Tasmanian Tiger: Extinction Is Forever?
Mở đầu “Danger,” says the sign on the door of a laboratory at the Australian Museum in Sydney: “Tasmanian Tiger, Trespassers will be eaten!” The joke is that the Tasmanian tiger—a beloved symbol of the island state that appears on its license plate—has been extinct for nearly seven decades. But researchers behind that door are working to bring the animal back to life by cloning it, using DNA extracted from specimens preserved decades ago. Among other things, the work raises questions about the nature of extinction itself.
“Nguy hiểm,” tấm biển trên cửa phòng thí nghiệm tại Bảo tàng Úc ở Sydney ghi: “Hổ Tasmania, Kẻ xâm nhập sẽ bị ăn thịt!” Điều trớ trêu là hổ Tasmania—biểu tượng yêu quý của bang đảo xuất hiện trên biển số xe—đã tuyệt chủng gần bảy thập kỷ. Nhưng các nhà nghiên cứu đằng sau cánh cửa đó đang nỗ lực đưa loài vật này trở lại cuộc sống bằng cách nhân bản vô tính nó, sử dụng DNA được chiết xuất từ các mẫu vật được bảo quản từ nhiều thập kỷ trước. Công việc này, trong số những thứ khác, đặt ra câu hỏi về bản chất của sự tuyệt chủng.
A. The Tasmanian tiger’s Latin designation, Thylacinus cynocephalus, or “dogheaded pouched-dog,” makes it redundantly clear that the marsupial’s feline nickname is a misnomer. Yet its striped coat was cat-like, which runs nearly shoulder to tail. The animal had large, powerful jaws, which secured the predator a place atop the local food chain. Females carried their young in backward-facing pouches. Thylacines, once spread throughout mainland Australia and as far north as New Guinea, were probably outcompeted for food by the dingoes that humans introduced to the area some 4,000 years ago, says Australian Museum director Mike Archer, founder of the cloning project. Eventually, thylacines remained only on the dingo-free island of Tasmania, south of the mainland. But with the arrival of European settlers in the 1800s, the marsupial’s days were numbered. Blamed (often wrongly) for killing livestock, the animals were hunted indiscriminately. The government made thylacines a protected species in 1936, but it was too late; It was a frigid winter night in 1936. A lone Tasmanian tiger huddled in his—or her—open enclosure at Hobart Zoo. With nowhere to shelter from the cold and no keepers to care, the delicately striped animal died. When this solitary animal—whose sex was not even recorded because of lack of interest—died, so did an entire species, the last specimen reportedly died in captivity the same year. What’s more, with the passing into extinction of the Tasmanian tiger, Thylacinus cynocephalus, it was the end of the line for an entire family of marsupials that had lived in Australia for millions of years.
Tên Latinh của hổ Tasmania, Thylacinus cynocephalus, hay “chó có túi đầu chó,” cho thấy một cách thừa thãi rằng biệt danh "mèo" của loài thú có túi này là một tên gọi sai. Tuy nhiên, bộ lông sọc của nó giống mèo, kéo dài gần từ vai đến đuôi. Con vật này có hàm lớn, mạnh mẽ, điều này đảm bảo vị trí là động vật săn mồi hàng đầu trong chuỗi thức ăn địa phương. Con cái mang con non trong túi quay ngược về phía sau. Thylacines, từng lan rộng khắp đất liền Úc và xa về phía bắc đến New Guinea, có lẽ đã bị chó Dingo (loài chó mà con người đưa đến khu vực này khoảng 4.000 năm trước) cạnh tranh vượt trội về thức ăn, Mike Archer, giám đốc Bảo tàng Úc, người sáng lập dự án nhân bản vô tính, cho biết. Cuối cùng, thylacines chỉ còn lại trên đảo Tasmania không có chó Dingo, phía nam đất liền. Nhưng với sự xuất hiện của người định cư châu Âu vào những năm 1800, ngày tàn của loài thú có túi này đã được đếm. Bị đổ lỗi (thường là sai) về việc giết gia súc, các loài động vật này bị săn bắt bừa bãi. Chính phủ đã xếp thylacines là loài được bảo vệ vào năm 1936, nhưng đã quá muộn; Đó là một đêm đông lạnh giá năm 1936. Một con hổ Tasmania đơn độc co ro trong chuồng nuôi mở tại Sở thú Hobart. Không có nơi trú ẩn khỏi cái lạnh và không có người chăm sóc, con vật có sọc tinh tế này đã chết. Khi con vật đơn độc này—mà giới tính của nó thậm chí còn không được ghi lại vì thiếu sự quan tâm—chết, thì toàn bộ một loài cũng đã biến mất, mẫu vật sống cuối cùng được báo cáo là chết trong điều kiện nuôi nhốt cùng năm đó. Hơn nữa, với sự tuyệt chủng của hổ Tasmania, Thylacinus cynocephalus, đó là sự kết thúc của toàn bộ một họ thú có túi đã sống ở Úc hàng triệu năm.
B. The Australian researchers set out to bring the animal back partly to atone for humanity’s role in its extinction, Archer says. The idea took root 15 years ago when he saw a pickled thylacine pup in the museum’s collection. “It jarred me and started me thinking,” recalls the 58-year-old paleontologist and zoologist, who received his undergraduate degree from Princeton University and his doctorate from the University of Western Australia. “DNA is the recipe for making a creature. So if there is DNA preserved in the specimen, why shouldn’t we begin to use technology to read that information, and then in some way use that information to reconstruct the animal? I raised the issue with a geneticist. The response was derisive laughter.”
Archer cho biết, các nhà nghiên cứu Úc bắt đầu đưa con vật này trở lại một phần để chuộc lại vai trò của nhân loại trong sự tuyệt chủng của nó. Ý tưởng bắt đầu 15 năm trước khi ông nhìn thấy một con hổ Tasmania con được ngâm trong bộ sưu tập của bảo tàng. "Nó làm tôi giật mình và bắt đầu khiến tôi suy nghĩ," nhà cổ sinh vật học và động vật học 58 tuổi, người nhận bằng đại học từ Đại học Princeton và bằng tiến sĩ từ Đại học Tây Úc, hồi tưởng. "DNA là công thức để tạo ra một sinh vật. Vậy nếu có DNA được bảo quản trong mẫu vật, tại sao chúng ta không bắt đầu sử dụng công nghệ để đọc thông tin đó, và sau đó bằng cách nào đó sử dụng thông tin đó để tái tạo lại con vật? Tôi đã nêu vấn đề này với một nhà di truyền học. Phản ứng là tiếng cười nhạo báng."
C. Then, in 1996, Dolly the sheep burst onto the scene and, suddenly, Archer says, “cloning wasn’t just a madman’s dream.” Dolly proved that DNA from an ordinary animal cell—in her case, a ewe’s udder—could generate a virtually identical copy, or clone, of the animal after the DNA was inserted into a treated egg, which was implanted in a womb and carried to term. Archer’s goal is even more ambitious: cloning an animal with DNA from long-dead cells, reminiscent of the sci-fi novel and movie Jurassic Park. The challenge? The DNA that makes up the chromosomes in which genes are bundled falls apart after a cell dies.
Sau đó, vào năm 1996, cừu Dolly đột ngột xuất hiện và, Archer nói, "nhân bản vô tính không còn là giấc mơ của một người điên nữa." Dolly đã chứng minh rằng DNA từ một tế bào động vật bình thường—trong trường hợp của cô ấy, bầu vú cừu cái—có thể tạo ra một bản sao hầu như giống hệt, hoặc clone, của con vật sau khi DNA được đưa vào một quả trứng đã xử lý, được cấy vào tử cung và mang thai đủ tháng. Mục tiêu của Archer thậm chí còn tham vọng hơn: nhân bản một con vật bằng DNA từ các tế bào đã chết lâu năm, gợi nhớ đến tiểu thuyết và bộ phim khoa học viễn tưởng Công viên kỷ Jura. Thách thức? DNA tạo nên các nhiễm sắc thể mà các gen được bó lại sẽ tan rã sau khi tế bào chết.
D. Researchers working with Don Colgan... extracted DNA from a thylacine pup preserved in alcohol in 1866, and biologist Karen Firestone obtained additional thylacine DNA from a tooth and a bone. Then, using a technique called polymerase chain reaction, the researchers found that the thylacine DNA fragments could be copied. The scientists next have to collect millions of DNA bits and pieces and create a “library”... Still, an even greater obstacle looms, that of stitching all those DNA fragments together properly into functioning chromosomes; the scientists don’t know how many chromosomes a thylacine had, but suspect that, like related marsupials, it had 14. But no scientist has ever synthesized a mammalian chromosome from scratch. If the Aussie scientists accomplish those feats, they may try to generate a thylacine by placing the synthetic chromosomes into a treated egg cell of a related species—say, a Tasmanian devil, another carnivorous marsupial—and implant the egg in a surrogate mother.
Các nhà nghiên cứu làm việc với Don Colgan... đã chiết xuất DNA từ một con hổ Tasmania con được bảo quản trong cồn vào năm 1866, và nhà sinh vật học Karen Firestone đã lấy thêm DNA thylacine từ một chiếc răng và một khúc xương. Sau đó, sử dụng một kỹ thuật gọi là phản ứng chuỗi polymerase (PCR), các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các mảnh DNA thylacine có thể được sao chép. Tiếp theo, các nhà khoa học phải thu thập hàng triệu mẩu DNA và tạo ra một "thư viện"... Tuy nhiên, một trở ngại lớn hơn còn đang hiện hữu, đó là việc khâu tất cả các mảnh DNA đó lại với nhau một cách thích hợp thành các nhiễm sắc thể hoạt động; các nhà khoa học không biết thylacine có bao nhiêu nhiễm sắc thể, nhưng nghi ngờ rằng, giống như các loài thú có túi có liên quan, nó có 14. Nhưng chưa có nhà khoa học nào từng tổng hợp nhiễm sắc thể động vật có vú từ đầu. Nếu các nhà khoa học Úc hoàn thành những kỳ công đó, họ có thể cố gắng tạo ra một con thylacine bằng cách đặt các nhiễm sắc thể tổng hợp vào một tế bào trứng đã xử lý của một loài có liên quan—chẳng hạn, một con quỷ Tasmania, một loài thú có túi ăn thịt khác—và cấy trứng vào mẹ mang thai hộ.
E. Such cross-species cloning, as the procedure is called, is no longer fantasy. In 2001, Advanced Cell Technology (ACT) of Worcester, Massachusetts, succeeded in cloning, for the first time, an endangered animal, a rare wild ox called a gaur. This past April, scientists from ACT... announced they had cloned a banteng, an endangered wild bovine species native to Southeast Asia, using a domesticated cow as a surrogate mother. Meanwhile, researchers in Spain are trying to clone an extinct mountain goat, called a bucardo, using cells collected and frozen before the species’ last member died in 2000. Other scientists hope to clone a woolly mammoth from 20,000-year-old specimens found in Siberian permafrost.
Nhân bản liên loài như vậy, theo cách gọi của quy trình, không còn là điều viển vông. Năm 2001, Advanced Cell Technology (ACT) ở Worcester, Massachusetts, đã thành công trong việc nhân bản, lần đầu tiên, một loài động vật có nguy cơ tuyệt chủng, một loài bò rừng hiếm gọi là gaur. Tháng 4 năm ngoái, các nhà khoa học từ ACT... đã thông báo họ đã nhân bản một con banteng, một loài bò rừng hoang dã có nguy cơ tuyệt chủng bản địa Đông Nam Á, sử dụng một con bò đã thuần hóa làm mẹ mang thai hộ. Trong khi đó, các nhà nghiên cứu ở Tây Ban Nha đang cố gắng nhân bản một con dê núi đã tuyệt chủng, gọi là bucardo, sử dụng các tế bào được thu thập và đông lạnh trước khi thành viên cuối cùng của loài này chết vào năm 2000. Các nhà khoa học khác hy vọng nhân bản một con voi ma mút lông xoắn từ các mẫu vật 20.000 năm tuổi được tìm thấy trong băng vĩnh cửu Siberia.
F. Many scientists are skeptical of the thylacine project. Ian Lewis... says the chances of cloning an animal from “snippets” of DNA are “fanciful.” Robert Lanza, ACTs medical director and vice president, says cloning a thylacine is beyond existing science. But it may be within reach in several years, he adds: “This area of genetics is moving forward at an exponential rate.”
Nhiều nhà khoa học hoài nghi về dự án thylacine. Ian Lewis, giám đốc phát triển công nghệ tại Genetics Australia Cooperative Ltd., nói rằng cơ hội nhân bản một con vật từ "các mảnh" DNA là "viển vông." Robert Lanza, giám đốc y tế và phó chủ tịch của ACT, nói rằng nhân bản một con thylacine là vượt quá khoa học hiện tại. Nhưng nó có thể nằm trong tầm với trong vài năm tới, ông nói thêm: "Lĩnh vực di truyền học này đang tiến lên với tốc độ theo cấp số nhân."
G. In Australia, critics say the millions of dollars that the thylacine project will cost would be better spent trying to save endangered species and disappearing habitats. One opponent, Tasmanian senator and former Australia Wilderness Society Director Bob Brown, says people might become blase about conservation if they’re lulled into thinking a lost species can always be resurrected. The research “feeds the mind-set that science will fix everything,” he says. Another concern touches on the great nature-nurture quandary: Would a cloned thylacine truly represent the species, given that it would not have had the chance to learn key behaviors from other thylacines? For some carnivores, says University of Louisville behavioral ecologist Lee Dugatkin, “it’s clear that young individuals learn various hunting strategies from parents.” And a foster parent might not fill the gap. Dugatkin asks whether a cloned Tasmanian tiger raised by a surrogate Tasmanian devil would just be a devil in tiger’s clothing.
Ở Úc, các nhà phê bình nói rằng hàng triệu đô la mà dự án thylacine sẽ tiêu tốn sẽ được sử dụng tốt hơn để cố gắng cứu các loài nguy cấp và môi trường sống đang biến mất. Một người phản đối, thượng nghị sĩ Tasmania và cựu Giám đốc Hội Bảo tồn Hoang dã Úc Bob Brown, nói rằng mọi người có thể trở nên thờ ơ với bảo tồn nếu họ bị ru ngủ nghĩ rằng một loài đã mất luôn có thể được hồi sinh. Nghiên cứu "nuôi dưỡng tư duy rằng khoa học sẽ sửa chữa mọi thứ," ông nói. Một mối quan tâm khác chạm đến tình thế khó xử lớn về tự nhiên-nuôi dưỡng: Liệu một con hổ Tasmania được nhân bản có thực sự đại diện cho loài này không, khi nó sẽ không có cơ hội học các hành vi quan trọng từ những con thylacine khác? Đối với một số động vật ăn thịt, Lee Dugatkin, nhà sinh thái học hành vi tại Đại học Louisville, nói: "rõ ràng là các cá thể non học các chiến lược săn mồi khác nhau từ cha mẹ." Và một cha mẹ nuôi có thể không lấp đầy khoảng trống. Dugatkin hỏi liệu một con hổ Tasmania được nhân bản được nuôi dưỡng bởi một con quỷ Tasmania mang thai hộ có chỉ là một ác quỷ đội lốt hổ hay không.
H. But Archer says, in effect, a thylacine is a thylacine, however its DNA blueprint is obtained, because much animal behavior, including that of marsupials, is genetically hardwired or instinctual. We take kittens and raise them with humans, but they still behave like cats,” he points out. And Archer, who envisions nature preserves populated by cloned thylacines and their offspring, says the project is actually a boon to conservation...
Nhưng Archer nói, về bản chất, một con thylacine vẫn là thylacine, bất kể bản thiết kế DNA của nó được lấy như thế nào, bởi vì nhiều hành vi của động vật, bao gồm cả thú có túi, được cài đặt sẵn về mặt di truyền hoặc theo bản năng. "Chúng tôi nuôi mèo con với con người, nhưng chúng vẫn hành xử như mèo," ông chỉ ra. Và Archer, người hình dung các khu bảo tồn thiên nhiên chứa đầy những con thylacine được nhân bản và con cháu của chúng, nói rằng dự án thực sự là một lợi ích lớn cho bảo tồn: nó cho thấy những gì cần thiết để cân nhắc việc hồi sinh một loài đã biến mất.