靈感引力場

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如今在一定程度上受人類操縱，人類之手的加入會打破生物圈數十億年以來的平衡嗎？影響生物演化的環境在接受大量工業廢物和電子舊物后，人類如何與之重修舊好？

生物的演化是緩慢而隨機的過程，內依賴于基因突變等隨機的、可遺傳的變異現象，外受束縛于物競天擇、適者生存的進化法則。然而人類從不妥協于既有規則，誓要與造物主一爭高低，欲要調控生物的演化速度與方向。

現階段人類對生物的演化掌控程度大都還處于分子階段。生物分子的定向進化主要通過加速基因突變的積累和選擇而發生，現有的技術在探測任何特定生物分子進化的隨機性、可重復性，以及描述進化結果的集合方面的能力是有限的。

近日，麻省理工學院的研究人員Erika?A.?DeBenedictis和Emma?J.?Chory牽頭開發了一款名為噬菌體和機器人輔助的近連續進化（PRANCE）的機器人系統。連續定向進化方法通過將基因功能與快速復制的生物體的適應性相聯系，加速了多樣化和選擇的過程。噬菌體輔助連續進化（PACE）是利用噬菌體幫助蛋白質朝預期功能進化的方法，比傳統的進化方法快近十億倍。PRANCE這一帶有自動反饋系統的機器人平臺，將每個生物反應器的體積減小100倍，通過在高通量下進行噬菌體輔助的連續進化，根據對每個分子活動的實時測量，全面探索生物分子進化。

有生物學基礎的讀者應是知道生物的遺傳密碼規則，即mRNA上相鄰的三個堿基對應編碼一個氨基酸，堿基的讀取由三元tRNA進行。而麻省理工學院的研究組憑借PRANCE的開發，進化出可以讀取四個堿基的tRNA分子。除此以外，研究組還探索了更多生物定向進化方向。

（據英國《自然·方法》2021.12.30）

靈光一現：從水生生物到陸生生物，從無脊椎動物到脊椎動物，生物的種類在自然界的操控下日漸繁復，在人類的操縱下，生物又將進化成什么形態？將具有什么功能？動植物與人類的關系又會發生什么變化呢？若是一切走向不可控，是否會如同何夕在《異域》中塑造的西麥農場妖獸一般？

稀土元素是電子和清潔技術的關鍵材料，是新材料和高科技產業發展的重要戰略資源，例如，釔和釹是風力渦輪機和太陽能電池板的重要組成成分，稀土元素可以推動綠色技術的蓬勃發展。

但這類元素在礦石中的濃度低，采礦企業在稀土提取過程中往往需要耗費巨量的礦石，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，提取過程還會產生低水平的核廢料。相比之下，舊電子產品和煤灰等工業廢物富含稀土元素，而人類每年產生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，當前的工業廢物回收方法存在純化時間長、提取效率低、價格昂貴和廢水量大等問題。

對此，由萊斯大學的有機化學家James?Tour領導的團隊報告了一種使用電熱脈沖從工業廢物中提取稀土元素的方法。這一技術總得來講像極了魔術：用電熱的閃光擊打垃圾。以煤燃燒的副產物粉煤灰為例，研究人員將煤灰與炭黑混合以提高導電性，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出電流脈沖，管子閃爍出黃白色并產生一小股煙，混合粉末的溫度在一秒內飆升至3000℃，隨后迅速冷卻。經此電擊，稀土的磷酸鹽轉變為稀土的氧化物，后者更易溶解也更易提取。該技術成本低、提取效率高，同時實現了提取過程中使用的多為無害化學物質。

（據美國《科學進展》2022.02.09）

靈光一現：通過電擊等綠色技術，廢舊電子產品和工業廢物不再葬在土里，得以發揮剩余價值，人們從廢物中提取稀土金屬，將舊輪胎和塑料轉化為石墨烯……廢物利用不再困難，環境污染問題得以解決，青山綠水長存，人類文明蓬勃發展。

【責任編輯?：竹?子】