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转基因农业到底有什么问题?
来源:《三联生活周刊》-方舟子的BLOG | 作者:袁越 | 5/4/2010 3:10:24 PM | 浏览:927 | 评论:0

导言

  转基因农业的最大问题就是还不够好。

 

正文

  转基因技术的商业化应用已经有30多年的历史了。

  转基因技术的理论基础来自达尔文,正是他提出了进化论,人类这才明白世界上所有的生命都来自同一个祖先,使用同一套遗传密码。但是,人类直到1973年才找到了操纵遗传密码的方法。那一年,斯坦福大学的遗传学家斯坦利·柯恩(Stanley Cohen)从一种非洲爪蟾(Xenopus laevis)的染色体上切下一小段DNA片段,把它塞进了大肠杆菌的环形DNA链(Plasmid,质粒)中,让这个“蒙在鼓里”的单细胞生物成为第一个被人类转了基因的物种。

  柯恩采用的方法并不是他原创的,而是借鉴自加州大学伯克利分校的生化学家赫伯特·波伊尔(Herbert Boyer)。1978年,波伊尔成功地把人类胰岛素基因转进了大肠杆菌,“骗”它们生产出和真品完全一样的人胰岛素。在此之前,糖尿病人只能使用从牛或者猪身上提取出来的动物胰岛素,效率不高。

  自那以后,已经有多种蛋白质药物通过转基因的方式被生产了出来,其中包括人干扰素、人类生长激素、红细胞生成素和乙型肝炎疫苗等多种常用药物,都未引起争议。另外,采用转基因方式生产出来的凝乳酶也早就被应用于奶酪的生产,同样也没有引起公众的注意。所以,当转基因农作物问世后遭到来自社会各阶层的强烈反弹时,科学家们完全没有思想准备。

  “欧洲反对转基因农业的第一次浪潮大概是从1999年开始的。”英国牛津大学植物学系教授廉姆·多兰(Liam Dolan)对本刊记者说:“早期的反对者都喜欢走极端,而当时的科学界对这股反对转基因的声浪缺乏准备,应答不当,也走了极端,因此那段时间双方不是在讨论问题,而是在争吵。这种争吵不是建立在科学基础上的正常讨论,而是在斗气,几乎可以说是毫无意义的。”

  作为转基因植物领域的资深研究者,多兰教授担任过数家英国主流媒体的科学顾问,亲自参与过多场电视辩论。他向本刊记者回忆说,第一波转基因辩论的正方大都来自孟山都(Monsanto)公司这样的跨国生物技术巨头,反方则大都来自绿色和平这样的极端环保组织,以及宗教界人士。反方的动机主要来自对新技术的担忧,以及对人类“扮演上帝”的恐惧,他们的目的并不是探讨转基因技术的优劣,而是一心要搞垮这个行业。所以,反方经常采取胡搅蛮缠的方式,散布了大量毫无科学根据的谣言,以此来迷惑公众。同样,正方为了维护自己的商业利益,也说过很多不科学的话。比如曾经有个有机农场控告孟山都种植的转基因农作物造成了基因污染,孟山都矢口否认,事实上搞研究的人都知道,基因在野外的扩散是很难避免的。

  “其实我个人认为基因扩散是一种常见现象,并不可怕,但应该向公众解释清楚为什么不可怕,而不是含糊其辞。”多兰教授说:“孟山都这么做就会给人抓住把柄,让反方质疑他们的动机,结果适得其反。”

  根据多兰教授的观察,欧洲近年来对待转基因农业的态度发生了转变,消费者的态度开始软化,愿意去了解转基因技术的好处了。“我记得5年前的《卫报》一提到转基因全都是反对的,但今年开始出现了正面的评论文章。”多兰教授对本刊记者说:“如今的电视辩论也发生了变化,参加辩论的双方不再是两个极端的代表,而是出现了很多持有中间立场的辩手,他们承认转基因技术是中性的,大家的分歧是在技术层面,这样的辩论就有营养多了,也容易出现积极的结果。”

  可惜的是,由于中国政府去年11月为两种转基因农作物颁发生物安全证书而引发的大辩论似乎又在重复欧洲走过的老路,一方气势汹汹,棍棒满天飞,另一方神神秘秘,迟迟不做回应。老百姓夹在中间,不知该听谁的。

转基因农业的疑问与解惑

  如果我们仔细分析一下反方的立场,不难发现反对转基因农业的观点主要集中在以下4个方面。其中大部分观点都站不住脚,有些甚至是赤裸裸的谎言。

  首先,反方认为转基因食品对人体有害。比如有人认为转基因水稻“虫子都不吃,人哪敢吃?”事实上,这个说法是彻头彻尾的谎言。转基因抗虫水稻转的是一种来自苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)的基因,俗称Bt。只有鳞翅目昆虫(比如棉铃虫和玉米螟)的消化系统才会对Bt蛋白质起反应,哺乳动物的肠道内没有相应的受体,不可能中毒。事实上,Bt蛋白作为有机杀虫剂已经被人类使用了50年以上,从来没出过问题。

  还有人说Bt蛋白会导致过敏反应,这也是毫无根据的谣言。台湾台中荣民医院过敏科主任蔡肇基博士曾经对本刊记者讲述了这么一件事:当初台湾打算引进美国的转基因玉米,委托蔡医生对Bt蛋白的致敏性进行检查。蔡医生发现Bt蛋白和尘螨表面的一种蛋白质有7个氨基酸顺序是一样的,虽然目前通常认为两种蛋白质必须有8个以上的氨基酸顺序一样才能导致同样的过敏反应,但为了保险起见,台湾有关当局还是决定暂停颁发进口许可证,委托蔡医生进行调查,直到调查结果证明Bt蛋白是安全的,才终于放行。从这个案例可以看出,全世界对于转基因食品的安全监督体系是有史以来最严格的,因为这个行业太敏感了,一旦出现一次事故,整个行业就要遭殃。相比之下,人们对传统育种、农药和食品添加剂的警惕性远不如对转基因食品高,目前发生的食品安全问题全都出在这些领域。

  其次,反方认为转基因农作物会破坏环境,比如造成基因污染,破坏生物多样性,导致昆虫灭绝或者产生抗性等等。这种担心有一定的道理,但事实证明只要处理得当,这些问题都是完全可以避免的。基因确实有可能扩散,但一来几率很低,二来自然界已经存在这些基因,扩散了也没什么大不了的。对生物多样性破坏最大的是农业本身,转基因技术能够提高产量,减少耕地面积,反而是有益的。为了减少转基因农作物对昆虫的影响,国际上都规定必须在转基因农田里保留一定比例的非转基因“避难所”,所以迄今为止尚无一例昆虫因吃了转基因农作物而产生抗性的案例出现。比如,转Bt棉花在中国北方商业化种植已经超过10年,棉铃虫尚未对Bt蛋白产生抗性。另外,抗虫蛋白其实有很多种,即使针对一种蛋白出现了抗性,只要换一种蛋白就可以了。

  第三,反方认为转基因农作物的专利都控制在发达国家或者少数大公司手中,发展中国家必须支付大笔专利费才能使用这些技术,这等于把国家的粮食安全交给外国人。这也是彻头彻尾的谎言。总部设在菲律宾的世界水稻研究所(IRRI)专利部门的负责人杰拉德·贝里(Gerard Barry)博士对本刊记者解释了其中的原因:“专利都是有适用范围的,美国专利不适用于中国,中国有很多办法规避。更何况中国科学家目前正在进行的转基因研究使用的都是早已成熟的技术,原来的专利早就过期了。”贝里博士甚至认为,中国有可能从转基因技术中获益,因为中国政府最近5年加大了这方面的科研投入,试图和孟山都等跨国公司争夺市场。“中国政府意识到,农业领域最大的利润空间来自专利农产品的出口,也就是发展出拥有自主产权的农产品,再卖给其他国家。因此,中国恰恰是目前农业新技术专利申请数量增长最快的国家。”

  根据中国农业科学院生物技术研究所知识产权中心提供的数据,中国去年颁发安全证书的两种转基因农作物的专利权都在中国手里,公众无须担心。

  第四,反方认为转基因农业帮不了穷人,反而会帮助发达国家控制穷国的农业市场,挤压穷国农民的生存空间。这个论点看似合理,但也经不起推敲。事实上,没人认为转基因农业是万能药,所有人都同意要想解决贫困问题,必须从多方面下手。菲律宾是南亚地区转基因农业进行得最好的国家,现任总统阿罗约就曾发表讲话指出,发展转基因农业是菲律宾的国策,因为这是保障菲律宾粮食安全的有效方法之一。

  必须承认,目前市场上存在的转基因农作物大都是针对发达国家的需要而研制出来的,但这不等于发展中国家就无法有效地使用转基因技术,中国、菲律宾和印度等国的例子就是明证。事实上,任何一种新技术在刚刚起步的时候都必须过商业化这一关,转基因技术也不例外。目前该领域的科学家大都集中在跨国公司,追逐利益是他们的天性,但这恰好说明转基因技术的研究需要全社会的扶持和帮助,否则就会被跨国公司所垄断,无法发挥它的优势。

转基因农业的问题

  既然转基因农业有那么多优点,为什么很多欧洲国家反对这项技术呢?“欧洲人不需要转基因,我们的粮食够吃了。”多兰教授对本刊记者解释说:“农业不是欧洲人关心的重点,我们更希望维持现状,保护欧洲传统的生活方式。事实上,很多欧洲人反对的不是转基因技术本身,而是这项技术对传统农业方式的改变。”

  “转基因只是一项技术,人类对任何技术都应该有选择权,不需要它的时候就不用。”现已退休的菲律宾大学昆虫学家艾米丽娜·博纳多(Emiliana Bernardo)博士对本刊记者说:“比如有些地方没有玉米螟,就不必种植转Bt基因的玉米。有的地方习惯人工除草,就不必种植转了抗除草剂的玉米。同理,任何国家都应该根据自身的国情,制定相应的农业政策。”

  问题在于,转基因技术是否是人类必须采用的一种新技术呢?种种迹象表明答案是肯定的。就拿主粮来说,根据联合国粮农组织的统计,目前全世界谷物产量的年增长率大约是1.1%,而世界人口年增长率则为1.2%。饲养牛猪鸡等家禽家畜的投入和产出比大约为2-6:1,这也要消耗很多谷物。再加上近年来能源作物的飞速发展,全世界对谷物的年需求增长率实际为1.6%,仅仅依靠传统农业方式的改良(比如杂交和耕作方式的改进)不大可能实现这一增长速度。

  产量还不是唯一的问题。现代农业的发展已经离不开石油工业的支持了,农业对土地和淡水资源的依赖也已趋向饱和,这就意味着留给粮食生产的资源空间已经很小,农业对自然环境的破坏程度达到了历史最高点。就在今年2月9日,中国环境保护部、国家统计局、农业部联合发布了《第一次全国污染源普查公报》。此次普查结果显示,农业污染源为化学需氧量(COD)的最大贡献者,排放量占四成以上,这是造成中国水污染问题的主要原因之一。此外,农业也是总氮、总磷排放的主要来源,其排放量分别为270.46万吨和28.47万吨,分别占排放总量的57.2%和67.4%。这些数字表明,中国农业已经超过工业,成为中国环境污染的最大来源。要想解决农业污染的问题,只有大力提高农业的生产效率,同时减少对化肥和农药的依赖,这同样离不开转基因技术。

  可是,面对如此艰巨的挑战,转基因技术尚未交出一份令人满意的答卷。“目前已经商业化的转基因农作物大都集中在3个性状上:抗虫、抗除草剂和延迟成熟。它们的获益方都是生产者而不是消费者,老百姓看不到转基因技术带给他们任何好处,这就是公众不支持转基因技术的根本原因。”多兰教授对本刊记者总结到:“比如我身上这件棉布衫,极有可能是用转基因棉花织成的,其生产成本肯定比非转基因棉花便宜,但是这里面的好处大都被棉农和衬衫厂得到了,消费者体会不到。相比之下,转基因药品要比非转基因药品便宜很多,而且更加安全,所以消费者立刻就接受了转基因药。”

  在多兰看来,要想让老百姓接受转基因农业,科学家们必须向公众展示这种新技术带来的好处,但这说起来容易做起来很难,主要原因在于转基因农业在技术上仍然存在很多难点,植物育种学家们远未达到随心所欲的程度,很多很好的想法没办法实现。

  具体来说,转基因药品的生产只需把基因成功地转到一个细菌中去就可以了,但植物是多细胞高等生物,生长速度慢,转基因操作难度大,其新陈代谢的机理也存在很多疑问,所以植物的转基因很难做,其发展速度远远落后于转基因药品的研发。

  回想起上世纪80年代初期,中国大学最热门的两个专业就是生物工程和计算机。如今计算机早已变成了支柱产业,极大地改变了人类的生活,而生物工程却仍在实验室里徘徊,其规模和影响力远远落后于计算机产业。究其原因,除了后者技术难度较大之外,私营企业参与程度不足是关键。相比于计算机产业的百花齐放,转基因农业领域目前只有孟山都、先正达(Syngenta)、杜邦(DuPont)和先锋(Pioneer)等少数几家私营企业具有一定的规模,即使是它们也都因为一些非技术原因而步履维艰。

  按照贝里博士的说法,转基因农业的推广面临三大障碍。第一,很多国家缺乏专门的监管机构,无法引进转基因农作物,大部分非洲国家都是如此。第二,一些农产品出口国多年来一直打“有机牌”,生怕引进转基因农业后砸了牌子,泰国、越南和中国台湾地区就是典型。第三,一些国家的民众因为各种原因拒绝接受转基因农业技术,这主要集中在欧洲国家,这些国家耕地面积分散,也不缺粮食,农业的压力相对较低,对转基因技术的需要不是那么迫切。

  “欧洲曾经卖过一种转基因番茄,比普通番茄含有更多的抗氧化剂,但是欧洲人对于抗氧化剂的好处不是很肯定,需求并不强烈,结果这种番茄根本卖不动。”多兰教授对本刊记者说:“相比之下,黄金水稻的优点却很显著,可惜由于反对转基因的人横加阻挠,一直没有被送到最需要它的穷人手中。”

转基因农业的未来

  多兰教授所说的黄金水稻是转基因农业发展史上的一个标志性事件。1999年,瑞士联邦理工学院的德籍植物学教授印戈·珀特里库斯(Ingo Potrykus)和他的搭档,德国弗莱堡大学细胞学教授皮特·拜尔(Peter Beyer)向世人宣布,他们成功地把两个外源基因导入水稻,生产出一种含有胡萝卜素的“黄金大米”(Golden Rice)。众所周知,胡萝卜素是合成维生素A的前体,光是亚洲每年就有约100万儿童死于因缺乏维生素A而导致的免疫力低下,另有约35万亚洲儿童因缺乏维生素A导致失明。世界卫生组织认为,解决这一问题的最佳方法不是向穷人发放维生素A药片,而是想办法提高穷人膳食中的胡萝卜素含量。大米是亚洲人的主粮,很多东南亚穷人几乎只靠大米维持生存,可惜普通大米中不含胡萝卜素,不可能依靠杂交等传统育种手段来提高大米的胡萝卜素含量,只有借助于转基因。

  这个想法听起来似乎很简单,但两位世界顶尖科学家花了8年的时间才总算取得了初步的成功。美国《时代》周刊将珀特里库斯的头像放到了2000年7月号的封面上,并称赞黄金水稻是“第一种完全没有争议的转基因农作物”。可惜事实证明《时代》周刊太天真了,黄金水稻遭到了以绿色和平组织为首的一大批环保组织的激烈反对,绿色和平声称一个人平均每天必须吃3公斤黄金大米才能满足自身的需要,非常不实用。

  “绿色和平的说法误导了民众,因为第一代黄金水稻完全是概念性的产品,本来就不是为普通老百姓生产的。”英国牛津大学植物系系主任简·郎戴尔(Jane Langdale)教授向本刊记者解释说:“珀特里库斯只想证明依靠转基因来提高大米的胡萝卜素含量是可行的,他做出来的第一代黄金水稻的胡萝卜素含量只有1.2-1.8μg/g,确实太低了。但是一旦这个概念被证明是正确的,就有可能进一步提高产量。事实上,由先正达公司开发出的第二代金水稻的胡萝卜素含量最高已经达到了36.7μg/g,普通人只要每天吃150克这种大米就可以满足身体对维生素A的需要。”

  第一代黄金水稻的研发过程一共用到了70项专利,涉及到的公司有32家,包括孟山都和先正达在内的几乎所有的大型跨国公司都位列其中。但绿色和平无法指责黄金水稻有专利问题,因为这些公司全都放弃了各自拥有的专利,为这种水稻最终出口到贫穷的第三世界国家铺平了道路。不过,这些跨国公司这么做有些迫于压力的嫌疑,因为黄金水稻获得了空前的关注,没人愿意在这个时候跳出来破坏国际人道主义行动。事实上,这些跨国公司过去不愿意把研究经费投给水稻研究,就是因为水稻的消费国大都在亚洲,利润空间不大。珀特里库斯教授研究黄金水稻总共花了108万美元,其中60万来自洛克菲勒基金会,24万来自瑞士政府,只有24万来自先正达(通过欧盟转交)。由此可见,如果没有来自发达国家的政府和人道基金会的支持,黄金水稻不可能这么早被研制出来。

  这个案例充分说明,要想让转基因技术符合发展中国家的需要,跨国公司是靠不住的,必须依靠各国政府和人道主义基金会的力量。比如,世界著名的国际水稻研究所(IRRI)就是在洛克菲勒基金会和福特基金会的支持下于1960年创建的,今年正好是它的50周年大庆。这家水稻研究权威机构最早培育出了世界级高产速生稻品种IR8,将绿色革命带到了亚洲,挽救了成千上万亚洲穷人的生命。当黄金水稻遇到来自公众的阻力时,正是IRRI挺身而出,接管了后续试验。研究人员把原始的黄金水稻和亚洲本土水稻进行杂交,试图筛选出适合亚洲人口味的黄金水稻。来自孟加拉国的水稻育种专家帕沙·萨拉提·比斯瓦斯(Partha Sarathi Biswas)告诉本刊记者,杂交已经获得了成功,目前正在筛选胡萝卜素含量高的稻种,并进行安全性试验。预计菲律宾将在2012-2013年批准黄金水稻的商业化生产,孟加拉国和巴基斯坦等亚洲国家也将于2014年左右引进黄金水稻,帮助这两个国家为数众多的赤贫人口摆脱维生素A缺乏症的困扰。

  黄金水稻的研究经费全部来自洛克菲勒基金会和福特基金会等国际人道机构。贝里博士向本刊记者介绍说,2009年IRRI获得的科研经费高达5400万美元,该所用这笔钱雇佣了1300名科学家和研究人员,其中有相当数量来自贫穷的亚洲国家。他们在这里接受技术培训,然后把学到的先进技术带回国内,帮助这些国家的稻农提高生产技术,增加粮食产量。

  除此之外,IRRI还投入了相当一部分人力物力开发新的水稻品种。比如,比尔·盖茨基金会于2009年投资了1100万美元用于C4水稻的研究。C4指的是玉米等植物所采用的光合作用系统,该系统的效率比稻米等植物采用的C3系统高很多。牛津大学的郎戴尔教授正在利用这笔经费将玉米的C4基因转入水稻,从根本上提高水稻的产量。“目前我们正在进行一项概念性的实验,预计今年底就能找到控制C4系统发育的基因,到那时我们就可以知道C4水稻在概念上是否可行。”郎戴尔教授对本刊记者说:“如果真的能把C4系统转入水稻中去的话,水稻产量将增加30%以上,同时对水和肥料的需求也会减少,非常适合在发展中国家推广。”

  同在牛津植物系工作的多兰教授则把研究重点放在了水稻根系的研究上。他本来是研究植物根系进化的,不久前刚刚取得了重大突破,找到了控制根毛长度的关键基因。他试图把这个基因转入水稻,让水稻长出发达的根系,便于吸收土壤中的水分和原本不易被吸收的无机磷。“如果郎戴尔教授成功了,那么新的C4水稻将需要更加发达的根系,我的研究就会派上用场。”多兰教授对本刊记者说:“我的目标是不但培育出适合干旱地区种植的水稻,而且培育出无需施用磷肥的水稻,减少磷污染。”

  如果说目前已经商业化的抗虫抗除草剂转基因农作物属于第一代,那么郎戴尔和多兰教授等人研究的就是第二代转基因农作物。新的转基因农作物将把重点放在提高农产品的营养价值,扩大农作物的种植范围,以及减少环境污染等方面,其直接受益者将从跨国公司和农民转为全世界广大消费者。这就是转基因农业的未来。

(感谢亚洲植保协会中国分会对采访提供的帮助)

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