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第32章 人体学科猜想(4)

最近,英国生物进化学家马克·培格和他的同事沃特·波德默共同提出了“避免寄生虫骚扰假说”。他们认为,人类失去体毛是自然选择的结果,人类会因此得以减少体表寄生虫的数量。覆盖着毛发的皮肤成为了虱子等皮外寄生虫的“天堂”,这里不但食物丰富,而且十分安全。然而,这些小生物不仅会带来刺激和恼人的感觉,也会导致各种疾病——有些疾病甚至可能致命。为了避免寄生虫的骚扰,那些体毛少的人占据了生存优势和生殖优势,那些体毛多的原始人就逐渐被淘汰了。就这样,人类慢慢地进化成少体毛的样子。

也有些生物学家对“避免寄生虫骚扰假说”不认同。英国利物浦大学的罗宾·邓巴认为,人类大量脱毛是发生在200万年前古人类开始直立行走时,而寄生虫在人类开始居住时才出现。无论如何解释人类脱毛的原因,有一个问题必须要解释清楚,那就是为什么男性和女性的头部、腋下以及阴部都保留浓密的毛发?对“避免寄生虫骚扰假说”的支持者来说,一个很难回答的问题是:为什么人类仅仅脱掉了部分毛发而不是全部,而保留了毛发的头部、腋下和阴部正是最容易受到感染的部位。

知识链接

人体各部位毛发的密度不同,随性别、年龄、个体和种族等的不同而异。一般头部最密,头顶部约为每平方厘米300根,后顶部约为每平方厘米200根,手背处则很少,每平方厘米只有15~20根,在前额和颊部毛发密度为躯干和四肢的4~6倍。

发酵工程与“人造肉”

近年来,国内外市场上出现了一种引人注目的新食品,它们的样子很像鸡肉、鸭肉、鱼肉或猪肉,但却不是通过饲养畜禽而获得的制品,也不是耕种收获的五谷杂粮,而是利用现代发酵工程技术手段制成的,有人称它为“人造肉”。

现代发酵工程就是利用微生物的许多特殊本领,通过现代的工程技术手段来生产人类有用的物质,或者把微生物直接运用于工业生产的一类技术。它是以培养微生物发酵为主的,因此又叫“微生物工程”。

我们知道,蛋白质是生命活动的基础,一切有生命的地方就有蛋白质,微生物当然也不例外。不过到目前为止,能够担当生产微生物蛋白和菌种的还不多,主要是一些不会引起疾病的细菌、酵母和微型藻类。这些生物的结构非常简单,一个个体就是一个细胞,用发酵法生产这些单细胞微生物,就可以得到大量的单细胞蛋白质。

在生产单细胞蛋白质的工厂里,人们为微生物安排了最适宜的“居住”环境,这就是一个个大小不等的发酵罐,罐里存放着适合不同种类微生物“胃口”的食料,保证它们在这里能吃饱喝足,迅速繁殖。当发酵罐里的微生物繁殖到足够数量时,便可收集起来加工利用了。

用发酵工程生产单细胞蛋白质,繁殖速度快。如一头体重500千克的牛,每天只能合成0.5千克蛋白质,而500千克的活菌体,只要条件合适,在24小时内能够生产1250千克蛋白质。生产单细胞蛋白质的原料十分丰富,农作物的秸秆,农副产品加工业的大量废水、废渣,以及石油产品、甲醇,都可用来发酵生产单细胞蛋白。

单细胞蛋白具有很高的营养价值。它的蛋白质含量高,可达细胞干重的70%,比一般植物高4~6倍;而且单细胞蛋白质里氨基酸的种类比较齐全,有几种在一般粮食里缺少的氨基酸,在单细胞蛋白中却大量存在。另外,还含有多种维生素,这也是一般食物所不及的。正是由于单细胞蛋白具有这些突出的优点,现在人们用它加上相应的调味品做成鸡肉、鱼肉、猪肉的代用品,不仅外形相象,而且味道鲜美,营养也不亚于天然的鱼肉制品;用它掺和在饼干、饮料、奶制品中,则能提高这些传统食品的营养价值。在畜禽的饲料中,只要添加3%~10%的单细胞蛋白,便能大大提高饲料的营养价值和利用率。用来喂猪可增加瘦肉率,用来养鸡能多产蛋,用来饲养奶牛还可提高产奶量。

随着世界人口的不断增长,粮食和饲料不足的情况日益严重。面对这一严峻的现实,开发利用单细胞蛋白已成为增产粮食的新途径。若以蛋白质含量计算,1千克单细胞蛋白相当于1~1.5千克的大豆。建立一座5只100吨发酵罐的工厂,可以年产5000吨单细胞蛋白,相当于5万亩耕地大豆的产量。单细胞蛋白的生产向人们展示了美好的前景,在现代科学技术培育下,也许用不了多久,用单细胞蛋白制成的饭菜,就会出现在你家的餐桌上。

学科猜想

美国和荷兰的科学家们正在研究用细胞培养的方式制造肉类。他们首先抽取动物身上的肌肉母细胞,然后将其放在培养液中生长,接着放入生物反应器当中,培育出动物肌肉纤维。科学家认为,这种“人造肉”既可从根本上杜绝疯牛病、口蹄疫等病毒感染,又可控制过量营养的吸收,减少饲养家禽带来的污染。

克隆技术引发的争议

“克隆”是从英文音译而来的,是无性繁殖的意思。“克隆”这个词听上去并不陌生,在我们的日常生活中也会经常用到它。比如,每当春暖花开时,有人喜欢进行植物扦插的试验。从一棵植株上剪下的植条,通过扦插而形成许多遗传物质的组成完全相同的植株就是克隆。有一种样子像苹果,但滋味像梨的水果——梨苹果就是采用树嫁接培育而成的。嫁接形成的产物也是克隆;还有将马铃薯等植物的块茎切成许多小块进行繁殖,由此长出的后代还是克隆。

对于高等动物来讲,由于在自然条件下它们一般不能进行无性繁殖,所以要进行无性繁殖,操作过程就比植物复杂得多。首先要用外科手术除去受精卵的细胞核,或用辐射等手段使受精卵内的细胞核失去活性,然后再用注射器将另一个个体的细胞核转换到已去除细胞核的受精卵中。在20世纪50年代有人第一次成功地用无性繁殖的方法培养出一种两栖动物——非洲爪蟾,以后又有人培育出了“克隆蛙”。1997年2月24日,英国《泰晤士报》披露了一条惊世骇俗的消息:世界上第一只通过无性繁殖的“复制羊”,7个月前就已经诞生了。这一生物工程学上的巨大突破使全世界对克隆技术感到由衷的震惊。之后,美国、瑞士等国开始利用克隆技术培植人体皮肤进行植皮手术。有一位美国妇女在一次煤气炉意外爆炸中受伤,75%的身体被严重烧伤。送入医院后,医生从她的身上取下一小块未损坏的皮肤,然后送到波士顿一家生化科技公司。30天后,公司利用先进的克隆技术为她培植出了一大块健康的皮肤,使那位妇女迅速地痊愈了。这一成功避免了异体植皮可能出现的排异现象,大大地激励了从事这方面研究的科学家。他们预言,在不久的将来,他们还将会“造”出人的耳朵、软骨、肝脏,甚至心脏、动脉等组织和器官,供医院临床使用。

克隆技术还可用来大量地繁殖许多有价值的基因。科学家们为了让细菌等微生物“出产”出名贵的药品,分别将一些相应的人体基因转移到不同的微生物细胞中,再设法使这些微生物细胞大量地繁殖。与此同时,人体基因数目也随着微生物的繁殖而增加。这个过程被称为“基因克隆”或“DNA克隆”。在人体基因被大量“克隆”时,微生物大量“生产”出人们所需要的名贵药品。

克隆技术虽然是一项非常重要的生物技术,但世界上也有许多人对克隆技术的出现而忧心忡忡。人们担心,随着当今克隆技术的进一步发展,很有可能使一些失去理智的人利用基因工程制造出一批批遗传基因相同的一模一样的克隆人,使科幻作品中描写的复制人类的时代有可能会提前到来,而这个世界上如果真的出现了克隆人,人类都按自己的意愿随意造人,那么未来世界不知会变成什么模样。正是由于这个原因,世界上包括美国、法国、德国、英国、丹麦、比利时、加拿大、埃及以及中国在内的许多国家的政府及有关权威机构、欧洲联盟、世界卫生组织等都明确表示,坚决禁止进行人体克隆试验。因为将克隆技术一旦用于人,这将会给社会的法律、文化、伦理、道德、宗教等各个领域造成无法估量的混乱;特别是它违背了人类的伦理道德,有损于人类的尊严,也有悖于人类的自然生长规律,对人类的遗传基因将产生严重的影响。为此,在1997年5月召开的世界卫生组织世界卫生年会上,191个成员国一致通过了反对克隆人的决议。

但是,人们应该把克隆技术和用克隆技术复制人区分开来,克隆技术不等于克隆人。世界卫生组织也强调,禁止“复制”人并不能意味着禁止研究和利用克隆技术,因为克隆技术能够为人类造福,关键在于建立一定的法规,既有效地禁止用人做克隆试验,又最大限度地利用克隆技术造福于人类。

学科展望

就目前所知,克隆技术至少可以在五个方面为人类造福:第一,它可以促进人类了解生物生长发育的机理,特别是了解对生长和衰老产生影响的因素;第二,它可以为人类的移植技术提供合适的器官;第三,它可以大批量生产制造某些药物的生物原料;第四,它可以为科学实验提供更适合的动物;第五,它可以培育优良的家畜家禽品种。

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