轉基因食物是好還是壞?用科學告訴你:基因工程與我們的食物

2020-12-04 CW的科學加油站

基因改造作物是最有爭議的科學領域。基因工程被廣泛用於各種領域,但即使基因改造的胰島素在醫學領域被廣泛接受,但是當話題回到農業領域時,總會激起激烈的討論,為什麼呢?明明是同樣的技術,為什麼區別對待?讓我們先從它的根本開始,解釋一下轉基因作物的一些事實、人們對它的恐懼以及它的未來。

實際上人們早在上千年前便開始基因改造動物和植物,也許你的一些作物有著更高的產量,也許你狼群中的一匹狼顯得更加忠誠。那麼你就會很明智的選擇性繁育它們,以得到你想要的特性。所謂的特性就是基因的表達,所以隨著世代的延續,這些基因的表達更為強烈。

經過了幾千年後,我們身邊幾乎每一個動植物都已經和自己未馴化祖先相差甚遠。那麼人類花費千年時間進行的基因改造和現在的轉基因作物有什麼區別呢?選擇性的繁育基本上就是碰運氣,更大的是隨機性,而基因改造則排除了無關因素,使我們可以直接選擇我們想要的性狀。讓水果長得更大、防害蟲等等,那麼為什麼人類對此十分擔心呢?

讓我們先從抵制轉基因作物的最大理由開始說起吧。基因流動,即轉基因作物的基因可能汙染傳統作物,使他們獲得了新的性狀。有一種方法可以保證兩者的隔離,但是這方法本身就引起了巨大的爭論。即種子不育,該想法就是使轉基因作物提供不育的種子,但這個方法會要求農民每年都會買新種子。但就是因為這一點引發了公共抵制,使得這個方法不被使用。

沒有了上述方法的支持,在種植轉基因作物時,總會不經意間散布被改造的DNA。已經有示例表明轉基因作物生長在了別的地方,或者在非轉基因作物裡發現了被改造基因。但是轉基因植物不會散播得很厲害,很多作物都是自花授粉,並且所有的作物都必須和相近品種交配。同時通過設置緩衝區等方法,來最大限度的防止無意間的基因交叉。

但即使從理論上表明基因交叉的問題可能解決,這裡還有一個更為重要的問題,那就是轉基因產品與非轉基因產品是否不同?這個問題早在這項技術剛出現時,便成為了主要的顧慮點。充當食物的轉基因作物會經過不同機構的潛在危害性檢查並接受評估。在經過30年的時間以及上千次的研究後,科學家得到結論,吃轉基因作物帶來的危害和普通作物持平。

但是那些通過基因改造後產生毒性的植物呢?比如說BT作物,一種來自蘇雲金桿菌的基因被插入到作物中,使得作物能夠產生破壞特定害蟲的消化系統的蛋白質。轉基因時的植物本身成為了殺蟲劑。害蟲吃了它就沒命了。這聽起來很讓人警惕,人工噴灑的農藥可以被洗掉,但BT作物裡的毒藥卻一直在植物裡面。

但實際上這也不是什麼大事,有毒沒毒只是一個相對的概念。對某一個物種來說無毒的物質,對另外一個物種來說可能就是致命的。比如說咖啡它可以殺死昆蟲,但是對人類沒有危害。或者巧克力,狗吃了它會喪命,但是人不會。BT作物產生的毒蛋白,專門針對某種昆蟲的消化道,對我們來說是完全無害的。

還有一種相反的轉基因方式,那就是讓植物產生除草劑的耐藥性。這樣農民可以高劑量使用除草劑以除去雜草,防止他們爭奪養分。這就涉及到轉基因作物背後的陰暗面了。農藥工業可是一個巨大的市場。美國超過90%的商業作物都是耐受除草劑的大部分耐受草甘膦。因此草甘膦在農業中的用處大大提高。

但這也不壞,草甘膦相比其他除草劑對人體的危害小得多。但是這樣的話,會使得農民們只依賴這一種方法,而拋棄了其他有利於生態平衡的方法。這也是有關轉基因作物辯論中的一個最基本的問題。大多數對該領域的批評,實際上是對控制食物供給的現代農業和商業做法的批判。這種批評不僅合理,而且很重要,我們需要讓農業變得更加可持續發展,而轉基因技術實際上是這場可持續戰爭的盟友,幫助我們保護環境,並且減小對環境的損壞。

我們來看一下一些積極的例子吧。茄子是孟加拉國的重要作物,但肆虐的害蟲經常摧毀整個收成。農民不得不十分依賴殺蟲劑的使用。但是殺蟲劑,不僅很昂貴,還經常使農民得病。而2013年引入的轉基因茄子很好地解決了這一難題。之前談論過的BT蛋白基因被轉入到了植株中,殺蟲劑的使用減少了80%,農民的健康狀況得到改善,他們的收入也提高了。

有時候,轉基因作物是農民的唯一選擇,在上世紀90年代,夏威夷的番木瓜產業遭受著黃斑病毒的嚴重打擊,番木瓜幾乎被消滅殆盡。經過基因改造的番木瓜能有效抵禦這種病毒,沒有了這項技術,夏威夷的番木瓜產業將不復存在。

這些事例也表明轉基因技術的應用範圍十分狹窄,99%正在使用的轉基因技術,都是表達抗蟲蛋白或者耐受殺蟲劑。我們能做的可以更多,科學家正致力於讓轉基因作物提高我們的飲食水平。讓農作物提供更多或者多樣化的營養物質,比如提高水果中的抗氧化物質以提高免疫力。或者讓米飯產生額外的維生素。

在更大規模種植中,我們正嘗試讓植物耐受氣候的改變。植株可以更好地適應多變的天氣以及不利的土壤條件,讓他們耐受乾旱或者洪澇,轉基因作物不僅可以降低農業對環境的影響,還能助力環境的保護。

科學家正在研究讓作物像微生物一樣,獲得吸收空氣中氮元素的能力。氮元素是一種普遍的肥料,但氮元素的聚集會加劇地下水的汙染,並加快氣候的變化。植物要是可以吸收氮元素,就可以同時解決兩個問題,一個是發達國家肥料的濫用,一個是發展中國家肥料的匱乏。

我們甚至可以把植物改造成超有效的碳收集器。比如美國的慄子樹,來減輕並最終反轉氣候變化。有了這個強大的工具,限制我們的就只有我們自身的想像力了。

全球每天消耗近5000噸的食物。聯合國估計到了2050年需求量會上漲70%。我們可以通過造更多的耕地和牧場,用更多的殺蟲劑來獲得更高的作物產量。也可以在我們現有的土地上使用更高效的轉基因作物。通過密集化農業而非擴大耕地,意味著轉基因作物可以成為新的選擇。

總而言之,轉基因作物不僅有潛力改變農業架構,而且可以減輕我們不負責任的行為帶來的環境影響,轉基因作物可能成為我們拯救生物圈的最有力的武器。

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