卵细胞|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 。

卵细胞|地球上仅存的两头北部白犀牛,正在等待奇迹的降临
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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 。

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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 。

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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 。

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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 。

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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 。

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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 。

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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 。

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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 。
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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/
作者:麦麦
【卵细胞|地球上仅存的两头北部白犀牛,正在等待奇迹的降临】编辑:luna

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