第6章 恐龙复活(第2/3页)

残存的恐龙化石并不多,很长时间以前的遗骸完好地保存下来的概率更是微乎其微。正因为如此,《侏罗纪公园》的原著作者迈克尔·克莱顿曾经面临的一个棘手的难题就是如何自圆其说。他为复制灭绝已久的恐龙给出了怎样的似乎合理的科学解释呢?像往常一样,这只是科幻作品,不是科学事实。所以,他可以让一些不太可能或者根本不可能的事情发生,但这个过程要看起来可行才行。他给出的解释非常巧妙,虽然我们都知道它也有致命的缺陷。

首先,克莱顿提供了一条假线索。他说:“虽然世界上任何地方都找不到恐龙的DNA,但是研磨大量的恐龙骨头也许可以提取出一些DNA。前人都认为化石化的过程会毁灭所有的DNA,现在已经意识到这其实是不对的。”以上言论看起来像个伪命题,因为我们已知化石化过程的本质,但其实这里有一个漏洞,那就是化石化的过程不是总能完成。比如,在20世纪90年代,人们在霸王龙骨架中发现了一些“相对没有改变状态”的样本,这样科研人员就可以研磨骨头并得到一些类似血红蛋白的物质。但是,DNA无论如何都无法保存下来。

然后,克莱顿提出了“真正”的技术。他在书中虚构的专家亨利·吴解释说:“树脂常常落在昆虫的身上,困住它们。这些昆虫在化石中被完美地保存下来。所有昆虫都能在琥珀中找到,包括有能力叮咬大型动物的昆虫。”这听起来确实可行。昆虫确实经常被困在树脂中,时过境迁变成琥珀,很多内含昆虫的琥珀都是远古时期的产物。

但是细节决定一切,关键问题在于“完美地保存下来”。可能琥珀中的昆虫看起来和当年无异,但这并不意味着昆虫体内的化学物质都完好无损。DNA非常复杂,而且比较不稳定。内含DNA的细胞死掉后,细胞里的酶会切断DNA双螺旋结构上的共价键,水也会侵蚀这些键。虽然在20世纪90年代,有些专家成功地从1 300万年前的琥珀中提取出了DNA,但这些人后来无法复制他们的实验,之前的结果源于被污染的样品。

2013年,曼彻斯特大学的学者尝试用硬度介于树脂和琥珀之间的柯巴脂中的昆虫来再现《侏罗纪公园》里的技术。与20世纪90年代的实验不同,这个实验是在非常严格的操作下进行的。更重要的是,新版实验会使用更现代的DNA扩增技术,而不是原版实验中老式的聚合酶链式反应。新版实验在60—10 000年前的样品中没有检测到DNA,这意味着琥珀中的昆虫尸体比空气中的昆虫尸体失去DNA的速度更快。

像对放射性元素一样,“半衰期”概念同样适用于DNA,即DNA降解到原始的一半所消耗的时间。通过研究一系列600—8 000年前的骨头,考古学家已经证实DNA的半衰期大概是521年。DNA的寿命可能被一系列条件影响,特别是温度,这有助于我们准确推测DNA样品的最长寿命。

最古老的DNA可以追溯到50万年前,DNA的半衰期意味着DNA序列在150万年后就无法读取,在680万年后就会被完全降解。而恐龙时代距今已6 500万年,这也让侏罗纪公园只能存在于科幻作品中。假如恐龙的DNA可以通过什么方法被提取出来,那么复制恐龙的基本过程便是克隆。(“克隆”这个词源于希腊语中的“枝条”,也就是植物中的扦插或压条繁殖的意思,即用枝干产生新的个体。)这一点在科幻作品中已司空见惯。

科幻作品中的克隆通常有两个明显的错误:克隆体和母体一模一样;克隆可以瞬时完成,或者只要几个小时到几天就能完成。在真实世界里,克隆虽然确实是一种复制,但这是基于克隆体和母体拥有相同的DNA。然而,生物体绝不是基于DNA的简单复制品。实际上,在生长的不同阶段,相同的DNA会产生不同的结果,不同的环境可以使基因有不同的表现方式。我们都见过自然的克隆体——同卵双胞胎,他们彼此间存在显著的不同。

人工克隆也有类似的情况,虽然我们已经拥有克隆技术,但这个技术本身并不容易成功。第一只克隆猫CC就是个很好的例子。理论上CC应该和它的母体一样,但是它的母体是只虎斑猫,而CC的身体却是一半白色一半黑色。就像其他克隆体一样,CC需要经历正常猫的出生和长大的过程。想在某间神奇的克隆室里一夜间就复制出一模一样的个体是不可能的。

当我们了解到DNA的性质和细胞的工作方法后,克隆技术看上去就只是简单的操作,但是其实不然。克隆不像两性繁殖那样把两个个体的遗传信息合二为一,而是复制一整套基因。1996年,人类首次用母体的遗传信息克隆出哺乳动物——绵羊多利;对于多利来说,它的遗传信息来源于乳腺,这也是这只克隆羊以美国乡村音乐天后多利·巴顿的名字命名的原因(她的胸部异常丰满)。多利的“妈妈/姐姐”早就去世了,它的细胞是在实验室中培养的,而不是从活的动物体中直接得来的。实验人员将未受精的卵子的细胞核放入供体细胞中。

和怀旧科幻作品《弗兰肯斯坦》中的情节类似,微弱的电刺激帮助细胞核和卵细胞融合,继而变成了多利,并开始了细胞分裂。新的卵细胞被植入代孕母亲体内,像正常的细胞一样生长,过了一段时间,多利出生了。它看起来是只正常健康的绵羊。以上描述只是真实历史的简化版本。如果克隆真的这么简单,克隆体早就已经遍布世界了,少数声称已经成功克隆出人的科学家早就自豪地把克隆人拿出来展览了。事实上,克隆哺乳动物实属不易。

即便是克隆多利也用了许多年。虽然相同的技术早就在两栖动物青蛙身上实验成功,但对于哺乳动物来说确实很困难。突破点在于使用和原设想状态不同的细胞。很多时候,我们身上细胞的分裂速度不像胎儿那么快。原来的设想是用高速分裂的细胞,而苏格兰的罗斯林研究所则使用了处于休眠状态的细胞成功克隆出多利。这些细胞一开始处于分裂状态,在被去除了营养物质后,细胞停止了生长。出人意料的是,这些休眠细胞竟然起到了效果。

虽然细胞已经开始分裂,但是问题并未解决:这些休眠细胞核在被植入卵细胞以后并没有继续生长。在首批276个样品中,只有29个显示出生长迹象,而它们在被植入代孕母体后,只有一个——多利——存活下来。不管怎样,我们有了多利。但克隆事业会越来越繁荣吗?我们有能力克隆一切吗?如果有合适的遗传信息,我们就能克隆恐龙吗?