冰冻动物园：保存灭绝物种的努力

在加州圣地亚哥一个占地 730 公顷的野生动物园旁边的一个地下室实验室里，马利丝•霍克（Marlys Houck）一抬头就看到一个穿制服的人拿着一个蓝色的绝缘午餐袋，里面装满了眼睛、气管、脚和羽毛的小块碎片。

“啊，”她轻声说。“这是今天的样品。”

这个袋子里装着动物园里自然死亡动物的小块软组织。今天的样本包括一只叶蛙和一只欧椋鸟。

在这里，她和她的团队将对这些组织碎片进行研究，以为未来的物种研究和保护做准备。他们将把这些组织放入烧瓶中，让酶来消化它们，随后实验室成员将在一个多月的时间里慢慢将它们培养成大量的细胞，这些细胞可以被冷冻和复活，以备将来使用。这个实验室被称为“冰冻动物园”。

该动物园是由一位德裔美国病理学家库尔特·贝尼施克(Kurt Benirschke)于1972年创建的，他最开始是在加州大学圣地亚哥分校的实验室收集动物皮肤样本，几年后将其转移到圣地亚哥动物园。当时，他们只会对其进行最基本的染色体研究，但贝尼施克经常引用美国历史学家丹尼尔•布尔斯廷 (Daniel Boorstin）的一句话：“你必须出于你尚未了解的原因来保存这些东西。” 这句话仍然出现在冷冻动物园的海报上。 在近 50年的历史中，冷冻动物园拥有世界上最古老、最大和最多样化的活细胞培养库一超过 11,000 个样本，代表了 1300 个不同的物种和亚种，包括三种已灭绝的物种：夏威夷蜜旋木雀、拉布树蛙和沙特瞪羚和更多几乎濒临灭绝的物种。“接下来灭绝的可能是白犀牛和加湾鼠海豚。”霍克说。

 如今，冷冻动物园由四名女性组成的团队管理，她们负责看管一大批手工标记的药瓶，这些瓶子上有“长颈鹿”“犀牛”和“犰狳”等标签，它们被储存在装满液氮的巨大圆形罐中。在一个遭受气候和生物多样性危机的世界里，将物种冷冻保存是对未来充满希望的一种方式。在那里，这些液氮罐被加压到零下195摄氏度，这能有效防止细胞四处移动或产生变化，同时还能使它们处于保持生命的假死状态。在这个温度下，细胞可以存活几十年甚至几百年。

没有一个物种是完全相同的，有些物种的保存更具挑战性。冷冻动物园从冷冻保存哺乳动物的细胞开始，然后扩展到鸟类、爬行动物和两栖动物。霍克说，哺乳动物的成功率接近 99%。“两栖动物的成功率多年来一直接近 1%，现在我认为可能是 20%到 25%。鸟类的成功率则相当高。”

每个摆放氮气罐的架子上有100 个试管，每个试管里有 100 万到 300 万个活细胞。这些细胞包括长颈鹿、狐猴或如小鼠海豚等更濒危的动物，它们为一系列现有和未来的物种灭绝问题提供了可能的解决方案。

最终，这些细胞可以用来复活完全灭绝的物种，但这不是主要目标。相反，这些细胞通常被用来拯救正在濒临灭绝的物种。2020 年，冰冻动物园利用冷冻保存的 DNA 克隆了一只黑足雪貂，这是美国第一个被克隆的濒危物种。去年，冷冻保存了42年的细胞被用于克隆两只极度濒危的普氏野马，这为现存种群带来了宝费的基因多样性，使它们更能抵御新的疾病或环境威胁。其中一匹幼马被命名为库尔特，以纪念该动物园的创始人。

切斯特动物园科学负责人、英国非营利组织 Nature’s Safe 的联合创始人兼副主席苏·沃克 （Sue Walker ）说，在圣地亚哥所做的工作特别具有开创性意义。该组织收集活细胞、精子和卵子。她说，再过几十年，也许有可能将这些细胞转化为多能干细胞，这些干细胞可以被重新编程以产生精子和卵子。

物种灭绝的速度太快，科学无法跟上，但至少我们可以尝试保存那些材料

在这里所做的工作一直都让人觉得有意义，但一场加速的物种灭绝危机给霍克和她的团队带来了越来越大的压力。在样本从这个世界上消失之前把它们放进冷冻动物园，这是一场与时间的赛跑，这些女性将保持物种未来稳定视为自己的责任。

这项工作可能是艰苦的一例如，来自鸟类、哺乳动物、两栖动物和鱼类的样本都需要不同的处理过程。

她也感受到了这个角色的压力——当她的前辈还在实验室时，一次机械故障导致损失了 300 个样本，这是一年的工作量。所以她的心思都集中在保护动物园冷冻的样本上，但同时霍克也充满了兴奋和喜悦，因为这让她很有荣誉感。

在理想的世界里，物种在野外也可以得到保护——但实际上，情况并非如此。“物种灭绝的速度太快了，科学无法跟上，”她说。“所以我们至少能做的是尝试把这些材料保存起来。”

圣地亚哥的冷冻动物园是全球从动物到种子等各类东西进行冷冻保存行动的一个例子。如今，全球约有十几家以野生动物为基础的冷冻保存库，它们大多位于北美洲和欧洲。从其他国家/地区获得动物细胞组织的许可很棘手，因此我们希望提高其他地方在当地建立冷冻库的能力，特别是在非洲、南美洲和东南亚的保护中心附近。但这也意味着要有统一方式处理和保存细胞群的能力。霍克说，这是一项昂贵且复杂的工作，但也是必需的。“我认为我们必须全力以赴，才能拯救其中一些濒临灭绝的物种，”她说。“这是关于冷冻库的希望。”

霍克团队每年向动物园增加大约 250 到 350 个样本。霍克表示今天到达的叶蛙是重中之重。那只椋鸟？没那么重要。做出这样的决定对她来说很沉重。由于每只新到来的动物都需要进行细胞培育和保存，并在巨大的容器中占据空间，她必须考虑该物种中有多少基因样本已被收集，以及有多少可能性可以获得更多。“我不想拒绝任何东西。要是我们能接受收到的每一个样本就好了，因为它们都很重要。”

存放培养箱的房间已经满了，但培养箱还没有满员，因此该团队会继续培养和保存细胞的工作，这些细胞在未来可能意味着濒危动物的生死。

在未来，实验室需更新其方法一一那些药瓶上的手写标记最终会变成可扫描的条形码。它还需要新的科学家前来密切关注这个不断发展的冰冻动物园。

霍克说：“我们都非常珍视冰冻动物园以及贝尼施克博士留下的遗产。我希望我们能够培养一代人，让他们将这份遗产传承下去。【全文完】

来源：The Guardian Weekly 15 March 2024 | 作者：Katharine Gammon
原文标题：The frozen zoo：how scientists are putting disappearing speices on ice