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2024-10-09 06:27:25
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卡尔坎贝尔(Karl Campbell)是一位饱受坏工具困扰的工匠级专家ღ★★ღ,一个中等身材且肌肉发达的澳大利亚人ღ★★ღ,胡子五天没刮ღ★★ღ;坎贝尔眼睛炯炯有神ღ★★ღ,看上去时刻都在瞪着你ღ★★ღ,甚至会让你感觉到他一直在生气ღ★★ღ。只有当他的身体处于某种兴奋状态时ღ★★ღ,特别是在修理某些东西ღ★★ღ、建造某些东西或是杀死某些东西时ღ★★ღ,他才会微笑ღ★★ღ,显现得放松羞羞漫画首韩漫页免费现在阅读ღ★★ღ。
他的特长和他的使命是尽其所能地拯救濒危物种ღ★★ღ,并据此来推测出最有效的方法ღ★★ღ。这是一项艰苦的工作ღ★★ღ,他通过这种艰苦的工作挽救生命ღ★★ღ,通过某种类型的血清来防止不可逆转的生物灭绝事件ღ★★ღ。他会杀死山羊ღ★★ღ,老鼠以及很多由人类引进ღ★★ღ、却威胁到海岛生物生存的动物ღ★★ღ。但坎贝尔手头的那些工具——陷阱ღ★★ღ,远程步枪和毒药往往是残酷的ღ★★ღ,不仅作用范围有限ღ★★ღ,而且会滥杀无辜ღ★★ღ。例如ღ★★ღ,要利用这些工具从当地生态系统中彻底消灭大鼠ღ★★ღ,就会一同杀死很多物种ღ★★ღ。
即使是一个小岛的生态系统也相当复杂ღ★★ღ,事情并不总是遂人所愿ღ★★ღ。例如在2012年ღ★★ღ,当时坎贝尔在为一个名为岛屿保护(Island Conservation)的组织工作ღ★★ღ。在对加拉帕戈斯群岛一座陡峭的火山岛Pinzón Island上的老鼠进行下毒之前ღ★★ღ,坎贝尔先是捕捉了生活在岛上的60只加拉帕戈斯鹰ღ★★ღ,人们以为这样的话这些稀有猛禽就不会因为食用下毒的老鼠而中毒ღ★★ღ。但是几个星期后ღ★★ღ,当这些稀有猛禽被放回野外后ღ★★ღ,纷纷从半空中坠落ღ★★ღ。事实证明ღ★★ღ,加拉帕戈斯鹰所捕食的熔岩蜥蜴体内也含有相同的毒药ღ★★ღ。
坎贝尔现在正准备采取更加冒险的策略ღ★★ღ:在加拉帕戈斯群岛一座名为弗洛雷纳的70平方英里小岛上使用一种剧毒来彻底消灭老鼠ღ★★ღ。岛上曾有一种全身巧克力棕色ღ★★ღ、拥有着漂亮尾巴的小鸟ღ★★ღ,叫做弗洛里亚纳知更鸟ღ★★ღ。但因为老鼠吃鸟蛋和幼鸟ღ★★ღ,导致岛上的这种小鸟处于濒临灭绝的状态ღ★★ღ。一旦岛上的老鼠被消灭ღ★★ღ,这种小鸟的数量就能得到恢复ღ★★ღ。而消灭岛上老鼠的方法堪称地毯式轰炸ღ★★ღ:直升机将会洒下大约300吨掺有剧毒的谷物ღ★★ღ,足以杀死岛上的每一只老鼠ღ★★ღ。问题在于ღ★★ღ,岛上还有150位居民和他们养殖的农场动物ღ★★ღ。
在去年8月一个阳光明媚的周一上午ღ★★ღ,坎贝尔和我跳进当地一位农民克劳迪奥克鲁兹(Claudio Cruz)老旧的丰田陆地巡洋舰ღ★★ღ,前往弗洛里亚纳岛的高地ღ★★ღ。老鼠也不是农民的朋友ღ★★ღ,坎贝尔指着路边田地里的一些玉米说ღ★★ღ,其已经啮齿动物尖锐的牙齿咬掉了ღ★★ღ。克鲁兹将两个鲜红色的容器堆叠起来起来ღ★★ღ,其中一个是来自岛屿保护组织Island Conservation的礼物ღ★★ღ,一个是他自己买的ღ★★ღ。当剧毒谷物被洒下来时ღ★★ღ,这两个容器将被用于储存未受污染的动物饲料ღ★★ღ。岛屿保护组织还将为岛上的鸡ღ★★ღ,猪和马等家畜建造鸡舍ღ★★ღ,鸡舍和马厩ღ★★ღ。此外ღ★★ღ,岛屿保护组织会购买一些生活在猪圈之外的猪并定期进行屠宰凯发·k8(国际)官方网站ღ★★ღ,对其肝脏进行毒素检测ღ★★ღ。直到这些猪的肝脏没有任何问题之后ღ★★ღ,其他的家畜才能够重新在岛上放养ღ★★ღ。父母也需要看管好自己的孩子ღ★★ღ,以免他们误食了毒物ღ★★ღ。包括雀类和短耳猫等生活在岛上的动物ღ★★ღ,将会被捕捉送往岛外ღ★★ღ。坎贝尔预计ღ★★ღ,清理完成整个小岛需要10年时间ღ★★ღ,花费2600万美元ღ★★ღ。
这也是为什么坎贝尔开始推动开发更加精确和有效工具的相关研究ღ★★ღ,你可能不会将其与爱好自然的自然保护主义者联系起来ღ★★ღ。未来某一天ღ★★ღ,称为基因驱动的自我延续合成基因机器可能改变的不仅是一个基因或一个老鼠或一群老鼠ღ★★ღ,甚至会改变老鼠ღ★★ღ、蚊子ღ★★ღ、蜱或任何生物的整个物种ღ★★ღ。而且这种生物技术在消灭这些有害生物的过程中没有任何血腥行为ღ★★ღ。因此ღ★★ღ,在过去的几年时间里ღ★★ღ,坎贝尔一直将他工作的时间分为两块ღ★★ღ,除了继续用老办法消灭有害生物ღ★★ღ,此外还向全球的生态学家ღ★★ღ,伦理学家和潜在捐助者推广基因驱动方法羞羞漫画首韩漫页免费现在阅读ღ★★ღ。坎贝尔的热情并不孤单ღ★★ღ。从美国军方研究机构到盖茨基金会再到新西兰政府机构都在把基因驱动作为解决疟疾ღ★★ღ,莱姆病ღ★★ღ,物种灭绝等棘手问题的解决方案ღ★★ღ。但是这些方法还存在另一个潜在的严重问题ღ★★ღ:它们可能会以无意和无法阻止的方式改变相关物种ღ★★ღ,种群和整个生态系统ღ★★ღ。
琳达卡约(Linda Cayo)是加拉帕戈斯群岛恢复计划中伊莎贝拉岛项目(Project Isabela)的项目协调员ღ★★ღ,在20世纪90年代后期曾在坎贝尔手下进行实习ღ★★ღ,她回忆说他的一项美德是“坚韧的部队作风”ღ★★ღ。坎贝尔曾在澳大利亚陆军后备队中服役ღ★★ღ,会开枪和修理车辆ღ★★ღ。他能够花上几个星期的时间在马拉维追捕羚羊偷猎者ღ★★ღ。他非常适合在岛上工作的要求ღ★★ღ:他的大拇指在野外工作中被割开ღ★★ღ,就直接让一个朋友在田间缝合;还有一次ღ★★ღ,他从一个偏远的火山地区回来ღ★★ღ,脚上的大部分皮都被磨掉了ღ★★ღ。他也懒得提及ღ★★ღ。
也许是因为对自身舒适生活的鄙视ღ★★ღ,坎贝尔在加拉帕戈斯群岛严酷的火山景观以及多种多样的野生动物间茁壮成长ღ★★ღ。不得不说人类具有破坏一切的天赋ღ★★ღ,幸运的是发现这些火山岛的时间足够晚ღ★★ღ,使得岛上95%的原始物种依然幸存ღ★★ღ。这里有巨大的海龟ღ★★ღ,有从鼻孔中喷出盐鼻涕的海鬣蜥ღ★★ღ,有8英尺宽翅膀的信天翁ღ★★ღ。
当人类从1805年开始在岛上建立永久居住地时ღ★★ღ,他们带来的不仅有家禽ღ★★ღ,还有藏在船舱中远渡重洋而来的老鼠ღ★★ღ。与其他岛上的物种类似ღ★★ღ,加拉帕戈斯群岛上的动物在长时间的进化中防御力不断下降ღ★★ღ,根本无法应对这些外来物种ღ★★ღ。有些动物失去了飞翔的能力ღ★★ღ;有些动物习惯于在地上筑巢ღ★★ღ,根本无法保护自己的蛋和幼崽ღ★★ღ;也许最危险的是ღ★★ღ,他们已经失去了对天敌的恐惧ღ★★ღ。即使外来物种不吃本地动物ღ★★ღ,也会以其他方式给它们造成伤害ღ★★ღ。在加拉帕戈斯群岛上ღ★★ღ,外来的山羊吃了很多植物ღ★★ღ。有人估计加拉帕戈斯群岛上194种特有植物中有60%濒临灭绝ღ★★ღ,而岛上的巨龟也因为食物短缺而处于饥饿之中ღ★★ღ。
在伊莎贝拉岛项目中ღ★★ღ,坎贝尔在直升机上用半自动步枪射击山羊ღ★★ღ,偶尔也会与狗同行ღ★★ღ。但他很快意识到这些方法的不完善性ღ★★ღ。于是ღ★★ღ,他想出了一种在发情期通过雌性山羊进行诱导的策略ღ★★ღ,以便引诱其他山羊聚集起来进行射杀ღ★★ღ。这种所谓的“魔女玛塔”(Mata Hari)的山羊诱导方法取得了巨大的成功ღ★★ღ,并让坎贝尔一举成名ღ★★ღ,但他认为这种方法仅仅是一种“渐进式创新”ღ★★ღ,而他要寻找的是“革命性创新”ღ★★ღ。
2006年ღ★★ღ,坎贝尔开始为岛屿保护组织Island Conservation工作ღ★★ღ,他的工作范畴远远不止于加拉帕戈斯群岛ღ★★ღ。他帮助加州圣尼古拉斯岛摆脱了野猫的困扰ღ★★ღ,消灭了智利乔罗斯岛上疯狂增长的兔子ღ★★ღ,解决了波多黎各德塞切奥岛上的猕猴问题ღ★★ღ。但每一个问题的解决都是苦差事ღ★★ღ,坎贝尔对这个问题的严重性感到非常恼火ღ★★ღ:地球上有465,000个岛屿ღ★★ღ,其中41%的濒危陆地脊椎动物都生活在其中ღ★★ღ,而大多数濒临灭绝物种存在的岛屿都是因为外来物种的威胁ღ★★ღ。 “我们的努力于事无补ღ★★ღ,”坎贝尔坦言ღ★★ღ。
北卡罗来纳州立大学昆虫学家弗莱德古尔德(Fred Gould)撰写了一篇论文ღ★★ღ,指出一种已经应用于昆虫的基因工程技术可应用于啮齿动物等其他有害物种ღ★★ღ。(除了被威胁岛屿物种的生存外羞羞漫画首韩漫页免费现在阅读ღ★★ღ,啮齿类动物每年消耗的粮食足够喂养1.8亿人ღ★★ღ,并且还会传播莱姆病和汉坦病毒等多种有害微生物ღ★★ღ。)古尔德指出ღ★★ღ,科学家们可以利用基因工程来支持某些隐形特性ღ★★ღ,并通过它们来使得物种灭绝ღ★★ღ。通常ღ★★ღ,对于不同类型的基因ღ★★ღ,后代有50%的机会继承来自母亲的基因ღ★★ღ,50%的机会继承来自父亲的基因ღ★★ღ。但是某些类型的基因会自然进化出一种方式来欺骗这个概率系统——如果父母拥有这样的基因ღ★★ღ,后代拥有这种基因的概率几乎是100%的ღ★★ღ。这种神秘的作弊代码被称为基因驱动技术ღ★★ღ,如果科学家能够设计出一种合成的基因驱动器ღ★★ღ,他们就可以在相应物种中通过代际传播所期望的基因特性ღ★★ღ。要消灭一个岛上的老鼠ღ★★ღ,你完全可以传播不育基因ღ★★ღ,一旦不育基因达到一定的流行率就会导致老鼠灭绝ღ★★ღ。这不需要任何毒药ღ★★ღ,啮齿动物会悄无声息地消失ღ★★ღ,就像历史上那些没有后嗣的贵族一样ღ★★ღ。
坎贝尔申请造访位于罗利的古尔德实验室ღ★★ღ。和你一样ღ★★ღ,古尔德通过互联网想知道坎贝尔是谁ღ★★ღ。 “我只是感到震惊ღ★★ღ,”古尔德说ღ★★ღ。 “如果你看看岛屿保护组织Island Conservation的网站就会知道ღ★★ღ,它全是木质的ღ★★ღ、绿色的ღ★★ღ。”许多环保主义者都反对基因工程ღ★★ღ。古尔德问坎贝尔ღ★★ღ:“你知道你自己在做什么吗?”
坎贝尔清楚这一点ღ★★ღ。但他并不在乎其他环保主义者所认为基因工程过于冒险和不自然而不愿尝试ღ★★ღ。他只是想阻止濒危动物的灭绝ღ★★ღ。古尔德喜欢这个人的实用主义ღ★★ღ。
古尔德的想法只是理论上的ღ★★ღ。但在2012年ღ★★ღ, Crispr这种基因编辑技术的出现突然使得相关理论更有可能成为现实ღ★★ღ。Crispr是一种快速ღ★★ღ,廉价且准确地编辑基因的新方法ღ★★ღ,有了Crisprღ★★ღ,任何DNA序列都可以被精确剪切并粘贴到特定基因组的任何位置ღ★★ღ。
大约两年后ღ★★ღ,当时就任于哈佛大学的遗传学家凯文埃斯维特(Kevin Esvelt)把基因驱动和Crispr技术结合在了一起ღ★★ღ。研究人员不是用一个装满合成DNA的大型脂肪玻璃针刺入你想要改变的每个有机体ღ★★ღ,而是用一次基因驱动技术来编码你想要的基因(或者去除你不需要的基因)ღ★★ღ,同时也使用Crispr技术在另一个基因组中进行相同的操作ღ★★ღ。所以当你改变基因的生物配对时ღ★★ღ,它的染色体能够继续起作用ღ★★ღ,还可以改造从配偶中继承的染色体ღ★★ღ。这保证后代会有人们所期望的基因改变ღ★★ღ。
而当后代达到性成熟并进行配偶时ღ★★ღ,会重复这个过程ღ★★ღ。在一个完美的“全球”基因驱动中ღ★★ღ,所有后代都会拥有携带期望特质的基因驱动ღ★★ღ。
这种可能性对于濒危动物保护来说是一种诱惑ღ★★ღ。你可以开始思考比弗洛里纳岛项目更大的范畴ღ★★ღ:有12000位居民的整个圣克鲁斯加拉帕戈斯群岛ღ★★ღ。或者说坎贝尔的祖国澳大利亚这里有数十种物种因为猫和狐狸的入侵而受到生存威胁ღ★★ღ。你可以复原世界上的每个岛屿ღ★★ღ。
使用基因驱动来拯救濒危物种的想法开始在坎贝尔脑中嗡嗡作响ღ★★ღ。坎贝尔组织岛屿保护组织的人员以及美国ღ★★ღ、澳大利亚ღ★★ღ、新西兰和美国农业部的研究人员对这种方法进行研究ღ★★ღ。该组织将其正式命名为“侵入性啮齿动物遗传生物控制”计划(GBIRd)ღ★★ღ。 2016年6月ღ★★ღ,澳大利亚阿德莱德大学鼠类遗传学家保罗·托马斯(Paul Thomas)拜访了位于北卡罗来纳州的古尔德ღ★★ღ,心潮澎拜ღ★★ღ。托马斯认为他的实验室可以研究如何在啮齿动物中进行合成基因驱动ღ★★ღ。如果他能够在实验室老鼠身上获得成功ღ★★ღ,那么他就可以在岛屿老鼠身上获得了成功ღ★★ღ。最终托马斯加入了GBIRd计划ღ★★ღ。
8月份ღ★★ღ,当我在阿德莱德访问托马斯的实验室时ღ★★ღ,一位名叫钱德兰普菲茨纳(Chandran Pfitzner)的研究生陪同我进入了实验老鼠培养室ღ★★ღ。进入之前ღ★★ღ,我们穿上蓝色无菌服ღ★★ღ,头套和面罩ღ★★ღ。普菲茨纳用消毒剂喷洒了我的笔记本ღ★★ღ,带我穿过温暖而安静的走廊ღ★★ღ,进入一个装满有机玻璃箱子的房间ღ★★ღ。房间里异常安静ღ★★ღ,甚至感觉到有些沉闷ღ★★ღ,只有动物磨牙和进食的细微声音ღ★★ღ。实验老鼠很小ღ★★ღ,闻起来有股甜木屑和盐混合的气味ღ★★ღ。普菲茨纳选中一只老鼠ღ★★ღ,笨拙地从它的耳朵上切下一小圈皮羞羞漫画首韩漫页免费现在阅读ღ★★ღ。老鼠没有发出声音ღ★★ღ。
这只老鼠是在校园另一栋建筑物里的实验室中诞生的ღ★★ღ。在那里ღ★★ღ,研究人员用玻璃针刺穿受精卵并注射必要的成分以覆盖随机的遗传概率特性ღ★★ღ:在Crispr工程中使用分子“剪刀”来进行基因编辑ღ★★ღ。在试验中ღ★★ღ,Crispr剪下的基因不是用于不育症ღ★★ღ,而是用于改变老鼠的毛色ღ★★ღ。研究人员的想法是让合成基因驱动首先对于一目了然的特征起作用ღ★★ღ。如果基因驱动器正在工作ღ★★ღ,实验老鼠就会被白化ღ★★ღ。但相反ღ★★ღ,这是一只相当可爱的灰褐色老鼠ღ★★ღ。普菲茨纳把这只老鼠放回了盒子里ღ★★ღ。
在我们离开实验老鼠培养室并脱去无菌服后ღ★★ღ,普菲茨纳在显微镜下检查这一小片耳朵皮肤ღ★★ღ。他想看看基因驱动的因素是否到位ღ★★ღ。科学家们还在“剪刀”和其他组件旁边插入了荧光蛋白ღ★★ღ,在倒置荧光显微镜下ღ★★ღ,小鼠肌肉组织发出两种颜色ღ★★ღ,即黑樱桃红和霓虹绿ღ★★ღ。所有的基因特征都在那里ღ★★ღ,但灰褐色的外表证明了这些基因并没有起作用ღ★★ღ。
在30只实验小鼠中ღ★★ღ,托马斯和普菲茨纳确实得到了三只带有白色斑块的深灰色小鼠ღ★★ღ,这表明该驱动器在一些皮肤细胞中起了作用ღ★★ღ,但并不是全部ღ★★ღ。 “这仍是研究的早期阶段ღ★★ღ,”托马斯表示ღ★★ღ。科学是一个长期的过程ღ★★ღ,但托马斯毫不怀疑他的团队最终会破解谜题ღ★★ღ,而这只是时间问题ღ★★ღ。他预计ღ★★ღ,大约在2020年之前ღ★★ღ,毛色基因驱动能够在实验室中发挥作用ღ★★ღ,并且不久之后就会导致老鼠不育ღ★★ღ。
托马斯和应用数学领域的一些同事模拟了这样一个假设ღ★★ღ,也就是如果引入100只设计有不育基因驱动的老鼠来消灭50,000只老鼠的种群需要多长时间ღ★★ღ。答案是不到五年时间ღ★★ღ。
现在看似是对老鼠耳朵的研究ღ★★ღ,但未来老鼠却面临着种种前所未有的可能性ღ★★ღ。或许人类并不是在澳大利亚的实验室中改变区区几只老鼠ღ★★ღ,而是永远改变所有老鼠ღ★★ღ。 这个体重不足30克的小家伙恰恰像我们展示了一种前所未有的自然力量ღ★★ღ:改造或抹去整个物种的能力ღ★★ღ。
这种可能性意味着托马斯要采取特别的预防措施ღ★★ღ。他明白ღ★★ღ,如果一只患有白化病或不育症的实验老鼠从有机玻璃盒逃脱并与外界的老鼠群体交配ღ★★ღ,它可能对环境是危险的ღ★★ღ,而且肯定会对公共关系造成危险ღ★★ღ。所以他所做的第一件事就是为这些实验创建一个专用的老鼠物种ღ★★ღ。托马斯的基因驱动只会在一组独特的细菌性DNA激活下才会起作用ღ★★ღ,这组细菌性DNA被融入实验老鼠体内ღ★★ღ。这样的话ღ★★ღ,即便这些实验老鼠中的一只逃脱并与一只家鼠配对ღ★★ღ,基因驱动也不会起作用ღ★★ღ。
在凯文埃斯维特(Kevin Esvelt)发明Crispr基因驱动技术之后ღ★★ღ,他被这种技术吓坏了ღ★★ღ。该技术可以在不需要杀戮的情况下ღ★★ღ,有效防止可怕疾病的传播或者控制动物种群ღ★★ღ。但它也可以单方面造成物种灭绝并破坏公众对科学的信任ღ★★ღ。
麻省理工学院教授萨里博若尔埃斯沃特(Cerebral Esvelt)身材高挑ღ★★ღ,看起来是典型的常坐办公室的人ღ★★ღ,而坎贝尔则是典型的户外人ღ★★ღ。当被问及这种智力创造的承诺和相应的危险时ღ★★ღ,他提到了自己收养的流浪猫Booღ★★ღ,这只小猫在获救之前因冻伤而失去了耳朵ღ★★ღ。他设想了一个未来ღ★★ღ,本地化基因驱动方法可以减少野猫的数量ღ★★ღ,这和坎贝尔减少岛上老鼠的方式比较类似ღ★★ღ。 “对于我而言ღ★★ღ,想到小野猫被冻死或者饿死非常痛苦ღ★★ღ,”他说ღ★★ღ。
请注意ღ★★ღ,他使用术语“本地化”基因驱动ღ★★ღ。他对自己的怪癖的回应之一就是想出将合成基因驱动仅仅作用于有限代际的方法ღ★★ღ。他将这种方法称为“菊花链”ღ★★ღ,它将在合成基因驱动中增加一系列遗传驱动因子ღ★★ღ,这些驱动因子必须全部到位才能够驱动所需的基因改变ღ★★ღ。链中的第一个驱动程序通常是继承性的ღ★★ღ,所以当它消失时ღ★★ღ,基因驱动器也会告一段落ღ★★ღ。理论上ღ★★ღ,调整链中的驱动因子的数量可以让你匹配想要去除的特定规模的生物种群ღ★★ღ。
这种“菊花链”方法仍然处于实验当中ღ★★ღ。埃斯沃特认为ღ★★ღ,除非是为了解决像疟疾这样的全球性健康危机ღ★★ღ,否则在本地化基因驱动得到有效证实之前不应当在野外进行基因驱动ღ★★ღ。今年11月ღ★★ღ,埃斯沃特在PLOS Biology上发表了一篇文章ღ★★ღ,回应了新西兰想要利用基因驱动来消灭老鼠以及引入的捕食者如老鼠ღ★★ღ,白鼬和澳大利亚负鼠等外来入侵物种的想法ღ★★ღ。他称不加控制的基因驱动并不适用于保护目的ღ★★ღ,并对其随意部署提出了警告ღ★★ღ。他写道ღ★★ღ:“我们是否想要一个国家频繁和单方面地改变共有的生态系统ღ★★ღ,而不管其他的结果如何?”
埃斯沃特对GBIRd热衷于探索基因驱动技术的兴趣和早期探索同样表示出担忧ღ★★ღ。 GBIRd最近表示ღ★★ღ,其成员打算采用“精确驱动”方法来对付有害物种ღ★★ღ。其中的基因驱动器仅适用于具有特定基因序列的动物ღ★★ღ,这类似于托马斯目前在实验室中使用的故障安全系统ღ★★ღ,但主要依靠天然存在的基因ღ★★ღ,而不是引入细菌DNAღ★★ღ。研究人员必须找到仅存在于岛屿目标物种的特有DNA序列ღ★★ღ,埃斯沃特认为这种可能性不大凯发·k8(国际)官方网站ღ★★ღ。 “不会起效的可能性很大ღ★★ღ,他们只是在编织希望ღ★★ღ,”他说ღ★★ღ,在较大的岛屿上ღ★★ღ,来自其他地方的基因太多ღ★★ღ,根本无法获得想要的完美DNA序列ღ★★ღ。
尽管埃斯沃特支持物种保护ღ★★ღ,但他认为必须在伦理上优先考虑预防人类和动物的痛苦ღ★★ღ。 埃斯沃特说ღ★★ღ:“风险在于ღ★★ღ,你可能会以意外传播的形式引发悲剧ღ★★ღ,反而会延迟通过基因驱动来阻止疟疾等全球性问题的解决ღ★★ღ。”他表示ღ★★ღ, “对不起ღ★★ღ,相比之下我不是太在乎濒临灭绝的物种ღ★★ღ。”
但他表示ღ★★ღ,他希望GBIRd尽可能公开和小心地进行相应工作并与公众协商ღ★★ღ,因为他确实关心外来入侵动物的痛苦ღ★★ღ。岛屿保护和其他环保组织用于毒杀啮齿类动物的药物往往给动物造极大的痛苦ღ★★ღ。从食用毒药到死亡的六天里ღ★★ღ,老鼠会内脏出血ღ★★ღ,有时血会从动物的眼睛ღ★★ღ、鼻子ღ★★ღ、牙龈等处流出来ღ★★ღ。
埃斯沃特本人正在制定一个项目计划ღ★★ღ,目的是阻止马萨诸塞州楠塔基特岛的莱姆病传播问题ღ★★ღ。岛上的居民反对使用基因驱动器ღ★★ღ,所以目前埃斯沃特的计划是简单地用改变当地老鼠对莱姆病毒敏感的特性ღ★★ღ,其中多达100,000只小鼠被设计为莱姆和蜱抗性ღ★★ღ。埃斯沃特希望这种抗性基因能够传播开来ღ★★ღ,能够起到效果ღ★★ღ。对于埃斯沃特来说ღ★★ღ,他更愿意让当地社区定调ღ★★ღ。
位于阿德莱德托马斯实验室以北三十五英里处是一个名为干旱恢复(Arid Recovery)的环保研究站ღ★★ღ,那里正在进行另一项拯救濒危物种的实验ღ★★ღ。这是一个没有实验老鼠的实验室ღ★★ღ,有着令人生畏的景观ღ★★ღ:30,000英亩的红色沙丘ღ★★ღ,其间点缀着坚硬ღ★★ღ,棘手的灌木丛ღ★★ღ。巨大的围栏中饲养着袋狸等各种澳大利亚动物ღ★★ღ,其中大部分濒临灭绝ღ★★ღ,因为它们的生存被人类引入的猫和狐狸所威胁ღ★★ღ。
凯瑟琳·莫塞贝(Katherine Mosebey)是共同创立该自然保护区的一位学家ღ★★ღ,她花费数年的时间在些围栏地区清理狐狸和猫ღ★★ღ,以便于其中的濒危动物能够茁壮成长ღ★★ღ。现在ღ★★ღ,她正在为一些围栏地区增加几只猫ღ★★ღ。这个想法是为了让袋狸们有危机感ღ★★ღ,以便有朝一日放到围栏之外后能够得以生存下去ღ★★ღ,而不会因不知道如何恐惧而被那些掠食者吃掉ღ★★ღ。
这个实验已经运行了几年ღ★★ღ,但已经对付猫的问题显然更加谨慎ღ★★ღ。在9月一个繁星点点的夜晚ღ★★ღ,我和这个项目背后的三位科学家莫塞贝ღ★★ღ、悉尼新南威尔士大学的迈克莱特尼克(Mike Letnic)以及加州大学洛杉矶分校的丹尼尔·布卢姆斯坦(Daniel Blumstein)一起出发前往保护区ღ★★ღ。我们开着一辆丰田HiLuxღ★★ღ,莱特尼克用手持聚光灯照向车窗外ღ★★ღ。在10平方英里的区域ღ★★ღ,袋狸从皮卡扬起的尘土中一晃而过ღ★★ღ,屁股看起来像毛茸茸的弹跳球ღ★★ღ。莱特尼克似乎担心保护区中的猫还是太多了ღ★★ღ,野猫的眼睛在聚光灯下闪闪发光ღ★★ღ,似乎充满了夜晚的整个区域ღ★★ღ。一个敏捷的虎斑猫跳过前方ღ★★ღ,消失在沙丘后面ღ★★ღ。如果保护区中有太多的猫ღ★★ღ,所有的本地物种都会被杀死ღ★★ღ。如果猫太少ღ★★ღ,又会让这些本地动物无法适应ღ★★ღ。这是一个微妙的平衡ღ★★ღ。
当我们进入一个更小的没有猫的保护区域时ღ★★ღ,这些袋狸显得更加呆萌ღ★★ღ。几次卡车都被迫停下来让路ღ★★ღ,我们不得不下车将它们从路中间赶走ღ★★ღ。有人出门试图把他们赶出去ღ★★ღ。 莱特尼克跑到一对袋狸面前ღ★★ღ,它们温和地凝视着他ღ★★ღ。当走近时ღ★★ღ,动物开始和莱特尼克一起奔跑起来ღ★★ღ,最后ღ★★ღ,莱特尼克不得不把它们用脚推到路边ღ★★ღ。如果这是在围栏外面ღ★★ღ,无疑这些动物将成为野猫的美餐ღ★★ღ。
这些幼稚的动物与旁边保护区边缘那些小心谨慎的小动物之间形成了鲜明的对比ღ★★ღ,值得研究和学习ღ★★ღ,但团队也对使用猫作为一种进化过滤器感兴趣ღ★★ღ。更聪明ღ★★ღ,更快ღ★★ღ,更大ღ★★ღ,更有战斗力的小动物将在野猫的威胁下幸存下来ღ★★ღ,并重现生机ღ★★ღ。几代之后ღ★★ღ,他们应该能够与猫共存ღ★★ღ。
莫斯比正在使用简单的工具——猫ღ★★ღ、围栏ღ★★ღ、无线电项圈和陷阱来促进这些物种的进化ღ★★ღ,但她对遗传工具也表示出了兴趣ღ★★ღ。基因驱动如果有效的话ღ★★ღ,可以让这些小动物不再需要通过猫的牙齿来学习进化和死亡ღ★★ღ,直接跳过100年的时间ღ★★ღ。
坎贝尔作为移民在加拉帕戈斯群岛定居ღ★★ღ,并在那里建立了家庭ღ★★ღ。他与厄瓜多尔的珠宝设计师结婚ღ★★ღ,生了一个女儿ღ★★ღ。据他的老上司ღ★★ღ,前查尔斯达尔文基金会副执行董事费利佩克鲁兹(Felipe Cruz)说ღ★★ღ,当地人接纳了他ღ★★ღ。 “人们欣赏他并不是那种拍屁股就走的专家ღ★★ღ。”
然而他在那里的工作一直饱受非议ღ★★ღ。例如在Pinzón岛上的那些死鹰ღ★★ღ。现在只有十几只鸟在那里筑巢ღ★★ღ。但坎贝尔指出ღ★★ღ,陆龟幼龟已经诞生了ღ★★ღ,这是150多年来的第一次ღ★★ღ,他认为这些努力是积极的ღ★★ღ。即便这是以一小部分本地动物的死亡为代价ღ★★ღ,但也要比100%的灭绝要好ღ★★ღ。
坎贝尔坚持认为他和GBIRd都很小心谨慎ღ★★ღ。他说ღ★★ღ:“如果你第一次就搞砸了ღ★★ღ,可能会倒退30年ღ★★ღ。”与此同时ღ★★ღ,他继续用下毒等传统方法对付外来物种ღ★★ღ,希望避免岛屿濒危物种的灭绝ღ★★ღ。
在弗洛里亚纳岛参观农场后ღ★★ღ,我和坎贝尔在海滩上喝啤酒ღ★★ღ,看日落ღ★★ღ。我们坐下来的时候ღ★★ღ,我可以看到海龟在海浪上方呼吸时看到的圆形脑袋ღ★★ღ。那时海狮懒懒地躺在沙滩上ღ★★ღ,绯红色的Sally Lightfoot螃蟹在黑色的熔岩上爬来爬去ღ★★ღ。海面波光粼粼ღ★★ღ。坎贝尔告诉我ღ★★ღ,在瓦努阿图曾经有一种看起来很吓人的乌龟ღ★★ღ,“有带一个尖刺的蝙蝠状尾巴ღ★★ღ。”三千年前人们发现了这个岛后ღ★★ღ,几百年中这种乌龟就灭绝了ღ★★ღ。人类一直在推动物种的灭绝ღ★★ღ,我们知道如何做到这一点ღ★★ღ,甚至做的过程中想都不想ღ★★ღ,然而很少有实践能将它们从灭绝的边缘拉回来凯发·k8(国际)官方网站ღ★★ღ。
各种各样的毒药ღ★★ღ,各式各样的陷阱ღ★★ღ,甚至于各种类型的步枪ღ★★ღ。对于消灭像大鼠这样的岛屿入侵者ღ★★ღ,我们的方法一贯是残酷的ღ★★ღ。现在一些环保人士希望使用Crispr这种基因编辑技术来达到同样的目的ღ★★ღ。这种方法并不残酷ღ★★ღ,但它却能让我们从根本上超越自然的力量ღ★★ღ。
卡尔坎贝尔(Karl Campbell)是一位饱受坏工具困扰的工匠级专家ღ★★ღ,一个中等身材且肌肉发达的澳大利亚人ღ★★ღ,胡子五天没刮ღ★★ღ;坎贝尔眼睛炯炯有神ღ★★ღ,看上去时刻都在瞪着你ღ★★ღ,甚至会让你感觉到他一直在生气ღ★★ღ。只有当他的身体处于某种兴奋状态时ღ★★ღ,特别是在修理某些东西ღ★★ღ、建造某些东西或是杀死某些东西时ღ★★ღ,他才会微笑ღ★★ღ,显现得放松ღ★★ღ。
他的特长和他的使命是尽其所能地拯救濒危物种ღ★★ღ,并据此来推测出最有效的方法ღ★★ღ。这是一项艰苦的工作ღ★★ღ,他通过这种艰苦的工作挽救生命ღ★★ღ,通过某种类型的血清来防止不可逆转的生物灭绝事件ღ★★ღ。他会杀死山羊ღ★★ღ,老鼠以及很多由人类引进ღ★★ღ、却威胁到海岛生物生存的动物ღ★★ღ。但坎贝尔手头的那些工具——陷阱ღ★★ღ,远程步枪和毒药往往是残酷的ღ★★ღ,不仅作用范围有限ღ★★ღ,而且会滥杀无辜ღ★★ღ。例如ღ★★ღ,要利用这些工具从当地生态系统中彻底消灭大鼠ღ★★ღ,就会一同杀死很多物种ღ★★ღ。
即使是一个小岛的生态系统也相当复杂ღ★★ღ,事情并不总是遂人所愿ღ★★ღ。例如在2012年ღ★★ღ,当时坎贝尔在为一个名为岛屿保护(Island Conservation)的组织工作ღ★★ღ。在对加拉帕戈斯群岛一座陡峭的火山岛Pinzón Island上的老鼠进行下毒之前ღ★★ღ,坎贝尔先是捕捉了生活在岛上的60只加拉帕戈斯鹰ღ★★ღ,人们以为这样的话这些稀有猛禽就不会因为食用下毒的老鼠而中毒ღ★★ღ。但是几个星期后ღ★★ღ,当这些稀有猛禽被放回野外后ღ★★ღ,纷纷从半空中坠落ღ★★ღ。事实证明ღ★★ღ,加拉帕戈斯鹰所捕食的熔岩蜥蜴体内也含有相同的毒药ღ★★ღ。
坎贝尔现在正准备采取更加冒险的策略ღ★★ღ:在加拉帕戈斯群岛一座名为弗洛雷纳的70平方英里小岛上使用一种剧毒来彻底消灭老鼠ღ★★ღ。岛上曾有一种全身巧克力棕色ღ★★ღ、拥有着漂亮尾巴的小鸟ღ★★ღ,叫做弗洛里亚纳知更鸟ღ★★ღ。但因为老鼠吃鸟蛋和幼鸟ღ★★ღ,导致岛上的这种小鸟处于濒临灭绝的状态ღ★★ღ。一旦岛上的老鼠被消灭ღ★★ღ,这种小鸟的数量就能得到恢复ღ★★ღ。而消灭岛上老鼠的方法堪称地毯式轰炸ღ★★ღ:直升机将会洒下大约300吨掺有剧毒的谷物ღ★★ღ,足以杀死岛上的每一只老鼠ღ★★ღ。问题在于ღ★★ღ,岛上还有150位居民和他们养殖的农场动物ღ★★ღ。
在去年8月一个阳光明媚的周一上午ღ★★ღ,坎贝尔和我跳进当地一位农民克劳迪奥克鲁兹(Claudio Cruz)老旧的丰田陆地巡洋舰ღ★★ღ,前往弗洛里亚纳岛的高地ღ★★ღ。老鼠也不是农民的朋友ღ★★ღ,坎贝尔指着路边田地里的一些玉米说ღ★★ღ,其已经啮齿动物尖锐的牙齿咬掉了ღ★★ღ。克鲁兹将两个鲜红色的容器堆叠起来起来ღ★★ღ,其中一个是来自岛屿保护组织Island Conservation的礼物ღ★★ღ,一个是他自己买的凯发·k8(国际)官方网站ღ★★ღ。当剧毒谷物被洒下来时ღ★★ღ,这两个容器将被用于储存未受污染的动物饲料ღ★★ღ。岛屿保护组织还将为岛上的鸡ღ★★ღ,猪和马等家畜建造鸡舍ღ★★ღ,鸡舍和马厩ღ★★ღ。此外ღ★★ღ,岛屿保护组织会购买一些生活在猪圈之外的猪并定期进行屠宰ღ★★ღ,对其肝脏进行毒素检测ღ★★ღ。直到这些猪的肝脏没有任何问题之后ღ★★ღ,其他的家畜才能够重新在岛上放养ღ★★ღ。父母也需要看管好自己的孩子ღ★★ღ,以免他们误食了毒物ღ★★ღ。包括雀类和短耳猫等生活在岛上的动物ღ★★ღ,将会被捕捉送往岛外ღ★★ღ。坎贝尔预计ღ★★ღ,清理完成整个小岛需要10年时间ღ★★ღ,花费2600万美元ღ★★ღ。
这也是为什么坎贝尔开始推动开发更加精确和有效工具的相关研究ღ★★ღ,你可能不会将其与爱好自然的自然保护主义者联系起来ღ★★ღ。未来某一天ღ★★ღ,称为基因驱动的自我延续合成基因机器可能改变的不仅是一个基因或一个老鼠或一群老鼠ღ★★ღ,甚至会改变老鼠ღ★★ღ、蚊子ღ★★ღ、蜱或任何生物的整个物种ღ★★ღ。而且这种生物技术在消灭这些有害生物的过程中没有任何血腥行为ღ★★ღ。因此ღ★★ღ,在过去的几年时间里ღ★★ღ,坎贝尔一直将他工作的时间分为两块ღ★★ღ,除了继续用老办法消灭有害生物ღ★★ღ,此外还向全球的生态学家ღ★★ღ,伦理学家和潜在捐助者推广基因驱动方法ღ★★ღ。坎贝尔的热情并不孤单ღ★★ღ。从美国军方研究机构到盖茨基金会再到新西兰政府机构都在把基因驱动作为解决疟疾ღ★★ღ,莱姆病ღ★★ღ,物种灭绝等棘手问题的解决方案ღ★★ღ。但是这些方法还存在另一个潜在的严重问题ღ★★ღ:它们可能会以无意和无法阻止的方式改变相关物种凯发·k8(国际)官方网站ღ★★ღ,种群和整个生态系统ღ★★ღ。
琳达卡约(Linda Cayo)是加拉帕戈斯群岛恢复计划中伊莎贝拉岛项目(Project Isabela)的项目协调员ღ★★ღ,在20世纪90年代后期曾在坎贝尔手下进行实习ღ★★ღ,她回忆说他的一项美德是“坚韧的部队作风”ღ★★ღ。坎贝尔曾在澳大利亚陆军后备队中服役ღ★★ღ,会开枪和修理车辆ღ★★ღ。他能够花上几个星期的时间在马拉维追捕羚羊偷猎者ღ★★ღ。他非常适合在岛上工作的要求ღ★★ღ:他的大拇指在野外工作中被割开ღ★★ღ,就直接让一个朋友在田间缝合;还有一次ღ★★ღ,他从一个偏远的火山地区回来ღ★★ღ,脚上的大部分皮都被磨掉了ღ★★ღ。他也懒得提及ღ★★ღ。
也许是因为对自身舒适生活的鄙视ღ★★ღ,坎贝尔在加拉帕戈斯群岛严酷的火山景观以及多种多样的野生动物间茁壮成长ღ★★ღ。不得不说人类具有破坏一切的天赋ღ★★ღ,幸运的是发现这些火山岛的时间足够晚ღ★★ღ,使得岛上95%的原始物种依然幸存ღ★★ღ。这里有巨大的海龟ღ★★ღ,有从鼻孔中喷出盐鼻涕的海鬣蜥ღ★★ღ,有8英尺宽翅膀的信天翁ღ★★ღ。
当人类从1805年开始在岛上建立永久居住地时ღ★★ღ,他们带来的不仅有家禽ღ★★ღ,还有藏在船舱中远渡重洋而来的老鼠ღ★★ღ。与其他岛上的物种类似ღ★★ღ,加拉帕戈斯群岛上的动物在长时间的进化中防御力不断下降ღ★★ღ,根本无法应对这些外来物种ღ★★ღ。有些动物失去了飞翔的能力ღ★★ღ;有些动物习惯于在地上筑巢ღ★★ღ,根本无法保护自己的蛋和幼崽ღ★★ღ;也许最危险的是ღ★★ღ,他们已经失去了对天敌的恐惧ღ★★ღ。即使外来物种不吃本地动物ღ★★ღ,也会以其他方式给它们造成伤害ღ★★ღ。在加拉帕戈斯群岛上ღ★★ღ,外来的山羊吃了很多植物ღ★★ღ。有人估计加拉帕戈斯群岛上194种特有植物中有60%濒临灭绝ღ★★ღ,而岛上的巨龟也因为食物短缺而处于饥饿之中ღ★★ღ。
在伊莎贝拉岛项目中ღ★★ღ,坎贝尔在直升机上用半自动步枪射击山羊ღ★★ღ,偶尔也会与狗同行ღ★★ღ。但他很快意识到这些方法的不完善性凯发·k8(国际)官方网站ღ★★ღ。于是ღ★★ღ,他想出了一种在发情期通过雌性山羊进行诱导的策略ღ★★ღ,以便引诱其他山羊聚集起来进行射杀ღ★★ღ。这种所谓的“魔女玛塔”(Mata Hari)的山羊诱导方法取得了巨大的成功ღ★★ღ,并让坎贝尔一举成名ღ★★ღ,但他认为这种方法仅仅是一种“渐进式创新”ღ★★ღ,而他要寻找的是“革命性创新”ღ★★ღ。
2006年ღ★★ღ,坎贝尔开始为岛屿保护组织Island Conservation工作ღ★★ღ,他的工作范畴远远不止于加拉帕戈斯群岛ღ★★ღ。他帮助加州圣尼古拉斯岛摆脱了野猫的困扰ღ★★ღ,消灭了智利乔罗斯岛上疯狂增长的兔子ღ★★ღ,解决了波多黎各德塞切奥岛上的猕猴问题ღ★★ღ。但每一个问题的解决都是苦差事ღ★★ღ,坎贝尔对这个问题的严重性感到非常恼火ღ★★ღ:地球上有465,000个岛屿ღ★★ღ,其中41%的濒危陆地脊椎动物都生活在其中ღ★★ღ,而大多数濒临灭绝物种存在的岛屿都是因为外来物种的威胁ღ★★ღ。 “我们的努力于事无补ღ★★ღ,”坎贝尔坦言ღ★★ღ。
北卡罗来纳州立大学昆虫学家弗莱德古尔德(Fred Gould)撰写了一篇论文ღ★★ღ,指出一种已经应用于昆虫的基因工程技术可应用于啮齿动物等其他有害物种ღ★★ღ。(除了被威胁岛屿物种的生存外ღ★★ღ,啮齿类动物每年消耗的粮食足够喂养1.8亿人ღ★★ღ,并且还会传播莱姆病和汉坦病毒等多种有害微生物ღ★★ღ。)古尔德指出ღ★★ღ,科学家们可以利用基因工程来支持某些隐形特性羞羞漫画首韩漫页免费现在阅读ღ★★ღ,并通过它们来使得物种灭绝ღ★★ღ。通常ღ★★ღ,对于不同类型的基因ღ★★ღ,后代有50%的机会继承来自母亲的基因ღ★★ღ,50%的机会继承来自父亲的基因ღ★★ღ。但是某些类型的基因会自然进化出一种方式来欺骗这个概率系统——如果父母拥有这样的基因ღ★★ღ,后代拥有这种基因的概率几乎是100%的ღ★★ღ。这种神秘的作弊代码被称为基因驱动技术ღ★★ღ,如果科学家能够设计出一种合成的基因驱动器ღ★★ღ,他们就可以在相应物种中通过代际传播所期望的基因特性ღ★★ღ。要消灭一个岛上的老鼠ღ★★ღ,你完全可以传播不育基因ღ★★ღ,一旦不育基因达到一定的流行率就会导致老鼠灭绝ღ★★ღ。这不需要任何毒药ღ★★ღ,啮齿动物会悄无声息地消失ღ★★ღ,就像历史上那些没有后嗣的贵族一样ღ★★ღ。
坎贝尔申请造访位于罗利的古尔德实验室ღ★★ღ。和你一样ღ★★ღ,古尔德通过互联网想知道坎贝尔是谁ღ★★ღ。 “我只是感到震惊ღ★★ღ,”古尔德说ღ★★ღ。 “如果你看看岛屿保护组织Island Conservation的网站就会知道ღ★★ღ,它全是木质的ღ★★ღ、绿色的ღ★★ღ。”许多环保主义者都反对基因工程ღ★★ღ。古尔德问坎贝尔ღ★★ღ:“你知道你自己在做什么吗?”
坎贝尔清楚这一点ღ★★ღ。但他并不在乎其他环保主义者所认为基因工程过于冒险和不自然而不愿尝试ღ★★ღ。他只是想阻止濒危动物的灭绝ღ★★ღ。古尔德喜欢这个人的实用主义ღ★★ღ。
古尔德的想法只是理论上的ღ★★ღ。但在2012年ღ★★ღ, Crispr这种基因编辑技术的出现突然使得相关理论更有可能成为现实ღ★★ღ。Crispr是一种快速ღ★★ღ,廉价且准确地编辑基因的新方法ღ★★ღ,有了Crisprღ★★ღ,任何DNA序列都可以被精确剪切并粘贴到特定基因组的任何位置ღ★★ღ。
大约两年后ღ★★ღ,当时就任于哈佛大学的遗传学家凯文埃斯维特(Kevin Esvelt)把基因驱动和Crispr技术结合在了一起ღ★★ღ。研究人员不是用一个装满合成DNA的大型脂肪玻璃针刺入你想要改变的每个有机体ღ★★ღ,而是用一次基因驱动技术来编码你想要的基因(或者去除你不需要的基因)ღ★★ღ,同时也使用Crispr技术在另一个基因组中进行相同的操作ღ★★ღ。所以当你改变基因的生物配对时ღ★★ღ,它的染色体能够继续起作用ღ★★ღ,还可以改造从配偶中继承的染色体ღ★★ღ。这保证后代会有人们所期望的基因改变ღ★★ღ。
而当后代达到性成熟并进行配偶时ღ★★ღ,会重复这个过程ღ★★ღ。在一个完美的“全球”基因驱动中ღ★★ღ,所有后代都会拥有携带期望特质的基因驱动ღ★★ღ。
这种可能性对于濒危动物保护来说是一种诱惑ღ★★ღ。你可以开始思考比弗洛里纳岛项目更大的范畴ღ★★ღ:有12000位居民的整个圣克鲁斯加拉帕戈斯群岛ღ★★ღ。或者说坎贝尔的祖国澳大利亚这里有数十种物种因为猫和狐狸的入侵而受到生存威胁ღ★★ღ。你可以复原世界上的每个岛屿ღ★★ღ。
使用基因驱动来拯救濒危物种的想法开始在坎贝尔脑中嗡嗡作响ღ★★ღ。坎贝尔组织岛屿保护组织的人员以及美国ღ★★ღ、澳大利亚ღ★★ღ、新西兰和美国农业部的研究人员对这种方法进行研究ღ★★ღ。该组织将其正式命名为“侵入性啮齿动物遗传生物控制”计划(GBIRd)ღ★★ღ。 2016年6月ღ★★ღ,澳大利亚阿德莱德大学鼠类遗传学家保罗·托马斯(Paul Thomas)拜访了位于北卡罗来纳州的古尔德ღ★★ღ,心潮澎拜ღ★★ღ。托马斯认为他的实验室可以研究如何在啮齿动物中进行合成基因驱动ღ★★ღ。如果他能够在实验室老鼠身上获得成功ღ★★ღ,那么他就可以在岛屿老鼠身上获得了成功ღ★★ღ。最终托马斯加入了GBIRd计划ღ★★ღ。
8月份ღ★★ღ,当我在阿德莱德访问托马斯的实验室时ღ★★ღ,一位名叫钱德兰普菲茨纳(Chandran Pfitzner)的研究生陪同我进入了实验老鼠培养室ღ★★ღ。进入之前ღ★★ღ,我们穿上蓝色无菌服ღ★★ღ,头套和面罩ღ★★ღ。普菲茨纳用消毒剂喷洒了我的笔记本ღ★★ღ,带我穿过温暖而安静的走廊ღ★★ღ,进入一个装满有机玻璃箱子的房间ღ★★ღ。房间里异常安静ღ★★ღ,甚至感觉到有些沉闷ღ★★ღ,只有动物磨牙和进食的细微声音ღ★★ღ。实验老鼠很小ღ★★ღ,闻起来有股甜木屑和盐混合的气味ღ★★ღ。普菲茨纳选中一只老鼠ღ★★ღ,笨拙地从它的耳朵上切下一小圈皮ღ★★ღ。老鼠没有发出声音ღ★★ღ。
这只老鼠是在校园另一栋建筑物里的实验室中诞生的ღ★★ღ。在那里ღ★★ღ,研究人员用玻璃针刺穿受精卵并注射必要的成分以覆盖随机的遗传概率特性ღ★★ღ:在Crispr工程中使用分子“剪刀”来进行基因编辑ღ★★ღ。在试验中ღ★★ღ,Crispr剪下的基因不是用于不育症ღ★★ღ,而是用于改变老鼠的毛色ღ★★ღ。研究人员的想法是让合成基因驱动首先对于一目了然的特征起作用ღ★★ღ。如果基因驱动器正在工作ღ★★ღ,实验老鼠就会被白化ღ★★ღ。但相反ღ★★ღ,这是一只相当可爱的灰褐色老鼠ღ★★ღ。普菲茨纳把这只老鼠放回了盒子里ღ★★ღ。
在我们离开实验老鼠培养室并脱去无菌服后ღ★★ღ,普菲茨纳在显微镜下检查这一小片耳朵皮肤ღ★★ღ。他想看看基因驱动的因素是否到位ღ★★ღ。科学家们还在“剪刀”和其他组件旁边插入了荧光蛋白ღ★★ღ,在倒置荧光显微镜下ღ★★ღ,小鼠肌肉组织发出两种颜色ღ★★ღ,即黑樱桃红和霓虹绿ღ★★ღ。所有的基因特征都在那里ღ★★ღ,但灰褐色的外表证明了这些基因并没有起作用ღ★★ღ。
在30只实验小鼠中ღ★★ღ,托马斯和普菲茨纳确实得到了三只带有白色斑块的深灰色小鼠ღ★★ღ,这表明该驱动器在一些皮肤细胞中起了作用ღ★★ღ,但并不是全部ღ★★ღ。 “这仍是研究的早期阶段ღ★★ღ,”托马斯表示ღ★★ღ。科学是一个长期的过程ღ★★ღ,但托马斯毫不怀疑他的团队最终会破解谜题ღ★★ღ,而这只是时间问题ღ★★ღ。他预计ღ★★ღ,大约在2020年之前ღ★★ღ,毛色基因驱动能够在实验室中发挥作用ღ★★ღ,并且不久之后就会导致老鼠不育ღ★★ღ。
托马斯和应用数学领域的一些同事模拟了这样一个假设ღ★★ღ,也就是如果引入100只设计有不育基因驱动的老鼠来消灭50,000只老鼠的种群需要多长时间ღ★★ღ。答案是不到五年时间ღ★★ღ。
现在看似是对老鼠耳朵的研究ღ★★ღ,但未来老鼠却面临着种种前所未有的可能性ღ★★ღ。或许人类并不是在澳大利亚的实验室中改变区区几只老鼠ღ★★ღ,而是永远改变所有老鼠ღ★★ღ。 这个体重不足30克的小家伙恰恰像我们展示了一种前所未有的自然力量ღ★★ღ:改造或抹去整个物种的能力ღ★★ღ。
这种可能性意味着托马斯要采取特别的预防措施ღ★★ღ。他明白ღ★★ღ,如果一只患有白化病或不育症的实验老鼠从有机玻璃盒逃脱并与外界的老鼠群体交配ღ★★ღ,它可能对环境是危险的ღ★★ღ,而且肯定会对公共关系造成危险ღ★★ღ。所以他所做的第一件事就是为这些实验创建一个专用的老鼠物种ღ★★ღ。托马斯的基因驱动只会在一组独特的细菌性DNA激活下才会起作用ღ★★ღ,这组细菌性DNA被融入实验老鼠体内ღ★★ღ。这样的话ღ★★ღ,即便这些实验老鼠中的一只逃脱并与一只家鼠配对ღ★★ღ,基因驱动也不会起作用ღ★★ღ。
在凯文埃斯维特(Kevin Esvelt)发明Crispr基因驱动技术之后ღ★★ღ,他被这种技术吓坏了ღ★★ღ。该技术可以在不需要杀戮的情况下ღ★★ღ,有效防止可怕疾病的传播或者控制动物种群ღ★★ღ。但它也可以单方面造成物种灭绝并破坏公众对科学的信任ღ★★ღ。
麻省理工学院教授萨里博若尔埃斯沃特(Cerebral Esvelt)身材高挑ღ★★ღ,看起来是典型的常坐办公室的人ღ★★ღ,而坎贝尔则是典型的户外人ღ★★ღ。当被问及这种智力创造的承诺和相应的危险时ღ★★ღ,他提到了自己收养的流浪猫Booღ★★ღ,这只小猫在获救之前因冻伤而失去了耳朵ღ★★ღ。他设想了一个未来ღ★★ღ,本地化基因驱动方法可以减少野猫的数量ღ★★ღ,这和坎贝尔减少岛上老鼠的方式比较类似ღ★★ღ。 “对于我而言ღ★★ღ,想到小野猫被冻死或者饿死非常痛苦ღ★★ღ,”他说ღ★★ღ。
请注意ღ★★ღ,他使用术语“本地化”基因驱动ღ★★ღ。他对自己的怪癖的回应之一就是想出将合成基因驱动仅仅作用于有限代际的方法ღ★★ღ。他将这种方法称为“菊花链”ღ★★ღ,它将在合成基因驱动中增加一系列遗传驱动因子ღ★★ღ,这些驱动因子必须全部到位才能够驱动所需的基因改变ღ★★ღ。链中的第一个驱动程序通常是继承性的ღ★★ღ,所以当它消失时ღ★★ღ,基因驱动器也会告一段落ღ★★ღ。理论上ღ★★ღ,调整链中的驱动因子的数量可以让你匹配想要去除的特定规模的生物种群ღ★★ღ。
这种“菊花链”方法仍然处于实验当中ღ★★ღ。埃斯沃特认为ღ★★ღ,除非是为了解决像疟疾这样的全球性健康危机ღ★★ღ,否则在本地化基因驱动得到有效证实之前不应当在野外进行基因驱动ღ★★ღ。今年11月ღ★★ღ,埃斯沃特在PLOS Biology上发表了一篇文章ღ★★ღ,回应了新西兰想要利用基因驱动来消灭老鼠以及引入的捕食者如老鼠ღ★★ღ,白鼬和澳大利亚负鼠等外来入侵物种的想法ღ★★ღ。他称不加控制的基因驱动并不适用于保护目的ღ★★ღ,并对其随意部署提出了警告ღ★★ღ。他写道ღ★★ღ:“我们是否想要一个国家频繁和单方面地改变共有的生态系统ღ★★ღ,而不管其他的结果如何?”
埃斯沃特对GBIRd热衷于探索基因驱动技术的兴趣和早期探索同样表示出担忧ღ★★ღ。 GBIRd最近表示ღ★★ღ,其成员打算采用“精确驱动”方法来对付有害物种ღ★★ღ。其中的基因驱动器仅适用于具有特定基因序列的动物ღ★★ღ,这类似于托马斯目前在实验室中使用的故障安全系统ღ★★ღ,但主要依靠天然存在的基因ღ★★ღ,而不是引入细菌DNAღ★★ღ。研究人员必须找到仅存在于岛屿目标物种的特有DNA序列ღ★★ღ,埃斯沃特认为这种可能性不大ღ★★ღ。 “不会起效的可能性很大ღ★★ღ,他们只是在编织希望ღ★★ღ,”他说ღ★★ღ,在较大的岛屿上ღ★★ღ,来自其他地方的基因太多ღ★★ღ,根本无法获得想要的完美DNA序列ღ★★ღ。
尽管埃斯沃特支持物种保护ღ★★ღ,但他认为必须在伦理上优先考虑预防人类和动物的痛苦ღ★★ღ。 埃斯沃特说ღ★★ღ:“风险在于ღ★★ღ,你可能会以意外传播的形式引发悲剧ღ★★ღ,反而会延迟通过基因驱动来阻止疟疾等全球性问题的解决ღ★★ღ。”他表示ღ★★ღ, “对不起ღ★★ღ,相比之下我不是太在乎濒临灭绝的物种ღ★★ღ。”
但他表示ღ★★ღ,他希望GBIRd尽可能公开和小心地进行相应工作并与公众协商ღ★★ღ,因为他确实关心外来入侵动物的痛苦ღ★★ღ。岛屿保护和其他环保组织用于毒杀啮齿类动物的药物往往给动物造极大的痛苦ღ★★ღ。从食用毒药到死亡的六天里ღ★★ღ,老鼠会内脏出血ღ★★ღ,有时血会从动物的眼睛ღ★★ღ、鼻子ღ★★ღ、牙龈等处流出来ღ★★ღ。
埃斯沃特本人正在制定一个项目计划ღ★★ღ,目的是阻止马萨诸塞州楠塔基特岛的莱姆病传播问题ღ★★ღ。岛上的居民反对使用基因驱动器ღ★★ღ,所以目前埃斯沃特的计划是简单地用改变当地老鼠对莱姆病毒敏感的特性ღ★★ღ,其中多达100,000只小鼠被设计为莱姆和蜱抗性ღ★★ღ。埃斯沃特希望这种抗性基因能够传播开来ღ★★ღ,能够起到效果羞羞漫画首韩漫页免费现在阅读ღ★★ღ。对于埃斯沃特来说ღ★★ღ,他更愿意让当地社区定调ღ★★ღ。
位于阿德莱德托马斯实验室以北三十五英里处是一个名为干旱恢复(Arid Recovery)的环保研究站ღ★★ღ,那里正在进行另一项拯救濒危物种的实验ღ★★ღ。这是一个没有实验老鼠的实验室ღ★★ღ,有着令人生畏的景观ღ★★ღ:30,000英亩的红色沙丘ღ★★ღ,其间点缀着坚硬ღ★★ღ,棘手的灌木丛ღ★★ღ。巨大的围栏中饲养着袋狸等各种澳大利亚动物ღ★★ღ,其中大部分濒临灭绝ღ★★ღ,因为它们的生存被人类引入的猫和狐狸所威胁ღ★★ღ。
凯瑟琳·莫塞贝(Katherine Mosebey)是共同创立该自然保护区的一位学家ღ★★ღ,她花费数年的时间在些围栏地区清理狐狸和猫ღ★★ღ,以便于其中的濒危动物能够茁壮成长ღ★★ღ。现在ღ★★ღ,她正在为一些围栏地区增加几只猫ღ★★ღ。这个想法是为了让袋狸们有危机感ღ★★ღ,以便有朝一日放到围栏之外后能够得以生存下去ღ★★ღ,而不会因不知道如何恐惧而被那些掠食者吃掉ღ★★ღ。
这个实验已经运行了几年ღ★★ღ,但已经对付猫的问题显然更加谨慎ღ★★ღ。在9月一个繁星点点的夜晚ღ★★ღ,我和这个项目背后的三位科学家莫塞贝ღ★★ღ、悉尼新南威尔士大学的迈克莱特尼克(Mike Letnic)以及加州大学洛杉矶分校的丹尼尔·布卢姆斯坦(Daniel Blumstein)一起出发前往保护区ღ★★ღ。我们开着一辆丰田HiLuxღ★★ღ,莱特尼克用手持聚光灯照向车窗外ღ★★ღ。在10平方英里的区域ღ★★ღ,袋狸从皮卡扬起的尘土中一晃而过ღ★★ღ,屁股看起来像毛茸茸的弹跳球ღ★★ღ。莱特尼克似乎担心保护区中的猫还是太多了ღ★★ღ,野猫的眼睛在聚光灯下闪闪发光ღ★★ღ,似乎充满了夜晚的整个区域ღ★★ღ。一个敏捷的虎斑猫跳过前方ღ★★ღ,消失在沙丘后面ღ★★ღ。如果保护区中有太多的猫ღ★★ღ,所有的本地物种都会被杀死ღ★★ღ。如果猫太少ღ★★ღ,又会让这些本地动物无法适应ღ★★ღ。这是一个微妙的平衡ღ★★ღ。
当我们进入一个更小的没有猫的保护区域时ღ★★ღ,这些袋狸显得更加呆萌ღ★★ღ。几次卡车都被迫停下来让路ღ★★ღ,我们不得不下车将它们从路中间赶走ღ★★ღ。有人出门试图把他们赶出去ღ★★ღ。 莱特尼克跑到一对袋狸面前ღ★★ღ,它们温和地凝视着他ღ★★ღ。当走近时ღ★★ღ,动物开始和莱特尼克一起奔跑起来ღ★★ღ,最后ღ★★ღ,莱特尼克不得不把它们用脚推到路边ღ★★ღ。如果这是在围栏外面ღ★★ღ,无疑这些动物将成为野猫的美餐ღ★★ღ。
这些幼稚的动物与旁边保护区边缘那些小心谨慎的小动物之间形成了鲜明的对比ღ★★ღ,值得研究和学习ღ★★ღ,但团队也对使用猫作为一种进化过滤器感兴趣ღ★★ღ。更聪明ღ★★ღ,更快ღ★★ღ,更大ღ★★ღ,更有战斗力的小动物将在野猫的威胁下幸存下来ღ★★ღ,并重现生机ღ★★ღ。几代之后ღ★★ღ,他们应该能够与猫共存ღ★★ღ。
莫斯比正在使用简单的工具——猫ღ★★ღ、围栏ღ★★ღ、无线电项圈和陷阱来促进这些物种的进化ღ★★ღ,但她对遗传工具也表示出了兴趣ღ★★ღ。基因驱动如果有效的话ღ★★ღ,可以让这些小动物不再需要通过猫的牙齿来学习进化和死亡ღ★★ღ,直接跳过100年的时间ღ★★ღ。
坎贝尔作为移民在加拉帕戈斯群岛定居ღ★★ღ,并在那里建立了家庭ღ★★ღ。他与厄瓜多尔的珠宝设计师结婚ღ★★ღ,生了一个女儿ღ★★ღ。据他的老上司ღ★★ღ,前查尔斯达尔文基金会副执行董事费利佩克鲁兹(Felipe Cruz)说ღ★★ღ,当地人接纳了他ღ★★ღ。 “人们欣赏他并不是那种拍屁股就走的专家ღ★★ღ。”
然而他在那里的工作一直饱受非议ღ★★ღ。例如在Pinzón岛上的那些死鹰ღ★★ღ。现在只有十几只鸟在那里筑巢ღ★★ღ。但坎贝尔指出ღ★★ღ,陆龟幼龟已经诞生了ღ★★ღ,这是150多年来的第一次ღ★★ღ,他认为这些努力是积极的ღ★★ღ。即便这是以一小部分本地动物的死亡为代价ღ★★ღ,但也要比100%的灭绝要好ღ★★ღ。
坎贝尔坚持认为他和GBIRd都很小心谨慎ღ★★ღ。他说ღ★★ღ:“如果你第一次就搞砸了ღ★★ღ,可能会倒退30年ღ★★ღ。”与此同时ღ★★ღ,他继续用下毒等传统方法对付外来物种ღ★★ღ,希望避免岛屿濒危物种的灭绝ღ★★ღ。
在弗洛里亚纳岛参观农场后ღ★★ღ,我和坎贝尔在海滩上喝啤酒ღ★★ღ,看日落ღ★★ღ。我们坐下来的时候ღ★★ღ,我可以看到海龟在海浪上方呼吸时看到的圆形脑袋ღ★★ღ。那时海狮懒懒地躺在沙滩上ღ★★ღ,绯红色的Sally Lightfoot螃蟹在黑色的熔岩上爬来爬去ღ★★ღ。海面波光粼粼ღ★★ღ。坎贝尔告诉我ღ★★ღ,在瓦努阿图曾经有一种看起来很吓人的乌龟ღ★★ღ,“有带一个尖刺的蝙蝠状尾巴ღ★★ღ。”三千年前人们发现了这个岛后ღ★★ღ,几百年中这种乌龟就灭绝了ღ★★ღ。人类一直在推动物种的灭绝ღ★★ღ,我们知道如何做到这一点ღ★★ღ,甚至做的过程中想都不想ღ★★ღ,然而很少有实践能将它们从灭绝的边缘拉回来ღ★★ღ。