数字生命
演化竞争中的失败者——镜像生命,会不会卷土重来
1/19/2025

近期,《科学》杂志刊登了一篇关于镜像生命的文章,引发了社会的广泛关注。文章中,包括诺奖得主在内的30余名顶尖科学家联合发出警告:人类在未来10年有可能创造出镜像生命,而这或许会引发物种级别的灭绝。这一观点无疑为我们敲响了警钟,促使我们对合成镜像生命这一议题展开广泛而深入的讨论,这无疑是十分必要的。然而,一些媒体为了吸引眼球,大肆渲染“镜像生命大战人类”“导致毁灭地球”等危言耸听的画面,这种做法不仅无助于问题的理性探讨,反而容易引发公众的恐慌情绪。
实际上,镜像生命与大多数人想象中的生物形态大相径庭。它并非是类似克隆人的宏观生物体,而是在微观层面上,由镜像生命分子组成的、与自然生命截然不同的生命形态。在目前已知的生命分子结构中,存在着一种相似的规律:DNA和RNA都是由右旋的核苷酸组成,而蛋白质几乎都是由左旋的氨基酸组成。这种旋转方式在专业领域被称为“手性”,并进一步细分为“左手性(L型)”与“右手性(D型)”。与之相对的镜像生命分子,则是由手性相反的L型核苷酸、D型氨基酸构成。这就好比我们在照镜子时,镜子中的世界与我们自身在样貌上呈现出对称,但方向却完全相反。
事实上,地球上本身就存在着镜像生命分子,只是在漫长的生命竞争过程中,它们一直处于“弱势”地位。对镜像生命分子的研究历史源远流长,最早可追溯至1848年。当时,著名科学家路易斯·巴斯德首次发现了镜像化合物,这一发现为后续无数科学家投身该领域奠定了基础。到了2016年,科学家们取得了重大突破,成功合成了镜像聚合酶,并利用其创建了常规蛋白质的镜像分子,从而进一步推动了该领域的发展。然而,截至目前,人类尚未真正创造出镜像生命,但一些镜像生命分子已经在实际应用中崭露头角。例如,在美国,Aizen公司正借助人工智能工具AlphaFold、AlphaProteo来预测和生成镜像肽,用于药物研究。2024年8月份,西湖大学和清华大学的联合研究团队在Cell Research上发表的论文,更是实现了针对靶蛋白特定结构表位的精确设计镜像结合蛋白。
镜像生命分子的独特结构使其在多个领域展现出巨大的潜力。由于人体的免疫系统和相关分解酶难以识别它们,理论上由其合成的药物在人体内将拥有更长的半衰期和更低的不良反应风险,这无疑使其成为新型长效药物开发的重要方向。此外,镜像生命分子还有望在复杂生物材料的开发以及新的环境治理技术中发挥关键作用。
然而,正是这种独特性也引发了科学家们的担忧。一旦镜像病毒或细菌被创造出来,它们将能够逃脱自然界中的天敌,如噬菌体和原生生物等捕食者,在自然界中无声无息地传播。更为严重的是,它们还可能逃避免疫防御,从而引发人类和动植物的致命感染,掀起一场史无前例的大流行。因此,除非有令人信服的证据,否则我们不应轻易尝试创造镜像细菌等镜像生命体,因为它们可能带来“前所未有的、不可逆的”危害。
那么,镜像生命真的会毁灭地球吗?答案是否定的。地球本身并不会因镜像生命而毁灭,毕竟地球并不在乎哪种生命形式能够存活。从概率上来说,镜像生命毁灭人类的可能性也微乎其微。还有一种观点认为,镜像分子生命或许在历史上曾经存在过,但在演化竞争中,这种结构成为了失败者,因此几乎没有留下任何痕迹。生命自诞生以来,已经历经了无数次大灭绝事件,即便在人类短暂的历史上,也曾多次遭受大规模瘟疫的侵袭,但我们依然“有惊无险”地走到了今天。这充分说明,生命的发展总能找到出路,这也是地球上的生命历经多次大灭绝仍能繁衍至今的关键动力之一。
类似镜像生命分子的研究还有很多,如合成生物学和基因编辑等。合成生物学既可以助力农业育种,也可能被用于合成高危病毒;基因编辑技术能够治疗罕见病,但也存在被滥用制造“订制婴儿”的风险。这些技术的共同点在于它们都具有两面性。正如核武器的出现,虽然第一次赋予了人类毁天灭地的力量,但也从某种程度上制约了大国间滥用武力,带来了另一种意义上的和平。技术本身就像一把双刃剑,一念之间可通向天堂,也可坠入地狱。在人类文明的长河中,除了技术,还有人性的光辉和人文的滋养。面对新技术和大自然,我们应保持谦卑谨慎的态度,但也不必过于畏缩不前。
从目前人类所掌握的技术水平来看,距离真正合成出镜像生命还有很长的路要走。据预测,合成一个镜像细胞可能需要高达5亿美元的资金,且成功的概率也无法得到保证。然而,我们更应关注的是那些人类有能力控制却未加以控制的事实所带来的风险。例如,我们对全球抗生素的滥用,正在加速培养出全耐药细菌;我们对自然界的无尽掠夺,尤其是对野生动物家园的破坏,也在不断增加下一次“X病毒”大流行的风险。这些现实存在的风险,其实远远超过了尚未发生的镜像分子所带来的潜在威胁。