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我们的处境非常危急,但是还是有一些令人鼓舞的迹象存在,胜利可能终会降临。人口增长速度已经减缓,如果人口增长曲线维持不变,21世纪末地球人口总数将介于80亿到100亿之间。专家告诉我们,这么多的人口还是可以维持相当的生活条件的,但也只是勉强及格,因为全球每人平均耕地面积与可饮用水的数量,正在下降。另外也有专家告诉我们,要解决这个问题,唯有同时保护大多数脆弱的植物及动物物种。
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为了要通过此一瓶颈,我们亟须一套全球土地伦理。这套全球土地伦理不是随便制定的,只要大家都同意即可;相反,它的基础在于最深切地了解人类自身以及环境,而这份了解可以经由现存的科技来协助达成。其他生物当然也很重要。而我们的管理方式绝对是这些生物唯一的希望。明智的做法是,我们应该仔细倾听心灵的声音,再借助所有可能的工具,理性地采取行动。
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亨利,吾友!谢谢你率先提出这项伦理的第一要义。如今,轮到我们来总结一条更全面的智慧。生物世界正在步向衰亡,自然正在你我繁忙的脚下崩溃。我们人类一向太过热衷于自己的想法,以至于没有预见到我们的行为所造成的长远影响,人类要是再不甩开自己的幻觉,快速谋求解决之道,将来可要损失惨重了。现在,科技一定得帮助我们找寻出路,走出困境。
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你曾说过,老习惯适合老人,新行为适合新人。但我认为,就历史的角度看来情况恰恰相反。你是新人,我们是老人。然而,我们现在还能变得更智慧些吗?对于居住在瓦尔登湖畔的你来说,野鸽子的晨间哀歌,青蛙划破黎明水面的呱呱声,就是挽救这片大地的真正理由。对于我们,挽救它则是为了准确掌握事实,探究事实所隐含的意义,以及如何运用事实以达成最佳效果。所以,共有两种事实,你、我以及所有现在的和后来的人,只要接受大自然的主宰,便都会得到。
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此致
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爱德华
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生命的未来 第一章绝境
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蓝色的海洋,看起来一片清澈,
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不时有鱼儿和无脊椎动物在水中来回游动。
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但事实上,并非我们所想象的那样,
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我们肉眼看到的生物,
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只不过是生物量金字塔顶端的一小点。
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地球上所有的生物,也就是科学家所谓的生物圈,或是神学家口中造物主的杰作,相当于一层由生物所组成、包裹着地球的薄膜,它非常之薄,薄到我们从航天飞机上观看地球的边缘都没法看见它,但是它的内部又如此复杂,复杂到组成的物种大多都还没被发现。这片薄膜是完整无缝的。从珠穆朗玛峰顶到马里亚纳海沟底部,各种各样的生物栖息在这个星球表面的每一寸空间中。它们遵循生物地理学的基本准则:任何地方,只要具备液态水、有机分子和能源,就会有生命。在地球上,到处存在着有机物质以及某种形式的能源,因此,水便是地球这个星球上生命能否存在的决定因素。水也许只是沙粒上转瞬即逝的一层薄膜,也许它从未见着阳光,它也许滚烫沸腾或是超级冰冷,但总是会有某种生物生存其中。就算肉眼看不到任何生物,还是会有单细胞的微生物在里头生长繁殖,或至少休眠着等待液态水的出现,好让它们重拾生命力。
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在绝境中生存
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南极大陆上的麦克默多干谷(McMurdo Dry Valley)是一个极端的例证19 ,那儿的土壤是全世界最冷、最干的,而且最缺乏养分。乍看之下,这片地表如同经高压蒸汽锅消毒过的玻璃器皿,没有生物。1903年,第一位亲临南极的探险家斯科特(Robert F. Scott)写道:“我们没看到任何生物,甚至连地衣或苔藓都没有;我们只在冰堆的中央,找到一副威德尔海海豹的骸骨,至于它怎么会跑到这里来的,可就费人疑猜了。”整个地球上,就属麦克默多干谷最神似火星表面布满碎石的荒原。
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但是,由一双受过训练的眼睛透过显微镜去看,景象就大不相同了。在这条干巴巴的河床上,生存着20种光合细菌,以及同样多样的单细胞藻类,还有一堆以这些初级生产者为食的微小无脊椎动物。它们全都仰赖夏季冰川融化的水,提供一年一度的生长契机。由于融水流经的路径常常改变,有些搁浅的生物只得乖乖地等待好几年,甚至好几百年,等待融水重新来临。干谷中还有更严峻的环境,那就是远离水源的荒原,但即便这儿也栖息着一小撮的微生物、真菌和以它们为食的轮虫、微生物、螨和弹尾虫。在这个单薄的食物网顶端,盘踞着四种线虫,每一种都有特定的植物或动物作为食物。但是即使是最大型的动物,螨与弹尾虫(它们相当于麦克默多干谷中的大象和老虎),也都是人类肉眼看不见的。
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麦克默多干谷中的生物正是科学家口中的嗜绝生物(extremophile),是指能在生物耐受环境边缘生存的物种。许多这类生物生存在地球的绝境中,在那些如人类般大型、娇弱的生命根本无法存活的地方。另一个嗜绝生物的例子,在南极海上的浮冰“花园”中。这些经年覆盖在南极大陆周边数百万平方公里海域的大浮冰20 ,乍看起来是没有生命能忍受的地方。然而,浮冰中其实充满着装有融化的海水的孔洞,里面经年长满了单细胞藻类,它们能吸收二氧化碳、磷酸盐以及其他来自海底的养分。这座大花园的光合作用能源来自穿透浮冰的阳光。当南极洲的夏季来临,浮冰融化侵蚀后,藻类便沉入海中,成为桡足类动物和磷虾的美食。然后这些小型甲壳类动物又进入鱼类的肚腹,而这些鱼类由于体内具有生化防冻剂,血液能始终维持液态。
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最厉害的嗜绝生物非微生物莫属,包括细菌,以及外表和它们极其相像但是在基因组成上差异极大的古生菌。(在此先离题一下:到目前为止,生物学家根据DNA序列和细胞构造将生物分为三大类:首先是细菌,也就是一般所谓的微生物;再者就是古生菌,另一种微生物;最后是真核生物,包括单细胞原生生物、真菌以及所有动物,我们人类当然也包括在内。细菌和古生菌的细胞结构比其他生物来得原始,它们不但细胞核缺乏核膜,也缺乏叶绿体及线粒体等细胞器。)
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某些特化的细菌及古生菌甚至栖息在深海热泉区的火山壁上,在接近甚至超过沸点的水中繁殖。21 其中一种名叫烟孔火叶菌(Pyrolobus fumarii)的细菌,是目前已知超嗜热生物(hyperthermophile)的冠军。它能在112摄氏度高温下繁殖,最适合的生长温度则为105摄氏度,如果温度降到90摄氏度以下,它们就会因为太冷而停止生长。见识到这种奇特的能耐,微生物学家不禁要问,会不会还有更极端的极嗜热生物(ultrathermophile),生存在200摄氏度的地热水中,或者更高温的地方?毕竟,地球上确实有这么高温的水生环境。例如,在烟孔火叶菌菌落附近的海底热泉,温度就高达176摄氏度。目前科学家相信,包括细菌和古生菌在内的所有生物,耐受温度上限约为150摄氏度,一旦超过这个温度,DNA以及组成生命所需的蛋白质将会崩解,而这是生物体无法承受的。但是,除非有关极嗜热生物(而非仅仅是超嗜热生物)的研究已经做得透透彻彻,谁也不敢断言生物真的具有所谓耐热极限。
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超低适应极限
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经过30多亿年进化,细菌和古生菌不断将生理适应的极限往各个方向推展。譬如,有一种嗜酸生物(acidophile),能在美国黄石国家公园(Yellowstone National Park)的热硫黄泉水中滋生。而在PH值的另一端,也有嗜碱生物(alkaliphiles)生活在世界各地富含碳酸盐化合物的碱水湖里。嗜盐生物(halphiles)则能生存在盐分饱和的湖泊以及水分蒸干的池塘里。另外还有嗜压生物(barophiles),群聚在海洋最深处的海底。1996年,日本科学家利用无人操作的小潜水艇,在世界海洋最深处,也就是马里亚纳海沟的挑战者谷地(Challenger Deep,深度为10900米),收集到一些谷底的淤泥。22 在这份样本中,科学家发现好几百种细菌、古生菌以及真菌。样本送达实验室后,其中有些细菌还是能在与挑战者谷地同样高压的环境中生长,也就是1000倍于海面压力的环境。
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无论就哪一个层面来看,生理弹性最惊人的应该要算耐辐射球菌(Deinococcus radiodurans)这种细菌,它们能生活在极强的辐射之下23 ,即便辐射强到能使以耐热著称的派莱克斯(Pyrex)烧杯变色、脆化,它们还能存活。人体如果暴露在1000拉德剂量的辐射下(相当于长崎和广岛原子弹爆炸所释放的辐射剂量)一到两周内就会死亡。但是在1000倍于这个数值,也就是100万拉德剂量下,虽说生长速度会变慢,但所有耐辐射球菌都还能存活。如果辐射剂量再增强到175万拉德,这种细菌仍有37%存活,甚至在300万拉德的剂量下,还能找到少数幸存者。
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这种超级细菌(superbug)的秘密武器,在于拥有非凡的DNA修复能力。所有生物都拥有一种特别的酶,能修复损坏的染色体段落,不论是辐射、化学伤害或是意外事件造成的。常见的人体胃肠中的大肠杆菌(Escherichia coli),能同时修复两到三处破损。前面提到的超级细菌则可同时修复500处破损。至于它们到底运用了什么特殊分子技术,目前还不得而知。
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