從耳熟能詳?shù)那噍锼氐搅鴺錁淦?從青霉素、嗎啡到一些最有效的癌癥化療藥物……自古以來(lái)，大自然都是人類的醫(yī)藥庫(kù)!但據(jù)英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，人類活動(dòng)導(dǎo)致生物多樣性喪失正讓這一醫(yī)藥庫(kù)處于危險(xiǎn)之中，科學(xué)家們也采用了多種方法，借助科技的力量來(lái)捍衛(wèi)這一寶貴的資源。

古老的天然醫(yī)藥庫(kù)

文字出現(xiàn)之前，人類就一直在利用大自然中的產(chǎn)物來(lái)治療疾病。第一份有文獻(xiàn)記載的相關(guān)證據(jù)涉及在印度那格浦爾發(fā)現(xiàn)的一塊有5000年歷史的土坡。據(jù)記載，那塊土坡上擁有250多種植物。此外，傳統(tǒng)中醫(yī)的起源也可以追溯到數(shù)千年前。

包括青霉素、嗎啡和我們今天使用的一些最有效的癌癥化療藥物都來(lái)自大自然，世界衛(wèi)生組織提供的數(shù)據(jù)顯示，全世界11%的基本藥物來(lái)自開花植物。

20世紀(jì)50年代，人們從雪花蓮的根莖中提取了一種名為“加蘭他敏”的天然生物堿。如今，一種人工合成的類似藥物被用于治療阿爾茨海默病，科學(xué)家正在進(jìn)一步研究，以確定雪花蓮能否有效治療艾滋病。

最近，科學(xué)家們?cè)谒筒菟幹邪l(fā)現(xiàn)了可用于治療帕金森病的金合歡醇。無(wú)獨(dú)有偶，今年6月，科學(xué)家從歐洲栗子樹的樹葉中分離出一種分子，研究發(fā)現(xiàn)其具有中和抗藥性葡萄球菌的功效。

新奇的藥物遍布地球各個(gè)角落。在樹懶的毛發(fā)中生長(zhǎng)的真菌可用來(lái)消滅寄生蟲和細(xì)菌并治療癌癥;從蛇毒中提取的藥物可治療心臟疾病;科學(xué)家甚至發(fā)現(xiàn)了一種生活在2000米深水中的海洋細(xì)菌，希望它為腦癌提供治療方法。此外，為了保護(hù)自己或?yàn)榱瞬妒常ハx進(jìn)化出了各種各樣的化學(xué)混合物，某些抗菌化合物可用作抗病毒藥物或抗癌藥物，某些黃蜂的毒液也被認(rèn)為能殺死癌細(xì)胞。

美國(guó)埃默里大學(xué)植物學(xué)家卡桑德拉·奎夫說(shuō)：“如今，全球每年因抗生素耐藥性感染死亡約70萬(wàn)人。據(jù)估計(jì)，到2050年，每年將有1000萬(wàn)人死于抗生素耐藥性感染。我認(rèn)為大自然是戰(zhàn)勝這些及其他新出現(xiàn)的健康威脅的關(guān)鍵。”

除為人類提供新奇藥物外，大自然資源也可用于促進(jìn)研究或醫(yī)療工作。比如，長(zhǎng)期以來(lái)，鱟的藍(lán)色血液被用來(lái)監(jiān)測(cè)藥品和疫苗中的雜質(zhì)，并被用于新冠病毒疫苗的研發(fā)。而被稱為矽藻的微藻具有多孔的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，可以用作向體內(nèi)輸送藥物的工具。

物種喪失危機(jī)已經(jīng)逼近

然而，科學(xué)家警告說(shuō)，對(duì)野生藥用動(dòng)植物的不可持續(xù)使用正導(dǎo)致生物多樣性喪失，并可能限制未來(lái)從自然中獲取藥物的機(jī)會(huì)。奎夫強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“就在我們最需要它們的時(shí)候，我們卻面臨失去許多重要物種的風(fēng)險(xiǎn)。”

英國(guó)皇家植物園2020年發(fā)布的一份報(bào)告指出，對(duì)自然衍生藥物需求的增加是導(dǎo)致生物多樣性喪失的驅(qū)動(dòng)因素。例如太平洋紫杉樹是化療藥物紫杉醇的原始來(lái)源，被世界自然保護(hù)聯(lián)盟列為瀕危物種，但目前其數(shù)量仍在不斷減少并走向滅絕。英國(guó)皇家植物園生物化學(xué)研究中心研究員梅拉妮-杰恩·豪斯說(shuō)：“需要數(shù)千棵太平洋紫杉樹才能獲得足夠的紫杉醇用于臨床。”

其他影響物種消失的因素包括污染、對(duì)自然資源的過(guò)度利用、入侵物種的引入、土地利用的改變以及城市化和農(nóng)業(yè)導(dǎo)致的退化等。

據(jù)估計(jì)，目前物種喪失的速度是自然滅絕速度的1000倍到10000倍，盡管我們不可能確切知道地球上到底生活著多少物種，但我們的確知道，物種滅絕正在加快。據(jù)世界自然基金會(huì)估計(jì)，在不到50年內(nèi)，野生動(dòng)物的數(shù)量減少了三分之二以上;世界自然保護(hù)聯(lián)盟估算稱，幾乎三分之一的物種面臨滅絕危險(xiǎn)。

豪斯說(shuō)：“人們只利用了相對(duì)較少數(shù)量物種的特性。植物和真菌產(chǎn)生的一些化學(xué)物質(zhì)非常復(fù)雜，我們?nèi)匀粺o(wú)法合成它們，比如從長(zhǎng)春花中提取的、用于治療兒童白血病的長(zhǎng)春新堿等。”

多管齊下保護(hù)生物多樣性

豪斯說(shuō)，深入了解植物化學(xué)有助于科學(xué)家以更可持續(xù)的方式從大自然中獲取藥物，從而為子孫后代保護(hù)好這些基礎(chǔ)藥品的來(lái)源。

豪斯解釋道：“我們現(xiàn)在對(duì)生物合成途徑，即植物和真菌產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)的方式有了更深入的了解，我們可以將這些生物合成途徑轉(zhuǎn)移到其他生物體，如酵母等，讓酵母細(xì)胞工廠承擔(dān)起制造這些藥用化學(xué)物質(zhì)的角色，從而減少?gòu)囊巴獠杉锓N的需要。這種方法已經(jīng)得到了推廣，成功提高了青蒿素的產(chǎn)量。”

而在英國(guó)皇家植物園，來(lái)自世界各地的標(biāo)本被儲(chǔ)存在種子銀行內(nèi)。工作人員通過(guò)讀取植物和真菌的DNA來(lái)發(fā)現(xiàn)并保存新物種。他們正在研究物種面臨的威脅程度，并將其中瀕危的物種列入世界自然保護(hù)聯(lián)盟瀕危物種紅色名錄，以更好地保護(hù)它們。在熱帶等生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)，英國(guó)皇家植物園正在提高當(dāng)?shù)厝藢?duì)植物重要性的認(rèn)識(shí)，并影響當(dāng)?shù)卣玫乇Ｗo(hù)植物及其棲息地。

在其他地方，人工智能和公民科學(xué)家正在使用應(yīng)用程序幫助識(shí)別物種。他們開發(fā)了一個(gè)開源的基因數(shù)據(jù)庫(kù)，旨在對(duì)地球上所有生命的基因組進(jìn)行排序。

豪斯、奎夫等人在一份報(bào)告中寫道：“科技的進(jìn)步為從自然界中發(fā)現(xiàn)新分子提供了機(jī)會(huì)，為合成它們提供了大量途徑，并提供了更可持續(xù)的來(lái)源方式，為全球健康挑戰(zhàn)的潛在解決方案奠定了基礎(chǔ)。”