沙龙纪实 | 顾红雅、姚蒙：多彩的生物世界
博雅哥说
本次推送是《生物进化论》课程的沙龙纪实。生命科学学院的顾红雅、姚蒙两位老师与同学们围绕进化、物种、基因等主题展开了丰富的问答，二位老师以自己渊博的学识、风趣的语言、科学的精神引领同学们登堂入室，深入感受到了生物学科的魅力。
Vol.371.2
博雅沙龙
沙龙纪实 | 顾红雅、姚蒙：多彩的生物世界
12月9日的学术沙龙注定是一场交流的盛宴。我们邀请了主讲《生物进化论》课程的两位老师——顾红雅老师和姚蒙老师与现场20位同学一起分享了大家结合演化的一些疑问和心得。整个活动虽然只有短短两个小时，但我们却能从两位老师丰富的经历和深刻的人生思考中收获良多。
首先，为了让同学们尽快熟悉彼此，在顾老师提议下大家进行了自我介绍并提出了自己参加这次沙龙想讨论交流的问题。接着，两位老师也介绍了自己近年来感兴趣的研究方向和对进化的认识和感悟。接下来，活动便在大家热烈的讨论中徐徐展开。
第一位提问的是一位来自医学部的同学，他结合自己对肿瘤的研究，提出：在肿瘤中存在很大的异质性，可以在短时间内产生变异。他想咨询在肿瘤中的这种现象是否可以用进化的角度来解释，比如计算出肿瘤产生变异的速度，进而可服务于更快地找到有效的治疗药物抑制它的发展？顾老师指出现在研究肿瘤变异很多都采用了生物信息学的手段，研究其基因组、转录组和表观遗传的变化，并结合实验探究其体内细胞微环境是如何发生变化的。另外，她还指出，RK选择也可以用来解释肿瘤的发生和转移。最后，顾老师通过对治疗白血病的用药量、耐药性和治疗效果之间紧密关系的剖析进一步解答了该同学的疑问。
图为微观视角下的肿瘤细胞示意图
另外，有一位同学针对现在科学家和民众对转基因的态度向两位老师咨询对这个问题的看法。顾老师首先反问了这位同学的看法，并赞赏他的不了解即不妄加评论的态度。接着顾老师结合她曾在国家转基因生物安全委员会的工作，指出国家对转基因的食品是有很严格的管理和审核的，如转基因抗虫棉；提出人与昆虫对抗虫蛋白反应不同，并指出在它的商业化种植之前是做过几年严格的环境评估的。针对大众提出的将细菌基因转到植物里面是跨物种入侵，顾老师用了人类线粒体和植物叶绿体源于内共生细菌，我们吃的红薯本身就是一个土壤农杆菌的转基因的例子进行反驳。顾老师还指出现很多反对转基因的实验都存在设计不严谨的问题，到现在为止还没有一例确切证实对人类有影响，并希望政府在宣传、教育和政策制定等方面能承担更多的责任。姚老师则开玩笑说如果转基因食品更便宜，她就会选择它。她认为现在很多讨论转基因的话题并不在一个层面上进行，所以在讨论之前，需要先明确大家是否都是站在讨论科学问题的层面上对话的。另外，她认为转基因的确是需要严格的安全评估，但现在公众的恐慌和媒体的夸大扭曲报道都有很深刻的原因。关于现在有些人指出的由于转基因大米无法传代，因此食用后会绝育的观点，她调皮地用无籽西瓜、香蕉的例子来反驳，并指出应该从卖转基因食品的商家利益角度来审视这个问题，大家听完后会心和赞赏地笑了起来。最后姚老师提出，如果我们国内不发展这方面的技术，以后食品操纵权很有可能就会掌控在他国的手里。
还有一位同学针对现在自己关注的课题，提出人类种族间的差异如何用进化的角度来解释？顾老师提出这也是大家十分关注的话题，她用灭绝的尼安德特人为例，猜想不同种族间人群的差异在千分之一到千分之五之间。她提出目前关于人的演化的科学研究发展十分迅速，分子遗传结合化石的证据表明，人类的早期演化路线很复杂，很多远非以前想的那样。最后，顾老师提出要想对这个全世界人类都关注的问题有进一步的研究，不断发展先进的技术是很有必要的。
说到人类的演化，一位来自临床医学专业的同学好奇对于现代人来说，是否仍然存在演化，或者是退化。姚老师认为，演化一定是在发生的，然而“进”或者“退”都是相对于环境而言的，也不能说人类越来越“懒”就是退化，因为这也是对发达的现代技术的一种适应。医疗技术可能的确使得一些曾经被强选择的基因保留了下来，这是用人为的方式阻止了选择压力，但医疗条件变好也是环境的一种改变，后代可以在这种先进的医疗环境中很好的生存下去，所以说这是一个相互作用的过程。人在不断随着环境的变化而变化，只是相对于原始时期的人类，自然环境的选择压减少了，而人类社会形成的选择压却逐渐产生着更大的影响。人类社会有一些自我调节机制来影响选择压，姚老师举了一个有趣的例子，婚配制度由古代的男性有三妻四妾变为当今的一夫一妻，其实是保证了大部分男性都能有伴侣，而非只有上层的男性才能享受到这种资源。而在哺乳动物中，雄性能够得到的繁殖机会的偏差是非常大的，只有少数雄性能繁殖出大量的后代，大多数雄性并不能将遗传物质传递下去，而这些被选择保留的个体都是种群中最强壮健康的。人类社会中，这种繁殖资源的偏差带来的选择则比较弱，但也有一些其他的调节方式，如贫富差异等因素保持整个社会相对均衡。人类社会的发展不完全遵从自然选择，而人类社会的自身调节、技术发展的调节和人类之间相互作用的调节，都会影响人类的发展方向。顾老师补充道，自然选择运用到人类是不合适的，人是非常独特的生物，有法律、伦理、道德的约束，现在还有发达的技术和医疗，都不包含在达尔文提出的自然选择所应用的范畴。自然选择仍在作用于人类，只是力量在减弱。至于人类的发展方向，顾老师提到，在大约500万年前人与黑猩猩就有了独立的演化，而农业只出现于最近的一万年，而正是在这一万年间，人类的生活方式、饮食习惯等发生了很大的变化。目前存在的一些疾病，比如心血管疾病、糖尿病，可能就是不适应这种环境改变的结果。
图为人的“进化”示意图
一位做农业动物驯化方面研究的同学提出，一位以色列的著名历史学家所著的《人类简史》中总结到，人类发展有三个趋势，一是人对其他动物的统治欲越来越强，二是人类之间的连结越来越紧密，三是人类所占有的自然资源社会资源都是有限的，人类内部存在越来越激烈的竞争。所以引出了一个残酷且现实问题，人类与生态环境如何和谐共处？顾老师说，人是非常本位化的动物，所以在人类文明中，比如工业化，对环境产生过巨大的破坏。在人类意识到这个问题之后就对自己的行为有所限制，比如目前发达国家制定的相关法律，要求人类牺牲一定的经济利益来保护地球。再例如我国的计划生育限制人口的过度增长，这样会使得一对夫妇流传下来的遗传物质减半，这对人类来说损失是很大的。人与环境和谐相处是需要大智慧的，涉及到政府的政策等，其中教育也是一个重要的环节。人在与自然相处的过程中也是不断学习不断调整自己的，现在人们的生活方式很明显过于浪费，如果仍然这样无节制地消耗资源，人类必定走不远。
这位同学继续问道，关于第六次物种大灭绝，是否真的存在，还是只是我们对物种灭绝速率的测算有一定的偏差。姚老师说，由人类直接或间接造成的物种消失的例子数不胜数，是否称之为“物种大灭绝”，都不改变这个事实，也不影响我们需要克制自己行为的决定。眼下中国对野生动物的消耗是触目惊心的，这是必须要改变的，不能以传统为借口，老祖宗留下来的东西也有好有坏，有些是不适合当今环境的。古人人口基数小，栖息地广阔，吃野味不会造成很大影响，而这种生活方式延续到今天是不可能维持的。禾花雀在最近十几年间种群数量急剧下降，从上千万的数量级到如今很少能够检测到，就源于人们对它们的捕食。姚老师相信，人是一定能做到克制自己行为的，能牺牲自己的利益，改造对固有生活方式的执念。我们不能只是简单地接受物种因人类迅速灭绝这个事实，需要改变自己的行为，避免生活中非必需消费，要有与其他物种共存的“公德心”。人类对环境资源的攫取与经济发展水平也有关系，发达国家对环境资源利用的条列会相对更详细，比如在美国体长过小的鱼被钓上来是要放生的。人类需要考虑自己行为的后果，以维持在一个环境中长久地生存，这也需要更严密的法律政策来监管。
一位同学和在场的师生分享了他阅读《大灭绝时代》的心得体会。书中一个实例令人触目惊心，一批携带某些病菌的蛙类被人为带到其他国家流入野外，导致当地蛙类种群数量直线下降。该同学希望老师们能从科学家的角度看看如何面对这种人类无意间造成的灭绝现象。顾老师说，目前世界各国基本都对入关的动植物有极其严格的检疫检验。之前美国就有相似的案例，进口的木材中存在着一种真菌，会导致板栗生病乃至死亡。这种真菌在亚洲虽然会寄生在板栗植株上，但由于本地板栗的演化并不会因此而死亡。有遇到过这种真菌，因此感染发生后造成了毁灭性的灾难。因此美国的海关加强了这方面的监管，科学家会参与生物及其制品的检疫环节，研制相关的试剂设备等。但科学家只能提供科学技术上的支持，相应的政策执行和惩罚措施还需要有关部门负起责任。比如美国现在活体动植物入境必须在海关观察一个月左右，确认安全后方可通过。姚老师补充道，我们的政策会有所滞后，因为我们无法预见一些行为的后果。现在的入侵物种的问题，以及提到的病菌感染的问题，都是由于人类对相关行为背后危害的不了解而产生的。之前有很多惨痛的案例，比如人类到了澳洲后随船携带了很多老鼠，导致当地特有的动物种群遭到毁灭性打击。人们吸取教训，也制定了相关的法律法规，但是还不够完善，或者执行力度不够。比方说国内盛行的放生行为，让一些强势物种进入自然界，抢夺当地物种的生存资源。有人在未名湖边拍照，看见石头上有乌龟趴着晒太阳感觉很小清新，其实这些都是入侵种巴西龟，被人放生到湖里导致本土龟鳖绝迹。这些都是需要加强制定规章制度及其执行力的地方。
图为物种入侵实景
一位医学背景的同学提出，在一篇文献中有报导，森林中的树木会通过共生的根部真菌交换有机物，这种物种间共生的演化意义是什么？顾老师说，这种生物间互利互惠的关系从演化上而言是物种最经济的一种做法。还是拿真菌举例子，有些寄生性真菌是致病性的，而寄生是一方有利一方有害的关系，如果寄生生物的危害性太大导致寄主的生存状况很不好乃至死亡，其实这样对于寄生生物而言也是不利的。此时提问的同学补充道，这种情况在病毒中也有体现，比方说近期在西非流行的埃博拉病毒，人们发现大多数病毒都是中等毒性的，强毒性和弱毒性的都比较少，这也许也能用顾老师刚才说的理论来解释。顾老师表示认可该同学的举例，她认为寄生生物和寄主是相互制衡的关系，有着无时无刻的军备竞赛。比方说SARS病毒，它是很近期才从感染其他动物转移至感染人类的，因此人类还无法演化出免疫策略，病毒表现出极强的致死性，但它自己也随着寄主的死亡而销声匿迹。因此有一种观点是，这种一方有害一方获利的种间关系是一种较为古老的关系，而物种随时间慢慢演化出了较低的危害关系，继而产生完全无害的共生关系。物种的演化都是对变化中的环境适应的过程，或许这就能回答该同学提出的问题，可能树木间交换有机物是一次很偶然的事件，但是因为环境的因素这种能交换信息的植物能留下更多的后代，并慢慢成为优势主流，因此这种关系也得以保留下来。演化就是这样发生的。
一位中央美院的同学提出，克隆技术的发展使人类面临着很多社会伦理方面的问题。顾老师先从植物的克隆说起，她说植物体的克隆由来已久，因为植物每个细胞都具有全能性，一个植物细胞经过适当培养就可以分化出根茎叶花等各个器官并长成完整植株。她上学的时候老师说动物体细胞没有全能性，而96年英国诞生了首个克隆羊多莉，证明了动物的干细胞是具有全能性的。再到后来人们发现，将体细胞中几个基因进行编辑后就可以使该细胞脱分化获得全能性。从科技发展的角度来说，这是个好技术，其在医疗方面的应用前景是非常大的，比方说我们可以让一个细胞分化成特定的组织细胞，血液细胞、肌肉细胞、胰腺细胞等等，从而实现器官移植。至于说克隆动物，我们可以通过分子克隆手段使动物成为药物反应器，比方说可以让奶牛分泌含有某些药用蛋白的牛奶，简化药物的提纯步骤。或者改造家畜的基因，使肉质产品瘦肉更多，这样不法商家也不需要添加“瘦肉精”，使食品更加安全健康。但关于克隆人，目前所有国家的法律都严厉禁止，这是我们目前遵守的底线。这不仅是伦理上的约束，而且目前的科学手段还无法保证克隆个体的健康，有很多环节都可能引入差错，后果难以预料。但克隆技术本身是好的，只要人们在合理的范围内发展和应用。
在这次的学术沙龙中，同学们踊跃地从不同的角度向两位老师提出了自己生活或是科研中存在的疑问，两位老师用生动贴切的例子、多方面的论据，同时也结合自己的一些生活经历给出了精彩的回答。最后，同学们普遍反映通过这种学术沙龙的形式，可以收获到很多课堂学不到的知识，并希望以后可以多办这类活动，让更多同学有参与的机会。
梁时 编辑 / 祁箫 校对
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