近来,在越南、中国等亚洲国家爆发了大规模的禽流感疫情。更另人担忧的是禽流感已由禽鸟传播给人类,造成死亡病例,并且怀疑能在人与人之间传播。再加上阴霾尚未散去的SARS,以及前段时间在欧洲人们闻而色变的疯牛病的阴影,人们在恐慌之余非常困惑:这些原本在鸟类、兽类中传播的疾病怎么会传给了人?
由此也引出了一个科学话题——生物物种屏障。
所谓生物物种屏障,是指自然界的不同类型的生物物种间在生存领地、生理构造尤其是生殖交流等方面存在的天然隔离。物种屏障中又犹以不同的生物“种”之间相互不能进行杂交或杂交不能产生后代为显著特征。这又特称为种间生殖屏障,是生物物种保持相对稳定的重要机制。但物种屏障不是绝对的,自然和某些人为的因素均可打破这种屏障。
自然条件下就有少量的跨越物种屏障的现象。如人们熟知的驴和马杂交产生骡子,狮子和老虎杂交所生的狮虎兽或虎狮兽等。在低等生物中跨物种现象更多些。有些生物生来就能在物种中穿梭,例如一些人畜共患病的病原体(通常是些细菌、病毒或寄生虫),如血吸虫,蛔虫等。这些寄生虫天生具有特殊的构造特征,具有在两个或多个不同寄主中穿梭生存的能力。而包括流感和SARS病毒在内的病毒界,由于结构简单,基因组较小,自身又缺乏严密的遗传控制体系,其发生变异的概率相对较大。如果发生变异的基因恰与病毒对寄主的选择侵染有关,那么这种变异就可能会使病毒具有穿越不同寄主物种的能力。这种情况若发生在致病性病毒身上往往非常可怕,正如伦敦玛丽王后医学院教授奥克斯福德所警告的,在亚洲肆虐的禽流感病毒很可能演变为致命病毒,在全球令5000万人丧生。而越南中央卫生与流行病院院长黄水龙教授则认为,当地人所患的甲型流感可能由患禽流感的病鸡传播。
与以上几种不同,疯牛病更加特殊。该病的病原体-朊病毒是一种传染性蛋白质颗粒,其主要成份是一种具有蛋白酶抗性的蛋白,不含有核酸。朊病毒粒有致病力,耐高温,加热到摄氏360度仍有感染力,并具有易溶于去污剂、不诱发经典的抗原-抗体反应等特性。这些特性使生物学家大感吃惊,并使分子生物学的理论核心-中心法则受到严重挑战。该病原系在牛羊身上发现,但1996年英国政府宣布,英国发现20余名克一雅氏病患者与疯牛病传染有关,引起世界的震惊。更骇人的是,英国《泰晤士报》报道说,英国出生的一名婴儿可能是世界上第一例通过母体感染疯牛病的患者。这名婴儿一出生时医生就发现他患有疯牛病。事实上,这名婴儿的母亲产前已是疯牛病患者,她的大脑纤维组织出现疯牛病患者的典型损坏症状。这一消息证实,疯牛病可通过孕妇胎盘垂直传播,具有了遗传病的某些特点。现在,对于朊病毒及其在不同物种中的传播机制还知之甚少。
除自然发生之外,更加频繁、更加危险的物种跨越现象往往是人为造成的。这通常是人类出于自我的利益,试图充当起上帝的角色来“改造”物种,大家最为熟知的莫过于转基因生物的出现。其实人为物种屏障的打破远不止转基因这个范畴。有的人们甚至司空见惯,反倒见怪不怪了。例如在作物遗传育种上,人们将分属不同种属的小麦和玉米,大麦和小麦杂交来创造育种材料。细胞遗传学技术的发展更使人们能将山羊草(一种像小麦的野草)的整条染色体添加到小麦中。甚至能产生一或几条染色体,其一部分来自小麦,另一部分来自山羊草。在科学家眼中这是产生“稳定的,优势互补的”的杂交体的杰作,而其实它就是一种典型的人为打破物种屏障的操作,产生了自然界原来根本不存在的新生物。
曾获诺贝尔医学生理学奖的细胞杂交技术也是跨越物种屏障的一大利器。该技术的基本原理是通过融合两种细胞而同时保持两者的主要特征。1975年报道的第一例杂交瘤细胞就是使经绵羊红细胞免疫的小鼠脾细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合,建立起一个B细胞杂交瘤细胞株。其后的数十年甚至出现了人鼠杂交细胞,引发巨大争议。不过所幸这种人鼠杂交细胞总是“幼年夭折”,不然,长出个非人非鼠的怪物可真要把老百姓吓坏了。
转基因技术发展成熟之后,物种屏障更是岌岌可危。人类发明的转基因的手段五花八门:有凭“暴力”强迫外源物种的基因进入目标生物的基因枪轰击法;有利用细菌或病毒做载体携带外源基因进入的的病毒介导转化法或农杆菌介导转化法,等等。在这里,大肠杆菌可以制造出人胰岛素,西红柿可以产出人类疫苗,真是妙不可言。目前为人类默默“奉献”的生物反应器如工程菌,工程植物,工程动物等已非常之多。但转基因生物出现后,巨大的问题也接踵而至。人类的“美意”并不总合乎上帝的意愿。“基因漂移”现象和转基因效应对非目标生物的副作用越来越显现。例如,转Bt基因抗虫作物的出现一度被认为是科学的巨大成就。但广大消费者对Bt基因改造的食品却有所保留,他们担心:“虫子吃了会死掉,人吃了会怎么样?” 美国康乃尔大学的科学家在国际权威学术期刊《自然》杂志上发表的实验结果显示,一种帝王蝶幼虫吃了Bt基因改造过的玉米花粉沾染过的牛奶草叶子,近一半死亡,幸存的也不能正常发育。这更不能不引起人们的高度警惕。物种屏障打破之后的混乱在今天可以说达到了极致。
明白了物种屏障跨越现象的前因后果之后,人们理应更加理性的去面对它。既不要把它看成洪水猛兽,因为这本并不属太奇怪;又要高度重视可能产生的危险,因为毕竟万物生来本是有这么一道屏障,各从其类的。