Sự hồi sinh của loài ma mút rậm lông

Mọi trẻ em trên thế giới đều mơ ước trông thấy loài vật khổng lồ này một lần nữa bước đi trên trái đất. Giấc mơ đó có thể được--hay -- có nên hiện thực hoá? Hendrik Poinar mang đến một bài nói chuyện chứa đựng nhiều thông tin về một điều thực sự rất hệ trọng sắp tới: Công cuộc tạo dựng một sinh vật trông giống như anh bạn ma mút rậm lông của chúng ta. Bước đầu tiên là giải mã bộ gen của loài rậm lông này gần như hoàn tất. Và bộ gen thực sự khổng lồ. (Ghi hình tại TEDxDeExtinction.)

Khi còn là cậu bé

Tôi thường nhìn qua kính hiển vi của cha tôi

để nhìn các con bọ cánh cứng
được giữ trong hổ phách mà ông giữ ở nhà

Chúng được bảo quản khá tốt

về mặt hình thái mà nói rất phi thường

Và chúng tôi từng tưởng tượng rằng một ngày nào đó,

chúng sẽ sống lại

bò ra khỏi lớp nhựa

và, nếu có thể bay, chúng sẽ bay đi.

Nếu 10 năm trước đây, bạn hỏi tôi liệu chúng ta có thể

giải mã bộ gen của động vật đã tuyệt chủng,

tôi sẽ nói với bạn rằng, không chắc lắm.

Nếu bạn hỏi liệu chúng ta thật sự có thể

khôi phục một loài đã tuyệt chủng,

tôi có thể nói đó là ý nghĩ viển vông.

Nhưng thực tế tôi đang đứng ở đây,
hôm nay, thật ngạc nhiên

để cho bạn biết không chỉ việc giải mã những bộ gen tuyệt chủng

có thể thực hiện được, một hiện thực thời hiện đại

mà ngày cả việc hồi sinh một loài đã tuyệt chủng thực sự trong tầm với của chúng ta,

có lẽ không phải từ những con côn trùng trong hổ phách--

thực ra, con muỗi này được sử dụng

để lấy cảm hứng cho phim "Công Viên Kỉ Jura" —

chứ không phải từ loài voi Ma Mút rậm lông, từ phần còn lại được bảo quản tốt

của voi Ma Mút rậm lông chôn vùi trong băng giá vĩnh cửu.

Những con voi rậm lông là một trường hợp đặc biệt thú vị,

hình ảnh tinh túy của kỷ băng hà.

Chúng to lớn, xồm xoàm.

Chúng có ngà lớn, và chúng ta dường như có

một kết nối rất sâu sắc với chúng,
như chúng ta có với voi hiện đại

Có lẽ bởi vì voi hiện đại

và chúng ta có nhiều điểm chung.

Chúng chôn đồng loại bị chết. Chúng dạy thế hệ kế cận

Chúng có mối liên kết xã hội rất gần gũi,

Hoặc có lẽ thực sự là vì chúng ta đang bị ràng buộc bởi quá khứ xa xăm,

bởi vì voi, như chúng ta,
cùng có nguồn gốc từ châu Phi

khoảng 7 triệu năm trước.

Khi nơi cư trú và môi trường sống thay đổi

chúng ta như những chú voi, di cư

vào khu vực châu Âu và châu Á.

Vì vậy voi ma mút lớn đầu tiên xuất hiện trong bối cảnh đó

là meridionalis, chúng có chiều cao 4m

cân nặng khoảng 10 tấn, và là loài thích nghi với vùng đất có rừng gỗ,

và lan toả từ Tây Âu xuyên suốt đến Trung Á,

băng qua cây cầu vùng Bering

và tiến vào nhiều vùng của Bắc Mỹ.

Và sau đó, một lần nữa,
khi khí hậu thay đổi như nó vốn thế,

và môi trường sống mới mở ra,

chúng ta thấy sự xuất hiện của loài
thích nghi với thảo nguyên

được gọi là trogontherii ở Trung Á

đẩy lui loài meridionalis vào Tây Âu.

Rồi vùng đồng cỏ hoang mạc ở Bắc Mỹ

mở ra, mở đường cho
sự xuất hiện của loài ma mút Columbia

một loài lớn, không có lông ở Bắc Mỹ.

Và thực sự chỉ khoảng 500.000 năm sau đó

chúng ta thấy sự xuất hiện của loài rậm lông,

loài chúng ta đều biết đến và yêu mến,

lan toả từ Đông Bering, điểm khởi đầu

xuyên qua Trung Á, một lần nữa đẩy loài Trogontherii

ra khỏi vùng đó thông qua Trung Âu,

và trên hàng trăm ngàn năm

di trú qua lại giữa vùng đất nối Bering

trong thời kỳ đỉnh điểm của thời kì sông băng

và giao thoa trực tiếp với

loài họ hàng Columbia sống tại miền nam,

ở đó chúng tồn tại trên hàng trăm ngàn năm

trong thời kì khí hậu chuyển đổi đầy khó khăn.

Loài vật với sức chịu đựng dẻo dai này
chống chọi rất tốt

với sự chuyển đổi về nhiệt độ và môi trường

Và chúng tồn tại trên đại lục
cho đến khoảng 10.000 năm trước,

và ngạc nhiên làm sao, chúng sống trên những nhỏ đảo ngoài khơi Siberi

và Alaska cho đến khoảng 3.000 năm trước.

Khi đó Ai Cập đang xây dựng các kim tự tháp

và loài rậm lông này vẫn còn đang sống trên các hòn đảo.

Và sau đó chúng biến mất.

Như 99% các loài động vật đã từng sống,

chúng bị tuyệt chủng, có thể là do khí hậu nóng lên

và sự xâm lấn nhanh của rừng rậm

lan toả về phía bắc,

và cũng như gần đây nhất, Paul Martin vĩ đại từng cho rằng,

có lẽ do sự săn bắt quá mức trong kỉ Pleistocen,

những cuộc săn bắn lớn đã khiến chúng tuyệt chủng.

May mắn thay, chúng tôi tìm thấy hàng triệu xác còn tồn tại

rải rác khắp vùng băng giá vĩnh cửu, bị chôn vùi sâu

tại Siberia và Alaska, và chúng tôi có thể đi tới đó

và đưa chúng lên.

Và công tác bảo tồn, một lần nữa,

giống như những con côn trùng [hổ phách], thật phi thường.

Ở đây bạn có răng, xương còn máu

mà trông giống như máu, bạn có lông chúng,

bạn có những cái xác nguyên vẹn hay những cái đầu

mà vẫn còn có bộ não trong đó.

Vì vậy việc bảo tồn và sự tồn tại của DNA

phụ thuộc vào nhiều yếu tố, và tôi phải thừa nhận,

hầu hết những yếu tố đó chúng ta không rõ cho lắm

nhưng tùy thuộc vào thời điểm sinh vật chết,

và nó được chôn vùi nhanh đến mức nào,
độ sâu của sự chôn vùi đó

tính bất biến của nhiệt độ trong môi trường chôn vùi đó

sẽ quyết định thời gian tồn tại của DNA

bất chấp những thay đổi địa chất theo thời gian.

Và một số bạn ở đây sẽ ngạc nhiên khi biết

thời gian không phải là yếu tố quyết định,

không phải là thời gian bảo tồn bao lâu,

mà quan trọng nhất là
sự nhất quán của nhiệt độ tại nơi bảo tồn

Vì vậy, nếu chúng ta đã quan sát sâu vào trong xương

và răng, thứ mà thực sự sống còn
qua quá trình hoá thạch

phần DNA một thời còn nguyên vẹn, bao bọc chặt

xung quanh protein histone, hiện đang bị tấn công

bởi các vi khuẩn từng sống cộng sinh với voi ma mút

trong nhiều năm suốt cuộc đời của nó.

Vì vậy, những vi khuẩn cộng sinh,
cùng với các vi khuẩn có trong môi trường,

nước tự nhiên và ôxy, thực sự phá vỡ các DNA

thành những mảnh DNA nhỏ bé rời rạc

đến mức mọi thứ bạn có chỉ là các mảnh rời có chứa

từ 10 base pair, trong trường hợp tốt nhất,

một vài trăm base pair theo chiều dài.

Vì vậy hầu hết các hóa thạch hiện có trong
cơ sở mẫu hóa thạch

hoàn toàn bị tước hết những dấu hiệu hữu cơ.

Nhưng một vài trong số đó thực sự có các mảnh DNA

đã tồn tại qua hàng ngàn,

thậm chí một vài triệu năm thời gian.

Và bằng cách sử dụng kỷ thuật vô trùng tối tân nhất

chúng tôi đã thiết kế nhiều quy trình để có thể thực sự lấy

DNA ra từ trong đống bầy nhầy này,

các bạn ở đây sẽ không ngạc nhiên khi biết rằng

tôi lấy một mẩu xương hay răng của một con voi ma mút

tôi tách chiết DNA và có được DNA của voi ma mút,

nhưng đi cùng với nó là vi khuẩn từng sống với voi ma mút

và phức tạp hơn, tôi sẽ lấy tất cả các DNA

sống sót trong môi trường đó cùng với nó,

rồi thì các vi khuẩn, nấm, và mọi thứ....

Một lần nữa, không có gì đáng ngạc nhiên khi một con voi ma mút

bảo quản trong băng giá vĩnh cửu sẽ có thứ gì đó

khoảng 50 phần trăm là DNA của voi ma mút,

trong khi đó có một số thứ có lẽ từ loài voi ma mút Colombia,

sống & và chôn vùi trong môi trường có nền nhiệt cao,

bao phủ khoảng 3-10% nội sinh.

Nhưng chúng tôi đã nghĩ ra những cách tối ưu hơn

qua đó có thể thực sự
phân biệt và lấy được DNA của voi ma mút

từ những DNA không phải của chúng,

với những tiến bộ trong kỹ thuật giải trình tự số lượng lớn,

chúng tôi thực sự có thể thực hiện được điều này, và bằng kỹ thuật tin sinh học,

chúng tôi sắp xếp lại tất cả các mảnh DNA rời rạc nhỏ bé của voi ma mút

và đặt lên trên sườn trình tự của

bộ nhiễm sắc thể của một con voi châu Á hay châu Phi.

Và bằng cách đó, chúng tôi thực sự có được tất cả các điểm nhỏ khác biệt

giữa một con voi ma mút và một con voi châu Á.

Vậy chúng ta biết gì về voi ma mút sau đó?

Vâng, bộ gen khổng lồ là gần như đầy đủ,

và chúng ta biết rằng nó quả thực rất lớn. Voi ma mút mà.

Vậy, một bộ gen linh trưởng có khoảng ba tỷ base pair,

nhưng bộ gen của một con voi và voi ma mút

nhiều hơn khoảng 2 triệu base pair, và hầu hết trong số đó

bao gồm các cặp DNA nhỏ lặp đi lặp lại

do đó rất khó để thực sự tái sắp xếp toàn bộ cấu trúc của bộ gen.

Vì vậy, có được thông tin này cho phép chúng tôi trả lời

một trong những câu hỏi thú vị về mối quan hệ

giữa voi ma mút và họ hàng của nó đang sống ngày nay

loài voi châu Phi và voi châu Á.

Tất cả đều có chung một tổ tiên từ bảy triệu năm trước,

nhưng bộ gen của voi ma mút cho thấy nó bắt nguồn

từ một tổ tiên chung gần đây nhất với voi châu Á

khoảng sáu triệu năm trước,

vậy nên nó có họ hàng gần hơn với loài voi châu Á.

Với những tiến bộ trong công nghệ ADN cổ,

chúng ta thực sự có thể bắt đầu giải mã

những bộ gen của các loài ma mút đã tuyệt chủng khác
mà tôi đã đề cập

và tôi chỉ muốn nói về hai trong số đó,

loài ma mút rậm lông và loài Columbia,

cả hai đều đã sống rất gần gũi với nhau

trong thời kì đỉnh điểm của thời kì sông băng

Vì vậy, khi các sông băng lan toả rộng ở Bắc Mỹ

loài rậm lông bị đẩy lui
vào vùng chuyển tiếp sinh thái cận sông băng

và giao thoa với những loài họ hàng sống ở phía nam,

tại đây chúng cùng chia sẻ nơi ẩn náu này

và không chỉ là nơi ẩn náu không thôi.

Có vẻ như chúng đã lai giống với nhau.

Và đây không phải là một đặc điểm hiếm gặp

trong loài thú họ voi, bởi vì hoá ra

các chú voi đồng cỏ hoang mạc lớn sẽ áp đảo

những chú voi rừng nhỏ hơn trong việc giành lấy con cái.

Vậy nên loài ma mút to lớn không lông Columbia

áp đảo các chú rậm lông nhỏ hơn.

Không may là điều này khiến tôi nhớ lại thời trung học.

(Tiếng cười)

Vì vậy vấn đề này không phải là tầm thường, khi nói tới việc

chúng tôi muốn phục hồi loài đã tuyệt chủng, vì hoá ra

một con voi châu Phi và một con voi châu Á

thực sự có thể lai giống và sinh ra voi con sống tốt

và điều này đã thực sự tình cờ xảy ra rong một vườn thú

ở Chester, Vương Quốc Anh, năm 1978.

Vì vậy, điều đó có nghĩa rằng chúng ta có thể thực sự
lấy bộ nhiễm sắc thể của voi châu Á

điều chỉnh sắp xếp chúng vào những vị trí khác biệt

với gen của loài voi ma mút mà chúng ta đã biết rõ,

chúng ta có thể đặt nó vào trong một tế bào đã loại nhân

biệt hoá nó thành tế bào gốc,

sau đó biệt hóa nó vào thế tế bào tinh trùng chẳng hạn

thụ tinhnhân tạo vào trong tế bào quả trứng của voi châu Á

qua một tiến trình gian khổ lâu dài,

thực sự mang lại một cái gì đó trông như thế này.

Ở đây không phải là bản sao chính xác,

bởi vì các mảnh DNA còn thiếu mà tôi đã nói với bạn

không cho phép chúng tôi xây dựng chính xác cấu trúc,

nhưng nó sẽ tạo ra một cái gì đó mà ta nhìn và cảm thấy

rất giống một con voi ma mút rậm lông.

Khi tôi kể điều này với bạn bè mình,

chúng tôi thường nói về việc tôi sẽ nuôi chúng ở đâu?

Tôi sẽ chọn nơi nào làm nơi sinh sống cho chúng?

Hiện nay, không có khí hậu hay môi trường sống thích hợp cho chúng.

Đó thực sự không phải hoàn toàn đúng như vậy.

Hoá ra có những dải đất

ở phía bắc Siberi và Yukon

thực sự có thể làm nơi sinh sống cho một con voi ma mút.

Hãy nhớ rằng, đây là loài vật có sức chịu đựng dẻo dai

đã sống qua nhiều dạng khí hậu khắc nghiệt.

Vì vậy, vùng đất này sẽ là nơi sinh sống tốt cho nó,

và tôi phải thừa nhận rằng có một phần trẻ con trong chính bản thân tôi,

cậu bé trong tôi, mong muốn được nhìn thấy

những sinh vật đồ sộ oai vệ,
bước qua vùng băng giá vĩnh cửu

ở phía bắc một lần nữa, nhưng tôi phải thừa nhận

đó là một phần người lớn trong tôi đôi khi tự hỏi

liệu chúng ta có nên làm thế.

Cảm ơn rất nhiều.

(Vỗ tay)

Ryan Phelan: Đừng đi vội

Bạn đã để lại cho chúng tôi một câu hỏi.

Tôi chắc rằng tất cả mọi người đang hỏi điều này khi anh nói "Liệu chúng ta có nên làm thế?"

Cảm giác như anh đang dè dặt,

khi mà đã trao cho chúng tôi một
tầm nhìn về tính khả thi của điều đó.

Vậy sự dè dặt của anh là về cái gì?

Hendrik Poinar: tôi không nghĩ đó là sự dè dặt

Tôi chỉ nghĩ rằng chúng ta phải suy nghĩ rất sâu sắc

về những tác động, hệ luỵ
trong những hành động của chúng ta,

Vậy nên miễn là chúng ta có
những cuộc thảo luận sâu sắc rõ ràng

như chúng ta đang làm đây, tôi nghĩ rằng

chúng ta có thể đi đến một giải pháp hợp lí
về lí do thực hiện điều đó

Nhưng tôi chỉ muốn chắc rằng chúng ta dành thời gian

suy nghĩ về việc tại sao chúng ta lại "dành thời gian
để suy nghĩ về "cái lí do" làm điều đó trứơc đã"

RP: Hoàn hảo. Trả lời hoàn hảo. Cảm ơn anh rất nhiều, Hendrik.

HP: Cảm ơn. (Vỗ tay)