《動物世界奇遇記》

內容簡介：作者湯波是生物化學與分子生物學博士，他在書中打造了一個神奇的動物世界，在那里有來自三個媽媽的克隆青蛙，有能生產嬰兒救命藥的雞，有不長角的奶牛，有長著人類器官的豬。或許將來某一天，人類會感謝這些神奇的動物，因為它們都為人類的健康事業(yè)做出了杰出貢獻。這些神奇動物的誕生得益于生物技術的蓬勃發(fā)展和科學家的奇思妙想，其背后則隱藏著許多科學家曲折地、辛苦地進行創(chuàng)新的故事。通過這本書，同學們一定會對科學家的創(chuàng)新世界增加了解，更會對人類的未來充滿美好的期待。

告別格登教授之后，小迪一家回到了賓館。吃過晚餐后，小迪準備休息一會兒，可是討厭的蚊子趴在她的胳膊上猛吸血。她使勁地拍了一巴掌，蚊子雖然被拍死了，但是小迪這么一拍，拍得自己胳膊生痛。

“好大一只花蚊子，”小迪用手指彈開蚊子的尸體，抱怨道，“我最討厭蚊子了。它們吸我的血也就罷了，還讓我感覺奇癢無比。”果不其然，小迪那只被蚊子叮咬了的胳膊已經紅腫起來，開始有點兒癢了。

“趕緊抹點兒花露水吧，一會兒就好了。”媽媽遞過花露水說，“蚊子最可怕的是會傳播瘧疾、登革熱和黃熱病等傳染病。好在我們目前不在熱帶地區(qū)，否則被蚊子叮咬過可就有感染的風險了。”

“是啊！”爸爸剛從衛(wèi)生間洗完澡出來，接過媽媽的話說，“不過也有‘好蚊子，它們能幫助人類消滅傳播病毒的‘壞蚊子。”

小迪驚訝地問道：“還有‘好蚊子？太好了！我要讓這些‘好蚊子幫助消滅‘壞蚊子。但是哪里有‘好蚊子呢？”

爸爸回答道：“這種‘好蚊子是牛津大學的科學家研制出來的。我們不如明天先去參觀，之后再去愛丁堡看綿羊多利。”大家一致同意這一提議。

第二天一大早，爸爸開著租來的汽車載著全家前往牛津大學，兩個多小時后，小迪一家來到了牛津大學的一個實驗室。接待他們的是盧克博士，他是牛津大學動物學系的教授，也是轉基因蚊子的發(fā)明者。

“聽說你們要建一個高科技的‘神奇動物世界主題公園，這是一個很棒的主意！非常希望我們培育的轉基因蚊子能成功入選，我先帶你們看看我們培育的轉基因蚊子吧。”盧克博士開門見山地說。他把小迪一家?guī)У揭粋€房間，里面有很多玻璃缸，缸壁上趴滿了花蚊子。

“全世界的蚊子約有3000種，其中以按蚊屬、伊蚊屬和庫蚊屬最為‘臭名昭著。伊蚊是蚊科中最大的屬，包括埃及伊蚊在內有近1000種。埃及伊蚊正是登革熱、流行性乙型腦炎等人類傳染病暴發(fā)的‘罪魁禍首。據世界衛(wèi)生組織報告，全球約有25億人受到登革熱的威脅，每年新增5000萬以上感染病例，約有2萬人因此喪生。曾經在美洲暴發(fā)的寨卡病毒也是伊蚊傳播的。寨卡病毒有多可怕呢？孕婦一旦感染了寨卡病毒，這些病毒就會影響嬰兒的大腦神經發(fā)育，導致生下的嬰兒容易出現(xiàn)小頭癥畸形，男人被感染后則會影響生育能力。”盧克博士介紹道，“蚊子生命力特別強，在很多極端氣候條件下都能見到它們的身影。它們的繁殖周期很短，從卵到成蟲只需要一周多時間，繁殖能力也特別強，一只雌蚊一生只交配一次，但是可以產數百枚卵，所以只需要一個桌子大小的水洼地，一個夏天就能繁育出數不清的蚊子來。”

“真可怕，伊蚊會傳播瘧疾嗎？”小迪好奇地問。

“不會，瘧疾是由瘧原蟲引起的，而傳播瘧原蟲的是瘧蚊。”盧克博士回答道，“我們實驗室研究的主要是埃及伊蚊。”

“為什么要研究轉基因蚊子呢？難道沒有其他方式消滅蚊子嗎？”小迪問道。

“當然有。要大規(guī)模消滅蚊子，最常用的方法是噴灑殺蟲劑。但是這些殺蟲劑大多含有劇毒，如氯化物農藥DDT，它的化學名稱叫二氯二苯三氯乙烷，是瑞士化學家穆勒發(fā)明的，他還因此獲得了1948年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。不過，人們后來發(fā)現(xiàn)，DDT不僅對害蟲有效，對益蟲也毫不留情，給地球生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞。殺蟲劑會在水和土壤中長期存在，嚴重威脅人和動物的健康，因此，大多數國家都已禁止使用這種劇毒殺蟲劑。盡管后來人們又發(fā)明了低毒的殺蟲劑，但是殺蟲劑對環(huán)境和人類健康的威脅仍然很大。比如，有科學家發(fā)現(xiàn)，全球75%以上的蜂蜜都至少含有一種殺蟲劑。這些殺蟲劑極有可能導致蜜蜂的滅絕，而含有殺蟲劑的蜂蜜無疑也會對人類健康造成潛在的威脅。”盧克博士說。

小迪的爸爸唐博士接過話題說：“我之前看過一則報道，20世紀70年代，世界衛(wèi)生組織的科學家曾到南亞一些地區(qū)開展一項滅蚊實驗，他們先用放射性物質對蚊子的卵或幼蟲進行照射，這樣能讓一些雄蚊喪失生育能力。科學家專門挑選出這種不育雄蚊，計劃將這些不育雄蚊放飛到野外，讓它們與當地的雌蚊交配，使當地雌蚊不能正常繁育后代，從而大幅減少蚊子種群的數量，以降低登革熱等傳染性疾病的傳播風險。不久，當地謠言四起，說這是外國政府在試驗生化武器，被這些不育蚊子叮咬后，人也會喪失生育能力。最后，聽信謠言的人異常憤怒，合力將科學家趕走了，這一科學實驗也被迫中止。”

“科學家也真不容易呀，不僅要在科研上有所創(chuàng)新，還時常被一些造謠者中傷，被一些不明真相的民眾誤解。”小迪感慨地說。

“是的，這明顯是由人們對前沿科學技術缺乏認識導致的。核輻照不育技術在農業(yè)病蟲害防治方面發(fā)揮了重要作用，比如，在美國、巴西等國家，科學家利用這一技術，幫助當地農民消滅了一些危害畜牧業(yè)的綠頭蒼蠅，效果很不錯。不過，這項技術在控制蚊子的數量上效果并不好，主要是因為雄蚊的不育性與核輻照劑量相關，核輻照劑量越高，雄蚊的不育性則越強。但是核輻照劑量過高，又容易導致雄蚊體質虛弱。這樣的不育雄蚊被放飛到野外，往往得不到野生雌蚊的青睞，沒有交配就會死去，根本無法完成‘以蚊制蚊的任務。”盧克博士解釋道。

“那您研究的轉基因蚊子是怎么消滅野生蚊子的呢？”小迪問道。

“我們研究的轉基因蚊子與核輻照不育蚊子的思路基本相同，都是讓不育的雄蚊與野生的雌蚊進行交配，使其不能正常繁育后代。與核輻照不同的是，我們將一個致死基因轉入蚊子的蟲卵中，這種致死基因會產生一種毒性物質，讓幼蟲中毒而亡。不過，這個致死基因是否產生毒性物質，會受一種抗生素——四環(huán)素的控制。也就是說，當我們在實驗室里給這些轉基因蚊子喂含有四環(huán)素的食物時，它們體內的致死基因會受到四環(huán)素的抑制，不會產生毒性物質，因此，轉基因蚊子能在實驗室健康存活，并正常繁育后代。這樣，我們就能挑選出很多強壯的轉基因雄蚊，然后把這些轉基因雄蚊放飛到野外，讓它們與野生的雌蚊交配，產下攜帶致死基因的轉基因后代。由于野外環(huán)境缺乏四環(huán)素，轉基因后代體內的致死基因會持續(xù)產生毒性物質，毒性物質會逐漸讓這些轉基因幼蚊中毒而死。經過一段時間，大多數野生雌蚊就不能正常繁育后代了，這樣，當地的蚊子種群數量自然會大幅減少，從而達到‘以蚊制蚊的目的。”盧克博士詳細地講解起轉基因不育蚊子的原理。

小迪在基本了解了轉基因不育蚊子的工作原理后，繼續(xù)問道：“原來是這樣，但是野外的蚊子數也數不清，需要多少轉基因雄蚊才能達到滅蚊的效果呢？”

“主要看實驗區(qū)的面積大小和野生蚊子種群數量，面積越大，野生蚊子種群數量越多，需要的轉基因蚊子數量自然就越多。某些地區(qū)，有時需要幾百萬只，甚至數千萬只轉基因蚊子，才能達到控制野生蚊子種群數量的目的。”盧克博士說。

“哇，竟然需要這么多轉基因蚊子，那怎樣才能培育出這么多轉基因蚊子呢？”小迪追問道。

盧克博士回答道：“其實，培育轉基因蚊子是相對簡單的。蚊子的繁殖速度非常快，效率也非常高，只要培育出第一代轉基因蚊子，就能很快繁殖出數千萬的轉基因蚊子。因此，最關鍵的是培育出第一代轉基因蚊子。我們設計了一種既實用又輕松的方法，就是將一個表達紅色熒光蛋白的基因與致死基因連在一起，轉入蚊子卵中，然后用紫外線照射，只要是能發(fā)紅色熒光的蚊子，就一定是轉基因蚊子。”

“哦，我想起來了，我們家的母鼠米琪所生的3只紅色熒光小鼠，應該也含有紅色熒光蛋白基因，爸爸，對吧？”小迪轉頭看向爸爸，問道。

“是的，小迪猜得沒錯。那些小鼠的確含有紅色熒光蛋白，所以能在紫外線照射下，發(fā)出紅色的熒光。”唐博士一邊回答小迪，一邊問盧克博士，“這是一個很好的設計，但是，怎樣驗證轉基因蚊子真的能夠減少野外蚊子的數量呢？”

“為了驗證上述‘以蚊制蚊的策略是否有效，我們在開曼群島開展了兩次轉基因蚊子的放飛試驗。第一次放飛試驗在一個10萬平方米的區(qū)域內進行，放飛了近2萬只轉基因雄性伊蚊。試驗數據顯示，轉基因雄蚊在試驗區(qū)雄蚊總群落中占16%，在大約10%的幼蟲中發(fā)現(xiàn)了致死基因。這說明，轉基因雄蚊能成功與野生雌蚊交配，這一比例足以抑制蚊子的種群。之后，科研人員又在一個面積約為16萬平方米的區(qū)域內開展了第二次放飛試驗，這次先后釋放了約330萬只轉基因雄蚊。6個月后，該試驗區(qū)內的埃及伊蚊數量下降了80%。”盧克博士說。

“我們還在馬來西亞、巴西等地開展了類似的試驗。自2011年起，研究人員開始與巴西的相關機構合作，在巴西東北部進行了轉基因伊蚊的野外放飛試驗。結果令人鼓舞，在放飛轉基因蚊子后，當地的埃及伊蚊數量也減少了80%以上。”盧克博士越說越興奮，“最令人激動的是，2014年4月，巴西國家生物安全技術委員會通過決議，允許我們在巴西進行商業(yè)注冊并使用轉基因蚊子技術，我們的產品也成為世界上首個獲得商業(yè)化應用許可的轉基因昆蟲。目前，首批轉基因蚊子工廠正在巴西建設，一旦投入生產，預計每周可培育200萬只轉基因蚊子，有望對預防登革熱等蚊蟲傳播的疾病發(fā)揮積極作用。”

“還有一個好消息，美國食品藥品監(jiān)督管理局也批準了我們的轉基因蚊子野外放飛試驗，地點選擇在相對封閉的佛羅里達群島，以觀察轉基因不育雄蚊的滅蚊效果。佛羅里達也是蚊蟲肆虐的地方，希望野外放飛試驗能很快取得滿意的結果。”盧克博士補充道。

“據我所知，除了牛津大學開發(fā)的這種轉基因不育伊蚊外，世界上還有很多研究機構也在研制不同功能的轉基因蚊子，其中抗瘧疾的轉基因蚊子是研究熱點。目前，美國、中國、巴西、日本等國家的科研人員相繼研制出抗瘧疾的轉基因蚊子，有些轉基因蚊子體內含有抗瘧疾基因，讓傳播瘧疾的瘧原蟲在蚊子體內難以成活，從而達到控制瘧疾的目的。相比登革熱，瘧疾對人類的危害更大。一旦抗瘧疾轉基因蚊子獲得成功，將有可能為人類抗擊瘧疾帶來新的希望。”唐博士也提前做了不少調查。

“還有一個問題，有些生態(tài)學家擔心，如果利用轉基因不育技術消滅了某種蚊子，可能會導致以蚊子為食的其他動物滅絕，從而破壞生態(tài)平衡。”唐博士繼續(xù)說。

“這樣的擔心，我們在研發(fā)過程中也有考慮：一是，我們培育的轉基因不育蚊子只是針對特定種群的野生蚊子，比如傳播病毒的埃及伊蚊，而大多數其他種屬的蚊子并不會受到影響；二是，這種特定種群的野生蚊子并不會全部被消滅，只是種群數量會下降到一個危害極小的水平，因此人們擔心的生態(tài)問題基本不會出現(xiàn)。”盧克博士回答道。

“我希望將來有越來越多的‘好蚊子，這樣我就不用再害怕蚊子了。”小迪冒出一句，逗樂了大家。

“哈哈！如果你們愿意，我可以贈送一些轉基因不育蚊子給你們，祝你們的‘神奇動物世界早日建成，而且希望我能有機會前去參觀。”盧克博士說道。

兩個多小時很快就過去了，盧克博士還有一個會議要參加，唐博士代表全家對盧克博士表示了感謝。他們告別盧克博士，驅車離開了牛津大學。