當今,全球面臨食物、能源、環境和健康等重大問題,科學界迫切尋求解決方案。美國一批生物學家最近提出的“新生物學”概念受到越來越多的關注。新生物學為人類應對從細胞到生態系統各個層面上的挑戰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,其實質是將生物學分支學科的再整合以及生物學與其他諸多學科,如物理學、化學、計算機科學和工程學等的整合。新生物學方法的目的是,從各學科吸引優秀人才來解決特定問題,保證取得的創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。
在美國,新生物學正在興起,許多科學家已踐行這種整合跨學科的生物學方法。新生物學有望在食品、環境、能源和衛生等領域取得可評估的、鼓舞人心的進展。
首先,新生物學可以提供更加有效的方法來培育能在變化的環境中持續適應和生長的糧食作物品種。通過新生物學這種有目標的、整合的努力,我們將有可能使各類作物適應不同條件,進行有效生產,從而提供豐富、健康的食品來養活全人類。
其次,新生物學將生態學的知識基礎與有機體生物學、進化和比較生物學、氣候學、水文學、土壤科學以及環境、土本和系統工程的知識基礎結合起來。這一整合有潛力使人類知識取得根本進步,產生新一代工具和技術,使我們能夠監測生態系統功能、識別處于危險的生態系統,開發有效的干預措施來保護和恢復生態系統功能,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生物燃料也是新生物學可以做出重大貢獻的一個領域。在將植物纖維素轉化為生物燃料的工藝系統中,有許多地方可以得到優化。新生物學為該系統優化所需要的基礎性知識、工具和技術的進步提供可能性。
最后,新生物學用于衛生方面,使我們有可能監控個人的健康狀況,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,存在著錯綜復雜的交互網絡。新生物學可以加快對該交互網絡的了解,為發展治療學和個性化前兆醫學帶來更有效的方法。
總之,新生物學將產生一個參與全面知識發現及其應用的生命科學研究隊伍,產生一批以生物學為基礎的新產業。更為重要的是,它將產生創新的手段,因而能可持續地生產糧食和生物燃料,監測和恢復生態系統,改善人們的健康狀況。
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