Da jeg var en ung dreng, plejede jeg at stirre gennem min fars mikroskop på insekterne i rav som han havde i sit hus. Og de var bemærkelsesværdigt godt bevarede, morfologisk set fænomenale. Og vi plejede at forestille os at en dag, ville de faktisk komme til live og de ville kravle ud af harpiksen, og, hvis de kunne, ville de flyve væk.
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.
Hvis man havde spurgt mig for 10 år siden om vi ville være i stand til at sekventere uddøde dyrs genom, jeg ville have sagt til jer, at det er usandsynligt. Hvis man spurgte om vi faktisk ville være i stand til at genoplive en uddød art, ville jeg have sagt, ønskedrøm. Men jeg står faktisk her i dag, utroligt nok, for at fortælle jer at ikke nok med at sekventering af uddøde genomer er en mulig, faktisk en moderne virkelighed, men at genoplivningen af en uddød art faktisk er indenfor rækkevide, måske ikke fra insekterne i ravet -- faktisk, blev denne myg brugt som inspiration til "Jurassic Park" -- men fra uldne mammutter, de velbevarede rester af uldne mammutter i permafrosten.
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.
De uldne er et særlig interessant, fuldkomment billede på Istiden. De var store. De var behårede. De havde store stødtænder, og vi ser ud til at have en meget dyb forbindelse med dem, ligesom vi har med elefanter. Måske er det fordi elefanter har mange ting til fælles med os. De begraver deres døde. De uddanner deres familie. De har sociale bånd der er meget tætte. Eller måske er det fordi vi er forbundet af dyb tid fordi elefanter, ligesom os, deler deres oprindelse i Afrika for cirka syv millioner år siden, og i takt med at levesteder ændrede sig og miljøer ændrede sig, migrerede vi faktisk, ligesom elefanterne, til Europa og Asien.
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.
Så de første store mammutter der dukker frem på scenen er meridionalis, som var fire meter høj og vejede omkring 10 tons, og var en art der var tilpasset til skovland og spredte sig fra Vesteuropa helt over til Centralasien, tværs over Beringlandbroen og ind i dele af Nordamerika. Og så, igen, som klimaet forandrede sig, som det altid gør, og nye levesteder åbnede sig, ankom de steppetilpassede arter der hedder trogontherii i Centralasien og skubbede meridionalis ud i Vesteuropa. Og det åbne græslandskabs savanner i Nordamerika åbnede sig, og ledte til den Colombianske mammut, en stor, hårløs art i Nordamerika. Og det var faktisk kun cirka 500.000 år senere at de uldne ankom, den ene som vi alle kender og elsker så højt, spredte sig fra et oprindelsespunkt øst fra Beringstrædet tværs over Centralasien, skubbede igen trogontherii ud gennem Centraleuropa, og over hundredetusinde af år migrerede de frem og tilbage over Beringlandbroen i tider med glaciale højdepunkter og kom i direkte kontakt med de Colombianske slægtninge der levede i syden, og der overlever de i løbet af hundredetusinde af år under traumatiske klimaskifter. Det er et yderst formbart dyr der håndterer store forandringer i temperatur og miljø, og klarer sig virkelig, virkelig flot. Og der overlever de på fastlandet indtil for omkring 10.000 år siden, og faktisk, overraskende nok, på de små øer ud for den sibiriske kyst og Alaska indtil for omkring 3.000 år siden. Egypterne bygger pyramiderne og de uldne lever stadig på øerne.
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.
Og så forsvinder de. Som 99 procent af alle dyr der nogensinde har levet, uddør de, sandsynligvis på grund af et varmere klima og hurtigt forsvindende tætte skove der migrer nordpå, og også, som den afdøde, fantastiske Paul Martin engang sagde, muligvis pleistocene overkill, så jagerne efter stort bytte nedlagde dem.
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.
Heldigvis, finder vi millioner af deres rester spredt ud over permafrosten, begravet dybt i Sibirien og Alaska, og vi kan faktisk tage derop og faktisk tage dem ud. Og bevarelsen er, igen, ligesom de insekter i rav, fænomenal. Man har tænder, knogler med blod der ligner blod, der er hår, og der er intakte kadavere eller hoveder der stadig er en hjerne i.
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.
Så bevarelsen og overlevelsen af DNA afhænger af mange faktorer, og jeg skal indrømme, at vi ikke forstår det meste af det, men alt efter hvornår en organisme dør og hvor hurtigt han bliver begravet, dybden af begravelsen, hvor konstant den temperatur er i begravelses miljøet, vil i sidste ende afgøre hvor længe DNA vil overleve i geologisk meningsfyldt tid. Og det er sikkert overraskende for mange af jer der sidder i dette lokale, at det er ikke tiden der betyder noget, det er ikke bevarelsens varighed, det er hvor konsekvent temperaturen af den bevarelse har været der er vigtigst.
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.
Hvis vi går dybt ind i knoglerne og tænderne der faktisk overlevede fosileringsprocessen, er den DNA der engang var intakt, stramt bundet om histone proteiner, nu under angreb af bakterier der levede symbiotisk med mammutten i årevis i løbet af dens liv. De bakterier, sammen med de bakterier der er i miljøet, frigiver vand og oxygen, og brækker faktisk DNA'et ned i mindre og mindre og mindre DNA fragmenter, indtil det eneste man har er fragmenter der strækker sig fra 10 basepar til, i de bedste scenarier, et par hundrede basepar i længde. De fleste fossiler derude i de fossile optegnelser er faktisk totalt blottet for alle organiske tegn. Men et par af dem har faktisk DNA fragmenter der overlever i tusindvis, selv et par millioner af år. Og ved hjælp af den nyeste 'clean room' teknologi, har vi fundet på måder hvor vi faktisk kan trække disse DNA'er væk fra resten af al skidtet derinde, og det er ikke overraskende for nogen af jer der sidder i lokalet at hvis jeg tager en knogle eller en tand fra en mammut og jeg trækker dette DNA ud at jeg får mammut DNA, men jeg får også den bakterie der engang levede med mammutten, og, mere kompliceret, får jeg al DNA'en der overlevede i det miljø med den, så bakterien, svampen, og så videre og så videre. Det er så igen ikke overraskende at en mammut der er bevaret i permafrosten har noget i retningen af 50 procent af dens DNA der er mammut, hvorimod noget som den colombianske mammut, der lever i en temperatur og er begravet i et tempereret miljø efter sin forstening har kun 3 til 10 procent endogent.
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.
Men vi har fundet på meget snedige måder som vi faktisk kan diskriminere, fange og diskriminere, mammuten fra ikke-mammut DNA, og med udviklingen i stor-gennemløbs sekventering, kan vi faktisk udtrække og bioinformatisk genskabe disse små mammutbrudstykker og sætte dem på en rygrad af en asiatisk eller afrikansk elefantkromosom. Og ved at gøre det, får vi faktisk alle de små punkter der er forskellige mellem en mammut og en asiatisk elefant, og hvad ved vi så om en mammut?
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?
Jamen, mammuttens genom er næsten komplet, og vi ved at det faktisk er temmelig stort. Det er enormt. Et hominid genom er omkring tre milliarder basepar, men et elefant og mammut genom er omkring to milliarder basepar større, og det meste af det er sammensat af små, ensformige DNA'er der gør det meget svært faktisk at genskabe hele genomets struktur.
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.
At have denne information giver os muligheden for at svare en af de interessante forholds spørgsmål mellem mammutter og deres levende slægtninge, den afrikanske og asiatiske elefant, som alle delte en forfader for syv millioner år siden, men mammuttens genom viser den deler der med dens mest almene forfader med asiatiske elefanter omkring seks millioner år siden, så en smule tættere på den asiatiske elefant.
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.
Med fremskridt indenfor gammel DNA teknologi, kan vi faktisk nu begynde at sekventere genomerne af de andre uddøde mammut former som jeg nævnte, og jeg ville bare tale med to af dem, den uldne og den colombianske mammut, som begge levede meget tæt på hinanden under glaciale højdepunkter, når gletscherne var massive i Nordamerika, blev de uldne skubbet ind i disse underglaciale økotoner, og kom i kontakt med de slægtninge der levede i syden, og de delte et tilflugtssted, og en lille smule mere end et tilflugtssted, viser det sig. Det ser ud til at de parrede sig med hinanden. Og at dette ikke er en almen detalje i Proboscideans, fordi det viser sig at store han savanneelefanter vil udkonkurrere de mindre skovelefanter for deres hunner. Store, hårløse colombianere udkonkurrerer de mindre han uldne. Det minder mig en smule om gymnasiet, desværre.
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.
(Latter)
(Laughter)
Dette er ikke trivielt, givet den ide at vi vil genopleve en uddød art, fordi det viser sig at en afrikansk og en asiatisk elefant faktisk kan parre sig med hinanden og få levende unger, og dette er faktisk sket ved et uheld i en zoo i Chester, U.K., i 1978. Det betyder at vi faktisk kan tage asiatiske elefantkromosomer, og modificere dem til alle de positioner vi faktisk har været i stand til at erstatte nu med mammutgenomet, vi kan putte det ind i et ubefrugtet æg, differentierer det til en stamcelle, dernæst differentiere det måske til en sædcelle, kunstigt befrugte et asiatisk elefantæg, og over en lang og vanskelig procedure, faktisk bringe noget der ligner dette tilbage. Dette vil ikke være en tro kopi, fordi de korte DNA fragmenter som jeg fortalte jer om vil forhindre os fra at bygge den nøjagtige struktur, men det ville lave noget der rigtig meget lignede og føltes som en ulden mammut gjorde.
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.
Når jeg snakker om dette med mine venner, taler vi ofte om, jamen, hvor skulle man sætte dem? Hvor skulle man huse en mammut? Der er ingen klimaer eller miljøer der er egnede. Jamen, det passer faktisk ikke. Det viser sig at der er landområder af habitater i det nordlige Sibirien og Yukon der faktisk kunne huske en mammut. Husk på, at dette var et yderst formbart dyr der levede i et enormt varierende klima. Dette landskab ville nemt være i stand til at huse den, og jeg skal indrømme at der ikke er en del af barnet i mig, drengen i mig, der ville elske at se disse majestætiske væsener gå hen over permafrosten i norden igen, men jeg skal indrømme at en del af den voksne del i mig nogle gange undrer sig over om vi bør gøre det eller ej.
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.
Mange tak.
Thank you very much.
(Bifald)
(Applause)
Ryan Phelan: Gå ikke. Du har efterladt os med et spørgsmål. Jeg er sikker på at alle spørger om dette. Når du siger, "Bør vi?" føles det som om du er tilbageholdende, og alligevel har du givet os en vision om at det er så muligt. Hvad er du tilbageholdende over?
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?
Hendrik Poinar: Jeg tror ikke det er tilbageholdenhed. Jeg mener bare vi skal tænke rigtig godt over implikationerne, konsekvenserne af vores handlinger, og så længe vi har en god, dybgående diskussion som vi har nu, mener jeg at vi kan komme med en rigtig god løsning på hvorfor man skulle gøre det. Men jeg vil bare være sikker på at vi bruger tid på at tænke over hvorfor vi gør det først.
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.
RP: Perfekt. Perfekt svar. Mange tak, Hendrik.
RP: Perfect. Perfect answer. Thank you very much, Hendrik.
HP: Tak. (Bifald)
HP: Thank you. (Applause)