عندما كنت طفلاً صغيراً، كنت أنظر في الميكروسكوب الخاص بوالدي الى الحشرات الموجودة في العلبة التي احتفظ بها في المنزل. وقد كانو محفوظين جيدا بطريقة ملحوظة، شكلهم الظاهري غير اعتيادي. وقد كنا نتخيل أنهم ذات يوم سوف يعودون للحياة وسيهربون من علبة التحنيط، وعندها، سوف يطيرون بعيداً.
When I was a young boy, I used to gaze through the microscope of my father at the insects in amber that he kept in the house. And they were remarkably well preserved, morphologically just phenomenal. And we used to imagine that someday, they would actually come to life and they would crawl out of the resin, and, if they could, they would fly away.
لو سألتني قبل 10 سنوات من الآن.. هل سيكون بإمكاننا أن نسلسل الشفرة الجينية للحيوانات المنقرضة، لكن قلت لك ، من غير المحتمل . لو كان سؤالك : هل سيكون بإمكاننا .. أن نعيد فصيلة منقرضة الى الحياة، لكنت قلت أنها أحلام وهمية. لكنني أقف اليوم هنا، بشكل مدهش، لأقول لك، بأنه ليس فقط تسلسل الجينات المنقرضة أصبح ممكناً، وواقعاً في أيامنا، ولكن أيضاً إعادة فصائل منقرضة الى الحياة أصبح في الواقع في متناول أيدينا، قد لا يكون عن طريق الحشرات في علبة التحنيط -- في الحقيقة، هذه البعوضة قد ألهمت صانعي فيلم حديقة الديناصورات -- ولكن عن طريق حيوان الماموث الصوفي، البقايا المحفوظة جيداً للماموث في الجليد.
If you had asked me 10 years ago whether or not we would ever be able to sequence the genome of extinct animals, I would have told you, it's unlikely. If you had asked whether or not we would actually be able to revive an extinct species, I would have said, pipe dream. But I'm actually standing here today, amazingly, to tell you that not only is the sequencing of extinct genomes a possibility, actually a modern-day reality, but the revival of an extinct species is actually within reach, maybe not from the insects in amber -- in fact, this mosquito was actually used for the inspiration for "Jurassic Park" — but from woolly mammoths, the well preserved remains of woolly mammoths in the permafrost.
هذه الحيوانات مثيرة للإتمام بشكل خاص، الصورة المثالية للعصر الجليدي. لقد كانت ضخمة، و مشعرة. ذي أنياب كبيرة، ويبدو أنه لدينا تفاهم عميق معهم، كما الحال بيننا وبين الفيلة. ربما لأننا لدينا مع الفيلة عدة أشياء مشتركة. إنهم يدفنون موتاهم، يربّون الأقرباء. لديهم روابط اجتماعية قوية جداً. أو قد يكون ذلك لأن لدينا ماض مشترك، فالفيلة، مثلنا، أصولهم تعود لأفريقيا منذ قرابة ال7 ملايين سنة الماضية، ومع تغير الظروف والبيئة، رحلنا عن أفريقيا كما فعلت الفيلة باتجاه أوروبا و آسيا.
Woollies are a particularly interesting, quintessential image of the Ice Age. They were large. They were hairy. They had large tusks, and we seem to have a very deep connection with them, like we do with elephants. Maybe it's because elephants share many things in common with us. They bury their dead. They educate the next of kin. They have social knits that are very close. Or maybe it's actually because we're bound by deep time, because elephants, like us, share their origins in Africa some seven million years ago, and as habitats changed and environments changed, we actually, like the elephants, migrated out into Europe and Asia.
إذاً، أول ماموث ترونه هو meridionalis, كان طوله وهوه يقف 4 أمتار. يزن حوالي ال10 أطنان، وقد كان مكيّفا ليعيش في الغابات. وانتشر من غربي أوروبا الى آسيا الوسطى عبر جسر بيرينج البرّي الى أجزاء من شمالي أميركا. وثمّ، مرة أخرى، ومع تغير المناخ كما يفعل دائماً، ومع وجود مواطن جديدة، وصل لدينا نوع جديد مكيّف مع السهول يدعى trogontherii، في آسيا الوسطى مُبعداً الmeridionalis الى أوروبا الغربية. والمساحات الواسعة من السافانا في شمالي أميركا فتحت موطناً للماموث الكولومبي، نوع آخر ضخم و عديم الشعر في أميركا الشمالية. لم يكن إلا بعد 500 ألف عام حتى وصل لدينا الماموث الصوفيّ، الوحيد الذي نعرفه جيعاً ونحبّه كثيراً، منتشراً من شرقي بيرينغين، المنشأ عبر آسيا الوسطى، ومجدداً، مبعداً ال trogontherii خارجاً الى أوروبا الوسطى، وخلال مئات آلاف السنين مهاجراً من وإلى ،عبر جسر بيرغين البريّ خلال أوقات الإنهيارات الجليدية ليقابل مباشرةً الأقرباء الكولومبيون في الجنوب، وهناك يعيشون لمئات آلاف السنين خلال التحولات المناخية الصعبة. إذاً لدينا هذا الحيوان المرن للغاية، الذي يتعامل مع تغييرات عظيمة في الحرارة والبيئة، ويتعامل معها بشكل جيد جداً. وهناك يعيش على اليابسة قبل 10،000سنة من الآن، وفي الحقيقة وبشكل مفاجئ، يعيش على جُزرٍ صغيرة في سيبيريا وآلاسكا ، حتى قبل 3،000 سنة من الآن. المصريون يبنون الأهرامات والماموث الصوفيّ مازال يعيش على هذه الجزر.
So the first large mammoth that appears on the scene is meridionalis, which was standing four meters tall weighing about 10 tons, and was a woodland-adapted species and spread from Western Europe clear across Central Asia, across the Bering land bridge and into parts of North America. And then, again, as climate changed as it always does, and new habitats opened up, we had the arrival of a steppe-adapted species called trogontherii in Central Asia pushing meridionalis out into Western Europe. And the open grassland savannas of North America opened up, leading to the Columbian mammoth, a large, hairless species in North America. And it was really only about 500,000 years later that we had the arrival of the woolly, the one that we all know and love so much, spreading from an East Beringian point of origin across Central Asia, again pushing the trogontherii out through Central Europe, and over hundreds of thousands of years migrating back and forth across the Bering land bridge during times of glacial peaks and coming into direct contact with the Columbian relatives living in the south, and there they survive over hundreds of thousands of years during traumatic climatic shifts. So there's a highly plastic animal dealing with great transitions in temperature and environment, and doing very, very well. And there they survive on the mainland until about 10,000 years ago, and actually, surprisingly, on the small islands off of Siberia and Alaska until about 3,000 years ago. So Egyptians are building pyramids and woollies are still living on islands.
ثمّ ، يختفي. حوالي ال99 بالمئة من الحيوانات التي عاشت من قبل، انقرضت، الأرجح بسبب احترار المناخ والزحف السريع للغابات الكثيفة المتجهة شمالاً، ولكن أيضاً ، كما فسّر العظيم بول مارتين مرة، ربما، طول العصر الجليدي، وبالتالي الصيادين الذين قضوا عليهم .
And then they disappear. Like 99 percent of all the animals that have once lived, they go extinct, likely due to a warming climate and fast-encroaching dense forests that are migrating north, and also, as the late, great Paul Martin once put it, probably Pleistocene overkill, so the large game hunters that took them down.
لحسن الحظ ، نجد الملايين من بقاياهم منتشرة في الجليد مدفونة عميقاً في سيبيريا و آلاسكا، ويمكننا في الحقيقة الذهاب إلى هناك واستخراجهم. وهي، مرة أخرى كتلك الحشرات في العلبة، محفوظة بشكل رائع. لديك أسنان، عظام مع دماء والتي تبدو كالدماء ، لديك شعر، ولديك أيضاً جثث سليمة ، أو رؤوس والتي مازالت تحوي دماغ داخلها.
Fortunately, we find millions of their remains strewn across the permafrost buried deep in Siberia and Alaska, and we can actually go up there and actually take them out. And the preservation is, again, like those insects in [amber], phenomenal. So you have teeth, bones with blood which look like blood, you have hair, and you have intact carcasses or heads which still have brains in them.
إذاً فالحماية والمحافظة على الحمض النووي سليماً يعتمد على عوامل عدة ، وعليّ أن أعترف، معظمه مازلنا غير قادرين على فهمه، ولكن بالإعتماد على زمن موت جسم والسرعة التي تمّ دفنه بها ، عمق الدفن، و ثبات درجة حرارة بيئة الدفن، سوف تبيّن في نهاية المطاف إلى متى سيظل الحمض النووي سليماً خلال مدة زمنية مجدية من الناحية الجيولوجية. وقد يكون مفجائاً لمعظمكم في هذه القاعة، عندما لا يكون الوقت هو المهم، ولا طول فترة الحفاظ على الجسم، إنها ثبات درجة الحرارة هي العامل الأكثر أهمية.
So the preservation and the survival of DNA depends on many factors, and I have to admit, most of which we still don't quite understand, but depending upon when an organism dies and how quickly he's buried, the depth of that burial, the constancy of the temperature of that burial environment, will ultimately dictate how long DNA will survive over geologically meaningful time frames. And it's probably surprising to many of you sitting in this room that it's not the time that matters, it's not the length of preservation, it's the consistency of the temperature of that preservation that matters most.
إذاً ، إذا دخلنا الآن الى داخل العظام والأسنان التي نجت من عملية التحجر، سنجد أن الحمض النووي الذي كان مترابطاً و ملفوفاً بإحكام حول بروتينات الهستون ، قد أصبح معرضاً لخطر الهجوم من البكتيريا التي عاشت بتناغم مع الماموث لسنوات خلال حياته. هذه البكتيريا، مع البكتيريا البيئية ، تحرر الماء والأوكسيجين ، تعمل على تفكيك الحمض النووي الى أجزاء أصغر وأصغر وأصغر، حتى لا يبقى سوى سلسلة تتراوح بين 10 أجواز رئيسية إلى - في أفضل الحالات- بضع مئات من الأجواز الرئيسية بالطول. لذا، معظم الأحافير الموجودة في السجل الأحفوري في الحقيقة خالية تماماً من جميع الدلائل العضوية. ولكن القليل منهم حقيقةً يحوي على أجزاء من الحمض النووي الذي نجى لآلاف، بل حتى لملايين السنين. وباستخدام أحدث ما توصلت إليه التكنلوجيا، أوجدنا طرقاً تمكننا من سحب هذا الحمض النووي من ما تبقى من المواد اللزجة هناك ، وليس من المدهش لكم أنتم الموجودين هنا أنه إذا أخذت عظمة أو سنّ ماموث واستخرجت منه الDNA، فإنني سأحصل على DNA الخاص بالماموث، ولكن أيضاً سأحصل على كل البكتيريا التي عاشت يوماً مع الماموث، و أيضاً، بشكل معقّد أكثر، سأحصل على كل الDNA الذي نجا في تلك البيئة معه ، وبالتالي، البكتيريا، والفطريات، وهلمّ جراً. وبالتالي ليس مدهشاً، أن ماموثاً محفوظاً في الجليد سيكون لديه حوالي ال50 بالمئة من حمضه النووي عبارة عن حمض نووي تابع للماموث بينما ، كائن كالماموث الكولومبي، يعيش في جوّ حار و دُفن في بيئة حارة خلال فترة دفنه لن يبقى له إلا ثلاث أو عشرة بالمئة من حمضه النووي.
So if we were to go deep now within the bones and the teeth that actually survived the fossilization process, the DNA which was once intact, tightly wrapped around histone proteins, is now under attack by the bacteria that lived symbiotically with the mammoth for years during its lifetime. So those bacteria, along with the environmental bacteria, free water and oxygen, actually break apart the DNA into smaller and smaller and smaller DNA fragments, until all you have are fragments that range from 10 base pairs to, in the best case scenarios, a few hundred base pairs in length. So most fossils out there in the fossil record are actually completely devoid of all organic signatures. But a few of them actually have DNA fragments that survive for thousands, even a few millions of years in time. And using state-of-the-art clean room technology, we've devised ways that we can actually pull these DNAs away from all the rest of the gunk in there, and it's not surprising to any of you sitting in the room that if I take a mammoth bone or a tooth and I extract its DNA that I'll get mammoth DNA, but I'll also get all the bacteria that once lived with the mammoth, and, more complicated, I'll get all the DNA that survived in that environment with it, so the bacteria, the fungi, and so on and so forth. Not surprising then again that a mammoth preserved in the permafrost will have something on the order of 50 percent of its DNA being mammoth, whereas something like the Columbian mammoth, living in a temperature and buried in a temperate environment over its laying-in will only have 3 to 10 percent endogenous.
لكننا وجدنا طرقاً ذكية جداً تمكننا من التفرقة، والتقاط و تمييز الحمض النووي الخاص بالماموث عن غيره، ومع التقدم في التسلسل العالي السرعة، يمكننا فعلاً سحب وبطريقة معلوماتية حيوية هزهزة كل هذه الأجزاء الصغيرة التابعة للماموث ووضعها على صبغيات العمود الفقري لفيل آسيوي أو أمريكي. وبفعل هذا، يمكننا الحصول على جميع النقاط الصغيرة التي تمّيز بين الماموث والفيل الآسيوي، مالذي نعرفه إذاً عن الماموث ؟
But we've come up with very clever ways that we can actually discriminate, capture and discriminate, the mammoth from the non-mammoth DNA, and with the advances in high-throughput sequencing, we can actually pull out and bioinformatically re-jig all these small mammoth fragments and place them onto a backbone of an Asian or African elephant chromosome. And so by doing that, we can actually get all the little points that discriminate between a mammoth and an Asian elephant, and what do we know, then, about a mammoth?
حسناً، السلسلة الجينية للماموث أُنجزت تقريباً، ونعلم أنها فعلاً كبيرة، إنه ماموث ! فالسلسلة الجينية للإنسان القديم، حوالي 3 بلايين من الأجواز الرئيسية، ولكن جينوم الفيل أو الماموث أكبر بحوالي ال 2 بلايين ، ومعظمها مكوّن من أحماض نووية صغيرة ومتكررة والذي يجعل من الصعوبة إعادة هيكلة البنية الكاملة للجينوم.
Well, the mammoth genome is almost at full completion, and we know that it's actually really big. It's mammoth. So a hominid genome is about three billion base pairs, but an elephant and mammoth genome is about two billion base pairs larger, and most of that is composed of small, repetitive DNAs that make it very difficult to actually re-jig the entire structure of the genome.
هذه المعلومات التي لدينا تسمح لنا بالإجابة على السؤال الأكثر أهمية عن العلاقة بين الماموث وأقرابئه الأحياء، الأفيال الأفريقية والآسيوية، والتي جميعها تشاركت بسلفٍ واحد حوالي ال 7 ملايين سنة مضت، ولكن السلسلة الجنية للماموث تبيّن أنه قد شارك بأحدث سلف مشترك له مع الفيل الآسيوي حوالي ال6 ملايين سنة مضت، لذلك فهو أقرب بشكل طفيف إلى الفيل الآسيوي.
So having this information allows us to answer one of the interesting relationship questions between mammoths and their living relatives, the African and the Asian elephant, all of which shared an ancestor seven million years ago, but the genome of the mammoth shows it to share a most recent common ancestor with Asian elephants about six million years ago, so slightly closer to the Asian elephant.
مع التقدم بتكنلوجيا الحمض النويي القديم، يمننا فعلاً الآن البدء بتسلسل الجينوم للأشكال المختلفة من الماموث المنقرضة التي ذكرتها، وقد كنت أريد أن أتحدث عن اثنين منهم، الماموث الصوفيّ والماموث الكولومبي، الاثنان الذان كانا يعيشان قريبين من بعضهما خلال فترات ذروة الأنهار الجليدي، لذا عندما كان هذه التحركات الجليدية شديدة في شمال أميركا، انسحب الماموث الصوفيّ الى المناطق الأقل خطورة، وبالتالي ليلتقي بأقربائه في الجنوب، وهناك تشاركو بالملجأ، وأكثر قليلاً من الملجأ، كما اتضح. يبدو أنهم كانو يتزاوجون. وهذا ليس بالأمر النادر عند ال Proboscideans، لأنه كما اتضح ذكور فيلة السافانا الضخمة سوف تهزم منافسيها فيلة الغابات الأصغر حجماً على إناثهن. فالماموث الكولومبي الضخم ذو الشعر يهزم الماموث الصوفي الأصغر حجماً. هذا يذكرني قليلاً بالمدرسة الثانوية، للأسف !
With advances in ancient DNA technology, we can actually now start to begin to sequence the genomes of those other extinct mammoth forms that I mentioned, and I just wanted to talk about two of them, the woolly and the Columbian mammoth, both of which were living very close to each other during glacial peaks, so when the glaciers were massive in North America, the woollies were pushed into these subglacial ecotones, and came into contact with the relatives living to the south, and there they shared refugia, and a little bit more than the refugia, it turns out. It looks like they were interbreeding. And that this is not an uncommon feature in Proboscideans, because it turns out that large savanna male elephants will outcompete the smaller forest elephants for their females. So large, hairless Columbians outcompeting the smaller male woollies. It reminds me a bit of high school, unfortunately.
(ضحك)
(Laughter)
إذاً إنها ليست أمراً سخيفاً، نظراً لفكرة أننا نريد إحياء الأنواع المنقرضة، لأنه وكما يبدو فيل أفريقي وفيل آسيوي يمكنهم أن يتزاوجوا وينجبوا صغاراً، وقد حصل هذا فعلاً عن طريق الصدفة في حديقة حيوان في تشيستر، المملكة المتحدة عام 1978. هذا يعني أنه يمكننا أخذ كروموزومات الفيل الآسيوي وتعديلهم إلى كل تلك الأوضاع التي، فعلاً الآن نحن قادرون على أن نميزهم عن جينوم الماموث، يمكننا وضع ذلك داخل خلية منزوعة النواة، وتحويلها إلى خلية جذعية، بعد ذلك تحويلها ربما الى نطفة، وثم التلقيح المصطنع لبويضة فيل آسيوي بها، وبعد عملية طويلة وشاقة، سنعيد الى الوجود شيئاً يبدو كهذا ! حسناً، إنه لن يكون نسخة مطابقة، لأن أجزاء الحمض النووي الصغيرة التي قلت لكم عنها ستمنعنا من بناء نفس الهيكل بالضبط، ولكنه سيبدو كشيئ يشبه حقاً و بشكل كبير الماموث الصوفيّ.
So this is not trivial, given the idea that we want to revive extinct species, because it turns out that an African and an Asian elephant can actually interbreed and have live young, and this has actually occurred by accident in a zoo in Chester, U.K., in 1978. So that means that we can actually take Asian elephant chromosomes, modify them into all those positions we've actually now been able to discriminate with the mammoth genome, we can put that into an enucleated cell, differentiate that into a stem cell, subsequently differentiate that maybe into a sperm, artificially inseminate an Asian elephant egg, and over a long and arduous procedure, actually bring back something that looks like this. Now, this wouldn't be an exact replica, because the short DNA fragments that I told you about will prevent us from building the exact structure, but it would make something that looked and felt very much like a woolly mammoth did.
طيب، عندما أتحدث من أصدقائي عن هذا الأمر، غالباً ما نسأل : حسناً، أين ستضعه ؟ أين ستُسكِن ماموثاً ؟ لا توجد مساكن ولا بيئة ملائمة. حسناً، هذا ليس صحيحاً. وجدنا أن هناك مساحات ملائمة في شمالي سيبيريا و يوكون وهي ملائمة فعلاً للماموث. وتذكّر أن هذا الحيوان مرن جداً وقد عاش خلال تغيرات مناخية هائلة. إذا فهذا الموقع سيكون ملائماً وسهلاً ليستضيفه، وعليّ أن اعترف أن ذلك الطفل الموجود داخلي، الصبيّ الموجود داخلي، يحب أن يرى هذه الكائنات الشاهقة تمشي على الأراضي الدائمة التجمد في الشمال مرة أخرى، ولكني سأعترف الشخص البالغ داخلي يفكّر أحياناً إن كان ينبغي علينا فعل هذا الأمر، أم لا.
Now, when I bring up this with my friends, we often talk about, well, where would you put it? Where are you going to house a mammoth? There's no climates or habitats suitable. Well, that's not actually the case. It turns out that there are swaths of habitat in the north of Siberia and Yukon that actually could house a mammoth. Remember, this was a highly plastic animal that lived over tremendous climate variation. So this landscape would be easily able to house it, and I have to admit that there [is] a part of the child in me, the boy in me, that would love to see these majestic creatures walk across the permafrost of the north once again, but I do have to admit that part of the adult in me sometimes wonders whether or not we should.
شكراً جزيلاً.
Thank you very much.
(تصفيق)
(Applause)
ريان فالين: لا تذهب. لدينا سؤال. إني متأكدة أننا جميعا نفكر به، عندما تقول : هل ينبغي علينا ؟ بدوت وكأنك متحفّظ على الأمر، ولكنك تركتنا نشعر وكأنه ممكن أن يحصل جداً. على ماذا تتحفّظ ؟
Ryan Phelan: Don't go away. You've left us with a question. I'm sure everyone is asking this. When you say, "Should we?" it feels like you're reticent there, and yet you've given us a vision of it being so possible. What's your reticence?
هندريك بوينار: لا أعتقد أنه تحفّظ. أعتقد أنه يجب أن نفكّر بشكل عميق في تداعيات وعواقب أعمالنا، ومادمنا دائما نقوم بالنقاشات البنّائة كالتي نقوم بها اليوم. أعتقد يمكننا أن نصل إلى سببٍ جيد يجعلنا نقوم بهذا الأمر. ولكنني أريد أن أتأكد أننا نمضي وقتاً كافياً نفكّر بسبب قيامنا بذلك .
Hendrik Poinar: I don't think it's reticence. I think it's just that we have to think very deeply about the implications, ramifications of our actions, and so as long as we have good, deep discussion like we're having now, I think we can come to a very good solution as to why to do it. But I just want to make sure that we spend time thinking about why we're doing it first.
ريان: جواب رائع، شكراً جزيلاً لك، هندريك.
RP: Perfect. Perfect answer. Thank you very much, Hendrik.
هندريك: شكراً لكم. (تصفيق)
HP: Thank you. (Applause)