浅谈克隆技术拯救野生濒危物种

生命科学导论期末结课论文《浅谈克隆技术拯救野生濒危物种》1浅谈克隆技术拯救野生濒危物种摘要：克隆是一种无性繁殖技术，随着克隆羊多利的问世，生物学界反响热烈，一时掀起了“克隆热”，自此，克隆技术开始登上科学家的研究舞台，也渐渐应用于各个领域。有些生物学家希望用克隆技术拯救濒危野生动物，而一部分学者则持反对意见。笔者认为，在维护物种多样性一方面上，克隆不失为一种合理的延续手段。关键词：克隆濒危物种生存环境保护动物克隆技术中图分类号:Q文献标识码：A文章编号：1000-1522yourname.ThecloningtechnologytosavetheendangeredspeciesofWildFaunaandFlora．Journalofyourschool[Ch，30ref.]Summary：Cloningisanasexualpropagationtechnology,Dolly,theclonedsheep,alsohasagreatinfluenceonthebiologicalcommunity.Tillnowtheword‘clone’hasbecomeapopularwordaroundscientists.Somescientistsholdtheviewthatit’sagoodideatosaveendangeredanimals,whileothershaveadifferentpointofview.AsfarasIconcern,it’ssomehowagoodwaytosavethoseanimals.Keywords:clone;speciesindanger;environmentalprotection;animalcloning1.克隆技术的发展1.1克隆技术发展史克隆（Clone）在广义上是指利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组之后代的过程。在生物学上，是指选择性地复制出一段DNA序列（分子克隆）、细胞（细胞克隆）或是个体（个体克隆）。1克隆一个生物体意味着创造一个与原先的生物体具有完全一样的遗传信息的新生物体。目前，现代生物学背景下，这通常包括了体细胞核移植。在体细胞核移植中，卵母细胞核被除去，取而代之的是从被克隆生物体细胞中取出的细胞核，通常卵母细胞和它移入的细胞核均应来自同一物种。由于，细胞核几乎含有生命的全部遗传信息，宿主卵母细胞将发育成为在遗传上与核供体相同的生物体。粒线体DNA这里虽然没有被移植，但相对来讲粒线体DNA还是很少的，通常可以忽略其对生物体的影响。20世纪50年代，科学家采用无性繁殖技术培育出非洲爪蟾开始，80年代后期用胚胎细胞作为工具，“克隆”出了哺乳动物，1997年，第一只克隆羊多利诞生，它是世界上第一个真正利用体细胞克隆出来的哺乳动物2，它具有与提供给它遗传物质的母羊具有完全相同的基因，是它供体的复制品。此后，克隆牛，克隆猴等陆续诞生。2001年，美科学家宣布首次克隆成功了早期阶段的人类胚胎。3克隆技术的发展表明，分化了的动物细胞核也具有全能性，在分化过程中，动物细胞核中的遗传物质没有发生不可逆变化，利用体细胞移植进行动物克隆是可行的。41.2目前克隆技术的发展情况克隆羊多利的诞生给这个世界带来了空前的反响。克隆是无性繁殖，但无性繁殖不一定就是克隆。且不说植物，就是许多低等动物，都可以在雌雄同体的情况下，进行孤雌生殖，由于有雌、雄配子的结合，染色体进行了交换，它的后代的遗传表现产生了变化。5目前我们熟知的技术有胚胎分割技术、单个卵裂球培养和胚胎细胞核移植。61维基百科[OL]1-72作者不详《克隆技术的利与弊》[C]3南方都市报[J],2012-11-204百度百科[OL]67-705新华网腾讯科学[OL],2013-03-116朱淑文《动物繁殖生物技术》上海交通大学[R]生命科学导论期末结课论文《浅谈克隆技术拯救野生濒危物种》21.3通过克隆技术解决物种灭绝问题1.3.1对于克隆技术引发的争论“通过克隆，我们可以保护更多物种，减少保育工作的成本，或者两者兼顾，”美国经济学家凯西·穆里根在《纽约时报》上发表评论说。穆里根认为，有必要冷冻储存濒危动物的细胞材料，发展相关技术，以便能够在这些物种灭绝之后再让它们“起死回生”。穆里根说，“有时候，储存DNA的成本可能要小得多，让未来更富有更热情的后辈们自己去复制这些物种吧。”7其他研究者则对此表示怀疑。“克隆濒危物种的做法是对‘灭绝’本质的忽视，”美国自然历史博物馆的动物学家罗伯特·德索尔说。他认为，这种建议是今天“西方浪费社会”的典型特征，“技术无法解决大型物种的灭绝问题。”世界野生动物基金会（WWF）同样反对治标不治本的克隆方案。“物种栖息地无法克隆，”WWF的野生动物专家西比尔·克伦岑多夫说。她说，物种不仅仅是基因的组合。“如果物种生存的空间已不存在，克隆动物又有什么用？”她还认为，克隆技术价格昂贵。“还不如把这些钱直接投入栖息地的保护。”可怜的不足7%的成功率也是克隆技术的另一大障碍，至少根据目前的状况可以肯定的是，实验器皿还无法成为诺亚方舟。创造一只存活的克隆动物需要几百个卵细胞和几十个代孕母亲，如此的浪费显然是无以维系的。1.3.2克隆技术的良好前景也许克隆技术目前确实存在一些问题。融合两个不同物种的细胞往往会导致大混乱，基因在错误的时候被启动或关闭，发育阶段推迟，等等。但是，克隆濒危动物的想法依然乐观。我们只要研究将野猫的身体细胞转化为多功能的干细胞的方法就能解决。这种细胞可用于创造各种各样的身体细胞，容易被操纵，从而可以极大地简化克隆过程。其他研究者已经成功将雪豹和北白犀的普通细胞转化为干细胞。事实上，对于今天的生物学家而言，创造性实验似乎没有任何的限制。中国研究者尝试将熊猫的身体细胞与摘除细胞核的兔子卵细胞结合。但这样产生的胚胎在代孕家猫的体内迅速死亡。与此同时，日本研究者曾尝试将未出生的鳁鲸的皮肤细胞植入摘除了细胞核的牛和猪的卵细胞。甚至有日本科学家试图克隆早已灭绝的猛犸象。3年前，科学家在一只西伯利亚永冻土下沉睡了1.5万年的古代长毛象的腿部发现了细胞核。日本遗传学家入谷明（AkiraIritani）领导的小组将这只史前动物的细胞核注入了摘除了细胞核的老鼠卵子。融合后的卵子仅仅存活了几个小时，但入谷坚持认为，在大象代孕母亲的帮助下，第一头克隆猛犸象将很快来到这个世界。诚然，保护濒危野生动物的生态环境也同样重要。克隆技术，在我们环境维护的缓慢进程中，无疑是一针定心剂，它为物种多样性进程有条不紊地继续下去提供了又一层保障，也给了人类又一个保护生物的措施。2.濒危物种通过克隆技术得以延续2.1野生物种现状最近公布的世界最濒危灭绝的12种动物8有北部白犀牛、白鳍豚、苏门答腊虎等，他们的数量只有数百道十几只。这些曾经在世界不同地方生存时间甚至超过人类的动物也许将永远消失。根据科学家公布的2004年，全球超过15000中物种面临灭绝的威胁或是数量急剧减少。对于我国来说，由于森林资源稀少和野外动地球物种调查报告指出9植物栖息地的破坏，很多珍惜物种都处于濒危状态。尽管人们努力改善这一现状，还是不断有物种走向灭绝。濒危动物拯救与保护已经成为一个世界共同的问题。7地球周刊GB10[J]，2012-11-188中国环保网《世界上最濒危灭绝的12种动物》[OL],2008-6-69联合国新闻《环境署研究报告》[R]2011-8-24生命科学导论期末结课论文《浅谈克隆技术拯救野生濒危物种》32.2拯救国宝大熊猫——异种克隆技术初见成果中国科学院动物研究所研究员、中国大熊猫繁殖技术委员会顾问陈大元教授教授，也提出了对动物进行异种克隆的可能性，并指出该技术将是拯救和保护国宝大熊猫免受灭绝的有效方法。10目前国际上已有有印度野牛和欧洲盘羊取得成功。2004年中国也成功克隆盘羊和北山羊。河南省农业科学院生物技术所施巧婷博士称，异种克隆简单地说就是把A动物的细胞核放入B动物的卵母细胞中，然后通过技术手段进行细胞的分裂，将重构胚再放到C动物子宫里进行妊娠，生产出A动物。但鉴于技术实施的难度，目前一些研究也采用把重构胚放到B动物子宫中进行妊娠的方法。据介绍，异种克隆和同种克隆的区别就在于异种核移植和异种妊娠。而异种克隆的成功要在同种克隆的基础上，解决核质相容性问题和异种妊娠问题。由于核质相容性研究还不够，目前对细胞质因子是否具有物种特异性、哪些因子参与了细胞核的去分化和重编程过程等问题都还不了解。而异种妊娠是哺乳动物异种克隆必然遇到的问题，也是限制异种克隆能否成功的一个关键因素。克隆大熊猫不会影响遗传多样化，因为克隆前要选择优良的供体和受体，这样就可以推动大熊猫向更有利的方向变异。再说，克隆出来的大熊猫同样也可以再进行有性繁殖。这样交替进行，并不会妨碍大熊猫遗传多样性的发展。而且，在自然界里有些动物本身就存在无性繁殖和有性繁殖交替进行的方式，不仅没有限制遗传多样性，而且随着数量的增加扩大了多样性。对于克隆会不会伤害和影响大熊猫目前正常的生长发育和繁殖问题上，科学家认为，在大熊猫生育率和数量低的情况下，应采用“异种克隆”。异种克隆所需要的仅仅是大熊猫的体细胞，因而，对大熊猫本身不会有什么坏处，只会带来福音。而该技术也能够广泛应用于各种野生珍稀动物中去。2.3胚胎移植技术——障碍重重之中的进步2.3.1对于野猫的克隆实验人们对于野生珍稀动物的研究从没有停止，通过将技术先应用于普通物种，科学家从中找到了些许突破。2009年，生物学家设法克隆了一头比利牛斯北山羊。卵子来自一头普通的家养山羊。出生后，小羊就出现了呼吸困难，7分钟后死亡。很多克隆实验都有着类似的结局。迄今为止，遗传学家们依然只能猜测导致悲剧的原因。然而，科学家们越挫越勇，一系列的失败反而刺激他们继续研究。比如猫的克隆———就是在反复研究中日渐完善的。目前，克隆诞生的非洲野猫仍生活在奥杜邦中心的动物园，喜欢对接近它们的访客咆哮示威。为了拯救濒危物种，科学家们创造出包含两种哺乳动物细胞材料的胚胎。不久，伊比利亚猞猁、老虎、埃塞俄比亚狼和熊猫都可通过与它们有着亲缘关系的代孕母亲产下后代。除了非洲野猫，研究者们还创造出沙猫、黑足猫和锈斑豹猫的胚胎。代孕母亲和卵细胞的捐献者都是普通的家猫，它们很容易饲养，而且，科学家们已经掌握了它们的繁殖机制。家猫被注射了麻药，放到手术台上。当提取出它的成熟卵细胞，在显微镜的帮助下，将卵子中的遗传物质取出，插入来自野猫身上的皮肤细胞。当细胞融合，胚胎开始生长，就会被植入代孕母亲的子宫。“这一技术是保存遗传材料的有效方法，”研究人员解释说，要从濒危的野猫身上采集卵子和精子非常困难，但要获得皮肤样本却容易得多。用这种方式克隆的胚胎可以在液氮中储存好几十年，需要的时候再拿来使用。2.3.2美洲虎拯救计划美洲虎(图2.3.2-1)隶属于食肉目、猫科、豹属,又名美洲豹,是西半球最大的猫科动物,体色有花色和黑色,具有较高的观赏价值。它原产于北美和中南美广大地区,现野生数量日趋减少,被列入濒危野生动植物种国际贸易公约(CITES)附录Ⅰ里。10中国科学报新闻《克隆技术之争及濒危物种的保护》[R]生命科学导论期末结课论文《浅谈克隆技术拯救野生濒危物种》4据澳大利亚《每日电讯报》11月15日报道，巴西科学家近日透露，他们将尝试克隆美洲虎等濒危动物。巴西政府的动物研究机构Embrapa与巴西利亚动物园联合推出了这项计划，该机构的研究员卡洛斯·马丁斯说：“我们的想法是，克隆濒危的物种，还有那些种群数量急剧下降的物种，比如美洲虎、鬃狼、甚至本地的鹿。”这项计划还将包括对濒危物种进行人工授精、胚胎移植等方面的实验。2.3.2-1-美洲虎-Jaguar据悉，克隆出来的动物不会被放到野外，因此短期内在拯救濒危物种方面也许不会起到多大作用。但是通过人工授精和胚胎移植技术降生的动物未来将可以回归自然。参考文献[1]维基百科[OL]1-7[2]百度百科[OL]67-70[3]作者不详《克隆技术的利与弊》[C][4]南方都市报[J],2012-11-20[5]新华