你知道生物多樣性嗎？

世界上哪里的生物多樣性最豐富？

生物多樣性與人類健康

有什么關(guān)系？

深海中某種微生物滅絕

會影響藥物開發(fā)嗎？

......

請你試試，問問自己，

恐怕大多數(shù)人就只能搖頭微笑了～

生物多樣性，指地球上生命的豐富變化，包括基因、物種、種群及生態(tài)系統(tǒng)。人類使土地、淡水和海洋退化的行為，已經(jīng)造成了多樣性的飛速下降。如果人類繼續(xù)當(dāng)前對自然資源不可持續(xù)的使用模式，情況將更趨惡化。諸如溫室氣體排放等活動已使全球環(huán)境付出沉重代價(jià)，有時甚至成災(zāi)，但生物多樣性的喪失才是唯一真正不能恢復(fù)的環(huán)境退化。當(dāng)一個基因、一個物種、一個種群，或是一個生態(tài)環(huán)境消失的時候，它將永不復(fù)存。

物種喪失是生物多樣性喪失最常用的指標(biāo)。然而，生物多樣性喪失的定義卻更為廣泛和復(fù)雜，因?yàn)樵谄渌缴弦泊嬖谥鄻有?。例如，遺傳多樣性存在于物種的個體之間，一個物種就算沒有滅絕，卻也可以因?yàn)榈胤椒N群的喪失而失去部分遺傳多樣性。在比物種更高的層面上也存在多樣性，如在某物種所屬的界、門、綱、目、科、屬，以及生態(tài)群落和生態(tài)系統(tǒng)。每個層面上多樣性或功能的丟失可能是獨(dú)立的。例如，一個生態(tài)系統(tǒng)可能在所有組成物種都存活的情況下顯著縮減，并且丟失許多的功能。

《延續(xù)生命——生物多樣性與人類健康》的獨(dú)特之處在于聚焦生物多樣性與人類健康這一較少被講述的主題。一方面，它傳播新鮮及時的生物多樣性知識，可以替代老生常談的教科書。例如，“為什么熊不得糖尿??？”“鯊魚的軟骨真的能抗癌嗎？”“青蒿素是怎樣被發(fā)現(xiàn)的？”“除蛇毒之外還有哪些生物毒素能入藥？”……這些有趣問題所對應(yīng)的科學(xué)知識，令人們深切認(rèn)識到生物多樣性喪失將使我們錯失寶貴的生物藥物開發(fā)良機(jī)；另一方面，《延續(xù)生命——生物多樣性與人類健康》作者秉持批判性思維，對諸如食品安全和有機(jī)農(nóng)業(yè)之類的問題不作簡單肯定與否定，而是通過各色案例提出多種看法。

愛德華·威爾遜曾經(jīng)這樣談及螞蟻：“我們需要它們才能生存，但它們根本不需要我們”。事實(shí)上，不計(jì)其數(shù)的其他昆蟲、細(xì)菌、真菌、植物、浮游生物及其他生物也是如此。然而，許多人幾乎都看不到這個基本事實(shí)。相反，我們?nèi)祟愅ǔ５乃魉鶠槟兀悍路鹱约和耆?dú)立于大自然，仿佛沒有大自然中的眾多生物及其所提供給予生命的服務(wù)我們也能行事，仿佛自然世界只為我們所用而被設(shè)計(jì)成為一種無窮無盡的產(chǎn)物與服務(wù)之“源”以及一種無窮無盡的垃圾之“匯”。

例如，在過去 50年左右的時間內(nèi)，我們的活動已導(dǎo)致約 1/5的地表土壤、 1/5的可耕作土地、幾乎 90%的大型海洋商品漁業(yè)及 1/3的森林喪失，而我們現(xiàn)在需要這些資源比以往更甚——隨著我們的人口在這一時期幾乎增長 3倍（從 25億到 65億），我們已將數(shù)百萬噸的化學(xué)品排放到土壤、淡水、海洋和空氣之中，而對這些化學(xué)品施加于其他物種（其實(shí)還有我們自己）的影響卻知之甚少。我們已經(jīng)改變了大氣層的組分——使能夠過濾對陸地和地表水體中所有生物有害的紫外線和毒物的臭氧層變得稀薄，也使大氣CO2含量增加到地球 60多萬年來從未有過的水平。這些主要是因?yàn)槲覀內(nèi)紵剂纤碌腃O2排放正加快陸地和海洋變暖，以及增加全球氣候變化對我們健康和其他物種生存的威脅。同時，我們目前正在消耗、浪費(fèi)或者轉(zhuǎn)移陸地上幾乎 1/2的凈生物生產(chǎn)力（昀終要由光合作用產(chǎn)生）和地球上超過 1/2的可更新淡水。

我們正在破壞著其他物種所生活的棲息地以至于它們走向滅絕——這就是我們破壞環(huán)境的真正不可逆轉(zhuǎn)的后果——其速率比自然本底水平要快成百上千倍。因此，一些生物學(xué)家斷定我們已進(jìn)入了所謂的“第六次大滅絕事件”——第五次出現(xiàn)于 6500萬年前，它使恐龍和其他許多生物滅絕。那次事件很可能是一顆巨大小行星撞擊地球的結(jié)果，而這一次則是我們引起的。

作為眾多行為共同導(dǎo)致的一種結(jié)果，最令人不安的是我們正在破壞著“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”，即不同生物間和它們與所生活的環(huán)境間相互作用總和的各種形式，它是維持這個星球上所有生命（包括人類）生存的功能。

我們做過這些事。我們這個物種——人類，是地球上大概 1000萬個物種（也許還要多很多倍）中的一個，而我們的所作所為就像這些變化發(fā)生于不是我們生活的某個地方，就像它們對我們也沒有什么影響似的。

許多因素造成了地球無法遏制的退化，昀重要的一點(diǎn)就是我們無法認(rèn)真對待人口的快速增長和資源的不可持續(xù)消耗究竟意味著什么，這主要是由發(fā)達(dá)國家的人們造成的，不過在發(fā)展中國家也愈演愈烈。昀終，我們的行為是一種基本的認(rèn)識錯誤的結(jié)果——我們不能認(rèn)識到人類是大自然不可分割的一部分，我們也不可能重創(chuàng)大自然而不重創(chuàng)我們自己。

《延續(xù)生命——生物多樣性與人類健康》于 1992年在里約熱內(nèi)盧召開的“地球峰會”上首次確定。當(dāng)時，超過以往的大批世界各國首腦與數(shù)以萬計(jì)關(guān)注此主題的政策制定者、科學(xué)家、環(huán)保人士和其他人聚集在一起，設(shè)定控制全球氣候變化及保護(hù)世界生物多樣性的雄心勃勃的目標(biāo)。當(dāng)時我們意識到的而今天到處顯而易見的是，人們極為關(guān)注全球氣候變化對人類健康的潛在影響（所有大型國際報(bào)告的章節(jié)都貫穿了這一主題），相比之下，對于物種喪失和生態(tài)系統(tǒng)破壞問題卻并非如此。

我們認(rèn)為，普遍忽視生物多樣性與人類健康之間的關(guān)系是一個非常嚴(yán)重的問題，不僅因?yàn)槲覀冊谥贫ㄕ邥r未被告知生物多樣性喪失對人類的全部影響范圍，而且對所涉及的健康風(fēng)險(xiǎn)缺乏了解的普通公眾而言，既不能明了生物多樣性危機(jī)的程度，也不能建立一種解決危機(jī)的緊迫感。可悲的是，審美上、倫理上、宗教上甚至經(jīng)濟(jì)上的爭論都不足以使人們確信這些。

為了滿足這一需求，哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院健康與全球環(huán)境中心提出在聯(lián)合國支持下，通過協(xié)調(diào)國際科學(xué)力量來匯編有關(guān)其他物種對人類健康的貢獻(xiàn)方面的知識，并完成一個專題綜合報(bào)告。令人欣慰的是，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署、聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署和《生物多樣性公約》秘書處同意聯(lián)合資助該項(xiàng)目，隨后，國際自然和自然資源保護(hù)聯(lián)盟也參與支持。所獲結(jié)果就是——《延續(xù)生命——生物多樣性與人類健康》。

《延續(xù)生命——生物多樣性與人類健康》中，我們較多地關(guān)注七大類生物的喪失，并延伸到不計(jì)其數(shù)的其他生物對人類健康的意義。我們對兩棲類尤為關(guān)注，它們是這個星球上所有生物類群中受威脅程度昀大的——其 6000個已知種中幾乎 1/3處于滅絕危險(xiǎn)之中，而且 120多個種已被認(rèn)為是在過去幾十年間滅絕的。尚無化石記錄證據(jù)顯示兩棲類有如此之高的滅絕速率，而它們過去已在地球上生存了 3.5億年以上，所以人們認(rèn)為這是人類引起的一種新現(xiàn)象。

《延續(xù)生命——生物多樣性與人類健康》列舉了許多兩棲類對人類醫(yī)學(xué)貢獻(xiàn)的實(shí)例——從它們所含的可以開發(fā)新型止痛劑和治療高血壓藥物的極為重要的化學(xué)成分，到它們在生物醫(yī)學(xué)研究中已經(jīng)發(fā)揮并將繼續(xù)發(fā)揮的核心作用。例如，兩棲類可以幫助我們找到防止細(xì)菌對我們的抗生素治療產(chǎn)生耐藥性的方法。這種耐藥性是一種逐步升級的現(xiàn)象，它能引起醫(yī)生們的巨大恐慌，因?yàn)樗麄円恢睘橹畩^斗的是保持比其患者感染領(lǐng)先一步。這里，我們還給出另一個實(shí)例來幫助讀者了解喪失兩棲類后我們的損失究竟有多大——胃育蛙類 [孵溪蟾（Rheobatrachus vitellinus）和胃育溪蟾（ R. silus）]是僅有的已知幼體在其母親胃中成長的兩棲類，它們是 20世紀(jì) 80年代在未受干擾的澳大利亞雨林中發(fā)現(xiàn)的。雌蛙吞咽其受精卵，然后置于胃中。當(dāng)胃中的卵完全發(fā)育成蝌蚪，它們被母親吐出，“送”到外部世界，繼續(xù)發(fā)育至成蛙。

所有脊椎動物（包括蛙類）的胃包含分泌酸和酶（如胃蛋白酶）以開啟消化食物的過程。也有一些成分能刺激胃排空使得胃容物排入小腸，在小腸內(nèi)進(jìn)一步消化。食物的消化過程觸發(fā)了這些成分的釋放。對胃育蛙的初步研究表明，它們分泌一種或一類物質(zhì)來抑制胃蛋白酶的分泌并防止胃排空以使它們（卵）不能被其母親消化掉。不過，這些研究也許能為治療人類胃潰瘍病提供重要的新思路，該病患者僅在美國就超過 2500萬人。如果這兩種胃育蛙都滅絕了，相關(guān)研究也將無以為繼。

在這樣一個學(xué)科廣泛的領(lǐng)域中富有經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)家們——來自發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家——已共同參與撰寫《延續(xù)生命——生物多樣性與人類健康》。我們這樣做是因?yàn)槲覀兇_信它能幫助人們了解人類是大自然不可分割的一部分，而且我們的健康昀終依賴于大自然中物種的健康和生態(tài)系統(tǒng)的功能；我們這樣做是因?yàn)槲覀兯腥硕枷Ｍ覀兊呐⒂兄谝龑?dǎo)政策制定者提出創(chuàng)新而公平的政策，他們具有牢固的科學(xué)基礎(chǔ)，將有效地保護(hù)生物多樣性并促進(jìn)人類子孫后代的健康；昀后，我們這樣做是因?yàn)槲覀兌枷嘈诺厍蛏系纳橇钊司次返?，我們絕不能放棄保護(hù)它們的努力。我們這樣做還是因?yàn)槲覀兌季哂泄餐男拍?mdash;—一旦人們認(rèn)識到與他們和他們孩子的健康和生活利害關(guān)系很大，他們就將傾力來做任何保護(hù)全球環(huán)境的事情。

埃里克·奇文

阿倫·伯恩斯坦

胃育溪蟾（南部胃育蛙）（Rheobatrachus silus）蝌蚪正由其母親從胃中吐出。（© Michael J. Tyler）

生物多樣性與生物醫(yī)學(xué)研究

生物醫(yī)學(xué)研究總是依賴于其他物種（動物、植物和微生物）來幫助我們了解人類生理學(xué)以及治療人類疾病。從只有人類頭發(fā)百分之一厚的細(xì)菌——大腸桿菌（Escherichiacoli）到 11ft 高、1300lb（約合 591kg）重的雄性北極熊，從只有幾周壽命的黑腹果蠅（Drosophila melanogater）到和我們一樣能活幾十年的黑猩猩，它們同許多物種一起，已將醫(yī)學(xué)帶進(jìn)了抗生素、疫苗、癌癥治療、器官移植和心內(nèi)直視手術(shù)的現(xiàn)代紀(jì)元。

黑腹果蠅的掃描電鏡照片。此照片已上色。(©Dennis Kunkel,Microscopy,Inc.)

有些物種具有易于研究的解剖結(jié)構(gòu)，將其作為實(shí)驗(yàn)對象就特別有用——如烏賊龐大的軸突能將電脈沖從神經(jīng)細(xì)胞傳至其他細(xì)胞；非洲爪蟾（Xenopus laevis）則有不尋常的巨大的卵。其他一些物種如熊或白斑角鯊（Squalus acanthias）已發(fā)展出了獨(dú)特的生理過程，從而為我們提供了尚未被發(fā)現(xiàn)的線索，來揭秘人體健康運(yùn)作機(jī)制或疾病治療。還有一些物種，由于易于在實(shí)驗(yàn)室中保藏、繁殖迅速、數(shù)量巨大，并能產(chǎn)生個體在遺傳上一致的獨(dú)特菌株，因而已成為生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中的當(dāng)大任者。虧欠這些物種的，我們永遠(yuǎn)都無以為報(bào)——難以計(jì)算的小鼠、大鼠、豚鼠、倉鼠、兔子、斑馬魚和果蠅，以及數(shù)不勝數(shù)的狗、貓、猴、羊、豬、蛙和馬，所有這些物種的犧牲才使我們得以擴(kuò)展人類健康和疾病的知識。

進(jìn)化造成了人類與其他生命形式之間的顯著差異，如抽象思維能力（就我們所知）。但自然在分子、細(xì)胞、組織、器官和器官系統(tǒng)水平上具有驚人的一致性，使得我們能夠利用各種各樣的其他生物來更好地了解我們自己。

當(dāng)我們將自己與其他生物的基因組成進(jìn)行比較時，這種一致性的基礎(chǔ)就會變得清晰。

在我們?nèi)祟惣s 25 000 個基因中，差不多有一半是與黑腹果蠅和秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）共有的，與實(shí)驗(yàn)室或家中常見的小鼠（Mus musculus）共有的基因更多。

我們甚至與酵母也共有1000 多個基因，它是像人類細(xì)胞一樣的單細(xì)胞生物，具有細(xì)胞核。細(xì)菌與我們共有數(shù)百個基因，但它們沒有細(xì)胞核。這個由數(shù)百個基因組成的核心被認(rèn)為普遍存在于生物中，編碼基本生命功能所需的信息，這些功能包括DNA的復(fù)制、來自RNA 的蛋白質(zhì)生成、能量代謝及稱為核苷酸三磷酸（如三磷酸腺苷或稱ATP 的化合物合成，它們是這個星球所有生命的能量貨幣）等。

這些基因的普適性為所有生物進(jìn)化自一個共同祖先提供了證據(jù)，而這個共同祖先在約 30 億年前很可能就有了這個基因的核心內(nèi)容。

這對醫(yī)學(xué)研究而言是非常重要的，因?yàn)榧s有2/3 的人類基因突變（它們與某些類型的癌癥和發(fā)育異常，與一些心血管疾病、內(nèi)分泌、免疫系統(tǒng)紊亂，以及與糖尿病之類的疾病等相關(guān)聯(lián)）在果蠅中有對應(yīng)的基因。哺乳動物（如小鼠）中所對應(yīng)的基因比例甚至更大。因此，我們可以在此類生物中研究被這些共有基因控制著的生化和生理過程，就能洞悉原本很難甚至在大多數(shù)情況下基本不可能參透的人類健康和疾病問題。

用于生物醫(yī)學(xué)研究的大部分物種的數(shù)量在大自然中還算充裕，并不屬于瀕臨滅絕的生物類群。我們在本章中涵蓋了這些物種以展現(xiàn)它們所包含的可用于人類醫(yī)學(xué)的無價(jià)信息，并要指出，我們必須竭盡全力去保護(hù)這個星球上的所有物種（其中的大部分甚至還未被鑒定），因?yàn)樗鼈兛赡苁轻t(yī)學(xué)知識的寶庫。而其他一些用于生物醫(yī)學(xué)研究的物種則來自瀕危生物類群，如非人靈長類動物、兩棲類、鯊魚、熊、鱟（馬蹄蟹）、裸子植物和芋螺。我們將在第6 章中介紹這類物種，它們中有許多是瀕?；驑O度瀕危的。一個物種消失之時，也帶走了（可能只是它獨(dú)有的）結(jié)構(gòu)、生理、生化和行為方面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，而這些都是數(shù)百萬乃至數(shù)億年進(jìn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

如果沒有從對其他生物的研究中所獲取的知識，今天的醫(yī)學(xué)仍然處于蒙昧的黑暗時代。因此，當(dāng)前生物多樣性喪失的危機(jī)不啻是對生物醫(yī)學(xué)研究的巨大威脅，而其影響的規(guī)模我們現(xiàn)在也只能猜測而已。

生物多樣性與食物生產(chǎn)

人類本是自然之子，是眾多共享陸生環(huán)境物種的一個代表。人類數(shù)量逐漸增加，人類活動程度和范圍也逐步擴(kuò)展，使得我們現(xiàn)在已經(jīng)在全世界整個陸地甚至海洋生物群系（biome）中占據(jù)統(tǒng)治地位，并且徹底改變了它們（生物群系是指世界上主要的生物群落，由其占優(yōu)勢的植被類型來定義，如森林、沙漠和草原）。結(jié)果，許許多多的其他物種已因人類剝奪了它們的自然生境而瀕危甚至滅絕。

土壤生物。溫帶土壤的橫切面上展示出巨大的生物多樣性，它使土壤變得肥沃，陸地上的食物生產(chǎn)成為可能。(From Peter H. Raven and Linda R. Bert (editors), Environment, 3rd ed.© 2001, arcourt, Inc., reprinted with ermission from John Wiley & Sons, Inc.)

近期計(jì)算表明，目前物種滅絕速率是人類還沒有主宰地球以前的100～1000 倍。對于一些檔案完備的類群，滅絕速率甚至更快。除非加以控制，否則人口數(shù)量的持續(xù)上升及為了短期利益而對環(huán)境的過度利用很可能給人類健康造成嚴(yán)重的后果。人類期望能控制自然并改變自然，但現(xiàn)在比以往更加依賴自然，尤其是依賴多樣性和所有生命形式本質(zhì)上的依存關(guān)系——它們是自然界基本的特性。

在一個陸生和水生資源已嚴(yán)重退化或者枯竭的世界中，一項(xiàng)至關(guān)重要的任務(wù)是對60億以上并且數(shù)量還在攀升的人口確保充足的食物生產(chǎn)和供給。盡管在部分人群中實(shí)行了低生育率計(jì)劃，而且部分人群中死亡風(fēng)險(xiǎn)增加，但2050年前世界人口預(yù)計(jì)還是會從目前約65億上升到89億左右（89億只是2004年由聯(lián)合國人口基金會所作“最佳猜測”的中檔估計(jì)）。平均年新增7700萬人口對人類提出了許多極為艱難的挑戰(zhàn)，尤其是在生產(chǎn)充足的食物方面。

世界目前的平均人口密度約為50人/km2，2050 年會升高到70人/km2。到那時，僅剩下10%的土地可用于耕作（即適用于農(nóng)業(yè)），實(shí)際上單位可耕作土地上的人口密度比這些數(shù)據(jù)要高10倍左右?？紤]到某些地區(qū)的貧困和饑荒，以及預(yù)期的地球氣候（在其正常狀態(tài)下已是內(nèi)在非穩(wěn)定）變化，人類在避免對自然生態(tài)系統(tǒng)及其生物多樣性造成不可逆破壞的同時，是否能供給以及怎樣供給自己的生活所需是一個尚未解決的問題。提高對這一問題的認(rèn)識，以及開發(fā)保護(hù)與管理陸地上和海洋中的食物生產(chǎn)生態(tài)系統(tǒng)的新方法為在這項(xiàng)艱巨的任務(wù)中取得進(jìn)展提供了希望。然而，這類方法中所蘊(yùn)含的承諾必定受制于對它們所造成的潛在問題與危害的了解。