人造生命的研究引發(fā)了許多道德倫理方面的爭論,有科學(xué)家認為,這是在試圖縮短幾百萬年來的進化歷程,創(chuàng)立自己的生物起源版本。此外,很多科學(xué)家還擔(dān)心潛在的生物恐怖和環(huán)境問題。有科學(xué)家提出,因為目前沒有生物合成的相關(guān)監(jiān)管規(guī)定,將來生物恐怖主義分子很可能利用這一技術(shù)制造致病毒或生化武器,而實驗室中的人造細菌是否會給環(huán)境和人類帶來更大的風(fēng)險也讓人憂心忡忡。對此,支持生物合成的科學(xué)家表示,生命并不是魔法,懷有宗教情結(jié)的老一代生物學(xué)家已跟不上科學(xué)的發(fā)展??死赘?#183;文特爾表示:“當(dāng)這些生命被創(chuàng)造出來時,它們將非常脆弱。讓它們在實驗室里存活一個小時將是一項巨大的成就。但如果說它們會走出實驗室、甚至主宰我們,這是絕對不可能的。”
人造生命成人造魔鬼, 科學(xué)家擔(dān)心物種失控
科學(xué)家們意外發(fā)現(xiàn),脊髓灰質(zhì)炎病毒能夠在試管中的化學(xué)合成物中自動復(fù)制。由此,美國洛克菲勒大學(xué)的生物學(xué)家埃爾伯特·里勃切特得到啟發(fā),希望借助某種化學(xué)反應(yīng),制造出像活細胞一樣可以自己生長的生命形式。
當(dāng)?shù)貢r間2004年12月21日,里勃切特博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組宣布,他們嘗試創(chuàng)造人造生命已經(jīng)進入實驗階段。這種人工生物叫做“囊生物反應(yīng)器”(vesicle bioreactors),它很像某種低級的生物細胞,組成部分來自不同的生物材料:柔軟的細胞壁是用蛋清中的脂肪分子制成的,細胞構(gòu)成是從諸如大腸桿菌之類的活著的生物中得到的。
很多科學(xué)家擔(dān)心人類最終可能失去對新物種的控制
美國科學(xué)家正在制造具有工業(yè)和醫(yī)學(xué)價值的“人造細胞”,這預(yù)示著人類探索人造生命邁出重要一步。
眾所周知,要想成為一種生命體,就必須有一套生物系統(tǒng)來生成蛋白質(zhì),這是生命必不可少的特征之一。據(jù)報道,美國洛克菲勒大學(xué)的科學(xué)家將能夠生產(chǎn)蛋白質(zhì)的生物分子混合物懸浮在油中,形成微小的顆粒。然后,他們在這些顆粒外包裹住兩層肥皂膜狀的磷脂分子,像細胞膜一樣將生物分子混合物顆粒包裹在其中。
經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn),用分子膜包裹之后,生物分子持續(xù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)的時間比原來延長了一倍。為了進一步延長時間,科學(xué)家還在“細胞”中加入了一種細菌基因,這種基因可以控制生成一種名為α-溶血素的蛋白質(zhì)。該蛋白質(zhì)形狀類似于桶,能夠插入細胞膜形成小孔,環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì)便通過這些小孔進入“人造細胞”,自動補充制造蛋白質(zhì)的原材料,這樣,“細胞”就可以連續(xù)數(shù)日生成蛋白質(zhì)。研究人員稱,這種“人造細胞”可以像一個微型“工廠”,生成具有工業(yè)和醫(yī)學(xué)價值的蛋白質(zhì)。關(guān)于這項研究的細節(jié),將發(fā)表在近期的美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上。
人造生命的三項基本要素:生命必須有一個容器;生命能進行新陳代謝;生命可以被儲存和復(fù)制
從實驗結(jié)果看來,里勃切特研究小組似乎成功制造出了一個人造細胞。但實際上,這些實驗中的生物反應(yīng)器并不能說是“活著”,因為這些合成囊只能生活在配置好的化合物中,僅僅存活數(shù)天而已。但是,這項研究距離合成生物這個新領(lǐng)域只有一步之遙,合成生物的目的是制成新的生物體。里勃切特在接受英國BBC采訪時說:“如果這一切成為可能,我們就該重新思考一下生命究竟是什么。與其說這是個科學(xué)上的問題,不如說是一個哲學(xué)問題。對我來說,生命就像一個機器,一個由電腦程序控制的機器,僅此而已。”
像核技術(shù)一樣,此項新技術(shù)既有巨大潛在利益也有許多風(fēng)險。一旦這樣的有機體被制造出來,就可以讓它們?nèi)プ鲎匀唤鐝奈匆娺^的事情。例如,可以把這種有機體投放到被原油污染的海水中,它們可以吃掉所有原油并把它分解成無害的成分,等海水中的原油被消化完,它們也就隨即死去。風(fēng)險來自這樣一個事實:它們是人造物,但它們卻是活的,它們可以從其環(huán)境中獲取材料構(gòu)建起它們自身,并進行自我復(fù)制和取得進化。
應(yīng)該說,里勃切特通過實驗制造出的一些生命物質(zhì),只是生物大分子的基本構(gòu)成單元,它們還遠不是生命。那么,怎樣才算是生命?盡管目前科學(xué)家對生命定義的一些細節(jié)還存有爭議,但他們都同意生命至少要具備3個特征:第一,生命必須有一個容器,如細胞的細胞膜、人的身體等;第二,生命能進行新陳代謝,可在酶的催化作用下跟環(huán)境做物質(zhì)和能量的交換;第三,生命具有可以被儲存和復(fù)制的化學(xué)指令,這些指令控制著生命活動,并且能復(fù)制遺傳。
目前,這三項基本要素已經(jīng)在實驗室里分別模擬成功,盡管模擬實驗解決的是一些最基本的單項問題,但科學(xué)家們還是宣稱他們已經(jīng)做好創(chuàng)造人造生命的一切準(zhǔn)備工作。不久前,歐盟為開展這方面的研究曾撥???00萬美元。在此項研究的計劃框架內(nèi),他們還在意大利威尼斯專門成立了世界上首家人造生命研究所,它被稱作歐洲生命工程中心。美國馬薩諸塞綜合醫(yī)院的微生物學(xué)家馬丁·漢澤克認為,現(xiàn)在是開始實踐性研究和著手全面實驗的時候了。此項實驗一旦取得成功,它將開辟人類生命工程的新紀元。
任何人造生命都有可能演化成跟地球上現(xiàn)有生命形式完全不同的生命,成為無人類法控制的生物。按照達爾文進化論的觀點,當(dāng)今五彩繽紛的生物世界,都是由一個共同祖先即原始生命體演化而來。
原始生命體是怎樣產(chǎn)生的?這一直是一個困擾科學(xué)界的謎團。
近50多年來,科學(xué)家們?yōu)榱私忾_這個謎,一直進行“人造生命”的探索。
早在2001年11月21日,世界著名的基因大師、美國塞萊拉公司前總裁克雷格·文特爾就宣布開展一項新的研究,目標(biāo)是利用人工合成的遺傳物質(zhì),在實驗室里制造一種在自然界中并不存在的新物種。文特爾的合作者包括遺傳學(xué)家漢密爾頓·史密斯,史密斯是1978年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者,是一位公認的DNA操作高手。美國能源部也慷慨解囊,為他們的研究劃撥了總額300萬美元的資金。
新研究計劃拿生殖支原體作為研究對象,這種寄生在人體內(nèi)卻不引發(fā)疾病的細菌只有一條染色體,其中包含517個基因,是已知的基因組最小的生物。文特爾等準(zhǔn)備首先將天然生殖支原體細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)全部去除,然后合成出含有細菌生存所需最少基因數(shù)目的人造染色體。人造染色體最終將注入去除遺傳物質(zhì)的中空生殖支原體細胞,以進一步研究這種人造細胞能否存活與繁殖。
文特爾解釋說,他們的研究純粹是基礎(chǔ)性的,不是徹底人工制造一個全新的生物,而是在更大程度上對一種對生命體的改造。他認為,這項研究可以從根本上加深對細胞生存最關(guān)鍵條件的理解。如果初步實驗取得成功,他們更長遠的設(shè)想,是不斷為其添加新功能,比如分解火力發(fā)電廠排放的二氧化碳,或生產(chǎn)可用作燃料的氫等,從而為低成本、高效率制造生物能源找到一條新出路。據(jù)說,美國能源部之所以愿意掏錢,主要是看中了研究的長遠潛力。
盡管專家們從這種新技術(shù)中看到了無窮的好處,但很多人對于它可能給人類倫理觀念帶來的沖擊,以及人類最終可能失去對新物種的控制等問題感到擔(dān)擾。因為任何人造生命都有可能演化成跟地球上現(xiàn)有的生命形式完全不同的生命,成為無法控制的生物。
對此,美國加利福尼亞大學(xué)分子生物學(xué)教授戴維·迪默卻認為,人類制造的任何東西都不可能與那些在自然界中進化了30億年的生物競爭。而且科學(xué)家們還在設(shè)計另一層保護措施:所有人造生命都將依賴自然界不存在的化學(xué)物質(zhì),這些關(guān)鍵性的化學(xué)物質(zhì)一旦消除,人造生命便即死亡。因此,人造生命失控的風(fēng)險極其微小。