衛(wèi)榛天
達(dá)爾文曾經(jīng)說過,“直到時(shí)間之手把歲月的流逝標(biāo)示出來之前,我們看不到這些緩慢的進(jìn)化?!彼赡軟]想到的是,在100多年以后,人類自己撥快了動(dòng)物進(jìn)化的齒輪,以致于動(dòng)物的進(jìn)化隨時(shí)可見。
一只羊要突變出蜘蛛的D N A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。它們的外表沒什么改變,它們沒有八條腿,也不會(huì)織網(wǎng),不過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。
這并不是人類第一次主動(dòng)操縱動(dòng)物基因的突變。早在4萬年前,人類就已經(jīng)這么做了。當(dāng)時(shí)的人類開始馴養(yǎng)各種野生動(dòng)物,其中就包括狼。在4萬年的馴養(yǎng)過程中,人類有意或無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,例如聽到同類嚎叫的時(shí)候,自己也會(huì)跟著嚎叫。
讓狼變成狗花了人類大約4萬年的時(shí)間,不過在這期間,人類發(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,而且這一過程完全用不了4萬年的時(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想要的,所以人類得另尋創(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)入了人類的視野。
看到這,您或許會(huì)想:“克隆不是基因復(fù)制嗎?”沒錯(cuò),單單的克隆技術(shù)無法達(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。
克隆主要由一種叫做“體細(xì)胞核轉(zhuǎn)移”的技術(shù)來進(jìn)行的。這是一種怎樣的技術(shù)?簡單地講,就是科學(xué)家首先選中需要克隆的動(dòng)物,接下來把這動(dòng)物的體細(xì)胞核提取出來,然后轉(zhuǎn)移到已被去核的同類卵細(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,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。即使在人類長期的幫助下,它們目前的數(shù)量都還沒到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。
除了人類通過現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)主動(dòng)促進(jìn)動(dòng)物的進(jìn)化,人類不經(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)長的脖子,不過它卻有著跟灰熊(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。
根據(jù)現(xiàn)有的資料,科學(xué)家推測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?xiàng)⒂谀戏降幕倚芸梢浴氨鄙稀绷?,然后它們在某個(gè)地點(diǎn)相遇并交配,從而生出了灰北極熊。
然而故事還沒結(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)??茖W(xué)家通過DNA測試發(fā)現(xiàn)這只灰北極熊其實(shí)是第二代個(gè)體,也就是說它的雙親都是灰北極熊。一般來說,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,英國倫敦開始修建地鐵,一部分庫蚊(蚊子的一種)被留在地底。近來,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),地鐵下的庫蚊雖然在外表上跟地面的沒什么兩樣,但是它們的DNA卻與地面上的同類不同,以致于科學(xué)家如今正在爭論要不要把這些地底的庫蚊歸類成新的物種。
在其他國家的城市也發(fā)生了類似的事情。科學(xué)家發(fā)現(xiàn),生活在美國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)離城市的同類們則沒有這些基因;在美國的另一個(gè)州——內(nèi)布拉斯加州,生活在城市里的美國崖燕進(jìn)化出了更小的翅膀,這使它們更靈活,更能躲避來往的車輛和擋在前方的建筑;生活在波多黎各(屬于美國的自治邦)城市里的冠狀蜥蜴進(jìn)化出了更長的腿和更粘的腳趾,這使它們更容易在建筑上爬行;英國各大城市的大山雀進(jìn)化出了更長的鳥喙,以便從鳥類飼養(yǎng)人那里偷取食物。
人類其他的活動(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,人類狩獵大象主要為了獲取象牙,所以他們的目標(biāo)往往是長著大象牙的大象。由于生存壓力,一些大象不得已把“大象牙基因”從自己的基因庫中移除?,F(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)化沒了。在過去2 0年里,非洲國家贊比亞的南盧安瓜國家公園里(象牙偷獵者泛濫的地方)的無牙母象比例從10%上升到40%。
人類現(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。人類可以利用科學(xué)來滿足一己私欲,但也可以用來彌補(bǔ)自己的過錯(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的狩獵,在1995年,它們只剩下51只,不過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,進(jìn)化齒輪改變的好壞,很大程度上取決于人類自己。