文/楊慧莉
近來,人類飽受新冠病毒肆虐之苦;究其原因,地球環境生態失衡,許多物種瀕危,導致增加病毒散播的風險。因此,恢復物種多樣性,已成當務之急。有人以此為職志,引進生物科技,她是保育革新者費蘭……
再現生機
科學介入展成果
瑞安‧費蘭(Ryan Phelan)是非營利組織「復活與修復」(Revive & Restore)的創辦人之一和執行長。這個組織的任務是透過搶救瀕危物種的基因,提振生物多樣性。「復活與修復」顧名思義就是,讓快消失的物種再度「復活」,以及「修復」失衡的生態系統。
為了這份保育工作,費蘭在過去十年與全球各地的科學家攜手合作,一起將生物科技引進野生物種的保護。她表示,氣候變遷、棲息地消失、人畜共患傳染病等問題,導致生態失衡,物種正在失去其多樣性,這些都是人類主宰環境時所不樂見的結果;保育要有新方法,運用基因拯救技術,可以阻止更多物種跨進滅絕之境。
黑腳雪貂安的故事
事實上,費蘭的團隊與相關單位合作,已透過科技介入,讓瀕危物種有望復活。第一個成功案例是伊麗莎白‧安的故事。伊麗莎白‧安(Elizabeth Ann)是美國一種快滅絕的黑腳雪貂。透過複製三十三年前一隻雪貂的基因,她成為其物種的未來希望,有機會讓消失的基因多樣性獲得修復。她的誕生是人類所樂見的結果。
黑腳雪貂原本住在從加拿大到墨西哥的北美大草原,但其棲息地後來都改成牧場和農地。一九八一年,懷俄明州的牧場上只剩下七隻雪貂。美國魚類和野生動物服務局(the US Fish and Wildlife Service )將其捕獲,成功復育後,將其放生到野地三十年,結果繁衍出六百隻黑貂。
不過,近親繁殖將危及黑貂在野生環境的長期生存。為了解決近親繁殖不利物種多元化的挑戰,費蘭與團隊塑本追源。所幸,科學家們很有遠見。一九七五年,萊德博士(Dr. Oliver Ryder)和其團隊在聖地牙哥動物園存取瀕危物種的基因。透過他們的努力,費蘭團隊得以取得「威拉」(Willa)的基因。威拉是活在三十三年前的一隻全新個體,有著獨特的基因變異性。雪貂安便是複製威拉基因的成果;她的基因變異能力是現存雪貂的三倍,過幾年可以交配繁殖下一代時,其子嗣擁有的強韌力將有助種族繁衍。
小野馬科特的故事
黑腳雪貂只是費蘭團隊複製成功的物種之一;普氏野馬(the Przewalski’s horses),是另一個成功案例。普氏野馬是當今世界僅存的純正野馬。牠們在中亞地區土生土長,幾世紀以來一路從亞洲漫步到大西洋,直到幾乎滅絕,只剩幾隻被圈養。一九六○年起,保育人員將部分馬匹野放,而今現存的兩千隻馬匹又逢近親繁殖的風險,亦即掉入了許多科學家所指稱的「滅絕漩渦」裡,其數量在缺乏基因變異的刺激下會因難以適應環境而愈來愈少。
不過,現在有了拯救基因的做法,就可把新的基因變異種置入胚胎,增加這個族群存活的永久性,因而翻轉「滅絕漩渦」的命運。費蘭團隊運用此法,培育出普氏小野馬「科特」(Kurt)。科特的代理孕母是美洲奎特馬,但科特本身的基因組裡卻是純正的野馬。這隻小野馬如今很健康並充滿活力。
拯救珊瑚刻不容緩
投入基因拯救工作多年的費蘭表示,這些成功故事若無眾多夥伴的合作和生物科技可供運用,將無以為之。基本上,要成功搶救基因,需有基因體定序的基礎工具;此外,還要有生物銀行、細胞培養、試管科技助功。
不過,有利物種延續、創造物種多樣性的這些科技,至今仍未被保育界廣加採用。費蘭團隊希望改變這樣的狀況。
對費蘭而言,新興的基因工程科技可望協助物種適應氣候變遷、解決野生生物疾病問題,甚至協助解決入侵物種的問題。可惜的是,這些科技往往僅在起始點,尚未開跑;問題出在,人們擔心發生意想不到的後果,此恐懼心理在一開始就阻擋了最基本的創新發明。
因此,克服這種不願使用生物科技的障礙成了當務之急。她表示,最迫切需求的領域莫過於珊瑚,因為珊瑚提供了全世界最多元和最豐富的生態系統,許多魚類和海洋生物賴以為生;但,令人難過的是,有一半的大堡礁( the Great Barrier Reef)已因氣候變遷和環境惡化消失了,預估二○五○年前全球百分之九十的珊瑚將消失。
好消息是,世界各地的科學家已在使用新科技冷凍保存活的珊瑚碎片,將其移植到人造礁石。不過,這只是開始,讓費蘭最興奮的是新科技將可用來研發幹細胞。這些幹細胞經過基因編輯,將能對暖流的熱效應產生適應性。
破除迷障
兩害相權取其輕
珊瑚一旦瀕危,海洋生態將深受影響。目前看來,救亡圖存之道是透過人為介入的方式。但世人對基因改造之物充滿畏懼,擔心發生意想不到的後果。
既然所有的科學創新之舉都會因這樣的疑慮而受阻,費蘭團隊於是決定理性面對此問題,看看人為介入到底有多常引發世人所害怕的災難。
人為介入畏懼之因
結果,他們發現了兩個「人為介入自然界後造成災難」的典型事例。第一個是,隨著殖民船偷渡到各島上的齧齒動物,牠們及其他外來種自十六世紀初已造成全球六成以上的物種滅絕。
另一個是澳洲蔗蟾蜍的故事。一九三五年,澳洲甘蔗產業為了解決蔗田上的甲蟲蟲害,從夏威夷引進蔗蟾蜍。結果,甲蟲問題沒解決多少,倒是一堆澳洲本土物種,因這種繁殖力旺、又有劇毒的蟾蜍侵害而相繼走向滅亡。
這些災難開始讓人們對人為介入有所畏懼。不過,費蘭認為,這種事之所以發生,是因為當時的人沒有顧慮到整體環境生態系統,且某些時候只想到營利,未站在有利保育的立場。
費蘭團隊將注意力放在保育介入的角度後,就發現了不同的故事。她表示,過去一個世紀,全球各地的科學家不斷引進或再引進新的動植物,但其行為並未對環境造成傷害,只是這樣的成功故事鮮為人知。
科學介入成功事例
目前,大家耳熟能詳的大概就是「黃石公園引進大野狼後生態恢復平衡」的成功故事。但此故事並非唯一。費蘭表示,北美洲在過去一百二十五年裡曾引進一千多樣物種,人為介入造成當地物種消失的紀錄只有一樁,那就是讓阿拉巴馬州的本地淡水魚失去蹤影,但百分之九十九的人為介入都成功達成所希望的結果。
人為介入的成功故事比比皆是,但大家都有所不知。費蘭認為,原因出在「隱而不彰」。舉例而言,美國最常被造訪的國家公園「大煙山」(the Great Smoky Mountains),大家所看到的「原始荒野」其實都是經過管理的環境:所看到的麋鹿,是消失兩百年後再被引進來的;綠油油的草地是多次人為山火後的結果;病原體和侵入的害蟲得以獲控制,是因為引進非本土昆蟲。
除了動物,植物重回森林的最好例子莫過於美國栗子樹。幾個世紀以來,這種雄偉的樹木掉下甜甜的栗子,餵養人類和動物。栗子樹的木材還可用來製作精緻的樂器和硬木家具。十九世紀時,森林裡的四十億棵栗子樹開始遭外來的真菌侵蝕,一棵棵得了枯萎病;到一九五○年時,全部都被侵蝕殆盡。
從此,科學家努力想出如何種出可抗枯萎病的栗子樹,結果成功了。紐約州立大學的科學家將小麥的某個單一基因插入後,成功讓栗子樹對枯萎病免疫。美國農業部目前正在查核這些基改樹木,考核通過,要將這些樹木野放到大自然。
面對瀕危當行之事
不過,以上費蘭所舉的成功事例,都是大膽之舉,不管是復育美國栗子樹、打造耐熱的珊瑚或拯救黑腳雪貂的基因。費蘭表示,所有這些創新之舉都需要大眾的投入和支持,關鍵在於人們如何看待科學介入。
她認為,世人應該持平看待風險──「任何科學創新都會有意想不到的結果,但我們今天有工具、科技和協定去降低風險,擴大效益。看著今日數千種動植物瀕危,我們已無餘裕袖手旁觀,等著看它們的下場,但可以確認的是,現在什麼都不做,它們就會滅絕。」
物種滅絕,事關重大,因為當生物多樣性消失時,便會看到愈來愈多的病原體出現,威脅人類的健康。近兩年影響全球人健康的新冠疫情就是警訊。
因此,費蘭希望大家下次如果聽到一些創新大膽的想法時,能先想到意圖促成的結果,同時「與其對所害怕的未來反應過度,倒不如善用現有的科技工具去小心謀畫所想要的未來」。