“克隆羊”多利出生以后,又有“克隆?!保翱寺∝i”,“克隆鼠”出現(xiàn),,甚至“克隆駱駝”,被克隆動物的名單越來越長,似乎所有的動物都可以被克隆了。但是仔細看一下近年來克隆動物的名單,就會發(fā)這些動物全是哺乳動物,沒有一個是鳥類。我們沒有聽說過“克隆雞”、“克隆鴨”,“克隆鴿子”。到目前為止,還沒有任何鳥類被克隆成功,這又是為什么呢?
這不是因為克隆鳥類的意義不大。雞、鴨、鵝屬于“家禽”,為我們提供肉、蛋、羽毛,也有育種的問題。百靈、畫眉等鳴鳥為我們的生活增添樂趣。良種的信鴿非常珍貴。朱鹮更是瀕臨絕種的鳥類。如果鳥類能夠克隆成功,無論是經(jīng)濟意義還是對于生命科學(xué)的意義都是很大的。
鳥類還沒有克隆成功也不是因為科學(xué)家對克隆鳥類不感興趣。在克隆羊多利誕生之后不久,美國科學(xué)家就成立了專門克隆鳥類的公司。在2001年美國密西西比州圣?路易市召開的全美育種家年會上,Avigenics公司的首席科學(xué)家林卓?克里斯特曼就報告了他雄心勃勃的克隆鳥類的計劃。但是14年過去了,鳥類的克隆還是沒有成功。
鳥類克隆的困難是因為鳥類的生殖過程和哺乳動物不同。哺乳動物的胚胎是在子宮里發(fā)育的。胚胎“著床”時,已經(jīng)有50到100個細胞??寺〔溉閯游飼r,也是先讓體細胞的細胞核和去掉細胞核的卵細胞融合,融合細胞在體外分裂,形成囊胚,再植入雌性動物的子宮。 但是鳥類并沒有子宮。含有受精卵的蛋出生時,胚胎已經(jīng)有大量細胞,并且已經(jīng)和卵黃(作用上相當(dāng)于哺乳動物的子宮)有密切接觸,從卵黃吸取營養(yǎng)。如果沿用哺乳動物的方式,用混合細胞來植入已經(jīng)產(chǎn)下的雞蛋,就相當(dāng)于把子宮里面已經(jīng)“著床”的胚胎去掉,再換上混合細胞發(fā)育成的囊胚,難度可想而知。比較可行的方式,還是把融合細胞直接放回到鳥的輸卵管中,讓鳥生下蛋再進行孵化。
然而,用“細胞核轉(zhuǎn)移技術(shù)”來形成鳥的融合細胞比哺乳動物難得多。鳥類的卵細胞是“薄皮大餡”的,大大的細胞核只由薄薄的一層細胞質(zhì)包裹。這使得去除鳥卵細胞的細胞核幾乎不可能。替代辦法是用激光或者紫外線,甚至X射線來破壞卵細胞里面的遺傳物質(zhì)。這樣形成的卵細胞很難再容納另一個細胞核,所以替代辦法是讓體細胞和照射了的卵細胞融合。但是這樣一來體細胞的細胞質(zhì)又會“喧賓奪主”了,使得卵細胞細胞質(zhì)的作用大打折扣。為了克服這個缺點,人們又想辦法把體細胞的大部分細胞質(zhì)去掉,同時還要保留細胞膜。經(jīng)過這些“折騰”,無論是卵細胞和體細胞都“元氣大傷”,難以形成有生命力的融合細胞了。 所以要克隆鳥類動物,科學(xué)家們還有很長的路要走。
為什么比鳥類低級的魚和青蛙也是產(chǎn)卵的,可以被克隆,而鳥類就困難呢?這是因為魚類和兩棲類動物產(chǎn)的卵和鳥類產(chǎn)的蛋不同。魚類和兩棲類動物的卵比較原始,產(chǎn)在水里,在水中受精,也在水中孵化,所以這些卵沒有鳥類的蛋那樣有鈣質(zhì)的硬殼和“蛋清”,卵細胞也比較容易被操作。而爬行類(包括已經(jīng)滅絕的恐龍)和鳥類生的蛋屬于“羊膜卵”,是生在陸地上的,所以外面有蛋殼,卵細胞由“羊膜”包裹,還有尿囊來收集代謝廢物。這樣的卵就不容易處理。這些特點都使得鳥類的克隆特別困難。