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物种日历 04-16

地球上仅存的两头北部白犀牛,正在等待奇迹的降临

"地球上仅存 2 只北部白犀牛",这个话题最近又登上了热搜。其实,早在 2018 年,当最后一头雄性北白犀苏丹(Sudan)离世那天起,地球上就只剩下 2 头北白犀了。

现年 32 岁的的纳金(Najin)和她 21 岁的女儿法图(Fatu),是目前仅存的 2 头北白犀。它们都是雌性,无法再进行自然繁育。如果现代科技也不能帮助她们产生后代,那我们只能眼睁睁地看着北白犀步向灭绝。

现在,北白犀正站在完全灭绝的悬崖边上,等待现代科技给出的答案。

2010 年的苏丹,那时地球上还有 8 只北白犀 | Lengai101 / Wikimedia Commons

它们被推向悬崖

北白犀曾经有过相对安全的处境。60 年前,非洲有超过 2000 头北白犀;但由于疯狂的盗猎,到了 1984 年,这个数字直落至 15 头左右。

作为体型仅次于大象的陆地动物,犀牛在野外几乎没有天敌。这些曾在地球上广泛分布的巨兽们,如今只剩下五个物种:苏门答腊犀牛、黑犀牛、爪哇犀牛、印度犀牛和白犀牛——前三者都已被列为极度濒危物种。从数字上看,白犀牛还没有濒危,是因为除了仅剩的两头北白犀之外,白犀牛的另一个亚种南白犀还有约 2 万头。

处境相对安全的南白犀 | Zigomar / Wikemedia Commons

但北白犀没有它生活在南部的亲戚们那么幸运。由于非法猎杀,2008 年,北白犀被宣布野外灭绝,只剩下 8 头北白犀圈养在动物园里。

2009 年,捷克的拉贝河畔皇宫镇动物园(Dv r Králové Zoo)将 4 头北白犀送到肯尼亚的奥 · 佩杰塔(Ol Pejeta)自然保护区,它们分别是雌性的纳金和法图、雄性的苏尼(Suni)和苏丹。人们寄希望于非洲的温暖气候和广阔草原,或许这种原始环境能帮助北白犀交配成功、繁育后代。

可惜不遂人愿,纳金和法图并没有怀孕。2014 年的一项健康评测显示,它们不适合孕育后代:法图患有子宫疾病;纳金腿部有伤,怀孕会带来并发症。

在奥 · 佩杰塔自然保护区的纳金和法图 | Ami Vitale / Twitter: @Ol Pejeta

而在这十年间,动物园里其他仅存的几头北白犀也相继去世—— 2011 年的 Neasri,2014 年的 Angalifu 和 Suni,2015 年的 Nabire 和 Nola……

然后,便是 2018 年离开的苏丹——至此,地球上仅存一双孤零零的北白犀母女。

技术能拯救它们吗?

自然繁育无路可走了,拯救北白犀只能依靠辅助生殖,也就是 " 试管婴儿 "。

几头雄性北白犀还在世的时候,研究人员就已经采集了它们的精子,冷冻保存。如果能获取纳金和法图的卵细胞,在体外进行受精,再将发育成功的胚胎移植到代孕母犀牛的子宫内,我们仍有机会迎来北白犀新生儿。

但这一系列的技术都不简单。

取卵前局部麻醉的法图,随后它将被全身麻醉 | Ami Vitale / Twitter: @Ol Pejeta

单就取卵这一项来说,研究人员必须先给犀牛麻醉,然后尽快地、精准地从卵巢中取出卵细胞;一旦麻醉时间过长,或者不小心伤及卵巢附近的血管,都会对犀牛造成伤害。现存的两头北白犀太珍贵,为保万无一失,研究人员只能先在其他犀牛身上摸索。南白犀——和北白犀最为接近,数量也暂时处于相对安全的水平,自然成了研究人员的首选。

从 2014 年开始,至少 15 家欧洲的动物园为北白犀的取卵技术开绿灯,愿意让自家的南白犀充当小白鼠。在确定技术可行之后,2019 年 8 月,研究人员终于第一次对北白犀进行取卵

取卵过程很顺利,在将近两个小时的麻醉之后,两头北白犀也都苏醒过来。这次一共取出了 10 枚具有活性的卵细胞,这些细胞被迅速冷冻保存,送上等候在一旁的直升飞机;经过三次转机,它们被送到位于意大利的实验室里。

在取卵手术完成之后,奥 · 佩杰塔自然保护区的推特上发了这张相片:" 纳金和法图刚刚在泥土里洗了个澡,感觉还不错!" | Jan Zwilling / Twitter: @Ol Pejeta

这 10 枚卵细胞中,有 7 枚处于可以受精的成熟状态。同时,研究人员复苏了先前保存的北白犀精子,并将精子注射到卵细胞中,完成体外受精。

经过半个月的培养和观察,研究人员宣布,这 7 枚受精卵中,有 2 个成功发育为胚胎几个月后,他们又进行了一次取卵手术,这次获得了 1 枚存活的胚胎。

法图的 4 枚卵细胞和纳金的 3 枚卵细胞,都达到可以受精的成熟状态 | Twitter: @Ol Pejeta

与时间赛跑

时间来到 2020 年,突发的疫情打乱了计划;直到年底,研究人员才成功从法图身上取到了 14 枚卵细胞,并培育出了 2 枚能够存活的胚胎。遗憾的是,法图的母亲纳金这一次无法提供卵细胞,之前从她身上取到的卵细胞也没有成功产生胚胎,年龄或健康问题都有可能影响她的繁殖。

至此,我们拥有了 5 枚北白犀胚胎。这 5 份来之不易的希望,目前都冷冻保存在液氮中——它们还在等待胚胎移植技术的成熟。

如果有足够完善的技术,这些胚胎将被转移到代孕的雌性南白犀体内。目前,研究人员正在为这项技术做积极的尝试。他们将观察和预测代孕的雌性南白犀的发情周期,试图寻找胚胎移入的最佳时期——但这些尝试才刚刚起步,正如奥 · 佩杰塔自然保护区的负责人理查德 · 维奇(Richard Vigne)所说,"我们离实现这一目标,还有很长的路要走。"

与此同时,在保证法图和纳金健康的前提下,研究人员还将继续为她俩取卵,培养更多的北白犀胚胎,不至于当未来移植失败时束手无策。

去年底,科学家在肯尼亚对北白犀进行取卵 | Rio the Photographer

不过,就算代孕成功,基因多样性也仍是一大难题。就像纳金和法图这对母女分别是苏丹的女儿和孙女一样,辅助生殖可使用的精子和卵细胞,其实来自于数量有限、亲缘关系不远的几头北白犀。这样产生的幼崽,可能是近亲结合的产物,而且基因多样性过低,恐怕不足以继续繁衍出一个稳定的种群。

解决这个问题,或许可以依靠干细胞技术,将体细胞诱导成多能干细胞,进而发育成生殖细胞,再繁衍出小犀牛。2018 年,美国圣迭戈动物园分析了他们冻存的北白犀体细胞,发现这些样本具有足够高的基因多样性;如果能用它们制造新的北白犀,或许可以拯救这些濒危的巨兽们。

只不过,这一切的前提是——这项更具挑战性的干细胞技术,能够成功实施。

2019 年 2 月,科学家曾对波兰的一头南白犀注射麻醉药,随后将南白犀胚胎移入她的体内。然而,我们没有找到对这次胚胎移植的后续报道,这次移植似乎是失败了 | Petr David Josek, File / AP

科学家和北白犀,都正在与时间赛跑。如果实验室里的北白犀新生儿能在纳金和法图离世前出生,小犀牛还能跟着她们学习祖传的生存技能,学习如何成为一只北白犀。

人类曾经的贪婪和狂妄,把北白犀和科学家推向了这场与时间的争夺赛。这一次,我们能跑赢吗?地球上能重新迎来第 3 只北部白犀牛吗?

希望现代科技能够带来奇迹。

鸟给鳄鱼剔牙、刺猬扎水果、斑羚飞渡、老鹰把学飞的小鹰推下悬崖 …… 这些在童话里你都听说过吗?

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参考文献

[ 1 ] https://www.olpejetaconservancy.org/press-release-northern-whites

[ 2 ] https://www.nationalgeographic.com/animals/2019/08/plan-save-northern-white-rhino-ivf

[ 3 ] https://phys.org/news/2019-08-scientists-closer-northern-white-rhino.htm

[ 4 ] http://www.biorescue.org/en/news/happy-end-challenging-year-two-new-northern-white-rhino-embryos-created-christmas-now-there

[ 5 ] https://www.africanews.com/2021/02/24/the-race-to-save-the-northern-white-rhino-before-it-s-too-late/

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