西紅柿里有了魚的基因
自從人類掌握了對生物基因進行手術(shù)的技能,人類就學(xué)會了一種本領(lǐng),也就是被一些人斥之為"任意篡改上帝作品"的本領(lǐng)。這些"作品"現(xiàn)在已經(jīng)不只是密封在實驗室的試管內(nèi),它們早已撒播在幾千萬公頃的土地上。這些新型的莊稼我們稱為"基因工程農(nóng)業(yè)作物"。
的確,我們現(xiàn)在所有的傳統(tǒng)栽培作物和家養(yǎng)動物,它們與原先的生物種類都已經(jīng)有很大的不同,基因都發(fā)生了改造。從這個意義上講,基因改造并非是什么新鮮東西。人類的遠(yuǎn)祖從幾千年前掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的那天開始,就不斷地進行對作物和家畜、家禽基因改造的偉大實踐,但這并不能構(gòu)成理由說,基因工程農(nóng)業(yè)生物與傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生物沒有本質(zhì)的區(qū)別。
傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生物通過染色體重組所發(fā)生的基因交換基本上仍然是按生物自身許可的規(guī)律進行,而基因工程作物或動物則是"移植"了人工設(shè)計和裝配的與某些特定性狀有關(guān)的基因,使它們能在相對短得多的時間內(nèi)獲得預(yù)期的新性狀。
對基因工程生物來講,有一點也非常特別,就是給它們所"移植"的基因可以來自任何生物,完全打破了物種原有的屏障,"移植"是"強制性"的,這個過程在自然狀態(tài)下是極少可能發(fā)生或者根本不可能發(fā)生的!在自然狀態(tài)下,西紅柿絕對不會有魚類的基因,玉米也絕對不會有螢火蟲的基因。
從生物安全性這一角度分析,基因工程生物與傳統(tǒng)雜交生物兩者是不能劃等號的,而過去對基因工程食物所提出的"實質(zhì)等同性"評價原則是不全面的。
20年前難以想象的事
20年前,人們絕對不會想象到今天有如此巨大數(shù)量的重組生物堂而皇之地進入大自然。
在70年代基因工程技術(shù)興起的時候,基因重組實驗必須在"負(fù)壓"實驗室進行。在這里設(shè)立了各種等級的物理屏障以及生物屏障,以防止基因重組的生物(當(dāng)時主要都還是些微生物)不致進入人體或逃逸到外界。雖然以后對非病原體基因工程實驗的規(guī)定有所放寬,但有關(guān)生物安全的原則不變。對于基因重組實驗,各國政府仍頒布有相應(yīng)的操作規(guī)程,以防范重組生物進入人體或擴散到實驗室外面。
不可否認(rèn),國外現(xiàn)在已推廣的這幾十種基因工程作物雖然在審批時都認(rèn)真考慮過它們對人體和環(huán)境的安全性,但事實證明,過去的考慮并不充分,認(rèn)識也有局限性,更缺乏長期的數(shù)據(jù)。
在短短幾年內(nèi),基因工程作物就在北美得到這么迅速的推廣,其中一個重要原因是,為了爭奪市場導(dǎo)致各生物工程公司過早地向田間釋放轉(zhuǎn)基因作物,來不及充分考慮和進行對人體、特別是對環(huán)境長期影響的研究。
意義深遠(yuǎn)的環(huán)保新概念
在美國,由大面積推廣基因工程作物而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)基因污染已是不爭的事實。從種植到成品,幾乎每一個環(huán)節(jié)都有可能發(fā)生污染。在田間發(fā)生雜交是原始的污染,第二次污染則發(fā)生在沒有清理干凈的倉庫和運輸環(huán)節(jié),致使傳統(tǒng)作物的種子混雜有基因工程作物的種子。污染已達到這樣的程度,使最挑剔的歐盟和日本糧食進口商也只好無奈地規(guī)定:進口北美傳統(tǒng)作物的種子,其中轉(zhuǎn)基因污染不超過0·1%就算合格。他們似乎已無可指望能得到絕對純凈的傳統(tǒng)作物種子了。
人類對后果知之甚少
基因工程作物中的轉(zhuǎn)基因能通過花粉(風(fēng)揚或蟲媒)所進行的有性生殖過程擴散到其他同類作物上,這已成為事實。這是一種遺傳學(xué)上稱為"基因漂散"的過程。而這種人工組合的基因,通過轉(zhuǎn)基因作物或家養(yǎng)動物擴散到其他栽培作物或自然界野生物種,并成為后者基因的一部分,在環(huán)境生物學(xué)上則稱為"基因污染"。這是具有深遠(yuǎn)意義的環(huán)保新概念。
基因工程作物和動物的安全性問題,可從兩方面進行評價:對人體的安全性和對環(huán)境的安全性。對這兩方面至今仍有較大爭議。本文僅涉及基因工程作物向自然界釋放可能產(chǎn)生的生態(tài)危險性問題。
基因工程作物中的轉(zhuǎn)基因可以擴散到傳統(tǒng)作物上,其危害表現(xiàn)在影響已形成的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。盡管目前還難以預(yù)測傳統(tǒng)作物被基因污染后會發(fā)生什么樣的后果,但這種污染無疑是有害的。傳統(tǒng)作物包括數(shù)量龐大的品種,在它們的染色體上,都儲存有人類所需的各式各樣性狀的基因,是人類通過幾千年培育和選擇保留下來的,是一個巨大的資源。
同樣天然物種的基因也不容污染,這一點也是沒有爭議的,爭議在于會不會發(fā)生這種污染。由于幾乎所有的農(nóng)作物在其分布區(qū)都存在有性繁殖相容性(可交配)的野生種和近緣種,因此從理論上講,在它們之間發(fā)生基因漂散是可能的。
事實上,近年來國外已有研究報道,基因工程玉米的抗除草劑基因已漂散到附近地區(qū)野生的類蜀黍植物上;基因工程油菜的抗除草劑基因也漂散到附近地區(qū)野生的蕪箐植物上。野生植物污染了某些抗性基因,其后果已經(jīng)造成所謂的"超級雜草"的出現(xiàn)。
有一些基因工程生物尤其危險,如轉(zhuǎn)基因魚類和一些轉(zhuǎn)基因無脊椎動物,還有轉(zhuǎn)基因森林和轉(zhuǎn)基因藻類,它們都具有極強的繁殖力,或向外界釋放大量的生殖配子。在模型系統(tǒng)的研究中,美國學(xué)者已證明,基因工程魚的轉(zhuǎn)基因能擴散到野生同類的種群中。所以在國外,基因工程魚只能在絕對封閉的溫室環(huán)境中養(yǎng)殖。
毒蛋白也毒殺益蟲
基因漂散的結(jié)果可能使某些野生物種從轉(zhuǎn)基因獲得新的性狀,如耐寒、抗病或速長等,因此可能具有更強的生命力;或者如另一種觀點所認(rèn)為的,其生命力更弱,因為它們沒有經(jīng)過自然選擇這樣的過程。不管是哪種結(jié)果,均將打破自然界的生態(tài)平衡!
基因工程Bt殺蟲作物持續(xù)而不可控制地產(chǎn)生大劑量的Bt毒蛋白,能大規(guī)模地消滅害蟲,但殺蟲過程無法控制,這就可能造成以這些害蟲為生的天敵(如昆蟲和鳥類)數(shù)量急劇下降,威脅生態(tài)平衡。
在蘇格蘭進行的一項研究發(fā)現(xiàn),一種蚜蟲吸取基因工程作物含Bt毒素的液汁,然后又被一種有益昆蟲--甲蟲捕食,Bt毒蛋白轉(zhuǎn)移到甲蟲身上,影響甲蟲的繁殖。來自加拿大的研究報道稱:基因工程Bt作物還可毒殺另一種害蟲天敵--膜翅類昆蟲。在美國,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)基因工程Bt玉米花粉能毒殺一種非目標(biāo)昆蟲-美洲大皇蝶,這個被美國人視為世界上最美麗的一種蝶類,而引起公眾普遍的關(guān)注。
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的新概念并非是消滅害蟲,而是將其降到不成災(zāi)害的水平。像Bt毒蛋白通過食物鏈的轉(zhuǎn)移,對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)平衡的維持和實施傳統(tǒng)的生物防治是一種嚴(yán)重的干擾。還有研究發(fā)現(xiàn),基因工程Bt殺蟲作物產(chǎn)生的Bt毒蛋白可以從作物根部滲漏到土壤或隨作物的葉子進入土壤,其毒性至少可保留7個月。這對土壤和水體中的無脊椎動物具有危害性,而傳統(tǒng)的Bt殺蟲菌粉則沒有這種危害。
無孔不入,防不勝防
用于動植物轉(zhuǎn)基因的運載體DNA中含有一段作標(biāo)志用的特殊基因--抗菌素抗性基因。這種基因的危險性一直未被充分認(rèn)識。芬蘭的研究人員發(fā)現(xiàn),基因工程食物中存在的抗菌素抗性基因能轉(zhuǎn)移到人體腸道中的細(xì)菌內(nèi)。雖然還沒有人報道,這種食物在人體內(nèi)能使腸道菌特別是致病菌對抗菌素產(chǎn)生抗性,但危險性不能被排除,因為這種基因本身就具有可移動的性質(zhì)。從另一角度講,至今也沒有人能證明基因工程食物中的抗性基因絕對不會轉(zhuǎn)移到人體腸道微生物中,消費者又有什么義務(wù)非要承擔(dān)這個風(fēng)險呢?
有道德、負(fù)責(zé)任的科學(xué)家應(yīng)該在制作供基因工程作物用的轉(zhuǎn)基因動植物時,拒絕使用抗菌素抗性基因。但遺憾的是總有一些人還在繼續(xù)使用它。現(xiàn)在已有一些國家政府明確規(guī)定,禁止制作和出售含任何抗菌素抗性基因的基因工程食物。
還有一些在自然界所發(fā)生的基因污染也許人們根本不會想象到。例如德國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)基因工程油菜的轉(zhuǎn)基因已經(jīng)污染了蜜蜂體內(nèi)腸道中的微生物。這一發(fā)現(xiàn)的意義在于提醒人們:基因污染將可能無孔不入。
基因是一切生命的基本組成部分,而繁殖又是生命的基本特征。生物繁殖的本質(zhì)就是基因的復(fù)制。基因污染是在天然的生物物種基因中摻進了人工重組的基因。這些外來的基因可隨被污染的生物的繁殖而得到增殖,再隨被污染生物的傳播而發(fā)生擴散。因此,基因污染是惟一一種可以不斷增殖和擴散的污染,而且無法清除。這是一種非常特殊又非常危險的環(huán)境污染。
能守住最后一片"凈土"嗎?
地球現(xiàn)存已發(fā)現(xiàn)和未發(fā)現(xiàn)的生物物種估計有一千多萬種,其各自獨特的基因是在30億年地球生命進化過程中形成的。天然的生物基因庫對人類是一個巨大的寶藏,一筆難以估量的財富,它也維系著人類自身的命運。然而令人堪憂的是:我們現(xiàn)在還能守住天然生物基因庫這個地球上最后的一片"凈土"嗎?
我們必須面對這樣一個事實,即現(xiàn)在已經(jīng)大面積推廣的基因工程作物并不理想,還必須改進。既然我們完全可以做得更好,那為什么現(xiàn)在要急于求成呢?而急于求成,則有可能會使人類付出巨大的代價。
一種新事物的出現(xiàn),當(dāng)看到它會帶來巨大利益時,人們往往蜂擁而至,一哄而上。但任何見利忘義或短視的行為,帶來的都是災(zāi)難,這樣的教訓(xùn)實在太多了。如果我們不備加注意維護周圍環(huán)境中天然生物基因庫的純凈,那無異是在自毀家園。
為了防止轉(zhuǎn)基因擴散到自然環(huán)境,科學(xué)家們并未放慢腳步。他們正在積極研究許多對策。人類的聰明才智使我們有信心認(rèn)為:基因工程生物的安全問題終究是可以得到基本解決的。
不管怎樣,必須強調(diào)指出的是,以基因工程為代表的生物技術(shù)革命很可能是解決全球糧食問題的最佳選擇。很可能在不遠(yuǎn)的將來,我們吃的、穿的大都是基因工程產(chǎn)品,就像今天我們吃的、穿的是經(jīng)過馴化、改造過的動植物產(chǎn)品一樣。