TED日本語 - ジャック・ホーナー: 鶏から恐竜を生み出す


TED Talks(英語 日本語字幕付き動画)

TED日本語 - ジャック・ホーナー: 鶏から恐竜を生み出す

TED Talks

Building a dinosaur from a chicken
Jack Horner




When I was growing up in Montana, I had two dreams. I wanted to be a paleontologist, a dinosaur paleontologist, and I wanted to have a pet dinosaur. And so that's what I've been striving for all of my life. I was very fortunate early in my career. I was fortunate in finding things. I wasn't very good at reading things. In fact, I don't read much of anything. I am extremely dyslexic, and so reading is the hardest thing I do. But instead, I go out and I find things. Then I just pick things up. I basically practice for finding money on the street. (Laughter) And I wander about the hills, and I have found a few things.

And I have been fortunate enough to find things like the first eggs in the Western hemisphere and the first baby dinosaurs in nests, the first dinosaur embryos and massive accumulations of bones. And it happened to be at a time when people were just starting to begin to realize that dinosaurs weren't the big, stupid, green reptiles that people had thought for so many years. People were starting to get an idea that dinosaurs were special.

And so, at that time, I was able to make some interesting hypotheses along with my colleagues. We were able to actually say that dinosaurs -- based on the evidence we had -- that dinosaurs built nests and lived in colonies and cared for their young, brought food to their babies and traveled in gigantic herds. So it was pretty interesting stuff. I have gone on to find more things and discover that dinosaurs really were very social. We have found a lot of evidence that dinosaurs changed from when they were juveniles to when they were adults. The appearance of them would have been different -- which it is in all social animals. In social groups of animals, the juveniles always look different than the adults. The adults can recognize the juveniles; the juveniles can recognize the adults. And so we're making a better picture of what a dinosaur looks like. And they didn't just all chase Jeeps around.


But it is that social thing that I guess attracted Michael Crichton. And in his book, he talked about the social animals. And then Steven Spielberg, of course, depicts these dinosaurs as being very social creatures. The theme of this story is building a dinosaur, and so we come to that part of "Jurassic Park." Michael Crichton really was one of the first people to talk about bringing dinosaurs back to life. You all know the story, right. I mean, I assume everyone here has seen "Jurassic Park."

If you want to make a dinosaur, you go out, you find yourself a piece of petrified tree sap -- otherwise known as amber -- that has some blood-sucking insects in it, good ones, and you get your insect and you drill into it and you suck out some DNA, because obviously all insects that sucked blood in those days sucked dinosaur DNA out. And you take your DNA back to the laboratory and you clone it. And I guess you inject it into maybe an ostrich egg, or something like that, and then you wait, and, lo and behold, out pops a little baby dinosaur. And everybody's happy about that. (Laughter) And they're happy over and over again. They keep doing it; they just keep making these things. And then, then, then, and then ... Then the dinosaurs, being social, act out their socialness, and they get together, and they conspire. And, of course, that's what makes Steven Spielberg's movie -- conspiring dinosaurs chasing people around.

So I assume everybody knows that if you actually had a piece of amber and it had an insect in it, and you drilled into it, and you got something out of that insect, and you cloned it, and you did it over and over and over again, you'd have a room full of mosquitoes. (Laughter) (Applause) And probably a whole bunch of trees as well.

Now if you want dinosaur DNA, I say go to the dinosaur. So that's what we've done. Back in 1993 when the movie came out, we actually had a grant from the National Science Foundation to attempt to extract DNA from a dinosaur, and we chose the dinosaur on the left, a Tyrannosaurus rex, which was a very nice specimen. And one of my former doctoral students, Dr. Mary Schweitzer, actually had the background to do this sort of thing. And so she looked into the bone of this T. rex,one of the thigh bones, and she actually found some very interesting structures in there. They found these red circular-looking objects, and they looked, for all the world, like red blood cells. And they're in what appear to be the blood channels that go through the bone. And so she thought, well, what the heck. So she sampled some material out of it. Now it wasn't DNA; she didn't find DNA. But she did find heme, which is the biological foundation of hemoglobin. And that was really cool. That was interesting. That was -- here we have 65-million-year-old heme. Well we tried and tried and we couldn't really get anything else out of it.

So a few years went by, and then we started the Hell Creek Project. And the Hell Creek Project was this massive undertaking to get as many dinosaurs as we could possibly find, and hopefully find some dinosaurs that had more material in them. And out in eastern Montana there's a lot of space, a lot of badlands, and not very many people, and so you can go out there and find a lot of stuff. And we did find a lot of stuff. We found a lot of Tyrannosaurs, but we found one special Tyrannosaur, and we called it B-rex. And B-rex was found under a thousand cubic yards of rock. It wasn't a very complete T. rex, and it wasn't a very big T. rex, but it was a very special B-rex. And I and my colleagues cut into it, and we were able to determine, by looking at lines of arrested growth, some lines in it, that B-rex had died at the age of 16. We don't really know how long dinosaurs lived, because we haven't found the oldest one yet. But this one died at the age of 16.

We gave samples to Mary Schweitzer, and she was actually able to determine that B-rex was a female based on medullary tissue found on the inside of the bone. Medullary tissue is the calcium build-up, the calcium storage basically, when an animal is pregnant, when a bird is pregnant. So here was the character that linked birds and dinosaurs. But Mary went further. She took the bone, and she dumped it into acid. Now we all know that bones are fossilized, and so if you dump it into acid, there shouldn't be anything left. But there was something left. There were blood vessels left. There were flexible, clear blood vessels. And so here was the first soft tissue from a dinosaur. It was extraordinary. But she also found osteocytes, which are the cells that laid down the bones. And try and try, we could not find DNA, but she did find evidence of proteins.

But we thought maybe -- well, we thought maybe that the material was breaking down after it was coming out of the ground. We thought maybe it was deteriorating very fast. And so we built a laboratory in the back of an 18-wheeler trailer, and actually took the laboratory to the field where we could get better samples. And we did. We got better material. The cells looked better. The vessels looked better. Found the protein collagen. I mean, it was wonderful stuff. But it's not dinosaur DNA. So we have discovered that dinosaur DNA, and all DNA, just breaks down too fast. We're just not going to be able to do what they did in "Jurassic Park." We're not going to be able to make a dinosaur based on a dinosaur.

But birds are dinosaurs. Birds are living dinosaurs. We actually classify them as dinosaurs. We now call them non-avian dinosaurs and avian dinosaurs. So the non-avian dinosaurs are the big clunky ones that went extinct. Avian dinosaurs are our modern birds. So we don't have to make a dinosaur because we already have them.


I know, you're as bad as the sixth-graders. (Laughter) The sixth-graders look at it and they say, "No." (Laughter) "You can call it a dinosaur, but look at the velociraptor: the velociraptor is cool." (Laughter) "The chicken is not." (Laughter) So this is our problem, as you can imagine. The chicken is a dinosaur. I mean it really is. You can't argue with it because we're the classifiers and we've classified it that way. (Laughter) (Applause) But the sixth-graders demand it. "Fix the chicken." (Laughter) So that's what I'm here to tell you about: how we are going to fix a chicken.

So we have a number of ways that we actually can fix the chicken. Because evolution works, we actually have some evolutionary tools. We'll call them biological modification tools. We have selection. And we know selection works. We started out with a wolf-like creature and we ended up with a Maltese. I mean, that's -- that's definitely genetic modification. Or any of the other funny-looking little dogs. We also have transgenesis. Transgenesis is really cool too. That's where you take a gene out of one animal and stick it in another one. That's how people make GloFish. You take a glow gene out of a coral or a jellyfish and you stick it in a zebrafish, and, puff, they glow. And that's pretty cool. And they obviously make a lot of money off of them. And now they're making Glow-rabbits and Glow-all-sorts-of-things. I guess we could make a glow chicken. (Laughter) But I don't think that'll satisfy the sixth-graders either.

But there's another thing. There's what we call atavism activation. And atavism activation is basically -- an atavism is an ancestral characteristic. You heard that occasionally children are born with tails, and it's because it's an ancestral characteristic. And so there are a number of atavisms that can happen. Snakes are occasionally born with legs. And here's an example. This is a chicken with teeth. A fellow by the name of Matthew Harris at the University of Wisconsin in Madison actually figured out a way to stimulate the gene for teeth, and so was able to actually turn the tooth gene on and produce teeth in chickens. Now that's a good characteristic. We can save that one. We know we can use that. We can make a chicken with teeth. That's getting closer. That's better than a glowing chicken.


A friend of mine, a colleague of mine, Dr. Hans Larsson at McGill University, is actually looking at atavisms. And he's looking at them by looking at the embryo genesis of birds and actually looking at how they develop, and he's interested in how birds actually lost their tail. He's also interested in the transformation of the arm, the hand, to the wing. He's looking for those genes as well. And I said, "Well, if you can find those, I can just reverse them and make what I need to make for the sixth-graders." And so he agreed. And so that's what we're looking into.

If you look at dinosaur hands, a velociraptor has that cool-looking hand with the claws on it. Archaeopteryx, which is a bird, a primitive bird, still has that very primitive hand. But as you can see, the pigeon, or a chicken or anything else, another bird, has kind of a weird-looking hand, because the hand is a wing. But the cool thing is that, if you look in the embryo, as the embryo is developing the hand actually looks pretty much like the archaeopteryx hand. It has the three fingers, the three digits. But a gene turns on that actually fuses those together. And so what we're looking for is that gene. We want to stop that gene from turning on, fusing those hands together, so we can get a chicken that hatches out with a three-fingered hand, like the archaeopteryx. And the same goes for the tails. Birds have basically rudimentary tails. And so we know that in embryo, as the animal is developing, it actually has a relatively long tail. But a gene turns on and resorbs the tail, gets rid of it. So that's the other gene we're looking for. We want to stop that tail from resorbing.

So what we're trying to do really is take our chicken, modify it and make the chickenosaurus. (Laughter) It's a cooler-looking chicken. But it's just the very basics. So that really is what we're doing. And people always say, "Why do that? Why make this thing? What good is it?" Well, that's a good question. Actually, I think it's a great way to teach kids about evolutionary biology and developmental biology and all sorts of things. And quite frankly, I think if Colonel Sanders was to be careful how he worded it, he could actually advertise an extra piece. (Laughter)

Anyway -- When our dino-chicken hatches, it will be, obviously, the poster child, or what you might call a poster chick, for technology, entertainment and design.

Thank you.


モンタナで育った幼少期 私には二つの夢がありました 恐竜の 古生物学者になる事と 恐竜をペットにする事 私はそのために全人生を 捧げてきました 運には恵まれていました キャリアの早い段階で 私は幸運にも 掘り当てることが出来ました 読書は私の専門外で 実際 殆ど読書はしません 私は極度の失読症で 読む事が苦痛で仕方ないのです その代わりに外で物を見つけては 拾っているんです 大抵は路上でお金を見つける練習をしています (笑) 丘をぶらぶらしている時も なにか発見をしたことがあります

西半球における世界初の 恐竜の卵 巣にいる幼竜 胚 そして大量の骨の化石を 一度に見つけられたのは とても幸運な事でした 恐竜は巨大で 無知な緑色の爬虫類という 認識が変わりだした頃に この機会は訪れました 恐竜は特別な生き物という 考えが広まった頃でした

そして 私が同僚と おもしろい仮説を打ち立てた 時期でもありました 恐竜が巣を作り 共同生活を営んだり 若者には餌を与えたりと 世話上手であり 移動は巨大な群れで していたという仮説を 手元の証拠をもとに 発表することが出来ました 発見はここで終わらず 後に 恐竜が社交的な生物であることが判明しました 恐竜は成長の過程で 変化がおこるという 多くの証拠がみつかっています 社会的な動物にみられるように 幼竜と成竜の外見は異なります 社会的な動物においては 得てして幼体は成体と見た目が異なっています 成体が幼体を 幼体が成体を 見分けられるようにするためです 恐竜の見た目のわかりやすい図を こんな風に作りました ジープを追いかけ回すだけではないのです


この社交面こそが マイケル・クライトンを魅了したのではないでしょうか 彼の著書(ジュラシックパーク)で 恐竜は社会的な動物として描かれ もちろんスティーブン・スティルバーグも 恐竜をとても社会的な生物として 描写しています この映画のテーマは恐竜を再現して 観客をジュラシックパークの一部へと引き込むことです マイケル・クライトンは恐竜を蘇らせる事を 提言した最初の人でもあります ストーリーはご存知の通りです 皆さんジュラシックパークを見た事ありますよね

もし恐竜を作り出すのなら 琥珀とも呼ばれている 石化樹液に吸血昆虫が 含まれているものを探し出します 運良く 昆虫の入った琥珀が見つかったら そこからDNAを吸い出します その頃の吸血昆虫は 恐竜の血液を吸っていました そして血液を研究室に持ち帰り DNAクローン(複製)を行います ダチョウかなにかのタマゴに DNAを導入し 少し待つと ご覧なさい 恐竜の赤ちゃんが生まれるのです これでみんなハッピーですね (笑) 何度も同じ事を繰り返し 続けていくのです 何度も 何度も 何度もです すると 社会的な恐竜が 社会的に行動し 群れをなして 共謀し始めます スピルバーグの映画では共謀した恐竜が 人々を襲い始めます

それでは実際に 昆虫の入った琥珀を用いて この昆虫からDNAらしきものを取り出し 何度も何度もクローンを 続けると仮定しましょう 最終的には部屋が 蚊であふれかえるだけでしょう (笑) (拍手) もしくは木々が生い茂るだけでしょう

もし恐竜のDNAを入手したいのなら 恐竜に頼るべきなのです これが私たちの手法です この映画が公開された1993年に 米国科学財団の助成金を得て 恐竜からDNA抽出を試みました 左側の恐竜を選びました ティラノサウルス(Tレックス)です とてもいい標本です 私の教え子の メアリー・シュワイツァー博士は このようなたぐいの事をする バックグラウンドを持ち合わせており このTレックスの大腿部の骨の 一部を調べて ある興味深い構造を 見つけ出しました それは赤色の円形状の物質で 彼らが世界中を探し回った 赤血球でした 骨の中を通る血管 と思われる部分に 存在していました そして彼女は なんてこったと思ったでしょう そこからいくつかの物質を採取しました DNA自体はそこから発見できませんでしたが ヘモグロビンの 生物学的構成物質の ヘムを見つけ出したのです とてもすばらしい事でもあり 興味深い発見です 6500万年前のヘムを手に入れたのです その後も何度も挑戦しましたが 結局はそれ以外何も見つかりませんでした

それから数年後 ヘルクリークプロジェクトを立ち上げました このプロジェクトは可能な限り 多くの恐竜を発見し その内のいくつかの 恐竜から多くの物質を 見つけ出す大きなプロジェクトでした 人のほとんど住んでいない 東モンタナの 広大な荒野で 調査を行い 多くの物を発見しました Tレックスも多く見つかりましたが その中に亜種が紛れていました このTレックスを Bレックスと名付けました 大きな岩の下から発見されました BレックスはTレックスと異なっており 単に巨大なTレックスではなく Bレックスはとても異質でした 私と同僚は化石を切り出し 成長停止線によって このBレックスが16歳で 死んだとわかりました まだ最高齢の恐竜を発見していないため 恐竜が一体何歳まで生きるのかはわかりませんが しかしこいつは16歳で亡くなっています

サンプルをメアリー・シュワイツァー博士に渡し 彼女は延髄組織から このBレックスが メスである事を 突き止めました 延髄組織はカルシウムで構成されており 動物や鳥が妊娠する際に カルシウムの貯蔵庫の 働きをします これこそが鳥と恐竜を 結びつける共通の特徴です メアリー博士はもう一歩踏みこみ この骨を取り出し 酸につけ込みました ご存知の通り この骨は化石です もし酸に浸ければ 何も残らないはずです しかし実際には違いました 血管が残ったのです それも 柔軟で透明な血管が これがはじめて恐竜から得られた軟組織です すばらしい成果です 彼女はその他にも骨組織に 付着する骨細胞を発見しました いろいろ試しましたが DNAは発見できませんでした しかし タンパク質の証は見つかりました

多分ですが 地層から発掘された後に 急速な劣化が起こり DNAが破壊されたのではと思いました そこで我々は 大きなトレーラーの中に 研究室を設け 良いサンプルが 採取できる場所へ 研究所を運べるようにしました 当たりでした 細胞も血管も よりよい状態での サンプル採取に成功しました よいものが得られました 本当にすばらしいサンプルでした しかし 恐竜のDNAについては 分解速度が早く 全くもって 見つかりませんでした ジュラシックパークの再現は 不可能なのでしょう 恐竜から恐竜を復元する事は 非現実的なのでしょうね

ところで 鳥は恐竜です 鳥は生きた恐竜です 実際 我々は鳥類を 恐竜に分類します 恐竜は鳥類型と 非鳥類型とに区別できます 非鳥類型は 既に絶滅したダサい恐竜です 鳥類型は現代の鳥類の祖先です 実は恐竜を復元しなくていいのです 既に存在しているのですから


みなさんは小学6年生程度ですよ (笑) 6年生は「違うよ」と言うでしょう (笑) 「鳥を恐竜と呼んでもいいけど ヴェロキラプトルの方がかっこいい」 (笑) 「ニワトリは絶対違う」って (笑) ご想像の通り これが私たちの問題です ニワトリは恐竜です これは真実です 議論の余地はありません なぜなら我々がそう分類したからです (笑) (拍手) しかし6年生はこう要求してくるでしょう 「じゃあ ニワトリを直して」って (笑) 私がここにいるのは ニワトリの直し方をお話しするためです

ニワトリを直す方法には いくつもの方法があります 進化が進み 現に我々は進化ツールを手にしているからです これらを生物学的改良ツールと呼びましょう 一つに淘汰があります 淘汰はよく機能します オオカミに似た動物を マルチーズに作り替えてしまいます つまりそれは 遺伝的な改良です おかしな風貌の子犬にしてしまうのです 2つ目に遺伝子組み換えです 遺伝子組み換えもすばらしいツールです ある動物から遺伝子を取り出し 他の動物へ導入する方法です この方法を用いると GloFishRが作れます サンゴやクラゲから 光る遺伝子を取り出し ゼブラフィッシュに組み込むのです するとGloFishRができるのです とてもかっこいいですよね これでお金を儲けしてる人もいます ウサギを初めあらゆるものを 光らせようとする方もいます 光るニワトリだって作れるでしょうね (笑) しかし それだけでは6年生は

満足しないでしょうね 3つ目が 隔世遺伝子の活性化です 隔世遺伝の活性化は まず初めに 隔世とは先祖の特徴を意味します ごくまれにしっぽの生えた 人間の赤ちゃんが生まれることはご存じでしょう それは祖先の特徴が故です 起こりうる隔世遺伝の いくつかを紹介します 脚のある蛇が生まれることもあります こちらをご覧ください 歯の生えたニワトリです ウィスコンシン大学マディソン校の マシュー・ハリス特別研究員は 歯の遺伝子を活性化する方法を 見つけ出しました そして実際に歯の遺伝子を発現させ 歯のあるニワトリを作りました いい特徴ですよね その方法を確立し 用いる事で 歯のあるニワトリを作り出せるのです 恐竜に一歩近づきましたね 光るニワトリよりましでしょう


友人で同僚の マギル大学のハンズ・ラーション博士は 隔世遺伝について研究しており 彼は隔世遺伝の中でも 鳥類の胚形成と その成長方法を専門にしています 彼は鳥類の尾の消失に興味をもっており 手腕から翼への 発達にも関心を示しています 彼はこの手の遺伝子を探しているので 「もし見つかれば巻き戻して 6年生が見たがってるものを 作ってやるよ」と言っておきました 彼もこれに賛成してくれていて 私達は今もこれを探し求めています

恐竜の手を見てみると ヴェロキラプトルは 爪のあるかっこいい手をしています 太古の鳥である始祖鳥は 原始的な手がありますが 見ての通り ハトや ニワトリなど他の鳥は 奇妙な手をしています なぜならそれは翼だからです しかしすごいのは もし胚の発達の過程を 見てみると 胎生期の鳥の手は始祖鳥のそれと とても似ていて 3本の指があります ある遺伝子が働き 一つに融合してしまうのです 私達はこの遺伝子を探しているんです この遺伝子を止めることで 指の融合を停止させたいのです そうすれば 始祖鳥のような3本指のある ニワトリを生み出せるのです 同じ事が尾にも言えます 大抵の鳥類には 原始的な尾があります 胚の発生過程において 長い尾を持つのですが ある遺伝子が発現し この尾を萎縮させ 消えてなくなってしまうことが わかっています これが私達の求めるもう一つの遺伝子です 尾の消失を阻止したいのです

私たちがやりたい事は ニワトリを 改良して チキノザウルスを生み出す事です (笑) いかしたニワトリです とても基本なのですが これが私たちがやっている事です 人々はいつもこう尋ねます 「なんの為にそんなことするの?」 「どんな利益があるの?」 とてもいい質問です 実際 これらは子供達に 進化生物学や発生進化学などを 教えるよい教材になると 思っています また 正直なところ カーネル・サンダースに もっと上手い言い回しができたら もう一つ余分にチキンを売れるんですけどね (笑)

とにかく この恐竜ニワトリが孵化すれば 間違いなくTEDのポスターの キャラクターやイメージキャラクターに なってくれることでしょう



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