设为首页收藏本站
开启辅助访问
切换到窄版

 找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 1028|回复: 0

运用生物智能学:让蝴蝶翅膀舞动五星红旗

[复制链接]
发表于 2015-1-1 10:04:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
运用生物智能学:让蝴蝶翅膀舞动五星红旗
重构(生物智能学、人造地形气候学创建人,山海经文化产业策划人)

蝴蝶翅膀的色彩斑斓、图案丰富,它们既令人叹为观止,又让人类迷惑不解:它们是如何形成的?热衷于探索和创新的人,还在进一步思考——能否利用基因技术和最新的生物智能学原理,让蝴蝶翅膀呈现出设计者期望的色彩和图案?
人类发现的蝴蝶品种已经超过了17000个,绝大多数蝴蝶都有与众不同的翅膀,或似巧夺天工的刺绣作品,或如闪烁的彩屏。《蝴蝶色彩的应用》(王之屏主编,中国纺织出版社1994年)一书把蝴蝶整体色彩划分为四种自然配色类型:深浅色对称分割类型,深浅色均衡分割类型,大面积浅色类型,大面积深色类型;把蝴蝶局部色彩划分为三种配色类型:过度色型,对比色型,闪光色型。蝴蝶翅膀的图案五花八门,据说美国一名摄影师曾经历时24年,终于拍全了蝴蝶(包括蛾类)翅膀图案展现出来的“26个英文字母”,这些图案每一种都几乎是独一无二的。
事实上,科学家已经在琢磨能否用基因工程技术手段和全新的生物智能学原理,改变蝴蝶翅膀的图案,或者让蝴蝶呈现出人们需要的新图案(简称“人意图案”)?与此同时,企业家和商人也在想入非非如何利用蝴蝶翅膀上的人意图案来打产品广告了。例如,培育开发出翅膀上带有国旗图案的蝴蝶,在每个国家的国庆庆典上释放,翅膀上有着国旗图案的蝴蝶飞舞,一定会为国庆节添色不少。进一步说,一旦人类能够控制蝴蝶色彩图案,也就意味着人类还可以控制许许多多的其他生物性状,从而构建起前所未有的前途无量的生物产业。笔者期待在这个新兴生物性状产业中,中国能够捷足先登,让舞动着五星红旗的蝴蝶率先飞遍全世界(该设想已写入《山神总动员》电影剧本里)。或许,这个新蝴蝶效应,可能会有力地推动“红旗取代星条旗”(这是西方人越来越关注的问题)的进程。
众所周知,生物性状是由相应的一个或一组蛋白质控制的,而这些蛋白质又是由一个或一组基因编码合成出来的。据此可知,每一种蝴蝶翅膀的色彩和图案,都是由该类蝴蝶特有的一个或一组蛋白质控制生成的,而这些特有的蛋白质又是由相应的一个或一组基因编码合成出来的。达尔文随机进化论认为,蝴蝶翅膀色彩图案是蝴蝶基因适应环境、随机变异而形成的;生物智能学则认为蝴蝶翅膀色彩图案的形成,实质是蝴蝶生命智力系统在设计制造新基因(参阅《生命智力简史》等专著)。
研究表明,蝴蝶翅膀上炫目的色彩来自一种微小的鳞片状物质(组成纳米结构),在光线的照耀下能折射出斑斓的色彩。与电脑显示屏的成像原理类似,蝴蝶也是用单色斑点来组成一幅幅完整图案的:每一个有色的鳞片都来自一个细胞内的类黄酮、黑色素等化学分子,它们在整幅图案中扮演一个像素。有趣的是,20世纪70年代英国科学家菲德里克•莱奥特通过对一个蝴蝶幼虫进行的微型手术,证明蝴蝶翅膀上构成图案的细胞在其幼虫时期(包括蛹期)就已经存在了。蝴蝶的黑色素是由酪氨酸氧化而成的新陈代谢产物,黄色、红色、橘红色是由类胡萝卜素、花青素、花黄素等色素产生的,它们是蝴蝶幼虫从食物中摄取来的。多数蝴蝶的鳞片中还含有蝶呤素,白蝶呤、黄蝶呤、红蝶呤、金蝶呤通过不同组合来产生绚丽的色彩。
据2006年出版的《发育生物学》,美国布法罗大学的科研团队用激光在一只转基因蝴蝶翅膀上作出荧光标记,以对蝴蝶基因观察、研究,如识别蝴蝶体内哪些基因负责生成翅膀上的斑斓图案。项目负责人安东尼亚•蒙泰罗介绍说,新方法首先需要在转基因蝴蝶体内植入一种来自水母的热感应基因,通过激光传热,激活蝴蝶翅膀上具有热感应基因的特殊细胞,从而使翅膀发出荧光,这样就可以更方便地检测、识别和观察蝴蝶翅膀上的各种条纹、色素和具有感光功能的图案“眼点”和复杂图案,都是由哪些基因负责生成的。她信心满满的说:“我们想拥有随意‘打开’或‘关闭’处于发育阶段的蝴蝶翅膀上的特定基因的能力,以便检测这些基因在形成蝴蝶翅膀图案与颜色方面所起的作用。”当然,这种方法也许还能够应用在改变其他昆虫、鱼类、鸟类或植物的翅膀、皮肤、羽毛或叶面图案及颜色上。
许多生物都有伪装和拟态的本能(实际上是一种复杂的生命智力行为),蝴蝶也不例外。蝴蝶翅膀的色彩图案,除了具有识别和吸引异性的功能之外,更多的是对环境色彩的适应。有鉴于此,如果我们把某种蝴蝶(其翅膀色彩图案最好比较接近于某种国旗的色彩图案)置身于到处都是该国旗色彩图案的环境之中,那么有可能经过若干代的繁殖,该种蝴蝶的翅膀色彩图案就真的会变成该国旗的样子。
利用蝴蝶自身的伪装和拟态的功能,获得我们需要的翅膀色彩图案,通常都需要漫长的时间。为了更快地培育出我们需要的蝴蝶翅膀色彩图案,还可以对不同蝴蝶进行杂交,从中筛选出我们需要的蝴蝶新品种。需要指出的是,使用蝴蝶杂交技术来获得我们需要的蝴蝶新品种,往往带有盲目性,以及不可控制性。因此,最好的方法和技术是,人工诱导蝴蝶色彩基因发生我们期望的改变,这种人工诱导形成的蝴蝶色彩新基因,可以编码合成相应的新蛋白质,再由这些新蛋白质来控制蝴蝶翅膀形成我们期待的色彩图案。
问题是,生命智力系统(包括我们的大脑思维)是如何知道什么样的新基因具有什么样的自己所期待的新功能的呢?要知道每一个基因通常都是由数以千计甚至万计的核苷酸分子按照一定的排列组合起来的,改变某一个核苷酸分子的碱基,就有可能会形成功能完全不同的新基因,而这些所谓的新基因往往绝大多数对生物来说都是有害的。
根据生物智能学,生物进化过程中所期待的新基因,并不是直接一步出现的,因为这样做的风险和成本实在是太大了。事实上,生命智力系统具有“蛋白质功能预测”本领,它先根据直接的期望来设计出具有相应功能的“虚拟蛋白”,然后再根据虚拟蛋白的结构来设计制造相应的新基因,当新基因设计制造完成后才会去编码合成真实的新蛋白质,再由这些新蛋白质来实现自己当初期望的新功能(先有鸡还是先有蛋的终极答案就是先有虚拟蛋白后有新基因)。也就是说,我们要想培育出舞动国旗的蝴蝶翅膀,那么就需要了解什么样的蛋白质能够让蝴蝶翅膀形成国旗图案,然后再根据该蛋白质的结构来设计制造相应的新基因。毋庸置疑,谁掌握了从虚拟蛋白到新基因的设计制造技术,谁就掌控了生物的未来和人类的未来!

JS25-2800《运用生物智能学:让蝴蝶翅膀舞动五星红旗》150101
本文收入八纮九野丛书(《重构文集》)之《重构2015进展》。
重构智因学研院信箱jdtdshj@163.com

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

QQ|申请友链|小黑屋|手机版|Archiver|生物信息学论坛 ( 蜀ICP备09031721号  

GMT+8, 2017-2-25 01:19 , Processed in 0.099282 second(s), 25 queries .

Powered by Discuz! X3

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表