如何阻止甚至遏止第六次物种大灭绝

undefined
本内容由人工智能自动翻译。
  • 随着物种消失对维系人类生存至关重要的生物多样性造成毁灭性影响,世界已进入第六次物种大灭绝危机。

  • 通过建立相关技术、解决方案和流程,可以遏止物种灭绝进程。这些技术、方案和流程有助于我们保存动物DNA,并开始扭转人类造成的破坏。

  • 辅助繁殖、克隆、基因组编辑以及合成基因组学均有助于复活已灭绝物种。

我们周围的环境正在迅速变化。专家估计,目前所见的物种消失速度是自然灭绝速率的1,000至10,000倍。这就是第六次物种大灭绝危机。或许您从未注意到其中一些物种,但每一种物种都在维持多样化生态系统方面发挥着重要作用,而这些生态系统正是人类生存的核心。

多样化生态系统为何重要

“生物多样性满足人类和社会的需求,包括粮食与营养安全、能源、药品和医药的研发以及淡水资源,这些共同构成良好健康的基础。生物多样性还支持经济机会以及有助于整体福祉的休闲活动。”世界卫生组织世界卫生组织的表述如是说。

面临灭绝威胁的物种数量正在上升。Image: Statista

在更为紧迫的层面上,影响生态系统运作方式或对生态系统造成重大扰乱的变化,可能削弱我们从自然界中发现化学物质和基因的能力,而这些化学物质和基因能为人类带来诸多健康益处。

我们还在破坏人类生存所依赖的食物链和栖息地。生态系统的多样性越低,其为人类提供食物、庇护和支持的能力就越弱。

我们能做些什么?

我们需要开展大量相互协作、统筹协调的努力,以遏止第六次物种大灭绝危机。其中一些努力必须聚焦于遏制化石燃料排放、整合绿色技术以及鼓励协作式社会行动。我们还必须积极努力遏止物种灭绝进程,通过建立相关技术、解决方案和流程,帮助我们保存动物DNA,并开始扭转人类造成的破坏。

Colossal,是我于2021年与George Church共同创立的公司,专注于复活已灭绝物种。我们的首个雄心勃勃的项目,是与哈佛大学的George Church博士合作,让猛犸象重返世界。该项目需要我们在科学上实现多项重大突破,这将有助于我们复活其他物种,包括我们的第二个目标物种——袋狼。大胆的复活已灭绝物种项目之所以重要,是因为它们能够推动整个复活、保护和物种保存领域的发展。

复活已灭绝物种通过培育新的替代性个体,复活已灭绝物种可以使动植物重新出现。保护人士将复活已灭绝物种视为“深度生态充实”,或是恢复因关键物种灭绝而丧失的生态系统功能。关键物种的缺失会留下生态空白。这一理念正是复活已灭绝物种项目的动因:将复活的动物放归适宜栖息地,以增加生物多样性并恢复生态系统的韧性。辅助繁殖、克隆和基因组编辑是物种恢复方法,其目标是重建能够维持健康生态系统并恢复生物多样性的动态过程。

根据2022年国际自然保护联盟(IUCN)红色名录列出的濒危物种Image: Statista

世界如何复活已灭绝物种?

要复活已灭绝物种,现有的研究方法包括辅助繁殖、克隆和基因工程。

辅助繁殖运用了生物样本库和辅助生殖技术的原理,以帮助恢复物种。

辅助生殖科学家已对模式物种的辅助繁殖技术进行了深入研究。然而,非模式物种完全未经研究,而这一类别包括许多极危物种。这些技术使科学家能够提高碎片化种群的整体种群适应性和杂合度。

对于种群数量持续下降的物种而言,成功应用辅助生殖技术(ART)的最佳范例之一是北方白犀牛项目。该项目已持续数十年,至今仍在进行。在此类项目中,科学家从濒临灭绝的种群中采集并保存配子(卵母细胞和精子)。通过这一方式,保护人士在个体数量极少的碎片化种群中提高了繁殖率、生物多样性和整体寿命。

Wendy Kiso博士领导Colossal在辅助生殖技术项目方面的工作,包括卵母细胞采集、胚胎移植、低温保存和体外受精。Colossal旨在将这一系列关键技术和工艺标准化,并适用于所有濒临灭绝的物种,首先从大象和有袋类物种着手。

克隆是另一种有助于延续物种的选择,但无助于使已灭绝的物种重返或复活。

在克隆技术方面的突破,即能够产生基因完全相同的生物个体的过程,随着时间推移不断取得进展。1902年,德国科学家Hans Adolf Eduard Driesch将一枚胚胎分割成两个独立且可存活的胚胎,从而培育出一对蝾螈双胞胎。经过数十年的实验,1996年7月5日,一只名为多莉的绵羊诞生,它是由一只母羊产下的,也是首个由成年动物体细胞克隆出的哺乳动物。科学家采用体细胞核移植(SCNT)技术,生成与体细胞(非生殖细胞)供体具有相同核基因序列的个体。

该技术已获成功,对于接近灭绝的现存物种而言,是一种可行的复活途径,因为所产生的个体与供体完全相同。然而,克隆需要完整的活细胞。因此,这一过程更适用于仍有部分个体存活的种群,而不适用于已完全灭绝的物种。该技术近期的一个案例是,一个研究团队克隆了一只黑足鼬,以使已丧失的物种重新获得遗传多样性。我们对于这项技术将为保护工作带来何种意义,目前仅仅触及了表面。

科技公司 Colossal 如何通过基因工程让猛犸象回归
科技公司 Colossal 如何通过基因工程让猛犸象回归
01:43

基因组编辑与合成基因组学借助CRISPR等工具,正在以积极成果推动复活已灭绝物种的工作。

“复活猛犸象或任何物种之所以成为可能,正是得益于过去三十年间通过基因组编辑研发并不断完善的工具和技术。”Colossal的物种恢复总监Sara Ord如是说。“自20世纪90年代以来,基因组编辑已被用于通过删除、替换或插入DNA序列来改造生物体的遗传物质。”

基因组编辑将使物种独具特色的理想性状与供体物种的基因相融合。因此,所得生物体与已灭绝物种并非完全相同,而是一种杂交体。对于已灭绝的物种,我们将编辑后的DNA插入一个可繁殖细胞的细胞核中,从而得以以生存物种与已灭绝生物之间杂交体的形式复活这些物种。

构建高质量参考基因组、生物样本库细胞、基因组工程以及体细胞核移植的过程具有无限潜力,也是Colossal目前所运用的科学方法。世界才刚刚开始理解如何运用这些合成生物学工具,不仅能够复活已灭绝物种,还能对自然界进行改造,并弥补人类对地球造成的伤害。

我们正处于对抗第六次物种大灭绝的起步阶段,前路漫长。所幸,我们已看到各国政府、投资者和公民加入这场斗争。世界各地众多合作组织支持复活已灭绝物种的技术和工艺。它们认识到,现在正是将科学与大胆思维相融合的时候,以确保我们的星球在遥远的未来仍适宜所有物种生存。

授权与转载
世界经济论坛发布的文章,可依据《知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎4.0国际公共许可协议》以及我方《使用条款》进行转载。 本文所表达的观点仅代表作者个人立场,并不代表世界经济论坛的观点。