生物进化过程也有黑暗面？该如何消除

该若何消弭进化的暗中面

进化是生物学的基石，但它有时会威胁我们的健康，甚至我们的文明。那么我们该若何消弭进化的暗中一面？

进化的暗中一面

进化给地球带来了各类各样的生命，包罗我们人类。但生物的有些进化也有对人类晦气的一面，并且从人类文明起头的时辰，这些进化就给我们添麻烦了。例如在农业时代，农人用手工除杂草时，留下了少量长得像农作物的杂草，于是经由过程几代的进化，长得像农作物的杂草变得越来越多。

在工业时代，有些进化已经当作为一个很大的问题。如几乎在我们起头利用青霉素治疗传染、滴滴涕杀死蚊子和除草剂覆灭杂草的时辰，这些生物的耐药性就起头呈现。原因很简单：当我们试图覆灭害虫和病原体时，我们给它们施加了庞大的保存压力，迫使它们要么灭亡、要么进化。若是一种毒药不是完全有用的话，那些存活下来的个别可能会对它有一些抵当力,它们的儿女会担当这种能力，一些儿女甚至会发生变异，使本身更有抵当力。在频频接触毒药的环境下，生物种群会敏捷进化出耐药性。

例如，药物华法林在1948年初次被用来杀老鼠，在10年之后很多老鼠就对华法林发生了耐药性。至于细菌和病毒等能快速滋生的微生物，它们发生耐药性的过程可能只需要几天或几个小时。

甚至在我们体内，有害的进化都在发生。癌症就是细胞经由过程不竭进化获得不受控增殖能力激发的疾病。细胞癌变后，它们不仅能抵当杀死它们的药物，同时也能遁藏免疫系统的进犯，拐骗身体为它们供给食物和氧气，并在身体内进行扩散。

进化也能诠释为什么一些我们驯化或革新过的微生物有时会变得“不再听话”。例如，脊髓灰质炎疫苗是一种毒性被减弱了的病毒，但它老是趋势于进化当作本来能导致疾病的病毒。而用于食物制造和酿酒的酵母菌往往会跟着时候的推移而进化，很多酵母菌的发酵能力往往会降低。

已取得的胜利

那么我们该若何阻止这些我们不喜好的进化？

阻止进化，这听起来可能有点傲慢自豪，但同有害进化斗争的过程中，我们已经取得了一些胜利。

例如，用于治疗艾滋病的鸡从头至尾酒疗法就是一个典型的例子。鸡从头至尾酒疗法就是将三种或三种以上的抗病毒药物结合利用来治疗艾滋病，这样会使艾滋病病毒很难同时对这些药物发生抗药性。大夫们在上个宿世纪90年月起头采用鸡从头至尾酒疗法，耽误了数百万患者的生命。

有时，阻止这些生物的进化只需要将促使进化的情况压力消弭就可以了。例如在日本，一种能让水稻患上稻瘟病的真菌能在短短三年内就对一种新的杀菌剂发生了耐药性。但当农人遏制利用杀菌剂后，这种耐药真菌在四年内就消逝了。

甚至，有些时辰，要阻止一些生物的进化，完全没有需要遏制利用杀虫剂或杀菌剂，你只需要确保有一些没有进化的害虫能活下来。例如，玉米和棉花颠末转基因后，可发生Bt卵白，可杀死很多害虫，并且这种卵白对人体不起感化。然而，若是只莳植这种转基因农作物的话，那么在几年内害虫就会发生抗Bt卵白药性。但若是农人选择夹杂莳植转基因和非转基因农作物，很多没有进化的害虫可以靠那些非转基因的农作物活下来，并且它们与少量有耐药性的害虫交配后，凡是只有部门儿女担当耐药性。这样，就能避免大量耐药性害虫的呈现，使转基因农作物不受损掉。

停下有害进化的新手段

在全球，抗生素滥用的现象仍十分严重，导致耐药细菌越来越多。说服人们不要过度利用抗生素是一件很难的工作。不外，一些研究人员找到了一种新的策略，来抵当这种细菌的进化。尽管听起来很矛盾，但研究人员认为，我们可以利用两种抗生素来应对细菌的耐药性。

来自英国格拉斯哥大学的研究人员一向在试验瓜代利用两种感化机理完全不不异的抗生素来对于耐药细菌。这样，对一种抗生素有耐药性的细菌随后会被另一种抗生素杀死。他们的研究根基理念并不是新的，持久以来，瓜代利用分歧的农药一向被用于防止农药耐药性的发生，但它以前从未应用于抗生素。研究人员正对这个法子进行优化，此外，他们还发现这种方式也有助于防止癌细胞变得具有耐药性。

与此同时，名为“CRISPR/Cas9”的基因编纂手艺还能让我们直接去影响进化。这种基因编纂手艺是操纵一种Cas9卵白和一个标的目的导RNA来完当作的。标的目的导RNA负责找到相匹配的DNA序列，找到后，Cas9卵白就会主动将这段序列切割下来。是以，有了恰当的标的目的导RNA，研究人员可以在不杀死细菌的环境下，用CRISPR/Cas9手艺去切割可发生耐药性的DNA序列，以此来消弭耐药性。

棘手的部门是把CRISPR/Cas9的相关物质放入细菌体内，但这可以经由过程被称为噬菌体的病毒来实现。噬菌体是经由过程将本身的DNA注入细菌体内，来进行自我复制的。研究人员操纵基因工程手艺把可转录翻译出CRISPR/Cas9相关物质的基因替代失落了噬菌体本身的DNA，这样噬菌体在传染细菌时，就能把CRISPR/Cas9相关的基因注入细菌体内。有几家公司已经当作功地利用这种噬菌体来治疗动物身上的耐药细菌传染，而人类临床试验可能很快就会实施。

但这种方式也有很大的局限性。起首，一种噬菌体只会传染特心猿意马的细菌，是以每种细菌传染都必需心猿意马制响应的噬菌体。此外，噬菌体不克不及在血液中存活，是以不克不及用于治疗身体内部传染——尽管它们可以用于外伤传染和肠道传染。

以色列特拉维夫大学的研究人员想到了一个新点子，他们但愿在细菌传染人类之前，就用噬菌体消弭细菌的耐药性。他们的初步打算是，将点窜事后的噬菌体添加到病院利用的喷雾洁净剂中，以及大夫用来洗手的药膏中。这样，只要经常利用这些洁净物品，里面的噬菌体就可以趁便感化于清洗时所碰到的耐药性细菌。

预防有害进化的呈现

美国德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员则但愿预防有害进化的呈现。他们想知道，是否可以让CRISPR/Cas9埋没在细菌的基因组上，连结沉着，什么都不做，当呈现耐药性等晦气的进化时，就让CRISPR/Cas9阐扬感化，粉碎响应的DNA序列。

于是，研究人员建立了一种CRISPR/Cas9，能专门覆灭大肠杆菌对利福平（一种抗生素）的耐药性。接下来，他们将这个CRISPR/Cas9植入非耐药性大肠杆菌的基因组上，然后把这些细菌打针到老鼠的肠道中，然后给老鼠服用利福平。同时，他们把通俗的大肠杆菌打针到对照组中老鼠的肠道中，然后也给它们服用利福平。几天之内，在对照组中的老鼠体内，通俗的大肠杆菌很快就呈现了耐药性，而那些被植入CRISPR/Cas9的大肠杆菌却没呈现任何耐药性。

除了匹敌耐药性以外，这些研究人员还但愿用此方式来阻止其他不需要的进化。例如，我们常用微生物来制造从啤酒到胰岛素等各类各样的物质，但跟着时候的推移，很多微生物发生了进化，掉去或降低了制造这些物质的能力。这是因为制造这些物质会耗损微生物很大的能量，影响它们的寿命，而其他那些“爱偷懒”的微生物却能活得更好一些，于是颠末几代滋生之后，有效的微生物大部门消逝了，剩下的都是“爱偷懒”的其他微生物。

德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员正在研制那些具有较低突变率的微生物。一种方式是，操纵CRISPR/Cas9去除基因组内那些对微生物的保存毫无影响的但却轻易发生突变的DNA片段。

理论上，除了微生物以外，把CRISPR/Cas9相关的基因引入在其他生物体内也能阐扬感化，好比蚊子和老鼠，并想法子让这种基因传布到整个种群中，这样可以来阻止它们对杀虫剂或老鼠药发生耐药性。

CRISPR/Cas9有望以全新的体例解决进化的暗中面，但不管前面有几多障碍，进化老是可以或许找到出路。例如，研究人员阻止了某种特心猿意马的基因突变带来的耐药性，但该生物仍可以借助其他形式的基因突变，发生不异功能的耐药性。所以说，CRISPR/Cas9并不是全能的，但与传统药物和杀虫剂分歧的是，一旦碰到新的环境，你只需点窜CRISPR/Cas9中标的目的导RNA的碱基序列，使它能匹配新的基因突变的DNA序列，这样CRISPR/Cas9就可以去覆灭新的基因突变。

但任何手艺都是一把双刃剑，这种新的基因工程手艺是否还会带来无法展望的后果？好比，被引入CRISPR/Cas9的生物扩散到野外情况中，是否会呈现意想不到的生物学灾难？今朝来说，这还无法回覆。不管如何，有一件事是必定的：即使在我们匹敌进化的斗争中有了新的兵器，这场冲突也不会永远竣事。