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時事

剖析轉基因論戰:從科學的角度出發

鉅亨網新聞中心 2014-08-01 08:37


新浪科技/馬若飛


大概是藉著食品安全問題的東風,“轉基因”這個話題被頻繁的提起,在社交網絡上被廣泛的討論,正反兩方的論戰似乎也愈發的激烈。拋開陰謀論式的無聊猜測,支持的一方本從原理出發的態度,認為轉基因正是人類解決糧食問題的巨大努力,理應接受和推廣。反對的一方則憂國憂民,認為轉基因作為新鮮事物,接受驗證的時間依然太短,並且時刻提醒人們科學是把雙刃劍。那麼,轉基因到底是什麼?支持與反對的真正理由應該是什麼?

記錄生命的物質

從遺傳學的奠基人孟德爾的豌豆雜交實驗開始,人類一直在探究:究竟是什麼物質,讓物種的繁衍這麼穩定,同時卻又充滿變化?直到1953年,美國分子生物學家詹姆斯·沃森和英國物理學家佛朗西斯·克裏克在實驗中證實了脫氧核糖核酸DNA的雙螺旋結構,進一步證明了DNA就是控制生物遺傳的關鍵物質。卷曲在生物細胞中的DNA鏈的每一個區段分別控制生物的某幾種性狀,而這一個個區段的的名字也成為20世界最時髦的幾個詞之一——基因。

只要經歷過高中教育你就一定知道,DNA控制蛋白質合成進一步控制生物的性狀的基本過程如下:首先成雙鏈螺旋結構的DNA解開成為兩條單鏈,其上按照特定規律排列的腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)就是控制生物性狀的密碼。雙鏈解開后,信使RNA會按照A與T,C與G的對應關係轉錄,形成一段段有順序的RNA段,隨后核糖體會幫助這些帶有信息的RNA段製造不同的胺基酸,進而連接成多鏈,最后摺疊成蛋白質。

一切的關鍵就在於DNA上的這些基因區塊。相對的,測量DNA鏈上AGCT鹼基對的順序並不困難,但是要知道數十個鹼基對組成的某段基因控制生物的什麼性狀,則是一項艱巨的研究。人類的染色體大約含有2萬到2萬5千個基因,但所有基因的功能的研究依然在進行中。

填飽肚子的壓力

在全世界範圍內,几乎所有人類的主要能量來源都是農作物。農作物的前身也是雜草,但這些人類馴化的植物與田野中的同胞們相比,因為人類的人工選擇,果實、種子等部分越來越大,抗蟲害、抗旱、抗澇能力則越變越差。人類一方面製造更高的品種,一方面用物理、化學的方法去除田間的競爭者來保證作物的量。

在基因的秘密被知曉之前,人類培育更高作物的方式簡單粗暴:人工選擇。在田野中選擇我們需要的植物,對他們進行一代代的特定種植,讓我們需要的性狀越來越明顯。我國著名科學家袁隆平發明的超級雜交水稻利用水稻的雄性不育特性,將特殊性狀的水稻植株特殊培養生雜交后代,將水稻的每畝量推進至接近一頓的水平。

無論是雜交,輻射,航天,這些育種方式從本質上來都沒有太大的區別,並沒有進入分子生物學的領域。但基因學的確立讓人類操作生物的性狀,甚至製造全新物種成為了可能。簡單地,人類挑選出需要的基因片段,將這部分基因轉移到目標生物體內,讓這段基因與目標基因結合,讓目標生物表達出所需要的性狀,這就是基因工程。當然,基因工程所能生的品不僅是植物,微生物的基因工程更加簡單,胰島素,乙肝疫苗都是轉基因大腸桿菌的品。

優良性狀的結合

農作物在種植過程中一般都面臨蟲害問題,傳統的解決辦法是使用化學殺蟲劑,但副作用也顯而易見,化學殘留同時也會殺死這些害蟲的天敵。舉例來,土壤中廣泛常見的蘇雲金芽孢桿菌能夠分泌出有殺蟲活性的δ-毒素蛋白。這種蛋白對鱗翅目昆蟲,如蛾與蝶;雙翅目昆蟲,如蒼蠅、蚊子;鞘翅目昆蟲,如甲蟲都有很大殺傷力。

早期,人類直接利用蘇雲金芽孢桿菌發酵生製成高效生物殺蟲劑。20世紀90年代,美國孟山都(Monsanto)公司將蘇雲金芽孢桿菌中生δ-毒素蛋白的基因加入棉花,培育出了基本無需殺蟲劑的棉花品種,在我國廣泛種植的抗蟲棉花品種則是基於同樣原理的自主品種。

除了殺蟲,轉基因還被用來為植物增加其他原本不具有的特徵。比如轉基因西紅柿增加了延長儲存時間的相關基因,木瓜增加了抗植物病毒的基因等等。

外來基因的恐懼

為什麼基本沒聽過“反對轉基因棉花”的呼聲?當然了,棉花用來穿並不會當作食品,轉基因的抗蟲蛋白也對人體不會生作用,轉基因棉花生的農業副作用也非常少,當然不會被反對。但“轉基因”這個詞一旦進入食品領域,敏感程度似乎立刻上升到了很高的級別。

處在風口浪尖的轉基因玉米同樣也有使用蘇雲金芽孢桿菌轉基因的品種,目的當然也是抗蟲害。但與棉花不同的是,玉米是要被吃進肚子的。實際上,轉基因玉米與自然環境下的玉米有如下幾項不同:DNA,殺蟲蛋白。

轉基因玉米所有的體細胞中都含有人工添加的,能夠製造殺蟲蛋白的基因片段,但實際上這些基因片段與玉米的基因片段成分上並無不同,人類的食譜中所有的有機成分都有基因,DNA也只會被人類消化,無法對人類本身起什麼作用。 殺蟲蛋白則目標明確,當昆蟲吃下這種蛋白之后,因為昆蟲體內的環境,這種蛋白會導致昆蟲的腸道穿孔引發敗血症死亡,但對人類沒有效果。退一步講,你吃下去的玉米也經過烹飪,蛋白質早已變性,不管是殺蟲蛋白還是其他什麼蛋白都只能變成胺基酸被消化掉。轉基因作物誕生這麼多年,所有的實驗都顯示,轉基因食品與一般食品相比,並沒有任何可證實的不良作用。

轉基因食品現狀

目前,在世界範圍內,轉基因農作物已經被大量種植,主要品種集中在玉米,大豆,木瓜,油菜,土豆,番茄等等。其中玉米和大豆的種植最為廣泛。用美國來舉例,超過90%的大豆是轉基因大豆品種,所有轉基因大豆製品與傳統作物製品都作為人類食物出售。而轉基因玉米的應用則更為廣泛,几乎所有的玉米糖漿都是轉基因玉米發酵品。也就是,你買一罐可樂或雪碧之類的碳酸飲料,其中的甜味几乎百分之百是由轉基因玉米糖漿提供。

在我國,轉基因食品安全問題由農業部負責,但沒有專門的立法,而多是以部門規章和行政法規的形式進行規定。這些法規 、規章往往具有臨時性和應急性,難以對轉基因食品安全問題進行全面系統的規定。而在市面上,常常被討論的大米合小麥其實並沒有轉基因品,而大豆油,木瓜則大部分都是轉基因品。

所以,以下兩個言不攻自破。

1.轉基因有毒。外來基因本身不會對人類生影響,就像你吃土豆不會變成土豆俠。而轉基因生的目標性狀通常具有針對性,抗蟲,抗植物病毒等成分也對人類沒有作用。

2.美國人不吃轉基因。數據顯示,2011年美國轉基因作物的種植面積為6900萬公頃,品種有玉米、大豆、棉花、油菜、甜菜、番木瓜、南瓜、苜蓿,品種和種植面積均為世界首位。

還有轉基因違反自然規律,跨國公司陰謀…。等,這些問題不是科學問題。

公論戰的焦點

其實在科學界,轉基因食品對人類的影響並沒有分歧,結論是統一的,即:沒有任何可以證實的不良作用。但是,轉基因作物對地球生態的影響則是一個正在被嚴肅討論與研究的問題。轉基因植物大量種植會不會污染本地的原始物種基因庫?抗蟲轉基因,抗除草劑轉基因作物是否會間接導致更加強勢的害蟲合雜草出現?生態問題才是轉基因目前真正的爭議所在。

對於普通大來,轉基因的核心問題在於公的知情權。2012年,美國加州曾對是否要對市場中的轉基因食品進行強制標注開展了全民公投。結果顯示,53%的加州人認為,不需要進行強制特殊標記。目前在美國,轉基因食品按照FDA的標準進行自願標注,也就是生商願意標注就標注,反之則沒有強制要求。

但是還是那句話,沒有人能夠超越這個時代看問題。就像當年DDT發明,這種強效殺蟲劑甚至獲得了諾貝爾獎。但是因為生物殘留問題后來被廢棄。但是這樣就能夠,DDT的發明是無意義的?顯然並非這樣。從長遠角度出發,在人類能夠合成糧食之前,轉基因是目前唯一的,精確的培養所需生物性狀的方法。

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