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人类能创造一种新的生物吗?

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赵泠,遗迹是曾经讴歌繁荣的生命留下的缺页的梦。
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人类早已大量创造新物种。

你那所谓“真正的新物种”是哪种定义下的呢。

生物学物种(Biological species)将物种定义为无法和其他生物交配产生具生殖力之后代而有自己的延续方式的族群,新物种的诞生就是生物间形成生殖隔离的演化过程。这允许能无性繁殖或孤雌生殖的三倍体、五倍体、非整倍体等独立为新物种,这在植物之中特别容易,可以由人类操作、反复地发生。

多倍化对物种的形成和进化起着至关重要的作用。有些常见生物就是多倍体:金鱼、鲑鱼、蚂蟥、扁形虫、有尾目、蕨类植物。

在日常农产品里,香蕉、姜、无籽西瓜是三倍体,土豆、玉米、花生、棉花、芸薹属植物(如白菜和油菜)是四倍体,面包小麦是六倍体,草莓、甘蔗是八倍体。市面上的葡萄有二倍体、三倍体、四倍体的品种,养殖的鱼也有一些是三倍体。农产品中还有不少异源多倍体,例如小黑麦是六倍体,其中四套染色体来自小麦,两套染色体来自裸麦。这些农作物有不少是人类亲手创造的新物种。

多倍体鲫复合种包含行两性有性生殖的四倍体鲫(Carassius auratus)和行单性雌核生殖的六倍体银鲫(Carassius gibelio)。银鲫是由有 100 条染色体的四倍体鲫发生一次额外的同源多倍化而来,含有 150 条染色体,在行单性雌核生殖的过程中还具有整合外源基因组从而形成更高倍性的合成多倍体的潜能。

2015 年到 2020 年,桂建芳团队[1]将有性生殖四倍体鲫的精子整合到雌核生殖六倍体银鲫的卵子中,产生人工合成八倍体群体。这些合成八倍体的体细胞含有 200 条染色体,其中 50 条染色体来自四倍体鲫父本,四倍体鲫的 X/Y 性染色体及其性别决定系统也随之整入。研究发现,部分合成八倍体雄鱼是可育的,特别是有一尾雄性合成八倍体获得了与四倍体鲫雄鱼相同的有性生殖能力,与四倍体鲫雌鱼交配获得的胚胎发育正常。这些胚胎发育为性别比为 1:1、性染色体组成为 XXX 雌性和 XXY 雄性的合成六倍体群体。这些发现为脊椎动物多倍化后的性别决定系统转移和生殖方式转换提供了典型事例,为银鲫的多倍化育种提供了理论和技术支撑。

演化物种(Evolutionary species)将物种视为有独自演化历史和未来的族群,新物种的诞生可以视为一个基因库变得无法和其他基因库交流的过程。可造成此种演化的力量包括天择、性选择、突变、基因重组、遗传漂变、人工培育选种、基因工程等。例如 19 世纪伦敦地铁建成并将一些蚊子关了进去,现在它们已经变成了和地面上的蚊子不一样的物种。

如果你相信演化的单位不是整个基因组、是一段段基因序列,则可将新物种的诞生视为一段基因失去和其它同源基因进行重组的能力的过程。这允许你通过基因工程不停地创造新物种。

如果你认为只有彻底排除已知生物的基因序列才算是“真正的新物种”,那么仔细观察生物的定义,可以将一些完全不含有核酸的东西视为生物。

一部分生物学家,例如道金斯,认为生物的定义不必局限在地球生物之中,任何事物只要符合“生物是自然选择塑造的信息”之类标准,就可以被定义为生物,但这标准也是非常模糊、高度依赖具体学者的解释的。

  • 按照道金斯定义,康威生命游戏、Tierra 之类程序制造出来的虚拟生命体都算是生物。那可是与地球碳基生物截然不同的。
  • 磁场里的球状等离子体可以表现出新陈代谢、生长、自我复制、传输信息、成分的同一性、严整有序的结构、稳态[2]。这可以视为人类创造的等离子生物。
  • 在对等离子体中的尘埃进行的模拟实验中,俄罗斯物理学家瓦基姆·兹托维齐领导的团队发现尘埃会自动排列成双螺旋结构,可以吸引其他尘埃颗粒而“生长”,可以自我复制成两个相同的螺旋。螺旋结构的半径会随着不同分段而变化,说明它具有信息编码能力[3]。这比晶体和热带风暴的有序性前进了一大步[4]

2006 年 3 月 15 日,加州大学洛杉矶分校的天文学家通过斯皮策太空望远镜在距离银河系中心黑洞 300 光年处发现了一片双螺旋结构星云,长轴 80 光年。

2020 年 10 月,一些宇宙生物学家提出生物的新定义,使用新单词 lyfe,其特征是:

  • 利用周围环境中的资源来防止自身变得一致和始终如一
  • 通过复制等手段指数增长
  • 可以自我调节来在不断变化的环境中保持稳定
  • 可以学习并记忆周围环境的信息,就像地球上的生物演化那样

和道金斯定义的区别是,他们认为还有自然选择以外的方式来学习和记忆信息。这可以允许从人类建造的机械、城市到依靠量子涨落直接从真空中涌现的玻尔兹曼生物都在进行自然选择之前就被视为生物。

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