動物糞便中藏“生機”?研究揭示:或能拯救瀕臨滅絕物種

記者 吳昱賢/綜合報導

研究團隊發現,動物糞便中含有腸道內壁的活體細胞。


世界各地的野生動物正面臨嚴重威脅,許多科學家甚至將近幾十年來大量野生動物的消失稱為「生物大滅絕」。不過現在,科學家發現一個新方法——利用動物糞便來拯救瀕臨滅絕物種!這或許聽起來很像是不可能的任務,但根據目前的技術,或許很快就能成為保育的新利器。

研究團隊希望透過這些細胞,提升族群內的基因多樣性,增加瀕危物種存續的機會。這種方式稱為「基因救援」(genetic rescue),甚至可能透過先進的輔助生殖技術,如複製(cloning),將細胞核植入捐贈的卵子中,利用電擊刺激,形成胚胎後植入代理孕母,從而產生基因完全相同的複製動物。

這項研究由英國牛津大學教授蘇珊娜.威廉斯(Suzannah Williams)領導,團隊稱之為「糞便動物園」(Poo Zoo)計畫。其核心概念是,動物糞便中除了富含未消化的食物、膽汁與細菌,還包含來自腸道內壁的細胞。更重要的是,某些這些細胞仍然存活,尤其是在糞便剛排出的時候。Williams教授表示,團隊已成功從老鼠與大象的糞便中分離出活細胞,這顯示該技術或許能應用於更多物種。「目前仍處於早期階段,但初步結果令人振奮,」她說。

透過這些活細胞,科學家能夠以不同方式進行基因救援:

  1. 基因多樣性分析:活細胞的DNA品質較高,可幫助科學家更精確地了解物種的遺傳變異,為保育計畫提供科學依據。
  2. 試管繁殖與克隆技術:如果科學家能夠成功培養這些細胞,未來可能透過克隆技術(如核移植)培育出新的個體,甚至恢復瀕臨滅絕的族群。
  3. 人工生殖技術(IVF):更具潛力的技術是細胞重編程(cell reprogramming),將普通細胞轉化為「誘導性多能幹細胞」(iPS細胞),再培育成精子與卵子,最終可透過體外受精(IVF)生出後代。

美國保育組織Revive & Restore的專案經理艾希莉·哈欽森(Ashlee Hutchinson)表示:「使用實驗室培養的卵子和精子,就能善用有性生殖帶來的基因重組機制,提升物種適應環境壓力的能力。」該組織曾成功克隆黑足雪貂(Black-footed Ferret),這是一種曾被認為滅絕的物種。

與傳統的基因採樣方式不同,「糞便動物園」計畫的最大優勢在於非侵入性。目前,動物保育機構如聖地牙哥動物園的「冷凍動物園」(Frozen Zoo),通常需從活體動物身上取得精子、卵子或皮膚細胞,這可能對動物造成壓力,甚至需要麻醉或手術。

而透過收集糞便,研究人員可從野生族群中獲取遺傳資訊,而無需干擾動物生活。「這意味著,即使是最難接近的物種,例如雪豹或海龜,我們也能利用這項技術進行基因保育,」參與研究、來自英國切斯特動物園(Chester Zoo)的研究員芮安儂·波頓(Rhiannon Bolton)表示。

然而,研究也面臨許多挑戰,例如排泄物內複雜的成分,以及必須解決的細胞純化問題。「細胞純化」是指從樣本中去除細菌或其他雜質,取得純淨且能培養的活細胞。此外,許多動物的生殖生理學仍未明確了解,因此現階段可能僅能以被深入研究的物種為主。

儘管挑戰重重,研究團隊已有相關成功案例,例如Revive & Restore曾利用冷凍多年的細胞拯救已滅絕的旅鴿,美國生技公司Colossal也正嘗試透過基因編輯重現長毛象。

然而,部分保育專家仍主張,最有效的保育方法是防止物種數量持續下降,而非仰賴技術手段。世界自然基金會(WWF)英國分會首席野生動物科學顧問保羅·德·奧內拉斯(Paul De Ornellas)指出:「這些新技術雖令人興奮,但無法取代解決棲地流失與過度捕撈等根本問題。」

克萊門森大學(Clemson University)野生動物生態學副教授大衛·亞喬斯基(David Jachowski)也提醒:「提高基因多樣性固然重要,但並不足以解決野外環境中物種面臨的威脅。」

研究團隊則強調,新的基因技術與傳統保育手法可以並行不悖。波頓表示:「我們必須嘗試更多元的工具,才能更有效地應對這場物種滅絕危機。」

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