数不尽的萤火虫

      中国有悠久的萤火虫文化。早在先秦时期的《诗经》中，萤火虫就成为先民的关注对象，诗中“町畽鹿场，熠耀宵行”就是描述萤火虫的。古代诗人常借萤火虫抒情达意，唐代杜牧的“银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤”，便是千古绝唱。“囊萤夜读”的故事家喻户晓，也曾激励过无数学子发奋努力。

      现代人是不再需要“囊萤”来夜读了。到20世纪40年代，科学家受萤火虫发光器的启发，发明出荧光灯。萤火虫发出的荧光是一种生物光，它不同于其他的光会伴生热量的损耗，是目前已知唯一已知没有热损耗的光源，因此也叫“冷光源”。荧光灯的发明大大提高了能源使用率，但与萤火虫的发光率相比还差得太远。

      最近，研究人员在研究萤火虫发光器时，还意外发现了一种锯齿状排列的鳞片，它可以提高发光器的亮度。科学家将其应用在二极管（LED）的设计中，制作出模仿萤火虫发光器天然结构的LED覆盖层，可使其效率提高50%以上。这种新颖设计可能会在几年内应用在LED生产中。

萤火虫特有的虫荧光素酶基因，在基因工程中也越来越多地作为遗传标记的首选来检测基因表达。人们不但利用萤火虫的基因检测癌细胞，还利用基因转移技术把萤火虫的基因转移到玉米中，较快地培育出新的具有抗病虫害的玉米新品系。

       萤火虫还是血吸虫病的防疫助手。水生血吸虫的幼虫吃包括钉螺在内的螺类，而钉螺正是血吸虫的唯一宿主。萤火虫体内的腺苷磷酸，可作为一种优异的检测剂来检测水的污染程度。萤火虫喜欢植被茂盛、水质干净、空气清新的环境，凡是萤火虫种群分布的地区，都是生态环境保护得比较好的地方。

遗憾的是，如今，萤火虫在部分地区已越来越少见。除了自然天敌外，人类成了萤火虫最大的“天敌”。美国一些医药公司为了获取萤火虫体内特有的虫荧光素和虫荧光素酶，出价购买萤火虫，导致人们大肆捕捉萤火虫。在日本，上世纪60年代的工业污染和城市扩张，致使萤火虫幼虫的生存率直线下降。

萤火虫求偶时，雌雄之间会发出特异的闪光信号以吸引异性并交尾。然而城市的亮光干扰了它们的闪光交流，当萤火虫感知到外界灯光时，就会停止发光、飞行、求偶，最终导致种群减少甚至灭绝。去年夏季一些城市刮起萤火虫展览热，千里迢迢从外省引入萤火虫，然后在公园放飞。但萤火虫的很多种类年复一年地在同一栖息地聚集、交配，即使栖息地遭到破坏，也不会迁往别处。萤火虫成虫的唯一使命就是繁殖，寿命很短，长的也就十几天。萤火虫本就不适合长途迁徙，目的地栖息环境又不太合适，它几乎活不了几天，繁殖就更是不可能了。不少专家为此呼吁：与其引进萤火虫，不如改善自然环境。

      那些曾在林间泽畔“熠耀宵行”的萤火虫，如今已与我们渐行渐远，靠人工引进不能“引”来它们的回归。萤火虫是自然的，也是文化的，但归根结底是自然的，因而要靠自然来解决。而且，保护萤火虫不能光着眼于一个物种，而是要通过保护整片栖息地来保护许多物种。如果做到这一点，引来的肯定不只萤火虫。萤火虫如是，熊猫如是，白鹳也如是……总之，我们应多想想如何对自然更友好，与万物共存共荣。

                                            （摘编自《新华文摘》2014年第13期）

人类与技术环境

    近几十年来，人类发明了维生素、杀虫剂、电视、雷达、原子反应堆、电子计算机……这一切构成了今天高度发达的技术环境，也称为“第二自然界”，使地球上的物质以惊人的速度增长，大约每隔15年其数量增加一倍。在当今世界，人类正面临着自己建造的技术环境的严峻挑战。

    跟技术环境的     ①速度相比，生物机体的      ②速度极其缓慢。考古学家和人类学家都认为，原始人和现代人在大脑构造上相差无几。几千年来人对语言的反应速度并无差异，基本上是平均每秒钟接受2.5个单词。然而，从世界上第一台电子计算机的每秒运算5000次      ③到当前的每秒钟几十亿次的大型电子计算机，还不到半个世纪的时间。

    人的大脑能否不断适应飞速发展的技术环境呢？有的人甚至认为将来人工智能也许会完全取代自然智能。难道果真如此吗？科学界的有识之士，对于第一点的回答是肯定的，而对于第二点则持否定态度。

大脑是人类自然智能取之不尽用之不竭的源泉。人的大脑里的神经元有140多亿个，构成了地球上最完善和效率最高的自然信息系统，这是自然界美妙绝伦的创造，是人类发明的任何先进的信息技术工具或人工智能所无法超越的。

    总之，尽管人类创造的技术环境无时无刻不在向它的主人提出严峻的挑战，但是，在利用和改造自然界的过程中，人类永远是技术环境的主人。

    转基因技术，是指利用分子生物学技术，将人工分离和修饰过的基因导入到特定生物体的基因组中，使特定生物在性状、营养或消费品质等方面满足人类需求的一门生物技术。转基因技术的出现，最初是为了达到将外源基因导入到特定生物体，观察生物体表现出的性状，进而揭示基因功能的目的。在科学家们的努力下，外源基因的导入技术由初试至成熟，经历了显微注射法、脂质体介导法、基因枪法、电击法、农杆菌介导法、体细胞核移植法等多代技术的发展。1983年，含有抗生素抗性基因的转基因烟草的出现，标志着世界上首个真正的转基因生物的诞生。而首例转基因食品，则是1993年投放在美国市场的转基因晚熟西红柿，它的出现也标志着转基因食品时代的到来。

    农业上，人口增长与粮食匮乏的矛盾日益尖锐。据推测，2025年全球人口将达80亿，这意味着粮食产量要比1990年提高80％才能满足需求，而单纯寄希望于耕地面积的扩大和灌溉能力的提高是难以实现的，唯有改良和选育高产作物品种才能实现。而转基因作物在产量、抗逆性和品质等方面具有显著优势。医学上，通过转基因技术实现治疗遗传性疾病已成为一项重要的手段。1990 年，美国国立卫生院的科学家以反转录病毒为载体，把腺苷脱氨酶基因导入到一名患ADA缺陷症的女孩体内的淋巴细胞中，使这个患者先天缺损的免疫系统趋于正常。

    以转基因生物为直接食品或者以之为原料加工生产的食品是转基因食品，而转基因成分通常是指食品中含有的外源基因以及由它编码的蛋白质。换言之，转基因食品未必都带有转基因成分，而不带转基因成分的转基因食品与非转基因食品没有差异。目前转基因大豆的核心在于大豆作物中含有具有抗虫效果的BT蛋白，为了避免可能出现的负面作用，国家规定进口大豆只能用来榨油和作为饲料，而在榨油的过程中BT蛋白已经作为废渣等被去掉，食用转基因大豆油的实际成分，仅为从大豆中提炼出来的脂质，并不含BT蛋白。换言之，转基因大豆油与非转基因大豆油的化学成分完全一样。

    另一方面，BT蛋白的毒性也是相对的。含BT蛋白的转基因大豆被昆虫吃下之后，BT蛋白与昆虫体内的特异性受体结合，产生毒性蛋白复合体，进而杀死昆虫。而人类并不存在这种特异性受体，所以即使人食用BT蛋白，体内也不会产生毒性物质。而且实际上，用细菌培养生产出BT蛋白，并作为生物农药喷洒到农作物上的做法，已施行了几十年，转基因只不过是让这种“绿色农药”的加工生产在植物体内自行完成而已。相比之下，非转基因大豆在种植的过程中，虽然没有转基因成分，但是受到害虫肆虐的影响，需要喷洒大量的农药，残留的农药化学成分对人体的危害性反而更大。

(摘自《中国科学报》，有删改)

    从适当的高度往下看，大西洋城边青天白日下的海滨木板路上，医学家们为举行年会从四面八方聚集而来，就像是群居性昆虫的大聚会。同样是那种离子式的振动，碰上一些个急匆匆来回乱窜的个体，这才略停一停，碰碰触角，交换一点点信息。每隔一段时间，那群体都要像抛出钓鳟鱼的钓线一样，准确无误地向恰尔德饭店抛出一个长长的单列纵队。假如木板不是牢牢钉住，那么，看到他们一块儿筑起各式各样的巢穴，就不用感到吃惊了。

    用这种话来描绘人类是可以的。在他们最强制性的社会行为中，人类的确很像远远看去的蚁群。不过，如果把话反过来讲，暗示说昆虫群居的活动跟人类事务总有点联系，那在生物学界将是相当糟糕的态度。关于昆虫行为的书籍作者，通常要在序言里苦口婆心地提醒人们，昆虫好像是来自外星的生物，它们的行为绝对是有异于人的，完全是非人性、非世俗，几乎还是非生物的。它们倒更像一些制作精巧、却魔魔道道的小机器。假如我们想从它们的活动中看出什么显示人类特点的东西，那就是在违反科学。

    不过，让一个旁观者不这样看是很难的。蚂蚁的确太像人了，这真够让人为难。它们培植真菌，喂养蚜虫作家畜，把军队投入战争，动用化学喷剂来惊扰和迷惑敌人，捕捉奴隶。织巢蚁属使用童工，抱着幼体像梭子一样往返窜动，纺出线来把树叶缝合在一起，供它们的真菌园使用。它们不停地交换信息。它们什么都干，就差看电视了。

    最让我们不安的是，蚂蚁，还有蜜蜂、白蚁和群居性黄蜂，它们似乎都过着两种生活。它们既是一些个体，做着今天的事而看不出是不是还想着明天，同时又是蚁冢、蚁穴、蜂窠这些扭动着、思考着的庞大动物体中细胞样的成分。我认为，正是由于这一层，我们才最巴不得它们是异己的东西。我们不愿看到，可能有一些集体性的社会，能够像一个个生物一样进行活动。即使有这样的东西，它们也决不可能跟我们相关。

    不管怎么说，这些东西还是存在。野地里一只独行的蚂蚁，不能设想它头脑里想着很多。当然，就那么几个神经元，让几根纤维串在一块儿，想来连有什么头脑也谈不上，更不会有什么思想了。它不过是一段长着腿的神经节而已。四只或十只蚂蚁凑到一起，围绕着路上的一头死蛾，看起来就有点意思了。它们这儿触触，那儿推推，慢慢地把这块食物向蚁丘移去。但这似乎还是瞎猫撞着死老鼠的事。只有当你观看聚在蚁丘边的、黑压压盖过地皮的数千蚂蚁的密集群体时，你才看见那整个活物。这时，你看到它思考、筹划、谋算。这是智慧，是某种活的计算机，那些爬来爬去的小东西就是它的心智。

    ……

    白蚁有一个方面更为奇特：群体变大时，其智慧似乎也随之增加。小室里有两三只白蚁，就会衔起一块块土粒木屑搬来搬去，但并没有什么结果，什么也没有建造起来。随着越来越多的白蚁加入，似乎达到了某种临界质量或法定数，于是思维开始了。它们开始把小粒叠放起来，霎时间竖起一根根柱子，造成一个个弯度对称的美丽拱券。一个个穹顶小室组成的晶状建筑出现了。迄今还不知道它们是怎样交流信息的，也无人明白，正在建造一根柱子的白蚁们怎样知道停止工作，全队转移到一根毗邻的柱子，而时候一到，它们又怎样知道把两根柱子合拢，做成天衣无缝的拱券。一开始使它们不再把材料搬来搬去，而是着手集体建筑的刺激物，也许是在它们的数目达到特定阈值时释放的外激素。它们像受了惊一样作出反应，它们开始骚动、激奋，然后就像艺术家一样开始工作。