近日，美國俄亥俄州哥倫布動物園向世界公布了一個令人振奮的消息：科學家經過長達15年的嘗試之後，成功通過「試管嬰兒」技術使該動物園一隻名叫伊茲的3歲雌性獵豹產下一雌一雄兩隻幼崽。這兩隻幼崽現在已經10天大了，身體都十分健康，它們也成了史上首次通過「試管嬰兒」技術降生的幼崽。眾多同領域的科學家喜悅地稱讚這是「一項重大的科學突破」。
圖：這兩隻獵豹幼崽的誕生代表著科學界的重大突破
兩隻獵豹幼崽是如何通過「試管嬰兒」技術降生的？
「試管嬰兒」技術，也叫體外受精-胚胎移植技術（IVF-ET），是一種人工繁育技術，主要包括體外受精和胚胎移植兩個核心步驟。這兩隻獵豹幼崽的降生，總共涉及3隻成年獵豹，分別是：來自美國德克薩斯州化石圈野生動物保護中心的一隻3歲雄性獵豹施拉德，來自哥倫布動物園6.5歲的雌性獵豹基比和3歲的雌性獵豹伊茲。科學家主要通過以下3個階段來實現：
- （1）注射激素促進雌性獵豹排卵
2019年11月，科學家對雌性獵豹基比進行激素注射，促使其排卵，然後取出了它的卵子。
- （2）體外授精和胚胎培養
科學家將雌性獵豹基比的卵子和處理後的雄性獵豹施拉德的冷凍精子一起放在試管中進行培養，隨後精子依靠自身的運動進入卵子，兩者的遺傳物質相互結合，形成受精卵。受精卵形成後，繼續一段時間的培養就會形成胚胎。
- （3）胚胎移植
科學家將體外培養形成的獵豹胚胎植入到雌性獵豹伊茲的子宮中，然後在子宮中發育生長。一個月後的2019年12月，科學家通過超聲波監測到雌性獵豹伊茲的子宮中有兩個胎兒活動的跡象。
最終，又過了大約3個月，當地時間2月19日，雌性獵豹伊茲成功產下兩隻獵豹幼崽。這兩隻幼崽也成了有史以來首次通過試管嬰兒技術降生的獵豹。
圖：獵豹伊茲成功產下兩隻獵豹幼崽
如果只看文字敘述，這個過程看起來似乎很簡單，但實際上每前進一步都會遇到很大的困難。
早在2005年，科學家就開始嘗試探索獵豹的胚胎移植；2011年，成功完成獵豹的體外受精和產生胚胎試驗，實現重大突破；後經多次努力和嘗試，最終於近期成功。
誰才是兩隻獵豹幼崽的母親？
了解了兩隻小獵豹的降生過程，我們不禁會產生疑問：6.5歲的雌性獵豹基比和3歲的雌性獵豹伊茲，誰才是它們的母親呢？
從遺傳學的角度來講，誰提供了卵子，那麼誰就是母親。因此，獵豹基比就是兩隻小獵豹遺傳學上的母親；而獵豹伊茲，則屬於「代孕母親」。
圖：小獵豹並不知道它有「兩個母親」
不過，如果把這話說給獵豹伊茲聽，它肯定會不高興：明明是我生下的兩隻小獵豹，怎麼還有別的獵豹是它們的母親？我不同意……
當然，獵豹伊茲並不知道人類採取了什麼「手段」來使它懷孕產子，它認為：既然是我生下了兩隻小獵豹，那麼我肯定就要好好養育它們唄！事實上，科學家發現，在這兩隻小獵豹面前，「代孕母親」獵豹伊茲，和其他通過自然交配產崽的雌性獵豹一樣，都有著很高的母性。它對兩隻小獵豹呵護有加，恨不得將所有的愛都給它們。
圖：獵豹伊茲愛子心切
那麼，問題又來了，為何科學家要選擇獵豹基比的卵子，而不選擇獵豹伊茲的卵子呢？這裡就涉及獵豹繁殖的另一個問題了。
經歷兩次遺傳瓶頸，獵豹的基因多樣性損失大半
現代獵豹主要分布於非洲，在亞洲的伊朗，也有極少數獵豹分布（總數大約只有50隻的亞洲獵豹）。科學家曾進行過獵豹的皮膚移植試驗，結果發現受體獵豹身上移植了供體獵豹的皮膚後，竟然未出現排斥反應。通過對獵豹的基因分析發現，在非洲，生活範圍相隔數千里的獵豹，它們的基因竟然幾乎完全一致，相似程度平均達到95%。
那麼，獵豹的遺傳多樣性為何如此喪失嚴重呢？
科學家推測，這主要是因為獵豹種群分別在大約10萬年前和大約12000年前，經歷了兩次遺傳瓶頸導致的。所謂遺傳瓶頸，也叫人口瓶頸，是指由於地震、洪水、火災、乾旱、饑荒、疾病等環境事件或人類活動（如過度獵殺）等因素，動物種群數量銳減，最後只有少部分個體可以到達新的繁殖區域。由於這少部分的個體僅代表了原有群體的遺傳多樣性的一小部分，故稱為遺傳瓶頸。
圖：生活在非洲的獵豹
經歷過兩次遺傳瓶頸後，獵豹種群的基因多樣性已經損失大半。基因多樣性的降低會導致一系列嚴重的後果：如精子發育異常，繁殖困難，幼崽死亡率高，容易患病，傳染性疾病容易在群體中暴發等。據科學家統計，在野外，獵豹幼崽的死亡率高達70%（一部分是因為患病，一部分是因為其他食肉動物的捕食）。而在圈養環境下，科技發達的今天，獵豹的繁殖依然是科學界的一大難題，由於環境的改變，它們通常不願繁殖或極難正常交配繁殖，即使偶爾有獵豹幼崽降生，大約20%的幼崽也會在半年內夭折。
因此，為圈養環境下的獵豹建立基因圖譜，選擇親緣關係相對較遠的獵豹進行交配，是提高獵豹繁殖成功率的一大關鍵。
圖：獵豹伊茲
經過基因圖譜分析後，科學家發現來自德克薩斯州化石圈野生動物保護中心的3歲雄性獵豹施拉德和哥倫布動物園6.5歲的雌性獵豹基比的親緣關係相對較遠，兩者適合繁殖。但是，對於雌性獵豹基比而言，6.5歲已算得上年老，繁育幼崽會比較困難，但研究發現它依然可以產生卵子，這就意味著可以進行體外受精，然後把胚胎轉移到更年輕的獵豹身上。這項任務，就交給了3歲的雌性獵豹伊茲來完成。
「試管嬰兒」技術成功運用在獵豹身上有什麼意義？
- 1.克服時間和空間的限制
雄性獵豹施拉德生活在德克薩斯州，雌性獵豹伊茲生活在俄亥俄州，兩者相距數百公里，如果想讓它們自然交配，必須要轉移其中一隻獵豹到另一隻獵豹的住所。然而，就算它們被圈養在一起，兩者之間也未必能相處融洽，生理規律未必同步，導致難以交配。
通過體外受精-胚胎移植技術，科學家不用移動獵豹或克服雌雄獵豹個體之間缺乏相容性的問題，依然能夠冷凍並轉移雄性獵豹施拉德的精子，這就克服了時間和空間的限制
- 2.避免近親繁殖，讓更優良的基因有機會遺傳下來
在圈養環境下，獵豹普遍不願繁殖，很多獵豹優良的基因因此不能遺傳給下一代。通過體外受精-胚胎移植技術，科學家可以選擇基因更優良的雄性和雌性作為遺傳學上的父母，讓它們優良的基因遺傳給下一代，同時也可儘量避免近親繁殖。
圖：獵豹母親及其幼崽
- 3.對野生獵豹的保護工作意義重大
在過去的50年中，由於偷獵盛行以及棲息地的減少和破碎化等問題，獵豹已經在全球至少13個國家或地區區域性滅絕，目前野外僅剩大約7500隻，瀕臨滅絕。研究獵豹和保護獵豹，成了科學界的共識。
這兩隻通過體外受精-胚胎移植技術誕生的小獵豹，對整個獵豹種群的延續而言意義重大。它意味著通過科學家的介入，人類可以在有限的獵豹數量條件下「優化」其後代的基因，為這種貓科動物的生存提供更多的機會。同時，該技術在獵豹身上的成功運用也給其他瀕危物種的延續問題提供了一種解決思路。
希望這兩隻小獵豹健康成長，也希望科學家及全體人類能夠研究出更多行之有效的方法，幫助更多的物種在這個星球上生存下去。