论文部分内容阅读
世界各地的一些科学家正在创造人造(人工)生命的消息既让人惊奇，又让人担心。在未来3到10年之内第一个人造生命有望诞生的预言使人们的眼光开始聚焦“人造生命”这个词。那么，人造生命是什么，对人类和社会将有什么样的影响?
不同的人造生命
仅从字面上看，“人造生命”似乎很蒙人，也让人惊惧不已。其实，研究人员要创造的生命很简单。这就要说到生命的本质和定义。
尽管在学术界对生命的定义有种种争论，但是生命的几个基本要点却是一致公认的。一是生命基本上都由碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素构成；二是要有遗传物质，能复制自我和繁衍生息；三是能进行新陈代谢，如合成和代谢蛋白质；四是能与周围环境进行交流，并适应环境而求得生存。
能满足以上基本条件的就可以看做是生命，但是，生命有不同的形式，还有功能的高级与低级、复杂与简单等的差异。因此，世界上的生命就人类现在的认识而言，所有的生物都可以算做生命，它们包括病毒、原核生物、真核原生生物、真菌、植物、动物等6大类，而前面3种又可统称为微生物，也就是世界上最初级的生命，或最简单的生命。
所以，现在科学家声称的创造“人造生命”并没有什么了不起，也就是一种简单的低级生命。按他们的解释是，“人造生命”在本质上应该具备以下三个方面的基本要素；第一，必须有一种细胞膜来容纳细胞物质；第二，要能进行新陈代谢，即细胞结构内营养物质的补充及更新能力；第三，具有自己的基因，即遗传物质。能具备这3个条件的生命刚好属于原核细胞型生物，也就是微生物中的一种，其中最典型也最为人们所熟知的是细菌、衣原体、支原体和立克次体等，所以，这种简单的人造生命不值得大惊小怪。
当然，让人感到惊奇的是“人造”或“人工”。也就是，它们不是自然界中存在，或自然进化形成的，而是由人类按照自己对生命的理解，并利用生命的各种要素来合成的符合生命本质的一种东西。这种生命从本质上来讲，也是一类已经存在和被人们所了解的生命，即“如我们所知的生命”(life-as-we-know-it)也称“碳基生命”。其实，真正能让人类惊奇的应当是另一种与“如我们所知的生命”极其相似的生命，如数字生命(或虚似生命)、机器人，也称为“如其所能的生命”(life-as-it-could-bc)。
也许，后者对人类造成的威胁会比人类按生物生命的要素所合成的人造生命更大一些。
人造生命的用途
科学家称，创造人造生命有多种用途。比如，可以用人造生命来治疗疾病、防止全球变暖等等，意义非常重大。人类基因组的领军人物克雷格，文特尔是创造人造生命的先锋之一。他对人造生命的用途有更为具体的解释。因为他正在研发的人造生命就是一种合成微生物。这种微生物可以吸收贮藏大气中的二氧化碳，并排放出可以当作燃料用途的甲烷。这就有助于降低人类对化石燃料的依赖，并帮助减少全球变暖问题。
意大利威尼斯的一个生命研究机构也是“人造生命”研究的先行者之一，他们认为人造生命可能会从根本上改变世界。而哈佛医学院的杰克，绍斯塔克预测说，6个月之内，科学家们将初步解决“人造生命”的第一步——创造细胞膜，这不会是大问题。而且，他对以后的人造生命研究进展也很乐观。
其实，真正对人造生命有突破和进展，而且启动这一研究较早的是文特尔的研究小组。他们早在2002年就接受了美国能源部(DOE)300万美元的经费，计划以基本化合物合成的DNA来创造一种新类型的支原体，即人造生命，而这种新生命可以生产一种更新和更洁净的能源。
文特尔的研宂实际上是其基因组研究所1995年启动的一项研究的深入。该研究所是为一种叫做生殖道支原体(mycoplasmagenitalium)的微生物作基因测序。这种最简单的微生物只有一条染色体和517个基因。而人类的每个细胞却有23对染色体和约30000个基因。一旦支原体的基因被测定，研究人员就会有计划地剔除基因，以确定对生命而言需要多少基因。
早在1999年，文特尔等人的研究就有了进展。他们把支原体所需的基因缩小到265至350个。2002年有了新的经费资助，文特尔等人利用基本的化学物质合成支原体染色体的DNA(即基因组，也称遗传物质)，然后用辐射杀死正常微生物的染色体，并把合成的DNA置入正常微生物中。当然，这个微生物将保留其某些功能部分，如酶和RNA，但是其所有的遗传结构(DNA)将是合成的。
2007年6月底，文特尔等人称，他们首次实现了完整的基因组在物种间的移植，即把合成的DNA置入正常的支原体中，这预示着首个人造生命将诞生。
争论和担心
毫无疑问，文特尔和其他科学家早就意识到合成新生命会引起争论。所以，早在2002年他就小心翼翼地解释，这是一种修改的新生命，并非创造的新生命。
尽管如此，人们还是会把这种生命看成是人造生命，至少微生物中有一部分是人工设计和制造的，因此自然产生了几个问题。一是，人类可不可以替代上帝(自然)创造生命；二是这种创造是否违反人类生活和科学研究的一些基本伦理：三是这种人造微生物是否危及人类安全，或危及生态，比如。是否会成为新的生物武器，或成为研发新的生物武器的基础。
第一个问题涉及的是“如我们所知的生命”，但以前这样的生命是自然进化产生的，人类没有插手。现在人类要插手生命的创造，也就是要替代一部分自然的作用，实际上也是改造自然的举动，对此，一些研究人员赞同人类可以取代“上帝”(自然)，但另一些人则认为不能替代。就人类的探索而言，如果这类替代“上帝”的科学探索解决了几个问题，是可以进行的。一是对人类社会有益无害，二是对环境和其他生物无害，三是不会产生长远的问题。实际上这几个方面已经包含在伦理和安全性问题中了。
文特尔等人已经保证，他们创造的低级生命非常脆弱，而且在实验室外根本不能存活，更不可能被恐怖分子利用来研制新的生物武器。另外，在生物科学研究伦理上，他们也没有违反目前已经制定的伦理原则，如DNA重组原则、人胚胎干细胞研究伦理指导原则等，没有将人的DNA与其他物种的DNA混合或替换，不可能创造出像“弗兰肯斯坦”那样的怪物来追杀人类。
但是，科学永远是走在人类所制定的伦理和法律之前的。一旦人造生命获得突破，有关人造生命的伦理原则必将迅速制定出来，最大的原则就是，创造人造生命要有一定的规矩，不能随心所欲，以免危及人类社会、危及自然和生态。
另一方面，尽管科学家声称创造人造生命并不对人类社会造成威胁，但是这并不意味着他们的研究和行为有着完全可靠的可控性，因为长远的未来还有很多不可预见的意外和不可控性。比如，人造生命是否可能会突变成更为致命的微生物，从而无意制造了一种新的生物武器。一个事实很能说明问题。
2002年7月11日美国《今日科学》报道了一则消息，科学家可以重新合成脊髓灰质炎病毒。由于人类早在70年代就宣布消灭了脊髓灰质炎，脊髓灰质炎病毒也基本绝迹。但“9·11”事件后，担心恐怖分子利用残余的脊髓灰质炎病毒(这种病毒在俄罗斯和美国的两个生物中心有少量保存)进行生物战，美国研究人员用两年的时间重新合成了新的脊髓灰质炎病毒，以便制作疫苗，在实验室中，这种新合成的脊髓灰质炎病毒能杀死小鼠，甚至比原来的病毒更有毒性。
这同样是创造一种低级的新生命，而这种低级的但又毒性巨大的新生命既类似于文特尔等人创造的新生命，同时又比他们的新生命令人胆战心惊。如果这种新的更有毒的人造新生命被恐怖分子获得，所制造的生物武器就更有杀伤力。
因此，尽管今天文特尔等人创造的新生命并没有害处，但谁又能担保未来其他的研究人员一不小心创造出了可能危害人类和环境的新生命呢?
[责任编辑] 张田勘
不同的人造生命
仅从字面上看，“人造生命”似乎很蒙人，也让人惊惧不已。其实，研究人员要创造的生命很简单。这就要说到生命的本质和定义。
尽管在学术界对生命的定义有种种争论，但是生命的几个基本要点却是一致公认的。一是生命基本上都由碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙等元素构成；二是要有遗传物质，能复制自我和繁衍生息；三是能进行新陈代谢，如合成和代谢蛋白质；四是能与周围环境进行交流，并适应环境而求得生存。
能满足以上基本条件的就可以看做是生命，但是，生命有不同的形式，还有功能的高级与低级、复杂与简单等的差异。因此，世界上的生命就人类现在的认识而言，所有的生物都可以算做生命，它们包括病毒、原核生物、真核原生生物、真菌、植物、动物等6大类，而前面3种又可统称为微生物，也就是世界上最初级的生命，或最简单的生命。
所以，现在科学家声称的创造“人造生命”并没有什么了不起，也就是一种简单的低级生命。按他们的解释是，“人造生命”在本质上应该具备以下三个方面的基本要素；第一，必须有一种细胞膜来容纳细胞物质；第二，要能进行新陈代谢，即细胞结构内营养物质的补充及更新能力；第三，具有自己的基因，即遗传物质。能具备这3个条件的生命刚好属于原核细胞型生物，也就是微生物中的一种，其中最典型也最为人们所熟知的是细菌、衣原体、支原体和立克次体等，所以，这种简单的人造生命不值得大惊小怪。
当然，让人感到惊奇的是“人造”或“人工”。也就是，它们不是自然界中存在，或自然进化形成的，而是由人类按照自己对生命的理解，并利用生命的各种要素来合成的符合生命本质的一种东西。这种生命从本质上来讲，也是一类已经存在和被人们所了解的生命，即“如我们所知的生命”(life-as-we-know-it)也称“碳基生命”。其实，真正能让人类惊奇的应当是另一种与“如我们所知的生命”极其相似的生命，如数字生命(或虚似生命)、机器人，也称为“如其所能的生命”(life-as-it-could-bc)。
也许，后者对人类造成的威胁会比人类按生物生命的要素所合成的人造生命更大一些。
人造生命的用途
科学家称，创造人造生命有多种用途。比如，可以用人造生命来治疗疾病、防止全球变暖等等，意义非常重大。人类基因组的领军人物克雷格，文特尔是创造人造生命的先锋之一。他对人造生命的用途有更为具体的解释。因为他正在研发的人造生命就是一种合成微生物。这种微生物可以吸收贮藏大气中的二氧化碳，并排放出可以当作燃料用途的甲烷。这就有助于降低人类对化石燃料的依赖，并帮助减少全球变暖问题。
意大利威尼斯的一个生命研究机构也是“人造生命”研究的先行者之一，他们认为人造生命可能会从根本上改变世界。而哈佛医学院的杰克，绍斯塔克预测说，6个月之内，科学家们将初步解决“人造生命”的第一步——创造细胞膜，这不会是大问题。而且，他对以后的人造生命研究进展也很乐观。
其实，真正对人造生命有突破和进展，而且启动这一研究较早的是文特尔的研究小组。他们早在2002年就接受了美国能源部(DOE)300万美元的经费，计划以基本化合物合成的DNA来创造一种新类型的支原体，即人造生命，而这种新生命可以生产一种更新和更洁净的能源。
文特尔的研宂实际上是其基因组研究所1995年启动的一项研究的深入。该研究所是为一种叫做生殖道支原体(mycoplasmagenitalium)的微生物作基因测序。这种最简单的微生物只有一条染色体和517个基因。而人类的每个细胞却有23对染色体和约30000个基因。一旦支原体的基因被测定，研究人员就会有计划地剔除基因，以确定对生命而言需要多少基因。
早在1999年，文特尔等人的研究就有了进展。他们把支原体所需的基因缩小到265至350个。2002年有了新的经费资助，文特尔等人利用基本的化学物质合成支原体染色体的DNA(即基因组，也称遗传物质)，然后用辐射杀死正常微生物的染色体，并把合成的DNA置入正常微生物中。当然，这个微生物将保留其某些功能部分，如酶和RNA，但是其所有的遗传结构(DNA)将是合成的。
2007年6月底，文特尔等人称，他们首次实现了完整的基因组在物种间的移植，即把合成的DNA置入正常的支原体中，这预示着首个人造生命将诞生。
争论和担心
毫无疑问，文特尔和其他科学家早就意识到合成新生命会引起争论。所以，早在2002年他就小心翼翼地解释，这是一种修改的新生命，并非创造的新生命。
尽管如此，人们还是会把这种生命看成是人造生命，至少微生物中有一部分是人工设计和制造的，因此自然产生了几个问题。一是，人类可不可以替代上帝(自然)创造生命；二是这种创造是否违反人类生活和科学研究的一些基本伦理：三是这种人造微生物是否危及人类安全，或危及生态，比如。是否会成为新的生物武器，或成为研发新的生物武器的基础。
第一个问题涉及的是“如我们所知的生命”，但以前这样的生命是自然进化产生的，人类没有插手。现在人类要插手生命的创造，也就是要替代一部分自然的作用，实际上也是改造自然的举动，对此，一些研究人员赞同人类可以取代“上帝”(自然)，但另一些人则认为不能替代。就人类的探索而言，如果这类替代“上帝”的科学探索解决了几个问题，是可以进行的。一是对人类社会有益无害，二是对环境和其他生物无害，三是不会产生长远的问题。实际上这几个方面已经包含在伦理和安全性问题中了。
文特尔等人已经保证，他们创造的低级生命非常脆弱，而且在实验室外根本不能存活，更不可能被恐怖分子利用来研制新的生物武器。另外，在生物科学研究伦理上，他们也没有违反目前已经制定的伦理原则，如DNA重组原则、人胚胎干细胞研究伦理指导原则等，没有将人的DNA与其他物种的DNA混合或替换，不可能创造出像“弗兰肯斯坦”那样的怪物来追杀人类。
但是，科学永远是走在人类所制定的伦理和法律之前的。一旦人造生命获得突破，有关人造生命的伦理原则必将迅速制定出来，最大的原则就是，创造人造生命要有一定的规矩，不能随心所欲，以免危及人类社会、危及自然和生态。
另一方面，尽管科学家声称创造人造生命并不对人类社会造成威胁，但是这并不意味着他们的研究和行为有着完全可靠的可控性，因为长远的未来还有很多不可预见的意外和不可控性。比如，人造生命是否可能会突变成更为致命的微生物，从而无意制造了一种新的生物武器。一个事实很能说明问题。
2002年7月11日美国《今日科学》报道了一则消息，科学家可以重新合成脊髓灰质炎病毒。由于人类早在70年代就宣布消灭了脊髓灰质炎，脊髓灰质炎病毒也基本绝迹。但“9·11”事件后，担心恐怖分子利用残余的脊髓灰质炎病毒(这种病毒在俄罗斯和美国的两个生物中心有少量保存)进行生物战，美国研究人员用两年的时间重新合成了新的脊髓灰质炎病毒，以便制作疫苗，在实验室中，这种新合成的脊髓灰质炎病毒能杀死小鼠，甚至比原来的病毒更有毒性。
这同样是创造一种低级的新生命，而这种低级的但又毒性巨大的新生命既类似于文特尔等人创造的新生命，同时又比他们的新生命令人胆战心惊。如果这种新的更有毒的人造新生命被恐怖分子获得，所制造的生物武器就更有杀伤力。
因此，尽管今天文特尔等人创造的新生命并没有害处，但谁又能担保未来其他的研究人员一不小心创造出了可能危害人类和环境的新生命呢?
[责任编辑] 张田勘