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如何看待中國首只複制貓的誕生?

2022-06-16寵物

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在剛剛過去的一周裏, 「複制」一詞再次回到了公眾視野,就在上周一,某司對外公布了中國首只複制寵物貓「大蒜」已在上月21日誕生的訊息,經過近一月的觀察,該貓生命體征平穩,這意味著中國掌握了完全自主培育複制貓的技術。然而這只即將滿月的小貓並沒有等來滿月大禮,而是立即卷入輿論漩渦的中心,對於動物複制是否有違科學倫理、是否遵循動物福利,各方展開了激烈的爭辯。

頗為有趣的是,由培育「大蒜」的同一家公司在去年12月複制的一只昆明犬的近聞卻沒有引起任何波瀾。8月23日,公安部昆明警犬基地宣布,複制犬「昆勛」在歷時九個月的訓練後順利透過考核並正式入警,成為該基地的一條警犬。

當有關「大蒜」的爭論日漸平復時,「昆勛」的入警似乎給了我們冷靜審視「複制」的新機會,這種技術究竟源自何方,又將會走向何處?它到底是荒誕冷酷的狂人怪想,還是能和其他科學進展一樣,讓世界走向更美好的未來?

  • 複制不是新鮮事
  • 對於普羅大眾來說,1997年公布的複制羊 多莉 恐怕是最為著名、也最早為我們熟知的複制生物了,這頭由愛丁堡羅斯林研究所「創造」的多塞特白面綿羊甫一降臨,就立刻吸引了全球目光。而在多莉公開之前,好萊塢鬼才斯皮爾伯格就早已向大家科普過這種技術——在其1993年上映的科幻電影 【侏羅紀公園1】 中,那些肆虐在努布拉島上的史前巨獸正是透過從琥珀中的蚊子體內提取的恐龍DNA複制而來的。

    或許多莉的聲名過於響亮,亦或許好萊塢大片的光環過於閃耀,關於複制的許多事實卻被無意間遮蔽了:它們並非複制技術最早的成果,複制也絕非是必須要由專業的學者或科學怪人才能掌握的絕技。 活躍在兩千多年前的古希臘的博物學家,才是發現和推廣複制的先行者,而複制技術也早就滲透到我們生活的方方面面。

    如果要在眾多聞名遐邇的古希臘學者身上找尋什麽共同點的話,對於自然奧秘的癡迷絕對能占有一席之地。在那個文明昌盛的時代,觀察和探求自然奧秘是許多古希臘人一生的追求,也正是在這種氛圍下,許多奇特的自然現象被觀察和記錄,在古希臘的博物學典籍中,一種植物的繁育方式擁有自己專屬的名詞 「klon」,如果從古希臘文的字面理解,它就是用小枝丫去繁殖新植株的意思。

    這其實就是今天的我們再熟悉不過的 插釬 ,在農業和園林領域,插釬是非常常見的快速增殖手段, 但從本質上來說,插釬的確就是一種貨真價實的複制 :由從母本植物采集而來的枝條繁衍出的新植株,攜帶著和母本一模一樣的基因物質。當我們從花店中捧回一束束玫瑰裝點廳堂時或許不曾想到,它們不過是幾株原始祖先不斷復制的「副本」。更有甚至,我們不僅欣賞了殖株植物的美,還早就將許多複制的產物吃入腹中——無論是 嫁接 而來的桃子蘋果,還是以 塊莖繁殖 的馬鈴薯紅薯、 插釬繁殖 的葡萄,都是複制的產物。

    以馬鈴薯上長出的種芽來播種是今天慣常的方式,這也是一種典型的複制

    作為一種無性繁殖的手段,複制並非只發生在人工培育的農作物身上,被無意間斬斷的蚯蚓可以一分為二,這就是一種複制;而在不少昆蟲、甲殼類和兩棲類動物身上, 「孤雌繁殖」 是一種並不罕見的現象,我們熟悉的蚜蟲和蜜蜂都可以在不需要異性參與的情況下產下後代,而這些後代其實也是「媽媽」的複制副本。在【侏羅紀公園1】中,久遠的歲月破壞了蚊子血中恐龍基因的完整性,公園的科學家們便采用了一種青蛙的基因片段對其進行修補,而這種青蛙恰恰擁有孤雌繁殖的習性,用複制技術重生的恐龍又擁有了孤雌繁殖復制自己的能力,雙重複制最終導致了影片中的一系列災難。

    世界上最著名的自然界複制案例當屬美國猶他州的「潘多樹林」,這片42萬平方米的顫楊林中的每一棵樹都是複制體,它們全部是由8萬年前的一棵樹苗自主複制來的
    孤雌生殖是一種常見的自然複制,除了較為低等的昆蟲之外,許多兩棲類、魚類也有這樣的習性,這種櫛齒鋸鰩就是一種孤雌生殖生物

    回顧這段久遠的複制發展史,有助於我們對複制有一個全面又客觀的認識:複制並非總是帶著昂貴、尖端的內容,也絕非是洪水猛獸般的科學怪想,它們不僅在自然界中十分常見,也早已為我們所利用。

  • 從蚯蚓到鯽魚
  • 不過,雖然複制技術在植物領域套用的相當普遍,在自然界中也不乏動物自我複制的案例,但有人為參與的動物複制,還是一項僅僅發展了不到百年的新技術。要知道,不管人們在對植物的複制過程中積攢了多少寶貴的經驗,但它們卻幾乎無法被套用在動物身上——畢竟除了蚯蚓之外,絕大多數動物可不能進行插釬來生長。

    直到19世紀下半頁,一系列新的科學發現才給破解動物複制難題奠定了基礎,來自修道院的孟德爾透過種植豌豆歸納了遺傳的機制,顯微鏡的發明又幫助人們發現了細胞和細胞核內的染色體。正是站在這些巨人的肩膀上,1928年時,正在弗萊堡大學執教的德國胚胎學家漢斯.斯佩曼提出了一個大膽的假設——他意識到,胚胎細胞總是能發育出各種各樣的器官,這就說明胚胎細胞是一種擁有全套遺傳資訊的全能細胞,如果能把一個胚胎細胞的細胞核取出並植入另一個沒有了細胞核的卵細胞裏,那或許就能完成動物的複制。10年之後,已經獲得諾貝爾獎的斯佩曼公布了自己的設想,這一年也就被稱為動物複制元年。

    動物複制之父——漢斯.斯佩曼

    雖然1928年的斯佩曼就已經完成了一次細胞核移植試驗,但他的研究也就止步於此了,直到1952年,他的設想才最終由美國學者實作——透過將囊胚細胞的細胞核註入到去核的同類卵細胞裏,人們第一次獲得了美洲豹蛙的複制個體。

    但這次試驗的影響並沒有想象的那麽深遠, 美洲豹蛙的複制的確開啟了動物複制的序曲,但蛙類的繁育實在太過特殊 :體外受精的蛙卵不僅個頭很大(方便取核和移植新核),而且在水中就可以完成發育,對於更高等的體內受精生物來說,這樣的方式顯然是可遇而不可求的;此外,蛙類一次就能排出幾百枚卵,數量龐大的受精卵當然可以方便的用來進行複制,但對於那些一次只繁育幾只、甚至一只後代的動物來說,如果只是透過胚胎細胞來進行複制,那麽就完全無法達到增加後代數量的目的。

    相比而言,6年後的另一次實驗顯然更有意義的多,同樣是以蛙類為實驗物件,牛津大學的科研團隊將蝌蚪的腸上皮細胞移植到卵細胞裏,這也首次證明,即便是已經分化的體細胞一樣擁有全套的基因物質,一樣可以全能的產生一個新的個體,這也是 第一次成功的體細胞複制實驗 ;1963年,中國科學家童第周 第一次實作了魚類的複制 ,10年後,童老把鯉魚的細胞核移植到鯽魚的卵細胞裏, 第一次實作了跨物種的複制

  • 多莉風暴
  • 透過對蛙類、魚類這些體外受精、體外發育的動物開展複制,學者們積攢了基本的複制經驗,自上世紀80年代開始,對於體內受精、體內發育的哺乳動物的複制嘗試終於開始了。

    究竟是誰首先成功複制了哺乳動物,這在今天似乎還是一個謎團,1981年,日內瓦的卡爾·伊爾默塞首次宣布自己複制出了3只小白鼠,但他的宣布似乎缺乏足夠的證據。更多的人相信,英國科學家斯蒂恩.威爾森在1984年複制的一只羊才是哺乳動物複制的起點,在隨後的1986、1994年,老鼠和牛的複制取得成功, 但值得註意的是,這三次對哺乳動物的複制依然是透過胚胎細胞進行的。

    這或許註定了多莉的不同凡響。在多莉誕生的前一年,同一家科研機構還複制了兩只綿羊,但它們都不如第二年的多莉那麽重要——多莉是第一只由體細胞複制而來的哺乳動物,為了它的誕生,十幾位「母親」做出了貢獻,一只母山羊為多莉提供了乳腺上皮細胞的細胞核,另一只母山羊提供了卵子,在經歷了227次核移植,產生了29個胚胎之後,又有13只母山羊成為代孕媽媽,而最後僅存的碩果就是多莉。

    多莉的複制流程,至少有一只提供細胞核的母羊、一只提供細胞質的母羊、至少13只代孕母羊為多莉的降臨做出貢獻

    科研成果能在第一時間吸引大眾關註的案例並不多見,而在1997年多莉首次出現在公眾眼前時,它立刻成為全球關註的大明星。然而對於複制科學來說,多莉則更像是一個沖鋒的號角,既然綿羊可以被複制並存活,那麽其他動物自然也可以。在此後的二十多年裏,相繼有二十多種高等哺乳動物被複制成功,這其中當然也有最近引發我們關註的貓和狗。

  • 曙光已現?不,前路依舊遙遠
  • 許多讀者或許以為,多莉已經誕生23年,亦有二十多種哺乳動物被成功複制,那麽由此看來,複制技術似乎已經發展的非常成熟,甚至對人的複制可能都不在話下,是否對一個物種進行複制,似乎僅僅是一個成本和倫理的問題。

    然而事實卻遠非如此。如同許多新型的科學領域一樣,我們對其研究的越深入,就越是能遇到更多暫時無法解決的難題。

    對於狗的複制最能反映這個現狀。在很長時間裏,人們普遍認為狗是最難被複制的物種之一,這一方面是因為狗的繁殖生理比較獨特,它們一年只有2次發情期,即便給狗註射催卵類激素也無濟於事,這就意味著每年從一條狗身上只能獲取兩批次用來複制的卵細胞。另一方面,大多數動物都是在卵細胞成熟之後才排出卵巢,但狗卻在未成熟階段就開始排卵,由此導致狗的卵細胞進行體外培養十分困難。直到今天,也只有韓美中三國掌握了複制狗的技術,而中美的技術還大多是從南韓引進的。

    一度引領複制狗技術的南韓為了攻克這個難關付出了巨大的努力,2005年,他們率先使用體細胞核複制出世界上第一條複制狗「史努比」,這只小狗誕生的背後,是至少上萬次的核轉移實驗,最終獲得的1095個胚胎被植入123條代孕母狗體內,如此海量的投入,卻只讓其中3條母狗成功受孕,其中1只不幸流產,另一只狗仔只存活了22天,「史努比」成了唯一的幸運兒,如果從胚胎數量來看,第一代複制狗的成功率只有可憐的0.09%,但如果和那上萬次的核轉移相比,「史努比」的成功簡直就是一個萬裏挑一的奇跡了。

    世界上第一只複制狗史努比

    和格外困難的狗相比,貓的複制難度小了許多,但依然遠超我們樂觀的想象。世界上第一只複制貓CC(CopyCat)在2001年誕生於美國加州,實驗人員嘗試了188次,獲得了82個胚胎,但只有一只代孕母貓成功受孕。而在18年後,創造了「大蒜」的某司依然進行了152次嘗試才最終獲得成功。

    全球第一只複制貓CC

    空洞的數位或許乏味,但它們卻清晰地表明一個事實——動物的複制成功率依舊不高,即便是最成熟、最容易複制的哺乳動物,成功率也只徘徊在1-3%左右,而在多莉誕生之後的二十多年裏,依然有多道難關無法輕易闖過——複制產生胚胎的效率極低,胚胎發育也並不順利,代孕動物的流產率居高不下,出生率不足10%,即便順利生產,後代也極易夭折。

    對於這些問題產生的原因,直到今天依然沒有一個精準的解答。有學者認為,複制過程中不可避免的細胞核移植手術(SCNT)肯定會對細胞產生損傷,正是這些損傷導致了代孕母親的胎盤肥大(受孕率低,流產率高),胎兒的呼吸性疾病(胎兒夭折)等不良反應。

    即便僥幸闖過出生關的複制動物,在成長過程中也很容易出現早衰的現象,多莉的死亡就被認為是早衰引發的。對於早衰的機制,我們同樣認識模糊,有學者認為這恐怕和它們最初的細胞核有直接關系——研究人員發現,多莉的染色體和自然出生的同種綿羊有兩個巨大的不同,用來保護染色體的端粒長度遠小於同類,用來產生端粒的酶的活性也不如同類高效,這也被認為是體細胞複制的一大缺陷。 但更令人疑惑的是,同樣用體細胞複制的牛和老鼠居然沒有這些缺陷,甚至複制老鼠的端粒比正常老鼠還要長,它們的平均壽命也比正常老鼠還要長7個月。

    我們可以看到,對於動物複制中發現的問題,我們既沒有明確的解答,更沒有針對性的辦法,目前的動物複制還是一個靠機率和大量重復嘗試取勝的階段,這也註定了複制成本的居高不下,在上周的推播中我們提到,「大蒜」的複制價高達25萬人民幣,而在2001年複制出第一只貓咪CC的那家美國企業一度開價5萬美金(2004年報價),盡管他們樂觀的認為美國極高的家庭寵物普及率和高消費習慣能給自己帶來源源不斷的訂單,但事實卻是無比殘酷——直到該公司停業為止,他們也只接到並完成了兩只複制貓的訂單。

  • 那麽,複制意義何在?
  • 和任何一項新技術一樣,通往成功的道路難免會有曲折蜿蜒,但只要它真的擁有美好的前景,我們就總是會鍥而不舍的努力前行。不過,複制技術是否又擁有這樣美好的前景呢?

    對於從事畜牧養殖的人群來說,這個問題的答案當然是肯定的。和自然生育的同類相比,複制動物能更好的保存被複制的那只動物的優良特性。一頭高產的奶牛如果可以被批次複制,就可以極大地提升牛奶行業的產量,而在複制技術運用之前,這一目的只能透過更為繁瑣、漫長的人工選育良種才能達到。這一優勢也在許多特種領域得到驗證,自2012年起,南韓海關將6只複制犬投入緝毒作業,由於對狗的天賦要求極高,以往的緝毒犬只有30%能達到標準,但由它們中最優秀個體複制而來的這6只緝毒犬卻顯示了「本體」高超的緝毒能力,它們的合格率遠遠超過90%。而昆明警犬基地決心使用一只複制犬也是基於同樣的目的,為昆宋帝供細胞核的供體犬正式普洱市公安局警犬大隊的一級功勛警犬「化煌馬」,這頭警犬的履歷著實耀眼,盡管「從警」僅有6年,但由化煌馬直接破獲的命案就已經多達十幾起。而雖然昆勛剛剛入列服役,但在訓練期間,它已經展現出遠超其他犬的嗅認性。

    昆勛(黑色小狗)

    對於從事野生動物保護的學者來說,複制技術則為他們提供了一種修復生態的可能。透過對一些已經滅絕的物種進行複制,或許能彌補人類曾經鑄就的大錯,更多正在走向滅絕的物種來說也可以透過複制來快速恢復族群擺脫險境,而對於像北部白犀牛這樣只剩2只雌性個體的極度瀕危生物來說,複制更是避免它們滅絕的最後機會。基於這種考量,許多野生動物保育機構正在妥善收集和保存瀕危物種的DNA資訊,靜靜地等待複制技術走向成熟的曙光。

    2018年3月19日,最後一頭雄性北方白犀牛「蘇丹」離世,這個物種僅剩兩頭雌性個體,複制技術的成熟對於這樣走到滅絕懸崖邊的物種不啻為一個福音

    而對於更多的普通大眾,動物複制的正確運用一樣能讓我們受益匪淺。在生物學領域,小白鼠和家兔一直被廣泛的套用於藥物和化妝品的研發,但這兩種動物與人類的差別較大,在它們身上進行的實驗並不能幫助人類準確的規避藥物和化妝品的副作用,也不能真是的反應積極地療效,相比而言,靈長類動物更適合被作為實驗動物使用。但現存的五百多種靈長類動物中的絕大多數正面臨著野生族群不斷萎縮的困境,使用靈長類來進行實驗不僅極為昂貴,也可能加劇惡化它們脆弱的生存現狀。在2017年,兩只食蟹獼猴被中國科學家複制成功,如果複制技術可以將其高效的複制,許多疑難雜癥的攻克行程都會被大大的提前(當然,對於這些為人類健康而獻身的實驗動物,讀者們更應心存感激和敬畏,無論它們是鼠還是猴,都是在透過自我的犧牲造福人類生活)。

    由中國複制成功的首對兒複制食蟹猴中中和華華
  • 生命可以複制,情感又怎能重逢?
  • 但,純商業化的寵物複制卻似乎無法套用上述的這些正面意義,這才是「大蒜」的問世引發一系列爭議的本質。

    不可否認,失去愛寵的痛楚對每一位主人都是無法承受之重,當寵物因種種原因離我們而去時,我們都願意付出一切來換取一個不同的結局。「大蒜」的主人坦言,當得知可以付出25萬複制一只貓咪時,他幾乎沒有任何猶豫,只要能繼續回到有「大蒜」陪伴的那些歲月,再高的成本他也能接受。

    這正是問題的關鍵。寵物不同於尋常物件,它的價值並不體現在作為一個物質的本身。我們對寵物的愛憐和思念,絕非僅僅是因為它們品種的高貴、外貌的非凡或性情的溫順。它是孤寂時的慰藉,深夜中的陪伴,困苦中的扶持或閃光人生的見證,這些由雙方不斷付出的情感才最終凝結出人與動物的身後羈絆。

    許多科學家認為,目前的複制還是一項低效又危險的技術,用來複制寵物並不合適,但在我看來,即便日後的複制技術走向成熟,複制寵物也無法成為這種感情的承載體。盡管它的基因和前者相同,但它並沒有繼承那些共同走過的歷程,從這個角度來看,複制寵物和一只長相類似的新寵物並沒有本質的不同,而如果過分的糾結於基因或外貌的一致性,那我們懷念的就並非是那只無法替代的寵物,僅僅是戀物情緒的表現罷了。