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【三联生活周刊】无法回避的转基因作物

    1973年,美国人成功地将大肠杆菌的DNA链断裂,重新组合后形成新的DNA分子。这是人类历史上第一次人为设计生物体的遗传物质,人类从此跨入了基因工程时代。
    从此,人类能够有目的地将一个个体细胞内的遗传基因,转移到另外一个不同个体的细胞内,这种外来基因就带来了新的性状,这项技术被称为转基因技术。转基因技术发展很快,1983年世界上第一例转基因植物——转基因烟草在美国成功培植,1992年中国首次商品化种植抗黄瓜花叶病毒和抗烟草花叶病毒双价的转基因烟草,揭开了全球转基因作物商业化的序幕。
    此后,人类开始有了一双创造新生物的“上帝之手”,“转基因”一词也成为人们关注的焦点。很快,世界上第一种转基因食物也出现了,是一种名为“Flavor Savor”的转基因番茄。1994年,美国农业部(USDA)和美国食品与药物管理局(FDA)批准转基因番茄上市,这种番茄被转入一个晚熟基因,能够储存更长时间。但不幸的是,高科技番茄并没有像人们预期的那样大获成功,它产量偏低而经不起采收、包装及运输等整个过程,很多番茄在运抵目的地时已经软化或碰伤,从而失去了市场价值,只好在1997年退出了市场。
    接下来的十几年内,转基因棉花、玉米、大豆、油菜、木瓜、马铃薯、南瓜等作物纷纷获准商品化生产并上市销售,早已悄然进入我们的生活。
    据国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)公布的数据表明,2009年有25个国家的1400万小农户和大农场主种植了1.34亿公顷的转基因作物,种植面积是1996年的80倍。这25个国家中有16个是发展中国家,种植面积超过100万公顷的前8位分别是美国、巴西、阿根廷、印度、加拿大、中国、巴拉圭和南非。种植面积最大的转基因作物主要有4种,其中转基因大豆占全球大豆种植面积的3/4,转基因棉花占全球棉花种植面积的一半,转基因玉米超过全球玉米种植面积的1/4,转基因油菜也超过了全球油菜种植面积的1/5。在这些转基因作物中,抗杀虫剂是最普遍的性状,除了转基因大豆外,转基因玉米、油菜、棉花、甜菜和苜蓿等均是如此。
    转基因作物在农田里的发展势头凶猛,在实验室里针对它们的研究也一样如火如荼。研究人员已经不满足向作物中转入现有的单一特性,转基因作物开始从第一代向第二代、第三代发展。
    第一代转基因作物被称为“InPuttraitS”,意思是转基因作物的特殊性主要表现在输入特性方面,比如抗除草剂、抗虫、抗病毒、抗恶劣环境(如抗旱)特性等,主要目的是降低耕种成本,增加作物产量以及减少化学农药的使用等。第一代转基因作物没有给消费者带来直接利益,但给农户带来巨大的实惠。
    第二代转基因作物被称为“Outputtraits'’,意思是转基因作物的特殊性主要集中在输出特性方面,比如改善食品的味道,增加食物的营养,减少食物中的反式脂肪酸,提高油料作物的含油量等,主要目的是提高作物产品的品质,这一代转基因作物直接让消费者受益。
    第三代转基因作物被称为“Value—addedtraits",意思是转基因作物不再作为粮食或者传统纤维制品,将出现以往不具有的特殊性质,比如药用作物、生物燃料作物等等,进一步发挥特定的作用。
    目前,转基因作物的应用总体上限于第一代转基因作物,科学家们正在大力研究第二、第三代转基因作物。不论你对转基因作物持何种态度,不论你是否觉察到身边存在转基因食物,不久的将来或许依然会有越来越多的转基因食物问世。
 
转基因作物之争
 
    十几年一直争论同一个问题,时间也不算太短。自1996年转基因作物开始商业化种植以来,持不同意见的双方就你来我往,论战至今。2009年11月,农业部为转基因水稻颁发安全证书,这意味着接下来可以申请生产许可证了,转基因水稻产业化似乎为时不远。
    此消息一出,关于转基因作物的论战又硝烟四起,让外人看得一头雾水。生物技术公司、转基因作物研究者称,转基因作物是安全的,对环境和人类都有益处。比如转入了Bt抗害虫基因的棉花能够抵抗害虫,比普通棉花少用了很多杀虫剂;比如美国和加拿大人已经吃了10多年转基因食物也没发现有什么问题。但是一些昆虫学家和环境学家等则称,诸如孟山都这样推广转基因作物的跨国公司,控制着整个产业,推广单一作物,危害环境,损害生物多样性,威胁依靠传统有机环境维生的农民的生计。还有一些德高望重但没有参与此项研究的科学家三缄其口,觉得此事已非简单的学术问题,频频答复记者道:“请谅解,我不想就此问题发表任何看法。”
    那么转基因到底是什么?简单说就是转入基因。转入的基因可以来自任何一种生命体,细菌、病毒、昆虫等等,可以是一个也可以是多个,于是原有的生命体就可以获得由新基因带来的特性,比如抗除草剂的特性、抗病虫害的特性、抗腐烂的特性等等。通过这种技术,人们可以给某种作物注入一种靠杂交方式根本无法获得的特性,所以有人称这是人类作物栽培史上的一场空前革命。
    一位不愿具名的昆虫学家说:“新技术的出现是好事,但是从哲学上有些讲不通。”科学家希望杀死90%的害虫,但实际上50%~60%的害虫死亡率已经相当有效,对天敌也不会产生致命打击,能有效维持食物链。他告诉本刊记者:“自然界中压力越高,反抗越大,如果杀死90%的害虫,侥幸存活的10%则会产生很强的抗药性,即便眼前的问题解决了,随后又会出现新问题。”
    其实也有原始的方式可以规避问题。转基因大豆的出现是因为普通大豆不能抵抗除草剂的攻击,在杂草被杀死的同时自身难保。“研究抗除草剂的大豆思路是好的,但换个想法就出现一个诡异的命题,这岂不是鼓励农民使用农药?”一般而言,诸如大豆、玉米这样的作物,在早期受杂草的危害很大,传统做法要求农民勤快除草,不过一旦作物长高长大之后,杂草就不再对其构成威胁。自从有了抗除草剂的大豆,农民纷纷使用除草剂解决问题,“人都越来越懒了”。
    或许在农业现代化进程中,农民越来越懒并不是什么坏事,但是转基因作物仍然要解答是否对人体有害、是否污染环境和其他物种、是否影响基因多样性等诸多疑问。面对亟待解决的吃饭问题,和几十年甚至数百年后才能确定的未知问题,科学家和决策者做出任何选择都不是一件易事。
   
    美国加州大学伯克利分校植物和微生物学教授佩吉(Peggy  Lemaux),多年来一直是转基因作物的坚定支持者。本刊对她进行了专访。
 
    三联生活周刊:当食物被吃下去之后,食物里的DNA会发生什么变化?
    佩吉:人体每天从食物中吸收的DNA大约是0.1~1克,假设50%的食物是转基因食物,而转基因食物的DNA中大约0.0005%.是转入的DNA,那么每天摄入的转基因DNA大概是0.5~5毫克。
    不管来源如何,DNA都是相同的化学物质,可以在加工过程或者消化过程中被分解。
    人体特定的组织中能检测到一些DNA片段,比如白细胞、肝脏和脾。举例来说,口服噬菌体M13和植物DNA)片段会被吞噬细胞所吞噬,吞噬细胞作为一种免疫系统细胞,就是要执行包围外来物的任务。在罕见的情况下,DNA片段可能会进入其他组织,甚至胎儿体内,但没有完好的,不会对人体造成威胁。不过审阅针对这些特殊情况所发表的文章表明,这些罕见事件更可能是因为某些污染造成的。
    三联生活周刊:但是有一些研究称转基因作物会对生物体有影响,比如2005年俄罗斯科学院伊琳娜·艾玛科娃(IrinaErmakovo)博士针对孟山都公司出品的耐除草剂大豆的研究称,用转基因大豆喂养的小鼠,幼鼠死亡率高达55.6%,而用传统大豆喂养的小鼠,幼鼠死亡率只有9%。对此你怎么看?
    佩吉:艾玛科娃博士最后的结论是,动物死于因为转入的基因而诱发的突变。实际上她并没有在同行评议的科技杂志上发表她的结论,仅仅在新南威尔士的一个国际讨论会上宣布了结果,当时那个会议上的数据被用来禁止欧盟推广转基因作物。她的研究结果和很多研究相抵触,其他喂养了耐除草剂大豆的研究显示,小鼠每窝产仔数正常,对后代死亡率没有明显影响。她可能是实验步骤有问题,比如选择的传统大豆品种不具典型性,每窝的幼仔数量较少,传统大豆喂养的小鼠生殖率较低等等。当时为了更进一步了解她的研究,《自然——生物技术》杂志的编辑邀请她提供研究的详细说明,她则承认她的结果存疑,有必要由其他科学家进行同行评议,在适当环境下重复试验。所以,她的研究并不能证明转基因大豆对小鼠有害。
    三联生活周刊:中国最近批准了转基因水稻的安全证书,和转基因棉花一样,也是导入了抗虫害的Bt基因,有人因此质疑Bt蛋白的安全性,对此你怎么看?
    佩吉:Bt蛋白由土壤细菌苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt)产生,是一种天然存在的杀虫剂,自上世纪20年代起就被用来杀死作物害虫。因为有许多不同的苏云金芽孢杆菌菌株存在,所以能产生多种针对不同害虫的Bt蛋白,比如蝴蝶和蛾子的幼虫,甲虫和蚊子等。杀虫Bt蛋白在细菌内部形成晶体蛋白,因此也被称为Cry(crystalproteins)蛋白。Cry蛋白在被特定的害虫幼虫吃掉之后会失去活性,随之在昆虫肠道内被消化时化学键断裂又获得活性,这些小的有活性的缩氨酸能和昆虫体内特殊的受体结合,导致昆虫肠壁穿孔而死。
    Bt蛋白制品已经被使用了40多年,尽管研究人员对转基因食品安全进行了广泛评估,但是仍有不同的声音。比如2005年6月有文章称“Bt基因水稻可能导致过敏性反应”,文章被《纽约时报》和其他国际报刊刊登。这篇新闻稿引用了墨西哥科学家莫雷诺—菲耶罗斯(Moreno—Fierros)一篇名为“向小鼠体内注射Bt蛋白Cry1Ac诱发免疫系统反应》的研究,但是这个研究中Cry1Ac是作为口服佐剂,用来提高机体对疫苗的反应的,它被选做疫苗佐剂正是因为它对脊椎动物无毒。人胃中的pH值呈酸性,能够防止Cry1Ac蛋白降解,不会像对昆虫那样产生毒性。
    三联生活周刊:但是科学家对转基因作物的研究毕竟不够长久,科学界依旧没有达成共识,公众也存在很多疑虑,转基因作物是否需要在被证明l00%安全之后才能加以推广?
佩吉:接受新的转基因作物取决于几个因素,包括对风险和收益的看法,什么是安全保证,以及个人价值观。几乎每一样技术都有风险,汽车、杂交作物、人造黄油、巴氏消毒牛奶、疫苗,它们新出现的时候都伴随着风险。只有在个人体验过这些新事物之后,才能比较自然地去选择它们,因为他们知道益处大过风险。
    一开始,基因作物的获益者是农民和制造它们的公司,或许消费者并没看到什么好处。在接下来的规划中,转基因作物可能会吸引消费者,并且把对环境的好处发挥出来,这就要考虑发展什么作物,如何发展。
    一个很重要的因素在于,转基因作物在未来接受与否必须伴随着强有力的安全保证。进入市场的转基因产品必须经过广泛的安全测试,数据由美国农业部、食品和药品监督管理局以及环保局审查。就像常规育种或传统种植、有机种植不能保证绝对安全一样,转基因作物也不能保证100%安全,但商业化的转基因作物在安全保障上会更为严格,我们必须对它对环境的影响保持警觉。
    还有一个因素与个人价值观有很大的关系,这方面的问题不能通过科学数据解决。并不是说具有同样科学知识的人就会对转基因作物持同样的态度,因为不同的人有不同的价值观。
    三联生活周刊:除了转基因作物,还有其他方式能解决粮食问题吗?
    佩吉:饥饿不是一个简单的问题,它可以从不同角度来看待。对整个人类来说,饥饿指的是粮食短缺;对一个家庭来说,它意味着食物匮乏;对个人而言,是营养不良。人类需要充足的粮食,而基因工程的出现打开了农业历史上一扇新的大门,是一项非常具有优势的技术,我们有责任利用这种技术让农民的产出更高,来改善人类的健康。
 
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责任编辑:陈治国