随着地球进入人类世纪元，其生物多样性正摇摇欲坠地处于灾难的边缘——岛屿物种受到的打击尤其严重。大约80%的有记录的灭绝事件发生在岛屿上，并且40%的世界濒危和受威胁物种是岛屿居民。研究人员表示，这些灭绝的主要原因是入侵的啮齿动物——老鼠和小鼠偷偷登上船只，然后在没有天敌的岛屿上迅速繁殖，并且经常找到像蛋和幼年野生动物这样的自助餐。虽然有几种方法可以清除这些入侵者，但最有效的方法是灭鼠剂。但是，这些毒药既不能有效地部署在人口稠密的岛屿上，也不能在居民不赞成使用它们的地方使用。而且毒药不加区分，在杀死不需要的害虫的同时也杀死了它们本应保护的本地物种。
但是，现在一种名为基因驱动的有争议的新策略提供了一种极其高效的解决方案，通过引入转基因生物，这些生物旨在在野生种群中传播一种选定的性状，例如产生不育的后代。科学家、政府官员和其他相关方上周在檀香山举行的国际自然保护联盟（IUCN）世界自然保护大会上辩论了这一想法。
“基因驱动通过扭曲遗传以支持自身而发挥作用，”大会参与者、麻省理工学院生物化学家、该领域主要研究人员之一凯文·埃斯维尔特说。当两个生物繁殖时，它们的后代自然有 50% 的机会从父母中的任何一方继承特定的基因。基因驱动将这些机会增加到 50% 以上。经过连续几代，该基因“驱动穿过”一个种群，直到大多数个体都拥有它。埃斯维尔特说，基因驱动已经在我们所知的几乎所有物种中自然发生，研究人员近一个世纪以来一直在构想如何利用这种现象。但是现在，科学家们终于有了一种工具，使他们能够比以往任何时候都更精确、更有效地利用基因驱动的力量：CRISPR–Cas9，这是一种经济实惠且易于使用的基因编辑工具，使科学家能够极其精确地修改生物体的基因组。
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2014 年，埃斯维尔特和其他人发表了一篇论文，首次概述了 CRISPR 可能用于基因驱动的潜在方法。埃斯维尔特说：“它使得在几乎任何有性繁殖的生物体中都可行。” 例如，研究人员可以修改大鼠基因组，使其包含女性生育所必需的基因的破坏版本，并将其中一些大鼠引入岛屿。它们会与野生大鼠交配，它们的所有后代都将继承该破坏的基因。当这些后代随后与更多的野生大鼠交配时，它们的后代也将全部继承它。只要有足够的时间，整个雌性种群都会变得不育，老鼠也会灭绝。“移除入侵物种几乎就像按下岛屿的重置按钮，”岛屿保护组织的发言人希思·帕卡德说。该非政府组织的既定使命是通过从岛屿上清除入侵物种来防止灭绝。
但这说起来容易做起来难。“我们试图处理的岛屿的规模和范围正在突破当前技术的界限，”岛屿保护组织的项目主管卡尔·坎贝尔说，该技术通常涉及使用抗凝血剂灭鼠剂。啮齿动物已被引入世界上大约80%的岛屿，坎贝尔说，目前的做法仅对其中约 10% 的岛屿有用。在研究和评估潜在的新策略时，坎贝尔和他的同事提出了在岛屿上使用基因驱动的论点。可以实施驱动系统来解决女性不育问题，或者使小鼠更有可能产生不育的雄性后代，最终导致所有雄性啮齿动物种群灭绝。这种系统可以想象地应用于像新西兰这样大的岛屿，新西兰最近宣布其到 2050 年摆脱入侵性捕食者的目标。
与此同时，夏威夷大学马诺阿分校的生物学家弗洛伊德·里德一直在研究一种不同的驱动系统，称为亚优势，以防止引入夏威夷的库蚊将禽疟疾传播给濒危鸟类，包括夏威夷吸蜜鸟。该技术涉及向环境中释放足够多的转基因蚊子，直到它们占总人口的 50% 以上。一旦人口达到该阈值，自然选择就会有利于改良的蚊子。最终，野生蚊子会灭绝，取而代之的是改良的蚊子。在这种系统中，可以对蚊子进行基因改造，使其无法传播疟疾寄生虫或无法繁殖。到目前为止，里德已经在果蝇中建立了概念验证，果蝇是世界各地实验室中常用的模型物种。但是，在实验室中建立基于亚优势的库蚊基因驱动进展缓慢。进展可能甚至不足以拯救吸蜜鸟。他说，除非采取一些措施，“五年内，我们至少会失去另一个物种。”
基因驱动解决方案显然带来了一些严重的问题。幸运的是，基于亚优势的系统应该可以通过将足够多的野生蚊子放回种群中，从而比较容易地使后代恢复到原来的未修改状态。但是，某些最强大的基因驱动形式很难控制或逆转，如果没有适当的生物安全机制，它们理论上可能会超出目标种群传播，从而影响整个物种。“任何人都不应该构建这样的驱动系统来解决保护问题。现在还为时过早。我们了解得不够多，”埃斯维尔特说，他补充说，“尽管我是该领域的领导者，但我可能是基因驱动最主要的科学批评者。”
里德也发出了谨慎的警告。“它具有潜力，但有些技术我们需要非常谨慎，”他说。包括简·古道尔和大卫·铃木在内的一批知名国际活动家发布了一封信，与 IUCN 会议同时进行，公开反对在生态和道德方面释放他们所谓的“灭绝种族基因”。签字人包括克莱尔·卡明斯，一位作家和美国农业部前律师。“现有的监管框架根本无法干预这项技术，”她说，并补充说，“这里有一些强烈的道德和伦理问题，但这是非常新的。这是一个真正让我们提出正确问题的机会。”
事实上，当埃斯维尔特在 2014 年撰写论文概述该技术的可能用途时，他的团队还发表了第二篇论文，明确呼吁美国和国外的监管改革。亚利桑那州立大学的生物学家吉姆·柯林斯召集了一组专家来探索今年早些时候基因驱动技术的潜在应用，他赞同埃斯维尔特的说法，即“我们需要不同的安排。目前实行的[法规]是不够的。”
幸运的是，时间还很充裕。即使安全地进行基因驱动的实地测试是可能的，至少还需要 5 到 10 年的时间。“这是一项将非常强大的技术，任何非常强大的技术都需要非常谨慎地处理，并在公开透明的情况下进行开发，”埃斯维尔特说。“但这还不是现在。”