地球環(huán)境持續(xù)污染將會導(dǎo)致人類變異?
生活在紐約和新澤西州間的哈德遜河中的大西洋小鱈,由于數(shù)十年來受到河道中排放的毒性污染物影響,在短短幾十年內(nèi)就進(jìn)化出了抗藥性,可以將毒素保存在脂肪中而不會對自身造成損害??茖W(xué)家認(rèn)為,雖然一般來講長期進(jìn)化是自然選擇的結(jié)果,但這也是一個污染驅(qū)動進(jìn)化的典型例子。
進(jìn)化是個漫長的過程,為什么大西洋小鱈在短短幾十年內(nèi)就進(jìn)化了?環(huán)境污染導(dǎo)致物種變異,會給整個生態(tài)系統(tǒng)帶來什么樣的影響?會不會又導(dǎo)致人類的變異呢?
小鱈基因突變適應(yīng)環(huán)境污染遼源水處理設(shè)備,遼源純凈水處理設(shè)備
,生活在紐約和新澤西州間的哈德遜河中的大西洋小鱈,由于數(shù)十年來受到河道中排放的毒性污染物影響,在短短幾十年內(nèi)就進(jìn)化出了抗藥性,可以將毒素保存在脂肪中而不會對自身造成損害。是這種小魚的基因發(fā)生了改變嗎?
施鵬:這種情況同一些昆蟲對某些殺蟲劑產(chǎn)生一定抵抗力,或者xj對kss產(chǎn)生抗藥性的現(xiàn)象類似。根據(jù)媒體的報道,我們可以了解到,這種大西洋小鱈對于河道中排放的毒性污染物產(chǎn)生了抵抗機制。
在河道受到持續(xù)污染的情況下,會有大量魚類死亡。這種大西洋小鱈作為魚類的一種,也受到了污染的影響,多數(shù)小鱈死亡了。然而,少數(shù)對污染更有抵抗性的小鱈存活了下來,并進(jìn)行繁殖,使這種抗污染的基因傳承了下來。
我看國外媒體的報道當(dāng)中提到,變異后的變體基因抵抗污染物的聯(lián)結(jié)能力達(dá)到未變異前的5倍之多,是不是說這種大西洋小鱈進(jìn)化了,更先進(jìn)了?
施鵬:這里有一個認(rèn)識誤區(qū),很多人認(rèn)為“進(jìn)化”能夠使物種朝更加高級的方向演化。之所以有這樣的理解,可能是受中文對“evolution”翻譯的誤導(dǎo)。其實“進(jìn)化”更確切的翻譯應(yīng)該是“演化”。
人類是從猿類進(jìn)化而來的,人類的大腦、智力,還有其他的很多方面可能看起來比較先進(jìn),但是我們?nèi)祟愒谶M(jìn)化過程中也舍棄了一些別的東西,比如我們?nèi)绻c猴子比爬樹、野外生存,就遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上它們。與其說是進(jìn)步了,倒不如說各有所長,分別適應(yīng)各自的生活環(huán)境。所以,即便這種變異后的小鱈抵抗污染物的能力達(dá)到未變異前的5倍之多,也只能說它們更加適應(yīng)這種受污染的河道了。
大部分人都認(rèn)為進(jìn)化是一個漫長的過程,通常在幾千年之久的時間里慢慢進(jìn)行一些改變。為何這種小魚在短短幾十年內(nèi)就進(jìn)化了?
:有一點是值得肯定的,通常講的進(jìn)化是一個漫長的過程,通常在幾百萬年、甚至幾億年之久的時間里慢慢進(jìn)行一些改變。
達(dá)爾文的進(jìn)化論認(rèn)為,生物之間存在著生存斗爭,適應(yīng)者生存下來,不適應(yīng)者則被淘汰,這就是自然的選擇。地球生命從最初的生命體發(fā)展成為現(xiàn)有的多種多樣的生物,其實就是自然選擇的結(jié)果。
進(jìn)化論所說的選擇除了自然的選擇,還有一種人工選擇。人工選擇最常見的例子就是家養(yǎng)動植物的馴化。現(xiàn)在的雞分為蛋雞和肉雞,牛分為耕牛和奶牛,豬也可分為瘦肉型的、生長型的等等品種,甚至還有寵物豬。以狗的進(jìn)化為例,我們知道,現(xiàn)在這些家犬的祖先是狼。人類經(jīng)過長期的馴化和品種化,形成了現(xiàn)在多種多樣的家犬品種。所謂的品種化,就是根據(jù)人類需要,比如想要個頭小的寵物狗,那么就專門挑選這種類型的狗交配,很快就能得到這樣的品種。人工選擇的選擇強度和定向性,是普通的自然選擇不能比擬的。
所謂的選擇強度就是環(huán)境給生物帶來的生存壓力的大小,為了適應(yīng)環(huán)境的變化,生物自身會進(jìn)行一系列的演變。如果環(huán)境變化的速度比較緩慢,我們可以認(rèn)為選擇強度較弱,生物的演變速度也會比較緩慢;如果環(huán)境變化的速度較快,那么生物所面臨的選擇強度就會比較強,這樣會迫使一些生物在短期內(nèi)發(fā)生變化。
這篇報道當(dāng)中提到的小魚所面臨的選擇強度是非常強的,如果它不能夠在短期內(nèi)適應(yīng)河道中的毒性污染物,那么很有可能就會滅亡,所以在這種環(huán)境下,與抗污染相關(guān)的基因突變在短短幾十年內(nèi)就能夠在群體中被固定下來,從而適應(yīng)這種生存環(huán)境。
少數(shù)物種基因突變適應(yīng)環(huán)境壓力遼源水處理設(shè)備,遼源純凈水處理設(shè)備
環(huán)境污染加大了生物進(jìn)化的選擇強度,促進(jìn)了生物基因變化的速度,這對我們生物圈整體的發(fā)展有什么影響?
我們無法給出一個數(shù)字來告訴大家自然選擇和人工選擇的壓力差異有多大。但是,我們可以想象一下,本來清澈的河流里加入了污染物,絕大多數(shù)魚都是不適應(yīng)的。如果這種污染物是致命的話,那么多數(shù)魚類在短時間內(nèi)就會大量死亡,以至于滅絕。只有少數(shù)物種中的某些個體含有突變的基因,在短期內(nèi)適應(yīng)了這種變化。更嚴(yán)重的是,這種污染不僅僅是對魚類,可能對其他生物也會有同樣的情況。這就意味著這條河流里的物種減少了很多,生物圈被破壞了。
從理論上來講,環(huán)境污染一方面會造成物種的滅絕;另外一方面,它也會造成一些新的物種的產(chǎn)生,來適應(yīng)這種已經(jīng)污染了的環(huán)境。但是我們目前所面臨的問題是,新的物種產(chǎn)生的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于物種滅絕的速度。
現(xiàn)在有不少物種的滅絕都是我們?nèi)祟悓τ诃h(huán)境的破壞導(dǎo)致的,它們無法適應(yīng)環(huán)境的變化,因而滅絕了。