哈佛大學（Harvard University）的遺傳學家喬治·丘奇（George Church）引發了關于一家新公司的激烈科學和倫理辯論，該公司希望用适應寒冷條件的大象來改變北極苔原。
作者：MICHAEL GRESHKO
佛羅裡達州邁阿密海灘上的一座鍍金猛犸象骷髅雕塑，由著名藝術家達米安·赫斯特（Damien Hirst）創作，名為《消失但未被遺忘》。但如果Colossal的計劃得以實施，數十種已滅絕的猛犸象的基因将重新出現在冷雜交亞洲象身上。攝影：JEFFREY GREENBERG，EDUCATION IMAGES，UNIVERSAL IMAGES VIA GROUP GETTY
哈佛大學（Harvard University）的遺傳學家喬治·丘奇（George Church）是Colossal的聯合創始人，他提出了一個大膽的計劃：利用猛犸象的DNA創造出一種可以在北極氣候中茁壯成長的雜交亞洲象。
Colossal的長期目标是利用這些"雜交種"重塑北極苔原，并将苔藓覆寫的苔原轉變為郁郁蔥蔥的更新世草原。一些科學家認為，在大規模上，這種逆轉可能會減緩北極永久凍土的融化，進而減緩未來的氣候變化。通過這樣做，Colossal希望創造新的和有利可圖的生物技術，例如補充傳統保護方法的工具。
"我們正在阻止基因的滅絕，而不是物種的滅絕，"丘奇說。"我們的目标是生産真正耐寒的大象，與瀕臨滅絕的亞洲象完全雜交。
利用生物技術幫助瀕臨滅絕甚至滅絕的物種的想法并不新鮮。2009年，研究人員成功地克隆了一種在2000年滅絕的野山羊的亞種，但克隆的野山羊隻存活了幾分鐘。四月份，聖地亞哥動物園和非營利組織Revive Restore宣布，他們已經克隆了一種瀕臨滅絕的黑腳蛾，以增加圈養繁殖計劃的遺傳多樣性。
丘奇使用DNA序列"複活"猛犸象的計劃多年來一直占據着世界各地的頭條新聞。
"大多數科學問題已經得到解決;現在需要的隻是金錢和關注，"Colossal的聯合創始人Ben Lamm說。"經過兩年的嘗試，終于能夠告訴人們我們在做什麼，這真是令人興奮。
"替代猛犸象"不會很快到來。Colossal的計劃依賴于幾種尚未在大象身上得到證明的技術。丘奇說，即使按照公司的理想時間表，第一頭雜交小象也需要六年的時間才能出現。一個自給自足的大象群可能需要幾十年的時間才能建立起來。
但即使在早期階段，Colossal的計劃也提出了許多值得思考的問題，即成為滅絕物種意味着什麼，以及生物技術如何解決當今的滅絕危機。倫敦自然曆史博物館（Natural History Museum）的猛犸象生物學家托裡·赫裡奇（Tori Herridge）說，随着《巨人》（Colossal）的出現，關于物種"複活"的讨論不再是抽象的。"我的第一反應是事情變得越來越真實，"她說。
歡迎來到更新公園的重新安排
在2008年接受《紐約時報》采訪時，丘奇描述了猛犸象基因組的測序，從那時起，繁殖雜交猛犸象的想法在他腦海中變得更加強烈。
起初，這個想法更像是一個未被解決的智力難題。但在接下來的幾年裡，丘奇開始與非營利組織Revive and Restore的創始人Stewart Brand和Ryan Phelan合作。Brand和Phelan的目标是利用生物技術幫助拯救瀕危物種，并使滅絕物種複活。
"複活滅絕的物種和我們所謂的基因救贖實際上是一個有希望的想法，可以修複人類幾個世紀以來造成的一些損害，"費蘭說。"這不是懷舊，而是在增加生物多樣性。
布蘭德和費蘭邀請丘奇參加2012年和2013年在華盛頓特區國家地理學會總部舉行的世界上第.C一次"去滅絕"會議。
在會議上，丘奇會見了俄羅斯生态學家謝爾蓋·齊莫夫（Sergey Zimov），他是薩哈共和國切爾斯基東北科學站的主任。自1980年代以來一直在研究西伯利亞永久凍土的齊莫夫警告說，當永久凍土融化時，大量的甲烷和二氧化碳可能會滲入大氣中。"這不是懷舊，而是在增加生物多樣性。
齊莫夫還提出了一種将碳保持在地下的方法。自1996年以來，齊莫夫和他的兒子尼基塔一直在更新世公園工作，這是切爾斯基附近的圍欄苔原。Zimovs帶來了加拿大馬鹿，北美野牛，馴鹿，雙峰野生駱駝和其他大型食草動物，以測試這些生物對景觀的影響。
幾萬年前的更新世，歐洲、亞洲和北美的大部分地區都覆寫着高産的草原，到處都是各種食草動物。到10，000年前，包括猛犸象在内的許多食草動物在世界大部分地區已經滅絕，部分原因可能是狩獵等人類活動。随着這些動物的滅絕，草原變成了灌木、樹木和苔藓，形成了我們今天看到的苔原和針葉林。
Zimovs推測，猛犸象對于維持古代北極的高産草原至關重要。這些龐然大物可以推倒樹木，攪動土壤，用糞便施肥土壤，并幫助草原茁壯成長。它們沉重的腳步聲穿透冰雪，讓北極的寒意更深地滲透到永久凍土層。
"如果你把生态系統想象成身體，"尼基塔·齊莫夫（Nikita Zimov）說。"猛犸象是要被蘆葦刺的右手。
雖然亡魂公園裡沒有猛犸象，但公園目前的食草動物可能已經在塑造土壤。在去年發表的一項研究中，Zimovs發現，在冬季，公園内的固體土壤比公園外的土壤低12攝氏度以上。
在這個鳥瞰圖中，羅伊爾公園郁郁蔥蔥的綠色植被環繞着俄羅斯北部的藍色湖泊。攝影：凱蒂·奧林斯基
緬因大學（University of Maine）的古生物學家雅克·吉爾（Jacques Gill）表示，就現代大象對栖息地的影響而言，恢複古代草原的複蘇公園的願景是"一個令人興奮的假設"。然而，她警告說，研究人員仍然不知道龐大的生态系統如何運作的全部細節，這使得今天的重塑工作複雜化。
"這感覺有點颠倒了草原恢複和複活項目，畢竟，該項目涉及生态，社會，倫理和生物倫理學方面。
不惜一切代價
盡管如此，Zimovs的工作還是啟發了教會和複興與恢複的自然資源保護主義者，他們更加認真地對待龐大的DNA和大象細胞。
到目前為止，參與大象和猛犸象研究的教會實驗室成員都是從定期更換的從業人員中挑選出來的兼職志願者。是以，這些發現尚未在科學文獻中發表，這讓外部專家感到震驚。丘奇說，實驗室現在正準備在未來幾個月内發表兩篇研究論文。
Church Labs用于大象研究的年度預算僅為10，000美元左右，主要由投資者Peter Thiel的100，000美元捐款以及Reli和Restore的支援資助。
相比之下，Colossal吸引了更多的投資，可支配資金高達1500萬美元。這筆錢将用于支援Church Labs正在進行的大象細胞研究和内部實驗室的發展。内部實驗室将由教堂實驗室的前博士後研究員Eriona Hysolli管理，該公司現任生物科學主管。
加州大學聖克魯茲分校（University of California， Santa Cruz）的古近紀學家貝絲·夏皮羅（Beth Shapiro）表示，Colossal的資助模式可能會改變從事物種保護工作的遺傳學家。"這是一個全新的，巨大的資金來源，可以直接投資于我們都關心的事情，"她說。
為了幫助指導這項工作，該公司聘請了許多科學顧問，其中包括兩名具有大象或猛犸象研究背景的研究人員：波茨坦大學的遺傳學家Michael Hofreiter，專門研究猛犸象和其他更新世動物;還有弗裡茨·沃拉特（Fritz Vollrath），牛津大學動物學家，研究蜘蛛和現代大象的行為。
還有兩位研究基因組編輯的著名生物倫理學家：R. Alta Charo和紐約大學的S. Matthew Liao。
生命科學家找到了一種方法
Colossal的最終目标是将足夠的關鍵基因轉移到亞洲象的基因組中，以創造一種适應北極嚴寒的"代理"物種，就像過去的猛犸象一樣。
赫裡奇說，盡管猛犸象和亞洲象生活在六百萬年前，但這兩個物種之間的DNA相似性仍然高達99.9%。但大象基因組有30億個堿基對。這意味着亞洲象和猛犸象的基因組之間存在一百多萬種不同的差異，科學家必須對其進行篩選。
到目前為止，Colossal團隊已經瞄準了至少60個猛犸象基因，包括那些與它們的脂肪沉積，血液在低溫下保持氧氣的能力以及标志性的蓬松皮毛相關的基因，Lamm和Hysolli說。
将相關的猛犸象基因插入亞洲象的DNA需要同時進行多個基因編輯，這個問題已經在其他物種中得到解決。Church的團隊使用crispr-Cas9，一種強大的基因編輯技術，同時編輯數十個不同地方的豬的基因組，以使豬器官移植到人類體内是安全的。
這些候選猛犸象基因中至少有一個已經在轉基因實驗室小鼠中進行了測試。但是單個基因可以對整個基因組産生許多潛在影響，而基因對生物學特征的最終影響取決于基因在體内何時，何地以及表達的程度。這種調節部分依賴于猛犸象尚未被徹底研究的DNA片段。
Church說，巨大的研究人員應該能夠在雜交胚胎發育的早期階段篩查出許多潛在的問題。換句話說，他承認一些改變的遺傳特征 - 例如它們的耳朵，需要足夠小以防止凍傷 - 可能要到後期才能被發現。
對于Colossal來說，最大的不确定性是胚胎如何發育。亞洲象正處于滅絕的邊緣，為了避免代孕，該公司表示将開發一種人造大象子宮。
在過去的羔羊和小鼠實驗中，研究人員發現，人造子宮可以支援早産胎兒存活四周，或者五天大的胚胎存活六天。但到目前為止，還沒有哺乳動物在整個懷孕期間使用人造子宮，丘奇說。
為了實作這一目标，Colossal必須首先在現代大象中樹立一個先例。他們的懷孕持續了近兩年，幼崽出生時體重高達100公斤。
浩瀚還需要充足的亞洲象細胞供應。特别是，Church說，該公司需要開發一系列誘導多能幹細胞，這些幹細胞在原始狀态下經過生物化學處理，可以轉化為各種可能的細胞類型，如卵子。誘導的二能幹細胞已被用于其他瀕臨滅絕的哺乳動物，如北方白犀牛，但尚未用于大象。
停下來想想你是否應該這樣做
任何涉及動物的實驗都會帶來倫理挑戰。如果Colossal确實生産出健康的雜交小象，它隻會進一步增加風險。大象是長壽的高智商生物，維持着複雜的、多代的母系社會。
對古代猛犸象的研究表明，它們具有許多與現代大象相同的社會特征。那麼，第一批猛犸象和大象的雜交種将如何得到适當的照顧和社會化呢？這些混血兒将如何學會在北極生存，并在未來有效地重新開機猛犸象文化？
"這不僅僅是為了讓它們存在，而是為了確定一旦它們存在，它們就可以茁壯成長并過上繁榮的生活，"紐約大學生物倫理學家、巨型科學顧問委員會成員廖說。否則，這對這些動物來說是殘忍的。
Colossal和Zimovs達成了一項友好的非正式協定，即新世界公園可以為該公司未來的一些猛犸象提供住宿。目前，隻有20平方公裡的土地被劃定，最後計劃涵蓋144平方公裡。
今天的遷徙大象種群可以長途跋涉，猛犸象也可以。最近的一項研究發現，17，000年前的一頭年輕雄性猛犸象在其28年的生命中旅行了數萬公裡，穿越了現代阿拉斯加的大部分地區。如果Colossal要實作其全部願景，它将需要重新野生數百萬平方公裡的北極苔原，以影響全球氣候。
這些建議如果得到實施，将帶來一些重大變化，以及土地使用方面的難題，現有北極野生動植物的影響和全球治理。這對生活在俄羅斯、加拿大、美國和格陵蘭的大約180，000名因紐特人意味着什麼？在充滿壓力、瞬息萬變的北極地區，他們已經面臨最直接的風險。
"坦率地說，當非土著科學家想要以特定的形象重塑世界時，我非常懷疑。溫哥華不列颠哥倫比亞大學動物文化的土著研究員和曆史學家Daniel Heath Justice說。他指出，生物技術可以成為保護環境的有用工具，但該領域的工作，如Colossal研究，"不能僅由非土著利益集團主導"。"
"這不會影響目前居住在該地區的土著部落，"Colossal在一份聲明中說，承諾優先考慮"環境保護和保護所有物種，包括人類。
該公司的支援者認為，如果Colossal能夠兌現其承諾，那麼即使大象和猛犸象的雜交後代沒有出生，現存物種也将受益。在Colossal的支援下，Church Labs正在研究合成大象内窺血疱疹病毒（EEHV）的方法。許多年輕的亞洲象死于該病毒，無法在實驗室條件下生存。是以，病毒的合成将是研究治療和疫苗的關鍵第一步。
"對于這種技術來說，唯一現實和合理的證據是幫助生物物種在快速變化的人類環境中茁壯成長，"加州大學聖克魯茲分校的遺傳學家夏皮羅說。"
（譯者：陌生人身上的鮮花）