當今,全球面臨食物、能源、環(huán)境和健康等重大問題,科學(xué)界迫切尋求解決方案。美國一批生物學(xué)家最近提出的“新生物學(xué)”概念受到越來越多的關(guān)注。新生物學(xué)為人類應(yīng)對從細胞到生態(tài)系統(tǒng)各個層面上的挑戰(zhàn)提供了新的研究方法,為人類孜孜以求的綠色和健康夢想帶來新的希望。
所謂新生物學(xué),其實質(zhì)是將生物學(xué)分支學(xué)科的再整合以及生物學(xué)與其他諸多學(xué)科,如物理學(xué)、化學(xué)、計算機科學(xué)和工程學(xué)等的整合。新生物學(xué)方法的目的是,從各學(xué)科吸引優(yōu)秀人才來解決特定問題,保證取得的創(chuàng)新和進步得到迅速交流,并為獲得成功提供必要的工具和技術(shù)。
在美國,新生物學(xué)正在興起,許多科學(xué)家已踐行這種整合跨學(xué)科的生物學(xué)方法。新生物學(xué)有望在食品、環(huán)境、能源和衛(wèi)生等領(lǐng)域取得可評估的、鼓舞人心的進展。
首先,新生物學(xué)可以提供更加有效的方法來培育能在變化的環(huán)境中持續(xù)適應(yīng)和生長的糧食作物品種。通過新生物學(xué)這種有目標的、整合的努力,我們將有可能使各類作物適應(yīng)不同條件,進行有效生產(chǎn),從而提供豐富、健康的食品來養(yǎng)活全人類。
其次,新生物學(xué)將生態(tài)學(xué)的知識基礎(chǔ)與有機體生物學(xué)、進化和比較生物學(xué)、氣候?qū)W、水文學(xué)、土壤科學(xué)以及環(huán)境、土本和系統(tǒng)工程的知識基礎(chǔ)結(jié)合起來。這一整合有潛力使人類知識取得根本進步,產(chǎn)生新一代工具和技術(shù),使我們能夠監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)功能、識別處于危險的生態(tài)系統(tǒng),開發(fā)有效的干預(yù)措施來保護和恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)功能,盡可能減少人類活動和氣候變化帶來的影響。
再次,有效利用植物材料生產(chǎn)生物燃料也是新生物學(xué)可以做出重大貢獻的一個領(lǐng)域。在將植物纖維素轉(zhuǎn)化為生物燃料的工藝系統(tǒng)中,有許多地方可以得到優(yōu)化。新生物學(xué)為該系統(tǒng)優(yōu)化所需要的基礎(chǔ)性知識、工具和技術(shù)的進步提供可能性。
最后,新生物學(xué)用于衛(wèi)生方面,使我們有可能監(jiān)控個人的健康狀況,并以針對個人的方式治療任何功能失常病癥,也就是提供個性化的預(yù)防性檢查和治療。在每個人的基因組序列和他的健康狀況之間,存在著錯綜復(fù)雜的交互網(wǎng)絡(luò)。新生物學(xué)可以加快對該交互網(wǎng)絡(luò)的了解,為發(fā)展治療學(xué)和個性化前兆醫(yī)學(xué)帶來更有效的方法。
總之,新生物學(xué)將產(chǎn)生一個參與全面知識發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用的生命科學(xué)研究隊伍,產(chǎn)生一批以生物學(xué)為基礎(chǔ)的新產(chǎn)業(yè)。更為重要的是,它將產(chǎn)生創(chuàng)新的手段,因而能可持續(xù)地生產(chǎn)糧食和生物燃料,監(jiān)測和恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng),改善人們的健康狀況。
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