據(jù)媒體報道，生活在紐約和新澤西州間的哈德遜河中的大西洋小鱈，由于數(shù)十年來受到河道中排放的毒性污染物影響，在短短幾十年內(nèi)就進化出了抗藥性，可以將毒素保存在脂肪中而不會對自身造成損害。科學家認為，雖然一般來講長期進化是自然選擇的結(jié)果，但這也是一個污染驅(qū)動進化的典型例子。
　　進化是個漫長的過程，為什么大西洋小鱈在短短幾十年內(nèi)就進化了？環(huán)境污染導致物種變異，會給整個生態(tài)系統(tǒng)帶來什么樣的影響？會不會又導致人類的變異呢？
　　小鱈基因突變適應環(huán)境污染
　　遼寧日報：據(jù)國外媒體報道，生活在紐約和新澤西州間的哈德遜河中的大西洋小鱈，由于數(shù)十年來受到河道中排放的毒性污染物影響，在短短幾十年內(nèi)就進化出了抗藥性，可以將毒素保存在脂肪中而不會對自身造成損害。是這種小魚的基因發(fā)生了改變嗎？
　　施鵬：這種情況同一些昆蟲對某些殺蟲劑產(chǎn)生一定抵抗力，或者細菌對抗生素產(chǎn)生抗藥性的現(xiàn)象類似。根據(jù)媒體的報道，我們可以了解到，這種大西洋小鱈對于河道中排放的毒性污染物產(chǎn)生了抵抗機制。
　　在河道受到持續(xù)污染的情況下，會有大量魚類死亡。這種大西洋小鱈作為魚類的一種，也受到了污染的影響，多數(shù)小鱈死亡了。然而，少數(shù)對污染更有抵抗性的小鱈存活了下來，并進行繁殖，使這種抗污染的基因傳承了下來。
　　遼寧日報：我看國外媒體的報道當中提到，變異后的變體基因抵抗污染物的聯(lián)結(jié)能力達到未變異前的5倍之多，是不是說這種大西洋小鱈進化了，更先進了？
　　施鵬：這里有一個認識誤區(qū)，很多人認為“進化”能夠使物種朝更加高級的方向演化。之所以有這樣的理解，可能是受中文對“evolution”翻譯的誤導。其實“進化”更確切的翻譯應該是“演化”。
　　人類是從猿類進化而來的，人類的大腦、智力，還有其他的很多方面可能看起來比較先進，但是我們?nèi)祟愒谶M化過程中也舍棄了一些別的東西，比如我們?nèi)绻c猴子比爬樹、野外生存，就遠遠比不上它們。與其說是進步了，倒不如說各有所長，分別適應各自的生活環(huán)境。所以，即便這種變異后的小鱈抵抗污染物的能力達到未變異前的5倍之多，也只能說它們更加適應這種受污染的河道了。
　　遼寧日報：大部分人都認為進化是一個漫長的過程，通常在幾千年之久的時間里慢慢進行一些改變。為何這種小魚在短短幾十年內(nèi)就進化了？
　　施鵬：有一點是值得肯定的，通常講的進化是一個漫長的過程，通常在幾百萬年、甚至幾億年之久的時間里慢慢進行一些改變。
　　達爾文的進化論認為，生物之間存在著生存斗爭，適應者生存下來，不適應者則被淘汰，這就是自然的選擇。地球生命從最初的生命體發(fā)展成為現(xiàn)有的多種多樣的生物，其實就是自然選擇的結(jié)果。
　　進化論所說的選擇除了自然的選擇，還有一種人工選擇。人工選擇最常見的例子就是家養(yǎng)動植物的馴化。現(xiàn)在的雞分為蛋雞和肉雞，牛分為耕牛和奶牛，豬也可分為瘦肉型的、生長型的等等品種，甚至還有寵物豬。以狗的進化為例，我們知道，現(xiàn)在這些家犬的祖先是狼。人類經(jīng)過長期的馴化和品種化，形成了現(xiàn)在多種多樣的家犬品種。所謂的品種化，就是根據(jù)人類需要，比如想要個頭小的寵物狗，那么就專門挑選這種類型的狗交配，很快就能得到這樣的品種。人工選擇的選擇強度和定向性，是普通的自然選擇不能比擬的。
　　所謂的選擇強度就是環(huán)境給生物帶來的生存壓力的大小，為了適應環(huán)境的變化，生物自身會進行一系列的演變。如果環(huán)境變化的速度比較緩慢，我們可以認為選擇強度較弱，生物的演變速度也會比較緩慢；如果環(huán)境變化的速度較快，那么生物所面臨的選擇強度就會比較強，這樣會迫使一些生物在短期內(nèi)發(fā)生變化。
　　這篇報道當中提到的小魚所面臨的選擇強度是非常強的，如果它不能夠在短期內(nèi)適應河道中的毒性污染物，那么很有可能就會滅亡，所以在這種環(huán)境下，與抗污染相關的基因突變在短短幾十年內(nèi)就能夠在群體中被固定下來，從而適應這種生存環(huán)境。
　　少數(shù)物種基因突變適應環(huán)境壓力
　　遼寧日報：環(huán)境污染加大了生物進化的選擇強度，促進了生物基因變化的速度，這對我們生物圈整體的發(fā)展有什么影響？
　　施鵬：我們無法給出一個數(shù)字來告訴大家自然選擇和人工選擇的壓力差異有多大。但是，我們可以想象一下，本來清澈的河流里加入了污染物，絕大多數(shù)魚都是不適應的。如果這種污染物是致命的話，那么多數(shù)魚類在短時間內(nèi)就會大量死亡，以至于滅絕。只有少數(shù)物種中的某些個體含有突變的基因，在短期內(nèi)適應了這種變化。更嚴重的是，這種污染不僅僅是對魚類，可能對其他生物也會有同樣的情況。這就意味著這條河流里的物種減少了很多，生物圈被破壞了。
　　從理論上來講，環(huán)境污染一方面會造成物種的滅絕；另外一方面，它也會造成一些新的物種的產(chǎn)生，來適應這種已經(jīng)污染了的環(huán)境。但是我們目前所面臨的問題是，新的物種產(chǎn)生的速度遠遠低于物種滅絕的速度。
　　遼寧日報：現(xiàn)在有不少物種的滅絕都是我們?nèi)祟悓τ诃h(huán)境的破壞導致的，它們無法適應環(huán)境的變化，因而滅絕了。
　　施鵬：更重要的一點，正如我剛剛講過的，這些污染物不僅是對一個物種的影響，它還會嚴重打破這條河流的生態(tài)平衡。它不僅僅會導致哪個物種的滅絕或者變異，還會導致其他一系列物種的滅絕，從而破壞了整個河流的生態(tài)系統(tǒng)。舉個例子，我們對于滇池的污染治理為什么如此困難？并不單單是因為這里的魚類滅絕了，而是這里的生態(tài)系統(tǒng)整體都受到了破壞，包括水里的微生物、水草、魚類。如果不是這樣，我們完全可以將別的地方的魚類放入這里進行養(yǎng)殖，從而恢復這里的生態(tài)系統(tǒng)。
　　其實這種災難性的破壞并不僅僅存在于河流當中，如今，當你聽說某地的森林被破壞、某物種滅絕，想到的并不僅僅是這些表面的損失，更重要的是與之息息相關的生態(tài)系統(tǒng)也遭到了破壞。我們知道，一個地方的生態(tài)系統(tǒng)的建立需要經(jīng)過非常漫長的時間，一旦遭到破壞，要想恢復也不是一朝一夕能夠完成的。因此，環(huán)境污染對于生物圈來說是災難性的破壞，難以彌補。
　　高等生物人類相對穩(wěn)定，基因不易“迅速”改變
　　遼寧日報：有專家認為，環(huán)境污染對人類造成的破壞程度遠遠超過以前的估計，它可能會引起基因突變，最終毀掉人類。
　　施鵬：這種說法有一定的道理，環(huán)境污染正在直接或者間接影響著人類。人類直接接觸的水、空氣等如果被污染的話，就會造成對人類的直接傷害；如果人類生存的生態(tài)圈，包括我們周圍的野生動植物滅絕，也會間接地影響人類的生存。
　　遼寧日報：如果這些變異的小魚被我們?nèi)祟愔苯邮秤玫脑?，其實就是對我們?nèi)祟惖闹苯觽Π桑?br /> 　　施鵬：人類直接食用這種小魚肯定會對身體造成傷害，這是毋庸置疑的。間接食用這種小魚也會有傷害。動植物都有一種富集效應，比如這種小魚如果被大魚吃了，這些污染物中的一些不能被消化的金屬元素在大魚的體內(nèi)就會富集，等到人吃了大魚以后，可能比吃小魚對身體的傷害更大。
　　前一段時間有媒體報道一些魚翅的重金屬含量超標，人吃了以后導致中毒，也是類似的情況。
　　遼寧日報：從長期發(fā)展上來說，環(huán)境污染破壞著人類生存的生物圈，對于人類的生存和發(fā)展來說都是非常不利的。
　　施鵬：我們一直強調(diào)生物多樣性，假如物種越來越單一，對于人類的生存和發(fā)展來說都是非常不利的。
　　遼寧日報：在我們的認知當中，一般都是一些細菌和昆蟲能夠產(chǎn)生抵抗機制，如果像魚這樣的脊椎動物也會產(chǎn)生抵抗機制的話，人類是否也會借基因變異來適應這種變化？
　　施鵬：除了細菌和昆蟲，其實我們也發(fā)現(xiàn)了不少動物變異的案例，比如污染中的激素成分導致鱷魚、青蛙、北極熊和其他動物發(fā)生畸形變異，所以這種大西洋小鱈發(fā)生基因突變并不是罕見的。
　　之所以認為一些細菌和昆蟲能夠產(chǎn)生抵抗機制，是因為一般來說，低等生物，如微生物，更容易產(chǎn)生抵抗機制。低等生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)是多變的，所以有著更強大的適應能力。相對于低等生物的多變，以人類為主的高等生物就顯得穩(wěn)定許多，并不容易產(chǎn)生抵抗機制來適應環(huán)境的變化。但這并不是說高等生物就不會產(chǎn)生抵抗機制來適應環(huán)境的變化。
　　從理論上說，所有動物的基因都是會發(fā)生變化的，并不限定哪個種群。我們以基因序列上的變化和基因表達量上的變化為例：人類在出生前，從父母那里復制基因的過程中會出現(xiàn)一些變化，這些變化屬于基因序列上的變化，可能會導致一些先天疾病的產(chǎn)生。除了先天疾病的產(chǎn)生，我們從一些新聞中得知的一對黑人夫妻生出白人小孩的情況，也屬于基因序列上的變化。
　　人類在出生后，由于從父母那里遺傳了一些易感基因，這些易感基因可能不會變化，也可能導致疾病。一些人得了腫瘤就是基因發(fā)生了變化，它屬于基因表達量上的變化。
　　從理論上說，基因的突變是無處不在的。只是我們在檢測的過程中由于技術(shù)水平的限制，并不能夠全部檢測出來。
　　專家檔案
　　施鵬 博士，研究員，博士生導師。 2004年于中國科學院昆明動物研究所獲博士學位，同年赴美國密歇根大學進化和生態(tài)學系從事博士后工作，2007年起任德國人類營養(yǎng)學研究所研究科學家?，F(xiàn)為中國科學院昆明動物研究所遺傳資源與進化國家重點實驗室學術(shù)帶頭人。主要從事進化基因組學和功能基因組學研究。目前主持包括國家自然科學基金重點項目、國家轉(zhuǎn)基因重大專項等多項國家級科研項目。現(xiàn)任中國遺傳學會動物遺傳專業(yè)委員會委員、云南省遺傳學會副理事長。