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生物知识:生物安全、生命科学和生物技术

发表时间:2019/8/14 0:03:24  
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克隆、转基因、生物安全三个滚烫的词汇,在每天的新闻媒体中都能见得到。但它们的具体意思,别说公众缺乏明确的认识,就是在生物科学界也未必有一致的理解。我想从自己的研究工作的角度试图对这些问题进行某些解释,实际上是把这些问题提出来,希望和大家共同进行探讨。对于这三个概念,我想从四个方面来谈:


一是生命科学和生物技术

二是发育生物学的主要问题

三是把克隆技术和转基因纳入到发育生物技术的范围中去讨论

四是生物安全性。 


生物安全


目前美国的1/3的玉米、1/2的大豆和棉花都是转基因的产品,这么发达的国家不但不怕,而且从中看到重要的应用前景,我们是第三世界国家,每天有13亿人要一日三餐,需要非常多的粮食,转基因技术有助于解决那时的吃饭穿衣问题;克隆也许可以使得物质生命永远延续下去,但要复制一个腰缠万贯的商人或一个国家的君主,永远左右整个世界政治和经济,根本不可能,人们也用不着担心将来会克隆出成批的希特勒使世界毁于一旦。


什么是“生物”,大家都知道,什么是“安全”?大家更知道,如安装防盗门是为了家庭安全。但是把“生物”和“安全”两者结合在一块,该如何理解?这里所谓生物安全主要是指通过克隆、转基因等生物技术的操作,改变原来的生物体,看它是否安全。首先从生态上讲,它是否安全;第二从遗传上讲,它是否安全;把它作为食物、作为药物的话,应用上是否安全。我想展开一下谈自己的看法。


新物种的产生和旧物种的消亡的自然演替过程从未间断过,在人类社会出现之前,物种的产生和消亡一直存在。不是因为有了人类活动之后,才有物种的消亡。不要一听到“物种消亡”就惊慌失措。这是我谈的第一个观点。


第二个观点是人的活动确实对生态环境严重影响,干扰了自然演替的过程,加速了某些物种的消亡。大江大河上大坝的建立,阻断了鱼和一些生物的回游通路,对它们的生存非常不利。比如我国长江里有110多种我国特有的物种,其中有40多种是在长江的干流区段,有6种属于国家一级和二级保护动物。就拿大家所共知的白鳍豚来说,在20世纪80年代考察还有500多头,到了90年代只剩下100多头。前年,有关部门组织了全江段的同步考察,结果只看到5头,据估计现存量在百头之内了。这个物种的消亡,已经是近在眼前了。这说明人类的活动对某些物种的消亡产生很大影响。因此,尽量减低人为活动对物种消亡的影响是十分重要的。


第三个观点是转基因生物,即通过遗传改造的生物体,要重视和研究它对生态系统的影响。究竟应如何看待转基因?实际上,通过转基因技术对生物体进行改造是科学的进步,是科学发展的必然结果。物理学的深入研究,导致对人造物质存在形态的新塑造,如冷聚变、热聚变、超导等等;化学的进步,合成了大量新型分子,大大改变了人们的现实生活。生物界实际上在自觉不自觉地改造着。比如花粉的传播,有什么力量能阻止一种植物的花粉传播给另一种植物?这种传播是否产生影响,又有谁能够干预?这是自然存在的,遗传改造。转基因只不过是在人工预先设计的情况下所进行的这种改造而已。所有生物物种都经历着不同程度、不可预测的改造过程。相反,转基因对生物体的改造是可以预测、可以用实验进行分析和可以控制的,可以做到兴利除弊,造福人类


我国在转基因研究方面,有很好的基础。从1981年算起,通过20多年的时间,目前美国的1/3的玉米,1/2的大豆和棉花都是转基因的产品。这么发达的国家不但不怕,而且从中看到重要的应用前景。我们是第三世界国家,每天有13亿人要一日三餐,到了2030年,我国人口达到16亿的高峰年时,将来世界会有90亿人口,需要非常多的粮食。转基因技术有助于解决那时的吃饭穿衣问题。


最后一点,关于克隆的问题。克隆牛、克隆鱼人们好像没有更多的异议。现在有的科学家和医生宣称要克隆人,据说克隆的时间表也已经排出来了。到底人可不可以克隆?这在原理上讲是可以做到的,但技术上仍然存在效率低,会产生畸形等问题,而且克隆人还会遇到社会伦理的巨大障碍。从我们克隆转基因鱼的结果分析,克隆动物的线粒体DNA来自卵,而不是由细胞核供体提供的。因此,通过克隆百分之百地复制人是做不到的,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,通过克隆来同时复制一个人的物质生命和才能智慧是不可能的,也是做不到的。克隆也许可以使得物质生命永远延续下去,但要复制一个腰缠万贯的商人或一个国家的君主,永远左右整个世界政治和经济,根本不可能,人们也用不着担心将来会克隆出成批的希特勒使世界毁于一旦


关于转基因动物育种研究,目前还没有任何一个品系已经通过了安全审批,我国快速生长的转基因黄河鲤鱼已经通过了中试鉴定,正在按国家有关转基因生物安全管理条例进行释放实验,我们希望转基因黄河鲤鱼成为第一个为市场准入的养殖动物的转基因品系,希望社会各界人士来共同促进此事件成功


生命科学和生物技术


生物技术已不是生命科学的一个组成部分,可以说两者已经是一对孪生姊妹,而不是从属的关系


人们常说欧洲人特别是英国人是非常保守的,这也许是指他们对传统文化的尊重。实际上,他们在科学研究和科学管理上始终在创新。英国原来有四大政府扶持的研究基金会,即科学基金会、环境基金会、医学基金会以及农业与食品基金会。1993—1994年间他们进行了调整,把科学基金会的一部分和农业与食品基金会合并,成立了一个新的基金会BBSRC,即生物技术与生命科学基金会。可以说生物技术与生命科学已经是一对孪生姊妹,而不是从属的关系,生物技术已不是生命科学的一个组成部分。相应的,欧美不少大学设有生命科学与生物技术学院或生命科学与生物技术系。学科发展的这些变化和调整的确值得我们思考和参考。


什么是生命科学?这是非常有挑战性的实际问题。究竟生命科学包括哪些方面?我个人看至少有下几方面主要内容:


第一个问题是生命的起源与进化。宇宙大爆炸之后,地球的形成是较晚的事件。当时地球上没有水,更谈不上有生物。但是第一个或第一批简单的有机分子是如何逐渐产生的?有机分子是如何慢慢地演化,出现最原始的生物形态,直至当今社会,当今世界的如此漫长的进化是怎样发生的?实际上这些问题不仅属于生命科学,也构成了整个自然科学、哲学的基础。


生物多样性和生态系统,我觉得是生命科学的第二大问题。我们从首都机场出来,如果是冬天,就会看到道路两边都是干枯的树枝;如果是夏天,当然会看到浓郁的树叶,但两旁全是杨树,这应该说是十分单调的景观。这样的景观从生物多样性和生态系统的角度来看,是十分脆弱的。我们现在可以通过某种措施,推广优良品种,但只种一个品种,是不科学的,是危险的,因为缺乏生物多样性的话,单一的品种抵御病害和恶劣环境的能力是非常脆弱的,病害一旦发作起来往往是全军覆没。所以生物多样性不是简单的概念,它有十分重要的现实意义。在20世纪80年代初期我接待过一位英国朋友,他来之后不久就拉肚子,我们中国人说是“水土不服”,他吃了很多药,过了几天症状消除了,我问他是否好一点?他说的确好一点,但是他用非常惋惜的口吻对我说,他肚子里的大肠杆菌全被杀死了。这在我们看来,细菌被杀死了不是件好事吗?不,对他来讲,一个人从出生以后,肠道逐渐成为一个完善的生态系统,里面包括必要的微生物,把他们都杀死,必然会造成肠道生理活动的紊乱。自然生态系统大到地球、地球的生物圈,小到我们人体内的生态系统都非常复杂。


第三个问题,我想要谈的是遗传和发育,包括成熟和衰老等一系列生理过程,是生命科学的核心问题。复杂的生物系统进化都可以从个体化发育过程反映出来,而个体化发育的畸变又与现代医学联系在一起。最后一个问题是神经科学和意识形成,我想这是生命科学面临的新的、最大的挑战。世间什么东西最复杂呢?可能是整个宇宙,我们很难认识,再有就是我们人类—的大脑,也很难认识。


以上关于生命科学几大问题的介绍是否全面,供大家讨论。生命科学和生物技术是一对孪生的姐妹,那么生物技术究竟服务于哪些方面?我想生物技术发展到现在,与人们生活的每一个局部都有联系,首先涉及到衣食住行和健康,其次涉及国民经济的各个领域,再有就是涉及社会发展的三大制约因素(人口、资源和环境),生物技术对解决这三个瓶颈问题都将发挥重大作用。因此,生命科学和生物技术已经不以人的主观意志为转移地成为了新世纪的前沿科学和技术。这不是光从生物科学家嘴里讲出来的,已经逐渐得到社会的共识。

(此文刊登于2002年2月8日《科学时报》三版。2001年5月11日至12日,由中国科学院和北京市人民政府共同主办,由中国国际贸易促进委北京市分会和科学时报社承办的“科学家新世纪论坛”在北京人民大会堂开幕。中外著名科学家路甬祥、arry Kroto(英国萨塞克斯大学波诺学家、1996年诺贝尔化学奖获得者)、李国杰、李三立、匡廷云、朱作言、徐晓白、白春礼分别就21世纪科技发展趋势、信息科学技术、生物科学技术、新材料和环境保护等专题作精彩演讲。)

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