华中科技大学的研究人员利用保存下来的遗传材料,培育出一枚正在发育的白鲟胚胎,这意味着这一已经灭绝的长江物种未来有可能被重新复活。
白鲟(学名Psephurus gladius)有“水中大熊猫”之称,是世界上体型最大的淡水鱼之一,在中国的江河中生活了数百万年。最后一次确认的活体记录是在2003年,此后多年搜寻均无果而终,世界自然保护联盟于2022年正式宣布该物种灭绝。
研究人员与一家中国生物科技公司合作,报告称利用白鲟消失前采集的遗传材料,成功培育出一枚具有活力的白鲟卵。这枚胚胎目前在严格控制的实验室条件下持续发育。
该项目使用了白鲟消失前采集并在超低温下保存的组织样本。团队借助基因组测序技术重建了白鲟基因组的大部分片段,并通过与近缘物种的遗传信息比对,补全受损或缺失的DNA序列。
仅有DNA并不足以重建一个动物,还需要能够指导胚胎发育的活细胞。团队利用细胞工程技术,制备出携带重建基因组的类白鲟生殖细胞,随后尝试使用近缘鱼类的生殖细胞和卵结构,检验它们能否执行白鲟的遗传指令。白鲟属于鲟形目,这是一个古老的鱼类类群,还包括鲟鱼和美国匙吻鲟,演化历史超过1亿年。
经过多次尝试,其中一枚重建的卵开始正常分裂并持续发育。后续检测显示,该胚胎具备白鲟应有的遗传特征。
研究人员强调,培育出发育中的胚胎只是早期的一步。胚胎目前被置于专门的水生孵化系统中,水温、溶氧、矿物质含量和水流速度都受到密切监测。科学家还在观察白鲟标志性的长吻的发育情况,正是这一结构让成年白鲟外形如剑。
如果胚胎顺利孵化,幼鱼将留在受保护的科研设施中,而不会立即放归长江。研究人员需要先研究它的食性、生长、行为、抗病能力和繁殖生物学。由于白鲟在能够用现代技术研究其早期发育之前就已消失,这些信息大多已无从获取。
复活白鲟还必须解决导致它灭绝的环境压力。白鲟曾广泛分布于长江水系,并在江中洄游。20世纪以来,过度捕捞、栖息地退化、繁忙的航运和水坝建设给长江水生生物带来越来越大的压力,大型水坝更阻断了洄游鱼类前往重要产卵场的通道。等到人们意识到白鲟衰退的严重性时,种群已经崩溃,其灭绝也成为长江生物多样性丧失的典型案例。
即使成功培育出活体白鲟,也不等于物种得到恢复。长江至今仍是一条被大幅改造、航运繁忙的河流,任何放归尝试都需要合适的栖息地和严格的环境保护。建立可持续种群还需要足够的遗传多样性,这可能需要来自大量标本的保存材料;遗传多样性不足会增加近亲繁殖、遗传疾病和易感染疾病的风险。
因此,这一项目更应被视为一次早期的“去灭绝”实验,而非白鲟的完全复原,建立能够独立生存繁衍的种群可能需要数十年。研究人员也提醒,这类技术不能取代常规保护工作,因为重建一个已消失的物种远比保护现存种群更困难、成本更高、结果也更不确定。
目前,团队将继续监测胚胎的每个发育阶段。如果它最终长成一条健康的鱼,这将是二十多年来第一条活着的白鲟。