自生命誕生以來，生物的演化一刻未停，漫長而神奇的演化過程現(xiàn)如今在一定程度上受人類操縱，人類之手的加入會(huì)打破生物圈數(shù)十億年以來的平衡嗎？影響生物演化的環(huán)境在接受大量工業(yè)廢物和電子舊物后，人類如何與之重修舊好？

生物的演化是緩慢而隨機(jī)的過程，內(nèi)依賴于基因突變等隨機(jī)的、可遺傳的變異現(xiàn)象，外受束縛于物競(jìng)天擇、適者生存的進(jìn)化法則。然而人類從不妥協(xié)于既有規(guī)則，誓要與造物主一爭(zhēng)高低，欲要調(diào)控生物的演化速度與方向。

現(xiàn)階段人類對(duì)生物的演化掌控程度大都還處于分子階段。生物分子的定向進(jìn)化主要通過加速基因突變的積累和選擇而發(fā)生，現(xiàn)有的技術(shù)在探測(cè)任何特定生物分子進(jìn)化的隨機(jī)性、可重復(fù)性，以及描述進(jìn)化結(jié)果的集合方面的能力是有限的。

近日，麻省理工學(xué)院的研究人員Erika?A.?DeBenedictis和Emma?J.?Chory牽頭開發(fā)了一款名為噬菌體和機(jī)器人輔助的近連續(xù)進(jìn)化（PRANCE）的機(jī)器人系統(tǒng)。連續(xù)定向進(jìn)化方法通過將基因功能與快速復(fù)制的生物體的適應(yīng)性相聯(lián)系，加速了多樣化和選擇的過程。噬菌體輔助連續(xù)進(jìn)化（PACE）是利用噬菌體幫助蛋白質(zhì)朝預(yù)期功能進(jìn)化的方法，比傳統(tǒng)的進(jìn)化方法快近十億倍。PRANCE這一帶有自動(dòng)反饋系統(tǒng)的機(jī)器人平臺(tái)，將每個(gè)生物反應(yīng)器的體積減小100倍，通過在高通量下進(jìn)行噬菌體輔助的連續(xù)進(jìn)化，根據(jù)對(duì)每個(gè)分子活動(dòng)的實(shí)時(shí)測(cè)量，全面探索生物分子進(jìn)化。

有生物學(xué)基礎(chǔ)的讀者應(yīng)是知道生物的遺傳密碼規(guī)則，即mRNA上相鄰的三個(gè)堿基對(duì)應(yīng)編碼一個(gè)氨基酸，堿基的讀取由三元tRNA進(jìn)行。而麻省理工學(xué)院的研究組憑借PRANCE的開發(fā)，進(jìn)化出可以讀取四個(gè)堿基的tRNA分子。除此以外，研究組還探索了更多生物定向進(jìn)化方向。

（據(jù)英國《自然·方法》2021.12.30）

靈光一現(xiàn)：從水生生物到陸生生物，從無脊椎動(dòng)物到脊椎動(dòng)物，生物的種類在自然界的操控下日漸繁復(fù)，在人類的操縱下，生物又將進(jìn)化成什么形態(tài)？將具有什么功能？動(dòng)植物與人類的關(guān)系又會(huì)發(fā)生什么變化呢？若是一切走向不可控，是否會(huì)如同何夕在《異域》中塑造的西麥農(nóng)場(chǎng)妖獸一般？

稀土元素是電子和清潔技術(shù)的關(guān)鍵材料，是新材料和高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源，例如，釔和釹是風(fēng)力渦輪機(jī)和太陽能電池板的重要組成成分，稀土元素可以推動(dòng)綠色技術(shù)的蓬勃發(fā)展。

但這類元素在礦石中的濃度低，采礦企業(yè)在稀土提取過程中往往需要耗費(fèi)巨量的礦石，甚至破壞地貌。由于稀土在自然界中常與放射性元素混合存在，提取過程還會(huì)產(chǎn)生低水平的核廢料。相比之下，舊電子產(chǎn)品和煤灰等工業(yè)廢物富含稀土元素，而人類每年產(chǎn)生4000萬噸電子廢物、1.5億噸赤泥和7.5億噸粉煤灰。但無奈的是，當(dāng)前的工業(yè)廢物回收方法存在純化時(shí)間長、提取效率低、價(jià)格昂貴和廢水量大等問題。

對(duì)此，由萊斯大學(xué)的有機(jī)化學(xué)家James?Tour領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種使用電熱脈沖從工業(yè)廢物中提取稀土元素的方法。這一技術(shù)總得來講像極了魔術(shù)：用電熱的閃光擊打垃圾。以煤燃燒的副產(chǎn)物粉煤灰為例，研究人員將煤灰與炭黑混合以提高導(dǎo)電性，然后將混合物放在寬透明石英管中，石英管兩端的電容器發(fā)出電流脈沖，管子閃爍出黃白色并產(chǎn)生一小股煙，混合粉末的溫度在一秒內(nèi)飆升至3000℃，隨后迅速冷卻。經(jīng)此電擊，稀土的磷酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)橄⊥恋难趸?，后者更易溶解也更易提取。該技術(shù)成本低、提取效率高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了提取過程中使用的多為無害化學(xué)物質(zhì)。

（據(jù)美國《科學(xué)進(jìn)展》2022.02.09）

靈光一現(xiàn)：通過電擊等綠色技術(shù)，廢舊電子產(chǎn)品和工業(yè)廢物不再葬在土里，得以發(fā)揮剩余價(jià)值，人們從廢物中提取稀土金屬，將舊輪胎和塑料轉(zhuǎn)化為石墨烯……廢物利用不再困難，環(huán)境污染問題得以解決，青山綠水長存，人類文明蓬勃發(fā)展。

【責(zé)任編輯?：竹?子】