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尼安德特人的回归

(2016-11-22 11:41:42)
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历史

文化

http://image.nationalgeographic.com.cn/2014/0902/20140902110929906.jpg
尼安特女性复原图
  
  科学家可以克隆出人类祖先的表兄弟吗?
    目前,计算机的数据库中保存着一组引人注目的DNA,它们是尼安德特人的基因组。这也引起了我们不由自主的想象:科学家能否根据这一基因组,来复原一个真实的现代尼安特德人?
    专家认为:在不远的将来,遗传工程的发展也许可以帮助科学家实现这一目标。但尼安德特人是否应该回归则是另外一回事。
    自从1996年世界上第一只克隆的哺乳动物,克隆羊多利出生后,克隆技术获得了巨大的发展。之后科学家相继克隆了狗、猫、老鼠、猪、牛等其他物种。2003年,西班牙科学家克隆了比利牛斯山羊,这种野山羊也被称为bucardo,尽管克隆羊只活了几分钟,但这是人类第一次借助克隆技术来挽救濒危生物。
    取得以上这些成绩是基于一种名为细胞核移植的技术。首先,科学家在要克隆的生物体内取出一个完整的细胞,然后,从这个细胞中移除保存DNA信息的部分——细胞核,最后,将该细胞核移入另一个同类生物或者相近生物的空细胞内。再将这个混血细胞注入一只雌性替代生物的子宫中,这只替代生物就能繁衍出一只克隆的物种。
    但我们根本没有完整的尼安德特人的细胞。想要破解尼安德特人的基因组,我们就必须从距今40,000年前的骨头上提取DNA碎片,然后将它们拼合在一起,这是一项庞大且艰苦的工程。那么,克隆尼安德特人到底能否成功呢?
    哈佛大学的基因学专家乔治·丘其在他2012年发表的文章《复活》中提出了一种不同的方法,用来克隆那些基因组序列已经排列整齐的濒危动物。首先,从目标物种的同属生物体内提取一个健康完整的细胞,比如目标物种是尼安德特人,我们就先从现代人体内提取一个干细胞。然后运用基因工程的技术,科学家可以做出一些调整,从而使现代人干细胞中的DNA与尼安德特人的基因组相吻合。
    这一方法听起来容易,但要付诸实践却是难上加难,因为尼安德特人和现代人的基因组之间的区别多达几十万个。丘其提出了一种名为CRISPR的新技术,这种新技术让一次性矫正基因组内的多个区域成为可能。今年1月,他在《科学》杂志上发表了一篇关于CRISPR的论文,丘其在文章写到:“哺乳动物细胞的基因组工程已经前进了一大步”。
    尽管对于克隆尼安德特人的基因组来说,这一技术还未做到尽善尽美,并且耗资巨大。但丘其认为CRISPR在理论上是可行的。他说“老鼠的实验已经表明将一个细胞移植到另一个有机体中是可以实现的,也没有理由证明这一实验将在其他哺乳动物身上就会失败。”
 
伦理问题
    如果人类的细胞可以尼安德特化,就必须将细胞移植到一位尼安德特人的替代母亲的子宫里,这个替代者可以是一位女士,也可以是一只雌性僧帽猴,这个细胞在母体内便可以发育成一个婴儿。但是这个过程存在巨大的挑战与风险。来自耶鲁大学的基因学专家詹姆斯·诺南认为:“根据已有克隆的经验,我们知道这个过程的失败率非常高。”
    比利牛斯山羊便是一个很好的例子,西班牙的科学家制造了439个含有濒危物种细胞核的卵子,但只有57个卵子发育成胚胎。其中5个平安通过妊娠期,最终只有一只克隆羊出生。而在“复活”尼安特人的过程中,作为替代母亲的人必将承担巨大的身心痛苦。
    在诺南看来:“这个过程中最容易发生的事情是难以忍受的恶心或者致命的基因突变。最终,我们将获得许多死亡的尼安德特人原型。”
    即使有一个尼安德特克隆人活了下来,伦理困境也会使尼安德特人的抚养变得复杂化。尼安德特人与现代人具有一定程度的相似性,他们也会使用工具、创造艺术,他们可能也具备一定的语言能力和抽象思维能力。
    但在其他方面,尼安德特人确实与我们不同。他们在农业革命前就灭绝了,所以他们可能很难适应我们以谷物和奶制品为主的饮食结构。此外,尼安德特人的外貌也与我们有很大差别,他们长的矮小结实,头大且肌肉发达,在人群中非常夺人眼球。
    来自杜兰大学的人类学家特伦敦说:“我能想象的到,当一个尼安德特孩子在非尼安德特的环境中成长时,他会承受多大的心理压力!”
    比如,如果一个尼安德特孩子比其他孩子强壮的多,在进行体育活动时,他也许会受到其他孩子的排斥。如果他有智力上的缺陷,或者他比其他人更聪明,他可能会被纳入特殊教育计划。
    丘其也认为,在任何克隆计划中伦理问题都必须得到重视。他对此评论道:“我们克隆每一个物种的初衷都是让他们(它们)能有更多更好的生活环境,不论是生存环境还是社会交往环境。”
 
研究有何意义?
    一些科学家怀疑,也许克隆一个尼安德特人没有任何科学的价值。
    巴塞罗那生物进化研究所的研究员卡雷斯·福克斯对此事发表了自己的看法:“你可以让一个尼安德特人的基因组在现代女性的体内成长,但与旧石器时代相比,今日社会的生活环境和成长环境、教育体制和认知刺激都发生了天翻地覆的变化。”
    因此一部分科学家认为,与其克隆一个完整的尼安德特人,还不如把研究重点放在克隆一些尼安德特人的细胞,后者更有应用价值,而且在伦理上也行的通。
    这个想法也许能回答我们和尼安德特人在生理方面到底有什么不同,从而人类学家可以更好的解释这两个物种为何走上了不同的进化之路。此外,细胞的比较甚至可以让我们进一步了解现代的疾病。
    威斯康辛州—麦迪逊大学的人类学家约翰·霍克斯认为这个想法很有价值,他说“如果在10年前,你告诉我,我们要研究尼安德特人,来探寻他们是怎么影响现代人类的健康时,我根本无法相信我的耳朵。”
    但尼安德特人基因组的发现改变了一切。
    2010年,尼安德特人的遗骸在克罗地亚的一个山洞中被我们发现,科学家们从中提取了一些可以用作科学研究的基因样本,并发布了第一份人类祖先表弟的DNA序列图。这份序列图震惊了整个人类学界:这些结实粗壮、头大个矮的原始人类竟然是现代人祖先的杂交物种。
    尼安德特人与我们的祖先在饮食习惯、生活环境和所患的常见病等方面都有所不同,所以他们的基因组上也有一些与我们不同的结构。但与那些经常被我们拿来做医学实验的动物,比如果蝇和老鼠相比,尼安德特人与现代人更加相似。
    霍克斯认为:“人类现在面对着许多课题,对尼安德特人的研究也许真的能给我们提供一些新的视角。增加对人类进化过程的了解会促使我们研究出更多新的医学疗法。”
    比如说,2011年一项研究发现,现代人免疫系统中携带的几组基因在尼安德特人身上是没有的。深入研究这些基因差异所导致的生物进化结果极有意义。诺南认为:“我们也许可以提取一个人类的免疫细胞,使其尼安德特化,然后我们就可以知道它对病原体会不会有相同的免疫能力。”
    霍克斯也同意上述观点。他指出现代人基因的变化与自身免疫疾病和腹腔疾病有关,腹腔疾病是一种痛苦的胃肠道症状,是免疫系统对谷蛋白的反应引起的,而尼安德特人却没有这种症状。霍克斯甚至认为比较尼安德特人和现代人的细胞有助于治疗一些现代的小病。
    霍克斯说:“我们看到这样一种古代人类,他们的肌肉发达、骨骼既苗条又结实,如果我们有某种方法使现代人的生物特征变得更像尼安德特人,那么我们也许就更好的方法来治疗骨质疏松症和肌肉萎缩症。”
    目前,对尼安德特人的研究才刚刚开始,但许多专家都预言能否取得成果只是一个时间问题。霍克斯估计:“在我看来,30年左右就会有成果发表。”
注:图文来自国家地理仅供参阅!

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