目前世界上克隆技术相对成熟,为什么不能令灭绝的物种复生?
以目前的克隆技术,还达不到复活灭绝生物并使其延续种群的水平。
简单来举两个例子。
第一个就是著名的克隆绵羊多利。它算是最著名的克隆生物了,多数人只知道它是怎么来的,却不知道它是怎么没的。多利羊诞生于1996年7月5日,是第一只成功克隆的哺乳动物。1997年2月22日多利的生命体征稳定之后,实验小组才对外宣布,立刻轰动了世界。但多利的身体状况比普通绵羊差很多,几乎一直在生病,2001年患上了关节炎,后来用抗炎药物稳定下来了。但在2003年2月14日,多利因肺病和关节炎复发,救治无效死,被实施了安乐死。只活了不到7年,寿命只有普通绵羊的一半。这是大多数克隆生物都会面临的问题,那就是早衰。普通的绵羊10岁以上才会得关节病,类似于人类的老年病,而多利3岁就开始关节病发作,死亡时间也比普通绵羊早。关于克隆动物为何会早衰主要存在两种猜想,统称“多利羊猜想”。主流观点认为是由于技术不成熟导致的,未来技术成熟之后就可以延长克隆动物的寿命。
第二个例子就是比利牛斯山羊,它是唯一灭绝两次的物种。
由于人类的捕杀和环境破坏,比利牛斯山羊被逼入绝境,2000年1月6日最后一只比利牛斯山羊西莉亚被树砸死,这个物种第一次灭绝。也许受到了“多利事件”的鼓舞,科学家尝试用克隆技术复活这一物种,他们取出西莉亚的皮肤细胞,用山羊做代孕,成功在2003年克隆出一只比利牛斯山羊,可它只活了7分钟就因肺功能衰竭而死亡。就这样,比利牛斯山羊第二次灭绝。从上面的例子就可以看出,克隆技术还没有成熟,克隆出一些病恹恹的个体无法实现恢复种群的目标,而且克隆出来的个体基因是完全一样的,类似于近亲繁殖,存活率非常低。
因此,利用克隆技术复活灭绝动物并恢复种群目前还做不到,还需要更大的进步。不过凭借着目前科学技术的发展速度,那一天迟早会到来的。
目前世界上克隆技术相对成熟,为什么不能令灭绝的物种复生?
目前世界上克隆技术相对成熟,为什么不能令灭绝的物种复生?
两个著名的克隆实验说到克隆技术,不得不提1997年在世界上轰动一时的克隆羊-多莉,当时科学家们在一只白绵羊的体内提取出细胞核,然后把这个细胞核与从另外一只黑山羊体内提取的无核卵细胞进行结合,最后在第三者山羊的子宫中发育成熟而分娩出,这是科学界第一次对大型生物进行的克隆实验,不过在6年以后因肺部和关节等多种问题,多莉被实施了安乐死。
另外,还得说一下另外一件比较重要的生物克隆实验,也就是2018年的比利牛斯山羊克隆事件,该羊于2000年就已灭绝,人们为了能够复生这种生物,于2018年利用当时提取保存的比利牛斯山羊细胞基因,通过克隆技术重新让这种生物再次回到公众视野,但克隆出的比利牛斯山羊仅仅存活了7分钟,就因肺部严重衰竭而死亡。
克隆已灭绝生物不得不考虑的问题克隆技术的关键,就是要能够从“母体”中提取完整的基因,上述两个实验,都是从可以提取完整基因的现存或者刚灭绝动物体内提取的,那么假如我们想要复生已经灭绝的生物,势必会遇到以下几个难题:
一是完整基因的获取困难。诸如恐龙等已经灭绝很久的生物,我们很难提取到它们完整的基因,因为即使有化石或者别的渠道,可以得到血液等可以提取基因的组织,但生物DNA在脱离活体的情况下都存在着半衰期,我们就不能得到100%完整的基因进行克隆实验。
二是克隆技术的欠缺。现有的克隆技术,对如何保持生物原有性状的复原能力没有很高的保障,所有通过克隆实验产出的新个体,都会不可避免地发生早衰问题,有的还会伴有心、肺部功能不健全等问题,新生命个体的生命力大打折扣。
三是适应自然环境的能力较弱。现代生物的灭绝,除了人类活动的影响和干扰以外,还有这些动物在适应生态环境变化的能力方面已经衰退的因素。灭绝和进化,就是适应环境变化的不同结果。即使成功复生了已经灭绝的生物,那么它们在现有自然环境中,对气候环境、食物来源、躲避天敌、繁衍生息等方面,与之前它们所生活的时代完全不同,一般都很难有长期生存的能力。
四是有可能千万生物入侵。除却适应自然环境能力较弱外,还可能有一些已经灭绝的生物,当它通过克隆复生后,把它放在气候非常适宜、天敌少、食物丰富的区域,那么也有可能它会疯狂地繁衍起来,对其它物种千万毁灭性地打击。可以参考一下澳大利亚的野兔、美国的鲤鱼这种生物入侵事件,复生的动物也有这样的可能性。
总结一下对于克隆技术,我们应该理性辩证地去看待。生物的灭绝固然另人痛心,但一味地追求通过克隆技术让它们复生,不但技术上不成熟,还会带来一系列不适应以及伦理道德方面的问题。应该把克隆技术,在受到更加严格的制约和限制条件的基础上,更多地应用在医学、农业和植物学领域,为人类社会发展带来更多的贡献。
目前世界上克隆技术相对成熟,为什么不能令灭绝的物种复生?
想利用克隆技术复活灭迹的动物?答案是不可能的。
这要先搞清楚克隆技术是什么。科学家把人工遗传操作动物繁殖的过程叫克隆。含义是无性繁殖。
克隆技术要从动物身上提取一个单细胞,用人工的方法将其培育成胚胎。再胚胎将放入雌性动物的体内 就孕育出一个新生命。
克隆技术的最关键是提取一个单细胞。我们以灭绝的恐龙为例:国内好多地方发现了恐龙化石。这些化石是没有生命的。也根本提取不出单细胞。故,用克隆技术完全不可操作。是不可能克隆出恐龙的。
对于处在灭迹边缘的动物而言,用克隆技术也许可以挽救它们。
目前世界上克隆技术相对成熟,为什么不能令灭绝的物种复生?
如果克隆技术这么好,直接克隆大熊猫,不仅可以做到四川家家养大熊猫,山东的学生骑着大熊猫上学的美好目标也不是不可以实现嘛!而现实中四川大熊猫繁育中心不仅没有这么做,现在连这种想法都没有。这是为什么呢?
而且你还要关注一个问题,所有人接触克隆这个技术都是在初中的生物课本上,对,就是那个克隆羊多莉。你发现没,除了克隆羊多莉,似乎现在新闻媒体也好,生物科学界也好,都不怎么提克隆技术的最新进展了,这又是为什么呢?
解决了这些问题,你就可以知道科学家为什么不克隆已经灭绝的动物了。接下来逐一解决这两个问题。
人类为什么不克隆大熊猫对于一个科学问题,科学家都会有支持的,也有反对的。克隆大熊猫虽然反对的科学家居多,但是也有个别支持甚至做过实验的。不过克隆大熊猫的尝试是以失败告终的。
大家在初中都学过童第周的故事,童第周是我国著名生物学家,而他有一个学生叫陈大元,身份是中国科学院动物研究所首席科学家,他曾经在克隆大熊猫领域努力了近20年,实验过程中反对声音颇多,而且实验最终以失败结束。
由于大熊猫是最珍贵的国宝濒危动物,科研人员不可能直接由大熊猫体内提取卵母细胞,出于保护的目的,更不可能允许用大熊猫当做孕育受体。因此克隆大熊猫只能用异种动物克隆技术。异种克隆技术比起同种克隆技术来说,难于上青天。最终这个项目国家没有继续支持。而且陈大元的实验也最终失败。为什么科学家大多反对克隆大熊猫?除了困难以外还有别的原因吗?答案是有的。
人类拯救濒危野生动物的目的是维持生物多样性,而克隆大熊猫做不到改善大熊猫进化的目的,甚至会损害生物的多样性。现在科研人员采取自然交配和人工授精相结合的方式能够让大熊猫存续父体与母体的不同基因组,自然方式才可以保护生物多样性。
克隆技术为啥不火了原因有几个
1、伦理问题很复杂
伦理方面的问题可不会通过技术就可以简单的解决,这需要人类多年的论证研究和努力。
2、克隆技术其实存在严重缺陷
克隆羊多莉仅仅活了六年,比自然出生的羊短了一半时间。可以说看似当初很火的克隆技术其实根本不成熟。而且命运多舛的多莉羊还算是成功的那个,科学家可不会愿意主动给你说失败的案例有多少。
3、科学家认为克隆技术仅仅是个体数量的单纯变多,对于生物多样性不利。其引起的基因简单复制,对于基因的自然多样性的保持非常不利。
总结来看,克隆技术不仅不成熟,而且存在严重的伦理问题。并且对于生物多样性的保持也不利,既然这样,目前自然没有克隆已经灭绝的动物的案例了。
目前世界上克隆技术相对成熟,为什么不能令灭绝的物种复生?
在很多人看来,克隆技术好像很成熟了,像是可以妙手回春的技术一下。但实际上,这项技术可能远远比你现象中的要弱很多,不仅如此,克隆技术意味着高风险,高投入(包括时间,人力,金钱),长周期。它只是理论上看起来好像是可以做到很多,但实际上操作和理论完全就是两码事。所以,想要利用克隆技术来复活一些灭绝的动物是几乎不可能的。
克隆存在的“问题”20多年前的1997年,科学家克隆出了绵羊多莉。许多的科学家开始投身克隆技术的领域当中。
前些年,我们国家也做出了克隆猴。虽然,看起来有一些成果了。但我们纵观这20多年的克隆技术,就会发现这个领域的发展几乎是停滞的状态。
这其实是因为克隆技术是存在着一些如今还没有办法克服的问题。
- 成功率极低
我们可以克隆羊多莉为例。克隆羊多莉可以说是整个生物界有史以来最独特的动物了,因为它没有父亲,只有三个母亲,分别是基因的提供者(或者说细胞核的提供者):芬兰白脸绵羊;线粒体的提供者:黑脸羊,实际上这也是提供了去核卵细胞的母亲,在这卵细胞细胞质包含着线粒体;生育多莉的母亲:黑脸羊。
整个过程大概是这样的,细胞核的提供者,也就是芬兰白脸绵羊是一头6岁的母羊,它提供一枚乳腺细胞。然后给这枚乳腺细胞提供低营养的食物,让这枚乳腺细胞处于缺乏营养的状态,这样一星期下来,细胞就会停止分裂。然后去掉黑脸羊未受精的卵细胞中的细胞核,然后把之前芬兰白脸绵羊的乳腺细胞细胞核植入到这个卵细胞中,之后利用电流刺激,以此来促进细胞融合,就会得到一个拥有新的遗传物质的卵细胞。紧接着,科学家对这枚卵细胞精心培养,让它进行分裂形成胚胎。当发育到一定程度后,就把这个卵细胞移植到代孕黑脸羊的子宫中,等待最终的分娩。
说起来好像很简单,但我们要知道的是,这个团队当时大概做了227(434)个,但仅有一个是成功的,这个成功率大概只有0.36%,可以说是相当低的成功率。
所以,成功率其实是克隆技术存在的一个重大的难题。在操作中的每个细微差错,都有可能会导致最终实验失败。
- 克隆的普遍问题:早衰
除了成功率很低,更重要的是克隆技术得到的动物都有一个共同的问题,那就是:早衰。
一般来说,绵羊的寿命大概在11~12岁之间。而多莉只活了六岁半左右,这个年纪对于绵羊来说算是壮年。
而我们要知道的是,多莉的细胞核来自于一只六岁的绵羊。所以,如果我们从细胞核的角度来看,或者说从基因的角度来看,多莉从母亲那里得到的细胞核存活了6年半,加上母亲是6岁,恰好就是12岁多,是正常绵羊的寿命。
而且在克隆羊多莉才5岁多时,它就患了很多绵羊的“老年病”,比如:关节炎。所以,看似5岁的身体,实际上已然显现出11岁的状况。
早衰的问题一直以来都是克隆技术难以克服的问题,到现在为止,科学家也没有想到任何的好办法。
所以并不是说,我们随便拿一只即将灭绝的动物就可以克隆,首先,这个物种的数量要足够,其次,还可以被人工所养殖。即使是这样,我们对其进行克隆,成功率也是非常低的。
克隆灭绝动物的其他问题除了技术上的问题,其实在保护濒危物种时还经常遇到很多其他的问题。
比如,前几天宣布已经灭绝的长江白鲟。人类就没有能力养殖这类动物,养殖都无法做到,更不要说克隆它们了。所以,在保护长江白鲟的方面,人类是十分苍白无力的。
其次克隆需要大量的经费,如何或得到足够多的经费来克隆也是一个难题。说实话,真有那么多的经费,可能直接把这些物种迁到其他地方,或者为它们建立保护区了,根本用不到克隆技术。
当然,还有人突发奇想,认为一些上古的物种也可以利用克隆技术,比如:猛犸象和恐龙等等。
实际上,这里是忽略了一个客观事实。首先,获取这些动物的DNA是有难度的,其次,生物遗传的核心其实是DNA,但是DNA其实是有半衰期的,大概在520年左右。科学家做过理论分析后发现,存在时间超过200万年左右的DNA就会因为太过细碎再也不可能进行相关地操作了。因此,要利用克隆技术来获取上古的动物难度极其大,试想一下,如今现成的动物,我们都没有办法保证成功率,何况是上古的动物,这个难度可想而知。
目前世界上克隆技术相对成熟,为什么不能令灭绝的物种复生?
灭绝两次的比利牛斯山羊
科学家曾经实现了灭绝物种的复生,这就是比利牛斯山羊,它是唯一灭绝两次的物种。
由于人类的捕杀和环境破坏,比利牛斯山羊日益稀少,随着2000年1月6日最后一只比利牛斯山羊西莉亚被树砸死,这个物种走向了灭绝。
当时克隆技术正是发展的高峰期,加上克隆羊多利的成功经验,科学家信心满满中的要用克隆技术实现比利牛斯山羊的复活,来证明人类既然能摧毁一个物种,也能缔造一个物种——人类就是新世界的“造物主”。科学家门取出已经死亡的西莉亚的皮肤细胞,用山羊做代孕,成功在2003年克隆出一只比利牛斯山羊,科学家看到了人类充当“造物主”的曙光。
然而,科学家的喜悦也仅仅维持了7分钟。
7分钟后,新出生的比利牛斯山羊因肺功能衰竭而死亡,由于时间过短以至于它还没机会睁开眼看到这个新的世界。
这是比利牛斯山羊的第二次灭绝,这一次灭绝对科学家的打击非常大,也彻底认清了人类在自然面前的无能为力。
从上面这个例子就可以看出,克隆技术还没有成熟,即使是从活体中取出了完整的细胞,克隆出的个体也满身是病,存活率非常低。
至于人类想要复活恐龙这种已经灭绝了6500万年的物种,这简直比登天还难。
复活恐龙的设想相信看过《侏罗纪公园》这个科幻电影的观众都有印象,科学家通过一个蚊子的琥珀提取到了恐龙的DNA(蚊子吸了恐龙的血),并依靠基因技术复活了恐龙。
以至于很多人看过电影后,对人类在不久的将来真的能够通过这种途径复活恐龙充满了幻想。
下面这张图是《侏罗纪公园》中科学家哈蒙特拿着保存有蚊子的琥珀。
基因技术真的能够复活恐龙吗?影视剧毕竟是虚构的,我们回到基因技术的现实世界中,就能发现复活恐龙简直比登天还要难,这里面有几个关键技术至今没有解决。
困难1:很难获得恐龙的完整DNA基因克隆技术的前提是要得到被克隆生物的完整基因,比如我们开头提到的山羊,科学家在山羊死后不久就提取了西莉亚的皮肤细胞,进而得到了完整的DNA信息。
然而,我们要获得恐龙完整的基因,也就是依然具有活性的DNA,这是不可能的。
实验证明,DNA的半衰期大约为521年,也就是500多年后的DNA已经不完整了,而DNA只需要680万年就会完全降解,对于生命研究已经无用。
而现实情况是,恐龙在6500万年以前就已经灭绝了,而琥珀中保留的恐龙DNA数量及其稀少,而且都是已经降解完全的,这对于生命研究无济于事,而且,影视剧中找到一只吸了恐龙血的蚊子更是扯淡。
困难2:如何确定获取的DNA是恐龙的?目前科学家能恢复并确证的最古老DNA是来自一块70万年前的马骨骼化石,这块化石采集自加拿大育空地区的一块冰冻金矿中。
2013年夏皮罗在《自然》杂志上发表了一篇关于该化石的论文。
论文研究表明,这块马骨骼中恢复的DNA片段很短,平均只有40个字母长,并且遗传信息受到了不同程度的损伤。
但是,这些很短的遗传信息显示和现代马的基因组能够匹配,所以科学家才做出了这是一头马的结论。
但是,对于恐龙来说就不一样了,现实世界中恐龙已经灭绝了,并没有物种可以进行基因比对。
如果研究者选择研究恐龙骨骼化石中隐藏的DNA,那将很难确定这些DNA是否就属于恐龙。
恐龙的现生近亲是鸟类,鸟类从兽脚亚目如暴龙和伶盗龙演化而来,如果这部分可以比较轻松的确认。 那么其他恐龙类群,包括鸭嘴龙科、角龙亚目、剑龙属和甲龙属等,并没有现生的近亲。
我们很难证明这个不是兽脚亚目的DNA是恐龙DNA?还是在恐龙被掩埋时进入恐龙骨骼的微生物DNA?
所以,如何确定获取的DNA是恐龙的也是一大难题。
困难3:如何获得恐龙染色体?DNA只是一种带有遗传信息的化学分子,而作为真核生物的恐龙来说,最基本的生物学单位是细胞。
因此,要复制恐龙胚胎,首先需要制造出恐龙的细胞。
真核生物在染色体基因组的内部存在内含子和非编码区。不同非编码区担负的功能各不相同,有假基因,转座子和调控序列等,更是有承担着丝粒、端粒等特殊结构的功能序列。
但是,由于现在得到的琥珀中的DNA片段异常,这就使得拼接成的染色体的结构存在多种可能性,而我们得到的染色体稍有不同就会使得实验失败。
困难4:如何获得细胞质和细胞膜?那如果我们顺利得到了恐龙的完整DNA,进而合成了正常的染色体细胞,那是否就意味着一只恐龙就能发育了呢?显然不是。
我们还需要把遗传细胞放在合适的环境中,也就是放在一个合适的去核卵细胞当中去发育。
但是问题来了,克隆羊多利也好,克隆比利牛斯山羊也好,科学家们都找到了近亲物种作为母体进行培育。
比如克隆羊多利的母亲分别是:
基因母亲——一只芬兰多塞特白面绵羊;
线粒体母亲——一只苏格兰黑脸羊;
生育母亲——另一只苏格兰黑脸羊;
但是,恐龙的近亲是哪个物种呢?我们得到的细胞该放到哪个母体细胞核中进行培育呢?这显然是个大问题。
困难5:即使成功也没有合适的生存环境恐龙灭绝的原因多种多样,但最根本的就是当时的地球环境使得恐龙不再适合生存,这才导致了整个物种的灭绝。
在白垩纪时期,地球上的气候都比较温暖湿润,植物生长茂密葱茏,良好的降雨和光照条件让植物可以长得很大。
而由于食物充足,动物就没有了营养缺乏之虞,无论是植食动物还是肉食动物,都可以不缺食物来源,所以动物个头很大。
而且,白垩纪时期地球大气层中的氧气含量相对比较高,大气层中氧气含量超过了30%,比现在大气层中的含氧量多了1/3。在那样的富氧环境下,动植物的身体就生长得比较快,不仅是恐龙,其他物种的个头也比现在大得多。
然而,地球上如今的环境与白垩纪时期大不相同,即使恐龙能够复生,它显然无法适应现在的环境。
人类还不是大自然的造物主综上所述,虽然人类的基因技术已经获得了长久进步,但无论是克隆羊多利还是克隆比利牛斯山羊的实验都已失败告终,更别说复活6500万年以前的恐龙等古老物种了。
总之,人类距离成为新世界的造物主的距离还很远很远。
你认为人类在未来能实现物种复活吗?欢迎在留言区讨论。
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