生物知識(shí)：生物安全 生命科學(xué)和生物技術(shù)

克隆、轉(zhuǎn)基因、生物安全三個(gè)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(rèn)識(shí)，就是在生物科學(xué)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(duì)這些問題進(jìn)行某些解釋，實(shí)際上是把這些問題提出來，希望和大家共同進(jìn)行探討。對(duì)于這三個(gè)概念，我想從四個(gè)方面來談：

一是生命科學(xué)和生物技術(shù)

二是發(fā)育生物學(xué)的主要問題

三是把克隆技術(shù)和轉(zhuǎn)基因納入到發(fā)育生物技術(shù)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(zhuǎn)基因的產(chǎn)品，這么發(fā)達(dá)的國家不但不怕，而且從中看到重要的應(yīng)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(zhuǎn)基因技術(shù)有助于解決那時(shí)的吃飯穿衣問題；克隆也許可以使得物質(zhì)生命永遠(yuǎn)延續(xù)下去，但要復(fù)制一個(gè)腰纏萬貫的商人或一個(gè)國家的君主，永遠(yuǎn)左右整個(gè)世界政治和經(jīng)濟(jì)，根本不可能，人們也用不著擔(dān)心將來會(huì)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(jié)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(zhuǎn)基因等生物技術(shù)的操作，改變?cè)瓉淼纳矬w，看它是否安全。首先從生態(tài)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(yīng)用上是否安全。我想展開一下談自己的看法。

新物種的產(chǎn)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(huì)出現(xiàn)之前，物種的產(chǎn)生和消亡一直存在。不是因?yàn)橛辛巳祟惢顒?dòng)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(gè)觀點(diǎn)。

第二個(gè)觀點(diǎn)是人的活動(dòng)確實(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境嚴(yán)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(duì)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(qū)段，有6種屬于國家一級(jí)和二級(jí)保護(hù)動(dòng)物。就拿大家所共知的白鰭豚來說，在20世紀(jì)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(guān)部門組織了全江段的同步考察，結(jié)果只看到5頭，據(jù)估計(jì)現(xiàn)存量在百頭之內(nèi)了。這個(gè)物種的消亡，已經(jīng)是近在眼前了。這說明人類的活動(dòng)對(duì)某些物種的消亡產(chǎn)生很大影響。因此，盡量減低人為活動(dòng)對(duì)物種消亡的影響是十分重要的。

第三個(gè)觀點(diǎn)是轉(zhuǎn)基因生物，即通過遺傳改造的生物體，要重視和研究它對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。究竟應(yīng)如何看待轉(zhuǎn)基因?實(shí)際上，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)生物體進(jìn)行改造是科學(xué)的進(jìn)步，是科學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果。物理學(xué)的深入研究，導(dǎo)致對(duì)人造物質(zhì)存在形態(tài)的新塑造，如冷聚變、熱聚變、超導(dǎo)等等；化學(xué)的進(jìn)步，合成了大量新型分子，大大改變了人們的現(xiàn)實(shí)生活。生物界實(shí)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(chǎn)生影響，又有誰能夠干預(yù)?這是自然存在的，遺傳改造。轉(zhuǎn)基因只不過是在人工預(yù)先設(shè)計(jì)的情況下所進(jìn)行的這種改造而已。所有生物物種都經(jīng)歷著不同程度、不可預(yù)測(cè)的改造過程。相反，轉(zhuǎn)基因?qū)ι矬w的改造是可以預(yù)測(cè)、可以用實(shí)驗(yàn)進(jìn)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(zhuǎn)基因研究方面，有很好的基礎(chǔ)。從1981年算起，通過20多年的時(shí)間，目前美國的1／3的玉米，1／2的大豆和棉花都是轉(zhuǎn)基因的產(chǎn)品。這么發(fā)達(dá)的國家不但不怕，而且從中看到重要的應(yīng)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(dá)到16億的高峰年時(shí)，將來世界會(huì)有90億人口，需要非常多的糧食。轉(zhuǎn)基因技術(shù)有助于解決那時(shí)的吃飯穿衣問題。

最后一點(diǎn)，關(guān)于克隆的問題。克隆牛、克隆魚人們好像沒有更多的異議?，F(xiàn)在有的科學(xué)家和醫(yī)生宣稱要克隆人，據(jù)說克隆的時(shí)間表也已經(jīng)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(shù)上仍然存在效率低，會(huì)產(chǎn)生畸形等問題，而且克隆人還會(huì)遇到社會(huì)倫理的巨大障礙。從我們克隆轉(zhuǎn)基因魚的結(jié)果分析，克隆動(dòng)物的線粒體DNA來自卵，而不是由細(xì)胞核供體提供的。因此，通過克隆百分之百地復(fù)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(shí)復(fù)制一個(gè)人的物質(zhì)生命和才能智慧是不可能的，也是做不到的?？寺∫苍S可以使得物質(zhì)生命永遠(yuǎn)延續(xù)下去，但要復(fù)制一個(gè)腰纏萬貫的商人或一個(gè)國家的君主，永遠(yuǎn)左右整個(gè)世界政治和經(jīng)濟(jì)，根本不可能，人們也用不著擔(dān)心將來會(huì)克隆出成批的希特勒使世界毀于一旦。

關(guān)于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種研究，目前還沒有任何一個(gè)品系已經(jīng)通過了安全審批，我國快速生長的轉(zhuǎn)基因黃河鯉魚已經(jīng)通過了中試鑒定，正在按國家有關(guān)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例進(jìn)行釋放實(shí)驗(yàn)，我們希望轉(zhuǎn)基因黃河鯉魚成為第一個(gè)為市場(chǎng)準(zhǔn)入的養(yǎng)殖動(dòng)物的轉(zhuǎn)基因品系，希望社會(huì)各界人士來共同促進(jìn)此事件成功。

生命科學(xué)和生物技術(shù)

生物技術(shù)已不是生命科學(xué)的一個(gè)組成部分，可以說兩者已經(jīng)是一對(duì)孿生姊妹，而不是從屬的關(guān)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(duì)傳統(tǒng)文化的尊重。實(shí)際上，他們?cè)诳茖W(xué)研究和科學(xué)管理上始終在創(chuàng)新。英國原來有四大政府扶持的研究基金會(huì)，即科學(xué)基金會(huì)、環(huán)境基金會(huì)、醫(yī)學(xué)基金會(huì)以及農(nóng)業(yè)與食品基金會(huì)。1993—1994年間他們進(jìn)行了調(diào)整，把科學(xué)基金會(huì)的一部分和農(nóng)業(yè)與食品基金會(huì)合并，成立了一個(gè)新的基金會(huì)BBSRC，即生物技術(shù)與生命科學(xué)基金會(huì)?？梢哉f生物技術(shù)與生命科學(xué)已經(jīng)是一對(duì)孿生姊妹，而不是從屬的關(guān)系，生物技術(shù)已不是生命科學(xué)的一個(gè)組成部分。相應(yīng)的，歐美不少大學(xué)設(shè)有生命科學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院或生命科學(xué)與生物技術(shù)系。學(xué)科發(fā)展的這些變化和調(diào)整的確值得我們思考和參考。

什么是生命科學(xué)？這是非常有挑戰(zhàn)性的實(shí)際問題。究竟生命科學(xué)包括哪些方面?我個(gè)人看至少有下幾方面主要內(nèi)容：

第一個(gè)問題是生命的起源與進(jìn)化。宇宙大爆炸之后，地球的形成是較晚的事件。當(dāng)時(shí)地球上沒有水，更談不上有生物。但是第一個(gè)或第一批簡(jiǎn)單的有機(jī)分子是如何逐漸產(chǎn)生的?有機(jī)分子是如何慢慢地演化，出現(xiàn)最原始的生物形態(tài)，直至當(dāng)今社會(huì)，當(dāng)今世界的如此漫長的進(jìn)化是怎樣發(fā)生的?實(shí)際上這些問題不僅屬于生命科學(xué)，也構(gòu)成了整個(gè)自然科學(xué)、哲學(xué)的基礎(chǔ)。

生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)，我覺得是生命科學(xué)的第二大問題。我們從首都機(jī)場(chǎng)出來，如果是冬天，就會(huì)看到道路兩邊都是干枯的樹枝；如果是夏天，當(dāng)然會(huì)看到濃郁的樹葉，但兩旁全是楊樹，這應(yīng)該說是十分單調(diào)的景觀。這樣的景觀從生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的角度來看，是十分脆弱的。我們現(xiàn)在可以通過某種措施，推廣優(yōu)良品種，但只種一個(gè)品種，是不科學(xué)的，是危險(xiǎn)的，因?yàn)槿狈ι锒鄻有缘脑?，單一的品種抵御病害和惡劣環(huán)境的能力是非常脆弱的，病害一旦發(fā)作起來往往是全軍覆沒。所以生物多樣性不是簡(jiǎn)單的概念，它有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。在20世紀(jì)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(diǎn)?他說的確好一點(diǎn)，但是他用非常惋惜的口吻對(duì)我說，他肚子里的大腸桿菌全被殺死了。這在我們看來，細(xì)菌被殺死了不是件好事嗎?不，對(duì)他來講，一個(gè)人從出生以后，腸道逐漸成為一個(gè)完善的生態(tài)系統(tǒng)，里面包括必要的微生物，把他們都?xì)⑺?，必然?huì)造成腸道生理活動(dòng)的紊亂。自然生態(tài)系統(tǒng)大到地球、地球的生物圈，小到我們?nèi)梭w內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)都非常復(fù)雜。

第三個(gè)問題，我想要談的是遺傳和發(fā)育，包括成熟和衰老等一系列生理過程，是生命科學(xué)的核心問題。復(fù)雜的生物系統(tǒng)進(jìn)化都可以從個(gè)體化發(fā)育過程反映出來，而個(gè)體化發(fā)育的畸變又與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)聯(lián)系在一起。最后一個(gè)問題是神經(jīng)科學(xué)和意識(shí)形成，我想這是生命科學(xué)面臨的新的、最大的挑戰(zhàn)。世間什么東西最復(fù)雜呢?可能是整個(gè)宇宙，我們很難認(rèn)識(shí)，再有就是我們?nèi)祟悺拇竽X，也很難認(rèn)識(shí)。

以上關(guān)于生命科學(xué)幾大問題的介紹是否全面，供大家討論。生命科學(xué)和生物技術(shù)是一對(duì)孿生的姐妹，那么生物技術(shù)究竟服務(wù)于哪些方面?我想生物技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，與人們生活的每一個(gè)局部都有聯(lián)系，首先涉及到衣食住行和健康，其次涉及國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，再有就是涉及社會(huì)發(fā)展的三大制約因素(人口、資源和環(huán)境)，生物技術(shù)對(duì)解決這三個(gè)瓶頸問題都將發(fā)揮重大作用。因此，生命科學(xué)和生物技術(shù)已經(jīng)不以人的主觀意志為轉(zhuǎn)移地成為了新世紀(jì)的前沿科學(xué)和技術(shù)。這不是光從生物科學(xué)家嘴里講出來的，已經(jīng)逐漸得到社會(huì)的共識(shí)。

（此文刊登于2002年2月8日《科學(xué)時(shí)報(bào)》三版。2001年5月11日至12日，由中國科學(xué)院和北京市人民政府共同主辦，由中國國際貿(mào)易促進(jìn)委北京市分會(huì)和科學(xué)時(shí)報(bào)社承辦的“科學(xué)家新世紀(jì)論壇”在北京人民大會(huì)堂開幕。中外著名科學(xué)家路甬祥、arry Kroto(英國薩塞克斯大學(xué)波諾學(xué)家、1996年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)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(jì)科技發(fā)展趨勢(shì)、信息科學(xué)技術(shù)、生物科學(xué)技術(shù)、新材料和環(huán)境保護(hù)等專題作精彩演講）