头活体雌性犀牛和来自五头雄性犀牛的精子不会为基因库提供足够的多样性(特别因为Najin是“苏丹”的女儿,Fatu是它的孙女,情况更加严峻)。不同的基因会阻止不良突变的迅速蔓延并避免种群的削弱。研究人员的最大希望来自圣地亚哥动物园的潜在合作者。这座动物园拥有12名成年北白犀的冷冻细胞。加利福尼亚州斯克利普斯研究所的干细胞生物学家Jeanne Loring正在努力将细胞变成精子和卵子,但尚未成功。

▲一管冷冻的北白犀的人工诱导干细胞。(来源:nature.com)

▲一管冷冻的北白犀的人工诱导干细胞。(来源:nature.com)

  Ol Pejeta保护区首席执行官Richard Vigne承认,上述所有因素以及外加条件会使得拯救北白犀分外困难。未来的几代犀牛能否安全返回它们在中非的老家并不是当务之急。“我们致力于让更多的北白犀生活在地球上,”他说。他相信研究团队通过向世界展示北白犀的困境,可以为所有种类的犀牛提供支持,甚至可以为其他濒危动物带来帮助。

  Hildebrandt相信自己能够培育出一头小犀牛。他也毫不怀疑,科学家必须付出巨大的努力,才能让这一梦想成真。“我们必须拯救这个美丽的物种,野蛮的人类行为正在逐渐将它们逼向灭绝,”他说。但他也警告说,如果没有资金,努力就会功亏一篑。