被人类改变的进化齿轮

大科技大科技 科学之谜 2022-09-23 1414 0

达尔文曾经说过,“直到时间之手把岁月的流逝标示出来之前,我们看不到这些缓慢的进化。”他可能没想到的是,在100多年以后,人类自己拨快了动物进化的齿轮,以致于动物的进化随时可见。

人类主动“编辑”动物的进化

一只羊要突变出蜘蛛的DNA需要多久?如果是自然选择的话,那么这可能永远都不会发生。但在人类的操作下,只需不到1年的时间,一只、甚至一群含有蜘蛛DNA的山羊就诞生了。它们的外表没什么改变,它们没有八条腿,也不会织网,不过它们的羊奶中含有大量的蜘蛛蛋白。这些蜘蛛蛋白跟蜘蛛用来织网的蛋白极其相似,而这也是科学家的目的——从羊奶中提取大量的蜘蛛蛋白,然后用这些蛋白进行纺织。

被人类改变的进化齿轮

这并不是人类第一次主动操纵动物基因的突变。早在4万年前,人类就已经这么做了。当时的人类开始驯养各种野生动物,其中就包括狼。在4万年的驯养过程中,人类有意或无意地改变了这些狼的DNA,以致于它们变成另一种动物——狗。狗的DNA跟它祖先的也只有大约0.5%的差异,因此,狗也保留了一些祖先的习性,例如听到同类嚎叫的时候,自己也会跟着嚎叫。

让狼变成狗花了人类大约4万年的时间,不过在这期间,人类发明出了另一种操纵动物DNA进化的方法——杂交。杂交可以创造新的物种,而且这一过程完全用不了4万年的时间,我们熟悉的骡子就是杂交的产物。古人把马和驴进行交配,从而创造出了新的物种——骡子。跟相同大小的马相比,骡子更强壮,且它需要的粮食更少。除此之外,骡子继承了驴的坚韧、耐力和温顺等性情和优点。到了今天,除了骡子,人类还能杂交出狮虎兽(狮子和老虎杂交所得的后代)等其它动物。

尽管杂交可以创造新的物种,但杂交的失败率太高(动物杂交实验还有道德伦理问题),以及杂交的物种大多难以繁殖,并且杂交的物种不一定是人类想要的,所以人类得另寻创造新物种或者是促进物种进化的新方法。此时,足够成熟的克隆技术进入了人类的视野。

看到这,您或许会想:“克隆不是基因复制吗?”没错,单单的克隆技术无法达到刚刚前面提到的两种效果,但如果跟其他的技术相结合,那么克隆技术不仅能促进物种进化,还能创造出新的物种。

被人类改变的进化齿轮

濒危动物黑足鼬靠基因编辑技术重新兴旺起来

克隆主要由一种叫做“体细胞核转移”的技术来进行的。这是一种怎样的技术?简单地讲,就是科学家首先选中需要克隆的动物,接下来把这动物的体细胞核提取出来,然后转移到已被去核的同类卵细胞当中,待到卵细胞分裂,科学家再把它转移到代孕母亲的子宫中,最后,代孕母亲生出来的就是被克隆的动物。

目前,科学家正把克隆和基因编辑技术结合起来,试图创造出全新物种,或是拯救濒危动物,而基因编辑技术也是人类目前最能导致动物进化(甚至是突变)的技术。前面提到的蜘蛛山羊就是基因编辑技术的产物。目前,科学家正用这两项技术来拯救黑足鼬和鸮鹦鹉等濒危动物。

黑足鼬是全球十大最濒危的物种之一,目前黑足鼬只有北美洲才有。即使在人类长期的帮助下,它们目前的数量都还没到1000只,这其中的一个重要原因,就是它们的基因多样性不足(它们大多是近亲繁殖),这就导致了它们极易患病。如今,在基因编辑技术的帮助下,科学家能将其他已死亡黑足鼬的基因编入这些存活的鼬当中,甚至还能敲除存活鼬易患病的基因,从而丰富存活鼬基因的多样性。然后再克隆这些经过编辑的鼬,随后利用它们进行繁殖,从而达到拯救黑足鼬的目的。鸮鹦鹉的情况跟黑足鼬的极其相似。

被人类不经意间影响的动物们

除了人类通过现代科学技术主动促进动物的进化,人类不经意间的正常活动,也会改变动物进化的进程。

2006年,一位美国猎人在加拿大的西北部地区射杀了一只外貌奇特的熊。这只熊同时有着白色毛发和棕色毛发,乍一看很像北极熊,并且有着跟北极熊一样细长的脖子,不过它却有着跟灰熊(灰熊是棕熊的亚种)一样利爪,以及厚实的肩背。随后科学家经过DNA鉴定,发现这只熊是北极熊和灰熊的杂交品种,如今它被命名为灰北极熊。

被人类改变的进化齿轮

因人类活动而出现的杂交品种——灰北极熊

根据现有的资料,科学家推测是由于全球气候变暖,极冰融化,随后北极熊随浮冰漂流到南方,而北方变得温暖,原来栖息于南方的灰熊可以“北上”了,然后它们在某个地点相遇并交配,从而生出了灰北极熊。

然而故事还没结束。

2010年,又有一只灰北极熊被射杀,这次是在加拿大靠近北极的地区。科学家通过DNA测试发现这只灰北极熊其实是第二代个体,也就是说它的双亲都是灰北极熊。一般来说,杂交的物种难以繁殖,但灰北极熊却打破了这个自然规律!其中缘由科学家仍然不清楚。

除了灰北极熊,科学家还发现了其它“天然”杂交的物种,种数超过30种,其中就包括独角鲸和白鲸的杂交后代——白独角鲸。

人类城市的出现也是导致生物快速进化的因素之一。

100多年前,英国伦敦开始修建地铁,一部分库蚊(蚊子的一种)被留在地底。近来,科学家发现,地铁下的库蚊虽然在外表上跟地面的没什么两样,但是它们的DNA却与地面上的同类不同,以致于科学家如今正在争论要不要把这些地底的库蚊归类成新的物种。

在其他国家的城市也发生了类似的事情。科学家发现,生活在美国纽约中央公园里的白足鼠,它们进化出了跟纽约食谱相搭的基因,这些基因使中央公园里的白足鼠更能消化脂肪,以及中和发霉坚果有毒真菌的毒素,而远离城市的同类们则没有这些基因;在美国的另一个州——内布拉斯加州,生活在城市里的美国崖燕进化出了更小的翅膀,这使它们更灵活,更能躲避来往的车辆和挡在前方的建筑;生活在波多黎各(属于美国的自治邦)城市里的冠状蜥蜴进化出了更长的腿和更粘的脚趾,这使它们更容易在建筑上爬行;英国各大城市的大山雀进化出了更长的鸟喙,以便从鸟类饲养人那里偷取食物。

人类其他的活动也会在不经意间影响动物的进化。例如偷猎大象,人类狩猎大象主要为了获取象牙,所以他们的目标往往是长着大象牙的大象。由于生存压力,一些大象不得已把“大象牙基因”从自己的基因库中移除。现在的大象进化出了更小的象牙,甚至把自己的象牙给进化没了。在过去20年里,非洲国家赞比亚的南卢安瓜国家公园里(象牙偷猎者泛滥的地方)的无牙母象比例从10%上升到40%。

人类现在对地球上其他生命进程的影响是前所未有的巨大。人类可以利用科学来满足一己私欲,但也可以用来弥补自己的过错或为其他生命的健康发展出力。正如前面鸮鹦鹉,这种动物由于栖息地被破坏和人类的狩猎,在1995年,它们只剩下51只,不过在克隆和基因编辑技术的帮助下,它们的数量如今增加到了211只,而且它们也更加健康。这样看来,进化齿轮改变的好坏,很大程度上取决于人类自己。

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