进入21世纪的生物科学主流仍然是分子生物学、基因和以基因为核心的生物技术的研究与应用。随着转基因技术的日趋成熟,在全球范围内以植物基因工程为核心的农业生物技术产业已形成。然而在20世纪末,转基因作物的安全性在全球范围引起了激烈争论,许多人反对转基因植物和转基因技术进行生物性状改良。究竟如何认识转基因植物和转基因技术,是值得深思的。
1 转基因作物产生的必然性和应用现状
1.1 转基因植物产生的必然性 新的世纪已经来到,但人口增长与粮食匮乏的矛盾日益尖锐。据推测,2025年全球人口将达80亿,其中新增加的25亿人口又大部分集中在发展中国家。诺贝尔奖获得者Norman Borlaug认为,要想满足全球粮食的供给,将粮食单产比1990年提高80%,不可能寄希望于耕地面积的扩大和灌溉能力的提高,只有靠改良和选育出高产作物品种才能实现这一目标。而能实现这一日标的又唯有作物基因工程技术。
从20世纪80年代初发展起来的植物基因工程技术能对植物进行精确地改造,转基因作物(GMC,genetically modified crops)在产量、抗逆性和品质等方面均有显著改进;另一方面又可极大地降低农业生产的成本,缓解不断恶化的农业生态环境。人们将这次技术上的巨大飞跃,誉为第二次“绿色革命”,它将使全球农业生产发生深刻的变革。
1.2 转基因作物的推广应用现状及其发展趋势
1)转基因作物的推广应用现状据统计,1996年度全世界转基因植物推广面积达170万hm2,1997年底增至1100万hm2,一年间增长了6.5倍,其中转基因大豆、玉米和油菜推广面积的增长幅度都在10倍以上。1998年和1999年全球转基因植物的推广面积进一步增加到了2780万hm2和3990万hm2,预计在今后5年内将会有更大幅度的增加。
2)转基因作物的发展趋势据有关方面预测:世界范围内转基因作物产业的交易额在2000年将达到20亿美元。2005年达到60亿美元,2010年将达到200亿美元,以每5年3倍的速度递增。到21世纪初人们将吃上大个、多汁和高营养的转基因粮食、蔬菜和大量的绿色食品而不需担心农药和化肥的污染。
2 对转基因作物的争论及其产生原因
1998年8月10日,苏格兰Rowett研究所的资深营养学家Arpad Pusztai博士在美国ITV电视台公布了l份未在专业期刊上正式发表的研究结果,宣布转雪花莲凝集素(GNA)基因的马铃薯能够损害大鼠的免疫系统;随后又同Aberdeen大学的病理学家Stanley Ewen一道宣布转基因马铃薯同样影响大鼠的肠道、肝脏和其他一些器官,并暗示对人类健康也存在着危险,由此展开了一场关于转基因作物安全性的争论。许多商家迅速地作出反应,奥地利第二大连锁超市SPAR在全球第1个宣布所售商品将标注“不含基因改性成分”字样,随后英国最大超市Tesco和英国两家最大的食品生产商高利华公司(Unilever)及雀巢公司(Nestle)也作出相应的反应,一时间在欧洲转基因作物引起了一系列争议,此间各国政府也加强了对转基因作物的控制。
2.1 世界各国对转基因研究的现实态度以美国为代表的北美多国加强转基因作物研究及其应用已是当然之事。而欧盟、日本以及许多第三世界国家尽管对转基因作物进行了抵制,但并未因此放松研制开发,他们真正拒绝的不是转基因作物本身,而是进口转基因作物产品。2000年2月27日英国首相布莱尔发表了一篇文章,他在文中写到:“毫无疑问,转基因食品对人类健康和环境有可能带来危害。保护公众和环境的安全,现在是、将来也是政府的首要任务。但与此同时,这种新的科技将给人类更多的利益,这也是毋庸置疑的”。2000年3月26日美国爆发反基因改造食品大示威,3500人趁“生物2000年”大会开幕典礼在波士顿举行之际,走上街头展开大规模游行。一名示威发起人史芬蒂估计,美国经过处理的食品中,约60%--70%使用基因改造原料制成,但是美国粮食和药物管理局却不要求商家贴上标签加以说明。“生物2000年”大会主席卡尔称示威群众是一群“哗众取宠的乌合之众--对生物科技工业根本没有丝毫概念”。他驳斥道,美国和药物管理局制定了非常严格的食品标签条例,规定制造商必须列明食品成分和营养成分,同时,也给生物加工处理的成分加上标签。
2.2产生争论的原因从表面上看这是一场科学问题的争论,其实原因并不那么简单,其中包含着更深层次的原因,除科研机构外,还有政府、企业、消费者、新闻等机构、宗教以及环保组织,从而使这场争论披上了政治和经济的色彩,但归根结底可归结为经济利益的冲突。首先表现为国家或经济组织之间的经济利益冲突:北美与欧洲对转基因作物的态度和立场就明显不同。美国、阿根廷、加拿大和澳大利亚是世界上转基因作物应用最广泛的国家,他们认为转基因作物有安全性保障,而欧盟、日本和大多数第三世界国家以及环保组织则极力主张限制转基因作物的进口。其次是商家的经济利益冲突:在西方国家许多食品公司积极地走在抵制转基因作物队伍的前列,但在其背后隐藏的是巨大的经济利益。1998年Whole foods公司的食品销售量仅增加了24%,而纯收入却增长了70%。正如20世纪80年代初,石油危机的夸大宣传,使原油价格猛涨,而这部分收人大部分来自于消费者。第三是消费者的经济利益:在这场对转基因作物及其食品的抵制中,用转基因番茄生产的番茄酱仍然被大多数消费者接受,因为其价格便宜。然而,抗除草剂大豆却被大多数消费者抵制,这是因为从中获利的是农民、生物技术公司和除草剂生产厂家,而消费者感受不到好处,因此消费者当然不愿去承担风险。
3 为保证转基因作物应用必须建立起安全性保障
1)技术上的保障科学家们必须在现有知识与技术的基础上尽量考虑转基因作物可能存在的风险。首先是对人和动物健康的风险,例如食品的毒性与过敏性、病原体的抗性与目标生物对农药的耐受性、转基因及其产物在环境中的残留以及不可预知的转基因及其表达等;其次是对非目标生物的风险,例如转基因或启动子的水平传递等。
2)政策与机构上的保障目前从事转基因作物研制开发的国家都制定了相应的政策与法规,并进行了严格管理与有效控制,美国具有健全的从事食品安全与环境检测的管理机构和严格的安全标准。美国环保局(EPA)药物与食品管理局(FDA)和动植物卫生检验局(APHIS)制定了一系列法规,用以检测控制转基因作物及其食品的安全性。任何一种转基因作物本身及其生产过程都必须根据具体情况经过上述3个机构中的1个或几个进行审查。一般情况下,每种新研制的转基因作物品种都需要在AFLPS的监督下进行5年的田间试验,以收集各种相关数据。
目前我国也建立了相关机构,制定了相应的政策法规,以确保转基因作物的安全性。国家科委制定了“基因工程安全管理方法”;农业部制定了“农业基因工程安全管理实施方法”,还成立了农业生物基因工程安全委员会,以负责全国农业生物遗传工程的安全性审批。在今年3月我国“人大”和“政协”两会期间,转基因作物的安全性问题也成了与会人员关注的话题。
4 对转基因作物和转基因技术的客观认识
转基因作物是转基因技术的一种产物,转基因作物和转基因技术是不同的概念,我们不能因出现抵制转基因作物的现象,就怀疑转基因技术.更何况目前对转基因作物的“是与否”,尚不能断定。
4.1转基因作物存在的必要性每年全球新增8600万人口,每天全球有4000人死于饥饿,而所有这些大部分都发生在发展中国家。目前几乎每个发展中国家都面临着人口增长与耕地面积减少的巨大压力,解决这一问题的唯-“办法就是通过高新技术来提高农业生产效率。转基因技术的大规模应用可以显著地降低生产成本,提高生产效率。
4.2对转基因作物的态度作者认为欧洲对转基因作物的安全性抱怀疑态度有一定道理,因为转基因生物体大都是通过转基因技术将抗虫抗病等有毒基因的导人而获得的。在这种转基因植物中始终存在着有关毒性物质,它的毒害性以及残留量暂时对人的健康不会造成明显影响,但究竟会不会对人体产生微量累积性影响尚无法定论。另外转基因作物所造成的本身耐药性和病原体抗药性的提高肯定是存在的,转基因及其产物在环境中的残留、转基因向周围环境微生物的传递等,诸类问题的存在不可避免。届时,势必会产生超级杂草、超级病毒等,并大大影响生物多样性,甚至产生不可控制的局面。任何事物都有两面性,犹如计算机一样,一方面给人类生活工作带来极大方便,给全球带来巨大经济效益,另一方面由于计算机病毒和计算机“黑客”的出现,又会影响人们的正常生活、工作和研究,甚至造成巨大经济损失。关键是一种新的东西最终给人类带来的是利大于弊还是弊大于利?转基因植物最终将给自然和人类带来怎样的效应,目前尚无法预测。鉴于此,我们应对转基因植物的研究适当加以限制,并严格管理和监控其研究和应用过程,尽可能加强全面性跟踪检测,以便尽早获取全面的数据和信息,为今后转基因研究发展提供可靠依据。
4.3 转基因技术的发展前景转基因技术是生物技术范畴的一个分支,由于它的应用在人类改造自然、品种改良、生物医学、人类健康等方面越来越显示出优越性。转基因技术广义上是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其他载体分子,构成遗传物质的组合,并使之参人到原先没有这类分子的寄主细胞内,而且能持续表达的技术。
转基因技术的应用已使性能更好、功能更强的酶工业化生产得以实现,同时也为酶的应用开辟了更加广阔的前景。该技术的应用使微生物产生的酶基因可以在高等植物体内表达;反之,动植物产生的酶基因也能在微生物体内表达。在动物研究方面,20世纪80年代初美国科学家Palmiter(1981)等人首次将大鼠生长激素基因导人小鼠受精卵内获得转基因的“超级小鼠”后,80年代中后期人们已先后成功获得转基因猪、羊和牛。转基因动物具有巨大的发展前景,转基因动物育种、品种改良繁殖、转基因药物、生物反应器、转基因动物组织器官移植及供体,以及基因治疗和免疫方面已广泛开展。尤其在家禽、鱼类和昆虫的应用性研究方面,对乳畜生物反应器和昆虫杆状病毒构建的生物反应器的研究,均显示了巨大的经济效益和社会效益。
就人类健康问题而言,人们可用转基因动物方法制造各种人类疾病的动物模型,为人类健康服务。转基因技术可以用来高效安全工厂化生产人类所需的各种药物和有用酶的产物,例如:干扰素、生长激素、EPO和IL等。而且在人类组织器官移植方面也给人类带来福音。在美国,平均每年有30万肾脏病人等待换肾,如愿者却只有1万人,有72.8万胰脏病人及15万严重烧伤患者等待移植新的器官;有3万人需要用软骨修复面部,3.3万人需要修复肌腱。为寻求更多的器官来源,人们也在尝试异种移植,但存在强力排异反应问题。随着转基因技术、生物医学工程、生物材料和整形外科等临床医学的发展、交叉和融合,应运而生出组织工程学,使实现这一设想有了新的可能。此外转基因技术在环境治理和农作物生物防治方面都发挥了巨大作用。
一项新技术其本身并不存在“善与恶”,而在于人们的利用目的。例如:诺贝尔发明了炸药,目的是用于改善和平时期的采矿和筑路业,后来却看到它被用作战争武器,伤害和杀死同胞,先进的科学技术被某些政治家和一些不顾伦理道德的人所利用。同样转基因技术只要是从人类的生存和健康角度出发去开发应用,对人类的贡献只会是利远远大于弊,以至于可以把弊害控制在最低限度,真正实现生物技术造福于人类。