摘要：我们处于一个全新的地质时代——人类世。人类不仅是在表象上改变了自然环境，而且是从里到外影响了海洋、森林、河流，以及超过半个地球表面的地形。我们甚至从生物基因上改变植物、动物的种类。人类的力量越来越强，却在更多层面上失去控制。
一个更热、更多洪水和干旱以及更多灾难降临的世界正在逼近。
我们处于一个全新的地质时代——人类世。人类不仅是在表象上改变了自然环境，而且是从里到外影响了海洋、森林、河流，以及超过半个地球表面的地形。我们甚至从生物基因上改变植物、动物的种类。人类的力量越来越强，却在更多层面上失去控制。
通过采访世界各地最前沿的科学项目，伊丽莎白·科尔伯特描述的是一个人工痕迹越来越多的世界：人类已不可能将自然恢复成原本的样子，甚至无法仅靠减排等手段减缓大灭绝到来的速度，只有大胆而谨慎地干预自然，才有可能逆转全球变暖。
如果说《大灭绝时代》是对已经过去的“反常的自然史”的回顾，那么《白色天空下》就是对未来世界的展望。书中所讲述的未来并非遥不可及，我们中的许多人可能在有生之年就能够见证天空变成白色，碳被大量转换成石头埋到地下，经过基因改造的个体消灭入侵物种……我们甚至可能目睹这些为解决问题而进行的自然干预所带来的新问题。
我们节选了第三章《升上天空》分享给读者。
奥丁在北欧神话中是一位极为强大的神祇，但同时也是个骗子。他只有一只眼睛，另一只眼睛被他用来换取了智慧。他的神力众多，比如唤醒亡者，平息风暴，治愈病患，以及令他的敌人失明。他还常常把自己变成一只动物：变成蛇的时候，他就获得了作诗的天赋，并且无意之间把这种神力传给了人类。
在加利福尼亚州奥克兰市的奥丁，是一家销售基因工程实验用品的公司。这家公司的创始人约西亚·扎纳（Joisah Zayner）把自己浓密的头发染成了金色，还在身上打了好几个洞，以及一个似乎是在提醒自己的文身：“创造美的东西”。他拥有生物物理学的博士学位，并且是个很出名的叛逆者。他做了很多前卫的事情，比如让自己的皮肤变得能够生产一种荧光蛋白；在一项 DIY 的排泄物移植中吃下了一个朋友的大便；以及试图让自己的一个基因失效，以便让自己能长出更大的肱二头肌。（他承认，在最后这件事情上的努力以失败告终。）扎纳称自己为“基因设计师”，并说他的目标是让人们想在业余时间改造生命的时候，就可以获得所需的资源。
奥丁提供的产品从写着“黑掉地球生物”的 3 美元小酒杯一直到一种“基因工程家庭实验室套装”。后者价格为 1849 美元，包括了一台离心机，一个聚合酶链式反应仪，以及一个凝胶电泳盒。我选择了介于两者之间的东西：“细菌 CRISPR 与荧光酵母套组”，花了我 209 美元。这个产品装在一个硬纸板的盒子里，表面印着公司的标志：一棵扭曲的树被一条双螺旋环绕着。我相信，那棵树代表的是“世界之树”。在北欧神话中，这棵树的主干就从宇宙的中心穿过。
在盒子里，我发现了各式各样的实验室工具：移液器用的吸头，带盖培养皿，一次性手套，还有一些小管，里面含有大肠杆菌（E. coli），以及我对它的基因组进行重排时所需的所有试剂。大肠杆菌被我放到了冰箱的冷藏室里，就在黄油旁边。其他的小管都放到了冰箱冷冻室里，跟冰激凌放在同一格。
基因工程到今天已经是人到中年了。第一种经过基因工程改造的细菌是在 1973 年被制造出来的。很快，1974 年就有了一种经过基因工程改造的小鼠。基因工程改造的烟草出现在 1983 年。第一种被批准可供人们食用的基因工程食品是“佳味番茄”（Flavr Savr tomato），批准于 1994 年。但是这种番茄很令人失望，几年之后就停产了。基因工程改造的玉米和大豆是在差不多同一时期开发出来的。与佳味番茄相反的是，这两种作物在美国已经差不多到处都是了。
在过去的十来年间，感谢 CRISPR 技术，基因工程也经历了它自己的转化。CRISPR 是一套技术的统称，其中大多是从细菌中借来的。有了这种技术之后，研究人员或是生物黑客们需要操纵 DNA 的时候就变得容易多了。（这个缩写的全称是“规律间隔成簇短回文重复序列”［clustered regularly interspaced short palindromic repeats］。）CRISPR 让使用者可以在 DNA 上剪一刀，然后就会让这个受到影响的序列功能被关闭掉，或者把它替换成一段新的序列。
由此而带来的可能性几乎是无限的。来自加利福尼亚大学伯克利分校的詹尼弗·道德纳（Jennifer Doudna）教授是 CRISPR 的开发者之一。她对这项技术的评价是：我们现在有了“一种方法，能够以我们希望的任何方式来重写那个真正的生命分子”。有了 CRISPR，生物学家们已经创造了许多生命体，其中包括：没有嗅觉的蚂蚁；像超级英雄一样肌肉膨大的猎兔犬；能够抵抗猪流感的猪；有睡眠失调问题的猕猴；不含咖啡因的咖啡豆；不产卵的三文鱼；永远不发胖的小鼠；以及一种细菌——它的基因里编码了一系列图片，而这些图片是埃德沃德·迈布里奇（Eadweard Muybridge）那段著名的赛马奔跑影像中的每一帧画面。几年前，中国科学家贺建奎宣称，他已经创造了世界上第一例 CRISPR 编辑的人类——两名双胞胎女婴。据他所说，这些女孩的基因经过了轻微的调整，以使她们获得对艾滋病毒的抵抗力。然而事实是否果真如此，这一点至今仍不清楚。
我在遗传学方面几乎没有任何经验，自从高中之后再也没有做过需要动手的实验室工作。然而，按照奥丁那个盒子里面的说明一步步做，我用了一个周末的时间竟然就能创造出一种新的生物。首先，我在一个带盖培养皿中培养了一个大肠杆菌的菌斑。然后，我把不同的蛋白质加到上面，还有一点我存在冷冻室里的设计 DNA。这个过程会把细菌基因组中的一个“字母”换掉：把一个 A（腺嘌呤）换成一个 C（胞嘧啶）。拜这一改变所赐，我这种新的改进型大肠杆菌真的就能藐视链霉素了——要知道，这可是一种强力的抗生素。在自家厨房里制造具有抗药性的大肠杆菌，这事儿感觉有点吓人，但它也的确有成就感。事实上，这种成就感太强了，以至于我决定开始做套组里的下一个项目：在酵母中插入一个水母基因，从而让它发光。
坐落于吉朗市（Geelong）的澳大利亚动物健康实验室（Australia Animal Health Laboratory）是世界上最先进的高等级生物安全实验室之一。它位于两道大门之后，其中第二道大门是被设计用来阻止卡车炸弹的。有人告诉我，它的浇筑混凝土墙足够厚实，能够经受住一架飞机的撞击。在这个设施内部有 520 个气闸门，以及四个安全等级。“如果是在僵尸世界末日中，你肯定会想要躲到这儿来。”这里的一位工作人员告诉我。在最高的安全级别，生物安全 4 级区域，有一些管子中存放着这颗星球上最凶险的一部分动物传播病原体，其中就包括埃博拉。（这个实验室在电影《传染病》［Contagion］上映后小小地火了一把。）那些在生物安全 4 级实验室中工作的研究人员不能把他们自己的衣服穿进实验室，而且在离开之前必须要冲最少 3 分钟的澡。而这家设施中的动物则根本不可能出得去。“它们能出去的唯一一条路就是通过焚化炉。”这里的一位雇员就是这样跟我说的。
吉朗位于墨尔本西南方向约一小时车程的地方。在拜访范诺本的那趟旅程中，我也到这家实验室去看了看。它的缩写是 AAHL（发音是“maul”这个词的韵脚）。我听说了这里正在进行的一场基因编辑实验，并对此非常感兴趣。人们为一项生物防控计划所付出的努力跑偏了，结果导致澳大利亚受到了一种名为海蟾蜍（cane toad）的巨型蟾蜍的困扰。AAHL 的研究者们还是希望再用另一种生物防控技术来解决这场灾难，这倒是回归了人类世的逻辑。在这个计划中就包括了利用 CRISPR 技术对海蟾蜍的基因组进行编辑。
一位名叫马克·蒂泽德（Mark Tizard）的生物化学家负责这个项目。他同意带我到处看一看。蒂泽德身形瘦小，发际边缘都已花白，蓝色的双眼炯炯有神。就像我在澳大利亚遇到的很多科学家一样，他也不是澳大利亚人，而是来自英国伦敦。
在研究两栖动物之前，蒂泽德主要是做家禽研究的。几年前，他和 AAHL 的一些同事将一个水母的基因插入了母鸡体内。这个基因跟我计划要插入酵母的那个基因很类似，编码了一个荧光蛋白。一只鸡有了这个基因之后，就会在紫外线的照射之下发出诡异的绿光。接下来，蒂泽德找到了一种办法，能够在插入荧光蛋白基因之后，确保它能够“传儿不传女”。结果就是，当一只母鸡产下的蛋还在孵化之中时，我们就能从荧光发光的情况来判断蛋中胚胎的性别。
蒂泽德知道，很多人都被基因改造的生物给吓到了。他们觉得食用基因改造生物这件事情很恶心，而把基因改造生物释放到大自然中则是很可恶的。虽然蒂泽德不是像扎纳那样的叛逆者，但他同样认为这些人对于基因改造的看法完全错了。
“我们有能发绿光的鸡。”蒂泽德告诉我，“所以会有学校组织学生来参观，当他们看到绿色的鸡时，你可以想象，有的孩子就会说：‘哦，这太酷了！要是我吃了这种鸡，我也会变绿吗？’而我大概就会说：‘你已经吃过鸡了，对不对？你长出羽毛和喙了吗？’”
无论如何，据蒂泽德说，当下如果还要去担心一两个基因的事情，已经为时晚矣。“如果你去看看澳大利亚原生的环境，你会看到桉树、考拉、笑翠鸟（kookaburra）等生物。”他说，“但如果让我来看，作为一名科学家，我看到的是桉树基因组的多重拷贝、考拉基因组的多重拷贝等等。而这些基因组正在彼此相互作用。然后，完全是在突然之间，嘭！你把一个外来的基因组扔了进去——海蟾蜍的基因组。它以前从没有在这里出现过，而它与所有其他这些基因组的相互作用是灾难性的。它把其他这些基因组全给干掉了。”
“人们看不到的一点是，这已经是一个在基因上改造过的环境了。”他继续说道。入侵物种把整个基因组加入了它本不属于的环境，也就改变了环境。相对而言，基因工程所改变的不过是这里或那里的一两段 DNA 而已。
“我们所做的事情，最多只会是在海蟾蜍的两万个基因上可能再增加十个基因，而这些基因本不属于海蟾蜍。但是这多出来的十个基因会破坏其余的基因，从而把它们从生态系统中清除出去，恢复原有的平衡。”蒂泽德说，“人们对于分子生物学最典型的评价是：你们是在扮演上帝吗？好吧，不是。我们是在应用我们对于生物学过程的理解，来看看是否有可能让一个受到损伤的系统好起来。”
海蟾蜍的学名是 Rhinella marina，身上长着棕色的斑点，四肢粗壮，皮肤上有很多鼓包。对于它们的描述总是不可避免地强调其大小。“海蟾蜍是一种硕大的、长疣的蟾蜍。”美国鱼类与野生动物管理局是这样标注的。“较大的个体坐在公路上很容易被误当成是大石块。”美国地质调查局如此评论。有记录的最大的海蟾蜍长达 38 厘米，几乎有 2.7 公斤重，相当于一只胖乎乎的吉娃娃了。有一只名叫贝特·戴维斯（Bette Davis）的海蟾蜍于 1980 年代生活在布里斯班市（Brisbane）的昆士兰博物馆，长达 24 厘米，也差不多有这么宽，跟一个晚餐用的餐盘大小相仿。海蟾蜍几乎能吃下任何可以放得进它们那张超级大嘴里的东西，包括老鼠、狗粮以及其他海蟾蜍。
海蟾蜍原本生活在南美洲、中美洲以及美国得克萨斯州最最南端的地区。在 1800 年代中期，它们被进口到了加勒比地区。这样做的目的是想让它们参加对抗甲虫幼虫的战争，这种虫子像瘟疫一样毁掉了当地的经济作物——甘蔗。（甘蔗本身也是一种人为引入的物种，它原产于新几内亚。）海蟾蜍从加勒比地区被运到了夏威夷，又从夏威夷被运到了澳大利亚。1935 年，102 只海蟾蜍在檀香山被装上了一艘轮船。其中 101 只撑过了整个旅程，来到了位于澳大利亚东北海岸甘蔗种植区的一个研究所中。在一年之内，它们就产下了超过 150 万颗卵。孵化出来的幼蟾被有意释放到了该地区的河流和池塘中。
存在疑问的是，这些海蟾蜍或许从未对甘蔗有过什么益处。甲虫幼虫生活的枝杈离地面太高了，像大石块一样的两栖动物根本够不着那么高的地方。但这并不会让海蟾蜍们担心。它们发现了充足的其他可以食用的东西，并且继续产下了更多的幼蟾，多得可以装满一辆辆卡车。从昆士兰海岸边窄窄的一条地带，它们向北扩张进入了约克角半岛（Cape York Peninsula），向南扩张进入了新南威尔士州（New South Wales）。在 1980 年代的某个时间点，它们进入了北领地。2005 年，它们到达了一个叫作中间点（Middle Point）的地点，位于北领地的西部地区，离达尔文市不远。
在海蟾蜍扩散的一路上，一些奇异的事情发生了。在入侵的早期，海蟾蜍前进的速度是大约每年不到 10 公里。二三十年后，它们的移动速度达到了每年近 20 公里。当它们到达中间点时，它们已经提速到了接近每年 50 公里。当研究人员对入侵前锋线的海蟾蜍进行测量时，他们知道了原因何在。在前锋线上的海蟾蜍的腿，要比后面昆士兰地区的同伴的腿更长，而且这一特征是可遗传的。《北领地新闻报》（Northern Territory News）在其头版报道了这个故事，标题是《超级蟾蜍》（Super Toad）。文章的配图是一张经过加工的照片，上面是一只披着披风的海蟾蜍。“它们已经入侵了北领地，而现在这些讨厌的海蟾蜍正在进化。”这篇报道叹息道。看起来这与达尔文的想法相反，进化能够被实时观察到。
海蟾蜍并不仅仅只是大得令人反感，从人类的视角来看，它们还很丑，长着皮包骨头的脑袋。真正令人感到“讨厌”的是它们脸上看起来像是邪魅的表情。然而更麻烦的是，它们是有毒的。当一只成年海蟾蜍被咬或感觉受到了威胁时，它就会释放出像牛奶一样的黏液，含有能够让心脏停跳的化合物。狗常常会被海蟾蜍的毒性伤害到，症状从嘴上起泡一直到心脏停搏。那些蠢到去吃海蟾蜍的人，最后通常都会以丧命而告终。
澳大利亚原本并没有有毒的蟾蜍。事实上，这里原本就没有蟾蜍。所以这里原生的动物们并没有进化出来要小心毒蟾蜍的习性。海蟾蜍的故事就是亚洲鲤鱼故事的相反版本，或者说上下颠倒的版本。亚洲鲤鱼在美国成为问题的原因是没有动物能够吃它们，而海蟾蜍在澳大利亚成为一种威胁的原因是每种动物都想吃它们。由于吃海蟾蜍而导致种群数量骤降的物种名单很长，而且还在发生变化。其中包括：淡水鳄，澳大利亚人称之为 freshies；黄斑巨蜥（yellow spotted monitor lizard），能长到 1.5 米长；北部蓝舌石龙子（northern blue tongued lizard），其实是一种小蜥蜴；横纹长鬣蜥（water dragon），看起来就像是小型的恐龙；死亡蛇（common death adder），名副其实的毒蛇；棕伊澳蛇（king brown snake），同样是一种毒蛇。目前为止，这张受害者名单上的第一名是北方袋鼬（northern quoll），一种长相很可爱的有袋类动物。北方袋鼬差不多有 30 厘米长，尖脸蛋，棕色的皮毛上带有斑点。当小袋鼬离开妈妈的育儿袋后，妈妈四处活动的时候会把小袋鼬扛在自己的背上。
为了减缓海蟾蜍扩张的脚步，澳大利亚人已经想出了各种各样聪明的，以及不那么聪明的计划。“蟾蜍净”（Toadinator）是一种配有便携扬声器的陷阱，里面播放着海蟾蜍的歌声。有人把这种声音比喻为拨号音，也有人把它比喻为引擎的嗡嗡声。昆士兰大学的研究人员开发了一种诱饵，能够用于诱捕海蟾蜍的蝌蚪并消灭它们。人们用气枪射击海蟾蜍，用锤子砸它们，用高尔夫球杆打它们，故意开车碾压它们，把它们放在冷冻室里冻成冰块，或是给它们喷洒一种叫“停止跳动”（HopStop）的化合物，号称能够“在几秒内麻醉海蟾蜍”，并在一小时内了结它们。有社区组织了“灭蟾”部队。一个叫作“金伯利灭蟾人”的组织建议澳大利亚政府能够为每一只被消灭的海蟾蜍提供赏金。这个组织的信条是：“如果每个人都是灭蟾人，那么海蟾蜍就会被消灭了。”
当蒂泽德开始对海蟾蜍感兴趣的时候，他还从未亲眼见过一只海蟾蜍。吉朗所在的维多利亚州南部是海蟾蜍还没有征服的地区之一。但是，有一天在一个会议上，他坐在一位研究两栖动物的分子生物学家旁边。后者告诉他，尽管有各种控蟾的措施，但是海蟾蜍仍在持续扩散。
“她说，只可惜没有什么新的办法能够解决这事。”蒂泽德回忆道，“我坐下来，挠着自己的脑袋。”
“我当时想：毒素是由代谢通路产生的。”他继续说，“这就意味着有酶的参与，而酶必须要有基因来编码它们。好吧，我们有能够破坏基因的工具。也许我们能够破坏那些导致毒素形成的基因。”
海蟾蜍在澳大利亚成为一种威胁的原因是每种动物都想吃它们。
蒂泽德让一位名叫凯特琳·库珀（Caitlin Cooper）的博士后帮忙开发这项技术。库珀的棕色长发刚刚及肩，笑声很有感染力。（她也是从别的地方来，具体来说是美国的马萨诸塞州。）此前从未有人试过对海蟾蜍进行基因编辑，所以需要由库珀来决定要怎么做这件事。她发现，海蟾蜍的卵必须先要清洗一下，然后再有条不紊地用一种非常细的移液器快速穿刺。这一切要在卵开始分裂之前完成。“磨炼显微注射的技术花了相当长的时间。”她告诉我。
库珀首先改变了海蟾蜍的颜色，这也算是一种热身练习吧。海蟾蜍的一个关键的色素基因编码了一种酪氨酸激酶，而这种酶控制着黑色素的合成（在人身上也是如此）。库珀推断，将这个色素基因关闭，应该会制造出浅色的海蟾蜍，而非深色的。她在一个培养皿中混合了一些卵子和精子，在得到的胚胎中显微注射了不同的 CRISPR 相关化合物，然后就是等待。最后出现了三只奇特的杂色蝌蚪。其中一只蝌蚪死了，另外两只都是雄性，长成了杂色的幼蟾。它们分别被命名为“斑点”和“金发”。“当这一切发生时，我绝对是着迷了。”蒂泽德告诉我。
库珀接下来把注意力转移到了“破坏”海蟾蜍的毒性方面。海蟾蜍在自己肩膀后方的腺体里储存毒液。在原始状态下，这些毒液仅仅只会让人不舒服而已。但是在海蟾蜍受到攻击时，它们会制造一种酶——蟾毒素水解酶。这种酶能够让毒液的毒性放大一百倍。应用 CRISPR 技术，库珀对第二批胚胎进行了编辑，删除了蟾毒素水解酶编码基因中的一小段。结果就是，一批无毒化的幼蟾出现了。
在我们谈了一阵子之后，库珀提出带我去看看她的海蟾蜍。这就需要进入 AAHL 的更深处，穿过更多的气闸门和安全层级。我们都在衣服外面套上了手术服，鞋子外面套上靴子。库珀给我的磁带录音机上喷了一些清洁液。一块牌子上写着：“隔离区域。违规重责。”我决定还是不要提奥丁，以及我自己那不怎么安全的基因编辑冒险为好。
在这些闸门的后面是一块无菌的空地，有点像一个农场大院，里面满是养着不同动物的各式围栏。空气中是医院与宠物动物园两种味道的混合。在一些小鼠笼子旁边，无毒幼蟾正在一个塑料箱中跳来跳去，数量有十来只，差不多十周大了，每只有七八厘米长。
“如你所见，它们很活跃。”库珀说道。这个塑料箱内布置着一个人所能想象到的蟾蜍所需要的一切：假植物、一大盆水、一盏太阳灯。我想到了蟾蜍庄园，“到处都是现代化的便利”。其中一只海蟾蜍伸出了它的舌头，抓住了一只蟋蟀。
“它们几乎什么都吃。”蒂泽德说，“它们还会以彼此为食。如果一只大个子的海蟾蜍遇到一只小个子的，那就是一顿午餐。”
要是被释放到澳大利亚的自然界中，一小拨无毒的海蟾蜍估计不会坚持很长时间。其中一些会变成淡水鳄或蜥蜴或毒蛇的午餐，其余的则会与乡野间数以亿计的有毒海蟾蜍杂交。
蒂泽德心里为它们设定的未来是教育事业。对于袋鼬的研究表明，有袋类能够通过训练来学会躲避海蟾蜍。给它们喂食掺有催吐药的蟾蜍“香肠”，它们就会把海蟾蜍与恶心联系起来，并学会躲着它们。根据蒂泽德所说，无毒海蟾蜍会成为一种更好的训练工具：“如果它们被捕食者吃掉了，捕食者只会生病，但不会死，那它就会学到：‘我再也不要吃海蟾蜍了。’”
在它们能被用于教育袋鼬或其他任何用途之前，无毒海蟾蜍需要一些来自政府的批准才行。当我到访时，库珀和蒂泽德还没有开始着手起草相关的文件，但却已经想出了其他修改基因的方法来。库珀想，或许有可能来干预那些生产蟾卵表面胶质层的基因，从而让这些卵不可能受精。
“当她向我描述这个想法的时候，我觉得她太聪明了！”蒂泽德说，“如果我们能够一步步削减它们的产卵能力，那绝对是太棒了！”（一只雌性海蟾蜍一次就能产下多达 3 万颗卵。）
离无毒蟾蜍几步远的地方，斑点和金发坐在它们自己的塑料箱内。那里还要更精致一些，有一张热带地区的景观图片逗它们开心。它们已经有差不多 1 岁了，完全长大了，上腹部有着层层叠叠的肉，就像是相扑手似的。斑点总体上是棕色的，有一条后腿是泛黄的颜色。金发的颜色更为斑驳，后腿发白，前肢和胸口有一块块的浅色区域。库珀把一只戴着手套的手伸进了箱子里，把金发拿了出来——她形容这只蟾蜍为“美丽的”。它立刻就在她的手上尿了，脸上似乎是在幸灾乐祸地微笑。然而我意识到，事实当然并非如此。在我看来，它那张脸也只有基因工程师才会喜欢。
结果就是，一批无毒化的幼蟾出现了。
根据孩子们在学校里学习的标准版的遗传学，遗传是一个掷骰子的过程。比如说一个人（或者一只蟾蜍）从他的妈妈那里获得了某个基因的一个版本，称之为 A，又从他爸爸那里获得了这个基因的一个竞争版本，称为 A1。那么，对于他的任何一个孩子来说，获得 A 或 A1 的概率都是一样的。在新的每一代人中，A 和 A1 的传承情况是完全由概率的法则来决定的。
就像学校所教授的其他很多事情一样，这一描述也只是部分正确的。有些基因遵从这一规律，但也有一些基因背叛了这一规律，拒绝执行。这些例外的基因能够以对自己有利的方式来修改游戏规则，而方法则是各不相同的狡诈。有些基因会干扰竞争对手的复制；另一些则会为自己建立更多的拷贝，从而提高自己被传承下去的概率；还有一些则会操纵减数分裂的过程，这正是卵子和精子形成的过程。这类打破规则的基因被称为会“驱动”的基因基因驱动，即 gene drive，这个术语的使用在科学界内部也呈现一种混乱状态。（基因驱动既可以指本文所描述的这种生物学现象，也可以指具备这种生物学现象的基因，还可以指能够达成这一现象的生物学工具。在下文中，译者将附加一些额外的界定，方便大家理解该说法出现时具体所指代的概念。）即便它们不会给生物带来适应性方面的优势——事实上，有时它们甚至还带来了适应性上的成本——它们还是一代代地传承了一半以上的后代。有些特殊的情况下，自我服务的基因被传承给了超过 90% 的后代。人们已经发现，在非常多的生物中都潜伏着能够驱动的基因，包括蚊子、拟谷盗（flour beetle）、旅鼠。据信，只要花费精力和时间去寻找的话，肯定还能在多得多的生物中找到基因驱动现象。（同样成立的一点是，最成功的驱动基因很难被检测到，因为它们已经导致了该基因的其他变体都淹没在了历史中。）
从 1960 年代起，生物学家们就梦想着能够利用基因驱动的力量，来名副其实地驱动某些基因。感谢 CRISPR 的出现，这个梦想如今已经实现了。
细菌可以说是掌握着 CRISPR 这项技术的原始专利，因为 CRISPR 在细菌中就是作为一种免疫系统来起作用的。拥有“CRISPR 座”的细菌能够把病毒的一小段 DNA 吸收到自己的基因组中。它们利用这些片段的方式就像是看嫌犯照片一样，能够帮助自己识别出潜在的攻击者。然后，它们会派出与 CRISPR 有关的 Cas 酶。这种酶工作起来就像是微型剪刀，能够把入侵者的 DNA 在关键位置剪断，从而使它们失效。
基因工程师已经能够让 CRISPR Cas 系统去剪切他们想要去剪切的几乎是任意一个 DNA 序列。他们还已经找到了办法，能够让被破坏的序列把自己与一段人为提供的外来 DNA 缝合在一起。（这就是我的大肠杆菌被哄骗着把腺嘌呤换成了胞嘧啶的方式。）既然 CRISPR Cas 系统是一个生物学的构建，那么它也是编码在 DNA 上的。而这就是创造一个基因驱动的关键所在。将 CRISPR Cas 的基因插入到一个生物中，而这个生物就能被编码执行对自己进行重编程的任务。
2015 年，哈佛大学的一组科学家宣称，他们使用这种自反式的技巧，在酵母中创建了一个合成基因驱动系统。（开始时是一些奶油色的酵母和一些红色酵母，而它们制造出的菌斑在几代之后全成了红色。）3 个月后，加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究者宣布，他们用差不多一样的技巧创造了果蝇中的一个合成基因驱动系统。（果蝇正常情况下是棕色的，而这个基因驱动系统能够推广一种类似于白化病的基因，得到了黄色的后代。）此后又过了 6 个月，第三组科学家宣布他们创造了一种带有基因驱动系统的疟蚊。
如果 CRISPR 具备 “重写那个真正的生命分子”的力量，那么结合了合成基因驱动技术之后，这种力量就会得到指数级的扩增。假设圣地亚哥的研究者释放了他们的黄色果蝇。再假设这些果蝇找到了配偶，成群围绕着校园里某个垃圾堆飞来飞去，那么它们的后代也会变成黄色。进一步假设这些后代都活下来了，并且成功交配，那么它们的子孙后代结果也会成为黄色的。这种特征会持续扩散，从红杉林到墨西哥湾流，直到黄色统治一切。
果蝇的颜色没有什么特殊之处。任何植物或任何动物上的任何基因都可以被重新编码，使之变得能够以对自己有利的方式来掷下遗传的骰子——至少理论上如此。这之中也包括了那些自身有过修改的基因，或是从其他物种借来的基因。比如说，完全有可能去设计一个基因驱动系统，使之能够在海蟾蜍中扩散那个破坏毒素的基因。有一天，也完全有可能去为珊瑚创造一个基因驱动系统，让一个耐热的基因扩散开来。
人类与自然之间的界线，实验室与野外之间的界线，此前已经变得非常模糊了；而在合成基因驱动的世界中，这些界线几乎要消融不见了。在这样一个世界里，人们不仅可以决定进化要在怎样的条件下发生，人们也可以决定进化的结果——同样的，至少理论上如此。
在合成基因驱动的世界中，这些界线几乎要消融不见了。
几乎可以肯定，第一种装备了 CRISPR 辅助的基因驱动系统的哺乳动物，将会是小鼠。小鼠是所谓的“模式生物”。它们繁育速度快，易于饲养，而且其基因组已经被充分研究过了。
保罗·托马斯（Paul Thomas）是小鼠研究方面的先锋。他的实验室在阿德莱德市（Adelaide）的南澳大利亚健康与医学研究所内。这是一栋蜿蜒的建筑，表面覆盖着带尖的金属板。（阿德莱德当地人称这个建筑为“奶酪擦丝器”。当我去参观时，我觉得它看起来更像是一头甲龙。）2012 年，一篇关于 CRISPR 技术的突破性论文刚一发表，托马斯就认识到这是一项彻底改变游戏规则的技术。“我们直接就投身其中了。”他告诉我。在一年之内，他的实验室就已经应用 CRISPR 构建了一只受到癫痫困扰的小鼠。
当合成基因驱动的第一篇论文发表后，托马斯又一次猛地扎了进去：“对 CRISPR 感兴趣，同时也对小鼠的遗传学感兴趣，我根本抗拒不了开发这种技术的机遇。”最初，他的目标只是看看自己能不能实现这种技术。“我们当时并没有太多经费。”他说，“我们当时只剩个油箱底儿了，而这些实验都相当费钱。”
当托马斯还只是在——用他自己的话说——“浅尝”的时候，有一个叫作 GBIRd 的组织跟他签了一份合同。这个缩写是指“入侵啮齿动物的遗传性生物控制”（Genetic Biocontrol of Invasive Rodents）。而他们的精神或许可以被描述为加入了地球之友的莫洛博士。
“像你一样，我们想要为后代子孙们保护这个世界。”GBIRd 的网站上说，“希望仍在。”在这个网站上占主要位置的照片中，一只信天翁的幼鸟充满爱意地望着它的母亲。
GBIRd 想让托马斯帮忙设计一种专门的小鼠基因驱动系统——所谓的“抑制驱动”。抑制驱动是设计用来彻底战胜自然选择的。它的目的是要散布一种有害的特性，从而彻底消灭一个种群。英国的研究人员已经在传播疟疾的冈比亚疟蚊（Anopheles gambiae）中构建了一种抑制驱动。他们的目标是要最终在非洲释放这种蚊子。
托马斯告诉我，要设计一种自我抑制的小鼠，有多种不同的方法可以尝试，其中多数都与性别有关。他尤其热衷于“X 粉碎者”小鼠这个想法。
小鼠像其他哺乳动物一样，有两条决定性别的染色体：XX 是雌性，XY 是雄性。小鼠的精子携带着单一的一套染色体，或是 X，或是 Y。一只 X 粉碎者小鼠经历过基因编辑，令其携带的所有带 X 染色体的精子都会失去活性。
“如果你愿意的话，也可以说是精子库中的一半精子都被拿掉了。”托马斯解释道，“它们不会再发育出小鼠了。这就让你只剩下了带 Y 染色体的精子，于是就得到了全都是雄性的后代。”在 Y 染色体上装备了“X 染色体粉碎指南”后，小鼠的后代将只会产生儿子。在每一代中，性别失衡都会增长，直到不再有雌性可供繁殖。
托马斯解释说，在基因驱动小鼠上的工作进度比他所期望的更慢。不过，他还是认为有人会在这个十年的末期取得成功。它或许是一只 X 粉碎者，或者也可能是依赖于某种目前还想象不到的设计。数学模型表明，一种有效的抑制驱动会是极为高效的：在一个有 5 万只普通小鼠的岛上释放 100 只基因驱动小鼠，就能在几年之内让这个种群的数量下降为零。
“所以这也相当令人震惊。”托马斯说，“这就是要达成的目标。”
如果说人类世最明确的地质标志是地层中的一个放射性颗粒的峰值，那么人类世最明确的生物学标志就是啮齿动物的一个峰值。人类在这颗星球上定居的每一个地方，甚至只是他们曾经到访过的地方，小鼠和大鼠都会随之出现在那里，并常常导致危险的后果。
波利尼西亚鼠（Pacific rat，Rattus exulans）曾经一度被限制在东南亚地区。从大约 3000 年前起，航海的波利尼西亚人把它们带到了太平洋的几乎每一个岛屿上。它们的到来开启了一波又一波的毁灭，至少导致了 1000 个岛屿鸟类物种的灭绝。后来，欧洲的殖民者又把黑鼠（ship rat，Rattus rattus）带到了这些岛上，以及其他很多岛屿上，于是又开启了更多波的灭绝，并且仍在持续。在新西兰的大南角岛（Big South Cope Island），黑鼠直到 1960 年代才登岛，而此时博物学家就能记录所产生的后果了。尽管人们付出了巨大的努力来拯救岛上的动物，但还是有三个该岛特有的物种消失了，分别是一种蝙蝠和两种鸟类。
小鼠（house mouse，Mus musculus）起源于印度次大陆，而今你在从热带一直到非常接近两极的地区都能找到它。《小鼠遗传学》（Mouse Genetics）的作者李·西尔弗（Lee Silver）认为：“只有人类才具备同样的适应性（有些人说人类还不如它们）。”在适当的环境中，小鼠可以像大鼠一样凶猛，并且一样致命。戈夫岛（Gough Island）差不多位于非洲与南美洲之间中点的位置，是这个世界上最后 2000 对特岛信天翁（Tristan albatrosse）的家园。安装在这个岛上的视频摄像头已经拍到了一群群的小鼠在攻击信天翁的雏鸟，把它们活活吃掉。“在戈夫岛上工作就像是在一家鸟类的康复中心工作一样。”英国保育生物学家亚力克斯·邦德（Alex Bond）曾如此写道。
人类世最明确的生物学标志就是啮齿动物的一个峰值。
在最近一二十年，对抗入侵啮齿动物的主要武器是溴鼠灵（Brodifacoum）。这是一种抗凝血剂，能够导致内出血。溴鼠灵可以被掺入饵料中，放在喂食器中，或是手动播撒，也可以从空中播撒。（你先是把一个物种用船运到全世界，然后再从直升机上毒杀它们！）数百个无人岛已经用这种方式进行了无小鼠化和无大鼠化，而这些行动已经把一些物种从灭绝的边缘上拉了回来。其中就包括了新西兰的坎岛鸭（Campbell Island teal），一种小小的不会飞的鸭子；以及安岛黑蛇（Antiguan racer），一种颜色发灰的以蜥蜴为食的蛇。
从一只啮齿动物的角度来看，溴鼠灵的缺点是很明显的：内出血是一种缓慢而痛苦的死法。从一名生态学家的角度来看，它同样有不足之处：非目标动物也常常会吃掉饵料，或是吃掉已经吃过毒药的啮齿动物，毒药会以这样的方式在食物链的上下游扩散开。而且，只要有哪怕一只怀孕的小鼠在行动中存活了下来，那么她繁育的后代很快又会占据整座岛。
基因驱动小鼠能够驱散这些问题。入侵者们将成为目标。将不会再有出血至死的情况。而或许最好的一点是，基因驱动的啮齿动物也能被释放到有人类居住的岛屿上。谁都可以理解，在这种地方从空中喷洒抗凝血剂是不会有人同意的。
但往往事与愿违，解决一批问题又会带来新的问题。对于啮齿动物来说，带来的新问题很严重。极其严重。有人将基因驱动技术与库尔特·冯内古特（Kurt Vonnegut）的“9 号冰”进行了对比。这种冰只要一小块，就足以把世界上所有的水都冻起来。只要有一个 X 粉碎者小鼠逃脱了，恐怕就会有着令人胆寒的类似效果：有点像是“9 号鼠”。
要预防冯内古特式的灾难，已经有人提出了不同的保险措施，例如“杀手—拯救者系统”“多重基因座搭配”，以及“菊花链系统”。所有这些方案都有着同一个基本性的乐观前提：首先要能够设计出一种有效的基因驱动，但同时又不能太有效。要想设计出这样的基因驱动，可能的办法包括：在几代之后将自身耗尽，或是与限制在单一岛屿上的单一种群中的一个特有基因变体耦合在一起。还有证据表明，如果一个基因驱动真的由于某种原因失控了，也可以向自然界释放另一个基因驱动来追捕它们，后者的特征是有一个所谓的“捕手”序列。还有什么可能出错的地方呢？
在澳大利亚的时候，我想要离开实验室，去乡下看看。我想如果能看到一些北方袋鼬一定会很有趣。根据我在网上找到的照片来看，它们简直太可爱了，有点像是微型的獾。但是当我问了一圈才知道，观看袋鼬需要很多专业知识和时间，这些都是我所没有的。要想找到一些杀死了袋鼬的两栖动物倒是容易得多。于是，有天傍晚我与一位名叫林·施华蔻（Lin Schwarzkopf）的生物学家一起出发去猎蟾。
碰巧的是，施华蔻是蟾蜍净陷阱的发明者之一。我们顺便去她在詹姆斯·库克大学的办公室看了看这种装置。这是一个跟烤面包机差不多大小的笼子，有一个塑料的翻板门。当施华蔻打开陷阱的小扬声器时，办公室里就回荡着海蟾蜍嗡嗡的叫声。
“雄性海蟾蜍会被任何听起来像是同类的声音吸引过来，哪怕只是有一点像而已。”她告诉我，“如果它们听到了发声器的声音，它们就会去往它的位置。”
詹姆斯·库克大学坐落于北昆士兰海岸，位于海蟾蜍最早被引入的地区之内。施华蔻认为我们应该在大学内就能找到地上的海蟾蜍。我们都戴上了头灯。当时大约是晚上 9 点，校园里没什么人，只有我们俩和一家子跳来跳去的小袋鼠。我们四处游荡了一会，寻找着那种邪恶眼睛的目光。就在我开始失去耐心的时候，施华蔻在一堆落叶中看到了一只海蟾蜍。她把它拾起来之后，立即就鉴别出这是一只雌性。
“它们不会伤害你的，除非你让它们很痛苦。”她一边说，一边指着蟾蜍的毒腺，它们看起来就像是两个垂着的小袋子。“这就是为什么你不应该用高尔夫球棒去打它们。因为如果你打到了毒腺，毒液就可能会飞溅出来。如果它飞到了你的眼睛里，会让你失明几天。”
我们又转了会儿。施华蔻说，天气太干了，海蟾蜍可能缺水了：“它们喜欢空调室外机——任何能够滴水的东西。”在一个老旧的温室附近，那里有人刚刚浇过水，于是我们又发现了两只海蟾蜍。施华蔻翻开了一个大小和形状都接近首饰盒的腐烂木箱。“简直是个蟾蜍矿！”她说道。在不到 1 厘米深的脏水里有更多的海蟾蜍，数都数不过来。有些蟾蜍就坐在其他蟾蜍的上面。我以为它们会试着逃跑。然而与之相反，它们就坐在那儿，泰然自若。
一个支持对海蟾蜍、小鼠或黑鼠进行基因编辑的最强有力同时也是最简单的论点是：还有其他替代方式吗？把这样的技术作为非自然的存在而去抗拒，也无法换回自然的存在。我们不是要在“过去曾有什么”与“现在有什么”之间做出选择，而是要在“现在有什么”与“以后会有什么”之间做出选择，而经常出现的结果是，未来什么也不会再有了。这正是魔鳉、肃氏鳉、偏嘴裸腹鳉、北方袋鼬、坎岛鸭以及特岛信天翁所处的情况。严格从自然的角度来看，这些物种，以及其他数千个物种，都是即将灭亡者。当前的问题并不在于我们是否要去改变自然，而在于是为了什么目的要去改变自然。
把这样的技术作为非自然的存在而去抗拒，也无法换回自然的存在。
“我们就像是神明一样，并且可能也变得擅长此道了。”这是《全球概览》（Whole Earth Catalog）的编辑斯图尔特·布兰德（Stewart Brand）写下的一句名言，就在该期刊于 1968 年出版的第一期上。最近，作为对当下正在发生的全球转变的回应，布兰德发表了更犀利的声明：“我们就像是神明一样，并且必须擅长此道。”布兰德与别人共创了一个组织，名叫“复活与复原”（Revive & Restore）。他们宣称自己的使命是“通过遗传补救的新技术来加强生物多样性”。在这个组织支持的那些更不切实际的项目之中，有一项努力就是要复活旅鸽。这项计划想通过对旅鸽亲缘关系最近的鸟类——北斑尾鸽（band-tailed pigeon）——的基因进行重新编排，以逆转历史。
更接近现实的一项计划是要把美洲栗树（American chestnut tree）带回来。这种树曾经是美国东部最常见的一种树，但是却被栗疫病全部消灭了。（栗疫病的病原体是一种真菌，在 20 世纪早期被引入了美国，几乎杀死了北美洲的每一棵栗树，据估计总计达 40 亿棵。）位于纽约州锡拉丘兹市（Syracuse）的纽约州立大学环境科学与林学学院的研究者们创造了一种经过基因改造的栗树，对那种真菌具有免疫力。这种抵抗力的关键是一个从小麦中引进的基因。就因为有这样一个借来的基因，这种树被当作了转基因生物，需要联邦的审批。结果，这种能够抗真菌的树苗目前只能被限制在温室内，以及被围栏围起来的一块土地上。
正如蒂泽德所指出的，我们一直都在全世界范围内移动着基因，通常是以整个基因组的形式。这就是栗疫病最初到达北美洲的方式，病原体是由日本进口的亚洲栗树带进来的。如果我们通过移动仅仅一个基因的方式，就能改正我们早先犯下的悲剧性错误，难道这不是我们欠美洲栗树的吗？难道我们不该做这样的事情吗？“重写那个真正的生命分子”的能力为我们赋予了一种责任——对于这一点或许也存在某些争议。
当然，反对这类干预措施的观点也是强有力的。在“遗传补救”背后的原理，差不多也正是导致很多“改变世界”的项目搞砸了的原因。（看吧，就像亚洲鲤鱼和海蟾蜍。）设计某种生物干预措施来修正此前的生物干预措施，这样一部历史读起来有点像是苏斯博士（Dr. Seuss）的《帽子里的猫又回来了》（The Cat in the Hat Comes Back）。在那个故事里，猫在浴缸里吃了蛋糕之后，被要求要自己收拾干净：
你知道它是怎么打扫的吗？
用妈妈的白裙子！
现在浴缸完全干净了，
但是妈妈的裙子变得一团糟。
在 1950 年代，夏威夷农业部决定要控制巨型非洲蜗牛。这些蜗牛是在二十年前作为花园装饰被引入夏威夷的。而政府的控制手段就是引入玫瑰蜗牛（rosy wolfsnail），也被称为食蜗牛蜗牛（cannibal snail）。但是玫瑰蜗牛大多放着巨蜗牛不管，反而一路吃掉了夏威夷独有的几十个小型陆生蜗牛品种，制造了 E. O. 威尔逊所说的“灭绝雪崩”。
作为对布兰德的回应，威尔逊曾经评论道：“我们不像天神。我们的感知力和智慧还不足以让我们成为很多别的什么东西。”
英国作家和活动家保罗·金斯诺斯（Paul Kingsnorth）对此曾经这样说过：“我们像天神一样，但我们做得并不怎么好……我们是洛基，为了取乐而杀戮美好。我们是萨图尔，生吞了我们的孩子。”
金斯诺斯还评论道：“有时什么也不做强过于做点什么。有时则恰好相反。”
来源：好奇心精选