轉(zhuǎn)基因”這個(gè)話題被頻繁的提起,在社交網(wǎng)絡(luò)上被廣泛的討論,正反兩方的論戰(zhàn)似乎也愈發(fā)的激烈。拋開陰謀論式的無聊猜測,支持的一方本著從原理出發(fā)的態(tài)度,認(rèn)為轉(zhuǎn)基因正是人類解決糧食問題的巨大努力,理應(yīng)接受和推廣。反對的一方則憂國憂民,認(rèn)為轉(zhuǎn)基因作為新鮮事物,接受驗(yàn)證的時(shí)間依然太短,并且時(shí)刻提醒人們科學(xué)是把雙刃劍。那么,轉(zhuǎn)基因到底是什么?支持與反對的真正理由應(yīng)該是什么?
記錄生命的物質(zhì)
從遺傳學(xué)的奠基人孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)開始,人類一直在探究:究竟是什么物質(zhì),讓物種的繁衍這么穩(wěn)定,同時(shí)卻又充滿變化?直到1953年,美國分子生物學(xué)家詹姆斯·沃森和英國物理學(xué)家佛朗西斯·克里克在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了脫氧核糖核酸DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu),進(jìn)一步證明了DNA就是控制生物遺傳的關(guān)鍵物質(zhì)。卷曲在生物細(xì)胞中的DNA鏈的每一個(gè)區(qū)段分別控制生物的某幾種性狀,而這一個(gè)個(gè)區(qū)段的的名字也成為20世界最時(shí)髦的幾個(gè)詞之一——基因。
只要經(jīng)歷過高中教育你就一定知道,DNA控制蛋白質(zhì)合成進(jìn)一步控制生物的性狀的基本過程如下:首先成雙鏈螺旋結(jié)構(gòu)的DNA解開成為兩條單鏈,其上按照特定規(guī)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(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)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段制造不同的氨基酸,進(jìn)而連接成多肽鏈,最后折疊成蛋白質(zhì)。
一切的關(guān)鍵就在于DNA上的這些基因區(qū)塊。相對的,測量DNA鏈上AGCT堿基對的順序并不困難,但是要知道數(shù)十個(gè)堿基對組成的某段基因控制生物的什么性狀,則是一項(xiàng)艱巨的研究。人類的染色體大約含有2萬到2萬5千個(gè)基因,但所有基因的功能的研究依然在進(jìn)行中。
填飽肚子
在全世界范圍內(nèi),幾乎所有人類的主要能量來源都是農(nóng)作物。農(nóng)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?yàn)槿祟惖娜斯みx擇,果實(shí)、種子等部分越來越大,抗蟲害、抗旱、抗?jié)衬芰t越變越差。人類一方面制造更高產(chǎn)的品種,一方面用物理、化學(xué)的方法去除田間的競爭者來保證作物的產(chǎn)量。
在基因的秘密被知曉之前,人類培育更高產(chǎn)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(jìn)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(xué)家袁隆平發(fā)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(yǎng)產(chǎn)生雜交后代,將水稻的每畝產(chǎn)量推進(jìn)至接近一噸的水平。
無論是雜交,輻射,航天,這些育種方式從本質(zhì)上來說都沒有太大的區(qū)別,并沒有進(jìn)入分子生物學(xué)的領(lǐng)域。但基因?qū)W說的確立讓人類操作生物的性狀,甚至制造全新物種成為了可能。簡單地說,人類挑選出需要的基因片段,將這部分基因轉(zhuǎn)移到目標(biāo)生物體內(nèi),讓這段基因與目標(biāo)基因結(jié)合,讓目標(biāo)生物表達(dá)出所需要的性狀,這就是基因工程。當(dāng)然,基因工程所能產(chǎn)生的產(chǎn)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(zhuǎn)基因大腸桿菌的產(chǎn)品。
優(yōu)良性狀結(jié)合
▲能夠自主產(chǎn)生胡籮卜素的黃金大米
農(nóng)作物在種植過程中一般都面臨蟲害問題,傳統(tǒng)的解決辦法是使用化學(xué)殺蟲劑,但副作用也顯而易見,化學(xué)殘留同時(shí)也會殺死這些害蟲的天敵。舉例來說,土壤中廣泛常見的蘇云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,人類直接利用蘇云金芽孢桿菌發(fā)酵生產(chǎn)制成高效生物殺蟲劑。20世紀(jì)90年代,美國孟山都(Monsanto)公司將蘇云金芽孢桿菌中產(chǎn)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于同樣原理的自主品種。
除了殺蟲,轉(zhuǎn)基因還被用來為植物增加其他原本不具有的特征。比如轉(zhuǎn)基因西紅柿增加了延長儲存時(shí)間的相關(guān)基因,木瓜增加了抗植物病毒的基因等等。
外來基因的恐懼
▲電影"Splice"中可怕的轉(zhuǎn)基因生物
為什么基本沒聽說過“反對轉(zhuǎn)基因棉花”的呼聲?當(dāng)然了,棉花用來穿并不會當(dāng)作食品,轉(zhuǎn)基因的抗蟲蛋白也對人體不會產(chǎn)生作用,轉(zhuǎn)基因棉花產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)副作用也非常少,當(dāng)然不會被反對。但“轉(zhuǎn)基因”這個(gè)詞一旦進(jìn)入食品領(lǐng)域,敏感程度似乎立刻上升到了很高的級別。
處在風(fēng)口浪尖的轉(zhuǎn)基因玉米同樣也有使用蘇云金芽孢桿菌轉(zhuǎn)基因的品種,目的當(dāng)然也是抗蟲害。但與棉花不同的是,玉米是要被吃進(jìn)肚子的。實(shí)際上,轉(zhuǎn)基因玉米與自然環(huán)境下的玉米有如下幾項(xiàng)不同:DNA,殺蟲蛋白。
轉(zhuǎn)基因玉米所有的體細(xì)胞中都含有人工添加的,能夠制造殺蟲蛋白的基因片段,但實(shí)際上這些基因片段與玉米的基因片段成分上并無不同,人類的食譜中所有的有機(jī)成分都有基因,DNA也只會被人類消化,無法對人類本身起什么作用。殺蟲蛋白則目標(biāo)明確,當(dāng)昆蟲吃下這種蛋白之后,因?yàn)槔ハx體內(nèi)的環(huán)境,這種蛋白會導(dǎo)致昆蟲的腸道穿孔引發(fā)敗血癥死亡,但對人類沒有效果。
退一步講,你吃下去的玉米也經(jīng)過烹飪,蛋白質(zhì)早已變性,不管是殺蟲蛋白還是其他什么蛋白都只能變成氨基酸被消化掉。轉(zhuǎn)基因作物誕生這么多年,所有的實(shí)驗(yàn)都顯示,轉(zhuǎn)基因食品與一般食品相比,并沒有任何可證實(shí)的不良作用。
轉(zhuǎn)基因現(xiàn)狀
目前,在世界范圍內(nèi),轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物已經(jīng)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(zhuǎn)基因大豆品種,所有轉(zhuǎn)基因大豆制品與傳統(tǒng)作物制品都作為人類食物出售。而轉(zhuǎn)基因玉米的應(yīng)用則更為廣泛,幾乎所有的玉米糖漿都是轉(zhuǎn)基因玉米發(fā)酵產(chǎn)品。也就是說,你買一罐可樂或雪碧之類的碳酸飲料,其中的甜味幾乎百分之百是由轉(zhuǎn)基因玉米糖漿提供。
在我國,轉(zhuǎn)基因食品安全問題由農(nóng)業(yè)部負(fù)責(zé),但沒有專門的立法,而多是以部門規(guī)章和行政法規(guī)的形式進(jìn)行規(guī)定。這些法規(guī)、規(guī)章往往具有臨時(shí)性和應(yīng)急性,難以對轉(zhuǎn)基因食品安全問題進(jìn)行全面系統(tǒng)的規(guī)定。而在市面上,常常被討論的大米和小麥其實(shí)并沒有轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品,而大豆油,木瓜則大部分都是轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。
所以,以下兩個(gè)謠言不攻自破。
1.轉(zhuǎn)基因有毒。外來基因本身不會對人類產(chǎn)生影響,就像你吃土豆不會變成土豆俠。而轉(zhuǎn)基因產(chǎn)生的目標(biāo)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(zhuǎn)基因。數(shù)據(jù)顯示,2011年美國轉(zhuǎn)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(zhuǎn)基因違反自然規(guī)律,跨國公司陰謀等,這些問題不是科學(xué)問題,無需展開討論。
公眾論戰(zhàn)焦點(diǎn)
▲被標(biāo)識“不含轉(zhuǎn)基因”的果汁
其實(shí)在科學(xué)界,轉(zhuǎn)基因食品對人類的影響并沒有分歧,結(jié)論是統(tǒng)一的,即:沒有任何可以證實(shí)的不良作用。但是,轉(zhuǎn)基因作物對地球生態(tài)的影響則是一個(gè)正在被嚴(yán)肅討論與研究的問題。轉(zhuǎn)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(zhuǎn)基因,抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物是否會間接導(dǎo)致更加強(qiáng)勢的害蟲合雜草出現(xiàn)?生態(tài)問題才是轉(zhuǎn)基因目前真正的爭議所在。
對于普通大眾來說,轉(zhuǎn)基因的核心問題在于公眾的知情權(quán)。2012年,美國加州曾對是否要對市場中的轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行強(qiáng)制標(biāo)注開展了全民公投。結(jié)果顯示,53%的加州人認(rèn)為,不需要進(jìn)行強(qiáng)制特殊標(biāo)記。目前在美國,轉(zhuǎn)基因食品按照FDA的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自愿標(biāo)注,也就是生產(chǎn)商愿意標(biāo)注就標(biāo)注,反之則沒有強(qiáng)制要求。
但是還是那句話,沒有人能夠超越這個(gè)時(shí)代看問題。就像當(dāng)年DDT發(fā)明,這種強(qiáng)效殺蟲劑甚至獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。但是因?yàn)樯餁埩魡栴}后來被廢棄。但是這樣就能夠說,DDT的發(fā)明是無意義的?顯然并非這樣。從長遠(yuǎn)角度出發(fā),在人類能夠合成糧食之前,轉(zhuǎn)基因是目前唯一的,精確的培養(yǎng)所需生物性狀的方法。
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