本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
毫無疑問,人類已經極大地改變了地球。人類對環境的全球規模影響已導致許多科學家、學者和環保主義者使用人類世一詞來描述我們當前的地質時期。這個術語目前已被廣泛使用——儘管仍然是非正式的——,科學家們正在積極辯論我們是否可以正式地說我們生活在“人類時代”,如果可以,它究竟是從何時開始的。
根據一些定義,人類世始於農業的黎明,當時人類開始透過耕田和種植作物來改變自然生態系統。其他人認為人類世開始於2000年前,當時大城市蓬勃發展,區域帝國將其觸角擴充套件到世界各地。最常被認為是人類世開始的是工業革命,這歸因於化石燃料使用的爆炸式增長以及隨後的人口、消費和汙染的增加。
無論確切的起點是什麼,許多人認為,自第二次世界大戰以來,人類對環境的影響已顯著擴大。戰爭結束本身就在地質記錄中留下了印記,1945年原子彈爆炸沉積了放射性物質。此後,戰後人口和新技術的繁榮(以及由此產生的汙染和環境影響)被稱為“大加速”。透過數十項環境影響指標,大約在1950年開始出現陡峭的上升軌跡,並且此後一直持續上升。
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在人類世期間,我們改變了陸地、空氣、水和生物圈,極大地影響了每個生態系統的生物多樣性。雖然最受大眾關注的是瀕臨滅絕的毛茸茸的物種,但人們越來越關注人類世對不太可愛且通常看不見的微生物多樣性的影響。一篇全新的(開放獲取)論文發表在人類世期刊上,從微生物的角度考察了人類世的不同階段。作者回顧了農業黎明後人類微生物組的變化、工業革命期間向城市生活的轉變以及大加速以及由此導致的向更工業化飲食的轉變。他們研究了影響微生物的其他因素,例如抗生素耐藥性的增長和疾病的傳播,工業化農業、化學肥料和升高的溫度如何改變土壤微生物多樣性,以及海洋酸化如何改變藻類和浮游生物的種群。
對於微小生物而言,這些都是巨大的變化,對人類和環境健康產生了巨大影響。我們無意中改變了單個細菌的基因組及其集合的結構。我們正在無意識地進行全球規模的微生物進化和抗生素耐藥性實驗。然而,這篇論文最引人注目的方面不是編目人類技術對細菌的這些意外影響,而是有意的DNA操作可能在未來的某一天成為進化史上的主要參與者。
DNA測序和合成技術可能被用於創造具有潛在深遠環境影響的新微生物,從而加速人類世的程序。但這些技術也可能被用於緩解和應對人為氣候變化的一些其他後果:透過更可持續地生產材料、創造新的抗生素以及提供其他生態系統服務。鑑於它們在促進和應對人類世方面的潛在重要性,作者認為,大加速的開始不應該是1945年或1950年,正如大多數其他人提出的那樣,而是1953年——沃森和克里克發表DNA雙螺旋結構的那一年。
這是一個令人驚訝的提議,因為儘管DNA技術日益強大,但它們尚未像蒸汽機那樣產生相同規模的全球環境影響。(至少不是他們在文章中提到的微生物基因組規模合成生物學;農業中的基因技術肯定已在土地利用、工業化農業實踐和其他相關的人類世指標方面做出了重大改變)。然而,圍繞新型生物技術工具的炒作經常聲稱,生物學將使技術解決方案能夠解決其他技術引起的全球性問題。從生產生物燃料的藻類到吞噬汙染的細菌,再到能夠耐受乾旱的農作物,生物技術的定義通常是它們潛在的在未來某天解決人類世的生態危機。
也許與其回溯這種生物技術的相關性,不如考慮一下這種炒作如何可能將我們引向人類世的新階段。現在我們正在逐漸接受“人類世”這個術語,並正在提出新技術專門用於應對其他技術引起的問題,大加速可能很快就會變成一個巨大的技術問題反饋迴圈。我們可能正在走向一場生物-技術-進化軍備競賽,我們設計出對生物產生意外影響的新技術,然後我們設計出其他解決問題的生物技術,這些生物技術本身也可能存在問題,如此迴圈往復。
在《愛麗絲鏡中奇遇記》中,紅皇后告訴愛麗絲:“你必須盡你所能地奔跑,才能保持在同一個地方。如果你想去別的地方,你必須跑得至少比那快兩倍!”當我們奔跑以超越過去的技術問題時,我們是否正在創造未來的紅皇后人類世?這並不意味著我們應該停止嘗試解決人類世的非常實際的問題,但也許我們需要更多地思考在技術上“跑得快兩倍”以最終到達其他地方可能意味著什麼。