地球環境持續污染將會導致人類變異?
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,在短短幾十年內就進化出了抗藥性,可以將毒素保存在脂肪中而不會對自身造成損害??茖W家認為,雖然一般來講長期進化是自然選擇的結果,但這也是一個污染驅動進化的典型例子。
進化是個漫長的過程,為什么大西洋小鱈在短短幾十年內就進化了?環境污染導致物種變異,會給整個生態系統帶來什么樣的影響?會不會又導致人類的變異呢?
小鱈基因突變適應環境污染遼源水處理設備,遼源純凈水處理設備
,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,在短短幾十年內就進化出了抗藥性,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生了改變嗎?
施鵬:這種情況同一些昆蟲對某些殺蟲劑產生一定抵抗力,或者xj對kss產生抗藥性的現象類似。根據媒體的報道,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生了抵抗機制。
在河道受到持續污染的情況下,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,多數小鱈死亡了。然而,少數對污染更有抵抗性的小鱈存活了下來,并進行繁殖,使這種抗污染的基因傳承了下來。
我看國外媒體的報道當中提到,變異后的變體基因抵抗污染物的聯結能力達到未變異前的5倍之多,是不是說這種大西洋小鱈進化了,更先進了?
施鵬:這里有一個認識誤區,很多人認為“進化”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。其實“進化”更確切的翻譯應該是“演化”。
人類是從猿類進化而來的,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,但是我們人類在進化過程中也舍棄了一些別的東西,比如我們如果與猴子比爬樹、野外生存,就遠遠比不上它們。與其說是進步了,倒不如說各有所長,分別適應各自的生活環境。所以,即便這種變異后的小鱈抵抗污染物的能力達到未變異前的5倍之多,也只能說它們更加適應這種受污染的河道了。
大部分人都認為進化是一個漫長的過程,通常在幾千年之久的時間里慢慢進行一些改變。為何這種小魚在短短幾十年內就進化了?
:有一點是值得肯定的,通常講的進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行一些改變。
達爾文的進化論認為,生物之間存在著生存斗爭,適應者生存下來,不適應者則被淘汰,這就是自然的選擇。地球生命從最初的生命體發展成為現有的多種多樣的生物,其實就是自然選擇的結果。
進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動植物的馴化?,F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。以狗的進化為例,我們知道,現在這些家犬的祖先是狼。人類經過長期的馴化和品種化,形成了現在多種多樣的家犬品種。所謂的品種化,就是根據人類需要,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境給生物帶來的生存壓力的大小,為了適應環境的變化,生物自身會進行一系列的演變。如果環境變化的速度比較緩慢,我們可以認為選擇強度較弱,生物的演變速度也會比較緩慢;如果環境變化的速度較快,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發生變化。
這篇報道當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適應河道中的毒性污染物,那么很有可能就會滅亡,所以在這種環境下,與抗污染相關的基因突變在短短幾十年內就能夠在群體中被固定下來,從而適應這種生存環境。
少數物種基因突變適應環境壓力遼源水處理設備,遼源純凈水處理設備
環境污染加大了生物進化的選擇強度,促進了生物基因變化的速度,這對我們生物圈整體的發展有什么影響?
我們無法給出一個數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,絕大多數魚都是不適應的。如果這種污染物是致命的話,那么多數魚類在短時間內就會大量死亡,以至于滅絕。只有少數物種中的某些個體含有突變的基因,在短期內適應了這種變化。更嚴重的是,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生,來適應這種已經污染了的環境。但是我們目前所面臨的問題是,新的物種產生的速度遠遠低于物種滅絕的速度。
現在有不少物種的滅絕都是我們人類對于環境的破壞導致的,它們無法適應環境的變化,因而滅絕了。