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.
Quand j'étais enfant, sous le microscope de mon père je contemplais les insectes dans l'ambre qu'il conservait à la maison. Et ils étaient remarquablement bien préservés, c'était morphologiquement tout simplement phénoménal. Et nous imaginions qu'un jour, en fait, ils reviendraient à la vie et ils sortiraient de la résine en rampant, et, s'ils le pouvaient, ils s'envoleraient.
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 vous m'aviez demandé il y a 10 ans si ou non nous serions jamais capables de séquencer le génome des animaux disparus, je vous aurais dit que c'était peu probable. Si vous aviez demandé si nous serions réellement capables de faire revivre une espèce éteinte, j'aurais dit, utopie. Mais en fait je suis ici devant vous aujourd'hui, et c'est surprenant, pour vous dire que non seulement le séquençage des génomes disparus est possible, en fait une réalité moderne, mais que faire revivre une espèce éteinte est sur le point d'être fait, peut-être pas des insectes dans l'ambre -- en fait, ce moustique a effectivement servi d'inspiration pour « Jurassic Park » — mais de mammouths laineux, les restes bien préservés des mammouths laineux dans le pergélisol.
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.
Les mammouths laineux sont par excellence une image particulièrement intéressante de l'âge de glace. Ils étaient grands. Ils étaient velus. Ils avaient de grandes défenses, et nous semblons avoir un lien très profond avec eux, comme avec les éléphants. C'est peut-être parce que les éléphants ont beaucoup de choses en commun avec nous. Ils enterrent leurs morts. Ils éduquer le plus proche parent. Ils ont des liens sociaux très étroits. Ou peut-être que c'est en fait parce que nous sommes liés par un temps profond, parce que les éléphants, comme nous, trouvent leurs origines en Afrique il y a quelque 7 millions d'années, et avec l'évolution des habitats et le changement des environnements, nous avons émigré, comme les éléphants, en Europe et en Asie.
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.
Si le premier grand mammouth qui apparaît sur la scène est Meridionalis, qui mesurait quatre mètres de haut pesait environ 10 tonnes, et était une espèce adaptée aux forêts et s'est répandu de l'Europe occidentale à travers l'Asie centrale, a traversé l'isthme de Béring pour arriver en Amérique du Nord. Et puis, à nouveau, le climat a changé comme il le fait toujours, et de nouveaux habitats se sont ouverts, nous avons eu l'arrivée d'une espèce adaptée à la steppe appelée Trogontherii en Asie centrale qui a repoussé Meridionalis en l'Europe occidentale. Et les savanes herbeuses d'Amérique du Nord se sont ouvertes, entraînant le mammouth colombien, une espèce grande et glabre, en Amérique du Nord. Et ce n'est vraiment qu'environ 500 000 ans plus tard que nous avons eu l'arrivée du mammouth laineux, celui que nous connaissons tous et que nous aimons tant, qui s'est répandu de sa Béringie orientale d'origine à l'ensemble de l'Asie centrale, repoussant à nouveau le Trogontherii à travers l'Europe centrale, et pendant des centaines de milliers d'années il a migré dans un sens et dans l'autre en arrière à travers le pont terrestre de la Béringie au cours des périodes de pics glaciaires et entrant en contact direct avec ses cousins de Colombie vivant dans le sud, et là, ils survivent pendant des centaines de milliers d'années et des changements climatiques traumatiques. Il y a donc un animal très plastique qui s'adapte aux grandes transitions de température et d'environnement et se porte très, très bien. Et là ils survivent sur la terre ferme jusqu'à il y a environ 10 000 ans, et en fait, c'est étonnant, sur les petites îles au large de la Sibérie et de l'Alaska jusqu'à il y a environ 3 000 ans. Les Égyptiens construisent des pyramides et les mammouths laineux vivent encore sur les îles.
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.
Et puis ils disparaissent. Comme 99 % de tous les animaux qui ont vécu dans le temps, ils vont disparaître, probablement en raison d'un réchauffement du climat et des forêts denses au développement rapide qui migrent vers le Nord, et aussi, comme feu le grand Paul Martin a dit, probablement de l'excès du Pléistocène, et les grands chasseurs de gibier qui les ont abattus.
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.
Heureusement, nous trouvons des millions de leurs dépouilles éparpillées à travers le pergélisol, enterrées profondément en Sibérie et en Alaska, et en fait, nous pouvons y aller et les exhumer. Et la préservation est, encore une fois, comme pour ces insectes dans l'ambre, phénoménale. Si vous avez les dents, les os avec du sang qui ressemble à du sang, si vous avez des poils, et vous avez des têtes ou des carcasses intactes qui ont encore des cerveaux.
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.
Ainsi la préservation et la survie de l'ADN dépend de nombreux facteurs, et je dois l'admettre, dont nous ne comprenons pas encore tout à fait la plupart, mais qui dépendent du moment où un organisme meurt et la rapidité à laquelle il est enterré, la profondeur de cette sépulture, la constance de la température de cet environnement funéraire, dictera finalement combien de temps l'ADN survivra sur des périodes de temps géologiquement significatives. Et c'est sans doute surprenant pour beaucoup d'entre vous assis dans cette salle de savoir que ce n'est pas le temps qui compte, ce n'est pas la durée de conservation, c'est l'uniformité de la température de cette préservation qui importe le plus.
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.
Donc, si on allait chercher profondément dans les os et les dents qui ont effectivement survécu au processus de fossilisation, l'ADN qui était autrefois intact, étroitement enveloppé autour des histones, est maintenant attaqué par les bactéries qui vivaient en symbiose avec le mammouth pendant des années au cours de sa vie. Ces bactéries, ainsi que les bactéries environnementales, l'eau et l'oxygène libres, décomposent effectivement l'ADN en fragments de plus en plus petits, jusqu'à ce que tout ce qui vous reste, ce sont des fragments qui vont de 10 paires de bases, dans les meilleurs cas, à quelques centaines de paires de bases dans la longueur. La plupart des fossiles répertoriés sont en fait complètement dépourvus de toutes signatures biologiques. Mais quelques-uns d'entre eux ont en fait des fragments d'ADN qui survivent pendant des milliers, voire quelques millions d'années. Et en utilisant la technologie de pointe en milieu stérile, nous avons conçu des moyens pour pouvoir extraire ces ADN de tout ce reste de la crasse, et ça n'étonnera personne ici dans cette salle si je prends un os de mammouth ou une dent et que j'en extrais son ADN, que j'obtienne un ADN de mammouth, mais je vais aussi prendre toutes les bactéries qui ont vécu avec le mammouth, et, plus compliqué, je vais avoir tous les ADN qui ont survécu dans son environnement, c'est-à-dire, les bactéries, les champignons et ainsi de suite. Encore une fois, il n'est pas étonnant qu'un mammouth conservé dans le pergélisol aura quelque chose de l'ordre de 50 % de son ADN de mammouth, alors que le mammouth colombien, vivant sous une température et enterré dans un environnement tempéré sur sa dépouille n'en aura que 3 à 10 % d'endogène.
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?
Mais nous avons mis au point des moyens très habiles pour nous permettre de réellement discriminer, capturer et discriminer, l'ADN de mammouth de l'ADN non-mammouth, et avec les avancées du séquençage haut-débit, on peut effectivement extraire et séparer bio-informatiquement tous ces petits fragments de mammouths et les placer sur la colonne vertébrale d'un chromosome d'éléphant d'Asie ou d'Afrique. En faisant ça, nous pouvons obtenir tous les petits points qui distinguent le mammouth et l'éléphant d'Asie, et que savons-nous, alors, d'un mammouth ?
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.
Eh bien, le génome de mammouth est presque complet, et nous savons qu'il est effectivement très gros. C'est le mammouth. Un génome hominidé a environ 3 milliards de paires de bases, mais un génome d'éléphant ou de mammouth a environ 2 milliards de paires de base de plus et la plupart se compose de petits ADN répétitifs, ce qui rend très difficile de redistribuer l'ensemble de la structure du génome.
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.
Avoir ces informations nous permet de répondre à une des questions intéressante sur les rapports entre les mammouths et leurs parents vivants, l'éléphant d'Afrique et l'éléphant d'Asie, qui partagent un ancêtre qui vivait il y a 7 millions d'années, mais le génome du mammouth montre qu'ils partagent un ancêtre commun plus récent avec les éléphants d'Asie il y a environ 6 millions d'années donc un peu plus proche de l'éléphant d'Asie.
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.
Avec les progrès de la technologie de l'ADN ancien, nous pouvons effectivement maintenant commencer à séquencer les génomes de ces autres formes de mammouths disparus que j'ai mentionnées. Je veux juste parler de deux d'entre eux, le mammouth laineux et le mammouth colombien : tous deux vivaient très près l'un de l'autre pendant les périodes glaciaires, ainsi, lorsque les glaciers recouvraient largement l'Amérique du Nord, les mammouths laineux ont été poussés dans ces écotones sous-glaciaires, et sont entrés en contact avec les cousins qui vivaient au sud, et là, ils ont partagé des refuges, et un peu plus que les refuges, apparemment. On dirait qu'ils se sont métissés. Et que ce n'est pas une caractéristique rare chez les proboscidiens, car il s'avère que les grands éléphants mâles des savanes vont supplanter les éléphants plus petits des forêts auprès de leurs femelles. Les Colombiens grands et glabres ont donc supplanté les mâles laineux plus petits. Ça me rappelle un peu le lycée, malheureusement.
(Laughter)
(Rires)
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.
Ce n'est pas trivial, étant donné l'idée que nous voulons faire revivre des espèces disparues, parce qu'il s'avère qu'un éléphant d'Afrique et un éléphant d'Asie peuvent en fait se métisser et avoir des petits. et ça s'est effectivement produit par accident dans un zoo à Chester, au Royaume-Uni, en 1978. Donc ça signifie que nous pouvons prendre effectivement des chromosomes d'éléphant d'Asie, les modifier dans toutes les positions que nous avons pu maintenant établir pour le génome de mammouth, nous pouvons mettre ça dans un ovule énucléé, le différencier dans une cellule souche, par la suite le différencier peut-être dans un spermatozoïde, inséminer artificiellement un ovule d'éléphant d'Asie, et au cours d'une procédure longue et ardue, en fait ramener quelque chose qui ressemble à ceci. Maintenant, ça ne serait pas une réplique exacte, parce que les fragments courts d'ADN dont je vous ai parlé nous empêcheront de construire la structure exacte, mais ça donnerait quelque chose qui ressemblerait beaucoup à un mammouth laineux.
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.
Quand j'en parle avec mes amis, nous discutons souvent d'où le mettre ? Où va-t-on faire vivre un mammouth ? Il n'y a pas de climat ni d'habitat appropriés. Eh bien, ce n'est pas le cas. Il s'avère qu'il y a des pans d'habitat dans le nord de la Sibérie et du Yukon en fait, qui peuvent accueillir un mammouth. N'oubliez pas, il s'agissait d'un animal très plastique qui a vécu des variations climatiques considérables. Donc ce paysage serait facilement en mesure de l'abriter, et je dois admettre l'enfant en moi, le petit garçon en moi, adorerait voir ces créatures majestueuses traverser le pergélisol du Nord encore une fois, mais je dois admettre que l'adulte en moi se demande parfois si oui ou non nous devrions le faire.
Thank you very much.
Merci beaucoup.
(Applause)
(Applaudissements)
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 : Ne partez pas. Vous nous avez laissé avec une question. Je ne sais pas si tout le monde se la pose. Quand vous dites, « Devrions-nous le faire ? » on dirait que vous êtes réticent, et pourtant vous nous avez montré que c'est possible. Quelle est votre réticence ?
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 : Je ne pense pas que ce soit de la réticence. C'est juste que nous devons réfléchir très profondément aux implications, aux conséquences de nos actions, et oui, aussi longtemps que nous avons une bonne discussion profonde comme nous l'avons maintenant, je pense que nous pouvons arriver à une très bonne solution quant à la raison pour le faire. Mais je veux juste vous assurer que nous passons du temps à réfléchir à la raison première pour laquelle nous le faisons.
RP: Perfect. Perfect answer. Thank you very much, Hendrik.
RP : Parfait. Réponse parfaite. Je vous remercie beaucoup, Hendrik.
HP: Thank you. (Applause)
HP: Je vous remercie. (Applaudissements)