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第20章 生物工程(2)

克隆技术能否用于拯救大熊猫?中国大熊猫繁育技术委员会顾问、中科院动物所陈大元教授认为:拯救大熊猫的当务之急是增加其种群数量,只有数量上去了,才可能通过正常繁殖手段繁育大熊猫。通过克隆来“复制”大熊猫,是迄今为止解决大熊猫濒危问题的一把“金钥匙”。

为使克隆人熊猫在技术上更为可行,陈大元等人一方面利用“雌雄双控”法繁育大熊猫,另一方面,对小鼠、兔子等小动物成功地进行了前期克隆实验。

在中关村一间朴素洁净的实验室里,记者见到:研究人员利用一根极为细小的“探针”,将固定在吸管一头的兔子卵细胞核吸出,然后将精子细胞的原型——精原细胞输入去核后的兔子卵细胞中。陈大元说,这些细胞经过分裂后将逐渐发育成兔子,这就是“克隆”的最初一部分工作。

经过研究,中国科学院已经将“克隆大熊猫研究”正式列为重点项目予以支持,陈大元将率领一个7名中青年专家组成的研究小组正式开始大熊猫克隆实验。

由于大熊猫本身的繁殖能力低,加上野生大熊猫的寿命一般在20岁左右,大熊猫一般要在5岁以后才具备生殖能力等因素,我国科学家将利用异种克隆技术——“借腹怀胎”来克隆大熊猫。届时,将把大熊猫的体细胞转移到去核后的其他动物的卵细胞中,进行体外培养,结合后的细胞具备熊猫基因的遗传特性,然后将其转移到这种动物的体内进行孕育。

和采用同种克隆技术的英国克隆羊和日本克隆牛相比,异种克隆技术的难度更大。异种克隆在国际上也比较罕见。今年初,美国科学家在这一领域取得进展,他们成功地使牛怀上了其他种类的克隆动物胚胎。

专家提醒说,克隆大熊猫之路绝非坦途,也许要花上比原计划更长的时间才能成功。

一方面,是异种克隆的技术难度比较大,另一方面,资金支持力度也制约了研究的进展。另外,今年早些时候,美国威斯康星大学的科学家也提出要克隆大熊猫,我国科学家必须和国外科学家展开“时间赛跑”。为此,陈大元小组已经制定了1998—2000年的行动计划。

一旦大熊猫克隆成功,大熊猫家族“人丁兴旺”的历史也许会重现。

针对克隆可能导致物种退化的担忧,专家们认为,克隆大熊猫本身并不是“为了克隆而克隆”,最终目标还为了挽救这一珍贵可爱的物种,保存生物多样性。一旦技术成熟,能够复制大熊猫,还是要将无性繁殖和有性繁殖相结合。大熊猫的最终归宿是放归自然,克隆大熊猫也不例外。

〖MZ(2H〗也谈“克隆大熊猫”〖MZ)〗《光明日报》12月12日刊登的中国科学院动物研究所陈大元先生和北京大学潘文石先生的讨论“克隆大熊猫”的文章,有所思,也写几句讨论一二。

大熊猫的处境大熊猫是极为珍稀的大型哺乳动物,自然界仅存于我国的四川、陕西、甘肃三省的不连续区域。大熊猫是稀世珍宝,据资料统计,80年代不到1000只。

从1953年全国大型动物园开始人工饲养大熊猫以来,从野外捕获240只用于展示、繁殖和研究等需要的大熊猫,到目前为止仍存活的(包括自繁数在内)不到100只。不可否认,国内多家动物园及科研单位积极配合,已摸索出一系列增加大熊猫繁殖率的人工繁殖方法,缓解了自然界大熊猫残酷的消亡趋势,但仍然无法遏制这一趋势。如果再不在拯救大熊猫计划中增加高新技术的探索,这样继续下去,大熊猫物种的灭绝将无法挽回。

自然繁殖:拯救还是冷漠要挽救濒危动物有三种办法。最理想的办法就是保护其栖息地,让动物能在自然状况下自行繁衍。第二种办法就是人世间保护,借动物园等人为环境人工繁殖以培育出各种品系并保护它们。第三种就是人工繁殖与野外放养相结合,即通过人工繁殖使濒危动物和群数迅速扩大,种群扩大后的动物放养到大自然中生活繁衍。

应该说,第一种办法最符合自然规则,其前提是动物种群数量足够大,此外,有足够的野生地区不受干扰。理想的状况是人类种群量(人口)足够小,有许多土地、水、森林资源属于野生动物。但就目前状况而言,要指望把许多珍贵物种的遗传资源全部都包括在保护区中是不现实的,许多动物不是任其自生自灭就能保护得了。所有大型陆生脊椎动物均属此类。我们可以确知有些动物若没有利用人工繁殖,早就绝种了。中国的麋鹿、中东的阿拉伯羚羊和巴西的绢毛猴即属此例。

对于濒危动物而言,只辟“世外桃源”采取自然繁殖办法,是对困境中濒危动物的一种冷漠。

大熊猫的发情期十分短暂,高峰期每年只有一至数天,而且雌雄大熊猫的发情期常常不完全一致,因此,雌雄大熊猫同时发情至高峰期并能交配的机会更少。自然界很小的种数量对生殖力不强的大熊猫无疑是雪上加霜。

所以,问题的关键不是要不要用人工繁殖,而是用什么方式的人工繁殖来拯救大熊猫。

略论潘先生的“两个大坎”潘文石先生认为“克隆不是拯救大熊猫的好办法”的主要依据是他提出的“两个无法通过的坎”。

作为大熊猫正常的生理现象,“延迟着床”从来没有成为人工繁殖大熊猫的障碍。从陈大元先生的设想看,他采用“异种克隆”,似乎没有涉及这个“坎”潘先生所言第二个“大坎”是“借腹怀胎”(即陈先生所说的“异种克隆”)。陈先生所设想的“异种克隆”方案具有较强的探索性,不像潘先生所说的那么不可思议。克隆绵羊多莉在降生之前也有许多人认为该实验不可能成功。据最新资料表明,美国某科学小组已成功地把绵羊、猪、鼠、猴的细胞核移植到去核的牛卵细胞中。这项进展表明“异种克隆”大有希望。

克隆会降低生物多样性吗生物多样性是指一定空间范围内多种多样活有机体(动物、植物、微生物)有规律地结合在一起的总称。它既是生物与环境复杂关系的体现,也是生物资源丰富多采的标志。研究生物多样性的目的在于了解生物之间及其与环境之间复杂的关系,了解各种动物的生存处境,以减缓当前物种日渐濒临灭绝的趋势,使珍贵的自然资源得到适当的保存。理解生物多样性有赖于以下三个密切相关的方面的掌握。一、遗传多样性:这是用一个种、变种、亚种、品种乃至个体的基因变异来衡量一个种内变异性的概念,是生物多样性的关键组成。二、物种多样性:这是指地球上有机体变异的一个概念。三、生态系统多样性:这是指物种与生境的变异程度。

生物多样性的保护是人类管理物种与生态系统,并维持它们的潜力与稳态。我们必须理解这种保护绝不是消极的,它牵涉到挽救、研究、利用野生物种,保护和利用各种物种的遗传多样性,维护人类生存环境和生物的动态平衡,生物多样性的三个方面密切相关,不可或缺。但对于濒危物种而言,保护其遗传多样性、避免其灭绝是保护生物多样性的前提。撇开物种灭绝问题而奢谈物种多样性或生态系统多样性是毫无意义的。

虽然同种生物中不同个体都含有类似的基因,但并不拥有完全一样的基因。因此,保护每一个体的基因是保护种群遗传多样性的最起码的工作。“克隆”是把某一个体的基因完整复制,使个体不会消亡,而克隆后的个体依然可以参与自然繁殖,因此,说“克隆会降低生物多样性”是不恰当的。

生物多样性正在因为森林面积降低、环境污染、人类破坏等因素而大幅衰减,物种灭绝问题已迫在眉睫。保护生物多样性不能只从消极被动方面着手,探索克隆技术复制生物的确十分必要。

我们还有多少大熊猫细胞在本已十分稀少的大熊猫种群中,显然许多基因已因个体死亡而迅速消失,这种消失是不可逆转的。如果一方面我们宣传保护生物多样性、遗传多样性,另一方面我们却听任大熊猫个体在残酷的环境中自生自灭,我不知道大熊猫还能维持多久。潘文石先生称大熊猫的自然增长率比人还快,但是潘先生所言的35平方公里区域不能代表整个大熊猫的生存环境,不到一千头的种群已是十分脆弱,一场风雪,一次气温改变,一次竹子开花,随时可能发生的灾难都可能对大熊猫造成毁灭性打击。当我们只剩下为数不多的大熊猫细胞时,再去开展克隆或是其他技术,便会毫无意义,也于事无补。

共同的愿望无论赞成还是反对克隆大熊猫,主观愿望都是为了拯救这一珍贵生物。我们深知保护环境的重要性,因为,如果没有自然栖息地,即使克隆了许多大熊猫,也无法让它们长期稳定生存。我们须强调保护环境,让克隆的大熊猫有自然生存的空间,在自然界接受自然条件的磨炼,只有这样才不偏离克隆大熊猫的初衷。但是在大熊猫种群数量甚少的时候,保存现有的遗传多样性是我们行动的第一要义,因此我赞成克隆大熊猫。

〖MZ(2H〗挑战南极〖MZ)〗打开世界地图,你会发现,在地球的最南端,有一块白色大陆,这就是存在已有2亿多年、被人类发现不到200年的南极洲。南极洲是地球上发现最晚的陆地,称为最后的大陆。从19世纪登上南极洲起,人类南极活动经历了4个时代:发现时代、英雄时代、航空时代和科学时代。科学时代始于1957年,从那以后,上百个考察站在南极洲建立起来。

中国:不甘落后的后来者在南极考察上,中国是后来者。100多年前,当许多探险者纷纷涉足南极大陆时,绝大部分中国人对南极还十分陌生。

70年代末,南极洲逐渐引起我国关注。1981年5月,我国成立南极考察委员会。1983年,我国正式加入南极条约。1985年、1989年,长城站、中山站在南极相继落成。从1984年到1998年,我国已组织15次南极科学考察活动。

受到人类影响较少的南极,是进行科学考察的理想之地,有“天然实验室”之称。14年来,我国科学家在长城站和中山站,常年开展气象学、电离层、高空大气物理学、地磁和地震等学科的常规观测。在夏季,除进行常规观测外,还进行包括地质学、地貌学、地球物理学、冰川学、生物学、环境学、人体医学和海洋学等现场科学考察。

从总体上看,我国南极科学考察的水平已经达到国际先进水平。比如说,我国科学家发现,南极和我国的气候密切相关。南极海冰的变化,和我国汛期降水有关。南极大陆的冷空气,对我国灾害性天气有重大影响。南极洲的研究对认识中国大陆的地壳演化、动植物分布以及成矿规律,都有意义。

南极的气候、生态、环境、陨石、资源等和人类密切相关。不说别的,仅南极洲的淡水就占全球的72%,如果南极冰全部融化,海平面将上升60—70米。

闯入“禁区”的第15次远征1998年11月5日,中国第15次南极科学考察队前往南极,冰盖考察是这次考察的重点项目。几乎覆盖整个南极大陆的南极冰盖,平均厚度达2200米,犹如一部记载着全球气候和环境变化的历史巨著。

1月8日,考察队抵达距离中山站1100多公里、海拔高度3900多米的DOM—A区域。由于气候特别恶劣,DOM—A区域素来就被称为“地球上不可到达之地”。这里是南极冰盖最高区域,我国科考队从而成为国际横穿南极计划实施以来第一支闯进这一“禁区”的考察队。

按照计划,未来几年,我国科学家还将继续沿东经75度线前进,直到抵达海拔4000多米、距离中山站2000多公里的南极“珠穆朗玛峰”——A冰穹,以进行完整的南极内陆冰盖考察。

此次冰盖考察队在高高的南极内陆冰盖上,利用自行研制的钻机进行钻探钻取到冰盖表面100米以下的冰芯。百米冰芯的钻取,打破了我国冰芯钻探的最高记录。冰芯是最重要的“历史记录者”,对于科学研究意义重大。

让人更感兴奋的是,我国首次格罗夫比地质考察队在距离中山站500公里的冰原上发现了一位“天外来客”——南极陨石,这是我国开展南极考察15年来发现的第一块。南极陨石因为保持原状最好、“地年龄”最长、类型最多等特点鹤立陨石家族。1996年,美国有科学家称一块南极陨石中蕴藏着火星生命遗迹,使南极陨石引起世人关注。

群雄逐鹿南极洲50年代签署的《南极条约》,第一句话就开宗明义:南极应只用于和平目的。虽然南极条约将部分国家对这块大陆的主权“瓜分”要求暂时搁置起来,但是,南极大陆仍然成为今日世界群雄逐鹿的“无声战场”。

迄今为止,共有约20个国家在南极建立了140多个常年考察站、夏季考察站、无人自动观测站和临时避难所,在南极考察的国家中,澳大利亚、智利、阿根廷、俄罗斯、美国和日本等走在前列。

中国南极科学考察向何处去?

两次去过南极的国家海洋局极地考察办公室陈立奇说,南极洲独特的自然环境、丰富的资源和重要的战略地位,都决定了南极考察的重要性。过去15年,我国以一个相对较少的投入,维持了处于中上水平的考察活动,在南极科学考察中取得了一定的成绩。但是要看到,和其他国家相比,我国要想在南极问题上拥有更多的发言权,还必须付出更多努力。

南极考察是显示一个国家综合国力的“窗口”,经过15年的磨砺,我国已建立了“两站一船一所”的硬件系统。下一步的科学考察,要充分发挥功能,加强科学观测,形成海水、大气、海底的立体观测体系,争取让南极考察在新的千年里跃上一个新台阶。

〖MZ(2H〗鲸鱼自杀之谜新解〖MZ)〗近年来,鲸类和海豚冲上海滩集体自杀的事件频频发生。对此,专家有许多不同的说法。有的说是巨轮噪音使它们迷失了方向,有的猜测为了躲避鲨鱼的袭击,也有人认为是病毒、衰老体弱或群体忠实追随其迷途的领头鲸等原因。他们都缺乏有说服力的证据。

最近,日本学者岩田久人在海豚尸体中检测到了高浓度的三丁基锡、三苯基锡等有机锡毒物,大脑中的含量尤为高,他证明这些毒物是导致鲸类和海豚集体自杀的真正凶手。

贝类、藻类等海洋小生物喜欢寄居在船底上飘洋过海,这样一来,船体增重,船速降低,损害了螺旋桨,增加了动力消耗,令航海公司头痛万分。为了解决这一问题,他们在船底涂上三丁基锡等有机锡涂料,以阻止海洋小生物在船体上生长。这样一来就有相当数量的有机锡毒物缓慢地溶入了海水之中,不断积累,达到有害的程度。据测试,一艘长280米、宽32米、深13米的集装箱船,每涂一次涂料就需要1.5万升,而且平均每年要涂一次,其数量之巨大,有毒成份之多,令人堪忧。

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