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.
Quando eu era um menino, costumava contemplar, através do microscópio de meu pai, os insetos no âmbar que ele mantinha em casa. E eles eram admiravelmente bem conservados, morfologicamente, um fenômeno. E costumávamos imaginar que, um dia, eles realmente voltariam à vida e se arrastariam para fora da resina, e, se pudessem, voariam para fora.
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.
Se você me perguntasse, 10 anos atrás, se conseguiríamos ou não sequenciar o genoma de animais extintos, eu lhe teria dito: é improvável. Se você me perguntasse se conseguiríamos ou não realmente reviver espécies extintas, eu teria dito: sonho impossível. Mas, na verdade, estou aqui hoje, surpreendentemente, para lhes dizer que o sequenciamento de genomas extintos não só é uma possibilidade, na verdade, uma realidade moderna, mas também o ressurgimento de uma espécie extinta é realmente possível, talvez não de insetos no âmbar -- de fato, este mosquito foi usado para inspirar "Jurassic Park" -- mas de mamutes-lanosos, os restos bem preservados de mamutes-lanosos no gelo permanente.
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.
Os mamutes são especialmente interessantes, a imagem essencial da Era do Gelo. Eles eram grandes. Eram peludos. Tinham presas grandes, e parecemos ter uma profunda conexão com eles, como temos com elefantes. Talvez porque elefantes compartilhem muitas coisas em comum conosco. Eles enterram seus mortos. Educam os descendentes. Têm laços sociais que são muito próximos. Ou talvez seja realmente porque somos compelidos pelo tempo, porque elefantes, como nós, compartilham suas origens na África, uns sete milhões de anos atrás, e, como hábitats e ambientes mudaram, na verdade, nós, como os elefantes, migramos para Europa e Ásia.
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.
Assim, o primeiro grande mamute que aparece em cena é o 'Meridionalis', que tinha quatro metros de altura, pesava mais ou menos 10 toneladas, era uma espécie adaptada aos bosques, que se espalhou da Europa Oriental até a Ásia Central, e através do estreito de Bering, em partes da América do Norte. Então, novamente, quando o clima mudou, como sempre faz e novos hábitats se abriram, tivemos o aparecimento de uma espécie adaptada às estepes, chamada 'Trogontherii', na Ásia Central, empurrando o 'Meridionalis' para a Europa Oriental. E as savanas de vastas pradarias da América do Norte, se abriram, levando ao mumute 'Columbian', uma espécie grande e sem pelos, na América do Norte. E realmente, foi mais ou menos 500.000 anos depois que tivemos o surgimento do peludo, aquele que todos nós conhecemos e amamos tanto, espalhando-se de um ponto de origem a leste do Estreito de Bering pela Ásia Central, outra vez empurrando o 'Trogontherii' para a Europa Central, e, ao longo de centenas de milhares de anos, migrando para lá e para cá através do Estreito de Bering, durante os picos das eras glaciais, entrando em contado direto com os aparentados 'Columbian', que viviam ao sul, e lá sobreviveram por centenas de milhares de anos, durante traumáticas mudanças do clima. Então, este é um animal altamente plástico, lidando com grandes transições em temperatura e ambiente, e saindo-se muito, muito bem. E lá, eles sobreviveram no continente até quase 10.000 anos atrás, e, na verdade, surpreendentemente, nas pequenas ilhas da Sibéria e do Alasca, até aproximadamente 3.000 anos atrás. Assim, os egípcios estão construindo pirâmides e os mamutes ainda estão vivendo nas ilhas.
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.
Então eles desaparecem. Como 99 por cento de todos os animais que já viveram, eles são extintos, provavelmente devido ao aquecimento do clima e à rápida invasão de florestas densas, que migram para o norte, e também, como colocou o grande Paul Martin, provavelmente exagero do Pleistoceno (época de glaciação), assim os grandes caçadores no jogo que os abateu.
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.
Felizmente, encontramos milhões de restos deles espalhados pelo gelo permanente, enterrados fundo, na Sibéria e no Alasca, e podemos ir até lá e, de fato, retirá-los. E a preservação é, novamente, como daqueles insetos em âmbar, fenomenal. Portanto, você tem dentes, ossos com sangue, que parece sangue, você tem pelos, você tem carcaças intactas ou cabeças que ainda têm cérebros nelas.
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.
Assim, a preservação e a sobrevivência do DNA depende de muitos fatores, e tenho que admitir, muitos deles nós ainda não entendemos muito bem, mas, dependendo de quando um organismo morre e quão rapidamente ele é enterrado, a profundidade do sepultamento, a constância da temperatura daquele ambiente de sepultamento, determinará finalmente quanto tempo o DNA sobreviverá por períodos de tempo geologicamente significativos. E provavelmente é surpresa para muitos de vocês nesta sala que não é o tempo que importa, não é a duração da preservação, é a estabilidade da temperatura dessa preservação que importa mais.
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.
Assim, se agora fôssemos fundo nos ossos e dentes que realmente sobreviveram ao processo de fossilização, o DNA que estava intacto, fortemente acondicionado ao redor de proteínas histonas, agora está sob ataque de bactérias que viviam simbioticamente com o mamute ao longo de anos durante seu tempo de vida. Então, essas bactérias, junto com as bactérias ambientais, água livre e oxigênio, na verdade, quebram o DNA em fragmentos de DNA cada vez menores até que tudo que você tem são fragmentos que variam de pares de base 10 a, no melhor dos cenários, alguns pares de base 100 em extensão. Assim, a maioria dos fósseis lá no registro fóssil estão, na verdade, completamente desprovidos de qualquer assinatura orgânica. Mas, alguns deles realmente têm fragmentos de DNA que sobreviveram por milhares, e mesmo milhões de anos no tempo. Usando a mais moderna tecnologia para isolar elementos, inventamos formas de realmene retirar esse DNA do resto daquele lamaçal, e não é surpresa para nenhum de vocês nesta sala que, se pego um osso ou dente de mamute e extraio o DNA, vou obter DNA de mamute, mas também tenho todas as bactérias que já viveram com o mamute, e, mais complicado, tenho todo o DNA que sobreviveu nesse ambiente, portanto, as bactérias, os fungos e assim por diante. Não é surpresa novamente que um mamute preservado no gelo permanente terá algo da ordem de 50 por cento de seu DNA como sendo de mamute, enquanto que algo como o mamute-columbiano, vivendo em uma temperatura e enterrado em um ambiente temperado, em sua sepultura haverá apenas de 3 a 10 por cento 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?
Mas descobrimos formas muito hábeis com as quais podemos realmente discriminar, capturar e discriminar, o DNA do mamute e o do não mamute, e com os avanços de alta precisão no sequenciamento, podemos de fato retirar e, através da bioinformática, reestruturar todos esses pequenos fragmentos de mamute e colocá-los na espinha dorsal de um cromossomo de um elefante asiático ou africano. Fazendo isso, podemos de fato obter odos os pequeninos pontos que discriminam um mamute e um elefante asiático, e o que sabemos, então, sobre um mamute?
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.
Bem, o genoma do mamute está quase completo, e sabemos que é realmente muito grande. É mastodôntico. Um genoma hominídeo tem cerca de três bilhões de pares de base, mas o genoma de um elefante ou mamute tem cerca de dois bilhões de pares de base a mais e, em sua maior parte, é composto de pequenos DNAs repetitivos que tornam muito difícil realmente recompor a estrutura completa do 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.
Ter essa informação nos permite responder uma das interessantes questões de relacionamento entre mamutes e seus parentes vivos, o elefante africano e o asiático, que compartilharam um ancestral sete milhões de anos atrás, mas o genoma do mamute demonstra que ele compartilha um ancestral mais recente com os elefantes asiáticos, de aproximadamente seis milhões de anos atrás, então, ligeiramente mais próximo do 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.
Com os avanços na tecnologia sobre DNA antigo, podemos realmente começar a sequenciar os genomas desses outros tipos de mamutes extintos que mencionei, e queria apenas falar de dois deles, o peludo e o 'Columbian', que estavam vivendo muito próximos um do outro durante os picos glaciais. Portanto, quando as geleiras eram maciças na América do Norte, os peludos eram empurrados para esses ecótonos subglaciais e entravam em contato com os parentes que viviam ao sul, e ali compartilhavam o refúgio, e um pouquinho mais que refúgio, na verdade. Parece que ocorria o acasalamento entre as espécies. E essa não é uma característica incomum entre os proboscídeos, porque acontece que os grandes elefantes machos da savana sobrepujarão os elefantes menores da floresta por suas fêmeas. E 'Columbians' grandes e sem pelo sobrepujaram os pequenos machos peludos. Isso me lembra um pouquinho do ensino médio, infelizmente.
(Laughter)
(Risadas)
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.
Portanto, isso não é insignificante, dada a ideia de que queremos reviver espécies extintas, porque acontece que elefantes africanos e asiáticos podem realmente cruzar e ter crias, e isso ocorreu de fato, por acidente, em um zoológico em Chester, no Reino Unido, em 1978. Isso significa que podemos pegar cromossomos do elefante asiático, modificá-los em todas aquelas posições que somos capazes de discriminar no genoma do mamute, e podemos colocar isso em uma célula enucleada, diferenciar isso em uma célula tronco, subsequentemente diferenciar isso talvez em esperma, inseminar artificialmente um ovo de elefante asiático, e, num procedimento longo e árduo, realmente trazer de volta algo parecido com isso. Agora, isto não seria uma réplica exata, porque os fragmentos curtos de DNA de que lhes falei nos impedirão de construir a estrutura exata, mas farão algo que parecerá muito com o que era um mamute-lanoso.
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.
Bem, quando falo disso com meus amigos, geralmente me perguntam: "Bem, onde você o colocaria? Onde você vai abrigar um mamute? Não há climas ou hábitats apropriados." Bem, esse não é realmente o caso. Acontece que há trechos de hábitat no norte da Sibéria e no Yukon que realmente poderiam abrigar um mamute. Lembrem-se, este era um animal altamente plástico que viveu em meio a tremenda variação climática. Portanto, essa paisagem seria capaz de abrigá-lo facilmente, e tenho que admitir que há uma parte da criança em mim, o menino em mim, que adoraria ver essas criaturas majestosas caminharem pelo gelo permanente do norte mais uma vez, mas também tenho que admitir que o adulto em mim às vezes se pergunta se deveríamos ou não.
Thank you very much.
Muito obrigado.
(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: Não vá ainda. Você nos deixou com uma pergunta. Tenho certeza de que todos se perguntam isso. Quando você diz "Deveríamos?", parece que você foi reticente, e, mesmo assim, você nos deu a impressão de que isso é realmente possível. Qual é a reticência?
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: Não acho que seja reticência. Acho apenas que temos que pensar muito profundamente sobre as implicações, desdobramentos de nossas ações, e, desde que tenhamos uma discussão profunda e proveitosa como agora, penso que podemos chegar a uma boa solução de por que fazer isso. Quero apenas ter certeza de que tenhamos tempo de pensar sobre por que estamos fazendo isso em primeiro lugar.
RP: Perfect. Perfect answer. Thank you very much, Hendrik.
RP: Perfeito. Resposta perfeita. Muito obrigado, Hendrik.
HP: Thank you. (Applause)
HP: Obrigado. (Aplausos)