题图:Free Stock Image(CC0)
数万年来,人类一直在有意无意地影响其他生物的演化进程。大多数时间里,我们能使用的工具都很贫乏,但是我们用它们创造了一个美丽的、充满机遇和危险的世界。
现在,我们处于气候危机、灭绝危机、粮食危机和信任危机之中。要从这些危机中幸存下来,我们需要利用一切可以使用的工具,包括生物技术这种强大又危险的利器,也需要学习如何开诚布公地讨论这些工具,才有希望创造和维护一个美好的世界,让野生生物能够在自然环境中繁衍生息,人们也能勇敢承担责任,更坦诚、更审慎地前行,不讳言风险,也不因噎废食。这本书要做的正是帮助我们透彻理解悬崖边的人类手握的科学利器。
是的,我们在讨论基因工程、基因拯救、合成生物学,诸如此类让你心生疑虑的技术。不管是支持还是抵制,至少得先足够了解它,对吧?
悬崖边的造物者:
心怀善意,手握利器
文 | 贝丝 · 夏皮罗
展开全文
来源 | 《悬崖边的造物者》
在美国西部腹地,一头年老的野牛啃食了满满一口鲜嫩的草。
正在野牛平和地咀嚼满嘴的食物时,一声狼嚎打破了斯内克河畔的宁静。它抬起头,停止咀嚼,猛然警觉起来,嗅着周围的空气,耳朵也在微微地颤抖。四周寂静无声,只有漫无目的飞舞的蚊子在它周围嗡嗡作响……
数百万年来,猛犸象和马是北美动物群的长居者;一直生活在亚洲的野牛200万年前才出现在当地的化石记录中,它们是北美大陆的新居民。野牛是通过白令陆桥到达北美的,这座桥因白令海而得名,目前已经被白令海所淹没。
01
与人类狭路相逢
大约3.5万年前,北美野牛的生存状况开始恶化。随着气候持续变冷,降雨量减少,草原逐渐消失了,到了2.3万年前,上个冰期最寒冷的阶段前后,白令地区的野牛陷入困境。
显然,冰期最冷的时期对生活在北美大陆的野牛很不友好,但是草原栖息地的丧失不是唯一的原因,还有新的捕食者出现了,他们将目光锁定了野牛。这些新的捕食者刚刚从亚洲跨过白令陆桥来到这片大陆,用两条腿直立行走,能够远距离投掷尖头武器。他们就是刚刚到达北美的人类。
野牛从未遇到过这样的捕食者,通常捕食野牛的是狼、熊或者大型猫科动物,它们在一次成功的狩猎中可能会抓住一两个个体,通常是最幼小、最年老或者最病弱的。但是人类并不是这样,他们合作捕猎一次可以带走几十只或者更多的个体,而且目标不是最弱小的个体,而是最大、最健康和最肥美的野牛。
随着人类种群增长,他们对野牛的追捕也逐渐加剧,野牛的种群结构被破坏。繁殖季来了又走,能够繁育的野牛数量减少,牛犊的数量也随之减少,野牛的种群数量日渐减少。同时,野牛的栖息地在进一步萎缩,幸存的个体不得不退到孤立和日渐缩小的草原。对野牛来说更为不幸的是,人类知道这些仅存的栖息地都在哪里。
到冰期结束,世界重新开始变得温暖时,曾经遍布整个白令地区的野牛种群已经减少到只剩几个地理孤立的小畜群,每个畜群在仅存的小片草原上各自生活。
野牛在适应与人类共存的生活。大约15 000年前,野牛首次遇见人类;大约5 000年前,北美野牛的体型变得和现今相似,但是和冰河时期它们的祖先相比,体型仅约为祖先的70%。
大约500年前,欧洲人到达北美大陆,带来的天花、百日咳、伤寒、猩红热等传染病席卷了整个大陆,病毒在原住民中肆虐,野牛被捕猎的压力也随之降低。到18世纪中叶,据历史记载,在北美平原生存的野牛达6 000万头,但这最后的繁荣并没能持续。因为欧洲人还带来了枪和马,这是对提高猎杀野牛的速度和准确度做出巨大贡献的两大利器。
19世纪初期,欧洲殖民者加快了步伐,随之而来的是大规模野牛狩猎。1876年,野牛从南部平原彻底消失;到了1884年,仅有不到1 000 头野牛生活在北美地区。
不过,它们并没有灭绝。
02
悬崖边上的拯救
19世纪初期,一些人认识到,人类几乎导致即将到来的野牛灭绝。但是直到1874年,第一部保护野牛的法案才被美国国会通过,这项法案禁止了野牛的“无用屠宰”。不幸的是,当时的美国总统尤里西斯·辛普森·格兰特拒绝签署该法案。
1877年加拿大政府通过了《野牛保护法》,希望达到相同的保护野牛的目的,但最后还是被拒绝执行。
最终,1894年,美国当时的总统格罗弗·克利夫兰签署了《雷斯法案》,用以“保护黄石公园内的鸟类和其他动物,并且惩罚公园内的违规行为”。这个法案保护了最后生活在北美的野生平原野牛,剩下的野生森林野牛生活在加拿大西部。
1902 年,黄石公园内的野牛种群数量仅为25 头。
图源:Pixabay
幸运的是,在法律之外还有人保护野牛。
1905年,美国野牛协会成立了,旨在保护野牛免于灭绝。西奥多·罗斯福原本是一名狂热的野牛猎人,最后成为该协会第一位名誉主席。两年后,该协会将生活在布朗克斯动物园的15头野牛转移到俄克拉何马州一个牧场。一年后,该协会又向美国国会请愿,成功地在蒙大拿州建立国家野牛保护区,并且筹集资金从私人农场主手里购买野牛,于1909年放归该保护区。在接下来的5年里,他们通过相似的方式在南达科他州风洞国家公园和内布拉斯加州奈厄布拉勒堡野生动物保护区建立新的野牛种群。野牛再次繁盛,它们得救了。
2016年当时的美国总统贝拉克·奥巴马宣布野牛为美国国家哺乳动物。目前,北美野牛种群欣欣向荣,超过50 万头。
03
进退维谷:
人类的干预应该进行到何种程度?
现在,大多数的野牛是私人饲养的牲畜。这些野牛经历过选择性繁育后,具有易管理和高利润的特性——温顺、繁殖率高、生长快速、高效喂养。在很多(或者说是全部)圈养野牛群中都发现了家牛的基因,这是因为20世纪初的农场主有意使这两个物种杂交,希望可以让野牛既保持抗逆性强的特性,又能有家牛温顺的品性。
畜群内部和畜群之间的繁殖得到精心的管理,一些营利和非营利组织提供一系列优化繁育服务,例如DNA分型、疾病检测和促进贸易。在这些牧场里,野牛受到了保护,不需要与其他食草动物竞争,也不需要担心狼或者熊这些捕食者;当季节变化时,它们不再需要为了追逐优质的草场而迁徙。让野牛得以生存在今天的特性和基因已经变化了,与令其祖先存活下来的特性和基因不再相同。那么,这些野牛还有野性吗?
图源:Pixabay
大约有4%的野牛生活在保育群中,它们仅仅占用原野牛生活空间不到1%的区域。这些野牛在保育区内没有商业目的的选育压力,但是受到的管理力度不亚于私人畜群。每年人们都会将品性不佳的个体淘汰,优化畜群性别和年龄结构以控制繁殖,同时减少逃逸的可能性。
大多数的保育群也有一些家牛的血统,这引发了它们是否还值得被保护的问题。例如,加利福尼亚海岸附近圣卡塔利娜岛上的保育群中,有50%的野牛含有家牛的线粒体DNA(一种母系遗传的DNA)。得克萨斯农工大学的野牛生物学家詹姆斯·德尔研究发现,带有家牛线粒体基因的野牛相比于带有野牛线粒体基因的野牛,体型更小、更矮。这些结果证明,如此之多的家牛血统可能会影响圣卡塔利娜野牛群。那它们依然是野生野牛吗?
管理者苦恼于究竟要如何保护保育群。是应该施加选择压力清除家牛血统,还是增加一个野牛基因遗传变异的机会?因为它们曾经濒临灭绝,目前的野牛都来自少数个体而缺乏遗传变异。同时,牛群也在群内积累独特的遗传变异,通过适应当地条件(这是好的方面),也通过近亲繁殖(这可能会造成不良的效果)。这让管理者不得不面临艰难的选择,一方面,在不同牛群间移动个体能够避免近亲繁殖造成的后果,另一方面,这种移动可能又影响了原本野牛产生的本地适应性。不过,无论管理者最后做出哪种选择,他们实际上都决定了美洲野牛的演化命运。
图源:Pixabay
回到开始时的画面:
那头野牛意识到危险并没有迫在眉睫,便又开始咀嚼起来,视线再次投向地面。它朝着新鲜的草地慢慢地移动着,附近几十头野牛也跟随着它慢慢地向南移动。一群野牛就这样平静地,不紧不慢地,一路吃草一边走向山中。
这画面平静又安然,在为数不多的地球最后的荒野之地,一群野牛繁衍生息,不受这荒野之外纷纷扰扰的约束,自由游荡。
北美野牛的故事是人类接管物种演化进程的一个缩影,我们影响了几乎所有(或者说就是所有)生活在今天的生物。
捕食者和保护者这两种人类的角色并不能截然分开,我们学会了如何操纵和管理野生动物以满足我们的特定需求。随着生物技术的发展,我们掌握了当今世界最主要的演化力量。如今我们正站在悬崖边,在未来几十年间做出的决定,将会决定人类自身和其他物种的未来命运。心怀善意,手握利器,我们该何去何从?
美国进化分子生物学家贝丝·夏皮罗所著的《悬崖边的造物者》这本书试图通过追溯人类利用科技创新重塑自然的历史,找到一个答案。2020年诺贝尔化学奖得主詹妮弗·道德纳称它是科学、自然史和第一人称体验的绝妙结合,“任何想更好地了解生命未来(包括人类和其他生物的未来)的人,都应该读一读这本书”。
THE END
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