阅读 ‧ 电子书库

 

 

广告:个人专属 VPN,独立 IP,无限流量,多机房切换,还可以屏蔽广告和恶意软件,每月最低仅 5 美元

乔纳森·诺兰在2007年作为编剧加入《星际穿越》的创作工作,他把故事设定在人类文明日薄西山的时代,而最后一根稻草就是“枯萎病”。在乔纳森的兄弟克里斯托弗·诺兰接手导演后,他也支持这个想法。

但是琳达·奥布斯特、乔纳森和我都有点儿担心库珀身处的世界只是乔纳森的想象,怀疑以下这些问题在科学上是否可行:为何人类文明如此衰退,但是在很多方面看起来还是极为正常?枯萎病席卷全球可食用作物在科学上是不是真的成立?是不是真的会发生?

我对枯萎病了解不多,所以转而求助专家的建议。2008年7月8日,我在加州理工学院的员工俱乐部“雅典娜神庙”组织了一次晚餐。乔纳森、琳达、我以及另外4位专业互补的生物学家一起享受了一顿美酒佳肴。他们分别是:植物学家艾略特·迈耶罗维茨(Elliot Meyerowitz)、植物降解微生物专家贾里德·利德贝特(Jared Leadbetter)以及梅尔·西蒙(Mel Simon)——研究植物的构造细胞及如何被微生物、病菌影响的专家,另外还有戴维·巴尔的摩(David Baltimore),他是诺贝尔奖获得者,对整个生物领域都有深广的见解。(加州理工学院是一个很棒的地方。在最近的3年中,它每年都会被伦敦《泰晤士报》誉为世界顶级名校。它非常小,只有300位教授、1 000名本科生和1 200名研究生,小到我认识加州理工学院全部学科的专家。所以,我很容易就找到了“枯萎病晚餐”上我们所需要的人。)

晚餐开始后,我在圆桌的中心安置了一个麦克风,记录下了这一长达两个半小时的畅谈过程。本章正是基于这些记录,当然我重新整理了大家的对话,而他们也核对并允许了我的转述。

我们很容易就达成了共识:库珀生活的世界在科学上是可能的,但也不是非常可能。它能够出现,但是概率非常小。这也是我把本章标为猜想阅读 ‧ 电子书库的原因。

库珀的世界——只比活命好一点儿

在品尝了美酒和开胃菜以后,乔纳森开始描述他眼中库珀的世界:在几次大灾难的联合侵袭下,北美的人口只剩下原来人口的1/10,甚至更少,其他几大洲的情况也差不多。人类已经退回到了农耕文明,时常在温饱线上挣扎。但世界也还算不上是地狱,生活依然可以忍受,在某些方面还能找到一些乐趣,比如棒球。图10-1描述的是库珀生活中的景象。然而,我们不再雄心勃勃,我们不再追求伟大,我们追求仅比活命好一点点的生活。

大部分人以为灾难都已经结束。人类开始建立一个新世界,情况也开始好转。但现实是,枯萎病非常致命,并且在农作物之间快速蔓延。人类这个物种将会在库珀的孙辈一代灭亡。

阅读 ‧ 电子书库

阅读 ‧ 电子书库

电影《星际穿越》剧照,由华纳兄弟娱乐公司授权使用

 

图10-1 库珀生活的世界。上图:在库珀的视野中,一场棒球比赛正在沙尘暴中举行。下图:沙尘暴过后库珀的家和卡车

何种灾变才是罪魁祸首

库珀的世界中到底发生了何种灾难?我们的生物学专家们提供了一些可行但不是非常可能的答案。以下是其中几种。

利德贝特:现在(2008年)大多数人并不自己种粮食。我们依赖的是全球系统去完成粮食的种植和分配,也包括水的分配。你可以想象,一些生物或者地质上的灾变击垮了这个系统。举一个小范围的例子,如果内华达山脉持续几年不降雪,那洛杉矶将不会再有饮用水,1 000万人将被迫迁徙,加利福尼亚的农业输出将会直线下降。你可以轻易想象更大范围内的灾变。在库珀所处的世界里,人口大量减少并回到农业社会,生产和分配的问题才得到缓解。

西蒙:另一个可能的灾变是,当我们回顾人类历史时,人类和病菌之间的战争从未停止(细菌和微生物攻击人体、作物或动物)。我们人类已经建立起了一套复杂的免疫系统去对抗它们的直接攻击。但是,病菌和微生物也在不停地进化,我们总是比它们落后半步。到了某个节点上,细菌和微生物有可能进化得过快以至于我们的免疫系统无法跟上,那将是一场灾难。

巴尔的摩:举例来说,AIDS病毒可能很快会演化成比以前传染性强得多的形式,它可以不通过性,而是通过咳嗽和呼吸传播。

西蒙:在全球变暖的影响下,地球的冰帽融化,这可能会释放上一个冰河时期以前就潜伏下来的致命病菌。

利德贝特:还有另外一种情形。人们害怕全球变暖,而升温是由于大气层中的二氧化碳增加所致。为了拯救我们自己,人们很可能会利用海洋去大量繁殖海藻,进而通过光合作用来消耗大气中存在的大量的二氧化碳。把大量的铁扔进海里就能起到这样的作用,但是这可能会造成意料之外的灾变,因为你可能会制造出新的有毒海藻(化学毒物,而不是致命的生物)来毒化海洋,大量鱼类和植物会因此而死。人类文明严重地依赖于海洋,这对于人类来说将是一场大灾难。那不可能吗?才不是呢!把铁扔入局部大海产生藻类的实验已经有先例可循了。藻类多到在太空中也看得见,像一块绿斑一样(见图10-2)。之前,科学对其中一些生长繁盛的藻类的研究还不是很深入。我们很幸运,尽管这些新类型的海藻没有毒,但它们可以有!

迈耶罗维茨:紫外线透过大气层的臭氧空洞可能使繁盛的海藻发生突变,也就是产生新的病原体。这些病原体可能会先“扫荡”大洋里的生物,然后跳到陆地上“扫荡”庄稼。

巴尔的摩:在这样的灾难面前,我们仅有的希望就是依赖先进的科学和技术。如果不在政策上资助科学和技术或者用一种反智的意识形态去阻挠其发展,诸如对进化论的否认(这正是灾难的源头),那么我们可能会发现自己根本没有相应的解决方案。

 

阅读 ‧ 电子书库

摘自乔瓦尼/戈达德地球科学数据和信息服务中心/美国宇航局

 

图10-2 在倾泻了100吨硫化铁到英属哥伦比亚(British Columbia,加拿大的一个省)海岸附近的大洋之后的叶绿素浓度分布图(海藻)。铁诱使海藻生长,导致虚线椭圆之内海藻的叶绿素浓度变得很高

在这之后还有枯萎病——这些设想的最终结果。

泛型枯萎病,所有生物的终极杀手

枯萎病是对多数由病原体导致的植物疾病的泛称。

巴尔的摩:如果你想找到一种能消灭人类的东西,那么杀掉植物的枯萎病可能是最有效的方法。我们需要食用植物。没错,我们也能靠动物和鱼类的肉维生,但它们同样也需要食用植物。

迈耶罗维茨:可能枯萎病只要杀掉禾本植物就足够了,甚至不用杀掉其他植物。禾本植物是我们农业的主体:水稻、玉米、大麦、高粱和小麦。而且我们食用的大部分动物也吃它们。

迈耶罗维茨:我们已经生活在这样的一个世界[1]——50%
的食物被病原体摧毁了。在非洲,这个比例更高。真菌、细菌、病毒……它们都能够成为病原体。曾经在美国东海岸随处可见的栗子树现在已经不复存在,它们都被枯萎病杀死了。18世纪时,人们最喜欢的香蕉品种也已经被枯萎病灭绝,而替代品种卡文迪许蕉(Cavendish banana)现在也正在遭受枯萎病的威胁。

基普:我原来以为枯萎病是一种特型,只攻击一个很小的植物种群,而且不会传染给其他种群。

阅读 ‧ 电子书库

扫码关注“庐客汇”,回复“星际穿越”,即可了解更多关于美国大陆其他树种的消亡情况。

利德贝特:也存在泛型的枯萎病。在作为攻击更多种类的泛型和攻击特定种类的特型之间似乎有一种平衡。特型枯萎病通常是高度致命的,它能干掉某个特定植物种群中的99%。至于泛型,能攻击的植物就多得多了,但其致命性对其中的每一种植物都低很多。我们发现这是自然界中反复出现的一种模式。

琳达:是否有一种枯萎病既是泛型,又同时具有更高的致命性呢?

迈耶罗维茨:类似这样的事情以前也发生过。在地球历史的早期,蓝藻开始制造氧气之后,整个地球的大气组分发生了根本性变化,它们实际上几乎杀死了地球上所有的其他生物。

利德贝特:但是氧气只是致命的副产品,蓝藻生成的是一种毒素,而非泛型病原体。

巴尔的摩:我们可能还没有见过,但是我能想象一种极端致命的特型病原体转变成了一种致命的泛型。它能够扩展自己的攻击范围——通过某种携带它的昆虫,从一个物种传播到另一个物种。比如日本的一种甲壳虫就能吃200多种不同种类的植物,它们携带的病原体能感染很多物种,然后这些病原体会变得越来越适合攻击这些植物,变得更加致命。

迈耶罗维茨:我能构想出一种对所有植物都具有致命性的泛型——一个攻击叶绿体的病原体。叶绿体普遍存在于所有植物中,它们对于光合作用(植物通过光照来结合空气中的二氧化碳和从根部吸收的水分,形成生长所需要的碳水化合物的过程)来说非常重要。没有叶绿体,植物就会死亡。现在我们假设某种新型的病原体演化了,比如就在海洋里,它变得可以攻击叶绿体了。那么,它将能够消灭海洋中所有的藻类和植物,然后跳到陆地上,所到之处寸草不生,化为沙漠,这是可能的。我想不出阻止它的办法。但它也许不是非常可行,实际上它不太可能会发生,但还是能够用来作为构建库珀所处世界的一个基础。

如果你关注日常的科学新闻,或者仅仅留意周围的世界,那么就会看到我的生物学同事在这一章中所介绍的各种情形的例子,很庆幸地是,我们看到的是一些温和的例子,而不是那种灾难性的。新近的一个例子就是致命性病菌从植物传染到蜜蜂的惊人跳跃。尽管病原体没有那么致命,但这比电影《星际穿越》中所描述的从秋葵到玉米的跳跃要大得多。

阅读 ‧ 电子书库

扫码关注“庐客汇”,回复“星际穿越”,即可了解这一惊人跳跃的相关内容。

这些思考让我们意识到:这些噩梦般的设想完全能令生物学家们寝食难安。电影《星际穿越》的焦点正是一种致命的泛型枯萎病肆虐全球。而布兰德教授还有另外一个担心那就是:人类很快就要把可供呼吸的氧气用光了!


[1] 此处的世界特指北美。——译者注