弗洛勒斯人頭骨(左)和正常人頭骨比較
胚胎干細(xì)胞
人類染色體中存有大量有待認(rèn)識的“垃圾”DNA
何積惠編譯
近年來,，每臨歲末,，著名的美國《科學(xué)》雜志總要推出其選出的當(dāng)年度最重要的“十大”科學(xué)突破,，今年的“十大”已于上周五刊出。盡管是一家之言,，但由于《科學(xué)》雜志的公信度和影響力,，所以其評出的“十大”每次都引起人們的普遍關(guān)注，更多的人在回顧中再次感受科學(xué)的魅力,，激起創(chuàng)造的欲望,。為使讀者及時(shí)了解今年十大科學(xué)突破的內(nèi)容,，我們特選摘了主要內(nèi)容，并請有關(guān)專家加以評點(diǎn),，以方便讀者理解,。
生命科學(xué)關(guān)鍵詞——健康、環(huán)境
歲尾年末,，盤點(diǎn)業(yè)績,，十大“英”、“杰”,，日見報(bào)端,，此乃激勵(lì)士氣、引領(lǐng)潮流之舉,。政經(jīng)社文,，各界如是，自然科學(xué)也不例外,。近日,，美國《科學(xué)》雜志發(fā)布了“2004年最重大的十大科學(xué)突破”。
何謂“最重大”,，見仁見智,，較難一致,，但借助于《科學(xué)》雜志的公信度,，它所選出的“十大”當(dāng)可信其為十不離八九。且不論每項(xiàng)突破的細(xì)節(jié)及其意義,，而就總體而言,，“十大”中生命科學(xué)占其六。在自然科學(xué)領(lǐng)域中,，生命科學(xué)雖不能說獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷,，卻已占有大半壁江山。這本身也可說是一個(gè)重大突破,。
突破不是研究過程的終點(diǎn),，而是進(jìn)一步洞幽察微、窮本溯源的新的起點(diǎn),。此外,，生命科學(xué)的每一進(jìn)展，莫不與人們的衣,、食,、住、行,，生,、老,、病、死息息相關(guān),，是人們關(guān)注和支持的熱點(diǎn),。因此，今歲的豐碩成果,，預(yù)示著來年的更大輝煌,。人謂“21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)”，洵非虛言妄語,。不知與生命科學(xué)有關(guān)的國內(nèi)各界人士對此已否做好準(zhǔn)備,？
有人把自然科學(xué)分成物質(zhì)科學(xué)和生命科學(xué)二大類，前者囊括數(shù),、理,、化、天,、地,，獨(dú)缺一個(gè)“生”，后者則指生物學(xué)以及醫(yī),、農(nóng),、林、牧,、漁,。把生命科學(xué)視作物質(zhì)科學(xué)的另類。這顯然是欠妥的,。
生命體無非是由碳,、氫、氧,、硫,、氮、磷等化學(xué)元素組成的物質(zhì),，生命活動也就是生命物質(zhì)運(yùn)動的一種方式,，同樣遵循著物質(zhì)世界的普遍規(guī)律。因此生命科學(xué)絕不是非物質(zhì)科學(xué)或超物質(zhì)科學(xué),，而是一種實(shí)實(shí)在在的物質(zhì)科學(xué),。正因?yàn)槿绱耍茖W(xué)方有基礎(chǔ)與數(shù),、理,、化、天、地各學(xué)科之間形成交叉學(xué)科,。
從發(fā)布的“十大”突破中,，有不少是得助于其他物質(zhì)科學(xué)的介入，其中甚至還與倫理,、法律,、經(jīng)濟(jì)等社會人文科學(xué)密切相關(guān)。當(dāng)然,，生命物質(zhì),、生命活動和生命世界蘊(yùn)藏著大量的尚未揭示的自然奧秘，其復(fù)雜性需待物質(zhì)科學(xué)各門學(xué)科間交叉滲透,、協(xié)同探索來解開,。因此，生命科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展取決于其他學(xué)科的介入,。為清除生命科學(xué)與其他物質(zhì)科學(xué)之間在觀念上的隔閡和障礙,，似可把自然科學(xué)分為數(shù)理科學(xué)和生命科學(xué)，然否,？
——趙壽元(遺傳學(xué)家,、復(fù)旦大學(xué)教授)
以“小矮人”為首的生命新發(fā)現(xiàn)
揭示生命的奧秘一直是科學(xué)家和普通老百姓關(guān)注的熱點(diǎn)，生命科學(xué)的新成果在十大突破中居然占據(jù)了醒目的六項(xiàng),。新人種發(fā)現(xiàn),、胚胎克隆、基因研究,、動植物研究和新藥物研發(fā)都榜上有名,。
“小矮人”印證曲折進(jìn)化史
今年10月，印度尼西亞和澳大利亞研究人員在印尼弗洛勒斯島的洞穴里發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新人種——小矮人,。這一驚人的發(fā)現(xiàn)旋即成為各地傳媒的頭條新聞,，有人稱之為半個(gè)世紀(jì)以來古人類學(xué)研究中一項(xiàng)最大的收獲,。
弗洛勒斯人的化石表明：1.8萬年以前,，現(xiàn)代人是與其他人種一起共同棲居在地球上的?；念^顱非常小,，與智人約1400立方厘米相比，其腦袋只有380立方厘米,。發(fā)現(xiàn)者據(jù)此假設(shè)：他們是從年代更久遠(yuǎn)的直立人進(jìn)化而來的,；這些直立人被圍困在孤島上，體型隨之日漸減縮,，以適應(yīng)資源匱乏,、務(wù)求物盡其用的生存需要。
這些“島嶼小矮人”同其他哺乳動物打交道也是頗為出名的,，其中包括在同一洞穴里挖掘到的,、或許是小矮人用精致的石器工具捕獵的酷似大象的矮小牲畜,。許多研究表明：在整個(gè)史前階段，人類像任何其他生物一樣依循著進(jìn)化規(guī)律,。但弗洛勒斯小人種的發(fā)現(xiàn)則首次印證：人類也許在孤島遇到了巨大的生存壓力,，因而進(jìn)化歷程出現(xiàn)了病態(tài)性的曲折。
人類早期胚胎克隆成功
在不少讀者看來,，克隆之爭似乎是一條過時(shí)的新聞,。但韓國研究人員通過核移植克隆的人類早期胚胎證明：這項(xiàng)技術(shù)對人類細(xì)胞同樣是適用的。他們的目的不在于克隆嬰兒,，而是試圖提取胚胎干細(xì)胞,，為醫(yī)治疑難雜癥，最終研制基因與病人匹配的替代器官提供新的視角,。
自從1997年“多利”羊問世以來,，各地克隆的哺乳動物已達(dá)數(shù)百頭。韓國科學(xué)家第一次提供了克隆靈長目動物是可能的證據(jù),，也突破了先前設(shè)置的研究禁區(qū)：一旦對靈長目動物的卵細(xì)胞分裂加以定位,，就會使此類努力化為泡影。據(jù)悉,，有16名年輕女性捐卵242個(gè),，為反復(fù)試驗(yàn)之需解除了后顧之憂。然而,，這項(xiàng)研究仍不時(shí)蒙上政治干擾的陰影,。也許是受這一成功點(diǎn)燃的樂觀情緒的感染，美國加州選民于11月初投票批準(zhǔn)設(shè)立一筆30億美元的基金以支持干細(xì)胞研究,。同時(shí),，聯(lián)合國就世界范圍內(nèi)禁止生殖性克隆的辯論卻陷入了僵局。一些持反對意見的國家堅(jiān)稱：所有的克隆研究都是不道德的,，因?yàn)閯?chuàng)造胚胎只是為了將它們摧毀,。
“垃圾”DNA中隱秘寶藏
在人類基因組中，蛋白質(zhì)編碼序列所占比例不到10%,，剩下的是一片基因“廢墟”,。今年有越來越多的研究成果表明：這片原先被視為垃圾的“廢墟”對基因功能的影響非同尋常，“廢墟”底下可能埋藏著豐富的基因珍寶,。
分子生物學(xué)家通過對DNA的解析,，正在揭開巧妙地控制基因在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間和恰當(dāng)?shù)奈恢?ldquo;開啟”的奧秘。拿短序列的DNA來說,，長度大約由500個(gè)基質(zhì)構(gòu)成,，可通過同所謂轉(zhuǎn)錄因子的蛋白質(zhì)結(jié)合以加速基因表達(dá)，故有激活劑之稱。據(jù)許多研究報(bào)告透露：激活劑正是基因變化催生新物種的根源,。垃圾DNA雖呈塊狀,，卻充滿可換位的元素，除了減緩阻止轉(zhuǎn)錄,，改變蛋白質(zhì)編碼,，對RNA進(jìn)行編碼外，還有助于形成新的基因,，包括對神經(jīng)功能至關(guān)重要的基因,。
為了挖掘更多的寶藏，美國國立人類基因組研究所準(zhǔn)備推出一部DNA元素百科全書,，以期搜羅所有在這片“廢墟”內(nèi)起作用的DNA并按目錄加以分類,。全書將從3000萬種蛋白質(zhì)編碼和非編碼序列的基質(zhì)寫起。
民間資本助推醫(yī)藥研究
一場公共衛(wèi)生領(lǐng)域的革命,，正在改變?yōu)槭澜缟献钬毨巳洪_發(fā)和供應(yīng)藥物的方式,。它把歷來提供援助的基金會、富裕國家,、聯(lián)合國下屬部門,、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、制藥商和慈善團(tuán)體的力量調(diào)動起來,，通力合作,，展開眾多的公共衛(wèi)生活動。今年有不少舉世矚目的重大活動,，包括向莫桑比克推廣瘧疾疫苗試驗(yàn),，加緊為貧困地區(qū)提供抗艾滋病藥物等，都是以這種“公共和私營組織結(jié)成的伙伴關(guān)系”形式實(shí)現(xiàn)的,。
這一運(yùn)動可追溯到上世紀(jì)90年代中期設(shè)立的國際艾滋病疫苗機(jī)構(gòu)(IVAI),，它將學(xué)術(shù)結(jié)構(gòu)與疫苗制造商聯(lián)合起來，以開發(fā)面向貧困國家的藥物,。目前,，類似的機(jī)構(gòu)在世界各地共有91個(gè)。例如諾華制藥公司和新加坡經(jīng)濟(jì)發(fā)展局設(shè)置了一個(gè)熱帶疾病研究所,，目的是研制專治登革熱和抗藥物性肺結(jié)核的新藥,。為了改善藥物供應(yīng)渠道,，全球規(guī)模最大的“抗艾滋病,、肺結(jié)核和瘧疾基金會”自2002年起替128個(gè)國家承擔(dān)資金達(dá)30億美元。
物種生存狀態(tài)令人憂
為了調(diào)查從青蛙到蝴蝶的興衰變遷,，科學(xué)家在這一年里開展了多項(xiàng)大規(guī)模的研究,。調(diào)查結(jié)果表明：物種多樣性正面臨著工業(yè)化蠶食帶來的衰亡厄運(yùn)。首次對兩棲類動物完成的全球性評估顯示：在5700種已知兩棲類動物中有30%以上瀕臨滅絕，有的處境危急,，由于過量捕獵,、喪失棲息地和未知的原因，現(xiàn)有兩棲類動物中約有一半將在本世紀(jì)末歸于消亡,。
在英國跟蹤研究植物,、鳥類達(dá)40年之久的博物學(xué)家們提供了發(fā)人深思的統(tǒng)計(jì)數(shù)字：蝴蝶數(shù)量減少了13%，71%的蝴蝶種類已喪失原有的生態(tài)環(huán)境,。鳥類數(shù)量也銳減了一半,。本地植物有28%已消失殆盡。土壤營養(yǎng)不良,，牧場難以再現(xiàn)昔日的豐美和滋潤,。40名海外生態(tài)學(xué)家歷時(shí)20至50年收集的數(shù)據(jù)也表明：全球性氣候變暖正在改寫20多個(gè)地區(qū)的自然史。例如赤狐出沒的圈子開始北移,，頻頻闖入北極狐的世襲領(lǐng)地,；植物的花期普遍提早；鳥類改變了慣有的遷徙習(xí)性,，紛紛到食品供應(yīng)最豐盛的地方安家落戶,。
