各種各樣的毒藥， 各式各樣的陷阱， 甚至於各種類型的步槍。 對於消滅像大鼠這樣的島嶼入侵者， 我們的方法一貫是殘酷的。 現在一些環保人士希望使用Crispr這種基因編輯技術來達到同樣的目的。 這種方法並不殘酷， 但它卻能讓我們從根本上超越自然的力量。
卡爾坎貝爾(Karl Campbell)是一位飽受壞工具困擾的工匠級專家， 一個中等身材且肌肉發達的澳大利亞人， 鬍子五天沒刮;坎貝爾眼睛炯炯有神， 看上去時刻都在瞪著你， 甚至會讓你感覺到他一直在生氣。 只有當他的身體處於某種興奮狀態時， 特別是在修理某些東西、建造某些東西或是殺死某些東西時， 他才會微笑， 顯現得放鬆。
他的特長和他的使命是盡其所能地拯救瀕危物種， 並據此來推測出最有效的方法。 這是一項艱苦的工作， 他通過這種艱苦的工作挽救生命， 通過某種類型的血清來防止不可逆轉的生物滅絕事件。
即使是一個小島的生態系統也相當複雜， 事情並不總是遂人所願。 例如在2012年， 當時坎貝爾在為一個名為島嶼保護(Island Conservation)的組織工作。 在對加拉帕戈斯群島一座陡峭的火山島Pinzón Island上的老鼠進行下毒之前， 坎貝爾先是捕捉了生活在島上的60只加拉帕戈斯鷹， 人們以為這樣的話這些稀有猛禽就不會因為食用下毒的老鼠而中毒。 但是幾個星期後，
圖示：卡爾坎貝爾正在尋找一種比下毒更好的犯法來對付島上的鼠害
坎貝爾現在正準備採取更加冒險的策略：在加拉帕戈斯群島一座名為弗洛雷納的70平方英里小島上使用一種劇毒來徹底消滅老鼠。
這也是為什麼坎貝爾開始推動開發更加精確和有效工具的相關研究， 你可能不會將其與愛好自然的自然保護主義者聯繫起來。 未來某一天， 稱為基因驅動的自我延續合成基因機器可能改變的不僅是一個基因或一個老鼠或一群老鼠，
琳達卡約(Linda Cayo)是加拉帕戈斯群島恢復計畫中伊莎貝拉島專案(Project Isabela)的專案協調員，在20世紀90年代後期曾在坎貝爾手下進行實習，她回憶說他的一項美德是“堅韌的部隊作風”。坎貝爾曾在澳大利亞陸軍後備隊中服役，會開槍和修理車輛。他能夠花上幾個星期的時間在馬拉威追捕羚羊偷獵者。他非常適合在島上工作的要求：他的大拇指在野外工作中被割開，就直接讓一個朋友在田間縫合;還有一次，他從一個偏遠的火山地區回來，腳上的大部分皮都被磨掉了。他也懶得提及。
也許是因為對自身舒適生活的鄙視，坎貝爾在加拉帕戈斯群島嚴酷的火山景觀以及多種多樣的野生動物間茁壯成長。不得不說人類具有破壞一切的天賦，幸運的是發現這些火山島的時間足夠晚，使得島上95%的原始物種依然倖存。這裡有巨大的海龜，有從鼻孔中噴出鹽鼻涕的海鬣蜥，有8英尺寬翅膀的信天翁。
當人類從1805年開始在島上建立永久居住地時，他們帶來的不僅有家禽，還有藏在船艙中遠渡重洋而來的老鼠。與其他島上的物種類似，加拉帕戈斯群島上的動物在長時間的進化中防禦力不斷下降，根本無法應對這些外來物種。有些動物失去了飛翔的能力;有些動物習慣於在地上築巢，根本無法保護自己的蛋和幼崽;也許最危險的是，他們已經失去了對天敵的恐懼。即使外來物種不吃本地動物，也會以其他方式給它們造成傷害。在加拉帕戈斯群島上，外來的山羊吃了很多植物。有人估計加拉帕戈斯群島上194種特有植物中有60%瀕臨滅絕，而島上的巨龜也因為食物短缺而處於饑餓之中。
在伊莎貝拉島項目中，坎貝爾在直升機上用半自動步槍射擊山羊，偶爾也會與狗同行。但他很快意識到這些方法的不完善性。於是，他想出了一種在發情期通過雌性山羊進行誘導的策略，以便引誘其他山羊聚集起來進行射殺。這種所謂的“魔女瑪塔”(Mata Hari)的山羊誘導方法取得了巨大的成功，並讓坎貝爾一舉成名，但他認為這種方法僅僅是一種“漸進式創新”，而他要尋找的是“革命性創新”。
2006年，坎貝爾開始為島嶼保護組織Island Conservation工作，他的工作範疇遠遠不止於加拉帕戈斯群島。他幫助加州聖尼古拉斯島擺脫了野貓的困擾，消滅了智利喬羅斯島上瘋狂增長的兔子，解決了波多黎各德塞切奧島上的獼猴問題。但每一個問題的解決都是苦差事，坎貝爾對這個問題的嚴重性感到非常惱火：地球上有465,000個島嶼，其中41%的瀕危陸地脊椎動物都生活在其中，而大多數瀕臨滅絕物種存在的島嶼都是因為外來物種的威脅。 “我們的努力於事無補，”坎貝爾坦言。
然而在2011年，坎貝爾偶然間似乎發現了一種自己正在尋找的革命性創新方法。
北卡羅來納州立大學昆蟲學家弗萊德古爾德(Fred Gould)撰寫了一篇論文，指出一種已經應用于昆蟲的基因工程技術可應用於齧齒動物等其他有害物種。(除了被威脅島嶼物種的生存外，齧齒類動物每年消耗的糧食足夠餵養1.8億人，並且還會傳播萊姆病和漢坦病毒等多種有害微生物。)古爾德指出，科學家們可以利用基因工程來支援某些隱形特性，並通過它們來使得物種滅絕。通常，對於不同類型的基因，後代有50%的機會繼承來自母親的基因，50%的機會繼承來自父親的基因。但是某些類型的基因會自然進化出一種方式來欺騙這個概率系統——如果父母擁有這樣的基因，後代擁有這種基因的概率幾乎是100%的。這種神秘的作弊代碼被稱為基因驅動技術，如果科學家能夠設計出一種合成的基因驅動器，他們就可以在相應物種中通過代際傳播所期望的基因特性。要消滅一個島上的老鼠，你完全可以傳播不育基因，一旦不育基因達到一定的流行率就會導致老鼠滅絕。這不需要任何毒藥，齧齒動物會悄無聲息地消失，就像歷史上那些沒有後嗣的貴族一樣。
坎貝爾申請造訪位於羅利的古爾德實驗室。和你一樣，古爾德通過互聯網想知道坎貝爾是誰。 “我只是感到震驚，”古爾德說。 “如果你看看島嶼保護組織Island Conservation的網站就會知道，它全是木質的、綠色的。”許多環保主義者都反對基因工程。古爾德問坎貝爾：“你知道你自己在做什麼嗎?”
坎貝爾清楚這一點。但他並不在乎其他環保主義者所認為基因工程過於冒險和不自然而不願嘗試。他只是想阻止瀕危動物的滅絕。古爾德喜歡這個人的實用主義。
古爾德的想法只是理論上的。但在2012年， Crispr這種基因編輯技術的出現突然使得相關理論更有可能成為現實。Crispr是一種快速，廉價且準確地編輯基因的新方法，有了Crispr，任何DNA序列都可以被精確剪切並粘貼到特定基因組的任何位置。
大約兩年後，當時就任于哈佛大學的遺傳學家凱文埃斯維特(Kevin Esvelt)把基因驅動和Crispr技術結合在了一起。研究人員不是用一個裝滿合成DNA的大型脂肪玻璃針刺入你想要改變的每個有機體，而是用一次基因驅動技術來編碼你想要的基因(或者去除你不需要的基因)，同時也使用Crispr技術在另一個基因組中進行相同的操作。所以當你改變基因的生物配對時，它的染色體能夠繼續起作用，還可以改造從配偶中繼承的染色體。這保證後代會有人們所期望的基因改變。
圖示：凱文埃斯維特發明了合成基因驅動技術，但很快就對其潛在影響感到擔憂
而當後代達到性成熟並進行配偶時，會重複這個過程。在一個完美的“全球”基因驅動中，所有後代都會擁有攜帶期望特質的基因驅動。
這種可能性對於瀕危動物保護來說是一種誘惑。你可以開始思考比弗洛裡納島專案更大的範疇：有12000位居民的整個聖克魯斯加拉帕戈斯群島。或者說坎貝爾的祖國澳大利亞這裡有數十種物種因為貓和狐狸的入侵而受到生存威脅。你可以復原世界上的每個島嶼。
使用基因驅動來拯救瀕危物種的想法開始在坎貝爾腦中嗡嗡作響。坎貝爾組織島嶼保護組織的人員以及美國、澳大利亞、紐西蘭和美國農業部的研究人員對這種方法進行研究。該組織將其正式命名為“侵入性齧齒動物遺傳生物控制”計畫(GBIRd)。 2016年6月，澳大利亞阿德萊德大學鼠類遺傳學家保羅·湯瑪斯(Paul Thomas)拜訪了位於北卡羅來納州的古爾德，心潮澎拜。湯瑪斯認為他的實驗室可以研究如何在齧齒動物中進行合成基因驅動。如果他能夠在實驗室老鼠身上獲得成功，那麼他就可以在島嶼老鼠身上獲得了成功。最終湯瑪斯加入了GBIRd計畫。
8月份，當我在阿德萊德訪問湯瑪斯的實驗室時，一位名叫錢德蘭普菲茨納(Chandran Pfitzner)的研究生陪同我進入了實驗老鼠培養室。進入之前，我們穿上藍色無菌服，頭套和面罩。普菲茨納用消毒劑噴灑了我的筆記本，帶我穿過溫暖而安靜的走廊，進入一個裝滿有機玻璃箱子的房間。房間裡異常安靜，甚至感覺到有些沉悶，只有動物磨牙和進食的細微聲音。實驗老鼠很小，聞起來有股甜木屑和鹽混合的氣味。普菲茨納選中一隻老鼠，笨拙地從它的耳朵上切下一小圈皮。老鼠沒有發出聲音。
圖示：保羅湯瑪斯展示用於基因驅動實驗的實驗老鼠
這只老鼠是在校園另一棟建築物裡的實驗室中誕生的。在那裡，研究人員用玻璃針刺穿受精卵並注射必要的成分以覆蓋隨機的遺傳概率特性：在Crispr工程中使用分子“剪刀”來進行基因編輯。在試驗中，Crispr剪下的基因不是用於不育症，而是用於改變老鼠的毛色。研究人員的想法是讓合成基因驅動首先對於一目了然的特徵起作用。如果基因驅動器正在工作，實驗老鼠就會被白化。但相反，這是一隻相當可愛的灰褐色老鼠。普菲茨納把這只老鼠放回了盒子裡。
在我們離開實驗老鼠培養室並脫去無菌服後，普菲茨納在顯微鏡下檢查這一小片耳朵皮膚。他想看看基因驅動的因素是否到位。科學家們還在“剪刀”和其他組件旁邊插入了螢光蛋白，在倒置螢光顯微鏡下，小鼠肌肉組織發出兩種顏色，即黑櫻桃紅和霓虹綠。所有的基因特徵都在那裡，但灰褐色的外表證明了這些基因並沒有起作用。
圖示：湯瑪斯實驗室中的新型顯微鏡，用於觀察實驗老鼠中基因驅動是否起了作用
在30只實驗小鼠中，湯瑪斯和普菲茨納確實得到了三隻帶有白色斑塊的深灰色小鼠，這表明該驅動器在一些皮膚細胞中起了作用，但並不是全部。 “這仍是研究的早期階段，”湯瑪斯表示。科學是一個長期的過程，但湯瑪斯毫不懷疑他的團隊最終會破解謎題，而這只是時間問題。他預計，大約在2020年之前，毛色基因驅動能夠在實驗室中發揮作用，並且不久之後就會導致老鼠不育。
湯瑪斯和應用數學領域的一些同事模擬了這樣一個假設，也就是如果引入100只設計有不育基因驅動的老鼠來消滅50,000只老鼠的種群需要多長時間。答案是不到五年時間。
現在看似是對老鼠耳朵的研究，但未來老鼠卻面臨著種種前所未有的可能性。或許人類並不是在澳大利亞的實驗室中改變區區幾隻老鼠，而是永遠改變所有老鼠。 這個體重不足30克的小傢伙恰恰像我們展示了一種前所未有的自然力量：改造或抹去整個物種的能力。
這種可能性意味著湯瑪斯要採取特別的預防措施。他明白，如果一隻患有白化病或不育症的實驗老鼠從有機玻璃盒逃脫並與外界的老鼠群體交配，它可能對環境是危險的，而且肯定會對公共關係造成危險。所以他所做的第一件事就是為這些實驗創建一個專用的老鼠物種。湯瑪斯的基因驅動只會在一組獨特的細菌性DNA啟動下才會起作用，這組細菌性DNA被融入實驗老鼠體內。這樣的話，即便這些實驗老鼠中的一隻逃脫並與一隻家鼠配對，基因驅動也不會起作用。
在凱文埃斯維特(Kevin Esvelt)發明Crispr基因驅動技術之後，他被這種技術嚇壞了。該技術可以在不需要殺戮的情況下，有效防止可怕疾病的傳播或者控制動物種群。但它也可以單方面造成物種滅絕並破壞公眾對科學的信任。
麻省理工學院教授薩里博若爾埃斯沃特(Cerebral Esvelt)身材高挑，看起來是典型的常坐辦公室的人，而坎貝爾則是典型的戶外人。當被問及這種智力創造的承諾和相應的危險時，他提到了自己收養的流浪貓Boo，這只小貓在獲救之前因凍傷而失去了耳朵。他設想了一個未來，當地語系化基因驅動方法可以減少野貓的數量，這和坎貝爾減少島上老鼠的方式比較類似。 “對於我而言，想到小野貓被凍死或者餓死非常痛苦，”他說。
請注意，他使用術語“當地語系化”基因驅動。他對自己的怪癖的回應之一就是想出將合成基因驅動僅僅作用於有限代際的方法。他將這種方法稱為“菊輪鍊”，它將在合成基因驅動中增加一系列遺傳驅動因數，這些驅動因數必須全部到位才能夠驅動所需的基因改變。鏈中的第一個驅動程式通常是繼承性的，所以當它消失時，基因驅動器也會告一段落。理論上，調整鏈中的驅動因數的數量可以讓你匹配想要去除的特定規模的生物種群。
這種“菊輪鍊”方法仍然處於實驗當中。埃斯沃特認為，除非是為了解決像瘧疾這樣的全球性健康危機，否則在當地語系化基因驅動得到有效證實之前不應當在野外進行基因驅動。今年11月，埃斯沃特在PLOS Biology上發表了一篇文章，回應了紐西蘭想要利用基因驅動來消滅老鼠以及引入的捕食者如老鼠，白鼬和澳大利亞負鼠等外來入侵物種的想法。他稱不加控制的基因驅動並不適用於保護目的，並對其隨意部署提出了警告。他寫道：“我們是否想要一個國家頻繁和單方面地改變共有的生態系統，而不管其他的結果如何?”
圖示：人類帶來的外來物種導致弗洛裡亞納知更鳥處於瀕臨滅絕的狀態
埃斯沃特對GBIRd熱衷於探索基因驅動技術的興趣和早期探索同樣表示出擔憂。 GBIRd最近表示，其成員打算採用“精確驅動”方法來對付有害物種。其中的基因驅動器僅適用于具有特定基因序列的動物，這類似於湯瑪斯目前在實驗室中使用的故障安全系統，但主要依靠天然存在的基因，而不是引入細菌DNA。研究人員必須找到僅存在於島嶼目標物種的特有DNA序列，埃斯沃特認為這種可能性不大。 “不會起效的可能性很大，他們只是在編織希望，”他說，在較大的島嶼上，來自其他地方的基因太多，根本無法獲得想要的完美DNA序列。
儘管埃斯沃特支持物種保護，但他認為必須在倫理上優先考慮預防人類和動物的痛苦。 埃斯沃特說：“風險在於，你可能會以意外傳播的形式引發悲劇，反而會延遲通過基因驅動來阻止瘧疾等全球性問題的解決。”他表示， “對不起，相比之下我不是太在乎瀕臨滅絕的物種。”
但他表示，他希望GBIRd盡可能公開和小心地進行相應工作並與公眾協商，因為他確實關心外來入侵動物的痛苦。島嶼保護和其他環保組織用於毒殺齧齒類動物的藥物往往給動物造極大的痛苦。從食用毒藥到死亡的六天裡，老鼠會內臟出血，有時血會從動物的眼睛、鼻子、牙齦等處流出來。
埃斯沃特本人正在制定一個專案計畫，目的是阻止麻塞諸塞州楠塔基特島的萊姆病傳播問題。島上的居民反對使用基因驅動器，所以目前埃斯沃特的計畫是簡單地用改變當地老鼠對萊姆病毒敏感的特性，其中多達100,000只小鼠被設計為萊姆和蜱抗性。埃斯沃特希望這種抗性基因能夠傳播開來，能夠起到效果。對於埃斯沃特來說，他更願意讓當地社區定調。
位於阿德萊德湯瑪斯實驗室以北三十五英里處是一個名為乾旱恢復(Arid Recovery)的環保研究站，那裡正在進行另一項拯救瀕危物種的實驗。這是一個沒有實驗老鼠的實驗室，有著令人生畏的景觀：30,000英畝的紅色沙丘，其間點綴著堅硬，棘手的灌木叢。巨大的圍欄中飼養著袋狸等各種澳大利亞動物，其中大部分瀕臨滅絕，因為它們的生存被人類引入的貓和狐狸所威脅。
凱薩琳·莫塞貝(Katherine Mosebey)是共同創立該自然保護區的一位學家，她花費數年的時間在些圍欄地區清理狐狸和貓，以便於其中的瀕危動物能夠茁壯成長。現在，她正在為一些圍欄地區增加幾隻貓。這個想法是為了讓袋狸們有危機感，以便有朝一日放到圍欄之外後能夠得以生存下去，而不會因不知道如何恐懼而被那些掠食者吃掉。
這個實驗已經運行了幾年，但已經對付貓的問題顯然更加謹慎。在9月一個繁星點點的夜晚，我和這個項目背後的三位科學家莫塞貝、悉尼新南威爾士大學的邁克萊特尼克(Mike Letnic)以及加州大學洛杉磯分校的丹尼爾·布盧姆斯坦(Daniel Blumstein)一起出發前往保護區。我們開著一輛豐田HiLux，萊特尼克用手持聚光燈照向車窗外。在10平方英里的區域，袋狸從皮卡揚起的塵土中一晃而過，屁股看起來像毛茸茸的彈跳球。萊特尼克似乎擔心保護區中的貓還是太多了，野貓的眼睛在聚光燈下閃閃發光，似乎充滿了夜晚的整個區域。一個敏捷的虎斑貓跳過前方，消失在沙丘後面。如果保護區中有太多的貓，所有的本地物種都會被殺死。如果貓太少，又會讓這些本地動物無法適應。這是一個微妙的平衡。
當我們進入一個更小的沒有貓的保護區域時，這些袋狸顯得更加呆萌。幾次卡車都被迫停下來讓路，我們不得不下車將它們從路中間趕走。有人出門試圖把他們趕出去。 萊特尼克跑到一對袋狸面前，它們溫和地凝視著他。當走近時，動物開始和萊特尼克一起奔跑起來，最後，萊特尼克不得不把它們用腳推到路邊。如果這是在圍欄外面，無疑這些動物將成為野貓的美餐。
這些幼稚的動物與旁邊保護區邊緣那些小心謹慎的小動物之間形成了鮮明的對比，值得研究和學習，但團隊也對使用貓作為一種進化篩檢程式感興趣。更聰明，更快，更大，更有戰鬥力的小動物將在野貓的威脅下倖存下來，並重現生機。幾代之後，他們應該能夠與貓共存。
“這可能需要100年，”莫斯比說。
莫斯比正在使用簡單的工具——貓、圍欄、無線電項圈和陷阱來促進這些物種的進化，但她對遺傳工具也表示出了興趣。基因驅動如果有效的話，可以讓這些小動物不再需要通過貓的牙齒來學習進化和死亡，直接跳過100年的時間。
坎貝爾作為移民在加拉帕戈斯群島定居，並在那裡建立了家庭。他與厄瓜多爾的珠寶設計師結婚，生了一個女兒。據他的老上司，前查理斯達爾文基金會副執行董事費利佩克魯茲(Felipe Cruz)說，當地人接納了他。 “人們欣賞他並不是那種拍屁股就走的專家。”
然而他在那裡的工作一直飽受非議。例如在Pinzón島上的那些死鷹。現在只有十幾隻鳥在那裡築巢。但坎貝爾指出，陸龜幼龜已經誕生了，這是150多年來的第一次，他認為這些努力是積極的。即便這是以一小部分本地動物的死亡為代價，但也要比100%的滅絕要好。
坎貝爾堅持認為他和GBIRd都很小心謹慎。他說：“如果你第一次就搞砸了，可能會倒退30年。”與此同時，他繼續用下毒等傳統方法對付外來物種，希望避免島嶼瀕危物種的滅絕。
在弗洛裡亞納島參觀農場後，我和坎貝爾在海灘上喝啤酒，看日落。我們坐下來的時候，我可以看到海龜在海浪上方呼吸時看到的圓形腦袋。那時海獅懶懶地躺在沙灘上，緋紅色的Sally Lightfoot螃蟹在黑色的熔岩上爬來爬去。海面波光粼粼。坎貝爾告訴我，在瓦努阿圖曾經有一種看起來很嚇人的烏龜，“有帶一個尖刺的蝙蝠狀尾巴。”三千年前人們發現了這個島後，幾百年中這種烏龜就滅絕了。人類一直在推動物種的滅絕，我們知道如何做到這一點，甚至做的過程中想都不想，然而很少有實踐能將它們從滅絕的邊緣拉回來。
種群和整個生態系統。琳達卡約(Linda Cayo)是加拉帕戈斯群島恢復計畫中伊莎貝拉島專案(Project Isabela)的專案協調員，在20世紀90年代後期曾在坎貝爾手下進行實習，她回憶說他的一項美德是“堅韌的部隊作風”。坎貝爾曾在澳大利亞陸軍後備隊中服役，會開槍和修理車輛。他能夠花上幾個星期的時間在馬拉威追捕羚羊偷獵者。他非常適合在島上工作的要求：他的大拇指在野外工作中被割開，就直接讓一個朋友在田間縫合;還有一次，他從一個偏遠的火山地區回來，腳上的大部分皮都被磨掉了。他也懶得提及。
也許是因為對自身舒適生活的鄙視，坎貝爾在加拉帕戈斯群島嚴酷的火山景觀以及多種多樣的野生動物間茁壯成長。不得不說人類具有破壞一切的天賦，幸運的是發現這些火山島的時間足夠晚，使得島上95%的原始物種依然倖存。這裡有巨大的海龜，有從鼻孔中噴出鹽鼻涕的海鬣蜥，有8英尺寬翅膀的信天翁。
當人類從1805年開始在島上建立永久居住地時，他們帶來的不僅有家禽，還有藏在船艙中遠渡重洋而來的老鼠。與其他島上的物種類似，加拉帕戈斯群島上的動物在長時間的進化中防禦力不斷下降，根本無法應對這些外來物種。有些動物失去了飛翔的能力;有些動物習慣於在地上築巢，根本無法保護自己的蛋和幼崽;也許最危險的是，他們已經失去了對天敵的恐懼。即使外來物種不吃本地動物，也會以其他方式給它們造成傷害。在加拉帕戈斯群島上，外來的山羊吃了很多植物。有人估計加拉帕戈斯群島上194種特有植物中有60%瀕臨滅絕，而島上的巨龜也因為食物短缺而處於饑餓之中。
在伊莎貝拉島項目中，坎貝爾在直升機上用半自動步槍射擊山羊，偶爾也會與狗同行。但他很快意識到這些方法的不完善性。於是，他想出了一種在發情期通過雌性山羊進行誘導的策略，以便引誘其他山羊聚集起來進行射殺。這種所謂的“魔女瑪塔”(Mata Hari)的山羊誘導方法取得了巨大的成功，並讓坎貝爾一舉成名，但他認為這種方法僅僅是一種“漸進式創新”，而他要尋找的是“革命性創新”。
2006年，坎貝爾開始為島嶼保護組織Island Conservation工作，他的工作範疇遠遠不止於加拉帕戈斯群島。他幫助加州聖尼古拉斯島擺脫了野貓的困擾，消滅了智利喬羅斯島上瘋狂增長的兔子，解決了波多黎各德塞切奧島上的獼猴問題。但每一個問題的解決都是苦差事，坎貝爾對這個問題的嚴重性感到非常惱火：地球上有465,000個島嶼，其中41%的瀕危陸地脊椎動物都生活在其中，而大多數瀕臨滅絕物種存在的島嶼都是因為外來物種的威脅。 “我們的努力於事無補，”坎貝爾坦言。
然而在2011年，坎貝爾偶然間似乎發現了一種自己正在尋找的革命性創新方法。
北卡羅來納州立大學昆蟲學家弗萊德古爾德(Fred Gould)撰寫了一篇論文，指出一種已經應用于昆蟲的基因工程技術可應用於齧齒動物等其他有害物種。(除了被威脅島嶼物種的生存外，齧齒類動物每年消耗的糧食足夠餵養1.8億人，並且還會傳播萊姆病和漢坦病毒等多種有害微生物。)古爾德指出，科學家們可以利用基因工程來支援某些隱形特性，並通過它們來使得物種滅絕。通常，對於不同類型的基因，後代有50%的機會繼承來自母親的基因，50%的機會繼承來自父親的基因。但是某些類型的基因會自然進化出一種方式來欺騙這個概率系統——如果父母擁有這樣的基因，後代擁有這種基因的概率幾乎是100%的。這種神秘的作弊代碼被稱為基因驅動技術，如果科學家能夠設計出一種合成的基因驅動器，他們就可以在相應物種中通過代際傳播所期望的基因特性。要消滅一個島上的老鼠，你完全可以傳播不育基因，一旦不育基因達到一定的流行率就會導致老鼠滅絕。這不需要任何毒藥，齧齒動物會悄無聲息地消失，就像歷史上那些沒有後嗣的貴族一樣。
坎貝爾申請造訪位於羅利的古爾德實驗室。和你一樣，古爾德通過互聯網想知道坎貝爾是誰。 “我只是感到震驚，”古爾德說。 “如果你看看島嶼保護組織Island Conservation的網站就會知道，它全是木質的、綠色的。”許多環保主義者都反對基因工程。古爾德問坎貝爾：“你知道你自己在做什麼嗎?”
坎貝爾清楚這一點。但他並不在乎其他環保主義者所認為基因工程過於冒險和不自然而不願嘗試。他只是想阻止瀕危動物的滅絕。古爾德喜歡這個人的實用主義。
古爾德的想法只是理論上的。但在2012年， Crispr這種基因編輯技術的出現突然使得相關理論更有可能成為現實。Crispr是一種快速，廉價且準確地編輯基因的新方法，有了Crispr，任何DNA序列都可以被精確剪切並粘貼到特定基因組的任何位置。
大約兩年後，當時就任于哈佛大學的遺傳學家凱文埃斯維特(Kevin Esvelt)把基因驅動和Crispr技術結合在了一起。研究人員不是用一個裝滿合成DNA的大型脂肪玻璃針刺入你想要改變的每個有機體，而是用一次基因驅動技術來編碼你想要的基因(或者去除你不需要的基因)，同時也使用Crispr技術在另一個基因組中進行相同的操作。所以當你改變基因的生物配對時，它的染色體能夠繼續起作用，還可以改造從配偶中繼承的染色體。這保證後代會有人們所期望的基因改變。
圖示：凱文埃斯維特發明了合成基因驅動技術，但很快就對其潛在影響感到擔憂
而當後代達到性成熟並進行配偶時，會重複這個過程。在一個完美的“全球”基因驅動中，所有後代都會擁有攜帶期望特質的基因驅動。
這種可能性對於瀕危動物保護來說是一種誘惑。你可以開始思考比弗洛裡納島專案更大的範疇：有12000位居民的整個聖克魯斯加拉帕戈斯群島。或者說坎貝爾的祖國澳大利亞這裡有數十種物種因為貓和狐狸的入侵而受到生存威脅。你可以復原世界上的每個島嶼。
使用基因驅動來拯救瀕危物種的想法開始在坎貝爾腦中嗡嗡作響。坎貝爾組織島嶼保護組織的人員以及美國、澳大利亞、紐西蘭和美國農業部的研究人員對這種方法進行研究。該組織將其正式命名為“侵入性齧齒動物遺傳生物控制”計畫(GBIRd)。 2016年6月，澳大利亞阿德萊德大學鼠類遺傳學家保羅·湯瑪斯(Paul Thomas)拜訪了位於北卡羅來納州的古爾德，心潮澎拜。湯瑪斯認為他的實驗室可以研究如何在齧齒動物中進行合成基因驅動。如果他能夠在實驗室老鼠身上獲得成功，那麼他就可以在島嶼老鼠身上獲得了成功。最終湯瑪斯加入了GBIRd計畫。
8月份，當我在阿德萊德訪問湯瑪斯的實驗室時，一位名叫錢德蘭普菲茨納(Chandran Pfitzner)的研究生陪同我進入了實驗老鼠培養室。進入之前，我們穿上藍色無菌服，頭套和面罩。普菲茨納用消毒劑噴灑了我的筆記本，帶我穿過溫暖而安靜的走廊，進入一個裝滿有機玻璃箱子的房間。房間裡異常安靜，甚至感覺到有些沉悶，只有動物磨牙和進食的細微聲音。實驗老鼠很小，聞起來有股甜木屑和鹽混合的氣味。普菲茨納選中一隻老鼠，笨拙地從它的耳朵上切下一小圈皮。老鼠沒有發出聲音。
圖示：保羅湯瑪斯展示用於基因驅動實驗的實驗老鼠
這只老鼠是在校園另一棟建築物裡的實驗室中誕生的。在那裡，研究人員用玻璃針刺穿受精卵並注射必要的成分以覆蓋隨機的遺傳概率特性：在Crispr工程中使用分子“剪刀”來進行基因編輯。在試驗中，Crispr剪下的基因不是用於不育症，而是用於改變老鼠的毛色。研究人員的想法是讓合成基因驅動首先對於一目了然的特徵起作用。如果基因驅動器正在工作，實驗老鼠就會被白化。但相反，這是一隻相當可愛的灰褐色老鼠。普菲茨納把這只老鼠放回了盒子裡。
在我們離開實驗老鼠培養室並脫去無菌服後，普菲茨納在顯微鏡下檢查這一小片耳朵皮膚。他想看看基因驅動的因素是否到位。科學家們還在“剪刀”和其他組件旁邊插入了螢光蛋白，在倒置螢光顯微鏡下，小鼠肌肉組織發出兩種顏色，即黑櫻桃紅和霓虹綠。所有的基因特徵都在那裡，但灰褐色的外表證明了這些基因並沒有起作用。
圖示：湯瑪斯實驗室中的新型顯微鏡，用於觀察實驗老鼠中基因驅動是否起了作用
在30只實驗小鼠中，湯瑪斯和普菲茨納確實得到了三隻帶有白色斑塊的深灰色小鼠，這表明該驅動器在一些皮膚細胞中起了作用，但並不是全部。 “這仍是研究的早期階段，”湯瑪斯表示。科學是一個長期的過程，但湯瑪斯毫不懷疑他的團隊最終會破解謎題，而這只是時間問題。他預計，大約在2020年之前，毛色基因驅動能夠在實驗室中發揮作用，並且不久之後就會導致老鼠不育。
湯瑪斯和應用數學領域的一些同事模擬了這樣一個假設，也就是如果引入100只設計有不育基因驅動的老鼠來消滅50,000只老鼠的種群需要多長時間。答案是不到五年時間。
現在看似是對老鼠耳朵的研究，但未來老鼠卻面臨著種種前所未有的可能性。或許人類並不是在澳大利亞的實驗室中改變區區幾隻老鼠，而是永遠改變所有老鼠。 這個體重不足30克的小傢伙恰恰像我們展示了一種前所未有的自然力量：改造或抹去整個物種的能力。
這種可能性意味著湯瑪斯要採取特別的預防措施。他明白，如果一隻患有白化病或不育症的實驗老鼠從有機玻璃盒逃脫並與外界的老鼠群體交配，它可能對環境是危險的，而且肯定會對公共關係造成危險。所以他所做的第一件事就是為這些實驗創建一個專用的老鼠物種。湯瑪斯的基因驅動只會在一組獨特的細菌性DNA啟動下才會起作用，這組細菌性DNA被融入實驗老鼠體內。這樣的話，即便這些實驗老鼠中的一隻逃脫並與一隻家鼠配對，基因驅動也不會起作用。
在凱文埃斯維特(Kevin Esvelt)發明Crispr基因驅動技術之後，他被這種技術嚇壞了。該技術可以在不需要殺戮的情況下，有效防止可怕疾病的傳播或者控制動物種群。但它也可以單方面造成物種滅絕並破壞公眾對科學的信任。
麻省理工學院教授薩里博若爾埃斯沃特(Cerebral Esvelt)身材高挑，看起來是典型的常坐辦公室的人，而坎貝爾則是典型的戶外人。當被問及這種智力創造的承諾和相應的危險時，他提到了自己收養的流浪貓Boo，這只小貓在獲救之前因凍傷而失去了耳朵。他設想了一個未來，當地語系化基因驅動方法可以減少野貓的數量，這和坎貝爾減少島上老鼠的方式比較類似。 “對於我而言，想到小野貓被凍死或者餓死非常痛苦，”他說。
請注意，他使用術語“當地語系化”基因驅動。他對自己的怪癖的回應之一就是想出將合成基因驅動僅僅作用於有限代際的方法。他將這種方法稱為“菊輪鍊”，它將在合成基因驅動中增加一系列遺傳驅動因數，這些驅動因數必須全部到位才能夠驅動所需的基因改變。鏈中的第一個驅動程式通常是繼承性的，所以當它消失時，基因驅動器也會告一段落。理論上，調整鏈中的驅動因數的數量可以讓你匹配想要去除的特定規模的生物種群。
這種“菊輪鍊”方法仍然處於實驗當中。埃斯沃特認為，除非是為了解決像瘧疾這樣的全球性健康危機，否則在當地語系化基因驅動得到有效證實之前不應當在野外進行基因驅動。今年11月，埃斯沃特在PLOS Biology上發表了一篇文章，回應了紐西蘭想要利用基因驅動來消滅老鼠以及引入的捕食者如老鼠，白鼬和澳大利亞負鼠等外來入侵物種的想法。他稱不加控制的基因驅動並不適用於保護目的，並對其隨意部署提出了警告。他寫道：“我們是否想要一個國家頻繁和單方面地改變共有的生態系統，而不管其他的結果如何?”
圖示：人類帶來的外來物種導致弗洛裡亞納知更鳥處於瀕臨滅絕的狀態
埃斯沃特對GBIRd熱衷於探索基因驅動技術的興趣和早期探索同樣表示出擔憂。 GBIRd最近表示，其成員打算採用“精確驅動”方法來對付有害物種。其中的基因驅動器僅適用于具有特定基因序列的動物，這類似於湯瑪斯目前在實驗室中使用的故障安全系統，但主要依靠天然存在的基因，而不是引入細菌DNA。研究人員必須找到僅存在於島嶼目標物種的特有DNA序列，埃斯沃特認為這種可能性不大。 “不會起效的可能性很大，他們只是在編織希望，”他說，在較大的島嶼上，來自其他地方的基因太多，根本無法獲得想要的完美DNA序列。
儘管埃斯沃特支持物種保護，但他認為必須在倫理上優先考慮預防人類和動物的痛苦。 埃斯沃特說：“風險在於，你可能會以意外傳播的形式引發悲劇，反而會延遲通過基因驅動來阻止瘧疾等全球性問題的解決。”他表示， “對不起，相比之下我不是太在乎瀕臨滅絕的物種。”
但他表示，他希望GBIRd盡可能公開和小心地進行相應工作並與公眾協商，因為他確實關心外來入侵動物的痛苦。島嶼保護和其他環保組織用於毒殺齧齒類動物的藥物往往給動物造極大的痛苦。從食用毒藥到死亡的六天裡，老鼠會內臟出血，有時血會從動物的眼睛、鼻子、牙齦等處流出來。
埃斯沃特本人正在制定一個專案計畫，目的是阻止麻塞諸塞州楠塔基特島的萊姆病傳播問題。島上的居民反對使用基因驅動器，所以目前埃斯沃特的計畫是簡單地用改變當地老鼠對萊姆病毒敏感的特性，其中多達100,000只小鼠被設計為萊姆和蜱抗性。埃斯沃特希望這種抗性基因能夠傳播開來，能夠起到效果。對於埃斯沃特來說，他更願意讓當地社區定調。
位於阿德萊德湯瑪斯實驗室以北三十五英里處是一個名為乾旱恢復(Arid Recovery)的環保研究站，那裡正在進行另一項拯救瀕危物種的實驗。這是一個沒有實驗老鼠的實驗室，有著令人生畏的景觀：30,000英畝的紅色沙丘，其間點綴著堅硬，棘手的灌木叢。巨大的圍欄中飼養著袋狸等各種澳大利亞動物，其中大部分瀕臨滅絕，因為它們的生存被人類引入的貓和狐狸所威脅。
凱薩琳·莫塞貝(Katherine Mosebey)是共同創立該自然保護區的一位學家，她花費數年的時間在些圍欄地區清理狐狸和貓，以便於其中的瀕危動物能夠茁壯成長。現在，她正在為一些圍欄地區增加幾隻貓。這個想法是為了讓袋狸們有危機感，以便有朝一日放到圍欄之外後能夠得以生存下去，而不會因不知道如何恐懼而被那些掠食者吃掉。
這個實驗已經運行了幾年，但已經對付貓的問題顯然更加謹慎。在9月一個繁星點點的夜晚，我和這個項目背後的三位科學家莫塞貝、悉尼新南威爾士大學的邁克萊特尼克(Mike Letnic)以及加州大學洛杉磯分校的丹尼爾·布盧姆斯坦(Daniel Blumstein)一起出發前往保護區。我們開著一輛豐田HiLux，萊特尼克用手持聚光燈照向車窗外。在10平方英里的區域，袋狸從皮卡揚起的塵土中一晃而過，屁股看起來像毛茸茸的彈跳球。萊特尼克似乎擔心保護區中的貓還是太多了，野貓的眼睛在聚光燈下閃閃發光，似乎充滿了夜晚的整個區域。一個敏捷的虎斑貓跳過前方，消失在沙丘後面。如果保護區中有太多的貓，所有的本地物種都會被殺死。如果貓太少，又會讓這些本地動物無法適應。這是一個微妙的平衡。
當我們進入一個更小的沒有貓的保護區域時，這些袋狸顯得更加呆萌。幾次卡車都被迫停下來讓路，我們不得不下車將它們從路中間趕走。有人出門試圖把他們趕出去。 萊特尼克跑到一對袋狸面前，它們溫和地凝視著他。當走近時，動物開始和萊特尼克一起奔跑起來，最後，萊特尼克不得不把它們用腳推到路邊。如果這是在圍欄外面，無疑這些動物將成為野貓的美餐。
這些幼稚的動物與旁邊保護區邊緣那些小心謹慎的小動物之間形成了鮮明的對比，值得研究和學習，但團隊也對使用貓作為一種進化篩檢程式感興趣。更聰明，更快，更大，更有戰鬥力的小動物將在野貓的威脅下倖存下來，並重現生機。幾代之後，他們應該能夠與貓共存。
“這可能需要100年，”莫斯比說。
莫斯比正在使用簡單的工具——貓、圍欄、無線電項圈和陷阱來促進這些物種的進化，但她對遺傳工具也表示出了興趣。基因驅動如果有效的話，可以讓這些小動物不再需要通過貓的牙齒來學習進化和死亡，直接跳過100年的時間。
坎貝爾作為移民在加拉帕戈斯群島定居，並在那裡建立了家庭。他與厄瓜多爾的珠寶設計師結婚，生了一個女兒。據他的老上司，前查理斯達爾文基金會副執行董事費利佩克魯茲(Felipe Cruz)說，當地人接納了他。 “人們欣賞他並不是那種拍屁股就走的專家。”
然而他在那裡的工作一直飽受非議。例如在Pinzón島上的那些死鷹。現在只有十幾隻鳥在那裡築巢。但坎貝爾指出，陸龜幼龜已經誕生了，這是150多年來的第一次，他認為這些努力是積極的。即便這是以一小部分本地動物的死亡為代價，但也要比100%的滅絕要好。
坎貝爾堅持認為他和GBIRd都很小心謹慎。他說：“如果你第一次就搞砸了，可能會倒退30年。”與此同時，他繼續用下毒等傳統方法對付外來物種，希望避免島嶼瀕危物種的滅絕。
在弗洛裡亞納島參觀農場後，我和坎貝爾在海灘上喝啤酒，看日落。我們坐下來的時候，我可以看到海龜在海浪上方呼吸時看到的圓形腦袋。那時海獅懶懶地躺在沙灘上，緋紅色的Sally Lightfoot螃蟹在黑色的熔岩上爬來爬去。海面波光粼粼。坎貝爾告訴我，在瓦努阿圖曾經有一種看起來很嚇人的烏龜，“有帶一個尖刺的蝙蝠狀尾巴。”三千年前人們發現了這個島後，幾百年中這種烏龜就滅絕了。人類一直在推動物種的滅絕，我們知道如何做到這一點，甚至做的過程中想都不想，然而很少有實踐能將它們從滅絕的邊緣拉回來。