一个人的计划：复活我们无法拯救的动物

利维坦按：

据科学家推测，自地球诞生以来，曾经出现过的生物98%均已灭绝。于是有很多专家警告我们说，随着人类活动导致生物生存环境遭破坏、自然资源过度开发、污染和气候变暖，地球正在经历第六次物种大灭绝。如果这是真的要面对的未来图景，我们人类这次估计难辞其咎——即便“人类灭绝了地球上60%物种”的说法并不正确，但我们依旧需要考虑的是拯救这些濒危物种的深层动机。有人说，人类在此扮演了上帝的角色，通过技术手段恢复濒危物种、乃至重现已消亡物种，这直觉上看起来固然美好，但人类在自身道德愧疚基础上的“上帝之手”是否真的必要？毕竟，上帝并不需要拯救祂自己，而人类说到底，还是为了拯救自身。此刻，塔利斯·马特森（Tullis Matson）乘坐的直升机正位于南非一个禁猎区上空。直升机盘旋于灌木散布的灰色土地上，在被掀起的阵阵尘土中，他仅能辨认出一头奔跑的公象。

这头饱含着力量和恐惧的庞然大物在横冲直撞。大象腹侧已被射入两只含镇静剂的飞镖，但它仍在和麻醉药效抗争，不肯倒下。它惊慌失措地跑向附近的水坑。直升机在其前进的路上悬停以阻止它：这头大象如果倒进水里，便会溺水而死。

这一僵局很快被打破，大象跪倒在地，碾平一片灌木丛，直升机在几辆卡车旁降落。接下来是一个神奇场景。

一群人急急忙忙把大象翻了个面，帮助它顺畅呼吸。原本它是趴着的，现在是侧躺着。

53岁的马特森来自英国什罗普郡，穿着卡其色裤子，戴着墨镜，如同一个巡逻员。他在大象旁跪下，将它的生殖器套入一个像巨大避孕套的装置中。一个自然资源保护者放入一个探头，这个探头可以释放轻微电流，刺激大象的前列腺（进而刺激大象射精）。这一方法被称为电刺激采精法。

他们开始工作，完成精液收集工作后，他们收拾好仪器，爬上直升机在空中盘旋观察，直到大象苏醒、缓步离开。

马特森通过WhatsApp给我发了关于这一奇怪场景的视频，它拍摄于2019年10月。他说，这是有生以来最棒的经历之一。

采集的大象精液被带回马特森的农场存储，之后会被用于繁殖项目。英国皇家防止虐待动物协会（Royal Society for the Prevention of Cruelty to Animals，RSPCA）称，处于圈养状态的大象的死产率（死产指的是胎儿在分娩过程中死亡，译者注）和幼崽死亡率都很高。随着这一濒危动物将在未来几十年中面临绝种，自然资源保护者和大象庇护所合作，收集野生大象的精液样本，运送给其他地方的庇护所，这样或可通过人工授精提高后代存活率。

但马特森既不是巡逻员，也不是大象保护者。他经营着一家赛马人工授精公司，为英国什罗普郡的自家农场服务。该公司收集并存储获奖种马的精子以用于繁殖。他可能并非拯救动物王国的天选之子，但这确实是他正打算成为的。

马特森将他的手艺从马迁移到了濒危动物身上，并计划建立欧洲最大的动物细胞生物样本库。他于2020年12月成立了慈善机构“大自然保险库”（Nature’s SAFE），旨在收集5000万份基因样本，并把它们放入“时间冷冻库”，用低温储罐保存一些极度濒危物种的细胞，包括远东豹、黑犀牛和山鸡蛙。

他和切斯特动物园（Chester Zoo）、欧洲动物园与水族馆协会（European Association of Zoos and Aquaria）等机构，以及牛津大学的研究者等人员合作，希冀收集和保存精子样本——当然还有卵细胞和其他组织，有一天这些样本或可用于增加日益减少物种的数量，防止它们走向灭绝。

我们第一次交流时，他的机构才成立了一个月，已经收集了30份样本，包括塔马林猴、鼷鹿、哥伦比亚蜘蛛猴和豹变色龙。“我们所做的不过是杯水车薪，”他说，“我们想要做成‘千禧年种子银行’那样，成为动物王国的种子银行。”

濒危的杂色绢毛猴。© TIM FLACH

一直以来，自然资源保护者都被这一设想吸引：也许我们不仅能保护濒危物种，还能复活已经灭绝的动物。在过去几十年里，为弥补人类活动对动物造成的破坏，他们一直在打着这场必败之战。

2003年，自然资源保护者创造了历史，在科学家兴奋不已的注视下，一只山羊生下了比利牛斯山羊（当地人称其为布卡多山羊）。200年来，捕猎使得比利牛斯山羊的数量日益减少，直到仅存一只。最后一只山羊叫作希丽亚（Celia），3年前被倒落的树砸死。

但是，西班牙阿拉贡自治区的农业生态系统养分研究与技术中心的某团队，在科学家何塞·福尔奇·佩拉（José Folch Pera）的带领下，首次将这一已绝种动物复活了。

福尔奇·佩拉和团队在最后一只比利牛斯山羊死时，用液氮冷冻了它耳部的皮肤细胞。他们后来解冻了该样本，清除了208个家养山羊卵细胞的DNA，用样本细胞的DNA取而代之。这些卵细胞被移入代孕妈妈们的肚子里。代孕妈妈是另一个亚种的西班牙山羊，即山羊和野山羊的杂交品种。

虽然受孕几率不高，只有七只山羊怀孕，不过终于有一只比利牛斯山羊成功出生。

胜利之光稍纵即逝。通过剖腹产出生的这只比利牛斯山羊，仅在约7分钟后就死于呼吸系统问题。尸检显示，这只小羊肺部异常，尽管其他器官看起来都正常。现在，这一物种或许首次成为经历了两次灭绝的特别物种。

复活失败了，但科学家证实了一个简单的假说：已灭绝动物的冷冻细胞具备用于复活该物种的潜力。福尔奇·佩拉在2009年一篇关于克隆的论文中提及，“我们目前的工作，在某种程度上鼓励存储所有濒危物种或符合要求的物种的组织和细胞，因为它们可能在未来基于克隆的物种保护中大有用武之地。”

2019年，联合国发布报告，称在未来几十年中，100万种动物和植物将会消失。像黑犀牛、苏门答腊猩猩和巽他虎等许多物种都已被卷入灭绝旋涡——现存个体数量极少时，基因池多样性极度受限，只能选择高度近亲繁殖。这些物种的存活率更低，更容易逐渐走向灭绝。打破这一灭绝旋涡的少数方式之一，就是引入基因池中早已消失的DNA——那些早已死亡的祖先的DNA。

克里斯蒂娜·维尔索姆（Christina Hvilsom）是哥本哈根动物园（Copenhagen Zoo）的保护遗传学家，也是欧洲动物园与水族馆协会保护遗传学专家组的成员。她说道：“为了停止或逆转现存物种数量的减少之势，我们需要采取多种手段。构建生物样本库就是手段之一。”

提取的动物细胞样本被置于溶剂中以备冷冻。© SEBASTIAN NEVOLS

马特森个子很高，即使穿着扎眼的实验服时，也穿着7分运动裤健步如飞。他说，他进入人工授精领域是因为“处于合适的时间和地点”。马特森于16岁辍学，一头扎进赛马行业，一开始是做赛马骑师。接下来他在业余障碍赛和赛马饲养领域屡屡受挫，后来因为一场事故造成一匹母马死亡，这让他转身投入人工授精事业。

30多年来，他专注于马的繁育，后来帮助痛失爱宠的人克隆宠物。到了2018年，他在美国参加了一场会议，和克隆公司Viagen达成了合作关系，从欧洲运送冷冻组织变得更加容易，他因此有了别的想法。“我想，如果我能复活猫、狗和马，为什么不能帮助复活珍稀物种呢？”

他说，当他第一次联系切斯特动物园表明想法时，他们“没有把我直接扫地出门”，但对用克隆手段保护动物的想法也不感兴趣。“他们说了不，这就像是弗兰肯斯坦的工作，你必须注意有的界限是不能跨过去的。不过，现在情况完全不一样了。”

苏·沃克（Sue Walker）是切斯特动物园的科学负责人，也是“大自然保险库”的联合创始人。他表示，在以前，动物园不想和克隆扯上关系。克隆单个动物非常昂贵，失败率高，且克隆出来的动物很可能应激水平过高或早夭。通过增加种群数量，保护栖息地，集中精力拯救那些陷入灭绝旋涡的物种要好得多。

但是，时间越来越紧迫，某些物种活下去的概率变得越来越低，在极端情况下，人工授精和克隆或许是最好或最后的选择。

三月的一个寒冷早晨，马特森带我参观什罗普郡惠特彻奇的农场。在主楼的一层，是存放细胞样本的冷冻桶。小一些的看起来像牛奶搅拌桶，两个大些的像是巨大的染缸。马特森走上台阶，打开一个桶，水蒸气遇冷形成的白雾滚滚而出。里面有特别设计的隔层，躺着上千个小小的、形如鸡尾酒吸管的试管，每一个都存放了赛马的DNA。

他指着大的低温罐，说：“这是液氮，好像是-196℃吧。它能让一切东西保持活性。”为了保存细胞，马特森的团队将细胞和冷冻保护剂混合，这种保护剂可以保护生理组织不被冻伤，用马特森的话来说就是防冻剂。去年，他的公司向21个国家出口了大约总价值6万英镑的动物精液。

在隔壁房间，有一个专门的液氮储罐：如同酒吧高脚凳大小的黄色桶，目前存储的样本大大少于马精液桶中的样本。“我们肯定需要更大的空间，”马特森说，“我们现在是在和时间赛跑。理论上，每个物种我们都需要50份不同的样本，才能保证正常需求。”

收集至少50份样本将会提供足够的基因多样性，让科学家得以为濒危物种做出有意义的改变；如果你用同一份样本克隆多只动物，其基因完全一致，就没有办法增加能自行繁殖的物种数量。

在参观实验室之后，马特森说他想带我看看这里的“收入来源”。他领我去了一个开阔的带顶空间。右边的东西看起来是一个大而方的跳马，以某种角度倾斜着。后方是两个马厩：一个里面有着相当安静的黑色母马，另一个是空的。

通过远处的畜棚门，我看到助理场地管理人乔希·斯蒂尔（Josh Steer）和种马饲养员特蕾莎·海利（Teresa Hayley）和艾米丽·库姆斯（Emily Coombes），还有一匹叫作Clippy的栗色种马。库姆斯拿的东西看上去像一个巨大的棕色橡胶避孕套。这一术语叫作“马用假阴道”。

斯蒂尔控制着这匹公马，海利为接下来的有趣场面做旁白。海利说：“他正在犹豫。”

我们默默等待着，假阴道一直在滴水，水滴在水泥地上。这个场面并没有多少尊严可言。Clippy发出嘶鸣，不停跺脚。海莉说：“想一想。”她的声音在寒风中回荡，“想一想”，短暂的停顿，“想想”。

马特森开玩笑说：“这是搭讪阶段。它们才初次见面，可能一开始需要先来点小酒。”

当Clippy下定决心，在众目睽睽之下进行下一步时，每个人都迅速采取行动。库姆斯用布和桶给马的阴茎做清洁，防止细菌污染样本。然后他们领着它走向假马，用上假阴道，几次抽插，工作完成。

这也许不太体面，但获取精子最安全的方法就是这种相当原始的哄骗手段，这样精子才能售给那些想要高性能赛马的人。相较于南非大象遭遇的事情——有时这是获取野外生物基因物质的唯一方法，这好歹略为文明。

斯蒂尔承认，这确实是有点儿奇怪的工作。

马特森身处“大自然保险库”实验室。

“大自然保险库”储罐中大多数样本的主人都没办法亲眼看到马特森团队——它们在抵达马特森的实验室之前就已经死了。

而用于马或者象的取精手段也不可能用于所有动物：如泰国猪鼻蝙蝠，这是世界上最小的哺乳动物，长约3厘米；如南极蓝鲸，体重约为180吨。

阻碍干劲十足的自然资源保护者扩大濒危物种基因池的，不仅有组织协调问题，还有各国迥异的规章制度，如英国皇家兽医学院（Royal Veterinary College）的伦理规范就规定，除了医学检查等正当理由，兽医不准获取圈养状态下濒危动物的DNA样本，在动物死后也不可如此操作。

切斯特公园会在动物死后，将它们的样本送给南边40公里外的马特森团队，以及时存储于液氮储罐。沃克说：“你也许会想象快车道上一辆救护车疾驰而过，警报声持续不断。其实远没这么夸张。”

动物将死时，动物园里的动物学家会照料它们，这些专家们平时每天都需要处理动物的健康问题。他们此时会执行正规手术流程，取出睾丸或卵巢，以及组织样本。然后他们会打电话给马特森及其团队，让其取走这些样本。

这就是为什么马特森农场的实验台上有一个小小的、看起来像黑色耳朵的东西，还有橄榄核大小的两个蝙蝠睾丸。切斯特动物园的塞巴短尾叶鼻蝠通常居于“果蝠森林”，游客还可以喂食，这是价值56英镑的“体验”的一部分。

尽管这种蝙蝠目前并未列入濒危名单，但因为全世界范围内的多样性已到临界点，因此没有哪种动物是绝对安全的。这对睾丸的主人自然死亡，但它的基因将流传下去。

“大自然保险库”的科学顾问露西·摩根（Lucy Morgan）做的第一件事就是给耳朵刮毛。“在某种程度上，耳朵会终生生长，耳朵细胞会不停生长更新，”她说，“所以，如果你想选一种未来要培养的样本，耳朵非常适合。”

她把耳朵放入洗必泰溶液中进行消毒并计时。两分钟后，她把耳朵放入培养皿，把它切成巧克力粒大小。她用镊子将它们放入内含液氮的冷冻管。而两个小睾丸将被完整保存。他们不会从中取出精液——对于太小的动物，他们通常无法用惯用方法进行保存。

动物的组织、睾丸或卵巢被安全地用移液管放入冷冻管或麦管，存于冷冻箱中，将来可能在用于动物园或野生动物的繁殖项目时被解冻。至于因生理解剖特征限制而无法用精子或卵子实现人工授精的动物，样本可能会保存数十年。

现在，“大自然保险库”所有的样本都保存于一个地方，但他们旨在建立一个分支机构，这样组织能够存放在不同的地方，以降低存储风险。

液氮冷冻状态下保存于麦管中的精液样本。

马特森的计划似乎宏大无比，但并非史无前例。在8000公里外，加利福尼亚州圣迭戈动物园从20世纪70年代起就在运行生物样本库项目，保存了超过1万份活细胞、生殖细胞和胚胎样本。这一样本库被称为“冷冻动物园”，已经孵育出了几种雉鸡的鸡雏，并见证了冷冻的猫卵母细胞（可以形成卵细胞的细胞）可以发育成熟，经过体外受精后可以形成晚期胚胎。

2020年，圣迭戈的自然资源保护者取得了另一项巨大成就，他们使用已死亡30年的动物样本，成功克隆出了一只黑足雪貂。12月10日，这只身线优美的雪貂出生于科罗拉多的某个研究所，被研究人员命名为伊丽莎白·安（Elizabeth Ann），它和1988年死亡的雪貂——威拉（Willa ）长得一模一样。在20世纪80年代，这一种群被视为濒危物种，但由于繁殖项目进展顺利，该种群数量已增加了6000。

不过，问题是现存雪貂的亲缘关系很近。赖安·费伦（Ryan Phelan）是专注于克隆技术的非营利组织“复活&重建”的执行会长，他说：“先进的繁殖技术，像克隆，能够让我们拯救动物种群，恢复一些原本将随时间消失的多样性。”

志同道合的，还有用于学术研究的组织样本库项目。他们火急火燎地收集尽可能多的样本——并非用于恢复动物种群数量，而主要是用于未来研究。他们的工作是实用主义的：如果我们没办法挽救动物，那么在它们消失前，我们至少有足够多的材料用于研究。

这类样本库包含安布罗斯·莫内尔低温冷冻库（Ambrose Monell Cryo Collection），隶属于美国自然历史博物馆。美国自然历史博物馆的冷冻组织实验室可保存多达100万种样本，目前在液氮储罐中存储了蝴蝶、青蛙脚、鲸鱼皮肤和鳄鱼皮等样本。

英国也有类似的样本库——“冷冻方舟”（CryoArks），这是英国首个用于动物物种基因和基因组学研究的国家动物生物样本库。“冷冻方舟”有三个冷冻基地：一个在英国自然历史博物馆，一个在苏格兰国家博物馆，还有一个在爱丁堡动物。

另外两个生物样本库，欧洲动物园与水族馆协会和“冰冻方舟”也在合作。“冷冻方舟”的首席研究员和主管迈克尔·布拉福德（Michael Bruford）说：“这意味着，我们不一定要去野外采集动物样本。这会带来很多好处，不仅仅是干扰最少，也代表着后勤事务上的便捷。但无比真实的是，我们手里的样本所代表的物种灭绝得太多了。它们已经不存在了。”

好在，“冷冻方舟”规模庞大的样本库比圣迭戈动物园和“大自然保险库”的建立得更早：这意味着人们有更多机会研究更早灭绝的动物，并解锁关于生态系统和早已消失的栖居地的宝贵信息。

维尔索姆表示，“大自然保险库”不只是提取DNA用于兽医医疗或研究，它“提升了一个层次”，专注于细胞系和生殖细胞以进行人工繁殖。“他们的工作为生物样本基因库赋予了更多意义。目前正在做的，以及未来几年将要达成的，就是这些细胞系可以转化为多能干细胞（可以产生任何一种细胞或组织的万能细胞），它们可以分化成生殖细胞，因此可能创造新的动物。”

布拉雷德强调，不仅需要确保所存基因物质不只来自圈养环境下的少量动物，还需要确保基因池中多样性较为充足。“如果我们算上全球的冷冻机构，人们是有能力存储数以百万计的样本的。但问题不在于我们能存储多少样本，而在于这些样本的源头，以及我们是否能使用妥当。”他说道，“在某种意义上，这才是冷冻样本库的作用，因为研究者和自然资源保护者可以看到有哪些样本可用，并选择最优策略。”

但收集的样本中仍存在缺口，布拉雷德称之为“过去的错误”。不那么讨人喜欢、长得不怎么赏心悦目的动物通常被排除于收集行列之外，因为它们被遗忘了或者更难以保存。这些缺口大部分是无脊椎动物，像蚯蚓。他说：“不管它们是不是地球上最有魅力的动物，它们都因其贡献，成为生态系统中最重要的存在。然而它们的生物样本几乎没有。”

这是一匹克隆马，细胞来源于2008年死亡的一匹赛马。© SEBASTIAN NEVOLSAT

在电影《侏罗纪公园》其中一部的开头，恐龙开始吃人之前，穿着皮外套的伊恩·马尔科姆（Ian Malcolm）博士【杰夫·高布伦（Jeff Goldblum）饰演】，就伦理问题批评大名鼎鼎的主题公园老板约翰·哈蒙德【John Hammond，由理查德·阿滕伯勒（Sir Richard Attenborough）饰演】：“你那些科学家沉迷于能否做到，他们不会停下来想是否应该这么做。”

这一点很中肯。如果我们复活那些已消失几十年的生物，那人们也有理由复活数百年前灭亡的生物，比如剑齿虎、渡渡鸟、长毛猛犸象，甚至是霸王龙。

日本遗传学者若山照彦（Teruhiko Wakayama）曾使用冷冻了16年的小鼠细胞，成功克隆了新细胞。这为复活灭绝已久的物种带来了更多希望。但是复活长毛象和渡渡鸟并不容易。尽管它们的尸体都处于冰冻状态，但DNA随着时间推移会逐渐失活，因此我们缺少足够的基因信息以复活健康的新个体。

© The Economic Times

然而，科学家去年公布了近乎完整的长毛象基因组，虽然这种动物已灭绝约1万年了。这让人们开始推测有可能人工合成长毛象的DNA。前文中那个克隆过黑足雪貂的研究团队于2021年3月，在哈佛大学医学院著名的遗传学者乔治·丘奇（George Church）的实验室，成立了“长毛象复兴协会”（Woolly Mammoth Revival Fellowship），以探索复活长毛象的科学。

3月，在一次电话聊天中，我询问丘奇关于复活灭绝动物的伦理困境。为什么要克隆已灭绝动物，而不是拯救还未灭绝的物种？

他回答：“这通常不是择其一。有些物种正处于野外灭绝和动物园灭绝（或人工圈养条件下的灭绝）状态。你只是将现状往以前推一点儿，让它们得以在野外成功存活。”他举了野牛的例子，这一物种在19世纪濒临灭绝，现已恢复至约1.2万头。“因此我认为，我们的关注点实则为增加现有物种的多样性。”

丘奇的长毛猛犸象项目并非是为了复活已灭绝物种，他解释道：“它旨在将已灭绝物种的多样性赋予现代物种，以帮助现有物种和所在的生态系统。”通过编辑和某些性状相关的寡核苷酸（独立合成包含40到350个碱基的单链DNA序列），将古老的长毛猛犸象DNA插入亚洲象基因组，丘奇计划用CRISPR基因编辑技术，创造一头抗寒、抗病毒的大象，它的象牙还能抵御捕猎者。

“我真的没听说过一个项目只是为了复活灭绝物种，从不致力于改善现代物种的多样性。”他如是说。除了跟时间赛跑，保存濒危动物的DNA，他还需要将多样性直接嵌入动物的基因。比如，大多数现存的冷冻象细胞都是近十年收集的，他说，但它们也可以用作插入古老DNA的基础，提供来自该物种祖先的更准确的DNA序列。

“目前为止，我们在单个活体动物中的最大基因编辑数纪录是42处，对象是一头叫作‘3.0版本’的猪。”丘奇说。对于不同物种来说，这不算太大的改变，但足够让某些关键基因产生十分明显的多样表达。如果科学家没有足够多的濒危物种动物样本，那么这种编辑技术可以帮助填补基因信息的空白，并可能以更少的成本复活数百万个物种。

丘奇提及，实际上，你可以让复活的物种更富多样性、更健康，“你可以囊括不同地域的多样性，还有不同时间的多样性。你可以复活两种不可能同时存活于世的动物，它们原本生活在不同的时间和空间，根本不可能相遇。这种可能性很有趣。”

丘奇不认为科学家必须禁止跨过某条线，但警告说在将任何物种放归野外时，必须十分小心。他提到了山羊，山羊进入加拉帕戈斯群岛的生态系统后，啃食岛上植被，造成水土流失，威胁珍稀植物的生存，影响本土动物的生活，如巨大的象龟。这种山羊后来不得不被清除。

维尔索姆认为，为了保护而克隆和为了复活早已灭绝的物种而克隆截然不同。她表示：“至少对我而言，帮助濒临灭绝的物种增长数量，和试图复活猛犸象这种早就灭绝的动物之间，存在一条清晰的界线。”

她相信我们能够——且应该恢复动物栖息地，弥补人类活动带来的破坏。她认为，仅仅在我们别无选择的情况下，才能够使用克隆技术。

而身处英国什罗普郡的马特森也持相似观点。“我担心人们会开始迷恋于《侏罗纪公园》那样的事情，忘记想要拯救现存动物的初衷。”他说，“现在人们的野心不止于此。”

“大自然保险库”遵循动物园的严格伦理流程，并签署了谅解备忘录以确保知会所有合作方。“大自然保险库”的所有样本都属于动物园，后者将决定是否用于保护或繁殖项目，而前者可以解冻的唯一样本，只用于常规测试以检查保存条件是否妥善合理。如今，正在进行的项目中都没有使用已存储样本。

在农场里参观之时，我们在一个很宽敞的围场停下，马特森示意我们看一匹叫作“穆尔卡宝石”的白马，它于2011年出生，克隆于一匹大名鼎鼎、于2008年死亡的越障表演马“宝石·特维斯特”。

我们看着这匹马踱步吃草，最后它发现了我们，跑开了。马特森说：“有趣的是，这匹马和原先那匹一模一样，每个细胞都是一样的，但是它矮了2英寸（约5厘米）。”也许生下原先那匹马的母马更高一些，或者妊娠期更长。在克隆比利牛斯山羊的20年后，克隆多利羊的25年后，遗传学领域仍然充满神秘。

文/Natasha Bernal

译/Yord

校对/药师

原文/www.wired.co.uk/article/natures-safe

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