Sinh học trong thế kỷ 21

Sinh học trong thế kỷ 21

(Phát biểu của GS Ernst Mayr trong cuộc họp hàng năm lần thứ 51 của Viện Sinh học Hoa Kì - AIBS ở Washington, DC, nhân dịp Ông được nhận giải thưởng AIBS Distinguished Service)

Tôi rất tự hào và biết ơn khi nhận giải thưởng của Viện AIBS, đặc biệt cùng với bạn tôi là Ledyard Stebbins, có thể là nhà thực vật học vĩ đại nhất của thế kỷ 20. Tôi rất buồn khi biết bạn tôi đã mất vào tháng giêng. Cũng thật đáng mừng là bạn tôi đã kịp nhận vinh dự này vào cuối năm ngoái trong cuộc họp của Hội thực vật học Mỹ. Trong dịp này, Ledyard đã giới thiệu sâu sắc các bước thử và các khó khăn của chủ nghĩa tiến hóa và chiến thắng vĩ đại cuối cùng của nó trong thế kỷ 20.

Không phải chỉ có Sinh học tiến hóa mà toàn bộ Sinh học đã chiến thắng trong nhận thức. Có thể là thích hợp trong dịp kỷ niệm này của AIBS khi nói ít lời về Sinh học và tầm quan trọng của nó với loài người. Thật là nguy hiểm khi một chuyên viên đắm đuối vào các nghiên cứu hẹp của mình mà quên đi giá trị cuối cùng của các nghiên cứu đó.

Chúng ta kỷ niệm ngày lễ này của AIBS bởi vì nó đánh dấu sự thống nhất của Sinh học. Sinh học đã xuất hiện như 1 số lượng cực lớn các hội chuyên ngành từ Sinh học phân tử tới 1 vài nhánh của Sinh thái học, hệ thống học, sinh lý học, sinh học phát triển, sinh học tiến hóa, cổ sinh vật học, sinh học tập tính và nhiều nữa cùng với các tạp chí chuyên ngành, các hội, các thuật ngữ chuyên môn và các công trình của họ. Thành viên của phần lớn các hội này hầu như không quan hệ với thành viên các hội khác. Chính là AIBS, hơn ở đâu hết, hình thành 1 tổ chức bao trùm nhiều lĩnh vực khoa học, thiết lập sự cố kết giữa các kĩnh vực chuyên ngành của Sinh học.

Phần lớn các nhà Sinh học hiện nay, đặc biệt là các nhà Sinh học trẻ, có thể không nhận thức được đầy đủ là sinh học còn non trẻ như thế nào. Để hiểu điều đó chúng ta hãy lướt qua lịch sử của Sinh học. Lĩnh vực đầy hứa hẹn này bắt đầu từ Aristotle vào thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên. Aristotle đã là người phi thường, ông không chỉ là nhà tự nhiên học xuất sắc am hiểu đặc bệt về động vật biển mà còn hứng thú về sinh lý học và phôi sinh học. Tiếc thay bước đầu đầy hứa hẹn đó không được tiếp tục suốt 2000 năm tiếp theo. Trong các thế kỷ 16, 17 và 18 đã có cuộc cách mạng khoa học nổi tiếng được đặc trưng bằng các tên tuổi như Galilleo, Kepler, Newton và Descartes. Trong cuộc cách mạng này đã có các phát minh vĩ đại về khoa học vật lý, còn sinh học lúc đó đang ở đâu?

Hẳn rằng đã có quan tâm đáng kể về thế giwos sống nhưng không có một khoa học nào liên kết chúng lại. Đã từng có 2 nhóm: nhóm thứ nhất là các nhà tự nhiên học nhiên cứu tự nhiên trong tinh thần của thần học tự nhiên, đã khám phá ra điều hiển nhiên là tất cả các sáng tạo của Chúa Trời trong thế giới sống đều gần như hoàn hảo. Các ghi chép của các nhà tự nhiên học này thể hiện sự hiểu biết đáng kể về lịch sử sự sống và sự thích nghi của các cơ thể sống nhưng vào thời đó không được coi là 1 khoa học.

(còn tiếp)

Y học là 1 pháo đài khác của Sinh học. Nó đã đạt được các thành tựu xuất sắc trong các lĩnh vực như Giải phẫu học (Vealius), phôi sinh học (Harvey) và sinh lý học. Thực vật học đã phát triển mạnh trong giai đoạn này vì tất cả các thuốc được sử dụng trong y học đều bắt nguồn từ cây cỏ và có giá trị thực tiễn lớn. Tất cả các nhà tực vật lớn từ thế kỷ thứ 16 đến cuối thế kỷ thứ 18 đều là các bác sỹ y khoa, chỉ trừ trường hợp John Ray. Trong số này có cả Linne vĩ đại, thường được coi là người đặt cở sở cho hệ thống học.
Khoảng năm 1800, có 3 tác giả, nhà động vật học người Pháp Lamarck và 2 người Đức, đưa ra thuật ngữ Sinh học - là khoa học nghiên cứu thế giới sống. Các tác giả này yêu cầu sự phát triển như 1 khoa học, nhưng nó còn chưa tồn tại. Sinh học vẫn chưa hình thành cho đến khi các kiến thức về thế giới sống được tích luỹ nhiều hơn. Các lĩnh vực quan trọng của Sinh học được hình thành trong khoảng thời gian 38 năm từ 1828 cho đến 1866: Phôi sinh học (Von Baer, 1828), Tế bào học (Schwann - Schleiden, những năm 1830), Sinh lý học (Claude Bernard, Helmholtz, những năm 1840), Tiến hoá (Wallace - Darwin, 1858 - 1859) và Di truyền học (Mendel, 1866).
Vậy mà phải đến 75 năm sau mới có được sự tổng hợp thực sự. Trước đó những người nghiên cứu sinh học thực dụng (sinh lý học, phôi sinh học) bỏ qua các thành tựu của sinh học tiến hoá (và di truyền học) và ngược lại. Thật ra khởi đầu là các tranh luận lớn trong từng lĩnh vực. Cho đến khi sinh học tiến hoá được quan tâm vào đầu những năm 1930 đã có 2 trường phái. Một bên là các nhà di truyền học thực nghiệm quan tâm chủ yếu tới cơ chế tiến hoá và nghiên cứu biến dị trong quần thể cũng như khả năng đạt được và duy trì sự thích nghi. Bên kia là các nhà tự nhiên học, hệ thống học và cổ sinh vật học, khởi đầu quan tâm đến nghiên cứu đa dạng sinh vật như loài, hình thành loài và tiến hoá lớn. Trong các năm 1937 - 1947 đã có được sự tổng hợp của 2 trường phái này bắt nguồn từ sự hiểu biết lẫn nhau quan điểm của từng trường phái. Kết quả là hình thành cái gọi là tiến hoá tổng hợp, thực tế là trở về với chủ nghĩa Darwin cổ điển, coi tiến hoá là biến dị và chọn lọc.
Sự kiện quan trọng tiếp theo là sự hình thành sinh học phân tử qua các phát hiện của Avery, của Watson và Crick, giữa các căm 1944 - 1953. Một số hy vọng rằng phát hiện này sẽ đưa đến cuộc cách mạng lớn trong sinh học tiến hoá nhưng điều đó đã không xảy ra. Điều mà sinh học phân tử đã có thể làm là phân tích ở mức độ phân tử chứ không phải là bác bỏ lý thuyết nền tảng của Darwin. Trên thực tế sinh học phân tử đã có đóng góp rất lớn cho các hiểu biết về tiến hoá như vật chất di truyền là acid nucleic chứ không phải protein và mã di truyền là giống nhau cho mọi sinh vật từ vi khuẩn trở lên, cho thấy nguồn gốc chung của sự sống, nhưng nó không đụng chạm tới cơ sở của học thuyết Darwin. Có thể phần đóng góp lớn nhất của sinh học phân tử là đưa sức sống mới cho Sinh học phát triển, 1 lĩnh vực hầu như ngủ yên trong nhiều thập kỷ. Có thể nói 50 năm qua là kỷ nguyên của acid nucleic. Nhưng ADN chỉ phát ra các thông tin và các lệnh còn thực thi trong phát triển là các protein. Tôi dự đoán 50 năm tới sẽ ngày càng rõ là kỷ nguyên của Protein. Các đồng nghiệp trong báo cáo của mình ở buổi gặp gỡ này sẽ cho chúng ta cập nhật các lĩnh vực năng động nhất khác của sinh học như sinh học thần kinh. Tôi xin phép không làm thay các đồng nghiệp.
Thay vào đó, tôi muốn đề xuất 1 số ý kiến về tương lai. Với tất cả các thành tựu này liệu tôi có sẵn sàng để nói rằng nhiệm vụ của sinh học đã kết thúc? Không, hoàn toàn không! Chắc chắn là khuôn khổ lý thuyết chính của sinh học hiện đại là cực kỳ to lớn. Ngay cả trong lĩnh vực sinh học nổi cộm như sinh học tiến hoá, các lý thuyết mà chúng ta đang chấp nhận hôm nay cũng chỉ giống như lý thuyết ban đầu của Darwin. Tuy nhiên triết lý cơ sở của sinh học với mức độ phát triển của nó trong 50 năm qua, đã trở nên hoàn toàn khác với triết lý của khoa học đã thịnh hành từ trường phái Vienna của Carnap và Neurath tới Popper và Kuhn. Nó loại bỏ tất cả các lý thuyết sinh thực luận và các quan niệm tương tự về thần học vũ trụ, thay vào đó là chấp nhận tần số của các hiện tượng ngẫu nhiên, các giải pháp số lớn, tầm quan trọng của tường thuật lịch sử, quan hệ nhân quả đa chiều, tư suy quần thể và tầm quan trọng lớn hơn của khái niệm so với các quy luật trong lý thuyết hình thành, sinh học mới đang trải qua 1 cuộc cách mạng trọn vẹn.
Các nhận thức của chúng ta về các hiện tượng sinh học cơ sở thì như thế nào? Tôi có cảm giác rằng chúng ta đã tự cho rằng mình hiểu biết quá nhiều về các hiện tượng cơ sở. Hãy nói xem nơron đã hoạt động như thế nào và bản chất của các gen là gì? Các hệ thống phức tạp là nơi mà hiểu biết của chúng ta còn hạn chế.
(còn tiếp)

Trước tiên phải kể đến hệ thống phát triển, sự phát triển của một hợp tử từ trứng đã thụ tinh cho đến khi kết thúc trưởng thành. Chúng ta còn vô số các điều cần tìm hiểu, không chỉ về tương tác giữa các dạng khác nhau của các gen, đặc biệt là các gen điều hoà, mà còn là tương tác cảm ứng giữa các mô khác nhau.
Hệ thống phức tạp thứ hai mà hiểu biết của chúng ta còn rất hạn chế là hệ thần kinh trung ương. Tôi tự hỏi không biết đến bao giờ chúng ta mới biết tương tận các mối tương tác của của 3 tỷ nơron trong hệ thần kinh trung ương của chúng ta mà mỗi nơron lại có hàng nghìn liên kết với các nơron khác. Tôi thấy thật kỳ diệu khi mà ở tuổi 95 tôi có thể sực nhớ ra tên của 1 người mà suốt 80 năm qua tôi không hề nghĩ đến. Rõ ràng là con đường trước mắt chúng ta còn dài để có thể hiểu được thế nào là trí nhớ.
Hệ thống phức tạp thứ ba là hệ sinh thái, mối tương tác của hàng nghìn sinh vật từ các cây khổng lồ cho đến các vi khuẩn bé nhất trong biota của 1 vùng và cái gì khống chế sự tồn tại, tần số và tương tác giữa chúng? Một tương lai rộng lớn đang ở phía trước để nghiên cứu 3 hệ thống này.
Còn khả năng mà các thành tựu mới về kỹ thuật gen và công nghệ sinh học hiện đại giúp cho chính cuộc sống của mỗi chúng ta thì sao? Những nghiên cứu sinh học đang được tiến hành có thể đưa lại cho chúng ta những cơ hội gì và chúng ta phải đối mặt với những cái hoàn toàn mới và không mong muốn như thế nào? Đáng tiếc, quá nhiều người đã dùng khoa học viễn tưởng 1 cách nghiêm túc và tin vào các tính toàn buồn cười về sự phát triển của tương lai. Họ sợ rằng các công nghệ gen sẽ tạo ra các quái thai và những cái không mong muốn khác. Tôi tin rằng không có cơ hội cho các điều đó xảy ra. Rõ ràng là các kỹ thuật hiện nay là để thay thế các gen khiếm khuyết, kể cả ngay trong dòng tế bào sinh. Tuy nhiên hiện nay chúng ta vừa không có kiến thức, vừa không có phương pháp để làm cho con người thông minh hơn hoặc vị tha hơn, và cả đần độn hơn hoặc độc ác hơn.
Trong những năm gần đây không có chủ đề nào được đề cập phi lý hơn là cloning. Nói về cả 1 quần thể các bản nhân Einstein là điều ngớ ngẩn.
Khi suy nghĩ về tương lai của sinh học chúng ta hãy nghĩ đến lợi ích to lớn mà Sinh học đã đưa đến cho loài người trong thời gian qua. Thực tế trong tương lai, Sinh học sẽ tiếp tục mang đến cho chúng ta các lợi ích bất ngờ tương tự, đặc biệt trong y học và nông nghiệp. Thành tựu của Sinh học trong 100 năm qua đã làm giảm mạnh tỷ lệ tử vong của trẻ sơ sinh và tăng gần gấp đôi tuổi thọ của con người.
Cho phép tôi kết luận Sinh học đang sung sức và chắc chắn sẽ cho các thành tựu to lớn trong tương lai. Hơn thế, và đây có thể mới là kết luận quan trọng nhất của tôi, được là nhà Sinh học thì hứng thú đến nhường nào!
Nguồn: Biology today T9 N1 (31) / 2003

nhân đọc bài này, tôi thấy cũng có 1 bài viết về A Vision for the future of genomics research đăng trên tờ Nature số tháng 4 vừa rồi, rất hay; trong đó có một bức hình minh hoạ viễn cảnh mối quan hệ giữa genomics và các ngành khác, giúp chúng ta có cái nhìn thoáng hơn về liên hệ giữa các ngành này.
Concay

à quên, chữ ELSI là viết tắt của chữ Ethical, legal and social implications
Concay

Mới có mặt ở các trường trong những năm gần đây nhưng Công nghệ sinh học đã phát triển rất nhanh chóng và trở thành ngành học được lựa chọn nhiều nhất của các thí sinh dự thi khối B (sau Y Dược). Trong chiến lược phát triển các ngành cho nền kinh tế Việt Nam thế kỷ 21, Công nghệ sinh học được xem là ngành mũi nhọn. Ngành này tập trung vào các trường khối công nghệ. Thí sinh dự thi khối A hoặc B (riêng Trường đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh chỉ thi khối A) nhưng nhiều năm qua, điểm chuẩn khối B thường cao hơn. Đây là ngành khó vào của thí sinh khối B.
Các trường đào tạo ra sao?
Ngành công nghệ sinh học được tập trung đào tạo ở các trường: Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Bách khoa, Đại học Nông Lâm, Đại học Mở bán công, ĐHDL Văn Lang (TP Hồ Chí Minh), Đại học Cần Thơ, Đại học An Giang, Đại học Kỹ thuật thuộc Đại học Đà Nẵng, Đại học Thủy sản, Đại học Quốc gia Hà Nội? Hầu hết sinh viên tốt nghiệp đều nhận bằng cử nhân, riêng Bách khoa TP Hồ Chí Minh cấp bằng kỹ sư.
Chương trình cụ thể và mục tiêu đào tạo ở các trường có nhiều nét khác biệt. Trường đại học Khoa học tự nhiên trang bị cho sinh viên kiến thức trên bốn lĩnh vực: lý thuyết, ứng dụng, thực hành và kinh tế. Các chuyên ngành đào tạo: Sinh học phân tử và công nghệ di truyền, Công nghệ sinh học vi sinh vật và chế biến thực phẩm, Công nghệ sinh học thực vật, Công nghệ sinh học động vật, Công nghệ sinh học cổ điển. Kỹ sư Công nghệ sinh học Trường đại học Bách khoa được trang bị các kiến thức cơ bản về sinh học và kiến thức sâu về kỹ thuật công nghiệp, có khả năng vận hành sản xuất, chọn lọc và phát triển công nghệ sinh học theo quy mô công nghiệp phù hợp với điều kiện Việt Nam. Có hai chuyên ngành đào tạo tại Trường đại học Bách Khoa: Công nghệ sinh học thực phẩm, Công nghệ sinh học môi trường. Trường đại học Nông Lâm đi sâu vào các vấn đề nông nghiệp nên đào tạo nhiều về các kiến thức như: công nghệ lên men, công nghệ xử lý chất thải, công nghệ trong bảo quản chế biến, công nghệ sinh học chăn nuôi, thú y, thủy sản, bảo vệ thực vật và môi trường nông nghiệp? Sau khi tốt nghiệp, các kỹ sư cử nhân sẽ làm việc trong các nhà máy, xí nghiệp chế biến thực phẩm, thủy sản, bảo vệ môi trường; các viện kiểm nghiệm, cơ quan nghiên cứu, cơ quan y tế, xí nghiệp dược?
Thị trường nào sẽ có nhiều cơ hội trúng tuyển?
Nếu thích thú với ngành học này, thí sinh có thể đăng ký dự thi vào các trường trên. Tuy nhiên tình hình tuyển sinh ở mỗi trường khác nhau và do năm nay thí sinh chỉ được đăng ký dự thi một trường nên cần phải xem xét thật kỹ trước khi quyết định để có nhiều khả năng trúng tuyển. Hệ số chọi và điểm chuẩn năm 2002 sẽ là những thông tin cần thiết giúp thí sinh có thêm cơ sở chọn lựa. Hệ số "chọi" tại một số trường tại TP Hồ Chí Minh: Đại học Bách khoa: 6 (434/70), Đại học Khoa học tự nhiên: 15,96 (2.394/150), Đại học Nông Lâm: 11,5 (1.151/100). Điểm chuẩn một số trường: khu vực TP Hồ Chí Minh: Đại học Bách khoa: 17,5; Đại học Khoa học tự nhiên (khối A: 18, khối B: 23); Đại học Nông Lâm (khối A: 13,5; khối B; 19); Đại học Cần Thơ: 20; Đại học Khoa học tự nhiên thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội (khối A: 22, B: 26); Đại học Thủy sản Nha Trang: 13,5?
Chỉ tiêu dự kiến ngành Công nghệ sinh học ở một số trường tại TP Hồ Chí Minh: Đại học Bách khoa: 70, Đại học Khoa học tự nhiên: 170, Đại học Nông Lâm: 100.
T.N
(Báo Thanh niên)