转基因农作物品种的推广是否会带来生态学灾难1
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转基因农作物品种的推广是否会带来生态学灾难?
转基因农作物品种的推广是否会带来生态学灾难?
什么是转基因农作物?顾名思义,转基因农作物是利用组织培养技术和基因重组技术引入其它生物或物种的基因而培育出来的,这种农作物也叫基因改性农作物或基因重组农作物。目前,世界种植的主要转基因农作物有4种:即玉米、棉花、大豆和油菜籽;这4种转基因农作物种植面积1998年占转基因农作物种植总面积99%,占该4种农作物种植总面积约16%。其它转基因农作物包括烟草、番木瓜、土豆、西红柿、亚麻、向日葵、香蕉和瓜菜类。未来3~5年内将要正式投入商业化种植转基因农作物有甜菜、水稻、甜椒、草莓等。从性能上区别,现有的转基因农作物可分为4个种类:一是Bt农作物,可抵御害虫的侵害,减少杀虫剂使用量;该种农作物可产生一种对某些害虫有毒性的蛋白,这种蛋白存在于常见的土壤细菌苏云金芽孢杆菌中。二是抗除草剂农作物;三是抗病毒农作物;四是营养增强型农作物;其特定营养组份和维生素含量更高。
转基因农作物是一把双刃剑。
世界人口已达61亿,其中有28亿人口每天人均生活费用不足2美元,而其中最贫穷的有13亿人每天人均生活费用低于1美元。贫穷与饥饿往往相伴而生,在历史上这曾经是同一社会现象的两个方面。当代世界考虑粮食问题时总是把土地与食物一起综合分析。理论上地球可以供养比现在多得多的人口,但是优良的土壤和良好的气候及良好的耕作条件在时空上分布不均,与人口分布更不相称。这个问题由于越来越多的土地退化及气候变化引起的频繁自然灾害而更趋严重。虽然土地退化是全球性问题,但是在食品生产无法提供足够的食物甚至维持基本生存的地方这个问题更为突出。特别是广大的贫困地区,农业产出率低以及人口增长率高的矛盾造成了生存与生活压力,迫使农民砍伐森林和开垦贫瘠的边缘土地作为农田,造成土壤侵蚀、水土流失、生物多样性减少、生态环境退化。这些都加剧农村贫困状况,并造成恶性循环。世界粮农组织根据土地状况对全球按地区的粮食供应情况进行预测时指出,未来的粮食问题将集中在非洲撒哈拉以南的地区和南亚。到2010年这些地区长期营养不良的人口预计将占全球人口的11%。预计粮食供应断区的国家同时也面临人口急剧增长、城市化进程加快、农业生产率下降、高外债又无力进口粮食等问题。
因此,由于这环境的种种问题,基因工程技术,特别是转基因技术将会是解决21世纪不断增长的人口对粮食需求造成压力的有效手段或重要途径。转基因技术不仅可望提高粮食或作物的产量,还可提高农作物品质。例如,全球每年由于维生素A缺乏症而导致50万人失明,100万儿童死亡,这类事件多数是发生在以稻米为主食的发展中国家,特别是非洲有关国家。瑞士家Ingo Petrykus 领导的研究组运用基因工程技术培育出一种称为“金稻”的水稻,它是一种具有高含量维生素A原物质的水稻,有可能解决维生素A缺乏症这个世界性大难题。转基因技术还可能大大缩短作物生长期或是使农作物高产。例如,西班牙科学家Pena等从拟南芥菜中提取一种基因插入柑橘书,使原来要5~6年才成熟的柑橘树,在一年内开花结果。2001年7月联合国开发计划署发布的第12期《2001年人类发展报告》[1]对基因技术改良农作物品种及有利于人类作出了充分肯定。该报告还指出,尽管充满争议,但转基因技术仍可能成为发展中国家的突破性技术。该报告认为转基因生物可能带来生态环境和健康方面的风险,但只要做到政策妥当、法规适宜、监管严格、评估科学、信息透明、公众参与、事先知情,是完全有希望使负面影响得到有效控制。
但转基因也有可能造成基因污染[2]。例如,在喷洒除草剂的情况下,携带抗除草剂基因的作物本身或其与野生杂草的携带转基因的杂交种就能够正常生长,开花结籽,而不具除草剂抗性的杂草就不能生存,这就说明在有除草剂存在的条件下,转基因作物相对于不抗除草剂的杂草来说具有一定选择优势,或说适合度较高。但在不喷洒除草剂的情况下,农田的杂草可能就会生长比较茂盛,产出更多的种子,而抗除草剂的作物和携带抗除草剂基因的杂交种可能由于转基因的存在而带来一种遗传负担,植物不能正常生长和正常结籽,就是说,抗除草剂的转基因在不存在除草剂的情况下,可能会降低植物的适合度,也就是说转基因具有一定的适合度代价。如果转基因不存在适合度代价,该转基因将可能能够在野生种群中得到保存并进一步产生扩散以致产生扩散以致产生较严重的生态学和生物进化上的后果,如果外源基因存在适合度代价,将会在自然界的生存竞争中逐渐丢失,不会在自然界中留存并导致严重的后果。
而基因污染是指转基因生物的外源基因通过某种途径并整合到其他生物的基因组中,使得其他生物尤其是植物的种子或产品中混杂有转基因成分,造成自
然界基因库的混杂和污染。转基因作物与转基因作物或非转基因作物间的基因流,最近的几个事件表明,作物间的基因流已经将转基因带入其他非转基因植物,并且这样的基因流可能会产生一些环境、经济、或社会影响,例如:1、在加拿大的转基因油菜事件中,三个抗不同除草剂品种的油菜间的杂交生了抗多种除草剂的自播植物,虽然其他除草剂如2,4-D等能够控制这些“新杂草”,但能够选择余地减少了,而且需要投入额外的成本;被转基因植物无意授粉产生的种子有可能成为转基因向其他品种或野生近缘种转移的“遗传桥梁”。外源基因进入并整合到其他生物的基因组中,使得其他生物尤其是植物种子混杂该外源基因成分,会造成自然界物种基因库的混杂和污染。中国是许多农作物的起源中心,如大豆和油菜等,因此更应该注意避免基因流与基因污染的产生,保护宝贵的作物遗传资源。
由于生物技术具有政府两方面的双重特性,其负效应风险具有不确定性和难预测性。但是,一旦这些人为改造的生物活体逃逸或因疏忽而进入环境,其后果可能是严重的。但它也与科学技术一样是柄“双刃剑”,祸福相依、好坏相依,如何趋利避害、化险为夷,在于对其正反两方面的关系和机制有充分的认识,要掌握得法、监管适宜、运用恰当。必须加强转基因生物安全监管,给公众以充分信息,让公众从非理性的恐慌和迷茫中明智地走出来。现代生物技术产业是高新技术产业,对推进经济发展和社会进步将有巨大作用。生物技术在农业、医药、食品、环保、轻工等部门会起着越来越大的作用,甚至有取代一些行业原有技术和工艺的趋势,生物技术产业可能成为21世纪的支柱产业之一。
转基因植物具有潜在的生态风险。转基因植物在生态方面的潜在风险是广泛而深远的。表观上主要的问题是“杂草化”,其表现有两方面:一是转基因植物本身可能带来的“杂草化”潜在风险,包括转基因作物逸生成杂草和自生苗对下茬作物的危害;二是转基因植物可能通过基因流或“基因飘移”对其他物种带来影响,导致杂草丛生,增大除草难度,从而给生物多样性和生态系统造成危害。转基因植物对生态的深层潜在危害风险严重影响生物多样性和危及生物安全,主要表现有:转基因植物的基因漂移造成“基因污染”危及物种与遗传资质资源的安全;转基因植株自身演变为杂草的可能性;“转基因漂移”可能通过异交或杂交引起“基因堆积”而出现“超级杂草”;抗虫转基因作物带来的潜在风险;抗