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摘要事实上,我们只了解10%基因的功能,剩下的90%仍是未知的。在自然生物的DNA中人工插入外源性基因或改变原有基因,极有可能破坏生物遗传特性,潜在风险无法估量。
生物多样性,是指一定范围内多种多样活的有机体(动物、植物、微生物)有规律地结合成的稳定的生态综合体。生物多样性安全与否,直接影响人类的生存与发展。
当前,地球正面临第六次物种大灭绝,年,国际自然资源保护联合会发出警告:物种灭绝的速度已达到物种自然灭绝速度的倍,相当于万年前恐龙大灭绝时期。
物种加速灭绝与人类活动密不可分,特别是试图改变物种的转基因和克隆等行为,直接影响遗传多样性,这可能打破现有生态平衡,危及国家生态安全。而生态链上某个关键物种的灭绝,将导致与之相互依存的几个甚至几十个物种也随之灭绝,最终导致物种和生态多样性的崩溃。
因此,必须充分认清生物技术的负面影响,防止生物技术的误用和滥用,保护生物遗传资源与生物多样性。
基因技术难解物种起源之谜,潜在风险难以估量
年,世界上第一例转基因植物——美国转基因烟草诞生。此后,克隆羊多利问世,基因探针、基因诊断、基因敲除等技术开始走近寻常百姓。
年5月,美国首次实现将人工设计的碱基插入大肠杆菌基因组,制造出了可持续繁殖的半人工生命。有人为之欣喜,认为“人类开始拥有上帝之手”,也有人为之担忧,认为基因技术是一把双刃剑,在造福人类的同时也必将埋下巨大的安全隐患。
(年4月14日,美国联邦国家人类基因组研究项目负责人弗朗西斯·柯林斯博士在美国国家卫生研究所宣布,人类基因组序列图绘制成功,人类基因组计划的所有目标全部实现。)
事实上,现有的基因技术仍难以破解物种起源的奥秘。从微观层面,即分子和基因范畴来认识,遗传以基因为基础,某些优良品质的出现和长期保持,必须通过基因突变才能实现。
但在现实生活和医学实践中,基因突变通常表现为某个基因位点的变异,其结果通常是致癌、致病、致畸。从时间层面看,也难以解释DNA的进化。
人类和其他生物体在结构和功能上的精密性、严谨性和科学性是世界上任何一种高精密仪器和武器装备所无法比拟的。
科学技术发展到今天,医学、生命科学、基因组学、蛋白质组学仍无法为人体绘制出完整的设计图纸、工作机理和使用说明书。我们既未系统完整地掌握基因对生命体的全部作用,更未了解基因来源之谜,为什么会有基因、基因如何形成等问题依然有待探索。
国际蛋白质组组织首任主席萨姆·哈纳什说:“科学界曾经认为,只要绘制出人类基因组序列图,就能了解疾病的根源。但我们错了。事实上,我们只了解10%基因的功能,剩下的90%仍是未知的。”
在我们知其然但尚不知其所以然的情况下,在自然生物的DNA中人工插入外源性基因或改变原有基因,极有可能重排原有的DNA序列或直接删除原有的部分DNA片段,破坏生物遗传特性,其产生的连锁反应可能需要很长一段时间才能表现出来,潜在风险无法估量。
生物技术误用危及人类生存
基因改良可能破坏遗传秩序。年3月,英国首例剔除遗传疾病的试管婴儿诞生;年4月,广州中山大学的研究人员利用CRISPR/Cas9的基因编辑技术,修改导致β型地中海贫血的基因,完成了我国首例修改人类胚胎DNA的实验;此外,人类正在尝试利用从胚胎干细胞中提取的生殖细胞来增加基因筛查的能力,大幅缩短胚胎基因改良周期,并通过基因校对技术实现后代定制功能。
(中国科学家运用CRISPR/Cas9技术成功实现灵长类动物基因定向敲除,图为两只被去除特定基因的食蟹猴。)
在技术不断进步的同时,科学家也警告,改变生殖细胞或胚胎的DNA可能对后代产生未知影响,临床应用还为时过早,负面效应也难以预计。
人工智能全面发展可能毁灭人类。人类之所以能够在地球上拥有主导地位,正是因为人类的大脑比其他动物更为高级。如果智能水平高于人类的超级智能体出现,甚至主宰地球,很可能威胁人类生存。
目前,模仿人类大脑神经元的“类脑计算机”已可在几秒内完成传统计算机需要几十年才能完成的任务,而运用人工神经网络技术和遗传算法的机器人,已能通过看视频等学习做饭。
此外,人类正试图利用生物技术直接控制和改变人类遗传学和神经生物学,以整体提升人的认知能力和智力水平,未来人类中类似牛顿、爱因斯坦等天才的比例也将大大提高,人工智能特别是超级智能生物或机器的出现将呈现加速趋势。
霍金曾说:“人工智能的全面发展可能导致人类的灭绝。”年7月27日,霍金与数十名人工智能和机器人专家联合发表了一封呼吁禁止使用“攻击性自动武器”的公开信,提出能够独立确定并袭击目标且不需人类干预的武器系统将是继火药与核武器后的“第三次战争革命”,人类对其可能“毫无防御能力”。
人类长生不老将彻底打破生存秩序。科学发现,人类之所以衰老,是因为DNA每复制一轮其末端都将损失一个基因片段——端粒,而端粒酶则可维持甚至延长端粒长度,从而实现对衰老的抑制。
年12月,科学家通过体细胞核移植,使小鼠卵子通过表达一些特异因子修补了体细胞核中缺失的端粒酶基因,成功地从小鼠体细胞中得到端粒延长且具有多潜能性的多能干细胞,找到了可能使人类“返老还童”的办法。
年1月,瑞士科学家通过基因工程发现了一种可以延长果蝇寿命的基因。年7月,美国西北大学专家发现了秀丽隐杆线虫启动老化过程的基因开关,并指出该机制与人类的衰老机制相似。
当人类长生不老的梦想真正实现之时,地球有限的资源将难以满足人口只增不减带来的无限需求,地球现有的历史、生命发展规律和生态平衡必将被打破。
复活灭绝动物将扰乱生态平衡。人类迫切希望借助基因工程复活史上灭绝的动物。年,俄罗斯科学家在北冰洋发现了一具保存较好、有液态血液的猛犸象尸体,在其身上有可能找到活细胞,借此利用克隆技术复活猛犸象并非希望杳无。
(年7月5日,世界上第一只体细胞克隆动物绵羊多利诞生。)
年3月15日,美国《国家地理》杂志举行了题为“抵抗灭绝活动”的科学会议,众多遗传学家、野生动物学家、环境保护专家和伦理学家展开激烈讨论,大多数与会科学家除认为复活灭绝动物十分困难且毫无意义外,也发出严重警告,灭绝动物“复活潮”一旦开始,恐龙等大型动物将直接威胁现有物种的生存,甚至能导致毁灭性灾难,类似《侏罗纪公园》的恐怖场景有可能成为现实。
转基因作物破坏植物多样性
转基因作物的优势被盲目夸大。从年到年末,法国科学家在转基因作物的动物实验中发现了相当确凿的对动物有害的证据。我国的转基因作物种植实践也已证明,转基因农作物不仅不能增加产量,而且抗虫、抗病性能也会随种植时间的延长而逐渐递减,我国南方种植的抗虫转基因棉花到第三代后,不仅抗棉铃虫性能明显下降,而且导致蚜虫和粉虱等其他非主要害虫猖獗,同时,其抗枯萎叶病能力也大幅降低,*萎病、枯萎病大面积爆发,产量下降,最终可能危及我国的粮食安全。
转基因作物破坏遗传多样性。物种多样性和生态多样性均必须依赖遗传才能维持,破坏物种和生态系统多样性,也必将影响遗传多样性。转基因农作物通常比传统农作物具有更强的抗病、抗虫、抗旱、抗倒伏等能力,生存竞争优势明显增强,农民种植传统农作物的积极性已经不高,传统农作物品种已经逐渐稀少。
若任其发展下去,转基因农作物必将淘汰传统农作物,甚至使原有品种彻底灭绝,全球具有不同遗传特征的农作物品种和类型将逐渐单一化和绝对化,势必加剧农作物遗传多样性的丧失,直接导致人类食物来源和品种的多样性受到破坏,最终必将危及人类的粮食安全和生存安全。
此外,转基因植物通过花粉传播同野生亲缘植物自然杂交后,人工插入的基因就可能水平转移到其他农作物、野生植物中,形成新的竞争,这种基因漂移也被称为基因污染。这往往会使非转基因植物种子纯度下降,影响传统种质资源的遗传完整性,严重的甚至可导致野生物种的群体灭绝,对生物多样性产生负面影响。
作为大豆原产地的中国,大量进口或种植转基因大豆,肯定会污染中国的原产大豆基因;同样,转基因水稻的引进也必将对袁隆平的高产杂交水稻产生影响,最终不仅将破坏中国农作物的遗传多样性,也将危及中国的粮食安全。
转基因作物影响生态多样性。抗除草剂农作物的抗草甘膦基因有可能漂移到杂草或野生近缘植株中,一旦野生近缘杂草从转基因作物那里获得抗虫、抗病、抗除草剂等竞争优势并能稳定遗传时,就会产生能抗除草剂的“超级杂草”。
(人类染色体的扫描显微图。)
加拿大商业化种植抗除草剂的转基因油菜仅几年,便在农田中发现了难以治理、能同时抵抗3种不同类型除草剂的杂草化油菜植株。外源基因在近缘种和常规品种中稳定表现,可造成原有等位基因缺失,引起野生资源性状丢失,甚至导致某些野生资源的消失。
我国科学家指出,抗虫和抗除草剂转基因水稻是否会通过基因漂移逃逸到杂草稻群落使之变成难以控制的杂草,应是转基因水稻商品化种植必须面对和解决的环境生物安全问题。
科学运用生物技术,保护生物多样性
习近平总书记强调,必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念;要实施重大生态修复工程,增强生态产品生产能力;生物多样性亟待保护。针对生物技术对生物多样性的负面影响,必须采取有效措施,谨防生物技术误用和滥用。
理性认识基因技术的负面影响。理论上,转基因确实存在诸多不可预测的风险。实践上,转基因对生物多样性的不利影响需要一个较长时期才能显现。保护生物多样性,必须理性认识、科学对待转基因技术,要清醒地认识到其存在的潜在危险,加大对转基因研究的深度和力度,建立转基因对生态多样性影响的评价体系。
强制同步开展双向研究。一是开展任何转基因动植物研究项目必须同步进行原物种基因保护和复原研究,提出原物种基因复原的可靠方案,并开展实际恢复试验,确保转基因动植物外来基因能够无损消除,任何一项没有复原方案的转基因项目均不得投入试验或大规模种植(养殖)。二是任何一项有关转基因的研究项目、战略规划、法规制度,必须由不同单位、不同组织同步开展可行性和不可行性的研究论证,并向社会公示双方或多方的论证结果和主要论据,以满足科学决策之需,任何一项没有不可行性论证报告的项目,均应视为不可行。
依法开展生物多样性保护工作。国际社会和我国制订了多项有关生物多样性保护的法规制度。我们应该以国际、国内的相关法规为准绳,并针对自然保护区立法、生物遗传资源管理立法的不足及空白,逐步完善生物多样性保护的法规体系,加强监督、检查和问责,为依法开展转基因研发应用和生物多样性保护工作提供法制保障。
加强生物遗传资源保护。建设原生物种种质资源库、基因库,按生物种群类型及分布区域,在全国按区域建立类似于中科院昆明植物所的“中国两南野生生物种质资源库”,对野生生物实施原生境保护。
延伸阅读
《中国的转基因到底出了什么问题?》
摘要:从根本上讲,我们的一切*策最终是由人民群众决定的。转基因问题最终也只能由千千万万“王大妈”们在充分了解的基础上决定,而不是少数人强行决定,更不是由大洋彼岸的“山姆大叔”来决定。
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作者:*事医学科学院徐立
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