西兰花不渗水是因为“脂溶性农药”?利用科学知识忽悠你而已

某款洗涤灵产品做了一个实验来展示“去农药效果”。

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第一幅图是超市买回来的西兰花,放在自来水下冲,水不会渗进西兰花,而是往四周流开了,字幕解释是“因为西兰花表面有一层脂溶性农药”。实验是把西兰花切成两半,一办泡在加了洗涤灵的水中,另一半泡在清水中,拿出来后对比分明。把它们放到自来水下冲,用清水泡的那一半依然如故,水不会渗进而是流开;用洗涤灵泡过的那一半则不会,水自然地流进西兰花中。

实验的目的,是为了宣传所用的洗涤灵能够“去除农药”。人们经常说“有图有真相”,然而这个实验,“有视频,也还是忽悠”。

为了揭穿这个忽悠把戏,先讲解一点界面科学的基础知识。

接触角

在界面科学中,有一个概念叫做接触角。接触角的直观定义,是当一滴液体置于固体表面时,“液体与固体的界面”(下面图中的红色线)与“液体与气体的界面”(下面图中的绿色线)之间的夹角(下面图中的θ)。

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当接触角很大的时候,液体就就不容易在固体表面铺开,如果接触角大到180度,液滴就形成一个小球;如果接触角很小,液体就容易铺开而打湿固体表面,接触角是0度的极端情况,水完全铺开而看不到“液滴”。
对于水而言,接触角的大小主要取决于固体表面的疏水性——疏水性越强,接触角就越大。

自然界的超疏水现象

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在自然界中,水在很多物体的表面都能形成很大的接触角,比如荷叶。水在荷叶上形成可以自由滚动的水珠,首先是因为荷叶表面有一层“蜡”,而蜡的疏水性很强。其次,荷叶看起来光滑,微观上其实有许多微小的凸起。这种“许多凸起的疏水表面”被称为“超疏水结构”。在超疏水结构上,接触角接近180度,水无法留在上面,也无法把它打湿。

荷叶表面形成超疏水结构(by William Thielicke)

荷叶表面形成超疏水结构(by William Thielicke)

西兰花的表面有一层蜡,也有许多密密麻麻的凸起,虽然不像荷叶那么极端,但也足够形成极大的的接触角,从而使得水无法打湿表面,更无法进入其中。

洗涤灵改变了蜡表面的疏水性

洗涤灵中的有效成分是表面活性剂,其核心特征是分子中有一个“亲水的头”和一个“疏水的尾巴”。亲水头能够和水愉快地呆在一起,而疏水的尾巴能和蜡之类的疏水表面良好互动。把西兰花泡在含有洗涤灵的水中,表面活性剂的分子就会跑到西兰花的的表面。疏水的尾巴附着在西兰花的蜡质上,而亲水的头冲着外面。对于水来说,相当于西兰花的表面不再是疏水的了,因而接触角大大降低。接触角降低了,尽管那些密密麻麻的凸起还存在,但也无法形成超疏水结构,水也就不会受到排斥而流开了。

简而言之,这个实验的现象是真实存在的。但是它跟农药无关,实验者只是利用了一个客观存在的实验现象,牵强附会到农药和洗涤灵而已。

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果蝇也有“择偶文化”?科学家们刚在实验室里制造了一种

本文来自窗敲雨的微信个人公众号“酷炫科学”,未经许可不得进行商业转载

2018年11月30日,有研究者在《科学》上发表了一项十分有趣的研究:他们在实验室的果蝇中间创造出了一种“流行文化”——确切地说,是让雌性果蝇们通过观察同类形成了一种择偶的偏好。

在人类之外,不少动物群体中也存在着文化。和遗传的先天特质不同,动物们通过观察和学习同类获得这些“文化趋势”,并让它们在群体中代代相传,例如一些鲸与鸟类所演唱的“曲调”,或者猿类互相理毛的动作。

在此之前,人们对动物文化的观察都集中在脊椎动物当中,那么像果蝇这样的小昆虫是否会在群体中产生某种文化趋势呢?为了回答这个问题,研究者们进行了一系列实验。他们把原本没什么不同的雄性果蝇分别上了色,把它们变成绿色和粉色两种。接下来,一些作为受试的雌性果蝇会通过透明容器观察到其他雌性果蝇在不同颜色的雄性果蝇中选出交配对象,然后它们自己也会面临同样的颜色选择。实验发现,通过这样的观察,雌性果蝇很快就可以学到新的“择偶流行趋势”:观察过同类选择的果蝇总是倾向于选择相同颜色的雄性果蝇,而没有观察过的对照组选择结果基本是随机的。

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(这里只是一个示意图,“观察者”与“演示者”实际是用透明容器隔开的)

而且,这种“文化趋势”还可以比较稳定地保持下去。在数次观察到同类选择同一种颜色之后,再过24小时之后受试果蝇依然会做出同样的选择(24小时在果蝇的生命中是挺长的一段时间了,它们一共才只活40天左右)。研究者们还进行了“择偶文化”代代相传的实验,从上一次实验中学到了颜色偏好的6个“观察者”会成为下一轮的“演示者”,再让新的果蝇从它们身上看到颜色选择的趋势,如此反复,可以让颜色偏好的趋势传递八代。

这些实验结果显示,在动物界通过社会学习形成的“文化传统”可能远比人们过去想象的更加普遍。

原论文:http://science.sciencemag.org/content/362/6418/1025

一个相关报道:https://www.sciencemag.org/news/2018/11/even-fruit-flies-succumb-cultural-dating-pressures

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这种蜂被写入了濒危物种保护法案,它们还剩下多少希望?

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“如果失去蜜蜂,人类只能再活四年。” ——阿尔伯特·伪·爱因斯坦

你多半听说过这句流传甚广的谣言。爱因斯坦并没有说过这句话,而且它也不符合事实。尽管人工养殖的欧洲蜜蜂(Apies mellifera)是最常见的传粉昆虫,但只有大约30%的食用农作物由它传粉,而且大多在温带地区。

携带着花粉“满载而归”的欧洲蜜蜂。图片来源:Muhammad Mahdi Karim/Wikipedia

携带着花粉“满载而归”的欧洲蜜蜂。图片来源:Muhammad Mahdi Karim/Wikipedia

在剩下的70%里面,粮食作物主要是风媒(比如玉米)和自花授粉(比如水稻),而其他农作物,尤其是热带的农作物则依赖野生的传粉昆虫。

了不起的传粉担当

Bombus spp.)能传粉的植物种类比蜜蜂多。比如说,熊蜂的“舌头”比较长,可以为乌头之类把花蜜藏得很深的花传粉。此外,在高海拔和高纬度地区植被里,蜜蜂不宜生存,而熊蜂耐寒。熊蜂传粉具有相当高的生态价值,已知海拔最高(6700米)的虫媒传粉事件,就是由熊蜂担当的。

传粉昆虫种群的健康程度,是生态系统功能评价的一个重要指标。换言之,传粉昆虫种群的退缩会影响植被的自然更新,传粉昆虫的灭绝会让依赖它的植物失去繁殖机会。前些年热议的“蜂群崩溃综合征”让人们意识到了这种迫近的危机。不过,这个事件主要是造成农业上的损失,主角欧洲蜜蜂数量极多,并无灭绝风险。真正受到威胁的,是熊蜂。

正在减少的野生熊蜂

如今,整个北半球的野生熊蜂种群都在减少,最主要的原因是栖息地破坏和农药的滥用。前者在发达国家比较显著,因为农业集约化程度高,农田生物多样性水平很低;而且为了机械化生产,单一作物的栽培面积往往很大。如果地里种的是玉米或者小麦,熊蜂就找不到吃的。后者在发展中国家和发达国家同样严重。上世纪九十年代,对哺乳动物和鸟类无害的新烟碱类杀虫剂开始广泛应用,而这类杀虫剂对蜂是致命的。

根据IUCN红色名录的评估,生存受威胁的熊蜂一共有22种,其中易危(VU)9种,濒危(EN)8种,极危(CR)5种,接近全世界熊蜂物种数(约250)种的十分之一。需要注意的是,这22种里4种来自欧洲,18种来自北美,亚洲——主要是中国一种都没有。这当然不是因为中国的熊蜂被保护得比较好,而是因为没有足够的数据用于评估。如果得到学术界足够的重视,濒危熊蜂的物种数量应该还会增加。

熊蜂的自然分布。图片来源:FunkMonk/Wikipedia

熊蜂的自然分布。图片来源:FunkMonk/Wikipedia

已知的5种极危熊蜂都生活在北美,它们的命运和当地的人类土著十分相似:被殖民者带来的技术和疾病杀死。除了前述两种原因之外,名为熊蜂微孢子虫(Nosema bombi)的寄生真菌也是熊蜂蜂群减少的重要原因。这种真菌在雄性熊蜂的体内大量繁殖,导致受害者的身躯肿胀而无法与蜂后交配;只有受精卵才能孵出工蜂,而蜂后不交配就没有受精卵,这样整个蜂群都会被饿死。熊蜂微孢子虫和熊蜂共同存在已经有很长的历史,关于它为何突然变得如此致命,科学家有一些猜测。

20年前,可能来了位“不速之客”。图片来源:Wikipedia

20年前,可能来了位“不速之客”。图片来源:Wikipedia

为了给番茄之类蜜蜂搞不定的作物授粉,人们在二十多年前把商业化养殖的东方熊蜂(Bombus impatiens)引入了北美,这些蜂身上携带的微孢子虫和北美的不一样,有可能在北美的蜂群中造成严重的病害。北美熊蜂的衰退正好始于二十年前,时间上的巧合也非常可疑。

把锈斑熊蜂列入保护法案

2017年,美国环境署把5种极危熊蜂之一的锈斑熊蜂(Bombus affinis)列入了濒危物种保护法案(ESA,Endangered Species Act)的名单,这是第一种列入ESA的蜂类,意味着人们终于开始重视这类重要传粉昆虫面临的灭绝风险。

ESA是世界上水平最高的物种保护行动之一,自1973年颁布以来已经将2000多个北美的濒危物种列入名单实施保护。然而,迄今为止被ESA除名的物种只有56个,其中10种灭绝了,种群恢复到无须特别保护的只有28个。从ESA保护成功的比例上来看,濒危熊蜂的前景并不乐观。

岌岌可危的熊蜂之一锈斑熊蜂。图片来源:Wikipedia

岌岌可危的熊蜂之一锈斑熊蜂。图片来源:Wikipedia

过去十年里,意识到北美熊蜂蜂群减少的人们也采取了一些保护措施,比如说规范新烟碱类杀虫剂的使用、在田间和高速公路沿线的绿化带种植本土蜜源植物、鼓励社区建立保护传粉昆虫的花园(conservation garden)等等。对于微孢子虫,目前尚没有控制的方法,只能寄希望于熊蜂自己产生适应性的突变。

同为5种极危熊蜂之一的富兰克林熊蜂(Bombus franklini)很可能已经灭绝,留给锈斑熊蜂的时间已经不多了。

揭秘食品包装背后的真相 | 线下沙龙回顾

几乎没有食物少得了包装。易拉罐、塑料瓶和纸包装饮料,哪个更安全?食品包装里的“微塑料”是什么?包装饮料和食物,包装材质应该怎么选?什么样的包装才更环保?科学松鼠会成员,清华大学化学系博士生,从事生物质新能源相关课题研究的孙亚飞老师为大家带来演讲《食品包装背后的故事》。

以下为孙亚飞演讲实录:

我们这个时代面临一个非常直接的问题,食品包装安全性的问题。今天,我给大家讲讲我们食品包装背后的一些故事。

演讲嘉宾孙亚飞:《食品包装背后的故事》

演讲嘉宾孙亚飞:《食品包装背后的故事》

生活中我们常见的食品包装有易拉罐、纸张和塑料,其实,这三个包装里只有一个真正的包装:塑料。

比如我们常见的用于包烧饼的纸包装,打开之后你会发现,内壁是塑料;大家把易拉罐拆开,然后拿强碱剂泡一下,你会发现易拉罐内侧是塑料薄膜。因此,这三个材料本质上一样的,都是塑料材料。我们真正去做食品包装的时候,去认识食品包装的时候,首先第一个就是要去了解塑料的性质。

在演讲开始之前,我和杜老师还在讨论关于微塑料的话题。微塑料是怎么一回事?今年BBC提出来在瓶装水里面发现了微塑料。这个问题严重到什么程度呢?全世界任何一个地方都不可能避免,甚至是4500米深的海鱼里面都能够找到微塑料的痕迹。

绿海龟吞食塑料,人们早先认为塑料垃圾会让海洋生物误食,现在他们进一步发现了微塑料的问题 。图片来源: Troy Mayne / WWF

绿海龟吞食塑料,人们早先认为塑料垃圾会让海洋生物误食,现在他们进一步发现了微塑料的问题 。图片来源: Troy Mayne / WWF

但是幸运的是微塑料的颗粒非常小,而且它是惰性的,跟人体没有直接的反应。微塑料通常很小,直径大概是在几微米。当然也有大的,直径几微米,但是长度可能会达到几厘米这么长。

微塑料对食品有什么影响呢?比如海洋里面因为微塑料很多,现在的海盐,就是我们吃的食盐里面也会有微塑料。如果我们有些人喜欢用粗盐,粗盐里面会含有更多的微塑料。微塑料已经是不可避免的,但是它对我们造成的影响还需要更多的科学实验来证明。

图片来自flickr | Oregon State University

图片来自flickr | Oregon State University

塑料对我们的影响比微塑料更复杂更多。第一个就是塑化剂。2010年发生过一个特别严重的事情,而这个事情也是促使我走向科普道路的一个事件。2010年我当时本科毕业正在工作,所做的项目正好是塑料的助剂,也就是塑化剂。在大陆翻译叫增塑剂,在台湾当时翻译成塑化剂,英语是PAEs phthalates。这种材料为什么会造成这么大影响?它是哪来的?当时因为看到媒体转载的文章里面出现非常多的错误,而且不少人的感受是所有的塑料都含有增塑剂的,其实这是错误的,所以我决定站出来做科普。

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首先,我们来认识不同的塑料。一般在瓶底,也会在瓶身上面,有一个三角形的框,这里面有一个序号,这个序号是1到7,三角形是代表循环使用的途径。每年每一种塑料的产量都有几千万吨,如果不回收,这种资源就太浪费了。

图片来自pixabay

图片来自pixabay

1到7就是这下面列的这七种塑料,7号塑料并不是真正的7号塑料,7号在回收的途径里面叫“其他” 就是others。因为现在PC塑料,也就是聚碳酸酯塑料现在用量比较大,所以现在一般7号塑料就是指它。

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比如说PET,你知道它是对苯二甲酸 ,它还有一个更常见的名字,涤纶。这种瓶子回收了做衣服。巴西的奥运会好多国家是拿瓶子去做了涤纶的衣服,更常见的是做什么?做涤纶的绳子。

这七种塑料,有六种会跟食品直接接触,但是它们并不都是安全,我给大家依次讲解一下。

1号塑料。

1号塑料。

这是1号塑料,就刚才我说的PET,也叫涤纶。它非常干净,里面几乎不用任何的添加剂,非常透明,刚生产出来的透明度可以达到90%以上,跟我们现在戴的眼镜非常接近了。所以,一般不会加任何的塑化剂。只有一种,就是在聚合的时候会加一种催化剂是含锑(Sb)的,但是一般的饮料是不会对它发生萃取作用,所以这种塑料材质总的来讲是非常安全的,这也是矿泉水瓶大量地使用这种材料的原因。

但是它有一个非常大的缺点不耐热。80度以上就会严重变形,到了140度之后基本就融化了。所以在我们平常使用的时候有一个注意的地方,就是不要去装热水。网上有报道说拿这个瓶子反复喝水会致癌,那些都是子虚乌有的。这个瓶子应该说是在我们塑料瓶子里面非常接近安全的一种材料。

2号塑料。

2号塑料。

这是2号塑料。八九十年代打酱油一般就是拿这个。这个叫高密度聚乙烯,也较HDPE。这个材料总的来说是安全的,但是不适宜装液体的食物。

因为它生产出来后本身是半透明的,为了让它的强度更高,不得不去加一些石灰或者是二氧化硅。如果用这种塑料制品去装油,包括装奶制品,都不可避免会发生萃取或者说让它发生溶解,因此,这种塑料相对来说就没有那么安全。现在的超市里面卖油用的一般都是1号,因为它既耐水又耐油。

4号塑料。

4号塑料。

这是4号塑料,也是我们平常生活当中最常用的塑料包装。它可以做得非常薄。这一类的塑料捻开的时候,有的很容易,一搓就开,有的怎么搓都搓不开,这是因为我们用了一些化学助剂去调整塑料的参数。虽然用的量很少,但是如果跟食品的可食用部分直接接触的话,是有一定风险的。所以,这种塑料用来装食物没有太大问题,但是不要直接跟食品的可食用部分接触。

5号塑料。

5号塑料。

这是5号塑料PP聚丙烯。聚丙烯被公认是最安全的塑料,它不仅没有助剂的问题,还可以耐高温,放在微波炉里面能够耐受140到150度的温度。目前很多的餐饮业也在推广使用这种塑料,但是成本相对要高一些。

6号塑料。

6号塑料。

这是6号塑料,聚苯乙烯(PS)。聚苯乙烯很多年前一直被妖魔化,一提到这种泡沫饭盒,我们都觉得它污染很严重毒性很大。但是与大家想象的正好相反,其实聚苯乙烯总的来讲还是比较安全。它唯一不安全的因素是在很高温度的时候会分解成苯乙烯,苯乙烯是有毒的,但是聚苯乙烯没事。

我们一般把聚苯乙烯做成泡沫使用,此外,喝咖啡的杯盖一般是PS的。为什么不拿它直接既做咖啡杯又做咖啡盖呢?不是因为成本的问题而是因为它虽然安全性好,但是却有一个工程性的问题,他的结晶性非常高,结晶性高就偏脆。

7号塑料。

7号塑料。

这是7号塑料,聚碳酸酯(PC)。聚碳酸酯前几年引起过一个比较大的事情, 2012年,欧盟提出来要开始监制聚碳酸酯的奶瓶。奶瓶用这个塑料非常好,因为PC是这里面唯一的一种工程塑料,它的加工性能远远超过其他塑料,耐磨性还有力学性都非常好。但是它唯一的缺点是里面含有双酚A。双酚A是生产PC材料的原材料之一,而且不像PS,双酚A在PC里面的残留是很难清除的,因为聚合方式不一样。

此外,双酚A是环境雌激素。激素只要非常小的量就可能对人体造成直接的影响。科学证明,当双酚A在我们的尿液的含量在1.43PPB( 十亿分之一)的时候就可能对健康造成影响。也就是说,如果塑料里面大概含有不到一微克这么一个量的时候,就可能对人的健康造成影响。

因为PC塑料地广泛使用,美国大概92%的成年人存在双酚A在尿检当中超标的问题。中国的情况也不乐观,我之前查过一个资料,广州出现这个问题的概率大概在85%,估计上海的情况也不乐观。

有些家长反映说,孩子没有到青春期就开始出现了一些性征,有一些研究认为,这可能是和环境激素有关系。另外,双酚A可能和一些癌症之间也存在关联。所以,在欧盟提出禁止PC的奶瓶之后,中国很快也禁止了。现在的奶瓶都换成了玻璃或者PP,但是问题并没有真正解决,因为像这种PC塑料在我们生活中还是用得非常普遍。所以,如果家里还有这种老式饮水桶的话,我建议回去最好更换掉。

演讲嘉宾孙亚飞:《食品包装背后的故事》

演讲嘉宾孙亚飞:《食品包装背后的故事》

接下来讲一下3号塑料 PVC,又叫聚氯乙烯,聚氯乙烯就涉及到我们刚才提到的塑化剂的使用。刚才上面六种塑料里面完全没有提到塑化剂的材料,真正跟塑化剂有关的只有这一种塑料和另外一种叫PVDC的塑料,但是那种塑料用的量非常少。

聚氯乙烯在生活当中的应用非常广泛,有这种很硬的管、水晶垫、PV的垫片等。

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这三种居然是一种塑料,如果我不提,可能很多人都难以想象。这三种塑料怎么能够做到这么大的形象差异?就靠一样,增塑剂。通过调整塑化剂的比例就可以生产各种各样的塑料制品。

上图左边这个里面的增塑率大概只有10%-20%,右边这种水晶垫的增塑率大概在40%左右。如果能够做到这种密封垫跟橡胶一样,弹性非常好,它的拉升可以拉到两倍、三倍的长度,增塑剂的比例能到50%-60%。增塑剂越多它的透明度也会越高,因为它不结晶了,几乎跟我们高温的固体一样,跟液体差不多了。

这样的材料在我们生活当中跟食品总的来说接触得不多,只有极少数的时候会使用。如果是老款的玻璃瓶的啤酒,把盖掀开之后,里面有一层小的垫片就是用PVC去做的。现在技术好了,用HPE,就是聚乙烯也可以去实现了。

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这个管道在一些食品工厂里面有时候会出现的。按照食品的法规,食品工厂里面都要采用硬连接,只能用不锈钢作为直接接触食品的要求。但是有一些工厂在调试或者为了省钱,可能会有一些PVC管。除了这种硬管之外,可能有软管,也可能会造成增塑剂在食品里面出现。

目前来讲,虽然也有人说聚氯乙烯可能是跟双酚A一样是环境雌激素,但是就我所看到的文献,没有特别的证据证明它和人体的激素有一定关系。但是可能会和一些疾病有关联,这是它的一个风险。

讲完这些,大家应该对我们身边的塑料有一个充分的认识。实际上塑料材质不是洪水猛兽。我们每年生产几亿吨各种塑料,只有大概不到1000万吨是含有增塑剂的。跟我们生活比较密切相关,跟我们食品直接相关的,只有极少数的几种有安全问题。

在用塑料制品的时候,关键是注意好以下几点:

第一:是装合适的东西。比如说矿泉水瓶,它什么都能装,但是有一些可能就不适合装油。聚乙烯塑料袋,就不适合装油了。

第二:注意使用温度。

第三:尽量避免光照。因为光照对塑料来讲会造成老化,老化之后的塑料安全性就没法保障了。一般来讲,我们家里面用的塑料制品尽量不要超过三年。

第四:塑料和金属一样,也会疲劳,你反复地去用机械力给它造成一些伤害的时候,它也会发生一些反应,也是有一定隐患的。这就是我们对食品用的这些塑料的一个比较全面的观察。

接下来谈到金属材质。提起金属材质,大家想到的应该就是铁,因为铁在我们生活当中用的最多, 除了菜刀、锅这些东西之外,最常用的是不锈钢。

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不锈钢在食品工业里面几乎是跟食品接触最多的。不锈钢里面含金属铬。金属铬对人体怎么样?这个问题我也想澄清一下,一般跟食品接触要求是304以上的不锈钢。它的铬的溶出是用硫酸做实验。如果在硫酸里面不到安全线的铬的溶出才能够被称作304钢。我们的食品不会比硫酸的腐蚀性更强,所以我们不用担心不锈钢对人体的影响。

另外一种常见的铁是马口铁。马口铁叫名字大家有点陌生,它也叫镀锡铁。很多人吃的罐头, 内层有点发黄的那种材料就是马口铁。

图片来自pixabay

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“马口”据说是在澳门生产的,澳门的英语叫Macao,所以后来就翻译成马口铁。马口铁跟我们食品接触的是锡,为什么会用到锡?锡对食品来讲影响非常小,锡的活性很低。它唯一的一个问题是不耐低温,大家可能听说过拿破仑去俄罗斯征战,用锡制的纽扣到冬天掉了。那个故事不是很真实,但是有一个故事是真实的,就是去南极考察的时候,有一个英国的考察队用锡壶装汽油,到中转站之前就全部漏光了。因为锡在低温的时候变成了粉末。锡除了在低温的时候会变成粉之外,其他没什么问题。我们如果家里面有锡器,千万记得别放冰箱里。

总的来说,马口铁是比较安全。此外,锡其实有味道,有些人如果比较敏感是能感觉到锡的那种特殊的味道。

用铁制作设备,比如铁锅,如果你长期贮存,它会溶出铁离子,特别是游离的铁离子或者亚铁离子,吃多了对人体非常不安全。我们平常补铁,说实话,从安全的角度来讲,不建议补游离的铁,尽量还是从食品当中去获取铁元素。

美国人喜欢吃补剂,几乎每年都有小孩按成人的量吃补剂造成中毒。因为它是会产生自由基会有中毒的问题。从食品安全的角度来讲,用铁器尽量用马口铁或者不锈钢,这两个是比较安全的。

再一个就是铝罐。烧烤中用到的锡纸并不是锡,而是铝箔。因为锡除了不耐低温之外,它也不耐高温,200多度就化了,虽然有些人说铝会造成老年痴呆,但是铝箔在包食物的时候,实际上基数很少,再加上它跟食品、痴呆的关联现在也没有得到证实。

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易拉罐刚才我已经解释过了,它看似是金属的包装,但是它实际上真正跟食物接触的是里面的那层薄膜,所以它不存在铝污染的问题,但是却带来了更严重的问题。它里面用的是环氧树脂。如果大家见到一种防水的停车场,可能有印象,绿的那种。那个绿的是环氧树脂。

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这个环氧树脂就是咱们铝罐里面用的涂层,这个涂层非常的精密,在罐里面它大概只有不到一微米的厚度。它的生产技术不比造飞机简单,造飞机用的零件都没有这么精密,但是它给我们带来的问题却是非常大。

环氧树脂和聚碳酸酯一样,也是用到双酚A。易拉罐一般装的是碳酸饮料。碳酸饮料真的是碳酸吗?不是,它里面用的是磷酸。我们喝的可乐,它的酸度可以达到2.8。这个酸度,我们一般的人的牙齿其实是不怎么能够耐得住这么高酸度的。长期喝可乐,牙的保养是很成问题。既然连牙都可能会遭受到这种腐蚀,那么环氧树脂也会受到影响。

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在酸性的饮料下面,环氧树脂的膜非常容易被萃取,饮料里面的双酚A的浓度可能比PC装水里的更高。从这个角度来讲,我建议咱们家里孩子或者孕妇这样的一些特殊人群,在喝易拉罐饮料的时候千万留点神。

到目前为止,没有一个工业化的其他的材料能够替代这个罐子。所以可能在很长一段时间里面,易拉罐仍然会使用环氧树脂作为内透膜,这在食品包装上面其实非常严重的一个事情。此外,我国到目前为止,没有一个能够生产易拉罐的企业。80%以上的易拉罐是由美国的三家易拉罐厂生产的。这三个易拉罐厂其实已经形成了一个商业联盟,对公众,易拉罐使用环氧树脂作为内透膜这件事一直是被抹掉的。我们不得不承认,食品安全有时也是会受商业利益的影响。

除了刚才已经知道的这些事情之外,金属包装也有一些其他的隐患。比如说重金属,我们最常见的情况有 铅、汞、镉、铬、砷,砷实际上不是金属元素,但是一般在讲重金属的时候都会给它列入在内,它就是砒霜的不幸的来源。另外几种,铬我刚才已经提到了,不锈钢里面会含有。镉在锌里面有的时候会含有,还有就是电池里面也会含有。镍,其实食品里面几乎很少会遇得到,不锈钢一般是用铬,很少用镍。再一个是汞和铅,汞和铅过去很多是炼丹。除了刚才讲涂层的问题之外,还有就是颜料。颜料很多是含有重金属的,我们在用任何纸包装的时候,千万注意不要让颜料去和你的食物直接接触。

除此之外,也讲一下特氟龙。特氟龙这几年的争议很大,它叫聚四氟乙烯,也叫不粘锅。它在生产的时候用一个中介叫全氟辛酸脂,全氟辛酸脂毒性非常低。总的来讲,特氟龙本身的安全性是有保障的,它只有一个缺点就是强度不高,你炒菜的时候尽量不要用铁铲,用木铲就行,不会给它刮破,但是吃下去,实际上对人体不会有太大的影响。现在新的技术已经出来了,不再用全氟辛酸酯作为中介品质生产。

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最后讲一下纸包装。像油条、烧饼、牛奶或者糕点,都会用到纸包装。这里面大部分里面都是有涂层的,这个涂层不用太担心,它不是环氧树脂,它是高密度聚乙烯的膜。这个聚乙烯有什么好处呢?从纸包装上你就能看出来,它在喷涂了之后,经过高温就可以把这个边封上,这是聚乙烯的一个特点。

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这种材料应该说对我们身体不会有太大的问题。虽然说纸看起来很环保,但是它跟食物接触并不是一个好主意,因为它里面会用到包括像胶,胶不是我说的这个聚乙烯的,有一些是用胶水去涂着的,还有就是油墨,这些对人体都可能会造成影响。所以我们在平常去包装食物的时候,我一直也是这么一个态度,不推荐去用纸包装。

以上就是我们生活当中常用的一次性材料,总的来讲,塑料之所以能够大行其道,安全性是有保障的。可即便如此,我还是想强调一下塑料和环保的关系。我虽然搞了很多年的塑料,但是我一直是提倡大家少用塑料。因为在环保方面,塑料给我们造成的影响实在是太大了。

20年前,那会儿坐火车的人应该都有感受,火车道两边全是扔的泡沫饭盒,还有方便面盒,造成了非常严重的白色污染。现在这些年好多了,因为我们从聚苯乙烯换成了PP的饭盒,pp饭盒更薄了,而且回收塑料方式也变得越来越完善。白色污染现在要好一些了,但是有一些看不到的污染,就是海洋里面。海洋里面的海产品可能现在都面临这么一个危机,塑料污染积压的空间。除了4500米深的微塑料之外,在太平洋上面还有好几个塑料的漩涡,因为洋流的问题,它存在这儿永远出不去的。我记得是离夏威夷岛不太远的地方,现在已经造成了很严重的生态问题,包括一些海生物,特别是食物链比较高的哺乳动物,影响就是不可逆转。

我们平常的生活当中,其实并不需要那么多的包装。很多人也一直在追问,过度包装提高商品的价值,它的意义在哪儿?我们平常在家或者去超市,尽量还是少用塑料。最安全的材料肯定不是塑料,玻璃和陶瓷是经过高温烧制的,经过一千多度高温烧制的,所以你装任何的食物它都几乎不会有任何的溶解。

作为化学化工行业的一员,我想对全世界说一句话:希望我们所有的人能够行动起来,为地球做一点贡献。

谢谢大家。

演讲嘉宾孙亚飞:《食品包装背后的故事》

演讲嘉宾孙亚飞:《食品包装背后的故事》

科学生活指南是科学松鼠会在巴斯夫(中国)有限公司的支持下举办的系列线下沙龙活动。每期将会有一个生活相关的话题,由多位嘉宾从不同的角度分享科学知识和看法,展现生活背后的科学思维方式,传递可持续发展的生活态度。

为了从除草剂的“阴影”中活下来,玉米经历了什么?

本文来自微信公众号“物种日历”,未经许可不得进行商业转载

玉米这种从带着硬壳的大刍草培育而来的作物,远比我们想象的要多姿多彩。

不知从什么时候开始,中国的市场上出现了很多特别的玉米,如糯玉米、水果玉米、彩色玉米等,还有专门用来做爆米花的玉米。也不知从什么时候开始,大家给这些“非正常”(与传统老玉米不同)的玉米,都打上了似是而非的转基因标签。于是,一场论战开始了,各种所谓辨别转基因的“妙招”也应运而生。

这些基因从何而来?转基因作物是如何发展起来的?今天,我们就来啃一啃转基因玉米的诞生历史。

玉米(Zea mays)及一种野生大刍草(Z. diploperennis)。图片:Silverije & Jeffdelonge / wikimedia

玉米(Zea mays)及一种野生大刍草(Z. diploperennis)。图片:Silverije & Jeffdelonge / wikimedia

为什么是玉米?

其实玉米并不是最早的转基因植物,也不是最容易实现转基因的植物。恰恰相反,玉米的转基因道路远比烟草和矮牵牛这样的模式植物要复杂,而且最初的成功率很低。

世界上第一例转基因植物是含有抗生素药类抗体的烟草。图为红花烟草(Nicotiana tabacum)。图片:Joachim Müllerchen / wikimedia

世界上第一例转基因植物是含有抗生素药类抗体的烟草。图为红花烟草(Nicotiana tabacum)。图片:Joachim Müllerchen / wikimedia

玉米为什么会被选中呢?是因为外国人根本就不吃这种东西吗?当然不是。举个例子,玉米本身就是美国农业的核心作物,它与大豆、小麦、棉花常年占据美国农作物产量的头四把交椅——2011年,美国玉米产量3.28亿吨,大豆产量9032.82万吨,小麦产量6030.95万吨,棉花产量264.08万吨。而在中国,玉米也与水稻、小麦一起,占据了全部粮食产量的90%以上。

目前除了玉米,关于水稻的转基因研究亦有不少。然而小麦在这方面比较“落后”。为什么?因为它的基因组实在太复杂了。

A. 1960~2014年,中国三大农作物产量走势;B. 1960~2014年,美国、中国、印度三国玉米产量比较。图片:Xiaolin Wu et al. / Frontiers in Plant Science(2015)

A. 1960~2014年,中国三大农作物产量走势;B. 1960~2014年,美国、中国、印度三国玉米产量比较。图片:Xiaolin Wu et al. / Frontiers in Plant Science(2015)

首先要通过“城墙”

实际上,与很多科学技术的发展道路一样,转基因也是先有技术,后有应用和商业开发。

孟德尔告诉我们,生物的性状是由遗传物质控制的;沃森和克里克告诉我们,性状的秘密就隐藏在双螺旋之中,并且这些信息在很大程度上是四种碱基(A、T、C、G)排列组合的结果。但要真正实现转基因,其实并不容易。

转基因过程可以归结成三个步骤:第一步,把想要的目的基因(抗病、抗虫或者抗除草剂)和基因的“开关”塞进植物细胞;第二步,筛选出那些成功获得外来基因的植物细胞;第三步,把获得外来基因的植物细胞培养成一棵完整的植物。

要想实现第一步就需要一个高效的基因运载工具,因为所有生物的细胞都有一层起到“城墙”作用的细胞膜,它的完整性对于细胞的正常生命活性至关重要。要想在不破坏细胞的情况下“合理合法”地通过这个城墙,就需要特殊的运载工具。

还记得细胞膜上这些成分的主要作用么?图片:ncnr.nist.gov;汉化:物种日历

还记得细胞膜上这些成分的主要作用么?图片:ncnr.nist.gov;汉化:物种日历

1981年,转基因技术终于有了突破。科学家发现,一种叫根癌农杆菌的细菌可以作为通过细胞膜的“交通车”,把目的基因送进植物细胞。今天我们知道,转基因的过程依赖于这种细菌中的质粒(也叫闭合环状DNA),它才是真正能把目的基因投递到终点的“运载工具”(从此,质粒也成为很多生物狗的噩梦)。

找出那些转基因的细胞

光有基因片段可不够。生物体内的基因表现出自己的功能,其实有着严格的时间和空间顺序,比如头皮上不会长指甲出来,幼年的时候生殖系统不发育等等,这些都与作为基因开关的“启动子”和“终止子”有关。虽然植物基因的启动子非常难于琢磨,但是科学家意外地发现,来自细菌的启动子DNA片段可以很好地“打开”植物体内的基因。

这一组“开关”的原理简单讲就是:乳糖影响了终止子的功能,当两者未结合时,“开关”闭合,基因不表达;当两者结合时,启动子与相关的酶才能正常工作,“开关”被打开,基因得以表达。图片:T. A. RAJU / wikimedia

这一组“开关”的原理简单讲就是:乳糖影响了终止子的功能,当两者未结合时,“开关”闭合,基因不表达;当两者结合时,启动子与相关的酶才能正常工作,“开关”被打开,基因得以表达。图片:T. A. RAJU / wikimedia

现在我们能把基因送进细胞了,但并非每一个细胞都可以接受到新的DNA片段,如何排除那些没有成功的细胞的干扰成了一个难点。这里出现了一个天才的想法,那就是用一个基因来筛选细胞。

自然界有很多耐药细菌,这些耐药性也是由基因产生的。所以,科学家们在插入植物细胞的基因上加上了一段抗卡那霉素的基因片段。只要基因插入成功,那么这些全新的“混合体”细胞就一定能抵抗住卡那霉素的侵袭,反之则会被卡那霉素杀死,这样就能筛选出那些成功转化的细胞。

最后一步是把转化好的细胞重新变成完整的植物。1981年时,植物的组织培养技术已经非常成熟了,人们可以利用有限的细胞分裂出需要的细胞团块,并且再诱导它们长成我们需要的植物体。

获得转基因植株的主要步骤。图片:S.Jhansi Rani,et al. / Journal of Pharmacy Research(2013);汉化:物种日历

获得转基因植株的主要步骤。图片:S.Jhansi Rani,et al. / Journal of Pharmacy Research(2013);汉化:物种日历

转基因技术的目标有了,工具也有了,但是运送一个什么样的基因进入玉米,又成了一个大问题。

选什么基因好呢?

对于转基因玉米,不得不提的就是孟山都开发抗草甘膦(农达)玉米。

草甘膦的推出远早于抗除草剂玉米的出现。值得一提的是,草甘膦作为一种广谱除草剂,一度是孟山都的“拳头”产品,也是投入大量人力和物力去推广的产品。这种除草剂的强大之处在于,不管是单子叶植物(如玉米、小麦)还是双子叶植物(如大豆、西瓜)它都可以通杀。那问题来了,如何在有效杀死杂草的同时,又能让农作物健康成长呢?能不能让农作物产生对抗草甘膦的特性呢?

“长臂”正在喷洒“农达”。图片:USFWS Mountain-Prairie

“长臂”正在喷洒“农达”。图片:USFWS Mountain-Prairie

研究发现,在草甘膦的作用下,植物体内的EPSPS合酶(5-烯醇丙酮酸莽草酸-3-磷酸合酶)活性会下降,这将导致植物过量积累莽草酸,莽草酸最终把植物给毒死了。

如果基于传统想法,那我们就应该从千千万万的玉米幼苗中筛选出那些能抵抗草甘膦的个体加以培育。但是这无异于摸彩票,中奖的几率实在太低了。这一次,科学家们改变了思路。他们尝试通过给玉米细胞导入新的基因来改变这些酶的状态,使之不再结合草甘磷,从而让玉米细胞避开草甘膦的侵扰,真正实现定向杀灭杂草的目标。于是,抗草甘膦的基因被送进了玉米细胞中,形成了我们今天看到的大量抗草甘膦的转基因玉米。

从技术到应用

有意思的是,虽然孟山都的设想和实验都走在前面,但第一个真正实现这个目标的却是欧洲的实验室。

故事到这里并没有结束。实际上,一个作物品种,单单有一个优秀的基因是远远不够的。所以不管孟山都情愿不情愿,只有当老牌的育种企业、先锋种业进入转基因种子市场之后,才有了真正市场化的产品。

注有转基因标识(genetically modified organism,GMO)的抗除草剂玉米。图片:beyondpesticides.org

注有转基因标识(genetically modified organism,GMO)的抗除草剂玉米。图片:beyondpesticides.org

读到这儿你就应该知道,转基因作物并不是一种心血来潮的产物,也不是任何一位科学家的疯狂想法,这一切都是科技发展到一定阶段的必然产物。如何正确认识这项技术,更好地规避其中的风险,发挥技术的最大效能,才是我们应该深入思考的问题。如果大家想了解更多关于转基因作物的内容,可以去翻阅《收获之神》这本书,它记述了转基因作物的早期发展历史以及其中的恩恩怨怨。真相有时候比故事更有戏剧性,也更为精彩。

洞察火星——为了同源殊途的历史

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北京时间11月27日凌晨,洞察号探测器就要在我们的红色邻星表面着陆了。

它是人类向火星发射的第8个火星探测器,作用和前辈们大不一样。它不像凤凰号那样专注于“听风舞尘”(测听大气流动、分析火星土壤成分),也不像好奇号那样天天优哉游哉(其实并不)给地球发到此一游的照片。它的主要作用,是弄清楚火星内部的物理性质——如它的岩石圈粘度、密度、热导率等。

火星地表的“世界地图”。图中白点代表目前已经登陆火星的探测器的着陆点。INSIGHT是洞察号的预计着陆地。图片来源:维基百科

火星地表的“世界地图”。图中白点代表目前已经登陆火星的探测器的着陆点。INSIGHT是洞察号的预计着陆地。图片来源:维基百科

斥资数亿美元,把一个能装进飞机肚子里的小不点送到亿万公里开外的火星,难道就是去测几个物理参数么?

(是的。智慧文明就是这么浪,这是咱的特权。)

俗话说得好:“识人识面不识心”。人们对火星并不陌生:这颗红色的光斑早在几千年前就映在了老祖宗的眸子里,早在几百年前就在伽利略的镜筒里扩展成了一个两极清晰可辨的球体——然而,就算在好奇号已然给人们传回了大量火星表面照片的当下,人类也依然回答不了这么一个很基本的问题:火星内部到底是什么样子?

而这,就是洞察号的使命。

上天容易入地难

入天外的地,难上加难。

地球咱们都熟悉。这颗蔚蓝色的行星,其实有着一个“鸡蛋状”的构造。一如鸡蛋分为了蛋壳、蛋白和蛋黄,咱们的地球,也分为地核、地幔、地壳3个圈层。

这样的知识就像常识一般印在人们的印象中,就仿佛人人都能看到地核、地幔和地壳一样。但仔细一想,其实根本不对劲。人类迄今为止往地下打的最深的钻探,也不过仅仅钻了12公里深。12公里是个什么概念呢?大概相当于北京西三环到东三环的距离。相比之下,地球大陆地壳的常规厚度是30-50公里,而地球的直径则是12 567公里。

连地壳一半儿都没有钻穿,你还指望看到地球内部的世界?显然不可能嘛。那人们是怎样知道地球内部的圈层结构呢?

靠地震波。

地震波是一双“顺风耳”,可以看到肉眼看不到的世界。就像声波是空气的振动一样,地震波便是大地的振动,它们都属于机械波。机械波在不同介质中的传递速度不一样,遇到介质交界面时,则会发生折射和反射,和光的功能非常类似。我们双眼之所以能够看到不发光的物体,便是因为射向物体的光线经过反射之后进入了眼睛,从而勾勒出物体的轮廓。既然机械波在地下也可以反射,倘若我们拥有一双能够“看到”(其实比喻成“听到”更合适)机械波的“眼睛”(耳朵),岂不是就能知晓地下的轮廓和结构,知晓纷繁多彩的地下世界了?

是的。所以人类派出了洞察号,让它贴着火星地面去“听一听”那颗红色星球上的地震。

洞察号到火星,将探测火星地表之下的内部构造。图片来源:维基百科

洞察号到火星,将探测火星地表之下的内部构造。图片来源:维基百科

但另一个问题是:火星已经几乎没有内部地质活动了,哪里来的地震波可以收听呢?

首先,“火星内部没有地质活动”本身就是一个没经过证实的推测,而不是科学事实。洞察号的前任们,从来没有就相关问题开展过研究。洞察号这次去火星的目的之一,本身也是为了弄明白到底火星上会不会出现一些天然内部地震。

其次,就算没有火星内部活动,地壳的震动也是可以通过外界因素诱发的。在地球上,人们部署地震勘探工程时,便通过人工震源来释放机械波。火星上显然没有人工震源,但有一些“热心分子”会积极地前来帮忙——它们便是小行星。由于没有大气层的保护,每年都会有一些小行星能够成功撞上火星地表,然后激发地壳,发生振动。对于洞察号来说,每一次小行星撞上火星,就是一次难得的“收听机会”。

另外,洞察号还携带了一个热传导测量仪,能够搞清楚火星地核中的热量到底要经过多久才能传到地表。于是,洞察号一方面通过接收地震波在火星内部不同结构之间反射,勾勒出火星的圈层结构;一方面,通过计算热导率来估算深部物质的组分。两者一结合,火星的内部,基本上就对人类“开放全息”了。

洞察远方,实乃洞察历史

了解火星内部的圈层属性,并不是人类的终极目的。根本的目的,是想让火星讲讲它亿万年来的演化回忆录。而这份回忆录,或许写满了早年火星与地球一同共享、却已经被地球忘却了的故事。

太阳系有8颗行星。这8位太阳神的巨子,有着不同的身份特征。靠内的这4位,即水星、金星、地球和火星,是由岩石构成的。而靠外的4位,即木星、土星、天王星和海王星,则主要由气体和冰构成。8颗行星都是在45亿年前的太初时代,由无数尘埃围绕着太阳逐渐吸积变大而形成。有这么一个常识,就是离太阳越远越冷(废话),所以靠近太阳的部分只有岩屑才能幸存下来,冰尘只能集中在远离太阳的外侧地带。这就导致靠内的4颗行星最终形成了岩石质地的躯干,而外部的巨行星则是冰核和云气的聚合物。

地球和火星,这紧密相邻的两兄弟,都是岩质行星,共享着相同的起源和相同的原始组分特征。但后续的情况用不着解释也知道:一个生机勃勃、演化出了智慧生命;另一个荒芜冰冷,几乎毫无生气。

或许我们会说,这是“宜居带”使然。的确,在太阳的温度梯度下,地球确实落在能够让水维持液态的距离内。但根本的问题是,如果一颗星球连液体都“抓不住”、如果一个星球表面压根就储存不了热量,纵然你落在宜居带内又有什么用呢?围着咱们转的月亮也在宜居带内,可液态水能在月亮上保存吗?并不能呀。

事实上,是这么一个根本原因,决定着行星最终的分化方向。它并不是什么高深的物理变量,而是任何人都再熟悉不过的,我们对万事万物的最直观印象——

个头儿。

行星的个头,决定了它们最终分化的方向。图为地球和火星的大小对比。图片来源:维基百科

行星的个头,决定了它们最终分化的方向。图为地球和火星的大小对比。图片来源:维基百科

行星的大小,几乎决定着它们“生命”中的一切!个头大,表明最初吸积时能储集更多的内能;个头大,表明内部放射性物质的绝对含量会更多;个头大,表明裹在地核外头的“隔热层”非常厚,不容易放凉;个头大,表明着引力大,能够聚集更多地表物质,比如水圈和大气圈等…… 一言以蔽之,大个子的行星更热、更持久、引力更强。

这就带来了很多好处:热量更持久,可以让内部维持超长时间“待机”,也就是长时间维持内动力地质作用,然后驱动岩石圈分裂为板块,诱发构造活动,不断更新地表环境。引力更大呢,可以让地表维持稳定的大气层,从而为地表多变的气候提供基础条件。当地下和地表都具备了长时间活跃条件时,还要看第3个影响因素:只有个头足够大的岩质行星才能持续维持一个熔融态的外地核,从而形成一个包裹全球的磁场,保护着地表的水圈和大气层不剧烈的太阳风给刮走。

事实很明白:所有这些优势,都是属于咱地球的。可对于想追溯历史的人来说,活跃就是一个很麻烦的事情了。活跃不息的地质运动支撑着生物圈38亿年来的活跃;但地质运动——加上生物圈本身,都是爱折腾的主儿。今天沧海、明天桑田,40多亿年来回变幻翻动,早把太初时代那些珍贵地质史料摧残得面目全非。

小不点火星呢,早在30多亿年前就已经冷却了。人类需要的恰恰是这份早年的冷却。它凝固的地核,是历史;它死气沉沉的岩石圈,是历史;它僵硬不动的地层,是历史;它干涸的湖盆、它永眠的火山,还是历史。

人类不是没有想过,亿万年前的火星上,同样有着持恒不挠的造山与填壑。所谓的板块运动,是地球自家维持生命的无二珍宝。

——但前提是,你要确认它的岩石圈内部有遭受应力而褶皱的痕迹。

人类不是没有想过,亿万年前的火星上,同样有着温暖的季节与汹涌的大洋。所谓外动力地质作用,是今日地球自家表层活跃不羁的现实。

——但关键是,你要确认它的岩石圈浅部也有相应的沉积盖层。

人类也不是没有想过,亿万年前的火星上,曾经萌生了最原初的生机。那第一抹曙光是否依旧存在,它沉睡在何处?人们期望过,猜测过,也一次次的试探过。

——但问题是,我们终归没在火星找到确凿的能支撑早期生物存活的环境遗迹。

所以,问题太多,而真正看到的、证实到的,又太少。既然知道真相就埋在那里,现在条件成熟了,何不过去看一看,瞄一瞄呢?一来二往,这眼界便有了突破。在这个节点上,名为洞察号的探测器飞了过去,并在火星上着陆,或许便是我们的历史起源真正揭晓之时。(编辑:Steed)

有关最近的基因编辑,一点看法

本文经授权转载自作者本人公众号“卢平的神奇生物”。如需转载,请联系原账号。

凌晨从光怪陆离的梦境中惊醒,发现国内学者宣布基因编辑婴儿诞生的新闻刷了屏。作为一只生物汪、科普汪,我票圈的大部分反应都是震惊和反对的,也看到了诸如“魔鬼”这样的字眼出现在评论中。下面说几句自己的想法。

这事对不对?肯定是不对的。

在科学研究、尤其是涉及生物活体的科研当中,伦理审查是很重要的一步。一个研究在立项的时候要提交报告经过“学术伦理审查委员会”(IRB, institutional review board)的审核,确定这个研究不违背伦理道德和法律。在美国,这个IRB常常是非常严格的,严格到你的实验如果可以用10只小鼠完成而你计划用20只,都会要质疑一下。业内人士心里应该都明白,贺教授这个研究,在欧美国家是绝无可能通过IRB审核的——这个研究是不符合科研和医学伦理的,是不对的。

图片来自Wikipedia

图片来自Wikipedia

但是这个世界上就是每天都有很多不对的事情发生啊。事实和对错判断的混淆,是很多问题和争论的根源。

能不能阻止?现状来看,是没有成功阻止的,恐怕也很难阻止。

这件事让我想到了我的一次助教经历。当时我在批学生作业,有一道题里,教授提到人类基因组计划和基因组时代可能带来的负面影响,让学生发表一下看法。大部分同学都提到了个人基因组信息的隐私问题,提出应该加强监管,避免基因组隐私泄露。但是有一个回答说了不同的意思,大意是说,如同个人的照片等等其他信息一样,隐私的泄露是个事实,基因组信息也是如此。与其禁止,不如促进研究,尽早利用这些信息攻克疾病,让基因组层面的“不平等”从根源上消失。当时只有研究生二年级的我看到这个答案也十分震惊。在扣分之前,我去请教了同为助教的师兄和出题的教授。教授说,只要说出自己的道理,任何讨论都是合理的。这就是我的助教第一课。

时至今日,我个人仍不会完全同意这个答案,也不会支持草率开展基因编辑的人体实验。但是有一点可能是个“我们承认与否都没差”的事实:给定现在的技术水平和环境,类似的尝试可能很难阻止了。在看到这个新闻后的几分钟内,我自己并没有震惊或者其它负面情绪,反省了一下,可能是因为觉得没必要对一个既成事实(假定贺教授没有说假话忽悠大家)懊悔恐惧,不如好好想想如何应对——在情绪之外,无论作为普通群众还是业内人士,每个人都有可以去思考的事和该做的准备,比如说今后如何看待基因编辑技术,以及如何看待可能已经喜获新生的宝宝。

对于技术本身,正如我们的那位学生所说,如果一件事情已经是既成事实,那么应该努力消除其负面影响。基因编辑的副作用仍然未研究清楚,这也是这次贸然对人类使用在学界引发的主要担忧。然而如果就此对CRISPR技术本身持负面态度,或者对正规使用和研究CRISPR技术的研究者产生敌意,同样是肯定不合适的。如果说目前技术的草率上马带来了不如人意的副作用,那么只有对体系进一步研究才能在未来改善技术,杜绝更多问题,包括理解和补救已经产生的副作用。

再多说一句,CRISPR技术门槛不高,很多实验室都在用,在小鼠之类的模式生物上应用广泛。拿来在人类身上试验成功,也不算什么重大的“技术突破”,争这个第一,只能说是无视伦理道德的抖机灵,并没有给任何人争光。

对于孩子,关于“两个编辑过的孩子以后生育会污染人类基因”的观点,也没什么根据。这次编辑的基因组靶点是CCR5基因,引入的32个碱基对缺失突变是人类基因库中已有的变异——这个自然起源于北欧的遗传变异,已经存在于10%的欧洲人群当中。至于编辑可能产生的脱靶效应(基因组中并非靶点的位置被随机编辑),我们确实不知道脱靶导致的其他变异的效果。但是我们知道的是,从概率上说,每个自然出生的孩子的基因组中都会带有好几个新产生的随机突变;加上父母遗传的变异在内,一个人体内带有几百个有害突变是很正常的事——这些突变的效果,在受精卵产生之前同样也没人知道。演化从来都不是完美的,我们人类的基因,实在是不需要什么编辑技术去“污染”。令人担忧的只是编辑技术对这两个孩子自身健康的损害;如果他们能健康成长,那么他们就是跟任何人一样的正常人类。

总结一下的话,CRISPR技术进行人体实验存在诸多风险,科研伦理上无论如何是说不过去的,应该就事论事,严格调查任何违背学术伦理和规范的行为,加强必要的监管;同时,这个技术是目前在生物医学领域应用广泛、贡献巨大的研究手段,只有继续开展合乎规范伦理的研究,才能为人类创造更大价值;另外,接受编辑的孩子承受了不该有的风险,祝愿她们健康成长,享受所有人都有权利享有的、幸福的一生。

希望技术和孩子,都不必面对不该面对的敌意,也不必受到不该受到的利用。

希望我只是杞人忧天吧?

围绕“基因编辑婴儿”的荒诞剧,三百年前就已经上演了

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351年前的冬天,一位法国医生完成了一例给人输血的手术,用的是牛血。

病人死了。

这个医生名叫让-巴蒂斯特·德尼。此前他已经给两人输了一点羊羔的血,两人都活了下来。大受鼓舞的德尼从巴黎的街上绑架了一个疯子,拿绳子捆起来强迫他接受输血“治疗”,不料这个疯子出现了明显的不良反应;德尼不肯放弃,结果第三次输血之后疯子死了。

让-巴蒂斯特·德尼 | wikimedia commons

让-巴蒂斯特·德尼 | wikimedia commons

事情闹上了法庭。但出乎众人意料的是,德尼没有因为杀人而上绞刑架。法庭发现这个疯子并非死于输血,而是死于砷中毒。

德尼自己不可能给病人下毒,病人死了实验就失败了,肯定另有其人。证据指向的下毒者,竟然是疯子的遗孀。可她贫困潦倒地照顾了自己的疯丈夫这么多年,既没有动机也没有财力去买砒霜,怎么会做出这样的事情呢?

她在庭上供认说,她得到了一群人的指使。这些人私下登门拜访,说如果能毒死她丈夫并把罪责怪给输血,就能得到一大笔钱。

换言之,是反对输血的人杀死了病人。

图 | Quora

图 | Quora

毫无疑问,德尼的行为是彻头彻尾的草菅人命,为了出名不管试验品的死活。1667年人们对血液的生化特征一无所知,没有人听说过血型和排异反应,也没有任何依据表明输血能治疯病。输血技术连动物实验也没做过几次,安全证据基本为零。“患者”是一个疯子,没有能力理解实验后果也没有得到丝毫告知。

德尼却要一步登天,搞一个技术粗糙、经验不足、缺乏研究、没有好处、风险巨大、违反病人意愿的人体手术。哪怕当时,也有无数的理由来反对他,提起诉讼,让他接受法律制裁。

然而当时人们反对输血,不是因为技术不够成熟,不是因为违背病人意愿,也不是因为违反行业规章。他们选择的是一个更加疯狂的立场。

他们说,这样会产生危险的人类动物杂种,会侵害人之为人的本质灵魂,会让魔鬼降临于世。输了狗血的人难道不会半夜里忍不住嚎叫?携带羊血的人难道不会子孙后代都生下半羊人?

此次“基因编辑婴儿”事件中,主张“杀婴”的言论和三百多年前的场景多么相似 | 微博

此次“基因编辑婴儿”事件中,主张“杀婴”的言论和三百多年前的场景多么相似 | 微博

所以,他们宁可把病人杀掉再嫁祸于人,也要彻底埋葬这个技术。

嫁祸没有成功,但他们的目的达到了。法庭下令没有巴黎医学会的明确批准不可开展任何输血,而巴黎医学会甚至连血液循环理论都反对,更别提输血了。就这样,输血研究中止了整整一百五十年。

图 | pixabay

图 | pixabay

今天我们回顾过去,多半只会嘲笑一下十七世纪法国人的迷信。但这迷信是有后果的:它以虚无缥缈的、并非基于事实的“人类利益”为名,不但忽视了眼前真实发生的具体伦理危机和德尼医生造成的具体侵害,反而导致无辜的受害者丧命,并在未来很长时间里阻止了相关技术继续发展治病救人。二十多年后,列文虎克就将在显微镜下观测到血细胞,后续研究者进一步观测到凝血现象并开发出一套原始血型理论指导治疗并非无法想象的事情;在我们的时间线里,这些只能停留在想象中了。

不过毕竟当局者迷,身处时代风暴核心的时候,人们很难看清楚自己究竟站在哪里。

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当我们在讨论食品安全的时候,我们在讨论什么?| 线下沙龙回顾

人们喜欢唏嘘:现在的食物味道不是小时候的味道了,或者,回不去那个年代啦。为什么食品要这样生产?我们记忆中的“那个年代”——我们还能回到“那个年代”吗?华东师范大学生命科学学院教授、上海动物学会副秘书长、常务理事杜震宇为大家带来演讲《我们这个时代——梦中的田园牧歌》

今天的主题,是我们生活在这样一个“食”代。这个“食”是食品的“食”。很多民众有这样的担心,现在好像什么都不敢吃,我们也经常担心,我们还能吃到让我们放心和安全的食品吗?从这个角度讲,很多民众生活在由于食品安全带给我们的一种不安全的时代里。

提起 “我们这个时代”,有的观众可能会想到《双城记》里面的这段话:

It was the best of times, it was the worst of times,it was the age of foolishness, it was the epoch of belief, it was the epoch of incredulity, it was the season of Light, it was the season of Darkness, it was the spring of hope, it was the winter of despair, we had everything before us, we had nothing before us, we were all going direct to Heaven, we were all going direct the other way.

—- Charles John Huffam Dickens

这是最坏的时代还是最好的时代呢?为什么现在这个时代给予我们这么多困惑?从食品安全的角度来讲,其实就是在问我们自己,我们现在这个时代是什么样呢?当我们回到狄更斯的那个年代,工业革命刚刚开始,工业革命对于农业生产方式的颠覆,改变了人们的生活方式和他们的情感纠葛,以至于造成很多时代背景下人的命运改变。

所以,我想今天我就用这样一个主题来开场。

演讲嘉宾杜震宇:《我们这个时代:梦中的田园牧歌》

演讲嘉宾杜震宇:《我们这个时代:梦中的田园牧歌》

先来理解我们是一个怎样的时代,然后我们或许能够从这样的一个时代特征理解很多让我们觉得困惑的东西。当我们讲食品,事实上某种程度我们在讲农业,食品是来自于农业生产。作为一个有着5000年农耕历史的文明民族,我们对于农业或者食品的生产是有着我们内心的一些情怀的,我们把它叫中国人的田园情怀。

图片来源:Pixabay

图片来源:Pixabay

当我们看到上面这些图片的时候,我们每个中国人感到安宁。但是,事实上,当前的很多食品生产过程离我们想象的田园情怀比较远。

很多食品的生产过程是这样的:有不锈钢的机器,工人穿着非常严密的防护,有电,有皮带轮,有各种各样的勾子,工人们机械地操作着并且禁止非工作人员进入。

你有什么感觉?是不是有一种陌生感,至少是有一种冷冰冰的感觉,这样的场景,如果我们用一个词汇来描述来就是工业化。

当前食品的生产特征就是机械化、电气化、自动化、信息化,追求高效率、高效益,专业化分工越来越明显、产品升级速度越来越快。这样的生产方式越来越多地替代了我们所熟悉的生产方式:土豆不用手洗了,用机器洗;杀鸡、杀鸭不再需要自己把鸡鸭浸泡在开水里面褪毛。

当你百度搜索“德国全自动屠宰”,你会看到一系列工业化生产方式加工出的食品,带毛的鸡被电击击死后放到流水线上,中间几乎没有人参与,出来的时候已经是成箱的鸡翅、鸡胸肉、鸡爪。这样的一种工业化的生产方式,让我们觉得很陌生。

在这种工业化的生产方式下,我们看到让我们很不安的东西。

不清楚食品的生产过程,我们就会有这样的疑问:这些食品是安全的吗?为什么食品要以这样的方式来生产?这些食品是由我放心的生产方式来生产的吗?种种疑问也成为我们生活压力的一部分。

对很多的民众来讲,我们在回忆什么?我们在期待什么?我们期待的是我们记忆中的那个时代:“桑下春蔬绿满畦,菘心青嫩芥苔肥,溪头洗濯店头卖,日暮裹盐沽酒归。”这是我们中华民族从小学到的田园诗情怀。它们住在我们的心里,融入我们中华民族的基因里,我们怀念那样的一个时代。

因为很反对现在的农业生产方式,所以很多民众一直都在想着要回到过去,但是我们还回得去吗?回到当年那种牧童牵牛、男耕女织的日子?

今天我们讲一个时代的问题,出发点就在于说,我们回得去吗?我们到底是生活在最好的时代?还是最坏的时代?

现在大家生活在上海,上海又叫魔都,魔都的意思是很着迷,有种魔力让你走,来了以后离不开。上海有很多好吃的东西,今天你可以在徐家汇,明天你可以跑去浦东,今天可以吃汽锅鸡,明天可以吃水煮肉片。是不是这个世界就是上海呢? 我们是不是有一点把自己生活的世界就认为是全人类的世界呢?

当我们在这里讨论食品安全的时候世界上的其他地方还有很多连饭都吃不饱的人。

FAO每两年会公布一次世界饥饿图。1992年,中国的营养不良人口为2.89亿,占全国人口的23.9%。2014年,中国的营养不良人口为1.34亿,占全国人口的9.4%。四年前, 仍然有1/10的中国人处于营养不良或者说他们不可能随意挑选食物的这样一个状态。

这听起来好像离我们很远,但这就是事实。

今年7月份,FAO重新发布了世界粮食安全和营养状况。在全世界的努力下,粮食不足的人口从2005年开始减少,但是到2014年,由于国际局势的变化,各地出现了很多的战乱。叙利亚问题、阿富汗问题产生了大量的难民。在战乱地区,当地的粮食安全是不可能得到保证的。所以从2014年开始,世界粮食不足的人又开始增加。2017年全世界粮食不足的人是8.21亿,这里叫粮食不足,其实就是就是饥饿,也就是吃不饱。吃不饱的这个人群,全世界2017年有8.21亿人。

这给我们带来一个很大的问题:粮食危机。

当我们在讨论食品安全的时候,我们在讨论什么?事实上食品安全的含义有很多。大部分人对食品安全的理解,可能只在于其中的一个定义叫:品质安全。但是食品安全的第一层意思是粮食安全,或者叫:数量安全。当我们在讨论食品是否安全的时候,首先的前提是你得有东西吃,你有东西吃你才有权利挑。此外,食品安全的另一层意思是可持续安全。也就是说,你不能光顾着自己吃,你还得考虑下一代。所以,当我们在讨论我们这个时代的时候,我们先别讨论品质安全,我们先来讨论这个粮食安全的问题。

1804年全球人口10亿,到2011年全球人口70亿。我们往前推50年,50年世界人口增长了130%。同时我们的人均耕地面积下降一半。人口翻了一番,土地减了一半。

我们毕竟还没有实现天顶星人的科技,我们的粮食还得从地里来,我们还得吃饭。我们毕竟还没有达到金庸先生说的辟谷,我们还得吃,吃的还得从地里来。人多地少,造成大量的饥饿人群,这是一个非常宏观的问题。

从另外一个方面来讲,世界粮食危机的成因除了人口剧增,耕地减少,还有环境污染。环境污染导致我们有很多的水不能用,导致我们的土地不能耕种。除了环境污染还有气候异常。比如突然连着二十几天三十几天不下雨。老天爷不帮忙,使得我们能种的地收成也不好。

此外,发达国家积极发展的生物能源对于发展中国家的粮食危机问题无疑是雪上加霜。西方发达国家油不够用,于是到发展中国家租地种玉米、土豆等高淀粉类的作物然后做生物酒精,作为燃料使用。这些问题都造成了世界的粮食危机。世界上有那么多人现在都吃不上饭,目前我们中国有将近十分之一的人不能吃好饭,这是我们当前这个时代的一个真实的场景。

有句话说,中国用占世界7%的耕地养活了占世界20%的人口,这是我们改革开放的巨大成就,这很不容易。但是,如果我们来抠一抠字眼的话,叫养活而不是养好。我们的粮食产量历年都在增加,看起来好像我们的粮食自给自足没问题了,但是从2012年开始,我国三大谷物进口已经达到1000万吨,中国不再是一个粮食自给自足的国家,我们是粮食净进口国,这就是我们的一个现实。

我们可以看到中央一直说我们要保障18亿亩的农田,为什么要保障18亿亩基本农田呢?是因为根据当前的生产力和农业生产的效率,要保障中国人粮食安全,农田要维持在18亿亩左右,如果低于这个数量,中国可能再次出现饥荒。在上海, “饥荒”这个词好像离我们很远,但其实并不遥远,这个事件随时都可能发生。我们只是有幸生活在中国最富有的几个大城市之一而已,我们千万不要忘了这一点。我们是特殊的,我们并不代表全中国,更不能代表全世界。

2013年的国土资源公报上显示,每年减少的耕地面积大于每年新增的耕地面积,这是我们当前的现实。耕地不够,偏偏环境还污染。当我们看到下面这些图的时候,我想每一个人的心情都很差。

全国发改委2014年发布了全国土壤污染状况调查公报,官方数据告诉我们,我国至少五分之一的土地已经受到不同程度的污染。其中1.1%受到重度污染,也就意味着这个土不能种东西给人吃。大气污染跟粮食有关系吗?有关系。大气中的很多污染物会随着降雨的沉降落在我们的土壤里,污染地下水,影响灌溉,从而影响我们粮食的安全。

这就是当前这样的一个现实。

我们一直说我们是农耕大国,我们是农业文明,但是在2011年,我们这样一个农业大国的城镇人口首次超过了农业人口。中国的农民越来越少,村委会越来越少了。我们在推进城镇化,后果是农民越来越少。不仅农民越来越少了,从事农业生产的青壮年也少了。

当我们讨论食品安全、讨论食品的生产方式的时候,我们先得来看一看,我们现在所处的这个时代是一个什么时代。从这样一个角度讲,如何应对我们面临的农业危机?中国人靠什么来养活?我们用什么样的生产方式呢?

非常简单地、非常直接地一个想法就是,我们能不能用更少的人、更少的地,种出或者养出更多的农作物或者家禽家畜,提高单位产量来满足我们对粮食和肉类蛋白质的需求。

如何增加单位面积产量?你原来一亩地种一百棵玉米,现在要种一千棵玉米,土壤没那么肥怎么办?所以要用化肥。土壤肥力问题解决了,还有别的问题。原来一亩地种了一百棵玉米,叶子都能好好地展开,太阳照下来都照在叶片上。现在种一千棵玉米,大家互相叠着,本来照在这一亩上的阳光密度,从每一棵植物来讲它减少1/10,为了解决能量不够的问题我们就去寻找转化效率特别高的作物,找不到就要改造这个品种,要做遗传育种,要做杂交稻。但是杂交稻的周期长,于是科学家想到了转基因。现在有一部分人谈转基因色变,其实从某种程度上来讲,转基因是在解决人类所面临的粮食短缺问题。通过基因改造的方式,加快品种的选育,从而培育出即使在小空间里仍然有非常高地转化率,可以成为我们的食品的作物。

虽然肥力问题解决了,品种也有了,但是粮食短缺问题仍没有解决。随着高密度的种植和养殖的情况的产生,全世界的虫害、病害、动物性的病害大量爆发,人们不得不用大量的杀虫剂和除草剂。

如何应对农业危机?

(1)合理控制种植和养殖密度,

(2)合理地使用化肥,

(3)选育或者寻找更好适应当地的品种,

(4)根据不同的季节使用各种各样牌子的杀虫剂和除草剂,

演讲嘉宾杜震宇:《我们这个时代:梦中的田园牧歌》

演讲嘉宾杜震宇:《我们这个时代:梦中的田园牧歌》

对于农民来说,掌握这样一个完整的农业知识体系比较困难,因此只能采取集约化、公司化、工业化、智能化、机械化、电气化的管理方式,加上高科技的介入,才能管理这样的一套农业生产系统。

对现在的很多食品生产方式,我们有疑问,有困惑,我们要抗议,但是如果我们理解我们当前这个时代的话,或许我们能理解当前时代里发生的一些事情。

传统的农业生产方式很美好,能满足我们内心的那种情怀。但是,它可能填不饱我们的肚子,因为它是分散的、无序的、低效的,而且无法应对突发危机。这就是传统的农业生产方式的弊端。

下面我举两个例子。

第一个例子是关于水危机。历史小说里很多朝代的更迭都是因为天下大旱,然后流民四窜,战乱不断。旱,一直是农业生产的大敌。在当前的这个时代,旱情越来越多,越来越长。中国本来就是一个水资源非常贫乏的国家。从卫星图上可以看到中国大部分的土地是裸露的,当发生大面积旱灾的时候,我们不可能拿着水桶去浇灌土地,一家一户根本没有办法来应对这种问题。采取集团化的方法,大面积地采用灌溉体系可以解决这个问题。比如滴灌,在地下埋无数的网络,一滴一滴的水渗出来,又节水又高效。

解决水危机的问题,除了采取集团化的方法,还可以开发新的作物品种。上海农科院跟浙江农科院开发了一种旱地水稻。水稻本来需要很多水,但是旱地水稻不需要那么多水,只要土壤有一点点潮,水稻就能长成。

第二个例子是关于病害危机。2014年,我还在华东师范大学,就在离华师大不远的苍岩路的农贸市场,上海发现第一例H7N9。你说H7N9跟我们的生产方式有关系吗?有关系。

H7N9是怎么爆发的?华东师大的科学家和国际的科学家团队告诉我们,H7N9一个变异的病毒里含有两种基因的成分,病毒来自于两个变异的补株,一株来自于韩国,还有一个来自于上海本地。来自于韩国的禽流感病毒和上海本地所存在的禽流感病毒融合后产生变异,产生了高毒性、高传播性的H7N9。

韩国的病毒是怎么来的呢?上海是全球候鸟迁徙的一个非常重要的中转站,是全球八大鸟类迁徙的通道之一。候鸟从澳大利亚飞往西伯利亚,西伯利亚飞往澳大利亚只有一个中转站就是崇明东滩,这也是上海的鸟类研究全世界闻名的重要原因。候鸟经过崇明东滩要停一停,然后继续往西伯利亚飞。来自韩国的鸟在飞进上海的时候,它的排泄物落入这些空地当中,而这些空地里恰好有大量的散养鸡,它们在那里吃饲料、喝水,也在当地排便,所以这就造成了来自于韩国的病毒和中国本土病毒的一个融合的机会,最终衍生出H7N9。

我们一开始所展现的现代的养鸡生产方式,尽管看起来很不“鸡道”,但是水是自来水,空气是经过过滤的,这些小鸡生出来就要打防疫针,全程都和所谓的自然是隔离的,某种程度上来说是保证了鸡的安全。

所以,从这个角度讲,传统的农业生产方式在当前这样一个时代是有很多弊端的。

中国的高层说,“用工业的方式来发展农业”。如果你们不听今天的演讲,你们看到这句话的时候,会不会觉得心里不爽?在当前这样的时代,这是我们被迫作出的选择。

从这样一个角度来讲,这是最好的时代,也是最坏的时代。我们不得不继续完成我们的工业化进程中重要而艰巨的任务。这不是口号,这不是政治,是实实在在地在解决我们中国人现在吃什么以及我们的下一代还能吃到什么的一个根本的问题。

在这个过程当中,我们出现了很多的问题,黑心厂商的问题,监管不严的问题,政府立法不够的问题,民众对于食品安全的认知不足的问题,这些问题,是我们在工业化进程当中产生的问题,而这种工业化是我们当前资源少、人口多的必然后果。解决这些问题不能靠逃避或回到过去,工业化当中产生的问题只能通过对工业化的改造来解决,不能以饿死很多人的代价来换得少部分人的情怀。

今天我的演讲到此结束,谢谢大家。

演讲嘉宾杜震宇:《我们这个时代:梦中的田园牧歌》

演讲嘉宾杜震宇:《我们这个时代:梦中的田园牧歌》

再次感谢大家对松鼠会线下沙龙的关注和参与!我们下次活动再见!

活动现场,座无虚席。

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科学生活指南

科学生活指南是科学松鼠会在巴斯夫(中国)有限公司的支持下举办的系列线下沙龙活动。每期将会有一个生活相关的话题,由多位嘉宾从不同的角度分享科学知识和看法,展现生活背后的科学思维方式,传递可持续发展的生活态度。

“基因编辑婴儿”出现后,设计一个“完美婴儿”离我们还有多远?

本文来自果壳网微信公众号“果壳”,未经许可不得进行商业转载

基因编辑婴儿的实验,遭到了科学人士的强烈谴责。但除了违背伦理道德之外,很多人可能在关心这对婴儿的命运。

在后台评论里,我们看到:有人称她们为“新人类”,有人担忧她们的未来,甚至还有人说要杀死这两个女婴,维护“人类基因库”。

图片来自pixabay

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杀婴,既残忍又毫无意义

这次基因编辑本身的目标并没有引入任何新基因,它的目标CCR5Δ32本来就是自然界存在的突变,影响基因库什么的根本无从谈起。因为目前CRISPR基因编辑会有脱靶,所以可能带来其他意料之外的突变,但这些突变和自然界里的突变也没有本质区别,只是数量多了几个,不构成丝毫的杀婴理由。纳粹都没有主张到这种程度。

如果这些突变里有一些是有害的,而这两个孩子没有夭折,那么这些有害突变确实是进入了人类基因库。但是人类基因里有害的突变何止千千万,每个人身上都有很多,要杀的话只能一起都杀掉了。

有可能其中有个别突变危害巨大,但那就意味着她们会夭折,基因也就传不开,也就不会对其他人产生任何遗传上的影响。有害基因不是病毒,不可能一边杀人还一边传播。

如果这些突变没有这么大危害,那别人也没有任何可担心的,又不会传染给旁人。唯一的风险在于她们的后代可能继承这些突变,但就算这样还有很多常规的医学方案能帮助她们,让后代躲开危险。归根结底,表达这种情绪的人大概只是像往常一样,拔刀向更弱者。

这次事件里这两个女婴已经是最大的受害者,凭空冒了并无必要的风险,请不要再继续伤害她们和她们的亲人了。

愿以上这些如果都不要成真。愿她们健康快乐成长。

这对婴儿的出现,并不会影响人类的基因库。但基因编辑技术的出现,是否暗示着另一种可能——设计出最完美的婴儿?

设计完美婴儿,不太可能

图片来自pixabay

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这一次世界首例基因编辑婴儿,虽然各种意义上都很糟糕,但还远远没到科幻里“设计婴儿”的程度。

基因编辑的种类很多,有一种常用的分类方式是这样的:首先看你是在治疗疾病还是强化特性,然后看你是在处理种质细胞还是体细胞。

目前已经广泛使用的基因疗法,是治疗体细胞里的疾病。比如说,我的肝脏出了问题,这个问题来自基因,那么研究者就想办法修改肝脏的基因来消除这个问题。这样做有风险,但有明确的好处(治病了),而且人的肝脏细胞的基因是不会传给后代的,所以再糟糕也是我一个人倒霉,知情同意愿打愿挨。

强化体细胞的特性这件事情还没有很多人做,但原则上不是没可能,比如修改毛囊基因让秃子重新长头发什么的。(目前有很多化妆品会宣传自己把DNA如何调整了,别信,和真正的基因编辑没关系。)

再来,是细分种质细胞或者体细胞。

治疗种质细胞疾病,本来是研究者所预料的突破点,但它的风险要比治疗体细胞疾病更大,因为一旦搞砸了,不但被治疗者倒霉,后代也要跟着倒霉。而且,这种情况基本都意味着要编辑受精卵或者胚胎,被治疗的人要很久以后才能长大成人,不确定性更多,而且根本谈不上什么知情同意自愿承担风险了。但是,如果是治疗一种必死无疑或者严重影响生活质量的疾病,那还算说得过去。

结果万万没想到,这次的大新闻一步登天,直接去强化种质细胞的特性了。

这个案例本身在伦理上很有问题(我上两条微博讲了)。被试的婴儿是父亲患有HIV、母亲没有,但本来父亲传给婴儿就是极罕见的案例,哪怕母传婴也有很有效的常规阻止手段,所以谈不上挽救生命。而且,两个女婴里还有一个没有真正编辑成功,所以并不能有效抵抗艾滋病,只能减慢病程。这就是承担了风险而远没有获得对等的收益。

但幸运的是,这距离科幻里的设计婴儿还很远。为啥呢?

因为设计我们真正想要的那些东西,实在太难了。几乎所有我们最在乎的特征——身高,相貌,智商,运动能力——都是由成百上千、成千上万个基因控制的,还加上极度复杂的环境因素相互作用。以现在的技术一次修改这么多基因本身就是不可能的,未来相当长一段时间也不可能。

更何况,你要把它们改成什么样呢?

不能一次改这么多,是因为CRISPR的单次修改成功率还太低。去年有个新闻是美国第一例胚胎修改,那次很不错,成功率达到了72%,比这一次研究者宣称的成功率44%还高些(2015年第一次只有5%)。

假定每次修改成功与否是独立事件,那么就算以72%的成功率,修改10个基因也只有3.7%能全都成功,修改50个基因那就只有0.000007%能全都成功。当然72%这个数字一定能继续改进,但是以CRISPR自身的精度来看,对一个胚胎进行100次以上的修改只能停留在纯理论假想中。

换言之,我们手头根本就没有能够实现科幻意义上设计婴儿的工具。

现在不可能,那以后呢?

当然技术在进步,我们可以想象未来也许会有极端快捷精确的工具能让编辑胚胎和编辑文档一样容易(但那是未来想象,而不是现在正在发生的科技进展,属于非常不同的领域)。

到那时,就会面临第二个问题:改成什么样。

今天的胚胎修改,目的非常明确:有些单个的基因有好版本和坏版本,坏版本致病,好版本正常。我们把坏的改成好的,就解决了问题。

但是诸如身高或者智商没有这种好事儿,没有一个矮基因或者笨基因供你消灭。

面对这么多基因相互作用的庞大网络,每个基因同时都还负担多种任务,就连定义好坏都是问题,更不要说具体分辨每个基因有多好多坏了。你确实也可以退而求其次挑选一个现成的好基因网然后照抄,但照抄并不需要胚胎修改,直接克隆甚至精子库卵子库都可以满足这种需求了。

最后,等到十分遥远的未来,也许我们终于能彻底搞明白每一个基因都在做什么,又怎么和别的基因相互作用。给定一套基因组,我们就能知道基因这一半会怎么影响一个人的未来(但还有环境的另一半,所以永远不可能完全预测)。那时,科幻意义的设计婴儿才可能实现。

但一种如此成熟的技术不太可能成本很高(正如今天基因测序已经十分廉价),所以一定能找到办法不让它成为有钱人的专属玩具。毕竟那时的相关的讨论一定已经很充分,相关的法律法规也一定就位了。

新技术不可怕,没人管的新技术才可怕。