2018年11月23日,上海市储能中学举办科技周活动,邀请了同时拥有食品工程博士和心理学博士的崔凯教授,为高二年级同学做了一场题为《走近转基因》的讲座。本文根据崔凯博士的部分讲座内容编辑整理而成。民以食为天,即使亿万年后,人类赖以维持生命的依然是粮、油、肉、蛋,而不是智能手机。然而,耕地和水资源却是有限的,人类已经面临现实的粮食安全和环境污染压力。
目前,全世界75亿人中有8.2亿人处于饥饿状态,超过1.5亿儿童发育不良。如何增加谷物的产量?通常有两种途径:其一是提高光合作用效率,其二是减少灾害损失,包括病害、虫害、草害和恶劣的自然条件(干旱、低温和大风)等。
人类从刀耕火种的年代走到今天,作物产量已经提高了数十倍乃至数百倍,最直接的贡献是农作物品种的不断选育。
现在我们所使用的选育手段——传统的杂交技术和转基因技术,都是人工对作物进行品种选育,培育出性状更为优良的品种。杂交技术是将亲缘关系相近的两个物种进行整套遗传物质的融合,而转基因则是运用科学手段,从某种生物中提取所需要的基因,将其转入另一种生物中,使与另一种生物的基因进行重组,从而产生特定的具有优良遗传性状的物质。
如果能够让作物“自带干粮”,自己合成这种杀虫蛋白,则事半功倍、一举多得,绝对是好事。
然而,细菌和作物(玉米、大豆、棉花)不可能杂交,于是生物学家用转基因技术将BT细菌的这段“杀虫蛋白“基因转入到谷物中。有人认为抗虫谷物“能杀虫也会杀人“,使得抗虫作物的推广种植面临很大阻力。事实上,昆虫的消化系统是碱性环境,BT蛋白在碱性条件下会被特有的酶剪切成毒素,再与昆虫肠壁上的一种特异受体结合,导致昆虫肠穿孔而死。而人畜等哺乳动物的胃液为酸性,且肠胃中不存在与BT毒素结合的特异受体。
与其他蛋白质一样,BT蛋白在胃液的作用下降解为各种氨基酸,变成可以被哺乳动物利用的营养成分。所以,BT蛋白能杀虫却对人畜无害,且不污染环境,没有残毒。
转基因食品已经被人类被吃了20多年,至今未发现被证实的食品安全事件。转基因不是“撞大运”,一段基因在被转入之前,其基因序列、蛋白质合成和潜在风险都是要弄得一清二楚。
无论序列多么奇怪的一段基因,吃进肚子里,都会被分解成四种脱氧核糖核酸,不会对人体造成任何不良影响。需要警惕的是按照DNA信息合成的蛋白质,它们可能具有潜在的危险。自然界中的蛋白质种类数以亿计,其中有少数是人体的过敏原(如有些人对豆类食品过敏);个别蛋白甚至对人类有毒(如蘑菇毒素)。考虑到这些潜在的风险,很多国家对转基因生物都建立了相应的审批体系。
今天,中国用全世界8%的耕地养活了全世界18%的人口。在实现目标的同时,也付出了极为沉重的代价。中国的农药施用量达到10-15公斤/公顷,导致了严重的环境污染问题。中国的耕地面积虽然世界第三,但由于世界第一的14亿人口,人均耕地面积排在世界120位,只有0.09公顷(900平方米),仅为俄罗斯的1/10和美国的1/6。
2017年,作为世界第一大粮食进口国,中国累计进口粮食1.3亿吨,其中包括9550万吨大豆,占全世界大豆贸易总量的2/3。
中国为什么要进口这么多大豆而不是自己种?为什么要进口转基因大豆?说来这也是一种无奈,中国肉、蛋、奶的消费量迅速增加,需要越来越多的大豆来生产饲料。2017年中国进口的9550万吨大豆,相当于8亿亩耕地的产量(相当于中国耕地总面积的40%)。
中国只能选择“牺牲”大豆,优先考虑保证水稻、小麦和玉米等主粮的自给率。而转基因大豆在美国、巴西、阿根廷等农业发达国家的种植比例已经超过95%,于是中国进口的大豆只能是转基因品种。从某种意义上说,中国进口转基因大豆是“没有选择的选择”。
转基因作物已经有22年的商业化种植历程,共有67个国家和地区应用了转基因作物。2017年,全球转基因种植面积达到1.9亿公顷,比1996年的种植面积增长112倍,相当于中国耕地面积的1.5倍。美国耕地总面积将近2亿公顷,其中40%种植的是转基因作物。玉米、大豆、油菜三大谷物中,转基因的种植比例均超过90%,并且2/3的转基因谷物用于美国本土消费。简言之,美国是转基因作物全球第一种植和消费者大国。
在全球种子产业的竞争格局中,中国除了杂交水稻,在其它领域都缺少国际竞争力。如果我们在转基因领域继续停滞不前,将来势必受制于国际种业公司,意味着中国的粮食安全将失去主动权,其后果比缺少芯片技术更为严峻。青少年对转基因的态度,将影响其在中国的未来。2016年,我组织完成了一次全国性的转基因食品公众认知调查,2126份调查问卷中,其中包括1811份成年人样本和315份高中生样本。
两个群体对转基因的态度表现出明显的差异:高中生的反对率(19.8%)则明显低于成年人(45.1%)。
如果有一天转基因议题成为高考作文题目,也并不违和。应试教育模式下,很多同学习惯于标准的考试和唯一的答案。然而,世界变得越来越多元,参加转基因辩论,可以让孩子们明白:世界上有很多问题,并没有唯一、正确的标准答案。立场和视角不同,可以有多元化的态度和选择,这也有助于培养大家的批判性思维。
上个世纪70年代,转基因技术率先应用到医药领域。今天我们耳熟能详的胰岛素、干扰素和乙肝疫苗等都是转基因产品,问世几十年来,已经挽救了数以亿计的生命。到了90年代,转基因技术开始应用于农业育种领域,为粮食增产、减少化学农业污染做出了重要的贡献,而这对中国恰恰至关重要!