基因编辑与生物自组织的抵抗性

话说对转基因农作物技术的不信任,是全球的普遍心理现象,孟山都一关门,过去拼命宣传转基因的那些科普作家也都突然不启蒙不装逼不痛心疾首为什么民众对转基因的科学素质那么低、不卖力地下班出去转基因作物了😹 孟山都那些作物确实没有引起作物生物体内什么巨大的“噪声”,民众担心的某段被插入的碱基对代码在复杂的化学反馈中会不会产生某种未知的“噪声”(比如新型过敏原或代谢紊乱)之类没有出现,然而转基因作物被插入的那些基因被预期的优势的发挥也没有显示出有统计意义来😹这不是因为线性函数加减法地机械置换某段基因所导致的复杂的化学反馈出现噪声这类机制不存在,而是被编辑基因的生物体的自组织、人家自己是个活物的那种自主调节的反应出乎人类预期,那些被插入的基因很快被周围的基因的表观表达给调节得作用不明显、貌似被甲基化了那样,这是作物生物体在维持自己原有的性状的化学振荡自组织过程的平稳状态的反应。这是化学振荡的频率平稳的自我维持,生命的性状是多个基因共同维持的动态频率,你强行拉高了一个音频,周围的基因会协同下调,最终整体的振荡频率(性状)又回到了它最舒适、最平稳的原有状态,作物的生物体是有“自主意识”的活物,当它感知到某段基因在异常高频地表达(因为转基因通常带有强力启动子),它会启动甲基化或染色质重塑,把这个跳跃的音符给“捂住”,所以孟山都那些预期的“增产基因”或“抗旱基因”,在实验室里表现优异,一到田野实践中就“平庸化”了。除此之外,个别性状的短暂提升,也会被农作物所处生态环境的动态平衡所快速抹除其优势,比如由于大规模喷洒草甘膦(Roundup),导致了“超级杂草”(如长芒苋)的爆发。为了对付这些耐药杂草,农民不得不喷洒剂量更高、毒性更强的农药组合,优势就这样消失了。更要命的是,就连这种不明显的优势,在转基因农作物的二代或三代开始在作物内部都会被作物的生物体所自我屏蔽掉。从生物个体、种群到生态的各级复杂系统的构造牵动一部分就会整体联动,并不是简单加法那样的增减积木似地被想象预期的那样产生外来编辑结果,那些进化形成的生态关系并非随机的基因变异+自然选择好像筛子筛布朗运动的随机混乱热力学平衡态颗粒那样筛出来、而是热力学非平衡态的自组织反馈循环复杂过程自己组织配对出来的,这种基础也正是很多人本能反应地潜意识里对转基因技术的性能始终有点怀疑的本能来源。


最终孟山都的案例显示,那些转基因农作物其实也没有太明显的生产应用上的优势,虽然没有被担心很多年的明显的害处但却也没有明显的性状优势(而且在经济成本和产业结构方面还非常不划算),这和马斯克那些大脑芯片实验里芯片被组织结疤隔离开有类似的机制,如果把多到无法结疤包裹隔离的芯片塞进大脑、大脑就会被无法接受大脑自组织反馈循环所反馈调节的硅基芯片给弄死(芯片形态不能加入到大脑生物化学那些远离热力学平衡态的自催化自组织的化学振荡反馈循环的环节中去),个别基因编辑之后肯定是“被编辑的物种”自身原本有的其它基因的表观表达所甲基化地修饰掉、不让它破坏原本整体的那种化学振荡的反馈形态,当外界强行插入一个高表达的抗虫基因,植物的自组织系统自催化自组织的信息秩序图式感到了并非秩序因应变化压力刺激而系统协同地在一系列自我催化且同步自我协同的非线性反馈函数而产生而是线性关系打破自我协同地插入的“外来负荷”,那么它就可能像其他基因启动表观表达去甲基化修饰基因、或者其他方面表现被自我调节得变差了以抵消非协同所带来的能量的消耗,这可能就是孟山都那些作物最初几代转基因性状优势明显、但随着繁殖很快优势衰退的原因了,除了对被插入基因的甲基化、在实验室里科学家往植物里插入多个副本的抗性基因被系统发现体内突然多出了好几个重复的、高频震荡的信号(强启动子驱动的基因表达)、然后植物的自组织防御系统(主要是 RNA 干扰机制,RNAi)会识别出这些异常的重复序列,并认为这是病毒入侵,结果就是到了第二代或第三代,植物会产生特异性的“小干扰 RNA”,精准地拦截并降解外来基因产生的 信使RNA。于是被插入的基因还在,其表达的蛋白质变没了。这些都在显示作物作为高级生物其自身的热力学自组织自我协同动态平稳的机制,通过甲基化等手段把外来干预“平滑化”地保持原有自组织反馈过程的平稳,因为系统的压力和内在的协同作用没有演化到发生变化的临界点,它既拒绝变坏,也拒绝变得比祖先更优秀。


有些意见会用经过20多年的技术迭代从而外来插入的基因表达变得沉默这个问题已经可以通过使用强启动子、优化插入位点等方式来有效规避、大规模商业化的转基因品种,如抗虫玉米、抗虫棉,其Bt蛋白的表达是稳定且可遗传的。内蒙古和云南的官方测产数据显示,转基因抗虫玉米对玉米螟的防效超过90%,在抗虫害方面转基因农作物有明显优势等事例来加以反驳,但是这些反驳意见所凭据的这些例子,其实不能成为否认转基因技术与生物物种自组织系统的自组织之间的相互抵触的根本问题,Bt蛋白只要在关键组织(如叶、茎、果穗)达到一定阈值浓度(通常几μg/g鲜重)就能有效杀虫,不需要全程超高表达,现代商业品种用植物来源温和启动子(如玉米ubiquitin、actin),或组织特异启动子,表达水平控制在“够用但不高”范围,不易触发RdDM/RNAi沉默,这是技术性的而不是原则性的,所以到了高产性状就不行了,高产涉及复杂多基因网络(光合效率、株型、氮利用、籽粒灌浆等),是高度协同的自组织过程,如果强行插入单个或少数基因(即使实验室有效),容易被表观调控“平滑”掉:甲基化、组蛋白修饰、RNAi沉默,因为系统感知到“非协同高表达负荷”,会优先维持原有平稳振荡。所以如果是原则上问题其实并没有被克服,转基因作物的经济优势在农业上总体表现还是不明显,在个别技术性可钻空子的抗虫Bt蛋白之类能性状能转基因、高产和其他很多性状方面就不好转基因了~


有些科学家希望试图建立作物的“全基因组网络模型”,用计算机模拟干预一个节点后系统会如何重新组织、然后不再是插入单个基因,而是同时导入一个完整代谢路径的多个基因,但是这种想法是很难实现的,就像AI的智能都只能黑盒化而靠白盒弄不出来那样,“同时导入一个完整代谢路径的多个基因”就像给AI加入一个“安全对齐”,然后还不能保证这个安全对齐处于权威状态,因为自组织系统是全局而非局部的、不仅一个基因、非协同地外来插入的整段完整代谢路径的多个基因都可能被系统所自我屏蔽,就像一整个癌变的组织被免疫围剿那样;同时计算机不太可能模拟得了植物的基因表观表达,就像AI不能精准模拟和预测活人,硅基的算法和碳基的自组织反应启发式的涌现现象毕竟是不能重合的。别说控制生物的基因怎么反应了,就连控制硅基的AI都没有办法用白盒算法去导致生成式AI的那些涌现的智能、只能用黑盒算法,否则就最多变成高速一点的计算器+字典,而生物尤其高等生物的基因表观表达是碳基的复杂得多的“黑盒”,所以还说什么。最终的做法,还是要尊重而非对抗高等生物体的自组织内禀属性,通过可调控的复杂环境诱导其系统自发协同下的变异。

评论