[多圖]日俄科學家有望50年內復活猛犸象
很久很久以前,世界上只剩下最後兩隻猛犸象,為了重振家族的血脈,它們深深地相愛了……
這是發生在動畫片《冰河世紀》裡的情節。而現實的真相卻十分殘酷:事實上,猛犸像這種巨大而憨態可掬的動物,在距今1萬年左右的時間,就從這個星球上徹底消失了……愛情並未能拯救它們走向滅亡的命運。
也許再等幾十年,我們又可以見到猛犸象了。今年9月底,兩隻號稱是「世界第九大奇跡」的猛犸象,從冰雪皚皚的薩哈共和國,千里迢迢來到廣州進行巡展。記者從有關專家那裡瞭解到,這兩隻猛犸象雖然在凍土中冰封了數萬年,可是卻皮毛血肉俱全。它們身上不僅蘊藏著猛犸象滅絕的真正原因,甚至還蘊藏著猛犸象復活的種種可能——科學家已經從其中一頭身上提取了仍具活性的DNA,也許再等上50年,我們就又可以見到活生生的猛犸象了!
聚焦:小歐和大卡
大卡名叫尤卡基爾,一頭40多歲的「熟男」。它是以被發現的村莊的名字命名的。
當年的猛犸象應該就是這個樣子的。
北京自然博物館古生物研究員李建軍告訴本報記者,大卡本來是被深埋在凍土層中,但由於冰川融化,在2002年的8月,它巨大的大象牙穿破了冰層,挺立在冰原中,被一個生活在當地的年輕人發現。這個年輕人回家叫來他的爸爸,父子倆合力將大象牙拔出來。聰明的爸爸又想到,象牙一定連著頭,就繼續往凍土裡面挖,挖了3個月,沒想到挖到了骨肉皮毛都相當完整的巨大象頭,肌膚完好還有彈性。克洛葛夫父子把象頭裝上卡車,在卡車上塞滿冰凍的魚,保護象頭不至於溶化,一路把大卡運載到首都雅庫茨克(Yakutsk)。
大卡的出土引起了巨大的轟動,專家們推測它是一頭生活在距今一萬四千年前的猛犸象,但它卻是如此皮毛血肉俱全活靈活現,堪稱是自然界的奇跡。
小歐叫歐米亞空,一頭只有1歲的「小姑娘」。不過,它可是40歲大卡的前輩——因為它生活在距今4萬年前。
和「大卡」一樣,「小歐」的名字也是以它被發現的地區命名的——歐米亞空,是薩哈共和國北極圈附近一個海拔740米的高原,它也是全世界最寒冷的高原,1926年1月26日,這裡曾經錄得過北半球歷史上的最低氣溫零下71.2℃,登上「北寒極」寶座。這個地方僅有800人定居。
這裡同時也是個富藏金礦的地區。2004年,一個挖金隊在此作業,挖著挖著,他們突然挖出一攤膿水,膿水散發著惡臭,挖金隊員懷疑這是古生物的遺骸,便報告了相關部門和專家。聞訊而來的科學家在這裡挖掘出一頭冰凍狀態的小猛犸象。整只小象原本是完整地被冰凍封存,血、肉保存良好,但令人遺憾的是,挖土機破壞了它兩肩骨頭以下的地方,而小象身體的受損部分在接觸空氣之後,便溶化成一攤膿水,幸好小象的頭、鼻、脖子以及部分胸部,總長112厘米的前半身都完好無缺。
科學家後來又在小歐屍身的不遠處發掘出一些屬於猛犸象的紅褐色毛髮,可以肯定是屬於小歐的。他們推測,小歐的毛髮和皮膚脫離,顯示它曾浸泡在水中一段時間,有可能是淹死的。再後來,科學家們通過掃瞄,在小歐胃裡發現了一些藻類植物,更加證實了這一推斷。「那應該是一個秋末,小歐飢腸轆轆去找食物,由於體力不支,掉到一片沼澤地中,最終被沼澤吞沒。」
原景:猛犸象的冰河世紀
生活:主宰冰河世紀
習性:溫和的素食主義
頭骨
猛犸像在世界的分佈圖。
事實上,在薩哈共和國的土地下面,還埋藏了不計其數的猛犸象遺骸。「保守地說,至少有上千頭。」薩哈共和國博物館負責人拉娜女士肯定地對記者說。
當然,它們中的大多數雖然並不像大卡和小歐這樣血肉俱全,但是考慮到它們來自萬年前的時空,依然令人震撼。比如還有一頭叫「柳芭」的小象——它是一具乾屍,但卻是如此完整的一個整體,除了沒有了毛髮和腳趾甲,這頭猛犸象幾乎是完美無缺的,連眼睫毛都清晰可見,彷彿剛剛睡著了一樣。
種種跡象中不難看出,這一片西伯利亞的高寒地帶和丘陵區曾經是猛犸象們的核心分佈區。猛犸象家族最早在80萬年前,就已在這一地區生活。
「這是一片乾燥、低溫的大草原。生長著灌木、香草、草本植物,是猛犸象、犀牛、野牛、野馬、麋鹿等更新世哺乳動物的理想生活環境。這一帶的夏季平均氣溫是12℃,冬季零下33℃,平均降雨量180至190毫升。」李建軍這樣為我們描述當時這裡的自然環境:「可能會比現在更為寒冷,但是植被變化應該不大。」
在漫長的第四紀冰期,猛犸像是這片草原的主宰者。它們渾身長著厚厚的毛髮,最長可達到1米。毛髮的下面是厚達9厘米的皮下脂肪層。而猛犸象的腳底——根據解剖學家分析,那裡幾乎不含血管和神經,只有厚厚的肉墊——這些都是猛犸象為了適應寒冷的氣候而進化出來的。
習性:溫和的素食主義
在猛犸象巨大的身軀上,最引人注目的是那對巨大的象牙,從它美麗的弧形來看,象牙並無攻擊力。「事實上它們性情溫和,是純粹的素食者。象牙只是用來搜尋雪層下面的牧草。」拉娜說。值得注意的是,猛犸象的頭後部應該還有一個類似駝峰一樣的肉質突起。「這在化石上發現不了,人們是從一些古代巖畫中得知猛犸象還有這個特點。」李建軍告訴記者。這個駝峰的作用和駱駝的相類似,用來儲存大量的脂肪,以對抗漫長而物資匱乏的冬天。
李建軍表示,在夏天的時候,猛犸象還會向南方進行遷徙:「主要是去尋找更加茂盛的植物。根據化石的發現,我國東北也是猛犸象頻繁活動的區域,它們最遠曾經到達過我國山東一帶。」
滅絕:史前一萬年
誰導致猛犸象滅絕
猛犸象尤卡基爾的前肢。
猛犸象尤卡基爾的頭顱。
大卡的死因至今不明。也許它和小歐一樣死於溺水,也有可能是失足掉進了某個冰窟窿,也有可能是死於當時已經活躍著的人類捕殺……但無論如何,那應該是個個別的偶發事件。而在大卡死亡四千年之後,這一曾經是地球上最大的大象,開始走向整體的滅亡。其中的原因,才是各國科學家共同關心的問題。
沒有人知道其中的具體原因,但是卻有兩種主要的推測。一是氣候變化:「猛犸像在距今1萬年到4000年左右大量滅絕,這正好是第四紀冰期的末尾。因此許多研究人員認為,隨著氣候越來越暖,猛犸象的棲息地迅速縮小,猛犸象種群的分佈也由遍佈歐亞大陸縮小到北部沿海地區。最後導致整個種群的消失。」李建軍說。記者瞭解到,在前不久,有科學家用計算機模擬的更新世晚期地表景象變遷顯示,在那一時期,猛犸象的棲息地喪失了90%。
還有科學家指出,導致猛犸象滅絕的至少還有另外一種原因,就是人類的捕殺。「猛犸象生活的時間離我們人類很近,甚至早期人類曾經和猛犸像一起共享藍天。美國一個研究小組發現人類祖先在走出非洲的途中,一路上留下了大量的大象和猛犸象的遺骸。某一地區一旦有人類居住,這裡的大象和猛犸象就開始從化石記錄裡消失。有證據表明,猛犸象曾是石器時代人類的重要狩獵對象。一頭猛犸象足夠一個族的人食用很久。雖然猛犸象看起來十分高大威猛,但在聰明的人類面前也只好甘拜下風。」
李建軍還認為,古人不僅曾經捕殺過猛犸象,很有可能還曾經馴養過這種大象。「河南的簡稱『豫』字,就很像是一個人在牽著一頭大象。」——這不禁讓人聯想到電影《史前一萬年》裡的景象:埃及人實際上是借助猛犸象的幫助,才建成了金字塔。
冰封:永久凍土之下
科學家在冰原上挖出猛犸象的情形。
薩哈共和國的冰原。
猛犸象的拉丁文名Mammuthus是韃靼語中的「地下居住者」的意思。在很長的時間裡,對於生活在西伯利亞的涅涅茨族人看來,猛犸像是一些遊走在冰冷漆黑的地下世界的生物,被冥界的神靈當做家畜牧養。讓他們產生這種想法的原因是,每年夏天當冰雪融化之時,總會有數以百計的象牙和象骨出現在江河湖海的岸邊。
曾經他們認為,發現這樣的骸骨會是一種詛咒,而現在他們當然知道這實際上屬於萬年前的生物猛犸象,它們曾經和我們一起在地球上——而不是地層深處——生活過。
為何薩哈的猛犸象遺骸可以保存得如此完好?李建軍說,這和當地獨特的自然氣候有關係。「薩哈共和國有一半的面積位於北極圈內,冬季長達9個月,十分寒冷。所以這裡大部分的土地都是永久凍土帶。可以說薩哈共和國是全世界凍土層最厚的地方,平均厚度達300多米,個別地方可達1500米。這就給保存猛犸象提供了得天獨厚的環境。永久凍土簡稱永凍層,是一個地質學名詞,專指保持在攝氏零度以下狀態的土壤或地層,而且溫度連續在攝氏零度以下達到兩年以上。即使在每年天氣轉暖時,凍土也保持在攝氏零度以下。這使得猛犸象的遺骸可以得到最完好的保存。」
據記者瞭解,發現大卡的地方在北極圈內,小歐雖然是在北極圈外的北緯63度15分發現的,但卻是「北寒極」——曾經錄得過北半球的最低溫紀錄——零下71.2℃。都是典型的凍土區。本次巡展的負責人朱琦告訴記者,他曾經看過凍土層的斷層切面:「冰和土一層層緊密疊加,就像石膏一樣。土層當中的空氣都被擠出去,並且保持了90%左右的濕度。只有這樣的環境,才能使動物的皮毛儲存萬年,卻依然保持彈性。」
復活:新科技克隆古象
代孕媽媽:亞洲象
本次巡展的負責人朱琦向記者透露,日本的專家曾經對皮毛血肉俱全的大卡進行過特殊的掃瞄:「結果讓人驚訝,大卡腦子裡的部分腦幹細胞居然是活躍狀態。」至此,復活猛犸象的計畫不再是個天方夜譚,而被提到了日程上來。「日俄專家目前正在進行的實驗,主要是想通過克隆技術復活猛犸象。」
記者從有關渠道獲悉,克隆猛犸象大體要經歷這樣一個過程:
首先是要非常精確地復原猛犸象的基因組:大約是30 億~40億個鹼基對。這將是個非常浩大的工程。
復原之後的基因組只是一個單純的數據。下一步,專家要根據這個「藍圖」將數十億的鹼基對「擰」成完整的染色體。合成一個屬於猛犸象的DNA。
第三步,此時,我們已經得到了一個屬於猛犸象的完整的遺傳信息。但是我們還需要把這段信息注入到某個細胞核中,因為染色體必須包裹在細胞核裡才能成為主宰生命的密碼。
最後一個步驟,科學家要把這個包裹了猛犸象遺傳信息的細胞核,注入到另一頭大象的卵細胞中進行克隆——這另外一頭大象自然不是猛犸象。朱琦告訴記者,科學家經過分析,發現猛犸象與亞洲象的親緣關係最為接近,於是選中亞洲象做猛犸象的「代孕媽媽」。
整個過程困難重重。「首先,要合成完整的DNA非常不容易——一個完整的DNA系列就好像是一幢高樓大廈,而我們現在發現的殘缺的DNA信息就好比只是斷壁殘垣,能否根據這些『隻言片語』復原大廈原貌,還有待證明。」李建軍說。
就算我們經過努力進行到了最後一個步驟,利用亞洲象的卵細胞能否順利進行克隆也會是個問題。物種間的差異也許會造成某些問題,比如胚胎流產或者畸形。
朱琦表示,因為目前克隆技術的成功率比較低,所以只是單純一個大象的卵子還不能完成復活猛犸象的任務。據記者瞭解,一頭成熟的亞洲象母象,一年只排卵三次,一次只能排出一個成熟的卵子。這意味著只是收集卵子的過程都是十分漫長的。
然而,朱琦向記者透露,據他的瞭解,日俄專家已經進行了兩次復活猛犸象的實驗,但是都宣告失敗,目前正在進行的是第三次。「50年內復活猛犸象,我認為沒有問題。」
重建「更新世」公園
雖然猛犸象的復活計畫剛剛開始實施,已經有人在擔心:猛犸象復活之後,我們把它放在哪兒好呢?畢竟現在已經不是冰河世紀,猛犸象能夠在全球變暖的大環境下生存下來嗎?
朱琦告訴記者,日俄的科學家專門在薩哈共和國劃出了一個面積有160平方公里的「秘密地帶」,意圖打造一個「更新世公園」。所謂的「更新世」,實際上是一個地質學上的名詞,代表地質年代第四紀早期,距今約180萬年至1萬年,猛犸象就生活在這個年代。
記者獲悉,這一計畫由俄羅斯切爾斯基市東北科學站負責人、古生物學科學家塞爾蓋·茲莫夫發起的。他希望可以在這個公園裡全面恢復凍土區史前的生態系統,就像一萬年前一樣。
這是一個只有直升機才能抵達的「秘密地帶」。據悉,儘管西伯利亞凍土帶大部分被苔蘚覆蓋,但這160平方公里土地上卻仍有一些草地、落葉松林和柳樹灌木。所有屬於更新世時代的植物現在仍在那兒保存得很好。
而一個完整的生態系統,自然不能只有植物,還要有動物——到目前為止,這片區域裡已經徜徉著更新世野馬的最近後代——亞庫蒂馬和一些馴鹿、駝鹿等,科學家還計畫引進更多的動物,譬如野牛和麝香鹿。
朱琦告訴記者,復活猛犸象就是這個「更新世」計畫的重要組成部分,也是整個計畫中最吸引人的。如果猛犸象真的可以復活成功,「更新世公園」也將是它要生活的地方。塞爾蓋·茲莫夫認為猛犸象會喜歡它這個「新家」。建造更新世公園的目的之一,就是為了向世人證明,是人類、而不是氣候,導致了曾經在西伯利亞平原上世代繁衍史前生物的滅絕。換句話說,只要人類不再進行人為的干預,它們在21世紀仍舊可以在更新世公園中共同繁衍下去。