基因工程改造动植物如何助力应对气候变化

• 通过复原已灭绝动物的特征来实现的过程通常被称为“去灭绝化”，科学家希望借此重现猛犸象，以保护苔原。

• 对其他动植物进行基因工程改造，有助于复苏海洋、保障粮食系统，并从大气中清除碳。

• 基因工程有望增强应对气候变化的能力，但同时也存在风险和未知因素。

环境灾害的规模和频率正在引发经济不稳定，并促使人口迁移。这一严峻现实构成了2021年联合国气候变化大会（COP26）的背景，该大会被誉为“世界上最后一次有望将失控的气候变化控制住的机会”。

大会组织方列出了一份简短的目标清单，用以界定问题并指引解决方案。首先，减缓旨在实现全球净零排放，并将全球变暖幅度控制在1.5ºC以内。其次，适应指紧急调整相关事物，以保护社区和自然栖息地。

实现这些目标，意味着投资于已被证明有效的解决方案，例如可再生能源、具有韧性的基础设施，以及土地再生。但在已知行之有效的做法之外，研究人员和政策制定者还希望考虑未知因素。在生物技术进步的推动下，通过基因工程改造动植物以实现气候变化减缓和适应的努力正在加速推进。

在国际社会寻求技术、社会和政治手段以实现COP26目标的过程中，理解动植物基因工程应用的范围和发展轨迹，应当成为一项关键考量。

从雄心勃勃到务实稳妥，目前已有多项计划正在推进，检验基因工程在应对气候变化中可能发挥的作用。

让猛犸象重返，以重塑苔原？

在经历了近十年对实验方案的描述之后，研究人员即将启动一个备受期待的项目。

一家名为Colossal的公司获得了1500万美元的私人资金，着手对亚洲象的基因组进行改造。从理论上讲，这些有针对性的基因改变将赋予大象特定的猛犸象特征。这一复原特征的过程通常被称为“去灭绝化”。科学家并不打算复原一头与猛犸象完全一致的复制品，而是要培育出具有足够浓密毛发和厚实脂肪的大象，使其能够在西伯利亚繁衍生息。

让喜冷哺乳动物重新进入一个正在变暖的星球，听起来可能有悖常理，但研究表明，它们对苔原的影响有助于减缓气候变化。关键在于保持永久冻土冻结，这类地面蕴藏大量甲烷，而甲烷是一种威力强大的温室气体。从理论上讲，适应寒冷环境的大象会推倒吸收阳光的树木，使地面暴露出来，而裸露的地面能更好地反射光线，从而防止融化。

Colossal重新填充苔原的计划是一项登月式的宏大构想。但即便他们最终未能实现其终极目标，投资者仍对Colossal在过程中可能取得的基因工程进展感到振奋。

亚洲象与猛犸象之间的基因差异约为140万个DNA字母。即便只替换其中一小部分字母，也将是一项艰巨的工程壮举，并将为更高效地改造其他生物以应对气候变化减缓或适应打开大门。

以下是另外四个可能受益的领域。

1. 珊瑚

气候变化正威胁着海洋生物的巨大多样性。据估计，全球变暖幅度增加1.5ºC将导致珊瑚礁减少70%至90%，而珊瑚礁是海洋物种的重要栖息地。研究人员正在利用基因工程来应对气候变化适应问题，通过查明哪些基因有助于珊瑚种群在变暖海水中存活，这些发现将引导保护工作者繁育天然耐热珊瑚，或帮助研究人员改造受威胁物种。

科学家完成了有史以来第一张世界珊瑚礁地图

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2. 牛

使全球粮食系统适应气候变化，是养活不断增长的世界人口所必需的。小型股东农户中许多人依赖牲畜获取基本营养并维持经济稳定，他们尤其脆弱。

随着气候变暖，干旱日益严重，热带疾病也蔓延至新的地区。通过分析在热带地区饲养的牛的DNA，研究人员已发现能够抵御寄生虫感染并促进体重增加的基因。利用基因工程将这些基因导入在温带或较寒冷地区饲养的牛体内，将有助于这些动物适应并在温暖气候中生存。

3. 作物

保障水稻等主粮作物至关重要，水稻是30亿人的主要热量来源，对于缓解全球粮食不安全状况而言，保护水稻免受干旱和洪涝的影响必不可少。研究人员正在利用基因工具，查明帮助水稻抵御恶劣环境的基因。基因工程有助于将这些基因导入不同的水稻品种，从而培育出更具韧性的作物。

4. 碳

仅限制温室气体排放，可能不足以实现COP26目标。模型显示，我们可能需要从大气中清除碳，这一气候减缓过程被称为碳封存或碳捕集。通过提高光合作用效率，研究人员希望培育能够吸收更多大气碳的植物。基因工程还可用于培育更长、更细密的根系，以便将碳储存在地下更深处。

优先推进气候解决方案

尽管基因工程的许多应用仍处于研发阶段，但这项技术为加强我们应对气候变化的紧迫行动提供了切实可行的机会。

为实现COP26目标，这项技术的产品需要在全球范围内推广。基因改造生物的部署可能引发关于所有权、获取权和监管方面的分歧。

这一研究领域必须以谦逊、审慎的态度推进，并充分认识到过往经验。唯有通过国际协调，并就这项技术的动机与影响形成共识，我们才能理解这些应用对社区的影响，并朝着气候正义。

在研究人员探索这项技术科学潜力的同时，政策制定者和其他利益相关方必须评估基因工程在日益增多的可用气候变化解决方案中所处的位置，并充分考虑如何减轻和监测经济、环境和社会风险。