弗洛勒斯人头骨(左)和正常人头骨比较
胚胎干细胞
人类染色体中存有大量有待认识的“垃圾”DNA
何积惠编译
近年来，每临岁末，著名的美国《科学》杂志总要推出其选出的当年度最重要的“十大”科学突破，今年的“十大”已于上周五刊出。尽管是一家之言，但由于《科学》杂志的公信度和影响力，所以其评出的“十大”每次都引起人们的普遍关注，更多的人在回顾中再次感受科学的魅力，激起创造的欲望。为使读者及时了解今年十大科学突破的内容，我们特选摘了主要内容，并请有关专家加以评点，以方便读者理解。
生命科学关键词——健康、环境
岁尾年末，盘点业绩，十大“英”、“杰”，日见报端，此乃激励士气、引领潮流之举。政经社文，各界如是，自然科学也不例外。近日，美国《科学》杂志发布了“2004年最重大的十大科学突破”。
何谓“最重大”，见仁见智，较难一致，但借助于《科学》杂志的公信度，它所选出的“十大”当可信其为十不离八九。且不论每项突破的细节及其意义，而就总体而言，“十大”中生命科学占其六。在自然科学领域中，生命科学虽不能说独领风骚，却已占有大半壁江山。这本身也可说是一个重大突破。
突破不是研究过程的终点，而是进一步洞幽察微、穷本溯源的新的起点。此外，生命科学的每一进展，莫不与人们的衣、食、住、行，生、老、病、死息息相关，是人们关注和支持的热点。因此，今岁的丰硕成果，预示着来年的更大辉煌。人谓“21世纪是生命科学的世纪”，洵非虚言妄语。不知与生命科学有关的国内各界人士对此已否做好准备？
有人把自然科学分成物质科学和生命科学二大类，前者囊括数、理、化、天、地，独缺一个“生”，后者则指生物学以及医、农、林、牧、渔。把生命科学视作物质科学的另类。这显然是欠妥的。
生命体无非是由碳、氢、氧、硫、氮、磷等化学元素组成的物质，生命活动也就是生命物质运动的一种方式，同样遵循着物质世界的普遍规律。因此生命科学绝不是非物质科学或超物质科学，而是一种实实在在的物质科学。正因为如此，生命科学方有基础与数、理、化、天、地各学科之间形成交叉学科。
从发布的“十大”突破中，有不少是得助于其他物质科学的介入，其中甚至还与伦理、法律、经济等社会人文科学密切相关。当然，生命物质、生命活动和生命世界蕴藏着大量的尚未揭示的自然奥秘，其复杂性需待物质科学各门学科间交叉渗透、协同探索来解开。因此，生命科学的进一步发展取决于其他学科的介入。为清除生命科学与其他物质科学之间在观念上的隔阂和障碍，似可把自然科学分为数理科学和生命科学，然否？
——赵寿元(遗传学家、复旦大学教授)
以“小矮人”为首的生命新发现
揭示生命的奥秘一直是科学家和普通老百姓关注的热点，生命科学的新成果在十大突破中居然占据了醒目的六项。新人种发现、胚胎克隆、基因研究、动植物研究和新药物研发都榜上有名。
“小矮人”印证曲折进化史
今年10月，印度尼西亚和澳大利亚研究人员在印尼弗洛勒斯岛的洞穴里发现了一个新人种——小矮人。这一惊人的发现旋即成为各地传媒的头条新闻，有人称之为半个世纪以来古人类学研究中一项最大的收获。
弗洛勒斯人的化石表明：1.8万年以前，现代人是与其他人种一起共同栖居在地球上的。化石的头颅非常小，与智人约1400立方厘米相比，其脑袋只有380立方厘米。发现者据此假设：他们是从年代更久远的直立人进化而来的；这些直立人被围困在孤岛上，体型随之日渐减缩，以适应资源匮乏、务求物尽其用的生存需要。
这些“岛屿小矮人”同其他哺乳动物打交道也是颇为出名的，其中包括在同一洞穴里挖掘到的、或许是小矮人用精致的石器工具捕猎的酷似大象的矮小牲畜。许多研究表明：在整个史前阶段，人类像任何其他生物一样依循着进化规律。但弗洛勒斯小人种的发现则首次印证：人类也许在孤岛遇到了巨大的生存压力，因而进化历程出现了病态性的曲折。
人类早期胚胎克隆成功
在不少读者看来，克隆之争似乎是一条过时的新闻。但韩国研究人员通过核移植克隆的人类早期胚胎证明：这项技术对人类细胞同样是适用的。他们的目的不在于克隆婴儿，而是试图提取胚胎干细胞，为医治疑难杂症，最终研制基因与病人匹配的替代器官提供新的视角。
自从1997年“多利”羊问世以来，各地克隆的哺乳动物已达数百头。韩国科学家第一次提供了克隆灵长目动物是可能的证据，也突破了先前设置的研究禁区：一旦对灵长目动物的卵细胞分裂加以定位，就会使此类努力化为泡影。据悉，有16名年轻女性捐卵242个，为反复试验之需解除了后顾之忧。然而，这项研究仍不时蒙上政治干扰的阴影。也许是受这一成功点燃的乐观情绪的感染，美国加州选民于11月初投票批准设立一笔30亿美元的基金以支持干细胞研究。同时，联合国就世界范围内禁止生殖性克隆的辩论却陷入了僵局。一些持反对意见的国家坚称：所有的克隆研究都是不道德的，因为创造胚胎只是为了将它们摧毁。
“垃圾”DNA中隐秘宝藏
在人类基因组中，蛋白质编码序列所占比例不到10%，剩下的是一片基因“废墟”。今年有越来越多的研究成果表明：这片原先被视为垃圾的“废墟”对基因功能的影响非同寻常，“废墟”底下可能埋藏着丰富的基因珍宝。
分子生物学家通过对DNA的解析，正在揭开巧妙地控制基因在恰当的时间和恰当的位置“开启”的奥秘。拿短序列的DNA来说，长度大约由500个基质构成，可通过同所谓转录因子的蛋白质结合以加速基因表达，故有激活剂之称。据许多研究报告透露：激活剂正是基因变化催生新物种的根源。垃圾DNA虽呈块状，却充满可换位的元素，除了减缓阻止转录，改变蛋白质编码，对RNA进行编码外，还有助于形成新的基因，包括对神经功能至关重要的基因。
为了挖掘更多的宝藏，美国国立人类基因组研究所准备推出一部DNA元素百科全书，以期搜罗所有在这片“废墟”内起作用的DNA并按目录加以分类。全书将从3000万种蛋白质编码和非编码序列的基质写起。
民间资本助推医药研究
一场公共卫生领域的革命，正在改变为世界上最贫困人群开发和供应药物的方式。它把历来提供援助的基金会、富裕国家、联合国下属部门、学术机构、制药商和慈善团体的力量调动起来，通力合作，展开众多的公共卫生活动。今年有不少举世瞩目的重大活动，包括向莫桑比克推广疟疾疫苗试验，加紧为贫困地区提供抗艾滋病药物等，都是以这种“公共和私营组织结成的伙伴关系”形式实现的。
这一运动可追溯到上世纪90年代中期设立的国际艾滋病疫苗机构(IVAI)，它将学术结构与疫苗制造商联合起来，以开发面向贫困国家的药物。目前，类似的机构在世界各地共有91个。例如诺华制药公司和新加坡经济发展局设置了一个热带疾病研究所，目的是研制专治登革热和抗药物性肺结核的新药。为了改善药物供应渠道，全球规模最大的“抗艾滋病、肺结核和疟疾基金会”自2002年起替128个国家承担资金达30亿美元。
物种生存状态令人忧
为了调查从青蛙到蝴蝶的兴衰变迁，科学家在这一年里开展了多项大规模的研究。调查结果表明：物种多样性正面临着工业化蚕食带来的衰亡厄运。首次对两栖类动物完成的全球性评估显示：在5700种已知两栖类动物中有30%以上濒临灭绝，有的处境危急，由于过量捕猎、丧失栖息地和未知的原因，现有两栖类动物中约有一半将在本世纪末归于消亡。
在英国跟踪研究植物、鸟类达40年之久的博物学家们提供了发人深思的统计数字：蝴蝶数量减少了13%，71%的蝴蝶种类已丧失原有的生态环境。鸟类数量也锐减了一半。本地植物有28%已消失殆尽。土壤营养不良，牧场难以再现昔日的丰美和滋润。40名海外生态学家历时20至50年收集的数据也表明：全球性气候变暖正在改写20多个地区的自然史。例如赤狐出没的圈子开始北移，频频闯入北极狐的世袭领地；植物的花期普遍提早；鸟类改变了惯有的迁徙习性，纷纷到食品供应最丰盛的地方安家落户。
