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今天要講的是一頭雌性座頭鯨的故事。

這個故事告訴我們：當(dāng)我們采取行動，去保護生物多樣性時，我們其實是在保護人類自己。

2011年8月的一個中午，美國馬薩諸塞州海岸的海面上浮出一條熟悉的背鰭。這條帶有白色小斑點的背鰭，屬于一頭雌性座頭鯨。科學(xué)家們從上世紀(jì)七十年代就開始研究這頭座頭鯨，并根據(jù)她背鰭上的顯眼斑點，給它取名為紹特（Salt）。

紹特是一只有著獨特標(biāo)記的座頭鯨，自20世紀(jì)70年代以來，科學(xué)家們一直在研究它。| 美國海岸研究中心

海鷗號（Shearwater）科考船上，座頭鯨研究者喬克·羅賓斯（Jooke Robbins）正用十字弩瞄準(zhǔn)紹特，準(zhǔn)備射擊。十字弩上裝著取樣箭，箭上裝著特制的箭頭和黃色浮標(biāo)。發(fā)射！取樣箭擊中了目標(biāo)，按照設(shè)計，取樣箭收回時會帶走幾立方毫米的肉——相對于鯨的體型，這點傷害就像人被蚊子叮了一下。

羅賓斯和她的團隊把收集的樣本保存到液氮中，然后送去分析。八年轉(zhuǎn)瞬即逝。在2019年5月份的《分子生物學(xué)與進化》雜志上，亞利桑那州立大學(xué)癌癥演化中心（ACE）的一個研究團隊發(fā)表論文稱，紹特以及其他鯨目動物，包括鯨、海豚和鼠海豚等，進化出了對抗癌癥的高明手段，例如一系列的腫瘤抑制基因。

這個新發(fā)現(xiàn)，還有此前在大象身上進行的類似研究，都表明一件事：**治療人類癌癥的新方法，可能就隱藏在大型哺乳動物的演化史里，躺在它們遺傳密碼的某個地方。**可是即使知道了這點，科學(xué)家們也正在漸漸地失去研究這些巨型動物的機會。由于受到人類的持續(xù)威脅，這些動物的數(shù)量以及棲息地的生物多樣性，都在急劇下降。

毫無疑問，像紹特這樣的鯨本身就具有極高的價值。無論從倫理上還是生態(tài)上，保護大型哺乳動物都有很多正當(dāng)理由。但“它們的基因可能有助于癌癥研究”這個想法的確新穎。

“我從沒想過，有一天癌癥能成為鯨類研究的課題之一，更不要說對任何人類癌癥的影響了，”她說，“雖然它非常有價值，讓人出乎意料，但我從沒計劃過研究這個項目?！?/p>

佩托悖論：鯨與大象****為什么不得癌癥？

從理論上講，座頭鯨紹特這樣長壽的大型生物應(yīng)該有很高的癌癥發(fā)病率。

癌癥始于細胞分裂，先是一個細胞分裂時出錯，潛在的致命突變擴散到鄰近的細胞，假如這個錯誤沒有被發(fā)現(xiàn)被抑制，就會擴散到整個身體，引發(fā)癌癥。

**鯨和大象同人類一樣長壽，而且它們的細胞數(shù)量是人類細胞數(shù)量的數(shù)百倍?？墒?，它們細胞發(fā)生變異、導(dǎo)致癌變、以及癌變致死的頻率卻都很低。**ACE團隊正在研究這種被稱為“佩托悖論”（Peto 's Paradox）的奇怪自然現(xiàn)象。“佩托悖論”以英國流行病學(xué)家理查德·佩托（Richard Peto）的名字命名。在20世紀(jì)70年代末，佩托提出，自然界一定存在某種對抑癌機制的自然選擇，因為盡管人類比老鼠的壽命更長，體型也大得多，但兩者的患癌幾率卻很相似。

在2011年，ACE的研究人員和全球其他11個研究所的科學(xué)家們首次開始在座頭鯨的基因組中研究“佩托悖論”。他們采用的方法就是比較紹特的基因與其他鯨類基因組。根據(jù)公布的研究結(jié)果，鯨基因組中決定細胞分裂方式和時間的部分進化得很快，而且時間點與鯨獲得龐大身軀的時間點一致。

北亞利桑那大學(xué)的生物學(xué)家馬克·托里斯（Marc Tollis）于2015年加入并領(lǐng)導(dǎo)ACE，他希望能夠?qū)ⅥL的基因組中的一個抗癌基因轉(zhuǎn)移到其他的小型哺乳動物體內(nèi)，幫助它們對抗細胞癌變——首先可以在小鼠身上測試，最終應(yīng)用于人類。

還有些科學(xué)家也在研究“佩托悖論”，用的是另一種大型動物——大象。2012年，猶他大學(xué)的兒科腫瘤學(xué)家喬舒亞·希夫曼（Joshua Schiffman）得知大象的基因組中有額外的抗癌基因拷貝之后，開始致力于研究大象的癌癥防御能力。他的病人正是缺乏這種抗癌基因，才導(dǎo)致的李-佛美尼綜合征（Li-Fraumeni syndrome）——一種使人易患癌癥的罕見遺傳病。

希夫曼團隊的合作對象包括ACE的卡羅·馬利（Carlo Maley）、當(dāng)?shù)貏游飯@、玲玲馬戲團、巴納姆貝利馬戲團以及大象保護中心，在馬戲團停止大象表演之前以及獸醫(yī)定期檢查期間收集大象的血液樣本。在2015年發(fā)表于《美國醫(yī)學(xué)協(xié)會雜志》（JAMA）的論文中，他們報告稱，大象體內(nèi)這種額外基因拷貝，能夠引發(fā)一種程序性細胞死亡，以及一種名為凋亡的癌癥防御機制。

當(dāng)一個細胞分裂并經(jīng)歷某種DNA損傷時——例如，化學(xué)物質(zhì)造成的損傷——細胞要么試圖修復(fù)自身，要么自我毀滅，防止突變擴散到其他細胞。相比人類細胞，鯨和大象的細胞都更經(jīng)常地發(fā)生凋亡。

希夫曼說:“人是很聰明，但大自然更聰明。經(jīng)過數(shù)億年的進化，大自然已經(jīng)找到解決癌癥的方法?！?/p>

在大象的遺傳密碼深處，可能藏著治愈人類癌癥的線索 | 圖蟲創(chuàng)意

希夫曼補充說，很明顯大象和鯨魚經(jīng)過無數(shù)代的進化，已經(jīng)獲得了對癌癥的免疫力。他的團隊還在尋找大象基因中的其他癌癥防御機制，并試圖將這些能力轉(zhuǎn)移到人類身上。

“（這些動物）不止是找到了癌癥的治療方法，”他補充說，“更令人興奮的是它們通過自然進化，找到了從一開始就不得癌癥的預(yù)防方法。”

現(xiàn)存的90多種鯨類中，有22種已經(jīng)被基因組測序，測序數(shù)據(jù)已經(jīng)添加到美國國家生物技術(shù)信息中心數(shù)據(jù)庫（NCBI）中，未來也將有更多基因數(shù)據(jù)持續(xù)不斷地添加到其中。但是，當(dāng)托里斯在2015年開始研究紹特的基因組時，只有5種鯨類的基因組數(shù)據(jù)。托里斯說，隨著新技術(shù)出現(xiàn)，測序變得更便宜也更容易，相關(guān)的研究領(lǐng)域也得到迅速發(fā)展。

科學(xué)家還對現(xiàn)存的三種大象的基因組進行了測序。但這只是一個開始，科學(xué)家們可能還沒有足夠的數(shù)據(jù)來全面了解這些動物是如何抵御癌癥的。而由于人類活動導(dǎo)致的生態(tài)系統(tǒng)破壞、氣候變化等諸多問題正不斷蠶食著這些種群，研究人員收集樣本的機會越來越少。這些生物越來越難找到，保護它們的法規(guī)越來越嚴格，研究也會被一再拖延。

鑒于這些物種的減少速度，托里斯希望這項研究能讓人們認識到癌癥研究和環(huán)境保護的重要性。

“總而言之，由于我們現(xiàn)在正生活在一場生物大滅絕事件中，”他說，“我們需要每一個保護物種的理由。”

**動物現(xiàn)狀堪憂，**寶貴線索正在消失

根據(jù)國際自然保護聯(lián)盟（IUCN）的數(shù)據(jù)，這些大型哺乳動物的保護狀況喜憂參半。一些鯨類的種群已經(jīng)從幾個世紀(jì)的濫捕中恢復(fù)不少，比如座頭鯨。而另一些鯨類仍然瀕臨滅絕，比如北大西洋露脊鯨和塞鯨。

大象的狀況也不佳，非洲象被列為易危物種，亞洲象則是瀕危物種。之前，博茨瓦納解除了獵象禁令，日本也恢復(fù)了商業(yè)捕鯨。而保護專家們更關(guān)心的是一些不在明處而在暗處的潛在危害因素，比如喪失棲息地。

肯尼亞有個大象研究和保護組織，“拯救大象”（Save the Elephants）。其戰(zhàn)略顧問克里斯·索利斯（Chris Thouless）說，大象之所以遭受痛苦，是因為它們以前的棲息地，如今變成了工業(yè)區(qū)或農(nóng)田，這也導(dǎo)致了“人-象沖突”。

在斯里蘭卡的大象。隨著越來越多土地被人類開發(fā)，留給大象的棲息地越來越少 | 圖蟲創(chuàng)意

世界自然保護聯(lián)盟的鯨類專家哈爾·懷特海德（Hal Whitehead）說，在海洋中，鯨魚正日益受到海洋塑料微粒和船舶噪音的威脅。因為視覺和嗅覺在水下效率很低，鯨類利用聲音來尋找食物、形成社會聯(lián)系，噪音會令這些動物緊張。

懷特海德補充說:“那些與人類接觸最密切的物種，受影響也最嚴重?！?/p>

即使這些物種的數(shù)量恢復(fù)了，從大量物種中收集基因數(shù)據(jù)也面臨著其他挑戰(zhàn)。不列顛哥倫比亞省伯納比西蒙弗雷澤大學(xué)的分子生物學(xué)家大衛(wèi)·貝利（David Baillie）說，僅從一只動物身上提取的樣本不能代表整個物種。

從許多樣本中獲得的某個物種的代表性基因組雖然很有價值，但個體基因組中可能出現(xiàn)的某些奇怪狀況也有價值?；蚨鄻有院妄嫶蟮姆N群數(shù)量為突變留下了很大的回旋余地，這些突變可能對生物本身和人類都有益處——如果未來人類能正確理解它們的話。

“我們擁有的基因組越多，就越能深入理解冗余的多樣性，那是種群結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，”貝利在一封電子郵件中寫道。他補充說，“例如，在試圖了解對疾病的抗性時，罕見的突變可能非常重要?！?/p>

托里斯說，有證據(jù)表明，同一物種的不同區(qū)域群體之間存在很強的遺傳變異，我們需要付出更多的努力來對動物近親的基因進行分類。

希夫曼也表達了類似的觀點，他說，偷獵、棲息地喪失和近親繁殖已經(jīng)造成了一個瓶頸，壓縮了許多物種的遺傳多樣性，對那些體型最大的生物尤其如此。

聯(lián)合國生物多樣性公約執(zhí)行秘書克里斯提娜·帕斯卡·帕默（Cristiana Pa?ca Palmer）表示，我們還不知道，棲息地和物種損失對醫(yī)學(xué)研究造成了多廣泛的影響。

她在一封電子郵件中寫道:“大象和鯨魚等大型物種的消失只是全球生態(tài)系統(tǒng)物種多樣性急劇減少的一個縮影。當(dāng)我們采取行動，去保護生物多樣性時，我們其實只是在保護人類自己。”

鯨身上潛藏的線索，遠比鯨肉有價值得多 | undark

我們不知道人類活動將如何改變這些動物幾代之后的基因組，以及如何改變它們擁有的潛力無窮的數(shù)據(jù)。例如，英國南安普敦大學(xué)的研究表明，如果人類繼續(xù)破壞未開發(fā)的棲息地，哺乳動物的體型中位數(shù)將縮小四分之一。動物的遺傳基因需要適應(yīng)人類對地球越來越強的控制。一個物種曾用來戰(zhàn)勝許多疾病的基因，還有其他有價值的基因突變，可能會不經(jīng)意間在下一代中迅速消失。

“如果我們失去了在野外研究這些動物的機會，如果我們不保護它們，”希夫曼說，“我們可能會失去許多疾病的治療方法?！?/p>

作者：Doug Johnson

翻譯：莫軒

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