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Dec. 28 2017

滅絕物種真的能復活嗎?袋狼基因體現生機

  • 滅絕物種真的能復活嗎?袋狼基因體現生機

    滅絕物種真的能復活嗎?袋狼基因體現生機

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最新定序的基因藍圖,有望協助科學家複製這種已在1980年代宣告滅絕的掠食性有袋動物。

袋狼又叫做塔斯馬尼亞虎,是一種有袋類掠食動物,最後的活體目擊紀錄是在1930年代。
TAXIDERMIC SPECIMEN, AMERICAN MUSEUM OF NATURAL HISTORY, NEW YORK

一具108年前保存下來的袋狼寶寶標本,為研究人員提供了充足且保存良好的遺傳物質,讓他們定序出這種動物的完整基因體,為已滅絕動物創造出品質絕佳的基因藍圖。

根據這個月出版的《自然:生態學與演化》,袋狼的基因體揭露了這種有袋動物的演化,以及邁向滅絕的衰亡細節,這對複製袋狼的計畫是關鍵的一步,甚至可能讓這個物種起死回生。

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↑↑↑↑↑超狂科學構想片。我們應該讓滅絕物種起死回生嗎?滅絕物種復興(de-extinction)曾經只是科幻構想,現在即將成真。學者正在試圖找回旅鴿和長毛象等動物,且看他們討論這些研究的意義。

袋狼又叫做塔斯馬尼亞虎,是一種體型如狼的肉食性有袋動物,曾經廣布澳洲。袋狼在3000年前於澳洲大陸滅絕,但是在南邊的塔斯馬尼亞島倖存下來,直到獵人在20世紀早期將袋狼逼至絕境(原因可能是為了保護牲口)。

已知最後一隻袋狼於1936年在荷巴特動物園(Hobart Zoo)過世1這隻名叫Benjamin的袋狼,在動物園住了三年後死於極端天氣事件。澳洲博物學家 David Fleay有錄下牠生前的生活影像,但是這個物種有可能在野外存活到至少1940年代。該物種在1982年宣告滅絕。

學者想要進一步研究袋狼的基因,以幫助他們了解這種掠食性有袋動物為何外貌與行為都演化得和狼如此相像。這兩類動物的最近共同祖先可追溯回約160萬年前,但牠們卻各自在世界的不同地區,保有非常相似的生活型態。

「在我們探究過的任兩個物種當中,袋狼和狗〔或狼〕是至今趨同演化最相近的例子。」這篇論文的主要作者,澳洲墨爾本大學的安德魯.帕斯克(Andrew Pask)說。由於科學家已經掌握狗和近緣物種的基因體,因此定序這種滅絕動物的基因體,能夠協助他們尋找基因中的趨同相似處,有助於從分子層面了解演化。

「如果兩種動物適應到外表看起來幾乎一樣,這會反映在牠們的基因體上嗎,你真的能在牠們的DNA上找到演化得非常像的部分嗎?」他說。

化腐朽為神奇的標本

2008年,帕斯克的團隊首度取出滅絕物種的遺傳物質,並且讓它在活體動物身上運作,他們將與硬骨、軟骨發育有關的袋狼DNA注入老鼠胚胎中。

由於他們當時使用的DNA序列已經高度降解,幾乎不可能定序出完整的基因體。博物館裡大約藏有750具袋狼標本,大部分都是毛皮和骨頭,可用的DNA非常少。但是,有13隻幼獸從袋狼媽媽的育幼袋中被取出,並保存在乙醇裡;其中一隻幼獸標本的遺傳物質保存狀況出奇地好。

「這隻育兒袋階段的幼獸標本相當神奇,DNA不只完整,品質更是一級棒。」帕斯克說。

團隊將完成的基因體和狗做比較,發現雖然這兩種動物的長相與行為奇妙地相近,但這兩種動物的基因實際上並沒有獨立演化出相似之處。帕斯克說,牠們的基因在發育過程中的啟動和關閉時機,可能具有相似性。後續研究計畫將進一步探索這點。

但研究人員也確實有新發現:袋狼族群的遺傳多樣性,大約在7萬年前至12萬年前期間驟降。這出乎意料之外,因為科學家長久以來都認為這種動物的多樣性在更晚近的時期才下滑。

「我們一直都假定袋狼和袋獾一樣,在孤立於塔斯馬尼亞島之後遺傳多樣性才嚴重受限,那不過是距今1萬至1萬5千年前的事,當時連接澳洲大陸的陸橋封閉了。」帕斯克說。

另外一個解釋,可能是這個物種受到氣候變遷的影響(植被大約在同時期隨氣候改變)。研究結果顯示,早在原住民約6萬5千年前抵達澳洲以前,袋狼在澳洲大陸的族群數量就已經下降了。

物種真能起死回生?

人類的狩獵最終掃光了袋狼,有些專家因此希望新的基因體或許某天能成為救活滅絕動物的工具。

「在所有晚近滅絕的動物中,袋狼的滅絕無庸置疑要怪我們,所以或許袋狼和旅鴿都應該是候選動物。」英國杜倫大學的演化生物學家與古DNA專家羅斯.巴奈特(Ross Barnett)說。

麥克.阿奇爾(Mike Archer)是雪梨新南威爾斯大學的古生物學家與滅絕物種復興(de-extinction)專家,他於2000年代主持一項探索袋狼複製的開創性研究計畫;在2013年,他的團隊成功複製另一種滅絕物種胃育蛙的胚胎2這次的複製手法和桃莉羊類似。可惜胚胎雖然有細胞分裂現象,但仍無法進入到蝌蚪階段。

「在這條路上還有很多工作要做,但是我認為帕斯克的團隊證明了一件事,那就是20年前我們認為荒謬不可行的事,現在已變得愈來愈可能達成。」阿奇爾說。

帕斯克雖然承認他很樂意把袋狼帶回世上,但是「製作出完整功能的基因體,和把基因體定序出來,是兩件非常不一樣的事情,所以眼前還有巨大障礙要克服。」儘管如此,他還是希望有一天有可能利用近緣的有袋動物,進而揭開基因體之間的全部差異,然後編輯這些差異來重新創造出袋狼。

他估算著說:「至少還需要十年,我們才會有技術開始復興滅絕物種。不過,你永遠猜不到這些技術發展的速度有多快。」

撰文:John Pickrell

編譯:石頤珊

延伸閱讀>>逆轉滅絕:物種大復興 / 遠古琥珀中發現飽食恐龍血液的蜱

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