資料來源：CCTV

2000年12月24日

時值年末，美國《科學》雜志主編魯賓斯坦先生在他的辦公室與記者 一起回顧了2000年世界基礎科研情況，他認為，生命科學研究今年獨 領風騷。　 1 人類基因組圖譜繪制完成 魯賓斯坦先向記者預告一條消息：塞萊拉基因公司已經完成“人類基 因組圖譜”的繪制，并且決定在明年初的《科學》雜志上公布。他說 ，今年各個領域的基礎科研都有可喜的發展，但最耀眼的還是人類基 因組圖譜的完成，它標志著生命科學的突破性進展。無論稱它是達爾 文時代以來生物學領域最重大的事件，還是阿波羅登月以來人類歷史 上另一項最重要的科研工程，都不過分。生命科學是揭開有關人類（ 其實也是所有生物）生存的許多重大課題的金鑰匙。隨著科學家對人 體基因功能越來越多的認識，基因與疾病的對應關系將可逐步查清。 當然，對基因功能的研究遠不止在醫療方面可以造福人類。在動植物 品種改良、環境保護等方面均將引起革命性的變化，人類的生命質量 也將隨之出現史無前例的飛躍。可以說，生命科學正在開啟人類歷史 的新紀元。　 2果蠅基因組圖譜完成繪制 魯賓斯坦指出，在充分評價“人類基因組圖譜”的里程碑意義時，也 不要小看科學家在繪制其它生物基因圖譜方面的重要進展。今年3月 ，美國的塞萊拉基因公司、勞倫斯﹒伯克利國家實驗室和歐洲分子生 物實驗室等單位的科學家完成了“果蠅基因組圖譜”。在這篇論文上 署名的科學家達185人，是迄今為止作者人數最多的一篇基礎科研論 文。果蠅具有與人類相近的生化特性，有60％的基因與人類相同，而 果蠅的生命周期很短，因此可以用果蠅基因來研究某些人體基因的功 能及其改善，比如研究衰老機理的周期可以大大縮短。美國科學家發 現，果蠅會對酒精和毒品上癮，它們睡覺與蘇醒的周期也與人類相似 。英國的科學家發現，導致果蠅視力出現問題的原因與人類癌症的致 病原因非常相近。因此，通過對果蠅基因的研究可以增進人類對困擾 自身的許多疑難問題的了解。 3 擬南芥菜基因組圖譜繪就 由多國科學家參與的對第一個開花類植物擬南芥菜的基因測序工作已 經完成，數據將在年底的《科學》雜志上發表。擬南芥菜是一種毫無 經濟價值但具較高科研價值的模式植物，分布很廣。它的基因組較簡 單，生命周期短，種子產量大，一代的時間為3∼5周，每個植株可產 生無數粒細小的種子，因此有人將之比為植物中的“果蠅”。對這種 簡單模式生物的研究有助于對其他復雜生物的認識，就像對一些模式 生物如大腸杆菌、果蠅及線虫等的集中研究所証明的那樣。科學家通 過對它的基因信息的解讀使得識別基因的時間從過去的几年縮短到現 在的几周，從而加快了發現具特殊功能的基因的速度，如發現了可以 讓谷物生長加速的一種蛋白質。 過去對植物分子生物學的研究集中于重要糧食作物，而且大多是對某 個基因作詳細研究。1990年形成了一個國際性合作研究計划── 擬南 芥菜基因組研究項目。美國、英國、歐共體國家、澳大利亞、日本、 法國、德國和俄羅斯等國的科學家加入了研究。現在，這些植物科學 家又提出了雄心勃勃的計划：破解擬南芥菜全部25000個基因的功能 。這項研究任務可能會花費10年的時間，被稱為2010計划。這一計划 將為一系列問題的解決帶來希望──從各個物種基因的表達如何受環 境的影響到構成植物所需要的最少基因數等等。　 4 腦干細胞變成肌肉細胞 今年9月20日的一期《科學》雜志報道了這一發現。這是意大利米蘭 的腦干細胞研究所科學家安吉洛﹒維斯喬維和吉烏里奧﹒科蘇帶領的 研究組發現的。此前，研究腦神經的科學家認為，細胞發育成何種人 體組織是在它們發育的早期階段決定的，而且是不可變更的。但這個 小組在過去兩年的實驗中發現這個認識并不正確。他們從小鼠腦部取 下腦干神經細胞，將之與未發育完全的骨骼肌肉細胞一起放在培養皿 中，結果發現這些腦干細胞在几天后開始產生典型的肌肉細胞蛋白質 ，甚至與肌肉細胞一起生成了肌管（myotubes），也即融合在一起， 構成具生命力的肌肉的細胞。這個課題組的科學家又把腦干神經細胞 注入受損傷的小鼠肌肉，兩周后他們在再生的肌肉中發現了這些腦干 神經細胞。接下來，他們再用從人類胚胎上取下的腦干神經細胞做實 驗，也取得了同樣的結果。這表明，腦干神經細胞有可能被用來治療 某些骨肉疾病。 后來又有報道說，科學家還成功地使已經發育的老鼠腦細胞“退回到 ”腦干細胞狀態。這意味著可以用發育完全的細胞制備腦干細胞，再 用腦干細胞來修補受損的肌肉，或其他器官。下一步，科學家們將進 一步探索腦干神經細胞這種功能的機理，為廣泛使用腦干神經細胞治 療疾病創造條件。 5 克隆豬誕生 蘇格蘭PPL治療公司在今年3月宣布他們用一種新方法克隆成功小豬。 日本國立畜牧研究所也報告在7月2日誕下一頭克隆小豬“贊納”。這 是一個重要突破。雖然此前科學家已經克隆出綿羊、老鼠、山羊和牛 等動物，但一直無法用同樣的方法克隆出豬來。由于豬的生理結構與 人體很接近，因此在利用克隆豬為人類提供移植器官方面邁出了重要 一步。現在全世界每年有5萬人接受器官移植，有25萬人在等待移植 手朮，200萬人需要進行心臟和腎臟移植。這么多器官從哪里來？人 們把希望寄托在豬身上。科學家通過向豬的受精卵注入人體基因，可 以使豬體內產生人體才有的蛋白質，豬器官移植到人體后就不會產生 嚴重的排斥反應。另外，用克隆的辦法可以繁殖出許多一模一樣的豬 ，用這些豬進行醫學方面的研究可以大大提高效率和可靠性。 6 火星發現“水流的痕跡” 魯賓斯坦在訪談中還提到，今年基礎科研的另一些重大進展雖然不屬 于狹義的生命科學范疇，但仍與人和生命有密切關系。美國航空航天 局發射的“火星探測者號”衛星近2年發回了65000余張高清晰度照片 ，科學家在其中200多張照片上發現了水從形似火山口壁或峽谷側壁 沖出的痕跡。這些側壁上有大片山體被沖塌，在坡腳下形成堆體，中 間還有類似被水沖刷出來的溝壑。研究過這些照片的科學家几乎沒有 人否定這是液體沖刷出來的痕跡。科學家還判斷這些沖刷痕跡“非常 年輕”，“甚至不能排除就是一天前留下的”。 由于火星是目前所知自然環境和地球最為接近的行星，而水是生命起 源不可缺少的要素，如果火星上確實有水，則不排除火星上還可能有 某種形態的生物，或生命的遺跡。若是如此，則是在地球以外地方首 次發現生命，從而証明生命的普遍性。人類對科技的掌握還有可能“ 激活”火星的生命環境，使它變成第二個地球。 7 “木衛二”可能有生命 美國加利福尼亞大學科學家在今年8月發表報告，經研究“伽利略” 號探測器早先飛越“木衛二”時攝取的照片，發現其表面存在大片斷 裂冰塊，估計是冰層在由液體構成的海洋上浮動的結果。“木衛二” 是一顆圍繞木星運行的衛星。 “木衛二”表面的冰至少形成于上萬年前，長期低溫使任何生命都不 可能生存下來。但今年年初，美國航空航天局的“伽利略”號探測器 在飛經“木衛二”時收集到的數據改變了科學家的看法。他們通過對 “木衛二”磁場特性的研究后得出結論，它的地表冰蓋下面大約 7.5 公里處很可能存在一片海洋，可能有100公里深。如果是這樣的話， 這將是地球之外，太陽系中唯一一個有大量液態水存在的地方。因此 ，雖仍有許多未知因素，但有一點已確切無疑：“木衛二”是尋找外 星生命、哪怕只是細菌之類低等生命形式的理想場所。 8 宇宙是平的 今年4月27日，美國賓夕法尼亞大學的物理學家提出，有新的証據可 以証明宇宙的結構是扁平的，而且將永遠膨脹下去。這一發現有助于 進一步揭示宇宙誕生和進化之謎。 天文學界認為，宇宙的結構有可能是球形的，并且總有一天會在引力 作用下收縮﹔宇宙結構也可能是馬鞍形的，會一直膨脹下去﹔如果宇 宙總質量恰好等于臨界質量，那宇宙的結構就是平的，宇宙也將一直 膨脹下去。1990年4月和1991年4月，科學家利用進入太空的“哈勃” 天文望遠鏡和伽馬射線探測器等儀器對宇宙進行了觀測，根據獲得的 大量數據，科學家們認為宇宙將一直膨脹下去。 1998年底，科學家用一個容積為80萬立方米，名字叫“飛去來器” 的 汽球裝載一組靈敏的微波探測儀，以10天時間在距地面約四十公里的 南極上空飛行一圈，對極地上空宇宙微波輻射背景的波動作了檢測。 宇宙微波輻射是從各個方向上向地球轟擊的電磁波，會發出嘶嘶聲， 是宇宙大爆炸時產生的輻射殘余。經過對測到的數據進行的研究分析 ，科學家發現宇宙最初發出的光線沒有發生彎曲現象，也就是說宇宙 大爆炸時發出的平行光線始終保持著平行狀態，這表明宇宙的結構是 平的，也証明了宇宙的總質量恰好等于臨界質量，因此宇宙將一直膨 脹下去。 9 發現人類遠祖“一出非洲”足跡 今年上半年，格魯吉亞的考古學家在首都第比利斯西南85公里處的德 曼尼西發掘出兩個古人類頭蓋骨和一些石器工具。經國際考古專家鑒 定，這是兩個170萬年前的人化動物的頭蓋骨，而且與同時期的東非 古人類頭蓋骨非常相似。這一結論在考古界引起了震動。哈佛大學考 古學家優素福認為，這是迄今為止在非洲以外地區發現的年代最早的 人類頭骨，也是歐亞大陸發現的最早的使用奧杜旺（Oldo□wan）石 器的人類。歐洲的考古學家們宣布“德曼尼西人”把歐洲有人類居住 的歷史提前了一倍，填補了非洲、歐洲和亞洲人類歷史中缺失的一環 。但另一些考古學家認為，“德曼尼西人”比此前在歐洲其它几個地 方發現的古人類早出至少一百萬年，目前尚不能斷定他們就是歐洲人 的祖先，而且格魯吉亞地處歐洲的邊緣，或許“德曼尼西人”是走出 非洲的古人類往亞洲遷移的一支。德曼尼西差不多正處在從非洲到中 國的三分之一地段上。但有一點是可以肯定的，那就是，古人類在非 洲出現不久就有一部向其它大陸遷移，而且，當他們一旦離開了非洲 的大森林，遷移速度還是不慢的。　 10 發現人類遠祖“二出非洲”足跡 今年，美國和以色列的地質、考古專家公布了一項驚人的考古發現： 人類遠祖至少在78萬年前就從非洲遷居以色列，地中海東岸是人類祖 先“走出非洲”遷往歐洲、亞洲的“走廊”。此前，考古學家一般認 為原始人類是在十几萬年前從非洲來到地中海東岸的，也有的估計在 50萬年前。這次美以考古專家的結論把原始人到達地中海東岸的年代 提前了几十萬年，并進一步支持了人類源于非洲的說法。 此次美以專家用于研究的石斧、石刃等原始人工具和動物化石是 10年 前在死海西岸北部的雅庫夫峽谷中發現的。雅庫夫原始人石器的形狀 和加工技朮的精細復雜與非洲肯尼亞、坦桑尼亞出土的更新世原始人 石器極為相像。這些原始石制工具形體較大，加工精細，且已具有雙 面加工成刃的技朮。這種工具的出現標志著遠祖人類已具有人類思維 特點，是向現代人進化的一個質的飛躍。 魯賓斯坦說，過去考古學界較普遍的假設是：在其它几個洲發現的遠 祖人類是他們的祖先在某一次走出非洲后，一路遷移散居開來的，但 迄今無法找到一條合理的時間和地理路線來支持這種假設。根據以上 兩項新的發現，或許應該認為，遠祖人類經歷過几次“走出非洲”， 而且是循不同的路線遷移到各洲的。這或許可以解釋，為什么有些地 方年代更晚的古人類使用的工具反而不如他們的先進？