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.
Cuando era pequeño, solía mirar a través del microscopio de mi padre los insectos en ámbar que guardaba en la casa. Estaban extraordinariamente bien preservados, morfológicamente fenomenales. Y solíamos imaginar que algún día, volverían en realidad a la vida y saldrían de la resina, y, si pudieran, volarían lejos.
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.
Si me hubieran preguntado hace 10 años si es que alguna vez seríamos capaces de secuenciar el genoma de animales extintos, les hubiera dicho, es improbable. Si me hubieran preguntado si podríamos ser realmente capaces de revivir una especie extinta, hubiera dicho, una ilusión. Pero en realidad estoy parado aquí hoy, increíblemente, para decirles que no solo es la secuenciación de genomas extintos una posibilidad, en verdad una realidad actual, sino que la recuperación de una especie extinta está realmente al alcance, quizá no a partir de los insectos en el ámbar, de hecho, este mosquito se utilizó en realidad como inspiración para "Parque Jurásico", sino a partir de los mamuts lanudos, el buen estado de conservación de los restos de mamuts lanudos en el permahielo.
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.
Los lanudos son particularmente interesantes, la imagen por excelencia de la Edad de Hielo. Eran grandes. Eran peludos. Tenían grandes colmillos y parece que tenemos una profunda conexión con ellos, como lo hacemos con los elefantes. Quizás es porque los elefantes comparten muchas cosas en común con nosotros. Entierran a sus muertos. Educan a la siguiente generación. Tienen uniones sociales que son muy próximas. O quizás es porque en realidad estamos unidos por tiempos remotos, porque los elefantes, como nosotros, comparten sus orígenes en África hace unos siete millones de años, y a medida que cambiaron los hábitats y los entornos, nosotros, como los elefantes, emigramos a Europa y Asia.
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.
Así que el primer gran mamut que aparece en escena es el meridionalis, que medía cuatro metros de altura, pesaba cerca de 10 toneladas y era una especie adaptada a los bosques que se extendió desde Europa Occidental hasta Asia Central, a través del puente terrestre de Behring y en partes de América del Norte. Y luego, de nuevo, a medida que el clima cambió, como siempre lo hace, y los nuevos hábitats se desplegaron, tuvimos la llegada de una especie adaptada a las estepas llamada trogontherii en Asia Central dejando a los meridionalis en Europa Occidental. y las sabanas, pastizales abiertos, de Norte América se desplegaron, dando lugar al mamut columbino, una especie grande y sin pelo de Norte América. Y fue solo cerca de 500 mil años después que tuvimos la llegada del lanudo, ese que todos conocemos y amamos tanto, extendiéndose desde el punto de origen en Behring Oriental a través de Asia Central, nuevamente sacando al trogontherii de Europa Central y durante cientos de miles de años migrando de ida y vuelta a través del puente terrestre de Behring durante los tiempos de picos glaciales y teniendo contacto directo con sus parientes columbinos que vivían en el sur y allí sobreviven durante cientos de miles de años durante cambios climáticos traumáticos. Así que hay un animal muy plástico que le hace frente a las grandes transiciones de temperatura y entorno y lo hace muy, muy bien. Y ahí sobreviven en el continente hasta cerca de 10 mil años atrás y, de hecho, sorprendentemente, en las pequeñas islas frente a Siberia y Alaska hasta cerca de 3 mil años atrás. Así que los egipcios están construyendo las pirámides y los lanudos aun están viviendo en las islas.
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.
Y luego desaparecen. Como el 99% de todos los animales que alguna vez han existido, se extinguen, probablemente debido al cambio climático y a los densos bosques de crecimiento rápido que están migrando al norte, y también, como el fallecido y gran Paul Martin una vez lo dijo, probablemente una sobre caza en el Pleistoceno, así que los cazadores de caza mayor acabaron con ellos.
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.
Afortunadamente, encontramos millones de sus restos esparcidos por el permahielo, enterrados profundamente en Siberia y Alaska, y de hecho podemos ir allá y sacarlos de verdad. Y la preservación es, nuevamente, como en esos insectos en ámbar, fenomenal. Así que tienen dientes, huesos con sangre que parece sangre, tienen pelo y tienen cadáveres intactos o cabezas que aún tienen sus cerebros.
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.
Así que la preservación y la sobrevivencia del ADN depende de muchos factores y tengo que admitir, la mayoría de los cuales todavía no entendemos muy bien, pero depende del momento en que un organismo muere y qué tan rápido es enterrado, la profundidad del entierro, la constancia de la temperatura del entorno del entierro, en última instancia, determinará qué tanto va a sobrevivir el ADN durante marcos de tiempo geológicamente significativos. Y probablemente sea soprendente para muchos de ustedes sentados en esta sala que no es el tiempo el que importa, no es la duración de la preservación, es la consistencia de la temperatura de esa preservación que más importa.
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.
Así que si fueramos a profundizar ahora en los huesos y en los dientes que en realidad sobrevivieron al proceso de fosilización, el ADN que una vez estuvo intacto, bien envuelto alrededor de proteínas histonas, ahora está bajo ataque por las bacterias que vivían simbióticamente con el mamut durante los años de su vida. Así que esas bacterias, junto a las bacterias ambientales, liberan agua y oxígeno, en realidad rompen el ADN en fragmentos de ADN cada vez más pequeños hasta que todo lo que tienen son fragmentos que van de 10 pares a, en el mejor de los escenarios, unos pocos cientos de pares. Así que la mayoría de los fósiles que hay en el registro fósil están en completamente desprovistos de todas las características orgánicas. Pero unos pocos de ellos en efecto tienen fragmentos de ADN que han sobrevivido durante miles, incluso unos pocos millones de años, en el tiempo. Y utilizando una tecnología de salas limpias de última generación, hemos ideado formas con las que podemos sacar este ADN del resto de la suciedad que hay allí y no les extrañe a alguno de ustedes que están sentados en esta sala que si tomo un hueso o un diente de mamut y extraigo su ADN, obtendré el ADN del mamut, pero también tendré a las bacterias que alguna vez vivieron con el mamut, y, más complicado, voy a obtener todo el ADN que sobrevivió en ese entorno con él, como las bacterias, los hongos, etcétera. No es de sorprender, entonces, que un mamut preservado en el permahielo tendrá algo del orden de 50% de su ADN que será de mamut, mientras que algo como el mamut colombino, que vive y se entierra en un ambiente templado se almacene solo de 3 a 10% [de ADN] endógeno.
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?
Pero hemos elaborado maneras muy inteligentes que en realidad podemos discriminar, captar y discriminar, al mamut a partir del ADN no mamut, y con los avances en la secuenciación de alto rendimiento, podemos en realidad sacar y reorganizar bioinformáticamente todos estos pequeños fragmentos de mamut y colocarlos en el segmento principal de un cromosoma de elefante asiático o africano. Y al hacer eso, podemos obtener todos los pequeños puntos que discriminan entre un mamut y un elefante asiático, y ¿qué es lo que sabemos, entonces, sobre un mamut?
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.
Bueno, el genoma del mamut está casi terminado y sabemos que es realmente grande. Es un mamut. El genoma de un homínido tiene cerca de 3 mil millones de pares de bases, pero el genoma de un elefante y un mamut es casi 2 mil millones de pares de bases más grande y la mayoría de eso está compuesto de ADNs pequeños y repetitivos que dificultan la reorganización de la estructura completa del genoma.
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.
Así que tener esta información nos permite responder una de las interesantes preguntas sobre la relación entre los mamuts y sus parientes vivos, los elefantes africanos y asiáticos, los cuales comparten un ancestro de hace siete millones de años, pero el genoma del mamut muestra que comparten un ancestro común más reciente con los elefantes asiáticos de hace aproximadamente seis millones de años, ligeramente más cercano al elefante asiático.
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.
Con los avances en la tecnología del ADN antiguo, podemos ahora comenzar a secuenciar los genomas de las otras formas de mamuts extintos que he mencionado, y quiero hablar de dos de ellos, el mamut lanudo y el colombino, ambos vivieron muy cerca el uno del otro durante los picos glaciales, así que cuando los glaciares eran enormes en América del Norte, los lanudos fueron empujados hacia estos ecotonos subglaciales y entraron en contacto con los familiares que viven en el sur, y allí compartieron refugios y un poco más que refugios. Parece que se cruzaron. Esta no es una característica poco común en los proboscidios, porque resulta que los grandes elefantes machos de la gran sabana superarán a los pequeños elefantes de bosque por sus hembras. Así los grandes colombinos sin pelo superan a los pequeños machos lanudos. Eso me recuerda un poco la preparatoria, desafortunadamente.
(Laughter)
(Risas)
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.
Así que esto no es trivial, dada la idea que queremos revivir especies extintas, porque resulta que un elefante africano o asiático pueden cruzarse y tener crias vivas y esto ocurrió por accidente en un zoológico en Chester, Reino Unido, en 1978. Así que eso significa que en realidad podemos tomar cromosomas de elefante asiático, modificarlos en todas las posiciones que hemos sido capaces de discriminar con el genoma del mamut, podemos ponerlo en una célula desnucleada, diferenciarla en una célula madre posteriormente diferenciarla quizás en un espermatozoide, inseminarlo artificialmente en un óvulo de elefante asiático, y durante un proceso largo y arduo, traer de vuelta algo que se parece a esto. Ahora, esto no sería una réplica exacta, porque los fragmentos cortos de ADN de los que les he hablado nos impedirán la construcción de la estructura exacta, pero harían algo que se vería y sentiría muy parecido a como eran los mamuts lanudos.
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.
Ahora, cuando traigo a colación esto con mis amigos, hablamos a menudo, bueno, ¿dónde lo colocarían? ¿Dónde albergarían a un mamut? No hay climas o hábitats adecuados. Bueno, eso no es realmente el caso. Resulta que hay franjas de hábitat en el norte de Siberia y en el Yukon que podrían albergar a un mamut. Recuerden que este era un animal muy plástico que vivió durante una gran variación climática. Así que este paisaje sería fácilmente capaz de albergarlo y tengo que admitir que no hay una parte del niño en mí, el niño en mí, al que no le encantaría ver a estas majestuosas criaturas caminar a través del permahielo del norte una vez más, pero tengo que admitir que parte del adulto en mí a veces se pregunta si deberíamos o no.
Thank you very much.
Muchas gracias.
(Applause)
(Aplausos)
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?
Ryan Phelan: No te vayas. Nos dejas con una pregunta. Estoy seguro de que todos se preguntan esto. Cuando dices: "¿Debemos?" se siente como si estuvieras reticente y, sin embargo, nos has dado una visión de que es tan posible. ¿Cuál es tu reticencia?
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.
Hendrik Poinar: No creo que sea reticencia. Creo que solo tenemos que pensar muy profundamente en las implicaciones y consecuencias de nuestras acciones, y mientras tengamos una buena y profunda discusión como la que tenemos ahora, creo que podemos llegar a una solución muy buena de por qué hacerlo. Pero solo quiero asegurarme de que pasemos tiempo pensando primero por qué lo haríamos.
RP: Perfect. Perfect answer. Thank you very much, Hendrik.
RP: Perfecto. Perfecta respuesta. Muchas gracias, Hendrik.
HP: Thank you. (Applause)
HP: Gracias. (Aplausos)