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    袁越:轉基因農業到底有什么問題?

    2013-10-15 13:59 | 作者: | 標簽: 袁越 轉基因農業到底有什么問題?

    圖indiakisan.net

    轉基因技術的商業化應用已經有30多年的歷史了。

    轉基因技術的理論基礎來自達爾文,正是他提出了進化論,人類這才明白世界上所有的生命都來自同一個祖先,使用同一套遺傳密碼。但是,人類直到1973年才找到了操縱遺傳密碼的方法。那一年,斯坦福大學的遺傳學家斯坦利·柯恩(Stanley Cohen)從一種非洲爪蟾(Xenopus laevis)的染色體上切下一小段DNA片段,把它塞進了大腸桿菌的環形DNA鏈(Plasmid,質粒)中,讓這個“蒙在鼓里”的單細胞生物成為第一個被人類轉了基因的物種。

    柯恩采用的方法并不是他原創的,而是借鑒自加州大學伯克利分校的生化學家赫伯特·波伊爾(Herbert Boyer)。1978年,波伊爾成功地把人類胰島素基因轉進了大腸桿菌,“騙”它們生產出和真品完全一樣的人胰島素。在此之前,糖尿病人只能使用從?;蛘哓i身上提取出來的動物胰島素,效率不高。

    自那以后,已經有多種蛋白質藥物通過轉基因的方式被生產了出來,其中包括人干擾素、人類生長激素、紅細胞生成素和乙型肝炎疫苗等多種常用藥物,都未引起爭議。另外,采用轉基因方式生產出來的凝乳酶也早就被應用于奶酪的生產,同樣也沒有引起公眾的注意。所以,當轉基因農作物問世后遭到來自社會各階層的強烈反彈時,科學家們完全沒有思想準備。

    “歐洲反對轉基因農業的第一次浪潮大概是從1999年開始的。”英國牛津大學植物學系教授廉姆·多蘭(Liam Dolan)對本刊記者說:“早期的反對者都喜歡走極端,而當時的科學界對這股反對轉基因的聲浪缺乏準備,應答不當,也走了極端,因此那段時間雙方不是在討論問題,而是在爭吵。這種爭吵不是建立在科學基礎上的正常討論,而是在斗氣,幾乎可以說是毫無意義的。”

    作為轉基因植物領域的資深研究者,多蘭教授擔任過數家英國主流媒體的科學顧問,親自參與過多場電視辯論。他向本刊記者回憶說,第一波轉基因辯論的正方大都來自孟山都(Monsanto)公司這樣的跨國生物技術巨頭,反方則大都來自綠色和平這樣的極端環保組織,以及宗教界人士。反方的動機主要來自對新技術的擔憂,以及對人類“扮演上帝”的恐懼,他們的目的并不是探討轉基因技術的優劣,而是一心要搞垮這個行業。所以,反方經常采取胡攪蠻纏的方式,散布了大量毫無科學根據的謠言,以此來迷惑公眾。同樣,正方為了維護自己的商業利益,也說過很多不科學的話。比如曾經有個有機農場控告孟山都種植的轉基因農作物造成了基因污染,孟山都矢口否認,事實上搞研究的人都知道,基因在野外的擴散是很難避免的。

    “其實我個人認為基因擴散是一種常見現象,并不可怕,但應該向公眾解釋清楚為什么不可怕,而不是含糊其辭。”多蘭教授說:“孟山都這么做就會給人抓住把柄,讓反方質疑他們的動機,結果適得其反。”

    根據多蘭教授的觀察,歐洲近年來對待轉基因農業的態度發生了轉變,消費者的態度開始軟化,愿意去了解轉基因技術的好處了。“我記得5年前的《衛報》一提到轉基因全都是反對的,但今年開始出現了正面的評論文章。”多蘭教授對本刊記者說:“如今的電視辯論也發生了變化,參加辯論的雙方不再是兩個極端的代表,而是出現了很多持有中間立場的辯手,他們承認轉基因技術是中性的,大家的分歧是在技術層面,這樣的辯論就有營養多了,也容易出現積極的結果。”

    可惜的是,由于中國政府去年11月為兩種轉基因農作物頒發生物安全證書而引發的大辯論似乎又在重復歐洲走過的老路,一方氣勢洶洶,棍棒滿天飛,另一方神神秘秘,遲遲不做回應。老百姓夾在中間,不知該聽誰的。

    轉基因農業的疑問與解惑

    如果我們仔細分析一下反方的立場,不難發現反對轉基因農業的觀點主要集中在以下4個方面。其中大部分觀點都站不住腳,有些甚至是赤裸裸的謊言。

    首先,反方認為轉基因食品對人體有害。比如有人認為轉基因水稻“蟲子都不吃,人哪敢吃?”事實上,這個說法是徹頭徹尾的謊言。轉基因抗蟲水稻轉的是一種來自蘇云金芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis)的基因,俗稱Bt。只有鱗翅目昆蟲(比如棉鈴蟲和玉米螟)的消化系統才會對Bt蛋白質起反應,哺乳動物的腸道內沒有相應的受體,不可能中毒。事實上,Bt蛋白作為有機殺蟲劑已經被人類使用了50年以上,從來沒出過問題。

    還有人說Bt蛋白會導致過敏反應,這也是毫無根據的謠言。臺灣臺中榮民醫院過敏科主任蔡肇基博士曾經對本刊記者講述了這么一件事:當初臺灣打算引進美國的轉基因玉米,委托蔡醫生對Bt蛋白的致敏性進行檢查。蔡醫生發現Bt蛋白和塵螨表面的一種蛋白質有7個氨基酸順序是一樣的,雖然目前通常認為兩種蛋白質必須有8個以上的氨基酸順序一樣才能導致同樣的過敏反應,但為了保險起見,臺灣有關當局還是決定暫停頒發進口許可證,委托蔡醫生進行調查,直到調查結果證明Bt蛋白是安全的,才終于放行。從這個案例可以看出,全世界對于轉基因食品的安全監督體系是有史以來最嚴格的,因為這個行業太敏感了,一旦出現一次事故,整個行業就要遭殃。相比之下,人們對傳統育種、農藥和食品添加劑的警惕性遠不如對轉基因食品高,目前發生的食品安全問題全都出在這些領域。

    其次,反方認為轉基因農作物會破壞環境,比如造成基因污染,破壞生物多樣性,導致昆蟲滅絕或者產生抗性等等。這種擔心有一定的道理,但事實證明只要處理得當,這些問題都是完全可以避免的?;虼_實有可能擴散,但一來幾率很低,二來自然界已經存在這些基因,擴散了也沒什么大不了的。對生物多樣性破壞最大的是農業本身,轉基因技術能夠提高產量,減少耕地面積,反而是有益的。為了減少轉基因農作物對昆蟲的影響,國際上都規定必須在轉基因農田里保留一定比例的非轉基因“避難所”,所以迄今為止尚無一例昆蟲因吃了轉基因農作物而產生抗性的案例出現。比如,轉Bt棉花在中國北方商業化種植已經超過10年,棉鈴蟲尚未對Bt蛋白產生抗性。另外,抗蟲蛋白其實有很多種,即使針對一種蛋白出現了抗性,只要換一種蛋白就可以了。

    第三,反方認為轉基因農作物的專利都控制在發達國家或者少數大公司手中,發展中國家必須支付大筆專利費才能使用這些技術,這等于把國家的糧食安全交給外國人。這也是徹頭徹尾的謊言??偛吭O在菲律賓的世界水稻研究所(IRRI)專利部門的負責人杰拉德·貝里(Gerard Barry)博士對本刊記者解釋了其中的原因:“專利都是有適用范圍的,美國專利不適用于中國,中國有很多辦法規避。更何況中國科學家目前正在進行的轉基因研究使用的都是早已成熟的技術,原來的專利早就過期了。”貝里博士甚至認為,中國有可能從轉基因技術中獲益,因為中國政府最近5年加大了這方面的科研投入,試圖和孟山都等跨國公司爭奪市場。“中國政府意識到,農業領域最大的利潤空間來自專利農產品的出口,也就是發展出擁有自主產權的農產品,再賣給其他國家。因此,中國恰恰是目前農業新技術專利申請數量增長最快的國家。”

    根據中國農業科學院生物技術研究所知識產權中心提供的數據,中國去年頒發安全證書的兩種轉基因農作物的專利權都在中國手里,公眾無須擔心。

    第四,反方認為轉基因農業幫不了窮人,反而會幫助發達國家控制窮國的農業市場,擠壓窮國農民的生存空間。這個論點看似合理,但也經不起推敲。事實上,沒人認為轉基因農業是萬能藥,所有人都同意要想解決貧困問題,必須從多方面下手。菲律賓是南亞地區轉基因農業進行得最好的國家,現任總統阿羅約就曾發表講話指出,發展轉基因農業是菲律賓的國策,因為這是保障菲律賓糧食安全的有效方法之一。

    必須承認,目前市場上存在的轉基因農作物大都是針對發達國家的需要而研制出來的,但這不等于發展中國家就無法有效地使用轉基因技術,中國、菲律賓和印度等國的例子就是明證。事實上,任何一種新技術在剛剛起步的時候都必須過商業化這一關,轉基因技術也不例外。目前該領域的科學家大都集中在跨國公司,追逐利益是他們的天性,但這恰好說明轉基因技術的研究需要全社會的扶持和幫助,否則就會被跨國公司所壟斷,無法發揮它的優勢。

    轉基因農業的問題

    既然轉基因農業有那么多優點,為什么很多歐洲國家反對這項技術呢?“歐洲人不需要轉基因,我們的糧食夠吃了。”多蘭教授對本刊記者解釋說:“農業不是歐洲人關心的重點,我們更希望維持現狀,保護歐洲傳統的生活方式。事實上,很多歐洲人反對的不是轉基因技術本身,而是這項技術對傳統農業方式的改變。”

    “轉基因只是一項技術,人類對任何技術都應該有選擇權,不需要它的時候就不用。”現已退休的菲律賓大學昆蟲學家艾米麗娜·博納多(Emiliana Bernardo)博士對本刊記者說:“比如有些地方沒有玉米螟,就不必種植轉Bt基因的玉米。有的地方習慣人工除草,就不必種植轉了抗除草劑的玉米。同理,任何國家都應該根據自身的國情,制定相應的農業政策。”

    問題在于,轉基因技術是否是人類必須采用的一種新技術呢?種種跡象表明答案是肯定的。就拿主糧來說,根據聯合國糧農組織的統計,目前全世界谷物產量的年增長率大約是1.1%,而世界人口年增長率則為1.2%。飼養牛豬雞等家禽家畜的投入和產出比大約為2-6:1,這也要消耗很多谷物。再加上近年來能源作物的飛速發展,全世界對谷物的年需求增長率實際為1.6%,僅僅依靠傳統農業方式的改良(比如雜交和耕作方式的改進)不大可能實現這一增長速度。

    產量還不是唯一的問題?,F代農業的發展已經離不開石油工業的支持了,農業對土地和淡水資源的依賴也已趨向飽和,這就意味著留給糧食生產的資源空間已經很小,農業對自然環境的破壞程度達到了歷史最高點。就在今年2月9日,中國環境保護部、國家統計局、農業部聯合發布了《第一次全國污染源普查公報》。此次普查結果顯示,農業污染源為化學需氧量(COD)的最大貢獻者,排放量占四成以上,這是造成中國水污染問題的主要原因之一。此外,農業也是總氮、總磷排放的主要來源,其排放量分別為270.46萬噸和28.47萬噸,分別占排放總量的57.2%和67.4%。這些數字表明,中國農業已經超過工業,成為中國環境污染的最大來源。要想解決農業污染的問題,只有大力提高農業的生產效率,同時減少對化肥和農藥的依賴,這同樣離不開轉基因技術。

    可是,面對如此艱巨的挑戰,轉基因技術尚未交出一份令人滿意的答卷。“目前已經商業化的轉基因農作物大都集中在3個形狀上:抗蟲、抗除草劑和延遲成熟。它們的獲益方都是生產者而不是消費者,老百姓看不到轉基因技術帶給他們任何好處,這就是公眾不支持轉基因技術的根本原因。”多蘭教授對本刊記者總結到:“比如我身上這件棉布衫,極有可能是用轉基因棉花織成的,其生產成本肯定比非轉基因棉花便宜,但是這里面的好處大都被棉農和襯衫廠得到了,消費者體會不到。相比之下,轉基因藥品要比非轉基因藥品便宜很多,而且更加安全,所以消費者立刻就接受了轉基因藥。”

    在多蘭看來,要想讓老百姓接受轉基因農業,科學家們必須向公眾展示這種新技術帶來的好處,但這說起來容易做起來很難,主要原因在于轉基因農業在技術上仍然存在很多難點,植物育種學家們遠未達到隨心所欲的程度,很多很好的想法沒辦法實現。

    具體來說,轉基因藥品的生產只需把基因成功地轉到一個細菌中去就可以了,但植物是多細胞高等生物,生長速度慢,轉基因操作難度大,其新陳代謝的機理也存在很多疑問,所以植物的轉基因很難做,其發展速度遠遠落后于轉基因藥品的研發。

    回想起上世紀80年代初期,中國大學最熱門的兩個專業就是生物工程和計算機。如今計算機早已變成了支柱產業,極大地改變了人類的生活,而生物工程卻仍在實驗室里徘徊,其規模和影響力遠遠落后于計算機產業。究其原因,除了后者技術難度較大之外,私營企業參與程度不足是關鍵。相比于計算機產業的百花齊放,轉基因農業領域目前只有孟山都、先正達(Syngenta)、杜邦(DuPont)和先鋒(Pioneer)等少數幾家私營企業具有一定的規模,即使是它們也都因為一些非技術原因而步履維艱。

    按照貝里博士的說法,轉基因農業的推廣面臨三大障礙。第一,很多國家缺乏專門的監管機構,無法引進轉基因農作物,大部分非洲國家都是如此。第二,一些農產品出口國多年來一直打“有機牌”,生怕引進轉基因農業后砸了牌子,泰國、越南和中國臺灣地區就是典型。第三,一些國家的民眾因為各種原因拒絕接受轉基因農業技術,這主要集中在歐洲國家,這些國家耕地面積分散,也不缺糧食,農業的壓力相對較低,對轉基因技術的需要不是那么迫切。

    “歐洲曾經賣過一種轉基因番茄,比普通番茄含有更多的抗氧化劑,但是歐洲人對于抗氧化劑的好處不是很肯定,需求并不強烈,結果這種番茄根本賣不動。”多蘭教授對本刊記者說:“相比之下,黃金水稻的優點卻很顯著,可惜由于反對轉基因的人橫加阻撓,一直沒有被送到最需要它的窮人手中。”

    轉基因農業的未來

    多蘭教授所說的黃金水稻是轉基因農業發展史上的一個標志性事件。1999年,瑞士聯邦理工學院的德籍植物學教授印戈·珀特里庫斯(Ingo Potrykus)和他的搭檔,德國弗萊堡大學細胞學教授皮特·拜爾(Peter Beyer)向世人宣布,他們成功地把兩個外源基因導入水稻,生產出一種含有胡蘿卜素的“黃金大米”(Golden Rice)。眾所周知,胡蘿卜素是合成維生素A的前體,光是亞洲每年就有約100萬兒童死于因缺乏維生素A而導致的免疫力低下,另有約35萬亞洲兒童因缺乏維生素A導致失明。世界衛生組織認為,解決這一問題的最佳方法不是向窮人發放維生素A藥片,而是想辦法提高窮人膳食中的胡蘿卜素含量。大米是亞洲人的主糧,很多東南亞窮人幾乎只靠大米維持生存,可惜普通大米中不含胡蘿卜素,不可能依靠雜交等傳統育種手段來提高大米的胡蘿卜素含量,只有借助于轉基因。

    這個想法聽起來似乎很簡單,但兩位世界頂尖科學家花了8年的時間才總算取得了初步的成功。美國《時代》周刊將珀特里庫斯的頭像放到了2000年7月號的封面上,并稱贊黃金水稻是“第一種完全沒有爭議的轉基因農作物”??上聦嵶C明《時代》周刊太天真了,黃金水稻遭到了以綠色和平組織為首的一大批環保組織的激烈反對,綠色和平聲稱一個人平均每天必須吃3公斤黃金大米才能滿足自身的需要,非常不實用。

    “綠色和平的說法誤導了民眾,因為第一代黃金水稻完全是概念性的產品,本來就不是為普通老百姓生產的。”英國牛津大學植物系系主任簡·郎戴爾(Jane Langdale)教授向本刊記者解釋說:“珀特里庫斯只想證明依靠轉基因來提高大米的胡蘿卜素含量是可行的,他做出來的第一代黃金水稻的胡蘿卜素含量只有1.2-1.8μg/g,確實太低了。但是一旦這個概念被證明是正確的,就有可能進一步提高產量。事實上,由先正達公司開發出的第二代金水稻的胡蘿卜素含量最高已經達到了36.7μg/g,普通人只要每天吃150克這種大米就可以滿足身體對維生素A的需要。”

    第一代黃金水稻的研發過程一共用到了70項專利,涉及到的公司有32家,包括孟山都和先正達在內的幾乎所有的大型跨國公司都位列其中。但綠色和平無法指責黃金水稻有專利問題,因為這些公司全都放棄了各自擁有的專利,為這種水稻最終出口到貧窮的第三世界國家鋪平了道路。不過,這些跨國公司這么做有些迫于壓力的嫌疑,因為黃金水稻獲得了空前的關注,沒人愿意在這個時候跳出來破壞國際人道主義行動。事實上,這些跨國公司過去不愿意把研究經費投給水稻研究,就是因為水稻的消費國大都在亞洲,利潤空間不大。珀特里庫斯教授研究黃金水稻總共花了108萬美元,其中60萬來自洛克菲勒基金會,24萬來自瑞士政府,只有24萬來自先正達(通過歐盟轉交)。由此可見,如果沒有來自發達國家的政府和人道基金會的支持,黃金水稻不可能這么早被研制出來。

    這個案例充分說明,要想讓轉基因技術符合發展中國家的需要,跨國公司是靠不住的,必須依靠各國政府和人道主義基金會的力量。比如,世界著名的國際水稻研究所(IRRI)就是在洛克菲勒基金會和福特基金會的支持下于1960年創建的,今年正好是它的50周年大慶。這家水稻研究權威機構最早培育出了世界級高產速生稻品種IR8,將綠色革命帶到了亞洲,挽救了成千上萬亞洲窮人的生命。當黃金水稻遇到來自公眾的阻力時,正是IRRI挺身而出,接管了后續試驗。研究人員把原始的黃金水稻和亞洲本土水稻進行雜交,試圖篩選出適合亞洲人口味的黃金水稻。來自孟加拉國的水稻育種專家帕沙·薩拉提·比斯瓦斯(Partha Sarathi Biswas)告訴本刊記者,雜交已經獲得了成功,目前正在篩選胡蘿卜素含量高的稻種,并進行安全性試驗。預計菲律賓將在2012-2013年批準黃金水稻的商業化生產,孟加拉國和巴基斯坦等亞洲國家也將于2014年左右引進黃金水稻,幫助這兩個國家為數眾多的赤貧人口擺脫維生素A缺乏癥的困擾。

    黃金水稻的研究經費全部來自洛克菲勒基金會和福特基金會等國際人道機構。貝里博士向本刊記者介紹說,2009年IRRI獲得的科研經費高達5400萬美元,該所用這筆錢雇傭了1300名科學家和研究人員,其中有相當數量來自貧窮的亞洲國家。他們在這里接受技術培訓,然后把學到的先進技術帶回國內,幫助這些國家的稻農提高生產技術,增加糧食產量。

    除此之外,IRRI還投入了相當一部分人力物力開發新的水稻品種。比如,比爾·蓋茨基金會于2009年投資了1100萬美元用于C4水稻的研究。C4指的是玉米等植物所采用的光合作用系統,該系統的效率比稻米等植物采用的C3系統高很多。牛津大學的郎戴爾教授正在利用這筆經費將玉米的C4基因轉入水稻,從根本上提高水稻的產量。“目前我們正在進行一項概念性的實驗,預計今年底就能找到控制C4系統發育的基因,到那時我們就可以知道C4水稻在概念上是否可行。” 郎戴爾教授對本刊記者說:“如果真的能把C4系統轉入水稻中去的話,水稻產量將增加30%以上,同時對水和肥料的需求也會減少,非常適合在發展中國家推廣。”

    同在牛津植物系工作的多蘭教授則把研究重點放在了水稻根系的研究上。他本來是研究植物根系進化的,不久前剛剛取得了重大突破,找到了控制根毛長度的關鍵基因。他試圖把這個基因轉入水稻,讓水稻長出發達的根系,便于吸收土壤中的水分和原本不易被吸收的無機磷。“如果郎戴爾教授成功了,那么新的C4水稻將需要更加發達的根系,我的研究就會派上用場。”多蘭教授對本刊記者說:“我的目標是不但培育出適合干旱地區種植的水稻,而且培育出無需施用磷肥的水稻,減少磷污染。”

    如果說目前已經商業化的抗蟲抗除草劑轉基因農作物屬于第一代,那么郎戴爾和多蘭教授等人研究的就是第二代轉基因農作物。新的轉基因農作物將把重點放在提高農產品的營養價值,擴大農作物的種植范圍,以及減少環境污染等方面,其直接受益者將從跨國公司和農民轉為全世界廣大消費者。這就是轉基因農業的未來。

    (感謝亞洲植保協會中國分會對采訪提供的幫助)三聯生活周刊 袁越(發自英國、菲律賓)2010.4.

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