在分子水平上复制生命不愧为一项史无前例的创举,不过美国进化生物学家奈尔斯 • 埃尔德雷奇(Niles Eldredge)认为,如今的生物技术革命可以追溯到10000年前人类从狩猎采集野果谋生到走出当地生态区开始拓荒种植农作物的时代。他论述说:“遗传工程可能会在未来引起轩然大波,而眼下科学家普遍认为它处于复杂多元化社会体系核心地位,若其崛起朝有利方面发展,那么我们人类将继续受益这种文明进步带来的成果。”

在埃尔德雷奇看来,当今人类与那些早期农业民族都崇尚一个共同信仰,即人类注定要摆脱自然界约束并设法征服它。然而生物技术的前景还潜在另一种可能性,即其神奇内聚力还有可能毁灭人类。埃尔德雷奇总结说:“我们需要对生物技术的最新进展有所了解和把握,同时不容否认的事实是人类至今未能脱离自然界,只是不断深化对自然界万物的认识水平。人类社会发展的未来依然仰仗人类对自然万物的有机改造。”

多莉绵羊前期生物技术的演化

进化生物学家将生物技术以多莉绵羊诞生为界线进行历史性地回顾与展望,下述为生物技术发展进程编年史。

公元前50000年尼安德特人从类人动物脱颖而出并结束了相互杀戮的历史。

公元前8000年到2000年早期农民创建了首批农业社区并开始有所选择地驯化动物。充裕的粮食供给成为第一批大城市崛起的关键因素。

公元1500年到1800年大城市相继出现后,随之而来以欧洲对外扩张为特征的大规模农业革命导致全球农作物交换。例如率先在南美洲印加人中种植的马铃薯引入欧洲成为爱尔兰人的主要食品。

1798年,人口学家托马斯 • 马尔萨斯预言世界人口将以幂指数级增长而趋向失控,人口爆炸将远远超出食品供应并造成普遍饥荒,

1818年,英国女作家玛丽 • 雪莱推出其杜撰小说《法兰肯斯坦》。该书描述一位生理学家首创一人形怪物,结果自己反被怪物所毁灭。

1840年,植物疫病蔓延导致爱尔兰马铃薯全部糜烂,部分原因系多年单一农作物种植导致农作物遗传多样性和互补性受损的缘故。数百万人被饿死或外迁,因此大大减少了爱尔兰人口数量。

1859年,英国博物学家查尔斯 • 达尔文发表《物种起源》一书,概括性论述了自然选择理论。

1866年,奥地利遗传学家格雷戈尔 • 孟德尔发表植物遗传学论著。但多年受到冷落直到20世纪才引起科学界重视,他的许多发现遂成为现代遗传学基础理论。

1883年,英国人类学、遗传学和气象学家弗朗西斯 • 高尔顿杜撰优生学试图将其同胞达尔文的自然选择理论演变为一门应用科学。50年后,希特勒借题发挥大肆宣扬日耳曼人种族优越性,从而促使优生学成为一种流行观念。高尔顿还将统计学与优生学有机结合,导致另一门新兴学科——生物统计学问世,

1953年,英国生物物理学家弗朗西斯 • 克里克和美国生物学家詹姆斯 • 沃森(两人共获1962年生理学——医学诺贝尔奖)在罗莎琳德 • 富兰克林资助下建立了第一个脱氧核糖核酸分子模型——著名的DNA双螺旋链。

60年代绿色革命使第三世界国家农作物产量大幅度增长。西方评论家声称较大收成系源于依靠西方农业耕作方式以及摈弃自青铜器时代沿袭的农垦方式所为。

60年代中期,生物化学家破译基因编码:脱氧核糖核酸分子已确认含有大多数生命形式的遗传信息。基因内含DNA片断导致有机体形成某种特殊构造单元和功能,紧密相连且呈麻花状缠绕的基因链被包裹在染色体中,有机体所有染色体中贮存的全部生命信息被称为基因组。

70年代,研究人员首次成功地完成了大规模采用遗传工程方法改造生物体的实验,即以诸多不同方法将外源DNA拼接到其它有机体中,这项研究工作阐明人类与其它物种间的密切关系。

1979年,詹姆斯 • 洛夫洛克和林恩 • 马克列斯在“盖娅预测”中指出,地球生态系统演化犹如一个单独的巨大生命体。

1983年,芭芭拉 • 麦克琳托克由于演示基因如何能够在染色体上迁移而荣获该年度诺贝尔奖,然而这一重大发现一直受到许多遗传学家的抵制。这位执着的女科学家毕生致力谷物遗传学研究,麦克琳托克终将一种改变谷物特性的复杂新方法引人遗传学。

1990年,人类基因组工程正式开始启动,世界各国科学精英携手测序和绘制排列人体46条染色体上为人体编码的80000-100000个基因。同年,美国医生对一名少女成功地实施了首例人体基因治疗手术,该女孩由于先天遗传缺陷无法产生一种重要的酶。这种基因替代治疗技术在某种意义上可称之为一种体细胞改造工程,不过实践证明这种依靠外源基因追加的特性无法遗传给后代。在生殖细胞工程中基因改造可将附加特性传给后代,不过当时这方而的研究工作还主要停滞在理论上。

1995年,科学家利用从芽孢杆菌中提取的一种基因拼接到农作物基因中,创造了多种转基因农作物,实验证实这种基因可为某种天然杀虫剂编码。

1996年,美国商务部所属专利与商标局陆续收到大量涌来的人类基因测序专利申请。同年,医学研究人员从世界各地偏远地区居民中采集到血液和组织样品,这些人类群体中狭窄的基因组合可能含有与各种遗传特征疾病相关的DNA片断而潜在着巨大获利机遇。生命科学的新时代即将到来。

1997年,苏格兰胚胎学家伊恩 • 维尔穆特宣告多莉绵羊诞生,这是世界上首例采用克隆技术培育的母绵羊,它与母体绵羊长相一模一样仅年幼几岁。多莉绵羊是遗传信息的再造产物,系从母体绵羊体内提取一个成熟乳腺细胞,再移植到另一个空腔卵细胞蕴育的新生命。同年,孟山都生物技术公司采用基因工程技术培植具有天然除草功能的棉花在密西西比河三角洲试种植,虽然长势茂盛,但收成却不尽如人意。

1998年,预计2005年完成的人类基因组工程继续取得进展,这是源于微生物学与运算速度更快的计算机相结合的结果。英国遗传学家高尔顿率先提出的生物统计学观念,现已溶入基因组学和生物信息学之类的新兴热点领域。高尔顿另一项发明优生学也借助基因筛选和胚胎疾病诊断学而再度受宠、

1998年,美国一些大型联合企业(如杜邦、孟山都和珀金 • 艾尔默公司)相继兼并种子公司和生物技术公司,以求拓展生命科学技术和获取所耑专利扩充基因研究。新兴的生命科学工业将从日趋扩大的全球贸易一体化中获益良多。

多莉绵羊诞生百年后生物技术发展趋势预测

下个世纪生物技术将如何改善人类生活呢?迅猛地发展、变革使这个问题几乎无法预测,不过未来学家已确认会出现以下一些有利和负面影响。科学与工业相结合肯定会推动生物技术不断发展,然而这并不能反映生物技术全貌。有些人声称真正的变革将首先在家庭、生活和外出工作方式上开始,并且不断自下而上地改变社会结构。

据普林斯顿大学遗传学家李 • 西尔弗预测,人们普遍要求生育更聪明健康的婴儿的现实想法终将证实较之对生物技术在伦理道德方面的顾虑更强烈。西尔弗评述说:“越来越多地应用再生遗传学技术成为不可避免的主导趋势。这种发展趋势难以由政府、社会乃至发明生物技术的科学家所控制。反之,生物技术的发展进程势必更多由个人和代表他们自身和下一代行为利益的夫妇双方所抉择。”

2000年,数千种源于遗传缺陷诱发的变异疾病中,包括肌体营养不良、镰状细胞性贫血症、血友病、囊性纤维化病变和某些类型癌症等数10种遗传性疾病已能够追究到基因组中某些区域位置。鉴于相应的治疗尚遥遥无期,接踵而来的反应便是人们之间对个人隐私的强烈攻击和设防保护。

2003年,有关首例克隆人出现的传言风烟四起。涉及克隆技术伦理道德方而的顾虑受到某些人驳斥,他们强调克隆技术对人体细胞结构的先行改造将导致新生儿不致再出现先天缺陷。

2005年,人类基因组工程完成全部测绘图谱计划。数学家和计算机科学家介入该生物工程力求赋予这种单调的图像资料3维、4维乃至5维空间立体画面:他们的加盟旨在描述基因如何相互作用来构筑各种生物网络,如人体神经和免疫系统。此时基因组聚合体面貌更加复杂透彻。

2010年,与单个基因相关具有再生遗传性征的有机物已可移植到动植物体内。改变复杂多基因特征的生物体实验开始进行,结果尚不明朗,无从定论。

2012年,几乎所有遗传疾病根源已被查明,因此简便测试即可决定某人终生患病的危险因素何在。分子考古学家将根据某人世代相传的基因特征来预测未来人们的健康状况。某些遗传疾病新疗法已取得进展。

2015年,首批可靠的人类智能和行为遗传模式问世,这种知识有助于证实某些难以捉摸、具有暴力倾向人群的行为源自基因缺陷。然而令人吃惊的是与没有遗传因素犯罪的人相比,这部分人所占比例甚少。

2020年,随着新时代自身行为和交往方式的确立,男性主宰的社会让位于两性协调发展的社会。交往中的男女私下秘密测试各自体液以求确定遗传缺陷。广大公众衣食住行处处谨慎,以防唾液被他人盗取从DNA中查获个人遗传缺陷,或出售用于克隆。

2025年,多种遗传疾病已可进行常规治疗。不过科学家在征服古老疾病的同时,他们也人为地滋生出新的疾病。转基因杂交农作物将其基因工程技术改造的抗病虫害能力转移到野生物种中,由此滋生的大量超级病菌反过来致使世界粮食产量锐减。地球人口暴涨、居住空间萎缩,使人们感受到生存压力空前严重。

2027年,遗传工程技术造就的多种大规模杀伤性武器释放出一种威慑力强大的新型天花病毒。

2030年,新型药物出现以及针对个人需求实施的新疗法产生微妙的由遗传特征决定的人与人之间的智能差异日趋显著。研究人员成功实现人体器官和四肢再生试验,从而使人类面对死亡不再痛苦绝望,而是更加从容坦然。

2040年,第一批具有基因工程特征的人类达到成年。基因改良宠物填补了许多天然物种绝灭遗留的空缺,包括最后一批野生西伯利亚虎。

2041年,第一批基因改良宠物上市销售。大熊猫、考拉和金毛猎狗乃至大棕熊得益于遗传工程技术而变得更加温存可爱。此时野生西伯利亚虎已正式列为濒危物种。

2050年,克隆技术和优生学已被公众普遍接受。虽然在西方尚未出现令人惧怕的遗传优越社会阶层,但是乱伦性行为和分享基因财富已成为一种有利可图的政治行为。体育场正扩大为运动员比试更高速度和更强悍体魄的疯狂竞技场,一英里3分钟的竞跑纪录被突破。

2060年,计算机与生物学长期协作导致第一台生命与机器混合体出现。

2075年,美国人平均寿命较上个世纪延长25年。2098年,科学家预测人类种族之间冲突愈演愈烈,将再度导致疾病蔓延和饥荒肆虐。与此同时,遗传工程师加紧筛选1000种基因组合来模拟和创造新人类,并将他们运载到外层空间生存。

 [UTNE Reader,1998年5~6期]