揭秘拯救北方白犀牛的高科技最后努力

1990 年，托马斯·希尔德布兰特第一次看到大象的内部。那年夏天，这位德国兽医学生在柏林莱布尼茨研究所工作，将这头猛犸象的尸体放在实验室的工作台上，思考着自己的论文主题：利用人类生育技术拯救濒危野生动物。当时 27 岁的希尔德布兰特被这种哺乳动物奇特的生殖道所震惊。生殖道长 10 英尺，隐藏在一个像葵花籽一样窄的折叠阴道口中。那一刻，他意识到，对大象进行人工授精意味着要深入许多深不见底的洞穴。“我一直喜欢解决别人无法解决的问题，”现年 54 岁的希尔德布兰特回忆起自己 26 年的动物生育专家和濒危物种授精先驱生涯。他开发的程序需要数小时，而且需要稳定的手。如今，作为莱布尼茨动物园和野生动物研究所的首席生殖专家，希尔德布兰特的经验比任何人都丰富。他曾帮助 50 多头小象受孕，通过跳到肋骨上对麻醉犀牛进行心肺复苏，并为这些庞然大物申请了一系列生育技术的专利。今年，他将尝试迄今为止最伟大的壮举：首次成功进行犀牛体外受精 (IVF)。尽管犀牛与其长着鼻子的近亲外表相似，但它的解剖结构却构成了一个新的、高风险的生物学难题。然而，如果他能破解这个难题，希尔德布兰特就能将北白犀从灭绝的边缘拯救回来。殖民时代的狩猎、偷猎和栖息地丧失使所有犀牛物种都处于危险之中。尽管数千年来，人们一直在传统医学中使用犀牛角，但最近亚洲对犀牛的需求激增导致犀牛种群数量急剧下降。 2007 年，南非约 15,000 头犀牛中，有 13 头因偷猎而丧生；2014 年，这一数字达到 1,215 头。世界上五种犀牛中，有三种目前处于极度濒危状态，这意味着它们极有可能灭绝。但北方白犀牛的处境却格外危险。

肯尼亚莱基皮亚的 Ol Pejeta 保护区仅剩下两只犀牛，它们都是无法生育幼崽的雌性犀牛。28 岁的 Najin 患有跟腱断裂，在怀孕期间可能会断裂。Fatu 更年轻，但由于子宫感染而无法生育。世界上最后一只雄性犀牛 Sudan 于 3 月去世，享年 45 岁。

但这头受人喜爱的公牛仍有可能生下小牛。苏丹（和另外四头公牛）的精子被冷冻，希尔德布兰特希望收获法图和纳金的卵子。这位兽医和他的国际合作伙伴将在意大利的一家实验室中对卵子进行受精，然后将胚胎送回奥佩杰塔，在那里，怀小牛的将由一位家庭朋友负责。

希尔德布兰特认为，目前南方白犀牛数量已达2万头，它们可以从中挑选出几头雌性白犀牛作为代孕妈妈。南方白犀牛严格意义上来说与其濒临灭绝的北方表亲属于同一物种，但由于多年的分离，它们与北方白犀牛有着很大的不同，因此许多专家认为它们不是同一物种。

希尔德布兰特偶然想到要用试管繁殖濒危野生动物的后代。20 世纪 80 年代末，当他正在学习成为一名牲畜兽医时，他去看望了他未来的妻子。当时，她正在东柏林的夏利特医院担任助产士，而这家医院恰好是该地区首例通过试管受精出生的人类婴儿。这家医院激励他重新调整工作重点，并着手撰写一篇关于使用该技术复活濒危物种的论文。“当时，没有人——甚至所谓的大象专家——知道如何使用人工授精来帮助这些动物繁殖，”希尔德布兰特回忆道。

这是因为，人类体外受精（在实验室中将卵子植入母体或代孕母亲体内）数十年的成功经验并不直接适用于其他动物。自 1978 年推出体外受精以来，仅在美国就有大约 100 万婴儿借助该方法出生。但毫不奇怪，生殖机制的变异几乎和物种一样多。例如，熊猫每年只能受孕几天。鞭尾蜥蜴无需雄性干预就能形成胚胎。果蝇有巨大的精子（这种昆虫大约 1/8 英寸长；它的游泳者超过 2 英寸长）。

甚至近亲之间也存在差异，比如犀牛物种，因此希尔德布兰特必须为每一位新的哺乳动物患者开发或改进独特的工具和程序。提取卵子是这项工作中最精细的部分。虽然他已经申请了一种手持针头的专利，这种针头可以通过黑犀牛的直肠到达卵巢，但收集白犀牛的卵子需要对工具进行新的改进。定制探针仍可穿过直肠，但必须有 6 英尺长，以便兽医能够将其绕过一条主要血管，如果血管被刺破，雌性犀牛就会失血过多。这种风险要求团队极其谨慎；毕竟，现在只剩下两只北方白犀牛了。

“在将新技术应用于濒危物种时，我们没有时间反复试验，”希尔德布兰特说。“精确至关重要。”这就是为什么他一直使用南白鼬作为收获程序的实验对象。他和他的九人团队花了两年时间改进操作。他们成功地从欧洲动物园的 14 只南白鼬雌性身上收获了卵子，没有一只因此出现健康问题。

希尔德布兰特表示，他可能会在今年年底前开始培育北方白犀牛胚胎。然后，16 到 18 个月后，世界上第一头试管犀牛幼崽就会出生。

即使希尔德布兰特成功培育出多头幼崽，它们也可能无法繁殖成一个可存活的种群。两头活着的犀牛和五位已故的精子捐献者无法为基因库提供足够的多样性（尤其是因为纳金是苏丹的女儿，而法图是他的孙女）。不同的基因可以防止不幸的突变迅速蔓延并削弱种群。圣地亚哥动物园的一个团队同时开展的工作可以帮助解决这一问题。该设施保存着 12 只北白犀的冷冻成年细胞。干细胞生物学家正在努力将它们重新编程为精子和卵子。尽管希尔德布兰特希望未来的合作能够加强他的努力，但目前这两个团队仍在独立工作。

Ol Pejeta 首席执行官理查德·维涅承认，所有这些因素以及其他因素使得拯救该物种变得“脆弱”。而后代能否安全返回中非本土栖息地并不是他的当务之急。“我们专注于让更多的北白犀回归地球，”他说。他相信，该团队的努力通过向世界展示犀牛的困境，支持了所有犀牛物种，甚至可能引发对其他濒危动物的类似努力。

希尔德布兰特本人相信，一头小犀牛很快就会在奥佩杰塔国家公园里蹒跚而行，他并不担心科学家必须付出多大的努力才能实现这一目标。“我们必须拯救这种壮丽的生物，因为野蛮的人类行为导致了它的灭绝，”他说。但他警告说，如果没有资金，这些努力就会失败。目前，致力于拯救该亚种的各个实体都在为自己的计划筹集资金，而且成本相当高昂。建立北白犀野生种群可能需要 600 多万美元，而希尔德布兰特的部门每年分配给该项目的资金不到 2.5 万美元。

但希尔德布兰特坚决捍卫潜在的花费。“我会考虑人们在文化珍宝上花了多少钱——比如一幅达芬奇的画作——以及这些钱可以拯救多少物种，”他说。“失去物种意味着在我们有机会阅读进化论书籍之前就失去了它们。”

米莉·克尔是一名记者、野生动物保护主义者和前律师。
本文最初发表于《大众科学》杂志2018 年夏季生命/死亡专栏。

本文已更新，以阐明圣地亚哥动物园的工作。