自生命诞生以来，生物的演化一刻未停，漫长而神奇的演化过程现如今在一定程度上受人类操纵，人类之手的加入会打破生物圈数十亿年以来的平衡吗？影响生物演化的环境在接受大量工业废物和电子旧物后，人类如何与之重修旧好？

生物定向进化

生物的演化是缓慢而随机的过程，内依赖于基因突变等随机的、可遗传的变异现象，外受束缚于物竞天择、适者生存的进化法则。然而人类从不妥协于既有规则，誓要与造物主一争高低，欲要调控生物的演化速度与方向。

现阶段人类对生物的演化掌控程度大都还处于分子阶段。生物分子的定向进化主要通过加速基因突变的积累和选择而发生，现有的技术在探测任何特定生物分子进化的随机性、可重复性，以及描述进化结果的集合方面的能力是有限的。

近日，麻省理工学院的研究人员Erika A. DeBenedictis和Emma J. Chory牵头开发了一款名为噬菌体和机器人辅助的近连续进化（PRANCE）的机器人系统。连续定向进化方法通过将基因功能与快速复制的生物体的适应性相联系，加速了多样化和选择的过程。噬菌体辅助连续进化（PACE）是利用噬菌体帮助蛋白质朝预期功能进化的方法，比传统的进化方法快近十亿倍。PRANCE这一带有自动反馈系统的机器人平台，将每个生物反应器的体积减小100倍，通过在高通量下进行噬菌体辅助的连续进化，根据对每个分子活动的实时测量，全面探索生物分子进化。

有生物学基础的读者应是知道生物的遗传密码规则，即mRNA上相邻的三个碱基对应编码一个氨基酸，碱基的读取由三元tRNA进行。而麻省理工学院的研究组凭借PRANCE的开发，进化出可以读取四个碱基的tRNA分子。除此以外，研究组还探索了更多生物定向进化方向。

（据英国《自然·方法》2021.12.30）

灵光一现：从水生生物到陆生生物，从无脊椎动物到脊椎动物，生物的种类在自然界的操控下日渐繁复，在人类的操纵下，生物又将进化成什么形态？将具有什么功能？动植物与人类的关系又会发生什么变化呢？若是一切走向不可控，是否会如同何夕在《异域》中塑造的西麦农场妖兽一般？

科学魔杖：点灰成金

稀土元素是電子和清洁技术的关键材料，是新材料和高科技产业发展的重要战略资源，例如，钇和钕是风力涡轮机和太阳能电池板的重要组成成分，稀土元素可以推动绿色技术的蓬勃发展。

但这类元素在矿石中的浓度低，采矿企业在稀土提取过程中往往需要耗费巨量的矿石，甚至破坏地貌。由于稀土在自然界中常与放射性元素混合存在，提取过程还会产生低水平的核废料。相比之下，旧电子产品和煤灰等工业废物富含稀土元素，而人类每年产生4000万吨电子废物、1.5亿吨赤泥和7.5亿吨粉煤灰。但无奈的是，当前的工业废物回收方法存在纯化时间长、提取效率低、价格昂贵和废水量大等问题。

对此，由莱斯大学的有机化学家James Tour领导的团队报告了一种使用电热脉冲从工业废物中提取稀土元素的方法。这一技术总得来讲像极了魔术：用电热的闪光击打垃圾。以煤燃烧的副产物粉煤灰为例，研究人员将煤灰与炭黑混合以提高导电性，然后将混合物放在宽透明石英管中，石英管两端的电容器发出电流脉冲，管子闪烁出黄白色并产生一小股烟，混合粉末的温度在一秒内飙升至3000℃，随后迅速冷却。经此电击，稀土的磷酸盐转变为稀土的氧化物，后者更易溶解也更易提取。该技术成本低、提取效率高，同时实现了提取过程中使用的多为无害化学物质。

（据美国《科学进展》2022.02.09）

灵光一现：通过电击等绿色技术，废旧电子产品和工业废物不再葬在土里，得以发挥剩余价值，人们从废物中提取稀土金属，将旧轮胎和塑料转化为石墨烯……废物利用不再困难，环境污染问题得以解决，青山绿水长存，人类文明蓬勃发展。

【责任编辑 ：竹 子】