大自然是人類(lèi)的醫藥庫 多管齊下保護生物多樣性

從耳熟能詳的青蒿素到柳樹(shù)樹(shù)皮再到蚊子;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(lèi)的醫藥庫!但據英國《衛報》網(wǎng)站近日報道，人類(lèi)活動(dòng)導致生物多樣性喪失正讓這一醫藥庫處于危險之中，科學(xué)家們也采用了多種方法，借助科技的力量來(lái)捍衛這一寶貴的資源。

古老的天然醫藥庫

文字出現之前，人類(lèi)就一直在利用大自然中的產(chǎn)物來(lái)治療疾病。第一份有文獻記載的相關(guān)證據涉及在印度那格浦爾發(fā)現的一塊有5000年歷史的土坡。據記載，那塊土坡上簇擁了250多種植物。此外，傳統中醫的起源也可以追溯到數千年前。

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，世界衛生組織提供的數據顯示，全世界11%的基本藥物來(lái)自開(kāi)花植物。

20世紀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(lèi)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)家們在水果和草藥中發(fā)現了可用于治療帕金森病的金合歡醇。無(wú)獨有偶，今年6月，科學(xué)家從歐洲栗子樹(shù)的樹(shù)葉中分離出一種分子，研究發(fā)現其具有中和危險的、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(shù)懶的毛發(fā)中生長(cháng)的真菌可用來(lái)消滅寄生蟲(chóng)和細菌并治療癌癥;從蛇毒中提取的藥物可治療心臟疾病;科學(xué)家甚至發(fā)現了一種生活在2000米深水中的海洋細菌，希望它為腦癌提供治療方法。此外，為了保護自己或為了捕食，昆蟲(chóng)進(jìn)化出了各種各樣的化學(xué)混合物，這包括幼蟲(chóng)產(chǎn)生的抗菌化合物可用作抗病毒藥物或抗癌藥物，某些黃蜂的毒液則被認為能殺死癌細胞。

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

除為人類(lèi)提供新奇的救命藥物外，大自然資源也可用于促進(jìn)研究或醫療工作。比如，長(cháng)期以來(lái)，鱟的藍色血液被用來(lái)監測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(chēng)為矽藻的微藻具有多孔的細胞壁結構，可以用作向體內輸送藥物的工具。

物種喪失危機已經(jīng)逼近

然而，科學(xué)家警告說(shuō)，對野生藥用動(dòng)植物的不可持續的使用正導致生物多樣性喪失，并可能限制未來(lái)從自然中獲取藥物的機會(huì )?？驈娬{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。”

英國皇家植物園2020年發(fā)布的一份報告指出，對自然衍生藥物需求的增加是導致生物多樣性喪失的驅動(dòng)因素。例如太平洋紫杉樹(shù)是化療藥物紫杉醇的原始來(lái)源，被世界自然保護聯(lián)盟列為瀕危物種，而且，目前其數量仍在不斷減少并走向滅絕。英國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)：“需要數千棵太平洋紫杉樹(shù)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業(yè)導致的退化等。

據估計，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(zhù)多少物種，但我們的確知道，物種滅絕正在加快。據世界自然基金會(huì )估計，在不到50年內，野生動(dòng)物的數量減少了三分之二以上;世界自然保護聯(lián)盟估算稱(chēng)，幾乎三分之一的物種面臨滅絕危險。

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

多管齊下保護生物多樣性

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

豪斯解釋道：“我們現在對生物合成途徑，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移到其他生物體，如酵母等，讓酵母細胞工廠(chǎng)承擔起制造這些藥用化學(xué)物質(zhì)的角色，從而減少從野外采集物種的需要。這種方法已經(jīng)得到了推廣，成功提高了青蒿素的產(chǎn)量。”

而在英國皇家植物園，來(lái)自世界各地的標本被儲存在種子銀行內。工作人員通過(guò)讀取植物和真菌的DNA來(lái)發(fā)現并保存新物種。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聯(lián)盟瀕危物種紅色名錄，以更好地保護它們。在熱帶等生物多樣性熱點(diǎn)地區，英國皇家植物園正在提高當地人對植物重要性的認識，并影響當地政府更好地保護植物及其棲息地。

在其他地方，人工智能和公民科學(xué)家正在使用應用程序幫助識別物種!他們開(kāi)發(fā)了一個(gè)開(kāi)源的基因數據庫，旨在對地球上所有生命的基因組進(jìn)行排序。

豪斯、奎夫等人最近在一份報告中寫(xiě)道：“科技的進(jìn)步為從自然界中發(fā)現新分子提供了機會(huì )，為合成它們提供了大量途徑，并提供了更可持續的來(lái)源方式，為全球健康挑戰的潛在解決方案奠定了基礎。”(科技日報記者 劉霞)

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