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作為一個怪獸愛好者,剛剛接到這個任務時我是很興奮的。畢竟,這只原本起源于日本特攝片,最后隨著20世紀末讓·雷諾主演的好萊塢影片而風靡全球的怪獸,已經(jīng)成了N代人的童年美好回憶了——當然,也可能是噩夢。
不過,我們項目小組的老板老羅卻并不這么認為。據(jù)說支持這次項目的神秘投資人(他自稱X先生),不知道出于什么樣的目的或者是惡趣味,要制造出一只“原汁原味”的哥斯拉,放在他的私人莊園里當寵物——不能拿恐龍什么的來濫竽充數(shù),還必須有噴射能量光柱之類飛行道具的能力。盡管X先生極度夸獎我們項目小組在“制造非正常生物”方面的潛能,盡管他提供的資金異常豐厚,但是考慮到實驗難度、危險性以及其結(jié)果的可控性,老羅幾乎要拒絕這單生意。
然而,不知道出于什么原因,老羅最終向X先生妥協(xié)了。于是才有了下面這個堪稱奇葩的哥斯拉制造計劃。
哥斯拉簡史
哥斯拉誕生于20世紀50年代的日本,興許源自于二戰(zhàn)之后日本民眾對長崎與廣島兩枚原子彈爆炸的恐懼(另一說是源自于第五福龍丸事件),哥斯拉一般被描寫為因核爆炸而出現(xiàn)的巨大怪獸。從1954年日本東寶株式會社制作的初代哥斯拉電影開始,這頭身高幾十米,形如巨大蜥蜴,直立行走,刀槍不入又無堅不摧的怪獸經(jīng)常在大銀幕、電視機甚至漫畫、游戲上頻頻亮相,在全球擁有數(shù)以千萬計的粉絲。娛樂廠商甚至想盡各種噱頭,讓它和其他世界聞名的怪獸(如金剛)對打,以滿足觀眾們的獵奇心理。
而我們的金主爸爸×先生,很可能也是一位家里有礦的哥斯拉狂熱擁躉。而他讓我們制造的這只哥斯拉,大概算是哥斯拉系列電影最昂貴的周邊吧。
靠科技,還要靠變異
考慮到這次要制作的生物體積過于巨大——歷代哥斯拉身高從50到100米不等,重量則是以萬噸計算。而現(xiàn)有地球上最大的動物藍鯨,也不過體長30多米,體重僅有數(shù)百噸。我們先不考慮哥斯拉的身高體重比是否違背物理學原理,單說這樣的龐然大物,就很難通過直接改造現(xiàn)有某種生物來實現(xiàn)。
不過,哥斯拉系列影片倒是給我們提供了一個不錯的思路,我們也許無法利用精準的定向技術改造出一只哥斯拉,但是如果我們也像影片中一樣,制造一個相對封閉,并且充滿輻射的環(huán)境,以某種動物為藍本,讓它在這個環(huán)境中通過基因突變,最后“變”出一只哥斯拉來呢?
能夠迅速造成DNA變化的輻射,主要是電離輻射。通過高頻紫外線誘變育種就是利用了紫外線電離輻射對生物DNA產(chǎn)生的改變作用。當然,紫外線誘變相對安全可控,但是對急于想看到成果的X先生來說,這種方法顯然太慢了。于是,X先生豪氣地大手一揮,咱們要不也像1998版《哥斯拉》電影那樣,爆破一顆氫彈,或者像《綠巨人》里面那樣,直接整一個y炸彈出來?咱不差錢!
這個提議把大家嚇了一跳,老羅好說歹說,終于說服了X先生,采用了一個進度比紫外線誘變更快,同時,相對氫彈或者y炸彈更安全的折中方案——我們制造一個小型的裂變反應堆,控制反應堆產(chǎn)生的輻射強度,誘發(fā)DNA變異,制造出哥斯拉。
在超級英雄界有句俗話叫“富人靠科技,窮人靠變異”,而我們這次的項目,雖然聽起來很不靠譜,但既有金主爸爸的海量經(jīng)費兜底,又有“變異”實驗思路加成,應該能夠成功吧?
哥斯拉
——巨大化的海鬣蜥
首先是實驗原型動物的選擇。大家都知道,哥斯拉的外表是一只大蜥蜴,但是究竟選擇哪一種蜥蜴呢?
經(jīng)過了大半天的激烈討論,大家初步認可了選擇海鬣蜥作為藍本,之所以做出這個選擇,我們的理由是很充分的。
首先我們要知道,當一個動物巨大到一定程度時,它就不可能完全在陸地上生活,否則它自身巨大的重量會把它的身體壓垮?,F(xiàn)在地球上最大的陸生動物非洲象,身長最多4米左右,體重也僅僅只能達到10噸。這個身長和體重,遠小于平均體長近20米,體重40多噸的灰鯨。而灰鯨,在海洋生物的個頭和重量排行中,僅僅位列第十。因此,我們?nèi)绻霸臁背鲆恢唤】档母缢估?,可不能讓它成天待在陸地上,它必須有在海里生活的能力。而海鬣蜥,正是世界上唯一能適應海洋生活的鬣蜥。它可以像魚類一樣,在海里自由自在地游弋。這一特性如果在它變異成哥斯拉后能夠保存下來,那么我們就不用擔心哥斯拉巨大的體重在陸地上把它壓垮了。
其次,海鬣蜥雖然外表猙獰恐怖,性格卻出乎意料地溫和。它們以海藻素食為主,平時最喜歡懶洋洋地趴在沙灘上,并沒有多少的攻擊性。出于安全性考慮,我們希望它們在變異成哥斯拉后,這些性格多少能夠保留。
除此之外,海鬣蜥身體具有伸縮性,身體大小會隨著外界環(huán)境而改變。當它所在地區(qū)食物來源減少時,海鬣蜥的長度也會隨之減少,以降低自身消耗;當食物來源恢復正常,海鬣蜥則會迅速增加其身長。而這一特性其實是有可能在它基因變異時得到強化,從而讓它體積變得更大。
當然,大家心照不宣的最重要的理由,其實是我們那位神秘的投資人X先生,在會場上第一眼看到海鬣蜥的照片時,就激動地拍著桌子:“就是它了,這個樣子就是我心目中的哥斯拉。”
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電離輻射造成的DNA變異
電離輻射包括高能電磁波(主要是高頻段紫外線、X射線以及y射線),同時有a射線、β射線、中子等高能粒子流。電離輻射造成DNA變異的原理,主要是巨大能量的輻射通過電離作用破壞了細胞分子問的化學鍵,從而造成分子結(jié)構(gòu)變化或者出現(xiàn)自由基。而這種變化與破壞是不局限于DNA的,只是當個體足夠幸運時,能夠通過自身修復功能存活,而保留受到變化的DNA。
海鬣蜥
學名Amblyrhynchus cristatus,又名加拉帕戈斯海鬣蜥或鈍鼻蜥,是出沒在科隆群島的鬣蜥科物種。海鬣蜥共有7個亞種。成年雄性平均體長75厘米,體重1.5千克,雌性平均體長60厘米,體重0.5千克,而最長的可達150厘米以上。它擁有在海中生活及覓食的能力,主要以海藻及其他水生植物為食。
裂變反應堆
核能工業(yè)中最重要的裝置之一,通過可控核裂變的鏈式反應,釋放出巨大能源。其主要副作用就是核反應堆的燃料,以及在運行過程中的裂變反應,會產(chǎn)生具有傷害性的輻射。因此需要在反應堆外建造屏蔽層,以屏蔽輻射。
屏蔽層
裂變反應堆在運行時,會產(chǎn)生大量的中子和y射線輻射,而其停止運行時,也會產(chǎn)生y射線輻射。為了防止反應堆附近的工作人員和公眾受到放射性輻射危害。在裂變反應堆的結(jié)構(gòu)設計中,必須設置屏蔽層,將輻射降低到危害人體健康的劑量水平以下。建造屏蔽層的材料通常選擇鋼、鉛、普通混凝土和重混凝土。
斗笠島開放實驗室
接下來是實驗場地的建造了。按照慣例,這類充滿輻射的實驗場地,必須是遠離人類的沙漠深處或者荒島之上。但是考慮到哥斯拉必須靠海的原則,可供我們選擇的就只剩下大洋中的荒島了。我們最終選擇了南太平洋上一個不知名的荒島作為實驗場所。這個小島的緯度與海鬣蜥原本的棲息地科隆群島差不多,而且遠離國際海運航線,也幾乎不會有遠洋捕撈船隊經(jīng)過這里,既安全又隱蔽。
而它的地形也很不錯,是一個直徑不到兩公里的近圓錐形島嶼,島嶼中央有高高聳立的小山,山頂與島嶼最低處海灘落差將近50多米。我們在島上沒有發(fā)現(xiàn)任伺大型動物,植物也只有稀稀拉拉的椰樹和一些蕨類植物,這樣可以把其他生物對實驗造成的不確定性降到最低。
更絕的是,在離這個小島不到5海里處,還有另一個地勢平坦的荒島,非常適合我們作為臨時后勤與觀測基地,這可真是一個近乎完美的實驗場所。我們把它命名為斗笠島。
為了確保萬無一失,X先生再一次動用了他的能量。在打了幾個電話之后,他信誓旦旦地保證最近至少三個月內(nèi),附近海域不會出現(xiàn)任何其他人類,而實驗后續(xù)收尾工作,也自會有專業(yè)人士來解決,我們只需安心地為他制作出哥斯拉即可。
說干就干,我們開始把斗笠島改造成合格的開放性實驗室。首先是在島中心的山頂建造了一個小型裂變反應堆,這個反應堆在之后的實驗中,會作為輻射源。然后,我們用鉛與混凝土為材料制作了若干層屏蔽層,把整個反應堆罩了起來,屏蔽層的屏蔽強度可以通過遠程控制進行調(diào)節(jié)。之所以這樣做,一是為了通過屏蔽層的關閉控制反應堆輻射強度,二來也是為反應堆提供保護,防止變異后哥斯拉破壞反應堆,造成難以估量的結(jié)果。
建造好裂變反應堆與屏蔽層之后,整個實驗場地的改造工作其實就完成了一大半。接下來我們在島上安裝了大量用于監(jiān)控觀測的攝像頭,以及處理某些突發(fā)狀況的無人機之后,實驗就可以開始了。
失敗的初次實驗
我們向斗笠島上投放了第一批其49只海鬣蜥,以及足夠它們吃好一陣的食物。然后到另一個島上的觀測基地里開始觀察。
反應堆開始運作。一開始,我們通過調(diào)節(jié)屏蔽層的屏蔽強度,把斗笠島上的輻射量控制在0.25希沃特。人體在這個劑量的輻射下,會受到不可逆轉(zhuǎn)的傷害,但還不至于立即致死。我們想通過較低的輻射,觀察一下是否會有變異的反應。然而一天過去了,海鬣蜥似乎沒有多大變化,除了它們每一只似乎都提不起什么精神之外。不過這也可能是海鬣蜥們作為冷血動物的本能。于是,在X先生的催促下,我們調(diào)大了輻射劑量。當劑量上升到1.2希沃特時,海鬣蜥們似乎變得不太對勁:其中一些變得焦躁不安,互相攻擊;另一些試圖逃離斗笠島,卻在海水中沒游出多遠便失去了行動力,變成一具具尸體;還有少數(shù)的幾只,甚至在身體表面出現(xiàn)了肉眼可見的傷痕,如果它們可以撐過去的話,搞不好真的能夠開始變異。可惜的是,當輻射值上升到將近2希沃特時,它們最終還是全部死亡。
總之,第一次實驗,徹底失敗。
“樣本數(shù)還是不夠!必須加大投放量,這個我可以搞定!”X先生氣急敗壞地在我們觀測基地臨時搭建的會議室里拍著桌子。然而所有人的臉色都很難看,海鬣蜥雖然不算是瀕危物種,但在世界自然保護聯(lián)盟(IUCN)發(fā)布的紅色名錄中也被列為易危(VU)等級,同時在《華盛顢公約》中也被列為Ⅱ級保護動物,在全球總共也不到十萬只。要我們一次次眼睜睜地看著這么多海鬣蜥因為一個莫名其妙的項目而死去,大家心里都不好受。
然而老羅再一次向X先生妥協(xié)了,他同意把第二次樣本數(shù)提升10倍,但僅此一次,如果再次失敗,這個項目將宣告終止。
第二批500只海鬣蜥被無人機投放到了斗笠島上——整個投放過程就持續(xù)了將近一天。這次,海鬣蜥們滿滿地擠了一沙灘,再也沒有第一次實驗的樣本們那樣的愜意了。也許對陌生環(huán)境感到不適,也許彼此之間充滿不安全感,這次的海鬣蜥顯得比它們的前輩們警惕得多。它們不再懶洋洋地趴在沙灘上曬太陽,而是部分開始嘗試往海里游去,另一部分則返身爬向島嶼中央。
反應堆再次開始運行,斗笠島上的輻射值再次上升到1希沃特以上時,許多海鬣蜥開始躁動了起來。輻射值繼續(xù)上升,直到到達2.5希沃特,盡管在這過程中,海鬣蜥還是死去了絕大部分。而剩下不到20只的海鬣蜥,行動雖然放緩,但正在以肉眼可見的速度發(fā)生著變化——它們撐過了受到輻射傷害,身體最虛弱的階段,正在恢復健康。而我們也停止了輻射,給它們充足的修養(yǎng)時間。
之后我們對第二次實驗進行分析,這次能夠出現(xiàn)接近4%的幸存者,除了樣本數(shù)量更大之外,大概還是與海鬣蜥的習性有關。盡管海鬣蜥是一種溫和的動物,但是它們天性膽小、警覺性高。動物學者們曾經(jīng)針對海鬣蜥做過一個實驗,在實驗中他們追逐一群海鬣蜥長達十多分鐘,使它們一直保持警戒狀態(tài),之后馬上對這群海鬣蜥進行血樣采集,與沒有受到人類驚嚇的海鬣蜥血液進行對比,發(fā)現(xiàn)受到驚嚇的海鬣蜥體內(nèi)的皮質(zhì)類固醇濃度遠高于后者。皮質(zhì)類固醇在抵抗炎癥、強化免疫系統(tǒng)以及維護結(jié)締組織等方面具有功效。而我們投放的第二批海鬣蜥實驗樣本,從一開始就處于緊張狀態(tài),它們體內(nèi)一定分泌出了大量的皮質(zhì)類固醇,這讓它們能夠在一定程度上抵抗輻射傷害,修復自身的肌體。
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輻射的傷害計量
為了描述輻射所致機體健康危害的大小,定量地評價輻射照射有可能導致的風險的大小,國際輻射防護組織在輻射防護評價中引入了輻射有效劑量的概念。計量輻射的原有單位為雷姆,全稱為人體倫琴當量(Roentgen Eguivalent Man),符號為rem。后來這一單位被希沃特(Sivert,Sv)取代,新單位是以瑞典著名的核物理學家希沃特的名字命名的。新舊單位換算標準為1希沃特=100雷姆。
地球上普通人受到的累計輻射平均值為每年2.4毫希沃特,如果人體瞬間接受輻射量超過250毫希沃特,就會對身體造成不可見的傷害,超過2希沃特則有巨大的致死可能,超過6希沃特而未經(jīng)適當醫(yī)護,死亡率為百分之百。
世界自然保護聯(lián)盟(IUCN)
英文全稱Intemational Union for Conservation ofNature,是世界上規(guī)模最大、歷史最悠久的全球性非營利環(huán)保機構(gòu),也是自然環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展領域唯一作為聯(lián)合國大會永久觀察員的國際組織。1948年在法國楓丹白露成立,總部位于瑞士格朗。聯(lián)盟會定期發(fā)布世界自然保護聯(lián)盟瀕危物種紅色名錄,評估數(shù)以干計物種的絕種風險。
《華盛頓公約》
又叫瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約,因為于1973年6月21日在美國首都華盛頓所簽署,所以世稱:華盛頓公約。該公約旨在規(guī)范約束野生動物國際貿(mào)易,從而保護野生動植物族群的生存與繁衍。
本生燈
科學實驗室常用的高溫加熱工具之一。以德國化學家羅伯特·威廉本生的名字命名,實際上是由他的助手彼得·迪斯德加改良以往的煤氣燈設計而成。在本生燈發(fā)明前,煤氣燈因為煤氣燃燒不完全,所以火焰看起來很明亮,但溫度卻不高。而本生燈通過特殊的氣體供應管設計,使空氣與煤氣能夠以3:1的比例充分燃燒,火焰溫度最高可達1500℃。
低配版哥斯拉
接下來的半個月,參與項目的所有同事們,全都面無人色地通過監(jiān)視器屏幕見證了一場修羅地獄。經(jīng)過核輻射洗禮的17只幸存者,身體都發(fā)生了不同程度、不同性質(zhì)的改變:有的皮膚潰爛結(jié)疤;有的背上長出了惡心的腫瘤;有的多生出了一只腳;甚至還有一只居然長出了類似肉翅一樣的東西。它們的性格似乎也因為這場無妄之災而發(fā)生了巨大的變化,每一只都變得暴虐、好斗。盡管無人機每天定時投放下足夠的食物——它們以往最愛吃的海藻。但它們的食譜已經(jīng)改變,對素食不感興趣。僅用了一周時間,這17只海鬣蜥就吞噬掉了其他400多具同類的尸體。在這過程中,有幾只變異海鬣蜥的體型明顯比之前大了很多倍。其中最大的一只,體長大概已經(jīng)接近5米左右,而它背上,已經(jīng)長出了猙獰可怖的刀狀凸起。
接下來,這17只海鬣蜥開始互相攻擊。這是一場殘酷的競賽,勝者吞噬掉敗者的尸體。直到島上只剩下一只怪獸——正是我們之前所提到的那只。而此時,目測它的體長已經(jīng)超過了8米,而且它在這幾天的生死搏殺中,也的確學會了直立行走,有了出色的狩獵技巧。
這就是我們項目得到的最終結(jié)果——一只體長與體重都不達標,而且也不會噴射出高溫熱流的低配版哥斯拉。
最終的結(jié)局
經(jīng)過將近整整一個月的折騰,同事們紛紛被斗笠島上那重口味的一幕幕惡心壞了,說哪怕加再多的錢也不愿意繼續(xù)這個項目了。不過X先生這次倒是沒有生氣,實驗最終結(jié)果雖然沒有完全達到他的預期,但是看“迷哥”(X先生給他這只新寵物起的名字,意為迷你哥斯拉)的狀況,只要繼續(xù)給它投喂足夠的食物,它的個頭應該還能繼續(xù)增大。至于噴射熱流的能力,X先生動用他的能量,聯(lián)系了另外一個來自泰國的“非正常生物醫(yī)美公司”,那個公司給他提出的解決方案是通過外科手術,在“迷哥”體內(nèi)的胃袋旁邊設置一個類似沼氣池的裝置,然后在食道旁邊開辟一個通往體外,類似本生燈結(jié)構(gòu)的噴口。這樣“迷哥”可以通過胃袋里食物發(fā)酵產(chǎn)生甲烷氣體,再通過噴口噴射出來。
對于這個解決方案,老羅不置可否,只希望X先生能夠快點把這個項目通過驗收。而X先生在將斗笠島上被麻醉的“迷哥”捕獲上自家的私家游艇后,向我們慷慨承諾,盡管我們的項目成果沒有完全達到他的要求,但他還是會在一周內(nèi)結(jié)清尾款,畢竟他不缺錢。
然而,X先生從此銷聲匿跡,項目尾款再也沒有收到。
為這件事,老羅哀嘆了幾個月,說又遇到了騙子甲方,害他這個項目虧了一大筆錢。
我只能拍拍他的肩膀,安慰他要把人往好處想。興許是X先生在運送迷哥的過程中,船毀人亡呢?
老羅憤憤地說,不可能,甲方?jīng)]一個好東西。
與可以定向改變生物基因的CRISPR技術不同,我們這個實驗,采取的是通過電離輻射對生物基因產(chǎn)生誘變的思路。相比針對微觀層面進行操作的CRISPR技術,單從技術難度來說,基因誘變難度更低。之前我們提到的紫外線育種,以及以前炒得火熱的“太空水稻”“太空種子”,都屬于這一范疇。
其實通過電離輻射進行基因誘變育種,僅僅是誘變育種方法之一。我們還可以選擇化學誘變劑引發(fā)堿基改變,使DNA復制發(fā)生配對上的錯誤從而產(chǎn)生新的變異個體。除此之外,還有氦氣常壓室溫等離子體誘變技術等。而我們之所以選擇用裂變反應堆進行輻射誘變,主要原因還是為了趕時間,通過這種方式,可以最快地得到實驗結(jié)果。當然,有利則有弊,其負面效應就是實驗結(jié)果的不可控性與危險性更大。
所以我們這個基因誘變項目的難度,其實在于宏觀層面的流程控制,因為通過輻射產(chǎn)生基因變異,實現(xiàn)起來雖然簡單,但是誘變所產(chǎn)生的變異方向都是隨機的。如何在海量變異樣本中,篩選出符合要求的變異特性,并讓這個變異特性能夠穩(wěn)定遺傳,這中間需要經(jīng)歷的過程,其實堪稱“玄學”了。
而且對于基因誘變的輻射強度控制,同樣也是一門學問。強度過小沒有效果,而強度過大,則會導致實驗樣本的大量死亡。從這個角度來說,我們僅僅通過兩次實驗,付出幾百個實驗樣本的代價就得到最終結(jié)果,實屬幸運了。