加拉帕戈斯群岛的海鬣蜥很容易受到野猫和其他入侵猎食者的捕食。自从达尔文登上加拉帕戈斯群岛起,这里便成了生物学的一片圣地。但是外来物种的疯狂入侵,却让这里陷入了困境。无论是典型的熔岩蜥蜴、查尔斯嘲鸫还是加拉帕戈斯象龟都面临灭绝,甚至有的已经灭绝。为了改变这种局面,科学家一遍遍地播撒毒药,甚至是用步枪来清除有害的入侵物种,却也伤害到了其他动物。
为了更精准地对付入侵物种,科学家想到了基因编辑技术,希望通过改变遗传特性,使入侵物种灭绝。
1835年9月25日,就在皇家“小猎犬”号在加拉帕戈斯群岛逗留期间,达尔文第一次踏上了当时还叫“查尔斯岛”的岛屿。他发现这里有一个200到300人组成的居民群落,几乎每个人都是在一次政变失败之后,被所谓的“赤道共和国”驱逐到这里的政治犯。
达尔文对岛上的低地没有多大兴趣,只看见了“光秃秃的灌木丛”,但是向岛屿中央跋涉四英里后,他爬上了地势较高的一处贫民聚居区,在那里,他发现了一片“郁郁葱葱的绿色植被”。那里的岛民“虽然抱怨贫穷,却能不费力气就得到基本的生存物资”,因为在这些岛上,徘徊着数万只象龟。
2017年8月25日早晨,敏捷的卡尔·坎贝尔跳下一艘双发动机的摩托艇,站到了这座不起眼的小岛的码头上。
现在这座岛已经改名叫“弗雷里安纳岛”,岛上共有144位居民,比达尔文来时少了一半。坎贝尔是澳大利亚人,今年42岁,在加拉帕戈斯群岛已经生活了20年,坎贝尔在澳大利亚昆士兰大学拿的博士学位,专业是有害脊椎动物管理。2006年,他开始以消除有害动物专家的身份,为总部设在加利福尼亚州圣克鲁斯的“岛屿保护”组织服务。这个组织的目标是在全世界的岛屿消灭入侵物种,保护生物多样性,防止本地物种灭绝。
利用目前的清除工具,弗雷里安纳岛的保护计划已经撑到了极限。这个岛面积很大,岛上还有居民。这使灭杀任务变得尤其复杂,因为工作人员要向居民解释整个计划的后勤部署和可能的后果——其中重要的一项,是在岛上各处倾倒400吨鼠药。这就是为什么自2002年起,坎贝尔和他的同事,比如卡罗琳娜·托雷斯和格洛丽亚·萨尔瓦多几乎每个月都要来岛上走访的原因。
他们一方面向他们描述未来的计划,一方面也需要和他们商讨用什么复杂的步骤来保护这里的成人、孩子、家畜、水和濒危动物不受毒药的危害。
要在岛屿保护中运用基因驱动,最基本的策略是用先进的基因编辑技术CRISPR或其他基因操作工具修改小鼠的DNA,使它们的性别遗传比例出现偏差。举个例子,我们可以令小鼠产下的后代全是雄性,最终创造出一个没有雌性的种群。而一旦没有雌性,这个入侵物种在繁殖上就只有死路一条了。
虽然目前看来,基因驱动还远谈不上是一项实用的技术,但岛屿保护组织已经开始和美国以及澳大利亚的分子生物学家联手,共同创造这种转基因小鼠了。
加拉帕戈斯群岛不仅风景优美,也是众多濒危物种的家园。入侵的尖牙和利爪一说起加拉帕戈斯群岛,大众就不由想到和谐的生态以及古朴而激动人心的生物多样性,然而现实却有些不同。是的,那些巨大的象龟是会看得人目瞪口呆,可是,曾经在弗雷里安纳岛的高地上爬行的数千只象龟,现在却只剩下二十多只了。不仅如此,它们还全是从别的岛屿进口的,因为弗雷里安纳岛本地的象龟已经灭绝了。
在加拉帕戈斯群岛,这些清除项目的规模依然是惊人的:圣地亚哥岛上有79 579只山羊被“移除”,平塔岛上有41 683只,圣克里斯托巴尔岛上有7726只。总数相加,13个岛屿“移除”的山羊达到了201 285只。我敢打赌,当游客蜂拥来到加拉帕戈斯度假,与海龟同游、观赏传奇的海鸟飞出优雅的弧线时,他们并不知道在过去20年中,为保护这里著名的生物多样性,那一座座海岛已经变成了一片片杀场。
美国科学院在最近的一份关于基因驱动的报告中反复提到了一条准则,并且在过去四十年间的几乎任何一份关于基因工程的白皮书中都提到了这条准则,那就是研究需要有“公众参与”。但是这个冷冰冰的词语无法涵盖真实环境中的真实计划所包含的热情和复杂性。如果说一般而言的清除是困难的,那么在有人居住的岛屿上开展清除就是难上加难了。
基因驱动是一个新概念,对于那些听着孟德尔豌豆实验、基因从亲到子代随机遗传长大的人来说,这也是一个违反直觉的概念。一般来说,你从父母一方遗传某个基因的概率是50%。然而在罕见的情况下,某些基因却会格外受到偏爱,或者说格外“自私”――它们遗传给下一代的几率要远远高于随机分配的概率。比如小鼠的17号染色体上就有这样的一个基因,它名叫“T-复合体”,遗传率高达95%。
从理论上说,它可以被当作“放大器”,使另一个基因在种群中快速扩散。
将近两百年前,达尔文在日记中写下了一段颇有反讽意味的话,直到今天仍在产生共鸣。他写道,不像英格兰的鸟类早已懂得人类不可信任,加拉帕戈斯群岛的鸟类“还没有学会这种有益健康的恐惧。”他接下来的一番话或许正好可以用来劝诫21世纪的科学和基因驱动技术:“我们可以从这些事实中看出,在一个国家的动物演化出与外来者的技巧或力量相适应的本能之前,就贸然引入新的猛兽,会对这个国家造成怎样的破坏。”