《自然》:应该禁止转基因野生动物吗?科学家在权衡风险

B站影视 电影资讯 2025-10-11 17:08 1

摘要:国际自然保护联盟本月在阿布扎比召开的全球大会上,一场关乎未来生物保护方向的投票即将举行。这场投票的核心议题是:是否应当暂停将合成生物学技术应用于野生物种并释放到自然生态系统中。在全球面临生物多样性快速丧失的危机背景下,科学界对这一提案产生了尖锐分裂。超过90个

信息来源:https://www.nature.com/articles/d41586-025-03288-x

国际自然保护联盟本月在阿布扎比召开的全球大会上,一场关乎未来生物保护方向的投票即将举行。这场投票的核心议题是:是否应当暂停将合成生物学技术应用于野生物种并释放到自然生态系统中。在全球面临生物多样性快速丧失的危机背景下,科学界对这一提案产生了尖锐分裂。超过90个非政府组织呼吁实施暂停令,但同时有超过240名科学家公开反对这一禁令,认为其将阻碍可能拯救数百万生命和濒危物种的关键技术发展。

这场争论远非学术性讨论。合成生物学和基因驱动技术已经从实验室走向现实应用的边缘。在非洲,研究人员正在推进转基因蚊子的田间试验,目标是消灭每年导致近60万人死亡的疟疾。在岛屿生态系统中,科学家正在开发针对入侵鼠类的基因驱动方案,这些啮齿动物的存在威胁着数百种海鸟和特有物种的生存。在澳大利亚,濒危的科罗伯里蛙面临致命真菌感染的威胁,基因组学研究可能为增强其抗病性提供途径。支持禁令的一方担心,这些技术的生态后果难以预测且可能不可逆转。反对禁令的科学家则认为,在生物多样性崩溃的时代,简单地关闭创新之门是不负责任的。

基因驱动技术代表了合成生物学在保护领域最具争议也最具潜力的应用。与传统遗传学遵循的孟德尔定律不同,基因驱动能够使工程化的基因变异以远高于50%的概率传递给后代,甚至接近100%。这意味着在数代繁殖后,特定的遗传特征可以在整个野生种群中快速传播。这项技术的理论基础建立在自然界中存在的"自私基因"现象之上,但通过CRISPR等基因编辑工具,科学家能够设计出具有特定功能的基因驱动系统。

在疟疾防控领域,基因驱动蚊子的研究已经取得显著进展。坦桑尼亚伊法卡拉健康研究所的昆虫学家迪克森·卢韦托伊耶拉指出,2023年疟疾导致的死亡人数接近60万,而基因驱动技术可能提供根除这一疾病的途径。当前的研究方向包括两种策略:一种是通过修改蚊子基因使其无法传播疟原虫,另一种是通过影响雌性生育能力来抑制蚊子种群数量。最新研究表明,针对疟疾媒介蚊子的低阈值基因驱动系统正在为首次田间试验做准备,相关的监测方案和安全评估框架正在建立。

岛屿入侵物种控制代表了基因驱动在生态保护中的另一重要应用方向。岛屿保护组织的研究人员在2024年发布的研究中展示了针对入侵小鼠的基因驱动检测新方法。入侵啮齿动物是世界上最具破坏性的入侵物种之一,它们对岛屿生态系统造成严重破坏,威胁着海鸟、特有植物和无脊椎动物的生存。传统的毒饵灭鼠方法在某些复杂环境中效果有限且成本高昂,而基因驱动技术通过修改与雌性生育相关的基因,理论上可以实现对目标岛屿鼠类种群的自我消除,同时避免影响大陆种群。

濒危物种的疾病抗性增强是合成生物学在保护中的第三个重要方向。南部科罗伯里蛙因壶菌病已接近功能性灭绝,这种致命真菌感染导致全球两栖动物种群大规模衰退。研究人员在2025年完成了该物种的染色体级别参考基因组测序,这为识别与疾病抗性相关的基因区域提供了基础。墨尔本大学的研究团队发现,科罗伯里蛙对壶菌的抗性具有约20%的遗传力,这意味着通过选择性育种或潜在的基因干预可能增强其自然防御能力。虽然直接基因编辑该物种尚处于概念阶段,但基因组数据为理解疾病易感性的分子机制开辟了道路。

支持暂停令的组织提出了多个层面的担忧。总部位于巴黎的非营利组织POLLINIS的科学顾问乔安·赛伊指出,基因生物技术对自然界尤其是昆虫的影响难以预测且可能不可逆转。他们的公开信强调,转基因生物的部署进展速度超过了安全和风险评估的步伐,在能够证明对传粉昆虫、生物多样性和生态系统没有直接或间接风险之前,不应进行任何释放。这一立场得到了超过80名研究人员的支持,他们担心合成生物学可能加剧已经威胁传粉昆虫的压力。

传粉昆虫衰退是一个严峻的全球性问题。最新研究显示,北美超过五分之一的本地蜜蜂面临灭绝风险升高,因素包括栖息地丧失、农药暴露、气候变化和疾病。批评者认为,在传粉昆虫已经承受多重压力的情况下,引入基因工程生物可能带来额外的不可预见风险。例如,基因驱动可能通过杂交或水平基因转移意外扩散到非目标物种,或者在目标物种中产生不可控的演化后果。一旦释放到环境中,这些基因改造生物无法像化学污染物那样被清除或中和。

然而,反对暂停令的科学家提出了同样有力的论据。意大利环境保护与研究中心的生物学家皮耶罗·热诺维西指出,生物多样性危机如此严重,我们确实需要新工具。他认为,完全禁止这一技术过于限制性,可能对人类健康和生物多样性保护产生负面影响。作为入侵物种专家,热诺维西通常在评估向野外释放生物体的风险时非常谨慎,他甚至反对旨在"复活"灭绝物种的去灭绝研究,但他不支持拟议的基因工程禁令,因为"关闭创新之门是危险的"。

这种立场的转变反映了保护生物学面临的深刻困境。传统保护方法在应对某些威胁时已经显得力不从心。例如,入侵物种每年造成数千亿美元的经济损失和无数物种的灭绝,而现有的控制方法往往效率低下或在生态上不可持续。疟疾等疾病继续每年夺走数十万生命,尽管投入了巨大资源。在这种背景下,一些科学家认为,以预防原则为名完全阻止新技术研究,实际上是一种不作为的风险,可能导致可预防的生命和物种损失。

关键的科学争论点在于风险评估的方法论。支持暂停的一方主张采取预防原则:在充分证明安全之前不应行动。反对暂停的一方则认为应该采取个案评估方法,由各国相应监管机构监督,根据具体应用的风险收益比做出决策。这种个案评估方法也是国际自然保护联盟大会上的另一项提案的核心,该提案并不支持或反对基因驱动,而是反映了不同观点并要求应用预防原则。

国际自然保护联盟在全球保护政策中扮演着独特角色。虽然其成员做出的决定不具有法律约束力,但它们确实影响着许多国家的立法和政策制定。热诺维西指出,如果成员投票支持拟议的禁令,它可能会在欧洲或澳大利亚等地区产生更大影响,因为这些地区有许多研究方向专注于开发基于合成生物学的新工具以提高保护行动的有效性。这意味着一项非约束性决议可能实际上塑造全球研究议程和资金分配。

这并非保护界首次就基因工程野生物种展开辩论。2016年和2018年,联合国生物多样性公约会议上曾两次提出暂停基因驱动的提案,但最终都被否决。然而,当前的辩论发生在不同的背景下。合成生物学技术在过去几年中取得了显著进展,从实验室概念验证向田间应用迈进。同时,生物多样性丧失的速度也在加快,联合国2024年报告指出全球正经历第六次大灭绝事件,物种灭绝速度是自然背景速率的1000倍。

监管框架的缺失是当前争论的核心问题之一。不同国家对基因工程生物的监管标准差异巨大,从相对宽松到高度限制不等。对于基因驱动这种可能跨越国界传播的技术,单一国家的监管显然不足。然而,建立国际监管框架面临着科学不确定性、价值观差异和地缘政治复杂性的多重挑战。发展中国家,特别是疟疾流行地区,往往对新技术持更开放态度,因为它们面临的公共卫生负担更为直接和严重。

透明度和社区参与是另一个关键维度。基因驱动研究的先驱机构如Target Malaria强调,任何田间试验都必须基于广泛的社区咨询和知情同意。这不仅是伦理要求,也是技术成功的实际前提。社区的担忧包括生态风险、对传统知识和土著权利的影响,以及技术可能被滥用的可能性。在某些情况下,对基因技术的抵制根植于对外部干预和企业控制的历史性不信任,这需要通过持续对话和能力建设来解决。

技术本身也在演化以应对安全担忧。科学家正在开发可逆转和可控制的基因驱动系统,例如具有时间限制的自我终止驱动,或者只在特定环境条件下激活的条件性驱动。环境DNA监测技术的进步使得追踪基因改造生物在环境中的扩散变得更加可行。岛屿保护组织2024年的研究展示了如何使用eDNA技术检测野生型和基因驱动小鼠,这为监测提供了重要工具。这些技术创新可能有助于在风险管理和保护效益之间找到平衡点。

从更广阔的视角看,关于基因工程野生物种的争论反映了人类与自然关系的根本问题。传统保护理念强调保持生态系统的"自然"状态,最小化人类干预。但在人类活动已经深刻改变全球生态系统的人类世,何为"自然"本身成为哲学难题。气候变化、栖息地破碎化、外来物种入侵和污染已经重塑了几乎所有生态系统,在这种情况下,基因干预是否仅仅是另一种形式的管理,还是跨越了根本的伦理界限?

国际自然保护联盟大会的投票结果将为未来十年的保护策略定下基调。如果暂停令通过,它将向研究界和资助机构发出明确信号,可能导致相关研究项目的中断和人才流失。如果个案评估方案占上风,挑战将在于建立既足够灵活又能确保安全的评估机制。无论结果如何,这场辩论已经揭示了保护科学面临的深层张力:在危机时刻,对创新的需求与对谨慎的呼吁如何调和?当传统方法不足以应对挑战时,我们愿意承担多大的不确定性?

生物多样性危机的紧迫性不容置疑。科学家估计,如果当前趋势持续,到本世纪中叶,地球上可能会有多达一百万个物种面临灭绝。在这样的背景下,将任何可能有效的工具排除在外似乎是鲁莽的。但历史也警示我们,仓促引入新技术而未充分考虑后果,曾导致灾难性的生态破坏。澳洲引入甘蔗蟾蜍控制害虫、非洲引入尼罗河鲈鱼提高渔业产量,这些案例都成为生态失败的经典教训。

关键的问题不是是否使用合成生物学,而是如何使用、在什么条件下使用以及由谁决定。这需要一个既能评估科学证据又能纳入多元价值观的决策框架。它需要透明、包容的治理机制,确保受影响社区有真正的发言权。它需要国际合作来管理跨境风险,同时尊重各国主权。最重要的是,它需要谦逊地认识到我们对复杂生态系统的理解仍然有限,任何干预都伴随着不确定性。

在阿布扎比的投票将是这个更大对话中的一步,但不会是最后一步。无论结果如何,科学将继续前进,生态危机将继续深化,而关于人类在自然世界中的角色和责任的根本问题将继续挑战我们。在这个关键时刻,我们需要的不是简单的答案或绝对的立场,而是严谨的科学、伦理的深思和开放的对话,以在保护地球生物多样性的同时,负责任地探索新的可能性。

来源:人工智能学家

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