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灭绝

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Anonim

2014年7月,《科学》杂志发表了一系列特别论文,专门讨论物种丧失以及对野生动植物保护的新方法的需求,其中包括灭绝(也称为复活生物学),使具有生物多样性的物种复活的过程。灭绝,或灭绝。新西兰奥塔哥大学动物学家Philip J. Seddon及其同事(该系列文章的作者)建议说,问题不在于灭绝是否会发生-科学家比以往更接近实现灭绝的目的,而是如何做到这一点。以有利于保护的方式做到这一点。特刊发布于去年的TEDxDeExtinction活动之后,该活动广为宣传,该领域的主要人物谈到了科学,灭绝的希望和灭绝的风险。

把他们带回来。

尽管曾经被认为是一种幻想,但随着选择性育种,遗传学和生殖克隆技术的发展,使灭绝物种恢复生机的可能性得到了提高。这些进展中的关键是在1990年代开发了一种称为体细胞核移植(SCNT)的技术,该技术用于生产第一个哺乳动物克隆,绵羊多莉(Dolly the绵羊)(生于1996年,2003年去世)。

2009年,科学家们使用SCNT几乎完全实现了灭绝,试图恢复灭绝的比利牛斯山高地山羊(或布卡多,Capra pyrenaica pyrenaica)。克隆是从保存的组织中产生的,但死于出生后几分钟内因严重的肺部缺陷而死亡。这项尝试几乎取得了成功,引发了关于是否应将物种从灭绝中带回来以及是否将其带回来,如何进行以及如何管理物种的辩论。

灭绝的候选物种很多。一些著名的例子是羊毛猛ma象(Mammuthus primigenius),乘员鸽(Ectopistes migratorius),胸苷或有袋狼(Thylacinus cynocephalus)以及有胃息肉的青蛙(Rheobatrachus silus)。灭绝不会扩展到恐龙,部分原因是标本极老,DNA会随时间严重降解。

物种复活的工具。

20世纪初,人们通过一种称为“反向繁殖”(或“反向繁殖”)的方法,首次探讨了使灭绝物种恢复生机的可能性。逆向育种是为了生产出具有野生祖先性状的品种,其基础是选择性育种的原理,人类已经使用了多个世纪来培育具有所需性状的动物。在1920年代和30年代,德国动物学家Lutz和Heinz Heck杂交了不同类型的牛,以试图繁殖出类似于欧洲野牛(欧洲现代祖先已灭绝的物种)的野牛(Bos primigenius)的动物。赫克兄弟将现代牛杂交,以历史描述和提供了有关野牛形态信息的骨骼标本为指导,但他们对这些动物的遗传相关性不了解。结果,产生的赫克牛与野牛几乎没有相似之处。

在20世纪后期,出现了使科学家能够从死动物的骨头,头发和其他组织中分离和分析DNA的工具。加上诸如体外受精之类的生殖技术的进步,研究人员得以鉴定出与金龟属密切亲缘的牛,并将它们的精子和卵结合在一起,从而生产出形态和遗传相似的动物(所谓的牛头牛)。到赤潮。

遗传技术的其他进步已经提出了从保存不佳或低温保存的标本中推断和重建灭绝物种遗传序列的可能性。可以将重建的序列与现存物种的序列进行比较,从而不仅可以鉴定最适合逆向繁殖的生物物种或品种,而且还可以鉴定出可以编辑生物物种的基因。基因组编辑是一种合成生物学技术,涉及在物种基因组中添加或删除特定的DNA片段。CRISPR(聚簇的规则间隔的短回文重复序列)的发现是一种天然存在的酶系统,可以编辑某些微生物中的DNA,极大地促进了基因组编辑的灭活。

灭绝的克隆主要集中在SCNT的使用上,它需要将细胞核从动物的体细胞(体细胞)转移到要克隆的去核供体卵(从另一个卵细胞来的卵细胞)的细胞质中。动物,并去除了自己的核)。在实验室中刺激卵细胞以启动细胞分裂,从而导致胚胎的形成。然后将胚胎移植到代孕母亲的子宫中,代孕母亲在灭绝的情况下是与被克隆的那个物种密切相关的物种。为了在2009年恢复已灭绝的比利牛斯山山羊,研究人员将冻存的皮肤标本的解冻成纤维细胞的核转移到了家山羊的去核卵中。重建的胚胎被移植到西班牙高地山羊或杂种(西班牙高地山羊)中。

也可以使用干细胞来复活已灭绝的物种。可以通过引入特定基因来对体细胞进行重新编程,从而创建所谓的诱导多能干(iPS)细胞。可以刺激此类细胞分化为不同的细胞类型,包括可能会引起活生物体的精子和卵。但是,与其他灭绝技术一样,基于干细胞的方法的成功很大程度上取决于保存标本中可用的DNA的质量。