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被人類(lèi)改變的進(jìn)化齒輪

 大科技雜志社 2022-09-17 發(fā)布于海南

達(dá)爾文曾經(jīng)說(shuō)過(guò),,“直到時(shí)間之手把歲月的流逝標(biāo)示出來(lái)之前,,我們看不到這些緩慢的進(jìn)化?!彼赡軟](méi)想到的是,,在100多年以后,人類(lèi)自己撥快了動(dòng)物進(jìn)化的齒輪,,以致于動(dòng)物的進(jìn)化隨時(shí)可見(jiàn),。

  人類(lèi)主動(dòng)“編輯”動(dòng)物的進(jìn)化

  一只羊要突變出蜘蛛的DNA需要多久?如果是自然選擇的話,那么這可能永遠(yuǎn)都不會(huì)發(fā)生,。但在人類(lèi)的操作下,,只需不到1年的時(shí)間,一只,、甚至一群含有蜘蛛DNA的山羊就誕生了,。它們的外表沒(méi)什么改變,它們沒(méi)有八條腿,,也不會(huì)織網(wǎng),,不過(guò)它們的羊奶中含有大量的蜘蛛蛋白,。這些蜘蛛蛋白跟蜘蛛用來(lái)織網(wǎng)的蛋白極其相似,而這也是科學(xué)家的目的——從羊奶中提取大量的蜘蛛蛋白,,然后用這些蛋白進(jìn)行紡織,。

  這并不是人類(lèi)第一次主動(dòng)操縱動(dòng)物基因的突變。早在4萬(wàn)年前,,人類(lèi)就已經(jīng)這么做了,。當(dāng)時(shí)的人類(lèi)開(kāi)始馴養(yǎng)各種野生動(dòng)物,其中就包括狼,。在4萬(wàn)年的馴養(yǎng)過(guò)程中,人類(lèi)有意或無(wú)意地改變了這些狼的DNA,,以致于它們變成另一種動(dòng)物——狗,。狗的DNA跟它祖先的也只有大約0.5%的差異,因此,,狗也保留了一些祖先的習(xí)性,,例如聽(tīng)到同類(lèi)嚎叫的時(shí)候,自己也會(huì)跟著嚎叫,。

  讓狼變成狗花了人類(lèi)大約4萬(wàn)年的時(shí)間,,不過(guò)在這期間,人類(lèi)發(fā)明出了另一種操縱動(dòng)物DNA進(jìn)化的方法——雜交,。雜交可以創(chuàng)造新的物種,,而且這一過(guò)程完全用不了4萬(wàn)年的時(shí)間,我們熟悉的騾子就是雜交的產(chǎn)物,。古人把馬和驢進(jìn)行交配,,從而創(chuàng)造出了新的物種——騾子。跟相同大小的馬相比,,騾子更強(qiáng)壯,,且它需要的糧食更少。除此之外,,騾子繼承了驢的堅(jiān)韌,、耐力和溫順等性情和優(yōu)點(diǎn)。到了今天,,除了騾子,,人類(lèi)還能雜交出獅虎獸(獅子和老虎雜交所得的后代)等其它動(dòng)物。

  盡管雜交可以創(chuàng)造新的物種,,但雜交的失敗率太高(動(dòng)物雜交實(shí)驗(yàn)還有道德倫理問(wèn)題),,以及雜交的物種大多難以繁殖,并且雜交的物種不一定是人類(lèi)想要的,,所以人類(lèi)得另尋創(chuàng)造新物種或者是促進(jìn)物種進(jìn)化的新方法,。此時(shí),,足夠成熟的克隆技術(shù)進(jìn)入了人類(lèi)的視野。

  看到這,,您或許會(huì)想:“克隆不是基因復(fù)制嗎?”沒(méi)錯(cuò),,單單的克隆技術(shù)無(wú)法達(dá)到剛剛前面提到的兩種效果,但如果跟其他的技術(shù)相結(jié)合,,那么克隆技術(shù)不僅能促進(jìn)物種進(jìn)化,,還能創(chuàng)造出新的物種。

瀕危動(dòng)物黑足鼬靠基因編輯技術(shù)重新興旺起來(lái)

  克隆主要由一種叫做“體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移”的技術(shù)來(lái)進(jìn)行的,。這是一種怎樣的技術(shù)?簡(jiǎn)單地講,,就是科學(xué)家首先選中需要克隆的動(dòng)物,接下來(lái)把這動(dòng)物的體細(xì)胞核提取出來(lái),,然后轉(zhuǎn)移到已被去核的同類(lèi)卵細(xì)胞當(dāng)中,,待到卵細(xì)胞分裂,科學(xué)家再把它轉(zhuǎn)移到代孕母親的子宮中,,最后,,代孕母親生出來(lái)的就是被克隆的動(dòng)物。

  目前,,科學(xué)家正把克隆和基因編輯技術(shù)結(jié)合起來(lái),,試圖創(chuàng)造出全新物種,或是拯救瀕危動(dòng)物,,而基因編輯技術(shù)也是人類(lèi)目前最能導(dǎo)致動(dòng)物進(jìn)化(甚至是突變)的技術(shù),。前面提到的蜘蛛山羊就是基因編輯技術(shù)的產(chǎn)物。目前,,科學(xué)家正用這兩項(xiàng)技術(shù)來(lái)拯救黑足鼬和鸮鸚鵡等瀕危動(dòng)物,。

  黑足鼬是全球十大最瀕危的物種之一,目前黑足鼬只有北美洲才有,。即使在人類(lèi)長(zhǎng)期的幫助下,,它們目前的數(shù)量都還沒(méi)到1000只,這其中的一個(gè)重要原因,,就是它們的基因多樣性不足(它們大多是近親繁殖),,這就導(dǎo)致了它們極易患病。如今,,在基因編輯技術(shù)的幫助下,,科學(xué)家能將其他已死亡黑足鼬的基因編入這些存活的鼬當(dāng)中,甚至還能敲除存活鼬易患病的基因,,從而豐富存活鼬基因的多樣性,。然后再克隆這些經(jīng)過(guò)編輯的鼬,隨后利用它們進(jìn)行繁殖,,從而達(dá)到拯救黑足鼬的目的,。鸮鸚鵡的情況跟黑足鼬的極其相似,。

  被人類(lèi)不經(jīng)意間影響的動(dòng)物們

  除了人類(lèi)通過(guò)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)主動(dòng)促進(jìn)動(dòng)物的進(jìn)化,人類(lèi)不經(jīng)意間的正?;顒?dòng),,也會(huì)改變動(dòng)物進(jìn)化的進(jìn)程。

  2006年,,一位美國(guó)獵人在加拿大的西北部地區(qū)射殺了一只外貌奇特的熊,。這只熊同時(shí)有著白色毛發(fā)和棕色毛發(fā),乍一看很像北極熊,,并且有著跟北極熊一樣細(xì)長(zhǎng)的脖子,,不過(guò)它卻有著跟灰熊(灰熊是棕熊的亞種)一樣利爪,以及厚實(shí)的肩背,。隨后科學(xué)家經(jīng)過(guò)DNA鑒定,,發(fā)現(xiàn)這只熊是北極熊和灰熊的雜交品種,如今它被命名為灰北極熊,。

因人類(lèi)活動(dòng)而出現(xiàn)的雜交品種——灰北極熊

  根據(jù)現(xiàn)有的資料,科學(xué)家推測(cè)是由于全球氣候變暖,,極冰融化,,隨后北極熊隨浮冰漂流到南方,而北方變得溫暖,,原來(lái)?xiàng)⒂谀戏降幕倚芸梢浴氨鄙稀绷?,然后它們?cè)谀硞€(gè)地點(diǎn)相遇并交配,從而生出了灰北極熊,。

  然而故事還沒(méi)結(jié)束,。

  2010年,又有一只灰北極熊被射殺,,這次是在加拿大靠近北極的地區(qū),。科學(xué)家通過(guò)DNA測(cè)試發(fā)現(xiàn)這只灰北極熊其實(shí)是第二代個(gè)體,,也就是說(shuō)它的雙親都是灰北極熊,。一般來(lái)說(shuō),雜交的物種難以繁殖,,但灰北極熊卻打破了這個(gè)自然規(guī)律!其中緣由科學(xué)家仍然不清楚,。

  除了灰北極熊,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了其它“天然”雜交的物種,,種數(shù)超過(guò)30種,,其中就包括獨(dú)角鯨和白鯨的雜交后代——白獨(dú)角鯨。

  人類(lèi)城市的出現(xiàn)也是導(dǎo)致生物快速進(jìn)化的因素之一,。

  100多年前,,英國(guó)倫敦開(kāi)始修建地鐵,,一部分庫(kù)蚊(蚊子的一種)被留在地底。近來(lái),,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),,地鐵下的庫(kù)蚊雖然在外表上跟地面的沒(méi)什么兩樣,但是它們的DNA卻與地面上的同類(lèi)不同,,以致于科學(xué)家如今正在爭(zhēng)論要不要把這些地底的庫(kù)蚊歸類(lèi)成新的物種,。

  在其他國(guó)家的城市也發(fā)生了類(lèi)似的事情??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),,生活在美國(guó)紐約中央公園里的白足鼠,它們進(jìn)化出了跟紐約食譜相搭的基因,,這些基因使中央公園里的白足鼠更能消化脂肪,,以及中和發(fā)霉堅(jiān)果有毒真菌的毒素,而遠(yuǎn)離城市的同類(lèi)們則沒(méi)有這些基因;在美國(guó)的另一個(gè)州——內(nèi)布拉斯加州,,生活在城市里的美國(guó)崖燕進(jìn)化出了更小的翅膀,,這使它們更靈活,更能躲避來(lái)往的車(chē)輛和擋在前方的建筑;生活在波多黎各(屬于美國(guó)的自治邦)城市里的冠狀蜥蜴進(jìn)化出了更長(zhǎng)的腿和更粘的腳趾,,這使它們更容易在建筑上爬行;英國(guó)各大城市的大山雀進(jìn)化出了更長(zhǎng)的鳥(niǎo)喙,,以便從鳥(niǎo)類(lèi)飼養(yǎng)人那里偷取食物。

  人類(lèi)其他的活動(dòng)也會(huì)在不經(jīng)意間影響動(dòng)物的進(jìn)化,。例如偷獵大象,,人類(lèi)狩獵大象主要為了獲取象牙,所以他們的目標(biāo)往往是長(zhǎng)著大象牙的大象,。由于生存壓力,,一些大象不得已把“大象牙基因”從自己的基因庫(kù)中移除。現(xiàn)在的大象進(jìn)化出了更小的象牙,,甚至把自己的象牙給進(jìn)化沒(méi)了,。在過(guò)去20年里,非洲國(guó)家贊比亞的南盧安瓜國(guó)家公園里(象牙偷獵者泛濫的地方)的無(wú)牙母象比例從10%上升到40%,。

  人類(lèi)現(xiàn)在對(duì)地球上其他生命進(jìn)程的影響是前所未有的巨大,。人類(lèi)可以利用科學(xué)來(lái)滿足一己私欲,但也可以用來(lái)彌補(bǔ)自己的過(guò)錯(cuò)或?yàn)槠渌慕】蛋l(fā)展出力,。正如前面鸮鸚鵡,,這種動(dòng)物由于棲息地被破壞和人類(lèi)的狩獵,在1995年,,它們只剩下51只,,不過(guò)在克隆和基因編輯技術(shù)的幫助下,它們的數(shù)量如今增加到了211只,而且它們也更加健康,。這樣看來(lái),,進(jìn)化齒輪改變的好壞,很大程度上取決于人類(lèi)自己,。

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