來自墨西哥死亡區域的微生物DNA片段核苷酸ESOM對映。彩色分組代表著根據DNA序列不同而最新發現的物種，旨在理解涉及氮迴圈的組織。圖片來自Brett Baker/UTMSI/Cameron Thrash (LSU)
Dawn Field是自然環境研究委員會生態水文中心、牛津生物多樣性研究所和華盛頓史密森學會的成員，她的最新出版書籍是《生物密碼：基因新紀元》（ Biocode: The New Age of Genomics）
除非你毫不關心，過去幾年在基因科學方面可是發生了很多事。比如，現在已經可以讀取人類基因組並改正所有已知有問題的基因。這聽起來或許不寒而慄，但基因科學已經在科幻現實裡有了一席之地。 就在2010年，馬里蘭Craig Venter帶領的團隊讓我們進入到了人造基因的時代，彼時，他們創造了Synthia，是世界上第一個由計算機「生育」出來的活體。雖然只是一個簡單的細菌，基因組的DNA長度只有50多萬字長，但前途不可估量：人造酵母和蠕蟲專案已經蓄勢待發了。
在Syhthia誕生兩年後，基因測序已經非常強大，被用來給全新發現的、8000年以前的人類物種丹尼索瓦達人的基因進行測序，該人種發現於西伯利亞的一個冰凍洞穴裡的一塊小指骨。2015年，英國成為第一個將「三親嬰兒」合法化的國家——三親嬰兒指的是擁有父親、生母和另一個捐獻健康線粒體（所有人類細胞中都有的能量製造單元）基因的女性的嬰兒。 正如我們所知的，基因能夠改變生物，因此該技術導致了又一輪倫理爭論。人們對此表達了不安，不只是那些普通大眾，就是科學家們那些高談闊論的文章和採訪中也是如此。當中國在去年4月宣佈修改了人類胚胎時，術語「CRISPR/Cas9」在社交媒體Twitter上引爆了討論。CRISPR/Cas9是一種蛋白質與RNA的組合物，能夠保護細菌免受病毒侵襲。適當的加以應用，能夠使科學家以驚人的精度對活體細胞的DNA序列進行編輯。比如說，它被用來展示HIV能夠從人類基因組中除掉，母蚊子能夠被轉化成公的以便阻隔瘧疾的傳播（只有母蚊子叮咬才會傳播瘧疾）。
但是CRISPR的共同研發者之一，來自加州大學的Jennifer Doudna表示，由於倫理問題尚未有決斷，因此非常不建議任何對人類基因進行修改的嘗試。好吧，感謝中國，此路不通了。確實，現在該技術似乎找到了它的方式流向愛好者手中：《自然》最近報導稱「生物黑客」亞文化成員已經開始「研究」CRISPR，然而他們面試的愛好者似乎並不太清楚他到底想用它幹嘛。
考慮到我們的基因能力似乎即將觸及臨界閾值，值得來好好看看接下來幾年會發生什麼？比如，DNA能夠解決緊迫的能源問題嗎？有一個專案試圖改造出能在黑暗中發光的樹。你現在就能先預定一個了——至少能預定顆種子；樹木長成可得好長時間。可能距離街邊滿是生物發光的植物那天並不遙遠。這大概將使電力路燈變成過去，就像很多其他的高能源消耗的老式技術一樣。
但這並不是未來5-10年能夠落地的唯一潛在革命性專案。Venter正在重編譯豬肺基因，以便能夠用於人體移植。這也比目前所能看到的有更廣的影響：歐洲大約有十分之一的死亡是由肺病引起的。另外，Venter也試圖用DNA序列找到火星上的生命，併發明瞭一種「生物瞬移」方法——將火星上的微生物DNA進行測序，然後在地球上用3D列印重建基因。這一過程反過來也行。Venter和馬斯克還討論過使用該技術和3D列印地球微生物一起將火星地球化。當然，這整件事讓人匪夷所思，但Venter和馬斯克確實有此計劃。不管如何，我們可能應該開啟我們的地平線之旅了。
到2020年時，很多醫院都會有基因醫療部門，基於個人的基因組成設計醫療方案。基因序列——機器能夠採血樣出具整個基因藍圖——會縮小到僅用U盤就能裝得下。超級市場裡可能會有貨架擺放著家用DNA測試裝置，可能處於化妝品和藥品之間，琳琅滿目，包括你家孩子是否擅長體育，你剛收養的貓是否好養，甚至廚房櫥櫃是否有足夠的有益細菌。我們會知道某人因醫療原因對他的基因進行了探測，可能甚至我們自己也會如此。個人的DNA故事——包括腸子裡蟲子質量的好壞——會成為茶餘飯後的談資。
到2025年，預測表明我們會完成幾十億人的基因測序。大部分是由於癌症基因組領域的指數級增長。蘋果聯合創始人賈伯斯是早期接收基因治療的人之一，當時他得了癌症，對他的基因進行了測序。很多人會繼續。我們會變得越來越想要知道基因會告訴我們些什麼。就好像女演員安吉麗娜·朱莉選擇進行雙乳切除手術以防止其演變成乳癌，社會會覺得基於廣泛的基因和基因組合情況做決定沒什麼大不了。已經有研究將此定義為「安吉麗娜·朱莉效應」，隨著她的公開宣言，通過DNA測試來了解獲得乳癌風險機率的女性人數已經翻了一倍。
不管好壞，我們會逐漸通過DNA來確診自己的問題。有暗示表明這種現象已經存在於類似ApoE基因（最出名的導致阿茲海默疾病的基因決定因子）一類的疾病基因隱私問題了。2007年，James Watson——DNA結構發現者之一——成為第二個將其基因進行測序的人。他拒絕去了解他是否有ApoE基因，害怕他會有和他媽媽一樣的命運，他媽媽就死於老年痴呆。而相反，開放基因組的擁護者John Wilbanks大方承認他有患阿茲海默的風險。社會會研發展出新的規範來處理這樣的老年痴呆病，但到底是更傾向Watson還是Wilbanks還尚不明確。
可能影響最顯著的長期社會變化就是DNA的成果會朝向美國未來學家和企業家Peter Diamandis稱之為「完美知識」的方向發展。Diamandis似乎是主要考慮到無處不在的攝像頭：
有了世界各地收集資料的幾十億感測器（自動汽車、衛星系統、無人機、可穿戴裝置、攝像頭），你能夠在任何時間、任何地點知道任何你想知道的事，並通過資料找到答案和觀點。
你已經能在某些地方看到他所想表達的意思了：比如，地理。由於衛星成像，我們能夠看到地球的整個表面，不會有未發現的大陸。世界地圖是完整的。我們也應該對基因報以同樣的期待。DNA測試會變得如此普遍，將會改變醫療、法律和社會根本。如果全人類基因測序開始實施，不太可能會阻礙人類關係或忽視DNA中的內容。
你所觸控的、舔舐的或咀嚼過的隨地亂丟的垃圾，比如口香糖或紙巾，都能讓你的臉出現在公交站臺上。
關於DNA應用的可能未來已經得到了廣泛傳播。DNA測序已經是犯罪證據的黃金標準。只需要一根頭髮，一個指紋或者一杯喝過的水，就能提取到足夠的DNA來確定罪犯，而在FBI的CODIS資料庫中有幾百萬個DNA樣本進行匹配。有些門禁森嚴的社群還會要求提供寵物的DNA。寵物擁有者如果因寵物弄髒了公共空間還會受到罰款：當局只需要比對他們拾取的汙物和強制性寵物登記時的資料即可。在香港，對那些亂丟垃圾的人也是如此。你所觸控的、舔舐的或咀嚼過的隨地亂丟的垃圾，比如口香糖或紙巾，都能讓你的臉出現在公交站臺上。DNA識別的最新研究使得類似生命的3D重建得以實現。
接下來呢？大概全基因組登記不遠了。現在已經存在有限程度的基因組登記，是由早期接受者基於自願原則貢獻出來的。還有幾個百萬人基因組專案。加州消費遺傳學公司23andMe吹噓它有超過100萬的消費者。國家基因組計劃正在全球各地展開，由冰島類的國家領導，該國家目前為止已經給1/3的人口在基於自願原則情況下進行了基因測序和推斷。另一方面，科威特引進強制DNA測序作為一種反恐手段，對其全部人口進行測序。
坦白來說，這樣一種建檔社會政策結果打破了我對未來的認知。特定警告似乎並非誤報，因為如果任何一項技術使其本身得到全國或私人濫用，那麼就是值得引起反思的。但我的興趣在於基本的科學，雖然地球上每個人都進行基因登記會是有史以來最浩大的科學工程之一，但仍然只觸及了基因技術所能實現的目標的表層。
我們開始將地球上的DNA當成整體來思考，所有的生命，包括人類，最終都只存在於一個系統之中，我們的這顆淡藍色星球。讓我們給它起個名字吧，讓我們把地球上的DNA總和叫做「生物密碼」。科學家們估測過生物密碼的大小。把基因大小的資訊和不同生物的生物量資訊結合起來考慮，生物密碼的大小超過±3.6×10^31百萬對鹼基。把從細菌到蜜蜂到鳥類的所有生物基因大小和地球所有生物總數相乘，估計DNA重量達到500億噸。這些看不見的生命密碼將會填滿10億個集裝箱。 我們對之又知道多少呢？非常非常少。我們仍然對其生物多樣性感到震驚，尤其是看不見的大多數：微生物。我們知道不僅我們的腸道里塞滿了幾萬億的微生物細胞，整個星球也是如此。這些單細胞的微生物生命佔據了這個星球生物量的50%，和基因多樣性的90%。它是古老的，驅動了我們體內的生物化學迴圈，幫助地球孕育生命，而大部分並不為人所知。
但這將會發生變化。本世紀最偉大的成就之一就是找出生物密碼的特徵，不只是不同物種的基因組，還有相互交換的模式。我們對其大小的第一猜測開啟了一扇大門。我們開始理解在過去它的構造如何有了波動，而在未來又會有何變化。我們會開始知道它是如何工作的。 到了2050年，我們會將目標定在最終不只是掌握人類基因多樣性，而且掌握地球的生物多樣性。我們有希望完成基於DNA的自然系統（Systema Natura），這一工作由分類之父林奈在1735年第一次提出。關鍵問題在於地球遺留下來的基因還會有多少。像是史密森全球基因組計劃之類的專案正在試圖凍結所有現存生物的DNA樣本，以便在未來能夠進行測序，既為了等到基因測序更便宜，也為了保護基因不在能夠測序之前就滅絕。
更新版的自然系統不止說明了生命之間的真實進化關係，也說明了生態相關的基因互動方法。與此同時，我們仍然主要處於收集儲存階段。我們在讀取從尼安德特人到長毛象、到紐約地鐵系統裡微生物等等一切事物的DNA。而在某個有趣的領域，我們取得了進展，比如：我們找到了熊貓生物密碼的顯著片段。它包括2%的所有現存熊貓的基因組，它們的首選食物竹子和熊貓微生物群的樣本，這些微生物群能夠消化纖維素，因此能使有著犬齒的食肉動物像食素動物一樣活著，否則將無法消化這些植物。
如果所有生命都有DNA，並且與我們的星球有內部聯絡，那麼整個行星生態環境能夠比作是一臺大型計算機。
但我們還有很長的路要走。地球上可能有超過200萬種物種。地球微生物組專案將微生物分類成了大約900萬種，只有一系列專案的其中之一對生命之樹的分支進行了排序。這就是大科學（Big Science），事實上，這是有史以來最大的科學事業，是實際存在的行星基因組專案（Planetary Genome Project）。
估測生物基因大小的作者將DNA隱喻成製造大量思想的軟體。如果所有生命都有DNA，並且連線至我們的星球，那麼整個行星生態環境就能夠比作是一臺巨大的計算機。比如，因為有了生命，地球才有了含氧的大氣。氧氣來自於植物和微生物的DNA軟體，它們利用陽光和二氧化碳來進行光合作用。地球的系統檢視使我們能夠做出進一步計算。假設計算機處理能力的速率達到資訊由DNA序列轉化為蛋白質的速率，這就意味著我們的行星計算能力是中國超級計算機天河二號的1022倍，而天河二號是目前最快的超級計算機。現代社會沉迷於計算機，而現在我們不得不想想我們就住在一臺計算機裡，至少在某些比喻意義上是這樣。如果我們接受這一比喻，我們也不得不接受我們並不知道它是如何工作的。
當然，即使我們開發出了破譯這臺超級計算機密碼的能力，我們也只是竊取了一部分，而大部分是無知的後果。我們面臨著第六次大規模滅絕，將會在很短的地質時期裡失去75%的物種。自從人類進化伊始，我們就在重編譯生物密碼，但速度在不斷提升。更別提那些出名的令人震驚的基因滅絕事件：我們伐光了樹林，種植單一物種，獵食捕魚導致滅絕，大量毒藥侵襲剩餘的生物多樣性，或強制性的將物種從棲息地遷移走。現在的滅絕速度可能是過去的100倍。在大部分情況，滅絕就像是徹底清除計算機硬碟。資訊是不可逆轉的。那些擔心基因力量的人大部分害怕的是經過設計的嬰兒、生物恐怖襲擊、保險拒絕、基於DNA的歧視或者基因監控。可能我們更應該擔心我們正在以恐怖的速度改寫地球上的生命密碼，而通常毫不考慮我們到底在做什麼。
到2100年時，生物密碼會變成非常顯著的人造的嗎？我們會看到工業生產定製的生物增加和沒有計算機干預的天然生物減少，這樣的猜想並不離奇。基因的未來是會陷入黑暗還是大放異彩，它的潛力能達到的最不可思議的部分是什麼？生物密碼自從35億年前生命誕生之初就開始改造地球，不管人類做了什麼，肯定會在未來以某種形式繼續，無疑會產生令人興奮的複雜性。甚至可能包括人類新物種，由即將到來的下一代製造，或許是巧合，或許是設計，或許是兩者結合。