在科幻作品中，有人通過無限克隆創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)的克隆大軍，有人通過無限克隆每次都創(chuàng)造出一個年輕的自己實現(xiàn)永生。

然而，最近一項長達20年的研究對“無限克隆”的概念潑了一盆冷水，哺乳動物的克隆沒法無限持續(xù)下去，到了第58代時，所有克隆體出生后短時間內(nèi)就會死亡。

相關研究來自日本山梨大學的研究團隊，他們于3月24日將相關研究成果發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

△ 來自《自然通訊》

該團隊在2005年1月的時候，選取了一只棕色皮毛的雌性小鼠，并對其進行了克隆，當?shù)谝淮寺∈蟪墒旌螅麄冇痔崛×丝寺∈蟮募毎?，再次進行克隆，如此反復。

而他們采用的克隆技術和克隆羊“多莉”是一樣的，也是通過體細胞核移植的技術！

△ 多莉，第一個利用成年體細胞實現(xiàn)無性繁殖的哺乳動物

經(jīng)過20年的實驗，研究人員已經(jīng)對這一實驗小鼠品系的細胞進行了超過30000次克隆實驗，而克隆鼠也已經(jīng)來到了第58代。

這項實驗最初看起來很成功，大約在第25代時，克隆成功率實際上有所提高，而且克隆出來的小鼠看起來完全健康，壽命也很正常，也沒有表現(xiàn)出任何生理異常。

但是，到了第27代后，出生率開始悄然下降。到了第57代，僅有0.6%的克隆胚胎能夠存活下來。

而到了第58代，這個克隆的小鼠品系徹底終結，基本沒有克隆體能夠發(fā)育到出生，而所有出生的克隆體都在一天內(nèi)死亡。

為什么第58代克隆體無法存活？

答案就是，連續(xù)克隆最終會引發(fā)致命的基因突變級聯(lián)反應。

以前人們普遍認為，克隆體和本體是一模一樣的存在，但是這項研究對克隆小鼠的基因組進行測序，他們發(fā)現(xiàn)克隆體的遺傳損傷極其嚴重。

每一代都會出現(xiàn)大約70個新的突變，更糟糕的是，隨著克隆代數(shù)的增加，大段的DNA開始斷裂，染色體發(fā)生倒位或錯位連接，甚至有完全丟失了一條X染色體的例子出現(xiàn)。

△ 圖片來自《自然通訊》

平均來說，克隆體基因突變的概率是自然繁殖后代的三倍。

所以，隨著克隆代數(shù)的增加，遺傳負擔變得越來越大，最終達到一個生物體無法生存的閾值。

做一個不太恰當?shù)谋扔?，我們可以把連續(xù)克隆想象成對復印件進行連續(xù)復印，而每次復印時，圖像質(zhì)量都會略有下降，而到了第58次時圖像已經(jīng)面目全非了。

哺乳動物需要有性生殖

在生物學領域，長期以來都有一個謎團，就是生物為什么需要有性生殖？

有性生殖需要花費大量的能量來尋找另外一半，而付出巨大努力的情況下卻只能傳遞一半的基因。

可以說有性生殖對生物來說是非常低效的繁殖方式，而大自然是低效生存方式的“天敵”，任何低效的方式都很容易被淘汰。

所以，生物有性生殖的出現(xiàn)至今都十分令人費解！

這項實驗充分證明了一點，對于哺乳動物來說，有性生殖就是唯一的出路，沒有新鮮的DNA補充，哺乳動物只有死路一條。

然而，自然界中確實存在許多直接克隆自己繁殖的生物。

例如以前在我文章出現(xiàn)過的大理石紋螯蝦（Procambarus virginalis），它們是一種三倍體生物，根本無法進行有性生殖，所以只能通過克隆自己實現(xiàn)后代繁衍。

△ 大理石紋螯蝦

這些生物有時候會因為更高效的繁殖方式，而獲得巨大的成功。

但是，它們又為什么不會因為基因崩潰而滅絕呢？

實際上，能夠通過克隆自己生存的生物大多是比較簡單的，而它們通常采用兩種方式避免有害突變的積累。

一種是是依賴于一個殘酷的微觀篩選過程，被稱為體細胞選擇（somatic selection）。

采用這種方式的“克隆者”，本質(zhì)上每個成功出生的個體都是從大量的通用干細胞中篩選出來的，而在這個過程中，任何獲得有害突變的干細胞在形成新一代之前，就已經(jīng)被健康的、充滿活力的細胞所淘汰。

另一種方式是，利用強大的DNA修復系統(tǒng)，保留多個基因組備份，用于修復受損基因，如蛭形輪蟲（Bdelloid rotifers）就是這樣的。

哺乳動物沒有這些避免基因崩潰的機制，所以想科幻作品中描述的那樣利用克隆技術做許多事情是不現(xiàn)實的。

參考：

• https://www.zmescience.com/science/news-science/can-you-clone-a-clone-forever-a-20-year-experiment-suggests-you-eventually-hit-a-biological-wall/
• 文獻：
  https://doi.org/10.1038/s41467-026-69765-7