2011年12月28日 星期三

複製科技:道德問題


複製科技:道德爭議
撰文:黃筠涵
隨著複製科技的日新月異,隨之而來的必定是不容忽視的道德倫理議題。以下將詳細討論複製(Cloning)的爭議,以及可能由衍生的道德問題。

(一)複製科技所引起的爭議
隨著複製羊桃莉的問世,以及陸陸續續出現的其他種類的複製生物,不只科學家,整個社會都知道如果不對複製科學的研究加以規範,複製人的出現將只是時間早晚的問題。那麼我們不禁要問:人類對生命的權利究竟擁有多少的掌控權?複製個體的誕生真的是我們有權利控制的事物嗎?社會真的有辦法接受複製人融入我們生活嗎?這些都是值得好好思考、討論的問題。

(二)複製科技衍生的道德問題
可能因複製產生的道德問題,在經過上網搜尋相關資料以及討論之後,我們大致上可以將可能衍生的問題畫分為以下幾個面向逐一討論:

1. 道德問題
道德問題牽涉到的主要是生命的權利。目前已知的複製技術成功率並不是很高,例如桃莉羊的誕生就是經過兩百多次的失敗之後終於成功的結果。然而社會往往只看到成功的豐碩果實,而忽略了其背後付出的代價。倘若我們讓複製技術不加限制地普及,卻沒有提升技術本身的成功率,那麼先前每一次失敗的複製胚胎培育,是否算是一種對個體生存權的剝奪?我們知道有一些國家對於胚胎的相關研究有嚴格的規範,定義幾周內的胚胎屬於細胞團的範疇,可以以研究知名義取得已進行科學研究,而幾周以後的胚胎便算是一個完整的個體,科學研究可能會帶給其莫大的痛苦甚至是危及生命的傷害,而禁止對其做研究。
也許複製科技可以比照辦理,但我們認為很難真的完全控制培育胚胎失敗的時間點。因此,比較好的解決方式應該是等到複製技術的成功率高於(至少是接近)一般自然受精情況下的成功率,才允許其合法、普及,會是較能保障生命權的做法。

2. 個體畸形問題
1. 道德問題面臨相同的困境,倘若複製成功前失敗的個體並沒有死亡,而是產生程度輕重不一的畸形,應該如何處置?又或者複製出的個體最後因為畸形而死亡,因為其誕生的途徑是透過人為的操作,這樣是否也算是一種對其生命權的迫害?

3. 倫理與家庭問題
這部分的討論重點為複製人和提供基因的原個體之間的關係究竟應該如何定義。複製人應該稱原個體為父母或是兄長、姐姐?原個體的父母對複製出的個體有沒有監護權?如果複製次數過多,會不會造成數代之後的複製人沒有父母、家庭的照顧及撫養?我們都知道在人類社會中,家庭對於一個個體的發育成長,乃至成熟後的社會化都有著至關重要的影響,若家庭的概念在複製人日益普遍的現像中逐漸淡化薄弱,那麼整個社會的價值觀會不會受到扭曲、變形,都是值得深思的問題。

4. 生物多樣性問題
在全球開發狀況並不均衡的前提下,我們不難想像,最先擁有技術、資金來複製人類的國家,必定是開發程度較高的國家。如果允許他們大量複製人類,將有可能威脅到尚無複製技術、人口又較為稀少的小國。在地球的環境負載力不足以供給所有人口的糧食時,這些人口本來就較為稀少的國家很有可能會面臨滅族、滅國的危機。然而透過課程內容我們知道,生物多樣性(由其是遺傳多樣性)對於一個物種的延續是非常重要的,多樣的基因庫可以使得一個族群在面對各種不同的環境、突發的重大變故(例如天災、新疾病)時擁有更好的抵禦能力。如果因為複製人的氾濫而導致人類的基因庫減少,其實對整個種族的延續將更加不利。
(事先建立一個人類的基因庫也有其困難,因為基因的保存應該也有時效性及技術上的問題,而且應該很難建立完整的資料庫。)

5. 社會問題
關於複製人可能產生的各種社會問題,經過討論之後我們想到兩個較值得討論的議題:
其中之一是器官販賣的問題。如果複製技術普及,並且成本大幅降低,也許會有不肖商人大量複製出健康的個體,再將其謀殺、摘取其器官販賣給需要器官捐贈的病患、醫院等,牟取暴利。這樣不僅複製人的生命權會嚴重受到威脅,整個社會的價值觀也很容易受到誤導而產生偏頗,認為複製人不過是可以任自己予取予求的一種資源。
另外,如果可以複製出重要的人物(例如已死的歷史人物、國家元首),那麼是否有可能讓歷史事件重演、或者是大幅影響人類的文明發展?例如複製出愛因斯坦(Albert Einstein)等優秀的科學家或許能讓科學發展有長足的進步,但如果大量複製出有暴力傾向的罪犯、侵略性極強的政治家,也有可能引發暴動等嚴重的社會問題、甚至是國際間的戰爭。

6. 貧富差距問題
我們將貧富差距問題從社會問題中獨立出來討論:從現今的生活我們不難看出,二十一世紀的今天,已開發國家的社會已開始有「富者恆富」的現象。富裕的上一代能夠提供子女更優渥更良好的生活環境,悉心照料以及良好的培育將使得子女的表現更為良好,導致社會的階層流動更加困難,較貧窮的居民想要往上爬也較為困難。倘若複製技術普及,是否富者可以選擇希望自己的後代(透過複製產生)擁有什麼樣的基因,造成除了較好的成長環境,這些後代在先天條件上又比其他個體有更好、更無法取代的絕對優勢。如此一來,「富者恆富」的問題勢必會更加嚴重。

7. 文化問題
複製人的問世將直接衝擊現有的宗教信仰,例如僅有單一性別也能夠繁衍後代、複製出的個體和原個體是否會有相同的靈魂等。姑且不論信仰內容是否符合科學的證據、人體內是否真有靈魂的存在,一旦複製人問世,對宗教信已的衝擊很有可能徹底改變整個社會的價值以及既有的規範,失去信仰對世界上為數眾多的各宗教信徒而言,又會造成多大的傷害,也是必須審慎評估的重點之一。

2011年12月26日 星期一

複製科技應用 : 器官移植



器官移植(Organ transplant)是將一個器官整體或局部從一個個體用手術方式轉移到另一個個體的過程。其目的是用來自供體的好的器官替代損壞的或功能喪失的器官。提供器官的一方為器官移植的供體,可以是在世的人,也可以是剛剛去世的人。接受器官的一方為器官移植的受者。



器官移植是人類關於自身科學的偉大成果之一。經歷了幻想階段、動物實驗階段、臨床應用階段後進入現代器官移植時期。目前,我國的器官移植水準還和國外有較大的差距。腦死亡標準的確立將會有數以萬計的病人能得到有效的器官移植治療而獲得新生。知情同意是器官移植的首要倫理問題。活體供體、屍體供體、胎兒供體、異種器官供體、克隆器官供體、人工器官、幹細胞移植是供體的主要來源。受體選擇在倫理學方面應遵循:效用、公平、對患者忠誠的原則。倫理學等社會科學的進步將促進器官移植事業的發展。

器官來源 
器官的來源一般有自願捐獻 、推定同意、克隆器官、人造器官和商品化等途徑。另器官來源有活體和屍體之分。事實上,人類的器官移植本來是從無心跳的供體開始的,即屍體來源。

此外還有人造器官,由於其固有的缺陷,暫時還難以解決根本問題;克隆器官倒是被很多醫務人員和民眾所看好,但其中涉及胚胎的問題。

隨著免疫學及纖維外科學進展,供體採集途徑還有異種器官供體、克隆器官供體、人工器官、幹細胞移植。而這些採集方式從剛一問世,都無一例外的會在倫理學上引發長久而激烈的討論。

器官的摘取時機 

毫無疑問,器官越新鮮,移植的效果越好。但摘取器官的時機直接與死亡的界定有關。器官移植與死亡的倫理學問題有關,需解決生與死的模糊界限問題,不僅是死亡的含義,而且還有死亡的精確時間,這直接決定通氣設備是在剛死亡之前還是在之後的一瞬間,或是在死亡之後的多長時間內使用,這樣可以儘量保持器官就像剛死亡前的狀況一樣。

器官的分配問題 

人體器官是一種稀有的資源,在目前可供器官稀少的情況下.勢必無法滿足受體的需求。這樣,在臨床上就存在著決定哪個病人能夠有機會接受移植而活下去的問題.因此面臨著受體選擇的倫理道德難題。

異種器官移植問題 

美國公共衛生局(PHS)將異種移植定義為:將非人的動物的活細胞、組織或器官移植植入或灌注進人類受體,或者人的體液、細胞、組織或器官在體外與活的非人動物的細胞、組織或器官進行接觸舊。由於異種移植是將其它物種的細胞、組織、器官植入人體.因此對於準備接受動物器官的受體來說,異種器官移植對“使人之所以為人”的內在本質提出疑問.對人類個體和整個人類基本的完整性和內在價值提出了挑戰。因為異種移植很可能改變人的行為甚至思想,使人類更接近動物。而目前的倫理學體系對此很難做出回答。異種移植在帶來巨大效益的同時.也使患者和公眾處於高風險之中。

其它問題 

技術與倫理的關係:免疫抑制劑較少,顯著影響療效。目前器官移植費用大增,其中大部分用於昂貴的新免疫抑制劑和抗生素,少部分患者因不能擔負沉重的醫療費用,不得不放棄治療。即技術解決了部分倫理問題,又帶來了新的倫理問題。

器官捐贈者的補償問題 對器官捐贈者的補償涉及器官資源及其合理、有效應用,是否符合倫理道德規定及器官捐贈商業化等問題。人們討論的焦點是:活體器官捐贈是否符合倫理道德?是否應該付費捐贈?屍體器官捐贈者的家庭是否應該受益,應該直接付錢,還是間接補償?器官捐贈有償化是否促進了器官買賣黑市的合法化?

器官移植的起源 

器官移植是人類關於自身科學的偉大成果之一。早在我國的戰國時代列禦寇所著的《列子》中就有扁鵲為扈,趙兩人施以毒酒使之失去知覺三天,開胸互換心臟,兩人均愈的記載。1987年美國華盛頓召開的國際環孢素學術會議以扁鵲像為會徽,以紀念這位神醫。而1495年的歐洲,Alonso desedano所畫的油畫中就描述了St. Cosmas和St. Damian兩位醫聖為病人移植肢體的故事。而這些都應歸為器官移植的幻想階段。

器官移植的發展 

人類器官移植經歷了大約一百多年的動物實驗階段後,開始應用於人類自身,相應的進入了臨床應用階段。1954年美國波士頓的Murray第一次實行同卵雙生間的腎移植成功並長期存活,這是移植醫學史上首次獲得有功能長期存活的病例。隨著免疫學的發展,人們對器官移植的認識愈來愈深入。1958年Dausset發現了第一個白細胞抗原後,1959年Murray和法國的Hamburger各自為異卵雙生同胞實施了腎移植,受者以接受全身X線照射為免疫抑制,使腎移植有功能長期存活。1962年Murray改用硫唑嘌呤為免疫抑制藥物,進行屍體腎同種異體移植成功。這三次不同類型的腎移植獲得成功,標誌著現代器官移植時期的開展。

複製技術在器官移植方面的應用 

器官移植可救人於生死之際,現代醫學幾乎能在所有人類器官和組織上施行移植術,但排斥反應和供體缺乏仍是令人頭痛的事。克隆人由於遺傳物質全部來源於「原版人」,將其器官提供給「原版人」用,二者基因配型,組織配型,絕無排斥反應之虞。但採用犧牲一個人去拯救另一個人的辦法,既不合算,也不合乎倫理道德。倘若只克隆出一個器官,如心臟、肝 髒、腎臟等,就能避開了種種非難。

一個帶著生命「接力棒」的細胞,可以最終發育成像人這樣複雜的生命體,至今仍是令人歎為觀止的現象。當精子和卵子進行「生命之吻」後,合子即獲得巨大的生命力,可以連續不 斷地進行細胞分裂和分化,最終形成一個擁有200萬億個細胞的人。我們每個人就從父母那裡各取「半張」生命的「密碼圖譜」,構成自己獨有的DNA 譜表。這張藍圖上有46條染色體,上面載著10萬個結構基因,由30億個鹼基對組成。

早期的胚胎在4~8個細胞時,細胞具有全能性,這時採用胚胎切割技術將細胞分開,分開後的細胞可重新形成4個或8個細胞。之後,胚胎細胞逐漸分化,形成人體的腦、心、肝、腎、四肢及生殖系統,分化後的細胞就不再具有全能性了。克隆羊「多利」的驚人之處在於,它「裝入」的是體細胞的細胞核。成年體細胞是「定向」細胞,如乳腺細胞只能發育成乳腺,不可能重獲「全能性」。「桃莉」誕生的最大理論意義在於,證明了一個已經完全分化成熟 的體細胞,在卵細胞質的「策反」下,能恢復到早期原始細胞狀態,像胚胎細胞一樣保存全 部遺傳信息。

克隆器官是「定向發育」技術。發育遺傳學是人類遺傳學中最具挑戰性和吸引力的研究領域,它研究人類受精卵中發育的程式是如何編碼在基因組上的,基因是如何按一定的時空順序開啟、表達和關閉的,基因是如何控制各種特殊蛋白合成,使各種細胞分化和形成器官,最終發育成一個完整的人。這是一個極其複雜的過程,調控基因所起的作用遠比結構基因的作用更為重要。

人們在植物組織培養中已找到定向生長的證據。用克隆技術培育的皮膚已可供臨床使用。最近,英國科學家培育出一個沒有頭的青蛙胚胎。研究人員稱,這項技術可能用於人類,培育無頭克隆體,用於移植人體器官和組織。

科學家認為,這項技術可能適用於在人工子宮環境中,培育胚胎囊中的人體器官,如心臟、腎臟和肝臟。那些需要器官移植的人,可以獲得利用他們自己身上的細胞「定向培育」的器官,因此,省去了對器官移植患者的抗排異治療。這項技術也將大大緩解移植器官的短缺。

將一部分胚胎培育成所需要的器官,如果沒有大腦或中樞系統,從技術角度來講,所培育的組織就可能不被列為胚胎類。

不管怎樣,人類目前還沒有力量和能力解決基因調控問題。科學家們預言,在21世紀初葉,人類發育遺傳學將成為生物學領域中主要的研究熱點。

克隆器官的體外培育亦是一道難關,它既不同於傳統的細胞培養,也不可能放入人的子宮裡 面去進行發育。人類已經掌握了人造子宮的雛形——試管嬰兒技術,體外授精的胚胎能在試 管中生長好幾天。現在,科學家的目標是真正的「人造子宮」。

21世紀是生物技術的世紀,現代遺傳學留給人們思維的天空非常廣闊,可任由有作為的科學家馳騁、耕耘。生物技術神通廣大,克隆器官僅是其中的一個部分。

複製科技應用 : 藥物生產

融合基因轉殖(Transgene)和複製技術,複製基因轉殖動物讓有用的遺傳特性繁衍,可用於生產治療疾病的藥物。現階段這些生技醫藥品,可利用細菌、酵母菌、組織培養以及遺傳工程技術來生產,但由於微生物所分泌的蛋白貨,也必須經過化學修飾才能得到有活性的蛋白貨;因此若利用家畜來生產,不但無此缺點,而且產量高、價位低。

在醫學方面,人們正是通過「克隆」技術生產出治療糖尿病的胰島素、使侏儒症患者重新長高的生長激素和能抗多種病毒感染的干擾素。

胰島素

目前全世界約有6000萬人患糖尿病。糖尿病的病因是胰臟的胰島細胞不能分泌足量的胰島素,從而使患者的血糖過高。糖尿病患者的死亡率僅次於癌症和心臟病。

胰島素能降低人體內血糖的含量,從1921年到目前為止,醫學上一直採用胰島素治療糖尿病。但胰島素來源十分困難,以往主要靠從牛、豬等大牲畜的胰腺中提取。一頭牛或一頭豬的胰臟只能產生300個單位或30毫升的胰島素,而一個病人每天則需要40個單位或4毫升的胰島素,顯然胰島素產量遠遠不能滿足病人的需要。基因工程技術的問世,為解決這個問題提供了一條嶄新的途徑。

利用遺傳工程技術將對人類無害的細菌改造成能生產人類胰島素的菌種而由此菌種大量培養萃取而得。這種新的胰島素來源被稱為重組性胰島素(Recombinant Insulin),它的優點在於安全性高(因為細菌是假核生物,人是真核生物,所以少有人與細菌共通的傳染性疾病。不像自死人身上萃取而得,我們會擔心此人是否有致命的傳染性疾病),價格便宜(因為用以培養細菌的材料價格便宜,而且細菌的繁殖速率快故可大量取得)。

重組性胰島素的產生過程簡述如下:
1. 從胰臟抽取出人類胰島素,並將生產胰島素的基因 (Insulin-producing gene) 分離出來。
2. 以限制性內切將細菌體內的DNA質粒切割,形成質粒狀媒介。
3. 將生產人類胰島素的基因插入細菌的質粒狀媒介,形成重組的人類胰島素基因。
4. 將這個重組基因導入細菌體內,形成重組細菌 (Recombinant bacterium)。
5. 重組細菌在發酵器 (Fermentation Tank) 內大量繁殖,並製造人類胰島素。
6. 製造出來的胰島素會經過提煉和純化 (Purification) 後,可隨時供糖尿病病患者作注射治療。

生長激素

生長激素是由腦下垂體所分泌,能促進孩童生長,是正常的生長所必須。它除了有身高增長的效用之外,現在我們已知生長激素對於體內脂肪、肌肉量,以及對生活品質的整體感覺有極大的影響。

Protropin
1956年,生長激素才首次自腦下垂體組織被分離純化出來;1972年生長激素的結構才被確定。1980年代中期以前,人的腦下垂體是生長激素產品的主要製造來源;如今,利用基因工程技術,生長激素可以被大量生產,廣大的病人因此受惠。

1985年5月,Protropin生長激素獲得許可證,可以用作治療生長激素缺乏症的兒童。到現時為止,已有67個國家銷售及使用此生長激素。

Protropin亦是第一隻以生物技術製成的人類生長激素,醫治了數千名患病兒童。

治療方法是將Protropin(工業產品有Somatrem及Somatropin等商標)注射入患病兒童體內,刺激及調節身體之生長。

Protropin 的生產
1. 生產生長激素的基因 (Growth hormone producing gene) 從人體分離出來。
2. 將生產生長激素的基因植入大腸桿菌的DNA內。
3. 該大腸桿菌會視植入的新基因為自己的基因,並開始生產人類生長激素。
4. 該大腸桿菌亦會在培養基內不斷增殖生產人類生長激素。
5. 製造出來的人類生長激素經過提煉和純化 (Purification) 後,可供患病兒童作注射治療。

乙型肝炎疫苗

乙型肝炎 (Hepatitis B - HB)是一個最普遍的傳染病之一。 世界衛生組織 (WHO) 估計全世界平均每年有285萬人是乙型肝炎帶菌者。 傳統的疫苗是以較弱或死去的病毒去令身體自己製造抗體來抵抗該類病毒。

乙型肝炎疫苗 - Recombivax HB
Recombivax HB是一種重組基因疫苗,於1986年7月正式用作預防乙型肝炎的疫苗。 該疫苗是利用了重組基因技術,以乙型肝炎病毒表面的抗原去刺激抗體的生產。


Recombivax HB的生產
1. 將生產乙型肝炎抗原的基因從乙型肝炎病毒分離出來。
2. 以限制性內切將細菌體內的DNA質粒切割,形成質粒狀媒介。
3. 將生產乙型肝炎抗原的基因插入細菌的質粒狀媒介,形成重組基因。
4. 將這個重組基因導入酵母體內,形成重組酵母體 (Recombinant yeast cell)。
5. 該重組酵母體會在發酵器 (Fermentation tank) 內大量繁殖 ,並在體內合成乙型肝炎抗原 (HB antigen)。
6. 製造出來的乙型肝炎抗原經過提煉和純化 (Purification)後,可供人類作疫苗使用。 

干擾素

干擾素是一種細胞因子,它是機體感染病毒時,宿主細胞通過抗病毒應答反應,而產生的一組結構類似、功能相近的低分子糖蛋白。英文名稱為Interferon,簡稱IFN。

干擾素是1957年英國科學家發現的。他們把滅活的流感病毒作用於小雞細胞,結果發現這些細胞產生了一種可溶性物質,這種物質能抑制流感病毒,並且能干擾其它病毒的繁殖,因此,他們將這種物質稱為「干擾素」。以後科學家們進一步發現,機體對入侵的異種核酸(包括病毒)都產生干擾素以進行防禦。當機體細胞受到病毒感染時,機體細胞產生干擾素,干擾病毒複製,它是機體抗病毒感染的防禦系統。

干擾素有多種亞型,其中最大的一類亞型是α-干擾素。

α-干擾素具有三大功能:抗病毒作用、抗腫瘤作用和免疫調節作用。

(1)抗病毒作用:這是干擾素最重要的也是應用最廣的作用。干擾素是通過抑制病毒複製和調節機體免疫功能,從而發揮抗病毒作用。大量的基礎和臨床研究已證實,α-干擾素具有強有力的抗病毒複製作用,是迄今為止治療慢性乙肝的首選抗病毒藥物,是治療丙肝的唯一有效抗病毒藥物。並且對其它多種病毒感染也有效。

(2)抗腫瘤作用:α-干擾素是臨床上應用最廣的治療腫瘤的細胞因數。它通過直接抗腫瘤細胞增殖和調節機體免疫功能發揮抗腫瘤作用。

(3)免疫調節作用:α-干擾素通過調節機體的免疫功能,從而間接地發揮抗病毒作用和抗腫瘤作用。

以往所用的干擾素是採用特定的誘生劑誘導人白細胞,經提取後製成,此為血源性干擾素。血源性干擾素容易被全血中的病毒污染,從而威脅使用者的健康;並且血源性干擾素提取純度低,比活性低,生產成本高。這些都嚴重地影響了干擾素在臨床上的使用價值。

隨著生物技術的發展,通過先進的基因工程重組技術,可以在人體外大規模生產人干擾素,這就是基因工程干擾素。

基因工程α-干擾素系從人細胞中克隆出α-干擾素基因,將此基因與大腸桿菌表達載體連接物構成重組表達質粒,然後轉化到大腸桿菌中,從而獲得高效表達人α-干擾素蛋白的工程菌。工程菌經發酵後可收集到大量菌體,將菌體破裂,用先進的生物工程手段將α-干擾素蛋白從菌體中分離、純化,即得到高純度的人基因工程α-干擾素。

基因工程α-干擾素與血源性干擾素相比,具有沒有污染、安全性高、純度高、比活性高、成本低、療效確切等優點。

複製科技應用 : 保持生物多樣性

生物多樣性概述

生物多樣性是指一定範圍內多種多樣活的有機體(動物、植物、微生物) 有規律地結合所構成穩定的生態綜合體。 這種多樣包括動物、植物、微生物的物種多樣性,物種的遺傳與變異的多樣性及生態系統的多樣性。

遺傳多樣性(Genetic diversity)
遺傳多樣性是生物多樣性的重要組成部分。廣義的遺傳多樣性是指地球上生物所攜帶的各種遺傳信息的總和。這些遺傳信息儲存在生物個體的基因之中。因此,遺傳多樣性也就是生物的遺傳基因的多樣性。任何一個物種或一個生物個體都保存著大量的遺傳基因,因此,可被看作是一個基因庫(Gene pool)。一個物種所包含的基因越豐富,它對環境的適應能力越強。基因的多樣性是生命進化和物種分化的基礎。
狹義的遺傳多樣性主要是指生物種內基因的變化,包括種內顯著不同的種群之間以及同一種群內的遺傳變異(世界資源研究所,1992)。此外,遺傳多樣性可以表現在多個層次上,如分子、細胞、個體等。在自然界中,對於絕大多數有性生殖的物種而言,種群內的個體之間往往沒有完全一致的基因型,而種群就是由這些具有不同遺傳結構的多個個體組成的。
在生物的長期演化過程中,遺傳物質的改變(或突變)是產生遺傳多樣性的根本原因。遺傳物質的突變主要有兩種類型,即染色體數目和結構的變化以及基因位點內部核苷酸的變化。前者稱為染色體的畸變,後者稱為基因突變(或點突變)。此外,基因重組也可以導致生物產生遺傳變異。

物種多樣性(Species richness)
這是生物多樣性的核心。物種(species)是生物分類的基本單位。對於什麼是物種一直是分類學家和系統進化學家所討論的問題。邁爾(1953)認為:物種是能夠(或可能)相互配育的、擁有自然種群的類群,這些類群與其他類群存在著生殖隔離。我國學者陳世驤(1978)所下的定義為:物種是繁殖單元,由又連續又間斷的居群組成;物種是進化的單元,是生物系統線上的基本環節,是分類的基本單元。在分類學上,確定一個物種必須同時考慮形態的、地理的、遺傳學的特徵。
作為一個物種必須同時具備如下條件:
①具有相對穩定的而一致的形態學特徵,以便與其他物種相區別;
②以種群的形式生活在一定的空間內,佔據著一定的地理分佈區,並在該區域內生存和繁衍後代;
③每個物種具有特定的遺傳基因庫,同種的不同個體之間可以互相配對和繁殖後代,不同種的個體之間存在著生殖隔離,不能配育或即使雜交也不同產生有繁殖能力的後代。
物種多樣性是指地球上動物、植物、微生物等生物種類的豐富程度。物種多樣性包括兩個方面,其一是指一定區域內的物種豐富程度,可稱為區域物種多樣性;其二是指生態學方面的物種分佈的均勻程度,可稱為生態多樣性或群落物種多樣性(蔣志剛等,1997)。物種多樣性是衡量一定地區生物資源豐富程度的一個客觀指標。
在闡述一個國家或地區生物多樣性豐富程度時,最常用的指標是區域物種多樣性。
區域物種多樣性的測量有以下三個指標:
①物種總數,即特定區域內所擁有的特定類群的物種數目 ;
②物種密度,指單位面積內的特定類群的物種數目;
③特有種比例,指在一定區域內某個特定類群特有種占該地區物種總數的比例。

生態系統多樣性(Ecosystem diversity)
生態系統是各種生物與其周圍環境所構成的自然綜合體。所有的物種都是生態系統的組成部分。在生態系統之中,不僅各個物種之間相互依賴,彼此制約,而且生物與其周圍的各種環境因數也是相互作用的。
從結構上看,生態系統主要由生產者、消費者、分解者所構成。生態系統的功能是對地球上的各種化學元素進行迴圈和維持能量在各組分之間的正常流動。生態系統的多樣性主要是指地球上生態系統組成、功能的多樣性以及各種生態過程的多樣性,包括生境的多樣性、生物群落和生態過程的多樣化等多個方面。其中,生境的多樣性是生態系統多樣性形成的基礎,生物群落的多樣化可以反映生態系統類型的多樣性。

景觀多樣性(Landscape diversity)
近年來,有些學者還提出了景觀多樣性(landscape diversity),作為生物多樣性的第四個層次。景觀是一種大尺度的空間,是由一些相互作用的景觀要素組成的具有高度空間異質性的區域。景觀要素是組成景觀的基本單元,相當於一個生態系統。景觀多樣性是指由不同類型的景觀要素或生態系統構成的景觀在空間結構、功能機制和時間動態方面的多樣化程度。
遺傳傳多樣性是物種多樣性和生態系統多樣性的基礎,或者說遺傳多樣性是生物多樣性的內在形式。物種多樣性是是構成生態系統多樣性的基本單元。因此,生態系統多樣性離不開物種的多樣性,也離不開不同物種所具有的遺傳多樣性。

生物多樣性的價值

生物資源也就是生物多樣性,有的生物已被人們作為資源所利用,另有更多生物,人們尚未知其利用價值是一種潛在的生物資源。生物多樣性的價值往往不被人們所重視,一般人們利用生物資源時,沒有經過市場流通而直接被消費,只是取而用之而已。生物多樣性具有很高的開發利用價值,在世界各國的經濟活動中,生物多樣性的開發與利用均佔有十分重要的地位。
生物多樣性的價值主要體現在以下幾個方面:
(1)直接價值:也叫使用價值或商品價值。是人們直接收穫和使用生物資源所形成的價值。包括消費使用價值和生產使用價值兩個方面。
消費使用價值:指不經過市場流通而直接消費的一些自然產品的價值。生物資源對於居住在出產這些生物資源地區的人們來說是十分重要的。人們從自然界中獲得薪柴、蔬菜、水果、肉類、毛皮、醫藥、建築材料等生活必需品。尤其在一些經濟不發達地區,利用生物資源是人們維持生計的主要方式。
生產使用價值:指商業上收穫時,用於市場上進行流通和銷售的產品的價值。(生物資源的產品一經開發,往往會具有比其自身高出許多的價值,常見的生物資源產品包括:木材、魚類、動物的毛皮、麝香、鹿茸、藥用動植物、蜂蜜、橡膠、樹脂、水果、染料等。)
木材是一些發展中國家的重要出口產品, 全世界每年的木材產值在750億美元以上。在印尼,木材是第二大出口產品,地位僅次於石油。從1981-1983年,亞洲,非洲和南美洲出口的木材產品的價值為平均每年81億美元。
(2)間接價值:生物資源的間接價值是與生態系統功能有關,它並不表現在國家的核算體制上,但它們的價值可能大大超過直接價值。而且直接價值常常源於間接價值,因為收穫的動植物物種必須有它們的生存環境,它們是生態系統的組成成分。沒有消費和生產使用價值的物種可能在生態系統中起著重要作用,並供養那些有使用和消費價值的物種(陳靈芝,1994)。生物多樣性的間接價值包括非消費性使用價值、選擇價值、存在價值和科學價值四種價值。


保護生物多樣性的重要意義

生物多樣性是人類社會賴以生存和發展的基礎。我們的衣、食、住、行及物質文化生活的許多方面都與生物多樣性的維持密切相關。
(1) 首先,生物多樣性為我們提供了食物、纖維、木材、藥材和多種工業原料。我們的食物全部來源於自然界,維持生物多樣性,我們的食物品種會不斷豐富。人民的生活品質會不斷提高,從溫飽型向小康型轉變。
(2) 生物多樣性還在保持土壤肥力、保證水質以及調節氣候等方面發揮了重要作用。黃河流域曾是我們中華民族的搖籃,在幾千年以前,那裡還是一片十分富饒的土地。樹木林立,百花芬芳,各種野生動物四處出沒。但由於長期的戰爭及人類過度地開發利用,這裡已變成生物多樣性十分貧乏的地區,到處是黃土荒坡,遇到颳風的天氣便是飛沙走石,沙漠化現象十分嚴重。近年來由於人工植樹,大搞"三北防護林"工程,生物多樣性得到了一定程度的恢復,沙漠化進程得到了抑制,森林覆蓋率逐年上升,環境不斷得到改善。
(3) 生物多樣性在大氣層成分、地球表面溫度、地表沉積層氧化還原電位以及PH值等方面的調控方面發揮著重要作用。例如,現在地球大氣層中的氧氣含量為21%,供給我們自由呼吸,這主要應歸功於植物的光合作用。在地球早期的歷史中,大氣中氧氣的含量要低很多。據科學家估計,假如斷絕了植物的光合作用,那麼大氣層中的氧氣,將會由於氧化反應在數千年內消耗殆盡。
(4) 生物多樣性的維持,將有益於一些珍稀瀕危物種的保存。我們都知道,任何一個物種一旦滅絕,便永遠不可能再生。今天仍生存在我們地球上的物種,尤其是那些處於滅絕邊緣的瀕危物種,一旦消失了,那麼人類將永遠喪失這些寶貴的生物資源。而保護生物多樣性,特別是保護瀕危物種,對於人類後代,對科學事業都具有重大的戰略意義。

生物多樣性與複製技術之關系

生物學家很注重生物多樣性(biodiversity)。演化生物學告之基因多樣性有助預防疾病。有論調以為複製技術限制生物多樣性,這不大現實。反之,複製可解救瀕臨絕種的物種。
史提芬.史匹堡執導的電影《侏羅紀公園》正是講述,透過從封在琥珀化石的蚊子抽取恐龍的脫氧核糖核酸(DNA),令已絕種的恐龍再現人世。當然,這只是上世紀的虛構故事。現時,複製絕種物種的最大障礙是很難獲得近乎完美的 DNA。
另一問題則屬於道德問題,應不應複製有危險性的絕種物種?這問題表面上看來很簡單,有危險不複製就是了。但我們深入點想想,假如有一種危險性的物種瀕臨絕種,我們應不應施予援手?或現實一點,當我們見到一個人生命受威脅,我們立刻救援,還是要想想那人是否壞蛋?該不該救?這些問題值得大家想想。
克隆技術是否能挽救瀕危動物?這個問題一經提出即引起廣泛的爭論。動物滅絕的原因可以歸結為種群繁殖速度降低或種群死亡速率增高而使種群處於難以逆轉的萎縮狀態。就目前野生動物保護現狀而言,如不通過人工繁殖方法,許多動物根本無法維持其種群數量。克隆技術的成熟應用可以起到增加種群數量的目的,但大量具有相同遺傳基因個體的產生是否會破壞生物多樣性呢?
對於瀕危物種而言,保護其遺傳多樣性、避免其滅絕是保護生物多樣性的前提,對於一個即將滅絕的物種,討論其物種多樣性或生態系統多樣性是毫無意義的。通過動物克隆增加瀕危動物個體的數量,對於避免該物種的滅絕具有重要意義,尤其是對於僅剩下一個或幾個個體的物種,克隆的意義就更為重要。但由於瀕危物種的個體數量少,很難保證實驗的需要,幾乎不可能提供用於克隆實驗的個體。因此,科學家就提出利用異種克隆來解決這個問題。異種克隆的難度雖然很大,但已有成功的例子,相信它對挽救瀕危物種將起到重要的作用。