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人造细胞的诞生是基因工程取得重大进展的标志性事件,它让人类拥有了前所未有的了解生命的机会,同时也意味着社会风险的增长。
美国一家名为克雷格·文特尔研究所的私立科研机构的研究人员5月20日报告说,他们培育出第一个由人工合成基因组控制的细胞,他们将人工合成的细菌的脱氧核糖核酸(DNA)植入另一种无核细菌体内,最终使植入人造DNA的细菌重新表达并开始自我繁殖。这是人类向人造生命迈出的关键一步,其意义在于,新生命体的诞生完全可以人为地“创造”,而不是一定要通过“进化”来完成。
学术意义大于社会意义
面对这项成果,科学家们心情复杂,有人高度评价,更多的人则态度审慎。美国拉特格斯大学分子生物学家理查德·埃布赖特表示:“这是人与自然关系的一个转折点,历史上第一次有人创造了一个完整的带有预定特性的细胞。”波士顿大学生物医学专家詹姆斯·柯林斯则认为,上述合成的单细胞生物体并不意味着一种人造生命形式的诞生,它只是一个带有人造基因组的生物体,而非人造生物体;而加州大学分子生物学教授戴维·迪默却指出,任何人造的东西都不可能与那些在自然界中进化了30亿年的生物竞争。长期致力于“囊生物反应器”研究的美国洛克菲勒大学生物学家埃尔伯特·里勃切特在接受英国BBC采访时说:“如果这一切成为可能,我们就该重新思考一下生命究竟是什么。与其说这是个科学上的问题,不如说是一个哲学问题。对我来说,生命就像一个机器,一个由电脑程序控制的机器,仅此而已。”文特尔自己也解释说,他们的研究纯粹是基础性的,不是彻底人工制造一个全新的生物,而是在更大程度上对一种生命体的改造。不过他认为,这项研究可以从根本上加深对细胞生存最关键条件的理解。如果初步实验取得成功,那么后续的工作就是不断为其增加新的功能,如分解二氧化碳,生产燃料氢等,从而为低成本、高效率制造生物能源找到一条新的出路。
其实,人造生命的出现只是把人类自古以来的梦想变成了现实。就目前的研究进展而言,其学术意义大于社会意义。在生物学领域,生命的本质、起源和演化一直是研究的主题,按照进化论的观点,所有生物都是由一个共同的祖先即原始生命体演化而来的。那么原始生命体是怎样产生、如何演化的?这些问题一直困扰着生物学界。半个多世纪以来,科学家们为了解开这一谜团,一直在进行人造生命的探索。自然界将非生命物质转化成生命物质至少经历了35亿年,人造生命的出现使人类在探索这一演化历程的过程中有了一个很好的认识系统,在这种意义上,无论是从哲学,还是从生物角度看,人造生命系统的研究都是非常有价值的。
生命究竟是什么
生命是自然界中最复杂的形态,对于什么是生命的问题科学界也难以明确解答。目前,科学家们认为,作为生命至少应当具有以下基本特征:一是能进行新陈代谢;二是能进行自我复制和繁殖;三是具有复杂适应性的系统。然而,把生命机体置入环境中就会产生随机突变和环境变化的自然选择等一系列问题,由此产生不可测的现象。对于哲学家,生命本质的问题越来越具有科学性;对于生物学家,这一问题的哲学色彩太浓。
事实上,尽管探究生命起源的科学家米勒及其之后的科学家通过各种实验手段合成了一些组成生命的基本物质,但它们仍然不是生命,因为它们不具有生命的基本特征。文特尔的工作使人们看到了人造生命的曙光。他们选择生殖道支原体作为突破口,因为生殖道支原体是目前自然界中已知的最小生物体,它含有生物体生存所需要的最基本基因,是人工合成基因组的首选模式生物。文特尔用化学方法人工合成了582970个脱氧核苷酸单元,并按照合适的顺序进行拼接,制造出人工染色体;然后将它移植到宿主中,产生了新的支原体,这是真正意义上的人造生命。尽管它是最小的生命体,但是具有自我复制的能力,因此这一成果在人类进行人造生命的探索中具有重要意义。
人造生命的出现在很大程度上能使生命本质得到合理的解释。因为,首先,它是以人的意志实现生命物质的组合,由此产生生命;其次,它是通过实验过程人为控制和干预生命过程。由于生命产生的方式不再按自然法则进行而是依照人类意志,因此,人类通过实验操作来理解生命就比在自然状态下要简化很多。
人造生命出现以后,著名的《自然》杂志邀请了八位不同专业领域的专家,就人造细胞对其各自领域的影响和意义给出自己的评价和意见。他们认为,人造细胞的诞生是在人类重新设计生物体方面取得了重要的进步,它将有可能帮助人们回答生命是如何诞生的这一仍然存在的生物学问题。文特尔等人的工作证明了人类可以利用物质世界的原料来合成生命,也使已持续了几千年的对生命本质的辩论走到了尽头,因为人们可以通过他的工作将化学和自然界的历史链接起来,根据现存各个物种的基因组序列,人们可以推断出这些物种已灭绝的祖先的基因组,再利用新的合成技术,就可以合成出那些已灭绝的古老生物,而这些古老生物将会告诉我们100万年前地球的生态环境是怎样一种状况。不管怎么说,人造生命强化了人们对生命的认识,它将有助于更好地解释与生命相关的一系列谜团,如生物分级层次上的生命、生命的物质化身和其中各种物质动态反应过程之间的关系等。
人造生命的伦理学思考
人造细胞的诞生是基因工程取得重大进展的标志性事件,它让人类拥有了前所未有的了解生命的机会,同时也意味着社会风险的增长。科学家进行人造生命或者人造细胞的研究主要出于两个动机。一是纯科学性的探索。如果能从零开始制造人造细胞,尤其当所使用的原料和方法与自然界的方法一致的时候,我们将为生命系统的分子基础提供强有力的证据。二是人造细胞具有广泛的应用前景。自然界的细胞比人类生产的任何产品都要复杂得多,因此,制造能进行自我组织与维持,并适应于环境的人造细胞将有助于打开未来技术之门,这种技术将具有生命系统的能力。
然而,我们知道,任何由科学产品带来的实际应用往往都会与伦理问题相生相随。对于人造生命的探索以及由此带来的应用性产品所伴随的伦理问题会更加复杂。美国学者马克·贝道对此有过深入系统的研究,他认为伦理问题主要包括四个方面:一是生物圈的神圣性;二是人类生命的神圣性;三是如何负责地处理这些新生生命;四是人造生命的技术性风险。
实际上,人造生命的伦理问题与动物实验、干细胞研究和人工智能面临的问题相似。制造新的生命形态以及如何与它们相处,必然把人类置于新的道德境地。或许最大的伦理问题就是在实验室中从零开始制造新的生命形式。由于人造细胞是非自然的,所以与尊重生命的理念相违背。如同基因操作和纳米技术一样,人造生命产生的一个主要的伦理问题是这些产物会产生什么样的社会和生态后果,如人类最终可能失去对人造生命的控制,或因处置不当造成生物入侵,从而影响生态环境等。目前,这些技术大部分是由私人公司所掌握,它们是否会因经济利益驱使而不关心社会和生态问题,由于各种利益关系纠结在一起,这些技术的应用对于人类健康和生态环境的影响变得难于预测。
就方法论上讲,在特定的条件下,我们可以预测技术可能产生的各种行为,确定每种行为的可能后果,每种后果可能具有的社会影响,并对它们进行分析。但在面对像人造生命这种决定时,我们将面临着对后果完全未知和完全无从下手做出决定的困境。事实上,技术的革新使人类越来越多地在完全未知的情况下做出决定。DNA重组技术和分子系统自我组装方面的进展使发达国家的公司从这些技术上获得了巨大的经济效益,但同时也出现了越来越多的问题。现代技术的复杂性和不确定性,使人们很难预测它们的未来。
人类在制造新技术的同时也制造了新的责任。人造生命是致力于在人工系统中创造生命形式的行为,短期而言,人造生命失控的风险极其微小。但我们不能掉以轻心,由于后果的不确定性,科学家必须担负起相应的社会责任,政策的制定者们也需要保持理性和高度警惕,必须对此类技术加强管制。
美国一家名为克雷格·文特尔研究所的私立科研机构的研究人员5月20日报告说,他们培育出第一个由人工合成基因组控制的细胞,他们将人工合成的细菌的脱氧核糖核酸(DNA)植入另一种无核细菌体内,最终使植入人造DNA的细菌重新表达并开始自我繁殖。这是人类向人造生命迈出的关键一步,其意义在于,新生命体的诞生完全可以人为地“创造”,而不是一定要通过“进化”来完成。
学术意义大于社会意义
面对这项成果,科学家们心情复杂,有人高度评价,更多的人则态度审慎。美国拉特格斯大学分子生物学家理查德·埃布赖特表示:“这是人与自然关系的一个转折点,历史上第一次有人创造了一个完整的带有预定特性的细胞。”波士顿大学生物医学专家詹姆斯·柯林斯则认为,上述合成的单细胞生物体并不意味着一种人造生命形式的诞生,它只是一个带有人造基因组的生物体,而非人造生物体;而加州大学分子生物学教授戴维·迪默却指出,任何人造的东西都不可能与那些在自然界中进化了30亿年的生物竞争。长期致力于“囊生物反应器”研究的美国洛克菲勒大学生物学家埃尔伯特·里勃切特在接受英国BBC采访时说:“如果这一切成为可能,我们就该重新思考一下生命究竟是什么。与其说这是个科学上的问题,不如说是一个哲学问题。对我来说,生命就像一个机器,一个由电脑程序控制的机器,仅此而已。”文特尔自己也解释说,他们的研究纯粹是基础性的,不是彻底人工制造一个全新的生物,而是在更大程度上对一种生命体的改造。不过他认为,这项研究可以从根本上加深对细胞生存最关键条件的理解。如果初步实验取得成功,那么后续的工作就是不断为其增加新的功能,如分解二氧化碳,生产燃料氢等,从而为低成本、高效率制造生物能源找到一条新的出路。
其实,人造生命的出现只是把人类自古以来的梦想变成了现实。就目前的研究进展而言,其学术意义大于社会意义。在生物学领域,生命的本质、起源和演化一直是研究的主题,按照进化论的观点,所有生物都是由一个共同的祖先即原始生命体演化而来的。那么原始生命体是怎样产生、如何演化的?这些问题一直困扰着生物学界。半个多世纪以来,科学家们为了解开这一谜团,一直在进行人造生命的探索。自然界将非生命物质转化成生命物质至少经历了35亿年,人造生命的出现使人类在探索这一演化历程的过程中有了一个很好的认识系统,在这种意义上,无论是从哲学,还是从生物角度看,人造生命系统的研究都是非常有价值的。
生命究竟是什么
生命是自然界中最复杂的形态,对于什么是生命的问题科学界也难以明确解答。目前,科学家们认为,作为生命至少应当具有以下基本特征:一是能进行新陈代谢;二是能进行自我复制和繁殖;三是具有复杂适应性的系统。然而,把生命机体置入环境中就会产生随机突变和环境变化的自然选择等一系列问题,由此产生不可测的现象。对于哲学家,生命本质的问题越来越具有科学性;对于生物学家,这一问题的哲学色彩太浓。
事实上,尽管探究生命起源的科学家米勒及其之后的科学家通过各种实验手段合成了一些组成生命的基本物质,但它们仍然不是生命,因为它们不具有生命的基本特征。文特尔的工作使人们看到了人造生命的曙光。他们选择生殖道支原体作为突破口,因为生殖道支原体是目前自然界中已知的最小生物体,它含有生物体生存所需要的最基本基因,是人工合成基因组的首选模式生物。文特尔用化学方法人工合成了582970个脱氧核苷酸单元,并按照合适的顺序进行拼接,制造出人工染色体;然后将它移植到宿主中,产生了新的支原体,这是真正意义上的人造生命。尽管它是最小的生命体,但是具有自我复制的能力,因此这一成果在人类进行人造生命的探索中具有重要意义。
人造生命的出现在很大程度上能使生命本质得到合理的解释。因为,首先,它是以人的意志实现生命物质的组合,由此产生生命;其次,它是通过实验过程人为控制和干预生命过程。由于生命产生的方式不再按自然法则进行而是依照人类意志,因此,人类通过实验操作来理解生命就比在自然状态下要简化很多。
人造生命出现以后,著名的《自然》杂志邀请了八位不同专业领域的专家,就人造细胞对其各自领域的影响和意义给出自己的评价和意见。他们认为,人造细胞的诞生是在人类重新设计生物体方面取得了重要的进步,它将有可能帮助人们回答生命是如何诞生的这一仍然存在的生物学问题。文特尔等人的工作证明了人类可以利用物质世界的原料来合成生命,也使已持续了几千年的对生命本质的辩论走到了尽头,因为人们可以通过他的工作将化学和自然界的历史链接起来,根据现存各个物种的基因组序列,人们可以推断出这些物种已灭绝的祖先的基因组,再利用新的合成技术,就可以合成出那些已灭绝的古老生物,而这些古老生物将会告诉我们100万年前地球的生态环境是怎样一种状况。不管怎么说,人造生命强化了人们对生命的认识,它将有助于更好地解释与生命相关的一系列谜团,如生物分级层次上的生命、生命的物质化身和其中各种物质动态反应过程之间的关系等。
人造生命的伦理学思考
人造细胞的诞生是基因工程取得重大进展的标志性事件,它让人类拥有了前所未有的了解生命的机会,同时也意味着社会风险的增长。科学家进行人造生命或者人造细胞的研究主要出于两个动机。一是纯科学性的探索。如果能从零开始制造人造细胞,尤其当所使用的原料和方法与自然界的方法一致的时候,我们将为生命系统的分子基础提供强有力的证据。二是人造细胞具有广泛的应用前景。自然界的细胞比人类生产的任何产品都要复杂得多,因此,制造能进行自我组织与维持,并适应于环境的人造细胞将有助于打开未来技术之门,这种技术将具有生命系统的能力。
然而,我们知道,任何由科学产品带来的实际应用往往都会与伦理问题相生相随。对于人造生命的探索以及由此带来的应用性产品所伴随的伦理问题会更加复杂。美国学者马克·贝道对此有过深入系统的研究,他认为伦理问题主要包括四个方面:一是生物圈的神圣性;二是人类生命的神圣性;三是如何负责地处理这些新生生命;四是人造生命的技术性风险。
实际上,人造生命的伦理问题与动物实验、干细胞研究和人工智能面临的问题相似。制造新的生命形态以及如何与它们相处,必然把人类置于新的道德境地。或许最大的伦理问题就是在实验室中从零开始制造新的生命形式。由于人造细胞是非自然的,所以与尊重生命的理念相违背。如同基因操作和纳米技术一样,人造生命产生的一个主要的伦理问题是这些产物会产生什么样的社会和生态后果,如人类最终可能失去对人造生命的控制,或因处置不当造成生物入侵,从而影响生态环境等。目前,这些技术大部分是由私人公司所掌握,它们是否会因经济利益驱使而不关心社会和生态问题,由于各种利益关系纠结在一起,这些技术的应用对于人类健康和生态环境的影响变得难于预测。
就方法论上讲,在特定的条件下,我们可以预测技术可能产生的各种行为,确定每种行为的可能后果,每种后果可能具有的社会影响,并对它们进行分析。但在面对像人造生命这种决定时,我们将面临着对后果完全未知和完全无从下手做出决定的困境。事实上,技术的革新使人类越来越多地在完全未知的情况下做出决定。DNA重组技术和分子系统自我组装方面的进展使发达国家的公司从这些技术上获得了巨大的经济效益,但同时也出现了越来越多的问题。现代技术的复杂性和不确定性,使人们很难预测它们的未来。
人类在制造新技术的同时也制造了新的责任。人造生命是致力于在人工系统中创造生命形式的行为,短期而言,人造生命失控的风险极其微小。但我们不能掉以轻心,由于后果的不确定性,科学家必须担负起相应的社会责任,政策的制定者们也需要保持理性和高度警惕,必须对此类技术加强管制。