生物知識:生物安全、生命科學和生物技術

發表時間:2019/8/14 0:03:24  
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克隆、轉基因、生物安全三個滾燙的詞匯,在每天的新聞媒體中都能見得到。但它們的具體意思,別說公眾缺乏明確的認識,就是在生物科學界也未必有一致的理解。我想從自己的研究工作的角度試圖對這些問題進行某些解釋,實際上是把這些問題提出來,希望和大家共同進行探討。對于這三個概念,我想從四個方面來談:


一是生命科學和生物技術

二是發育生物學的主要問題

三是把克隆技術和轉基因納入到發育生物技術的范圍中去討論

四是生物安全性。 


生物安全


目前美國的1/3的玉米、1/2的大豆和棉花都是轉基因的產品,這么發達的國家不但不怕,而且從中看到重要的應用前景,我們是第三世界國家,每天有13億人要一日三餐,需要非常多的糧食,轉基因技術有助于解決那時的吃飯穿衣問題;克隆也許可以使得物質生命永遠延續下去,但要復制一個腰纏萬貫的商人或一個國家的君主,永遠左右整個世界政治和經濟,根本不可能,人們也用不著擔心將來會克隆出成批的希特勒使世界毀于一旦。


什么是“生物”,大家都知道,什么是“安全”?大家更知道,如安裝防盜門是為了家庭安全。但是把“生物”和“安全”兩者結合在一塊,該如何理解?這里所謂生物安全主要是指通過克隆、轉基因等生物技術的操作,改變原來的生物體,看它是否安全。首先從生態上講,它是否安全;第二從遺傳上講,它是否安全;把它作為食物、作為藥物的話,應用上是否安全。我想展開一下談自己的看法。


新物種的產生和舊物種的消亡的自然演替過程從未間斷過,在人類社會出現之前,物種的產生和消亡一直存在。不是因為有了人類活動之后,才有物種的消亡。不要一聽到“物種消亡”就驚慌失措。這是我談的第一個觀點。


第二個觀點是人的活動確實對生態環境嚴重影響,干擾了自然演替的過程,加速了某些物種的消亡。大江大河上大壩的建立,阻斷了魚和一些生物的回游通路,對它們的生存非常不利。比如我國長江里有110多種我國特有的物種,其中有40多種是在長江的干流區段,有6種屬于國家一級和二級保護動物。就拿大家所共知的白鰭豚來說,在20世紀80年代考察還有500多頭,到了90年代只剩下100多頭。前年,有關部門組織了全江段的同步考察,結果只看到5頭,據估計現存量在百頭之內了。這個物種的消亡,已經是近在眼前了。這說明人類的活動對某些物種的消亡產生很大影響。因此,盡量減低人為活動對物種消亡的影響是十分重要的。


第三個觀點是轉基因生物,即通過遺傳改造的生物體,要重視和研究它對生態系統的影響。究竟應如何看待轉基因?實際上,通過轉基因技術對生物體進行改造是科學的進步,是科學發展的必然結果。物理學的深入研究,導致對人造物質存在形態的新塑造,如冷聚變、熱聚變、超導等等;化學的進步,合成了大量新型分子,大大改變了人們的現實生活。生物界實際上在自覺不自覺地改造著。比如花粉的傳播,有什么力量能阻止一種植物的花粉傳播給另一種植物?這種傳播是否產生影響,又有誰能夠干預?這是自然存在的,遺傳改造。轉基因只不過是在人工預先設計的情況下所進行的這種改造而已。所有生物物種都經歷著不同程度、不可預測的改造過程。相反,轉基因對生物體的改造是可以預測、可以用實驗進行分析和可以控制的,可以做到興利除弊,造福人類


我國在轉基因研究方面,有很好的基礎。從1981年算起,通過20多年的時間,目前美國的1/3的玉米,1/2的大豆和棉花都是轉基因的產品。這么發達的國家不但不怕,而且從中看到重要的應用前景。我們是第三世界國家,每天有13億人要一日三餐,到了2030年,我國人口達到16億的高峰年時,將來世界會有90億人口,需要非常多的糧食。轉基因技術有助于解決那時的吃飯穿衣問題。


最后一點,關于克隆的問題。克隆牛、克隆魚人們好像沒有更多的異議。現在有的科學家和醫生宣稱要克隆人,據說克隆的時間表也已經排出來了。到底人可不可以克隆?這在原理上講是可以做到的,但技術上仍然存在效率低,會產生畸形等問題,而且克隆人還會遇到社會倫理的巨大障礙。從我們克隆轉基因魚的結果分析,克隆動物的線粒體DNA來自卵,而不是由細胞核供體提供的。因此,通過克隆百分之百地復制人是做不到的,只有具生育能力的女性可以自我克隆除外。另外,才能和智慧具有重要的后天成分,通過克隆來同時復制一個人的物質生命和才能智慧是不可能的,也是做不到的。克隆也許可以使得物質生命永遠延續下去,但要復制一個腰纏萬貫的商人或一個國家的君主,永遠左右整個世界政治和經濟,根本不可能,人們也用不著擔心將來會克隆出成批的希特勒使世界毀于一旦


關于轉基因動物育種研究,目前還沒有任何一個品系已經通過了安全審批,我國快速生長的轉基因黃河鯉魚已經通過了中試鑒定,正在按國家有關轉基因生物安全管理條例進行釋放實驗,我們希望轉基因黃河鯉魚成為第一個為市場準入的養殖動物的轉基因品系,希望社會各界人士來共同促進此事件成功


生命科學和生物技術


生物技術已不是生命科學的一個組成部分,可以說兩者已經是一對孿生姊妹,而不是從屬的關系


人們常說歐洲人特別是英國人是非常保守的,這也許是指他們對傳統文化的尊重。實際上,他們在科學研究和科學管理上始終在創新。英國原來有四大政府扶持的研究基金會,即科學基金會、環境基金會、醫學基金會以及農業與食品基金會。1993—1994年間他們進行了調整,把科學基金會的一部分和農業與食品基金會合并,成立了一個新的基金會BBSRC,即生物技術與生命科學基金會。可以說生物技術與生命科學已經是一對孿生姊妹,而不是從屬的關系,生物技術已不是生命科學的一個組成部分。相應的,歐美不少大學設有生命科學與生物技術學院或生命科學與生物技術系。學科發展的這些變化和調整的確值得我們思考和參考。


什么是生命科學?這是非常有挑戰性的實際問題。究竟生命科學包括哪些方面?我個人看至少有下幾方面主要內容:


第一個問題是生命的起源與進化。宇宙大爆炸之后,地球的形成是較晚的事件。當時地球上沒有水,更談不上有生物。但是第一個或第一批簡單的有機分子是如何逐漸產生的?有機分子是如何慢慢地演化,出現最原始的生物形態,直至當今社會,當今世界的如此漫長的進化是怎樣發生的?實際上這些問題不僅屬于生命科學,也構成了整個自然科學、哲學的基礎。


生物多樣性和生態系統,我覺得是生命科學的第二大問題。我們從首都機場出來,如果是冬天,就會看到道路兩邊都是干枯的樹枝;如果是夏天,當然會看到濃郁的樹葉,但兩旁全是楊樹,這應該說是十分單調的景觀。這樣的景觀從生物多樣性和生態系統的角度來看,是十分脆弱的。我們現在可以通過某種措施,推廣優良品種,但只種一個品種,是不科學的,是危險的,因為缺乏生物多樣性的話,單一的品種抵御病害和惡劣環境的能力是非常脆弱的,病害一旦發作起來往往是全軍覆沒。所以生物多樣性不是簡單的概念,它有十分重要的現實意義。在20世紀80年代初期我接待過一位英國朋友,他來之后不久就拉肚子,我們中國人說是“水土不服”,他吃了很多藥,過了幾天癥狀消除了,我問他是否好一點?他說的確好一點,但是他用非常惋惜的口吻對我說,他肚子里的大腸桿菌全被殺死了。這在我們看來,細菌被殺死了不是件好事嗎?不,對他來講,一個人從出生以后,腸道逐漸成為一個完善的生態系統,里面包括必要的微生物,把他們都殺死,必然會造成腸道生理活動的紊亂。自然生態系統大到地球、地球的生物圈,小到我們人體內的生態系統都非常復雜。


第三個問題,我想要談的是遺傳和發育,包括成熟和衰老等一系列生理過程,是生命科學的核心問題。復雜的生物系統進化都可以從個體化發育過程反映出來,而個體化發育的畸變又與現代醫學聯系在一起。最后一個問題是神經科學和意識形成,我想這是生命科學面臨的新的、最大的挑戰。世間什么東西最復雜呢?可能是整個宇宙,我們很難認識,再有就是我們人類—的大腦,也很難認識。


以上關于生命科學幾大問題的介紹是否全面,供大家討論。生命科學和生物技術是一對孿生的姐妹,那么生物技術究竟服務于哪些方面?我想生物技術發展到現在,與人們生活的每一個局部都有聯系,首先涉及到衣食住行和健康,其次涉及國民經濟的各個領域,再有就是涉及社會發展的三大制約因素(人口、資源和環境),生物技術對解決這三個瓶頸問題都將發揮重大作用。因此,生命科學和生物技術已經不以人的主觀意志為轉移地成為了新世紀的前沿科學和技術。這不是光從生物科學家嘴里講出來的,已經逐漸得到社會的共識。

(此文刊登于2002年2月8日《科學時報》三版。2001年5月11日至12日,由中國科學院和北京市人民政府共同主辦,由中國國際貿易促進委北京市分會和科學時報社承辦的“科學家新世紀論壇”在北京人民大會堂開幕。中外著名科學家路甬祥、arry Kroto(英國薩塞克斯大學波諾學家、1996年諾貝爾化學獎獲得者)、李國杰、李三立、匡廷云、朱作言、徐曉白、白春禮分別就21世紀科技發展趨勢、信息科學技術、生物科學技術、新材料和環境保護等專題作精彩演講。)

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