在电脑显示器上， 在一个只有厨房大小的实验室里，我正审视着未来。屏幕上那粒颗粒状的物体并不算特别引人注目。那只是一只装在培养皿里的马的卵子，被放大到可以看到其外膜的轮廓。这时，一位穿着白大褂的科学家将我的注意力引向右侧的设备：一台高功率显微镜，投射着马卵的图像，盘的两侧各有一个针头大小的金属尖端。我脚下踩着一个踏板，被告知要用脚去踩。突然，屏幕上，一道激光束切入马卵的膜，如同热刀切黄油一般。
几年后，同样的激光引导系统将被用来在亚洲象的卵子中打一个洞，取出细胞核，然后插入含有基因编辑的基因组，这些基因组能帮助其适应北极的低温，例如长出浓密的毛发和更多的脂肪——这一切都是为了创造出在数千年里最接近地球上行走过的猛犸象的动物。
这个实验室是我参观 Colossal Biosciences 生物工程设施的一站。Colossal 由哈佛遗传学家 George Church 和连续创业家 Ben Lamm 于 2021 年共同创立，是 世界上第一家灭绝复苏公司。其宗旨？让失落的物种重返自然。六月，我前往达拉斯，亲眼目睹了这个占地 26,000 平方英尺的研究设施，这里是这家初创公司创新实力的体现。
Colossal 的计划是 设计一种史前猛犸象的杂交体——Church 将其描述为“迅猛龙的可爱版本”——以及袋狼，一种 1936 年灭绝的来自澳大利亚和巴布亚新几内亚的有袋动物，还有人类灭绝的标志性象征渡渡鸟，最后一架渡渡鸟于 1662 年在其原生地毛里求斯岛灭绝。
灭绝复苏这个概念并非新鲜事物。自 2008 年以来，Church 一直在讨论利用冷冻遗传物质工程化培育新的猛犸象谱系。非营利组织 Revive & Restore 怀揣着让已灭绝的旅鸽重返天空的愿望。圣地亚哥动物园野生动物联盟的科学家们希望 从冷冻保存的北部白犀牛皮肤细胞中制造配子，这一亚种仅剩最后两只。Colossal 的独特之处在于其独角兽地位：它在短短两年内筹集了 2.25 亿美元的投资资本，目前估值 14.5 亿美元。Peter Thiel、Chris 和 Liam Hemsworth、Winklevoss 兄弟、Paris Hilton，甚至中央情报局的非营利合作伙伴都曾注资。（《大众科学》的所有者 Recurrent Ventures 的联合创始人 Matt Sechrest 也曾注资。）
这引出了一个棘手的问题：当您用风险投资来“资助”自然时，会发生什么？
41 岁的 Lamm 充满活力，留着齐肩的深色头发，他对这个领域非常了解。他来自科技界，并在他的祖籍德克萨斯州创立了六家公司。（其中一家是一家人工智能国防平台，客户包括美国太空军和 NASA，于八月被一家德州私募股权公司收购。）但对金钱和投资者的关注掩盖了更重要的意义。Lamm 表示，灭绝复苏是通过将关键物种重新引入退化的生态系统，同时开发支持未来保护项目的技术。例如，如果我们能够基因工程化培育一只渡渡鸟，那么还有什么能阻止我们培育出更能抵抗疾病的夏威夷蜜雀的一个分支呢？夏威夷蜜雀 目前正遭受禽类疟疾的严重侵袭。
“一些用于灭绝复苏的必要技术进步，恰恰是帮助生物避免灭绝所必需的技术，”罗文大学的古生物学家兼地质学家 Kenneth Lacovara 说，他同意 Colossal 的使命。
与此同时，批评者认为，为了满足科学上的奇思妙想而从自然界搜刮遗传物质是错误的。在有 超过 1300 种濒危和受威胁物种 仅在美国就需要保护的情况下，为什么要复苏已经过时的物种？观察家们还认为，当仍然生存着的濒危动物的栖息地持续受到威胁时，将已灭绝生物的基因特征引入现代类似物并不是一种保护手段。
“我们应该保护物种，尽我们所能，”Lamm 说。“但那种仅仅是将其围起来、保护起来的现有模式，无法跟上我们破坏环境的速度。”
Lamm 所说的开创性工作将耗费数十年。该公司预计将在大约五年内诞生一头类似猛犸象的幼崽，然后逐步培育出一个完整的猛犸象替代品群体。但在 Colossal 的设想中，重新引入失落的物种不仅是纠正人类错误的途径，也是产生重要科学知识的方式——这样我们才能在一个日益不适宜居住的世界中维持那些目前处于风险中的物种，以免它们永远灭绝。
就像猛犸象这样的陆地生物 能够消失，曾经是完全难以置信的。法国博物学家 Georges Cuvier 最终带来了令人警醒的真相。他在 1790 年代的巴黎，通过研究大象化石而声名鹊起。他得出结论，这些遗骸与现代大象的差异太大，不足以直接相关，Cuvier 提出了espèces perdues（“失落的物种”）的概念。对他而言，很明显这些骨骼属于另一种已经消失的巨型动物。至此，灭绝成为了现代科学需要解决的难题。
Lamm 的迷恋始于 2019 年与 Church 的一次介绍性通话。他的商业头脑在于利用人工智能开发卫星软件系统，他想知道机器是否也能用于 合成生物学——即从 DNA 和其他小分子构建生命系统的实践。通话结束时，在随意问 Church 还在做什么之后，猛犸象的复苏被提上了议程。“我当时就说，‘等等，什么？’我彻夜阅读”了 Church 关于他探寻猛犸象的所有著作，Lamm 回忆道。不久，他就与这位遗传学家合作成立了 Colossal，并担任首席执行官。2021 年 9 月，该公司以 1500 万美元的种子资金启动，并宣布了复苏猛犸象版本的计划。
在 Lamm 被介绍给墨尔本大学的 Andrew Pask 后，Colossal 将重点扩大到了袋狼。Pask 已经在 进行关于这种有袋动物的研究，现在为公司在该物种的项目提供咨询。更多的资金涌入，此时投资者提出了显而易见的问题：我们能为灭绝的象征——渡渡鸟做些什么？加州大学圣克鲁兹分校古基因组学实验室联合主任 Beth Shapiro，近二十年来一直研究这种不会飞的鸟的基因组，她为 Colossal 的鸟类基因组学工作提供咨询。几年前，她和来自其他机构的合作者已经 组装出了渡渡鸟的第一个完整基因组。
对于该领域的任何专家来说，Colossal 德克萨斯州实验室里的工具并不陌生。有台式基因测序仪和离心机。组织培养实验室里有用于操纵动物组织样本的抽风柜。电脑可以深入分析测序的 DNA 并分析核苷酸碱基。我在胚胎学实验室看到的激光引导显微镜是 Colossal 发明的专有设备。在这个拥有 116 人的公司里，有 60 多人是细胞工程师和遗传学家，他们每天都在使用这些工具。
然而，重要的是要理解，尽管 Colossal 谈论灭绝复苏，并在其网站上充斥着各种图文，但它永远不会复活一只动物。即使拥有尖端技术和生物体的活体细胞（并且没有猛犸象、渡渡鸟或袋狼的活体细胞），也无法通过从头合成其 DNA 来真正复苏一种已灭绝的物种。
“如果你的意思是完全相同的复制品，那么让已灭绝物种复活仍然是不可能的，”Shapiro 说。“我们正在努力做的是利用它们的一些特征，为这些已灭绝的物种创造替代品。”
Colossal 的真实目标是选取与已灭绝动物密切相关的现存物种，修改它们的 DNA，赋予它们与公司灭绝复苏目标相似的特征，并将它们置于与已灭绝物种曾经生活的环境尽可能相似的生态环境中。对于渡渡鸟，可能是与现存的尼科巴鸠，一种生活在东南亚岛屿上的近亲。对于袋狼，是肥尾原猫，一种类似老鼠的有袋动物。现代大象也在考虑范围内：尽管猛犸象已经灭绝了 4,000 到 10,000 年，但它有一个近亲——亚洲象——实际上，它们的基因组有超过 99% 是相同的。
“猛犸象与亚洲象的亲缘关系比非洲象与亚洲象的亲缘关系更近，”Colossal 生物科学主管 Eriona Hysolli 说，她与 Church 在波士顿的实验室密切合作，并负责猛犸象的工作。
Colossal 的科学家们试图理解基因型与表型之间的联系：DNA 密码中的字母序列如何转化为动物的外观和行为。Hysolli 说，他们正针对猛犸象基因组中大约 65 个赋予各种适应寒冷特征的序列进行研究，如皮下脂肪、绒毛状毛发和穹顶状头骨。在基因工程实验室，电脑将猛犸象的古老 DNA 与亚洲象的 DNA 进行比较，以确定未来杂交体基因组中需要修改的区域，从而表达已灭绝的特征。
“所有表型都在那里吗？所有生态功能都在那里吗？我们所说的灭绝复苏就是这个，”Colossal 的首席动物官 Matt James 说，他曾任达拉斯动物园的动物护理总监。“我们已经复苏了这些物种的关键基因。”
为此，Colossal 正在尝试多能干细胞，这种细胞能够分化成任何一种成体细胞类型。这些细胞是从捐赠的亚洲象细胞在公司组织培养实验室中产生的。（Colossal 与美国 11 家动物园合作。）这就是基因工程和细胞操纵最终会交汇的地方。有两种方法可以将猛犸象基因插入亚洲象细胞：使用广受欢迎的 CRISPR/Cas9 基因编辑工具插入改变亚洲象基因组核苷酸碱基的酶，或者借助其他分子工具一次性进行多处序列改变，这一过程称为多重序列组合（multiplexing）。
最后，为了完成亚洲象的“猛犸化”，需要用来自一个经过猛犸象基因组片段修改的细胞的细胞核，替换一个普通大象卵子的细胞核——他们计划在 2026 年初完成这项工作，以便 Colossal 能够达到其预定的 2028 年日期。这被称为体细胞核移植，是科学家们在 1996 年创造著名的克隆羊多莉时使用的技术。Colossal 的科学家们已经在用奶牛和马等动物的配子进行练习。
一旦杂交卵发育成为胚胎，它将被植入一只雌性亚洲象体内。猛犸象的妊娠期与亚洲象相同：大约 22 个月。如果胎儿能够存活到出生，它理论上应该能够适应寒冷天气，因为它拥有猛犸象的特征。它可能不会有巨大的象牙，但它将拥有 200 磅的肉、脂肪和保护性皮毛。
James 对 Colossal 能够通过植入改良胚胎来制造一头猛犸象充满信心。然而，为了提高成功率，他说团队将培育多个卵子，并与几头雌性大象合作。即便如此，第一代猛犸象杂交体也不会被放归野外。“它们将被安置在我们称之为‘管理护理设施’的地方，”James 说，这意味着一个保护区或其他设施，在那里它们的解剖、生理和行为可以定期得到研究。猛犸象必须证明它们具备独立在野外生存和繁衍的能力。
怀疑论者可能会说，在这种情况下，手段与目的不符。“不能准确地说，动物通过复活比继续死亡获益更多，”香港大学的医生兼生物伦理学家 Zohar Lederman 说。
其他人则更为强烈。“我认为这是一个糟糕的主意，”亚利桑那大学地质学教授 Karl Flessa 说，他的研究重点是保护生物学以及栖息地和物种恢复。“世界持续变暖，猛犸象曾经拥有的所有栖息地几乎都已消失，为什么还要让一只更新世动物复活？为什么要这样做？”
在《滚石》杂志 七月刊上的一篇 特稿 中，Colossal 首席执行官 Lamm 认为，公司的努力对于维持地球的生物多样性至关重要。“我得出的结论是，”他写道，“问题不再是‘我们是否应该’实践灭绝复苏科学，而是‘我们还有多长时间才能做好’。”
全球权威机构不断指出，地球正处于灭绝危机之中。2019 年，联合国发布了一份里程碑式的报告，称有一百万种动植物物种濒临灭绝，这是我们历史上从未有过的数量。2020 年世界野生动物基金会发布的 后续报告 发现，仅在过去半个世纪里，野生动物数量就减少了三分之二，这主要是由于砍伐森林、杀虫剂使用和偷猎等人类活动。五月，四位研究人员在《自然生态与进化》杂志上发表了一项研究，将气候变化与另一次大灭绝联系起来。他们评估了近 36,000 个陆地和海洋物种，并利用气候模型表明，如果到 2100 年地球变暖 1.5 摄氏度，其中 15% 的生物将经历危险甚至致命的温度。
Lamm、Church 和 Colossal 公司链的其他成员认为，这些数据有力地支撑了公司的基本原则：他们实验室制造的替代品不仅仅是某个资金充足的科学项目——它们可以被合法地用于通过推动物种适应变化的世界，来增强其适应能力。猛犸象-亚洲象杂交体是典型的例子。亚洲象被国际自然保护联盟列为濒危物种。将猛犸象基因片段与亚洲象基因混合，可能会给这种大型哺乳动物一个机会，让它们能够栖息在像 普列斯特西恩公园 这样的地方，这是一个位于俄罗斯西伯利亚、不受我们干扰的大片苔原。
“人们说我们应该致力于濒危物种。这正是我们正在做的，”Church 在我参观 Colossal 实验室的第二天通过视频电话告诉我。“用濒危物种开始制造杂交体的一个优点是，您为这个濒危物种提供了一个全新的生活场所，这个地方比它们目前的位置更大，受人类冲突的干扰也更少。”
与此同时，Colossal 目前领导的基因组测序工作正被用于开发一种用于疱疹病毒的疫苗——这是北美动物园中亚洲象幼崽的主要死亡原因。
但遗传学家 Stephan Schuster 仍然难以置信。Schuster 是宾夕法尼亚州立大学团队的一员，该团队在 2008 年 首次测序了已灭绝动物的近乎完整的基因组，当时它组装了来自西伯利亚发现的一头 18,000 年前猛犸象的 29 亿个碱基对。“如果地球上有任何一个人我能信任来完成这个项目，那就是 George Church，”他说。但他补充道，关于复活猛犸象的讨论已经持续了十年，却没有什么实质性的成果。
Schuster 对 Colossal 的方法有一长串疑问。改变亚洲象 DNA 会导致基因组其他地方发生不可预测的突变吗？需要多少次大象怀孕才能诞生一只转基因动物？如何将猛犸象杂交胚胎植入亚洲象的子宫，它位于动物体内深处？“展示成功，”Schuster 说。“其他一切，都只是废话，废话，废话，废话。”
科学界对 Colossal 的另一个主要批评是金钱与影响。2.25 亿美元的物种恢复资本基金不可小觑。与此同时，根据 生物多样性中心和其他保护组织的分析，美国鱼类及野生动物管理局需要总计 8.41 亿美元才能完全资助《濒危物种法》下的所有恢复工作。该机构 2023 年的保护工作预算仅为 3.31 亿美元。
Colossal 保留了商业化其灭绝复苏项目产生的任何生物技术的独家许可。Lamm 向我保证，任何可能适用于人类医疗保健（如基因治疗等）的方面都将严格保密。唯一的例外是其工具（如激光引导胚胎编辑工具）如何应用于各种物种保护项目。“我们可能会开源一些用于保护应用的这项技术，”他说。
一旦诞生，这些替代品本身也可能在一段时间内完全归 Colossal 所有。早期的杂交体将生活在一个广阔的围起来的区域，如自然保护区。一旦每个目标灭绝物种的足够数量的个体能够独立生存，它们将被释放。届时，Colossal 表示，所有权将转移到自然界。
“它们将成为它们被重新引入的区域的更重要的自然资源，”首席动物官 James 说。这类似于我们看待野外大象的方式。某个国家并不拥有非洲象——尽管可以争辩说这些国家有责任保护野生动物。（Colossal 正在考虑未来猛犸象的地点之一是北达科他州；该州发展基金 今年早些时候向该公司投资了 300 万美元。）
Colossal 整体战略的怀疑论者也想知道，如果灭绝复苏工作被证明是成功的，将会发生什么。消失了数十年、数百年、数千年的生物将突然进入一个截然不同的世界——一个根据 Colossal 自身的数据，对于仍然活着的生物来说已经太危险了的世界。
“拥有猛犸象不会解决任何这些问题，”东北大学伦理研究所所长 Ronald Sandler 说。“它不会减少栖息地丧失。它不会减少碳排放。它不会帮助我们阻止一个现存物种灭绝。”
以臭名昭著的不会飞的渡渡鸟为例，它可以启发人们加强正在消失的特有岛屿鸽子种群。创造其替代品的科学过程与猛犸象和袋狼替代品的科学过程不同。目前，没有办法 基因编辑活体鸟类。科学家们可以在哺乳动物的卵子准备好受精时操纵它，因为它的细胞核很容易获取——但鸟类卵子的卵黄使这成为不可能。取而代之的是，Colossal 计划创造原始生殖细胞，这些细胞可以发育成精子或卵子，并将它们注入现存鸟类的发育胚胎中。一个主要的候选者是尼科巴鸠。一对雄性和雌性的尼科巴鸠将各自生长出含有基因编辑的配子，从而产下具有渡渡鸟独特特征的后代，例如其不会飞、S形身体和钩状喙。假设多次成功，足以产生一群渡渡鸟替代品。但如果渡渡鸟的历史家园毛里求斯岛充满了入侵掠食者，并且可能在 100 年后被淹没，这又有什么意义呢？
“我对灭绝复苏持批评态度，但我认为它也有其作用，”哥本哈根大学的古基因组学研究员 Tom Gilbert 说。他也曾与 Shapiro 一起完成渡渡鸟基因组的研究，并且是 Colossal 科学顾问委员会的成员。在他看来，释放“一个不适应环境的糟糕变异组合”似乎并不是一种有效的生态系统恢复手段。“但如果你能激发一代年轻人对大自然的喜爱，并让他们投身科学，这将会拯救世界，”他补充道。“如果需要一个变异的猛犸象-大象杂交体来激发人们的兴趣，这是有充分理由这样做的。”
最大的悬而未决的问题 是 Colossal 是否能够且是否会将其开发的生物工程工具用于更大的保护目的。这家初创公司肯定声称会这样做：它 最近与另一位科学顾问委员会成员 Thomas Hildebrandt 联手，他目前领导着 BioResponse，这是一个致力于创造新的北部白犀牛种群的国际联盟。Colossal 的支持作用将是收集近乎灭绝物种博物馆标本的 DNA，分析数据，然后利用其基因编辑工具来帮助创建更多样化的北部白犀牛胚胎。理论上，遗传变异应该有助于在圈养繁殖计划中，并最终在野外保护这些稀有哺乳动物免受疾病侵害。
然而，目前还没有猛犸象、袋狼或渡渡鸟的杂交体可以展示。对 Lamm 来说，创造这些古代物种是优先事项。“如果 Colossal 在保护或灭绝复苏方面不再做任何其他事情，而我们治愈了象疱疹病毒并对拯救大象负有责任，那将是相当美好的一天，”他在我们参观完实验室后告诉我。“但根本上……如果我们不能在灭绝复苏方面取得成功，我个人将不会认为这是成功。”
然而，追逐幽灵和尚属虚构的生物存在危险。类似猛犸象的大象、长着大嘴的鸽子或更凶猛的原猫可能会让现在濒临灭绝的野生动物黯然失色。毕竟，谁真正关心橙足河蚌（一种濒危的淡水贻贝）或瓦胡岛的树蜗牛呢？
当我向古生物学家 Kenneth Lacovara 提出这个难题时，他认为这是一个假选择。“是的，我们必须尽一切努力来保护那些濒临灭绝的物种，”他说。“而且，是的，我们应该试图复活那些被人类逼入灭绝的物种。我认为这是正义。这两件事并不矛盾。”
也许不是。数百万美元的资本支持复活的类似猛犸象的野兽是否能稳定一个古老的北极生态系统，这个生态系统传统上曾帮助 将温室气体困在永久冻土深处？“当一个物种被引入到一个景观时，你总是无法预测所有的后果，”Shapiro 说。
“如果我们不能在灭绝复苏方面取得成功，我个人将不会认为这是成功。”
Ben Lamm, Colossal Biosciences 首席执行官
但我们当然知道当一个物种从它所属的地方被移除时会发生什么，无论是由于过度热情的]人类还是更大的环境退化。以 灰狼种群重返黄石国家公园 为例，这也许是恢复其原生栖息地动物所带来的积极生态影响的典范。作为该地区主要的顶级捕食者之一，狼帮助其他野生动物和自然循环恢复了平衡。
我们不知道如果一只猛犸象杂交体在 21 世纪首次亮相会发生什么。但 Colossal 所设想的未来是，保护动物王国beyond 建造围栏、动物园或保护区——一个人类投资和发明工具来为物种的生存做准备的未来，包括那些已经死去数千年的物种。
阅读更多 PopSci+ 文章。
