《動(dòng)物世界奇遇記》

內(nèi)容簡(jiǎn)介：作者湯波是生物化學(xué)與分子生物學(xué)博士，他在書(shū)中打造了一個(gè)神奇的動(dòng)物世界，在那里有來(lái)自三個(gè)媽媽的克隆青蛙，有能生產(chǎn)嬰兒救命藥的雞，有不長(zhǎng)角的奶牛，有長(zhǎng)著人類(lèi)器官的豬?；蛟S將來(lái)某一天，人類(lèi)會(huì)感謝這些神奇的動(dòng)物，因?yàn)樗鼈兌紴槿祟?lèi)的健康事業(yè)做出了杰出貢獻(xiàn)。這些神奇動(dòng)物的誕生得益于生物技術(shù)的蓬勃發(fā)展和科學(xué)家的奇思妙想，其背后則隱藏著許多科學(xué)家曲折地、辛苦地進(jìn)行創(chuàng)新的故事。通過(guò)這本書(shū)，同學(xué)們一定會(huì)對(duì)科學(xué)家的創(chuàng)新世界增加了解，更會(huì)對(duì)人類(lèi)的未來(lái)充滿(mǎn)美好的期待。

告別格登教授之后，小迪一家回到了賓館。吃過(guò)晚餐后，小迪準(zhǔn)備休息一會(huì)兒，可是討厭的蚊子趴在她的胳膊上猛吸血。她使勁地拍了一巴掌，蚊子雖然被拍死了，但是小迪這么一拍，拍得自己胳膊生痛。

“好大一只花蚊子，”小迪用手指彈開(kāi)蚊子的尸體，抱怨道，“我最討厭蚊子了。它們吸我的血也就罷了，還讓我感覺(jué)奇癢無(wú)比?！惫黄淙唬〉夏侵槐晃米佣ＲЯ说母觳惨呀?jīng)紅腫起來(lái)，開(kāi)始有點(diǎn)兒癢了。

“趕緊抹點(diǎn)兒花露水吧，一會(huì)兒就好了?！眿寢屵f過(guò)花露水說(shuō)，“蚊子最可怕的是會(huì)傳播瘧疾、登革熱和黃熱病等傳染病。好在我們目前不在熱帶地區(qū)，否則被蚊子叮咬過(guò)可就有感染的風(fēng)險(xiǎn)了?！?/p>

“是?。　卑职謩倧男l(wèi)生間洗完澡出來(lái)，接過(guò)媽媽的話(huà)說(shuō)，“不過(guò)也有‘好蚊子，它們能幫助人類(lèi)消滅傳播病毒的‘壞蚊子?！?/p>

小迪驚訝地問(wèn)道：“還有‘好蚊子？太好了！我要讓這些‘好蚊子幫助消滅‘壞蚊子。但是哪里有‘好蚊子呢？”

爸爸回答道：“這種‘好蚊子是牛津大學(xué)的科學(xué)家研制出來(lái)的。我們不如明天先去參觀，之后再去愛(ài)丁堡看綿羊多利?！贝蠹乙恢峦膺@一提議。

第二天一大早，爸爸開(kāi)著租來(lái)的汽車(chē)載著全家前往牛津大學(xué)，兩個(gè)多小時(shí)后，小迪一家來(lái)到了牛津大學(xué)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室。接待他們的是盧克博士，他是牛津大學(xué)動(dòng)物學(xué)系的教授，也是轉(zhuǎn)基因蚊子的發(fā)明者。

“聽(tīng)說(shuō)你們要建一個(gè)高科技的‘神奇動(dòng)物世界主題公園，這是一個(gè)很棒的主意！非常希望我們培育的轉(zhuǎn)基因蚊子能成功入選，我先帶你們看看我們培育的轉(zhuǎn)基因蚊子吧?！北R克博士開(kāi)門(mén)見(jiàn)山地說(shuō)。他把小迪一家?guī)У揭粋€(gè)房間，里面有很多玻璃缸，缸壁上趴滿(mǎn)了花蚊子。

“全世界的蚊子約有3000種，其中以按蚊屬、伊蚊屬和庫(kù)蚊屬最為‘臭名昭著。伊蚊是蚊科中最大的屬，包括埃及伊蚊在內(nèi)有近1000種。埃及伊蚊正是登革熱、流行性乙型腦炎等人類(lèi)傳染病暴發(fā)的‘罪魁禍?zhǔn)?。?jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)告，全球約有25億人受到登革熱的威脅，每年新增5000萬(wàn)以上感染病例，約有2萬(wàn)人因此喪生。曾經(jīng)在美洲暴發(fā)的寨卡病毒也是伊蚊傳播的。寨卡病毒有多可怕呢？孕婦一旦感染了寨卡病毒，這些病毒就會(huì)影響嬰兒的大腦神經(jīng)發(fā)育，導(dǎo)致生下的嬰兒容易出現(xiàn)小頭癥畸形，男人被感染后則會(huì)影響生育能力?！北R克博士介紹道，“蚊子生命力特別強(qiáng)，在很多極端氣候條件下都能見(jiàn)到它們的身影。它們的繁殖周期很短，從卵到成蟲(chóng)只需要一周多時(shí)間，繁殖能力也特別強(qiáng)，一只雌蚊一生只交配一次，但是可以產(chǎn)數(shù)百枚卵，所以只需要一個(gè)桌子大小的水洼地，一個(gè)夏天就能繁育出數(shù)不清的蚊子來(lái)。”

“真可怕，伊蚊會(huì)傳播瘧疾嗎？”小迪好奇地問(wèn)。

“不會(huì)，瘧疾是由瘧原蟲(chóng)引起的，而傳播瘧原蟲(chóng)的是瘧蚊?！北R克博士回答道，“我們實(shí)驗(yàn)室研究的主要是埃及伊蚊?！?/p>

“為什么要研究轉(zhuǎn)基因蚊子呢？難道沒(méi)有其他方式消滅蚊子嗎？”小迪問(wèn)道。

“當(dāng)然有。要大規(guī)模消滅蚊子，最常用的方法是噴灑殺蟲(chóng)劑。但是這些殺蟲(chóng)劑大多含有劇毒，如氯化物農(nóng)藥DDT，它的化學(xué)名稱(chēng)叫二氯二苯三氯乙烷，是瑞士化學(xué)家穆勒發(fā)明的，他還因此獲得了1948年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。不過(guò)，人們后來(lái)發(fā)現(xiàn)，DDT不僅對(duì)害蟲(chóng)有效，對(duì)益蟲(chóng)也毫不留情，給地球生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞。殺蟲(chóng)劑會(huì)在水和土壤中長(zhǎng)期存在，嚴(yán)重威脅人和動(dòng)物的健康，因此，大多數(shù)國(guó)家都已禁止使用這種劇毒殺蟲(chóng)劑。盡管后來(lái)人們又發(fā)明了低毒的殺蟲(chóng)劑，但是殺蟲(chóng)劑對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康的威脅仍然很大。比如，有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，全球75%以上的蜂蜜都至少含有一種殺蟲(chóng)劑。這些殺蟲(chóng)劑極有可能導(dǎo)致蜜蜂的滅絕，而含有殺蟲(chóng)劑的蜂蜜無(wú)疑也會(huì)對(duì)人類(lèi)健康造成潛在的威脅?！北R克博士說(shuō)。

小迪的爸爸唐博士接過(guò)話(huà)題說(shuō)：“我之前看過(guò)一則報(bào)道，20世紀(jì)70年代，世界衛(wèi)生組織的科學(xué)家曾到南亞一些地區(qū)開(kāi)展一項(xiàng)滅蚊實(shí)驗(yàn)，他們先用放射性物質(zhì)對(duì)蚊子的卵或幼蟲(chóng)進(jìn)行照射，這樣能讓一些雄蚊喪失生育能力。科學(xué)家專(zhuān)門(mén)挑選出這種不育雄蚊，計(jì)劃將這些不育雄蚊放飛到野外，讓它們與當(dāng)?shù)氐拇莆媒慌?，使?dāng)?shù)卮莆貌荒苷７庇蟠?，從而大幅減少蚊子種群的數(shù)量，以降低登革熱等傳染性疾病的傳播風(fēng)險(xiǎn)。不久，當(dāng)?shù)刂{言四起，說(shuō)這是外國(guó)政府在試驗(yàn)生化武器，被這些不育蚊子叮咬后，人也會(huì)喪失生育能力。最后，聽(tīng)信謠言的人異常憤怒，合力將科學(xué)家趕走了，這一科學(xué)實(shí)驗(yàn)也被迫中止?！?/p>

“科學(xué)家也真不容易呀，不僅要在科研上有所創(chuàng)新，還時(shí)常被一些造謠者中傷，被一些不明真相的民眾誤解?！毙〉细锌卣f(shuō)。

“是的，這明顯是由人們對(duì)前沿科學(xué)技術(shù)缺乏認(rèn)識(shí)導(dǎo)致的。核輻照不育技術(shù)在農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害防治方面發(fā)揮了重要作用，比如，在美國(guó)、巴西等國(guó)家，科學(xué)家利用這一技術(shù)，幫助當(dāng)?shù)剞r(nóng)民消滅了一些危害畜牧業(yè)的綠頭蒼蠅，效果很不錯(cuò)。不過(guò)，這項(xiàng)技術(shù)在控制蚊子的數(shù)量上效果并不好，主要是因?yàn)樾畚玫牟挥耘c核輻照劑量相關(guān)，核輻照劑量越高，雄蚊的不育性則越強(qiáng)。但是核輻照劑量過(guò)高，又容易導(dǎo)致雄蚊體質(zhì)虛弱。這樣的不育雄蚊被放飛到野外，往往得不到野生雌蚊的青睞，沒(méi)有交配就會(huì)死去，根本無(wú)法完成‘以蚊制蚊的任務(wù)?！北R克博士解釋道。

“那您研究的轉(zhuǎn)基因蚊子是怎么消滅野生蚊子的呢？”小迪問(wèn)道。

“我們研究的轉(zhuǎn)基因蚊子與核輻照不育蚊子的思路基本相同，都是讓不育的雄蚊與野生的雌蚊進(jìn)行交配，使其不能正常繁育后代。與核輻照不同的是，我們將一個(gè)致死基因轉(zhuǎn)入蚊子的蟲(chóng)卵中，這種致死基因會(huì)產(chǎn)生一種毒性物質(zhì)，讓幼蟲(chóng)中毒而亡。不過(guò)，這個(gè)致死基因是否產(chǎn)生毒性物質(zhì)，會(huì)受一種抗生素——四環(huán)素的控制。也就是說(shuō)，當(dāng)我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里給這些轉(zhuǎn)基因蚊子喂含有四環(huán)素的食物時(shí)，它們體內(nèi)的致死基因會(huì)受到四環(huán)素的抑制，不會(huì)產(chǎn)生毒性物質(zhì)，因此，轉(zhuǎn)基因蚊子能在實(shí)驗(yàn)室健康存活，并正常繁育后代。這樣，我們就能挑選出很多強(qiáng)壯的轉(zhuǎn)基因雄蚊，然后把這些轉(zhuǎn)基因雄蚊放飛到野外，讓它們與野生的雌蚊交配，產(chǎn)下攜帶致死基因的轉(zhuǎn)基因后代。由于野外環(huán)境缺乏四環(huán)素，轉(zhuǎn)基因后代體內(nèi)的致死基因會(huì)持續(xù)產(chǎn)生毒性物質(zhì)，毒性物質(zhì)會(huì)逐漸讓這些轉(zhuǎn)基因幼蚊中毒而死。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，大多數(shù)野生雌蚊就不能正常繁育后代了，這樣，當(dāng)?shù)氐奈米臃N群數(shù)量自然會(huì)大幅減少，從而達(dá)到‘以蚊制蚊的目的?！北R克博士詳細(xì)地講解起轉(zhuǎn)基因不育蚊子的原理。

小迪在基本了解了轉(zhuǎn)基因不育蚊子的工作原理后，繼續(xù)問(wèn)道：“原來(lái)是這樣，但是野外的蚊子數(shù)也數(shù)不清，需要多少轉(zhuǎn)基因雄蚊才能達(dá)到滅蚊的效果呢？”

“主要看實(shí)驗(yàn)區(qū)的面積大小和野生蚊子種群數(shù)量，面積越大，野生蚊子種群數(shù)量越多，需要的轉(zhuǎn)基因蚊子數(shù)量自然就越多。某些地區(qū)，有時(shí)需要幾百萬(wàn)只，甚至數(shù)千萬(wàn)只轉(zhuǎn)基因蚊子，才能達(dá)到控制野生蚊子種群數(shù)量的目的?！北R克博士說(shuō)。

“哇，竟然需要這么多轉(zhuǎn)基因蚊子，那怎樣才能培育出這么多轉(zhuǎn)基因蚊子呢？”小迪追問(wèn)道。

盧克博士回答道：“其實(shí)，培育轉(zhuǎn)基因蚊子是相對(duì)簡(jiǎn)單的。蚊子的繁殖速度非?？?，效率也非常高，只要培育出第一代轉(zhuǎn)基因蚊子，就能很快繁殖出數(shù)千萬(wàn)的轉(zhuǎn)基因蚊子。因此，最關(guān)鍵的是培育出第一代轉(zhuǎn)基因蚊子。我們?cè)O(shè)計(jì)了一種既實(shí)用又輕松的方法，就是將一個(gè)表達(dá)紅色熒光蛋白的基因與致死基因連在一起，轉(zhuǎn)入蚊子卵中，然后用紫外線(xiàn)照射，只要是能發(fā)紅色熒光的蚊子，就一定是轉(zhuǎn)基因蚊子?！?/p>

“哦，我想起來(lái)了，我們家的母鼠米琪所生的3只紅色熒光小鼠，應(yīng)該也含有紅色熒光蛋白基因，爸爸，對(duì)吧？”小迪轉(zhuǎn)頭看向爸爸，問(wèn)道。

“是的，小迪猜得沒(méi)錯(cuò)。那些小鼠的確含有紅色熒光蛋白，所以能在紫外線(xiàn)照射下，發(fā)出紅色的熒光。”唐博士一邊回答小迪，一邊問(wèn)盧克博士，“這是一個(gè)很好的設(shè)計(jì)，但是，怎樣驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因蚊子真的能夠減少野外蚊子的數(shù)量呢？”

“為了驗(yàn)證上述‘以蚊制蚊的策略是否有效，我們?cè)陂_(kāi)曼群島開(kāi)展了兩次轉(zhuǎn)基因蚊子的放飛試驗(yàn)。第一次放飛試驗(yàn)在一個(gè)10萬(wàn)平方米的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，放飛了近2萬(wàn)只轉(zhuǎn)基因雄性伊蚊。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，轉(zhuǎn)基因雄蚊在試驗(yàn)區(qū)雄蚊總?cè)郝渲姓?6%，在大約10%的幼蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn)了致死基因。這說(shuō)明，轉(zhuǎn)基因雄蚊能成功與野生雌蚊交配，這一比例足以抑制蚊子的種群。之后，科研人員又在一個(gè)面積約為16萬(wàn)平方米的區(qū)域內(nèi)開(kāi)展了第二次放飛試驗(yàn)，這次先后釋放了約330萬(wàn)只轉(zhuǎn)基因雄蚊。6個(gè)月后，該試驗(yàn)區(qū)內(nèi)的埃及伊蚊數(shù)量下降了80%?！北R克博士說(shuō)。

“我們還在馬來(lái)西亞、巴西等地開(kāi)展了類(lèi)似的試驗(yàn)。自2011年起，研究人員開(kāi)始與巴西的相關(guān)機(jī)構(gòu)合作，在巴西東北部進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因伊蚊的野外放飛試驗(yàn)。結(jié)果令人鼓舞，在放飛轉(zhuǎn)基因蚊子后，當(dāng)?shù)氐陌＜耙廖脭?shù)量也減少了80%以上。”盧克博士越說(shuō)越興奮，“最令人激動(dòng)的是，2014年4月，巴西國(guó)家生物安全技術(shù)委員會(huì)通過(guò)決議，允許我們?cè)诎臀鬟M(jìn)行商業(yè)注冊(cè)并使用轉(zhuǎn)基因蚊子技術(shù)，我們的產(chǎn)品也成為世界上首個(gè)獲得商業(yè)化應(yīng)用許可的轉(zhuǎn)基因昆蟲(chóng)。目前，首批轉(zhuǎn)基因蚊子工廠(chǎng)正在巴西建設(shè)，一旦投入生產(chǎn)，預(yù)計(jì)每周可培育200萬(wàn)只轉(zhuǎn)基因蚊子，有望對(duì)預(yù)防登革熱等蚊蟲(chóng)傳播的疾病發(fā)揮積極作用。”

“還有一個(gè)好消息，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局也批準(zhǔn)了我們的轉(zhuǎn)基因蚊子野外放飛試驗(yàn)，地點(diǎn)選擇在相對(duì)封閉的佛羅里達(dá)群島，以觀察轉(zhuǎn)基因不育雄蚊的滅蚊效果。佛羅里達(dá)也是蚊蟲(chóng)肆虐的地方，希望野外放飛試驗(yàn)?zāi)芎芸烊〉脻M(mǎn)意的結(jié)果?！北R克博士補(bǔ)充道。

“據(jù)我所知，除了牛津大學(xué)開(kāi)發(fā)的這種轉(zhuǎn)基因不育伊蚊外，世界上還有很多研究機(jī)構(gòu)也在研制不同功能的轉(zhuǎn)基因蚊子，其中抗瘧疾的轉(zhuǎn)基因蚊子是研究熱點(diǎn)。目前，美國(guó)、中國(guó)、巴西、日本等國(guó)家的科研人員相繼研制出抗瘧疾的轉(zhuǎn)基因蚊子，有些轉(zhuǎn)基因蚊子體內(nèi)含有抗瘧疾基因，讓傳播瘧疾的瘧原蟲(chóng)在蚊子體內(nèi)難以成活，從而達(dá)到控制瘧疾的目的。相比登革熱，瘧疾對(duì)人類(lèi)的危害更大。一旦抗瘧疾轉(zhuǎn)基因蚊子獲得成功，將有可能為人類(lèi)抗擊瘧疾帶來(lái)新的希望?！碧撇┦恳蔡崆白隽瞬簧僬{(diào)查。

“還有一個(gè)問(wèn)題，有些生態(tài)學(xué)家擔(dān)心，如果利用轉(zhuǎn)基因不育技術(shù)消滅了某種蚊子，可能會(huì)導(dǎo)致以蚊子為食的其他動(dòng)物滅絕，從而破壞生態(tài)平衡。”唐博士繼續(xù)說(shuō)。

“這樣的擔(dān)心，我們?cè)谘邪l(fā)過(guò)程中也有考慮：一是，我們培育的轉(zhuǎn)基因不育蚊子只是針對(duì)特定種群的野生蚊子，比如傳播病毒的埃及伊蚊，而大多數(shù)其他種屬的蚊子并不會(huì)受到影響；二是，這種特定種群的野生蚊子并不會(huì)全部被消滅，只是種群數(shù)量會(huì)下降到一個(gè)危害極小的水平，因此人們擔(dān)心的生態(tài)問(wèn)題基本不會(huì)出現(xiàn)?！北R克博士回答道。

“我希望將來(lái)有越來(lái)越多的‘好蚊子，這樣我就不用再害怕蚊子了。”小迪冒出一句，逗樂(lè)了大家。

“哈哈！如果你們?cè)敢猓铱梢再?zèng)送一些轉(zhuǎn)基因不育蚊子給你們，祝你們的‘神奇動(dòng)物世界早日建成，而且希望我能有機(jī)會(huì)前去參觀?！北R克博士說(shuō)道。

兩個(gè)多小時(shí)很快就過(guò)去了，盧克博士還有一個(gè)會(huì)議要參加，唐博士代表全家對(duì)盧克博士表示了感謝。他們告別盧克博士，驅(qū)車(chē)離開(kāi)了牛津大學(xué)。