在农业方面,因为大量使用农药,生态已受到损害,而且可能透过食物链影响人类。因此,科学家研发出分解快速而不会残留在环境里的有机磷杀虫剂(例如巴拉松)。不幸的是,其毒性比DDT更强。于是科学家转而研发天然杀虫剂,从菊花中提出除虫菊素,但几年后,具备抗性的昆虫冒出头来,只好停用。更微妙的是,除虫菊素虽然是天然的物质,但似乎也会伤到人,有些的毒性还很强。
另一方面,就算农药不伤人,农民也深为厉害的对手所苦。例如玉米螟虫深藏在玉米茎秆内,传统喷药只保护到外表的茎叶,无力深入根部和作物内部组织。
有什么比(从外部)喷洒农药更好的方法呢?美国农业部的科学家尝试使用害虫的天敌,例如,会攻击棉铃虫的核型多角体病毒(polyhedral virus),但实际上不可行。因为病毒也许可以去除有害动物又不会伤到植物,但是人也是动物,一些益虫也是,所以散播病毒的方法并不可行。
爱尔兰马铃薯遭受晚疫病袭击,甚至造成爱尔兰大饥荒(1845年);意大利著名美味圣马札诺(San marzano)番茄,被番茄嵌纹病毒摧残殆尽。香蕉叶斑病来自霉菌,使得香蕉减产过半,半世纪前发现于斐济,现已传播到全球,像乌干达等以香蕉为主要作物的国家,已造成对食品安全的威胁。美国宾州果园被李痘病毒困扰、加州啤梨发生枯萎病等疫情,均深深困扰农业科学家。
还有,水稻胡麻叶枯病流行而造成孟加拉饥荒(1943年)。中国大陆遭遇小麦的黄花叶病毒、赤霉病、白粉病等问题。在台湾地区,海芋和青花菜易生软腐病、水稻遭遇白叶枯病、番茄遭遇青枯病与软腐病等,真是族繁不及备载。
气候相关因素也困扰各国,也许最严重的是,非洲撒哈拉沙漠以南是个农业生产发展跟不上需求增加的地区,这里土质最贫瘠、资源最枯竭,灌溉农田只有4%,大面积农田面临沙漠化。但在另一方面,有些地方过度潮湿、高温、病虫害猖獗;这些环境因素往往是导致粮食严重歉收、供应短缺等饥荒的原因(内战等政治社会因素也造成粮食短缺)。这些地方最需要的作物特性是能够更适应环境的,例如抗干旱、耐高温、耐盐性土质,更要能抵抗病虫害。
玉米为非洲最广泛种植的主粮,而超过300万的农民常因缺水灌溉而导致贫穷与饥荒。近来的气候变迁更恶化了干旱问题;并且,干旱时的虫害抢粮,让收获更差。
在医疗方面,许多疾病仍让人束手无策,而来自基因异常的病症,干百年来更是折腾了不少人,甚至造成家破人亡。例如亨廷顿舞蹈症(Huntington’s disease,1872年由美国医学家亨廷顿发现)是一种遗传性神经退化疾病,起因于第四对染色体异常,病发时会无法控制四肢,就像手舞足蹈一样,并伴随着智能减退,最后因吞咽、呼吸困难等原因而死亡。
亨廷顿舞蹈症为显性遗传,只要父母其中一方罹患,子女就有一半的几率得病。患者制造出的亨廷顿蛋白,比一般人多出许多重复的麸酰胺酸,此异常的蛋白容易聚集,最终导致神经死亡。首当其冲的是患者的基底核(前脑的一部分,是一群位在新皮质下方的神经元簇,与作选择、注意力、报偿等反应有关),使得全身肌肉不受控制地抽动。到了疾病的晚期,连负责下达指令的大脑皮质也会逐渐死亡。亨廷顿症目前无法治愈,仅能靠药物减轻忧郁症和四肢抽动的症状,病情只会不断恶化,对于患者本身与患者的亲属都是非常煎熬的过程。
其他的遗传疾病包括血友病、肌肉萎缩症、镰状细胞性贫血、杜兴氏肌肉萎缩症、唐氏症候群、纤维囊泡症、综合型免疫缺乏症等,非常多种。这些自然缺陷往往造成亲人极大的痛苦;虽然有些已经找出致病的基因,例如1983年,美国遗传学家居塞拉(Jim Gusella)找出亨廷顿舞蹈症的基因;但在治疗方面,人类仍在尝试错误中。有朝一日,“基因疗法”也许有希望。
P56-58
生动讲述了转基因技术发展的昨天、今天和明天,全文聚精荟萃,意趣盎然,使人很容易领略这一技术的科学真谛和无穷魅力,明白其扩大应用已势在必然。
——黄大昉
中国农业科学院生物技术研究所研究员
转基因技术是人类应对未来挑战的重要选择,我们应秉承科学的态度,严谨而果断地向前走一步,再一步!
——罗云波
中国农业大学食品科学与营养工程学院院长
林基兴执掌历史悠久的民间公益刊物《科学月刊》,志在协助台湾科学教育与发展。他的科技素养让他能够深度剖析转基因议题,而因长期关心社会福祉,孕育此书的诞生。
——余淑美
中国台湾“中央研究院”院士
山重水复疑无路
1992年,瑞士苏黎世联邦理工学院的教授波特里库斯(Ingo Potrykus)在美国洛克菲勒基金会的研讨会中,获悉每年有上百万人因为缺乏维生素A而死亡,其中半数以上是孩童。有一个解决方法是在主食中添加β胡萝卜素,食用之后,p胡萝卜素可被人体分解成维生素A吸收利用。
可是作为主食的水稻,胚乳部分并不含β胡萝卜素。与会的专家学者都认为无法利用传统的育种方法,培育出含有β胡萝卜素的水稻。
此会议让波特里库斯认识了德国弗莱堡(Freiburg)大学的拜耳(Peter Beyer)教授,两人便计划要把参与β胡萝卜素生物合成过程的几个酶,利用转基因技术转入水稻中,培养出可以在胚乳中累积β胡萝卜素的水稻。这是十分大胆的提议,因为当时转基因水稻仍然十分困难,遑论一次转入多个基因、调控合成过程。在洛克菲勒基金会,大多数的审查委员都不看好这项计划,但基于研究计划若能成功,可以拯救成千上万条人命,结果,基金会批准了这项计划(7年经费260万美元)。
1999年3月,他们在水稻胚乳中成功累积了β胡萝卜素,由于种子的胚乳呈现金黄色,他们就把这种水稻称为“黄金米”。在科学发展史上,黄金米(彩图02)的问世是一项非常重要的突破,黄金米也是第一个为拯救生命而研发成功的转基因作物。波特里库斯选择进行转基因的水稻品种是“台北309”,原因是这个品种很容易存活,它属于粳稻,是由中国台湾“农委会”的农业试验所培育出来的。
两人的这项研究成果,由美国密苏里植物园主任雷文(Peter Raven,华盛顿大学教授、曾任中国台湾科技顾问),推荐给《科学》(Science)期刊,在2000年1月登出。
令人头痛的是反转基因声浪接踵而至,联邦理工学院花费数百万美金建造防弹玻璃转基因温室,以防反对者的攻击。黄金米发表后不久,绿色和平组织便举行抗议活动,反对理由是黄金米是种子公司的特洛伊木马,用意在让大家接受黄金米后,也接受其他转基因作物。又说黄金米的β胡萝卜素含量很低,讥笑其为“傻瓜的黄金”;还有人批评黄金米“难吃死了”!
2012年8月,著名周刊《新科学家》(New Scientist)有文指出,绿色和平组织等反对黄金米者,看起来像为了阻挡转基因而不计任何代价。黄金米“这么动机良善”的先进食物,境遇却这般坎坷,其他转基因项目岂不更惨?这到底是怎么回事呢?
谁家玉笛暗飞声?
美国国家情报委员会有一项重要工作是:每四年为刚就任的总统提出全球趋势报告,分析未来十五年的可能发展。最新一次报告为2012年12月发表的《2030年全球趋势》,提到四大科技影响世界,其一为“保护重要资源的科技”,包括“维护食物、饮水、能源”的转基因作物、太阳能、生物燃料等。
其中举了一些例子:转基因叶绿体科技有助于利用太阳能、高效率微生物与植物有助于生产生物燃料、耐旱作物也可经转基因技术达成。《2030年全球趋势》建议,国家社会的领袖应当了解转基因科技的关键性。
可惜,台湾地区的转基因在研发与商业化方面,也遭逢相当的阻力,主因和农业科技政策有关;而民众不了解基因科技,以及加上媒体的误导,弄得社会恐慌,则为幕后驱力。
请看看你我的生活周遭:便利商店豆浆盒上标示“非转基因大豆”、玉米罐头强调“使用非转基因玉米”等,琳琅满目。民众处在这种环境之下,也许只会猜想有“非转基因”字眼的,才是“好东西”。至于转基因食品则为有问题的,就像塑化剂一样。
真的是这样吗?
2012年年底,荷兰瓦格宁根大学的分子植物育种学家斯豪滕(Henk Schouten),来台分享转基因经验时提到,即使他们志在挽救苹果黑星病与马铃薯晚疫病等受灾作物,使用和传统育种几乎一样的做法,但还是受到强烈反对。为何转基因这般不见容于反对者呢?
有鉴于此,本书志在解释基因科技,希望有助于民众了解转基因食品背后的正确科技知识,包括为何需要重视转基因科技(就如美国国家情报委员会的报告)、转基因的来龙去脉,以及因应之道。
老实说,转基因科技确实有些难懂。接下来的第一章,要先引导读者宏观考量地球的大环境,包括人类与其他生物的“求生”竞合关系,这些是体会转基因来龙去脉的重要基础。
传统作物是不是转基因作物?到底存不存在“细菌基因”和“番茄基因”?转基因,到底改造了什么?转基因产品,需不需要标示?天然的食材,就一定是最好的吗?包括世界卫生组织和美国国家科学院等机构,多次声明:已经核准上市的转基因食品是安全的,风险并不比传统的非转基因食品高,但仍有许多转基因食品的反对者,其实,他们并不了解自己在反对什么。最明显的例子是反对黄金米,其实这是第一种为拯救生命而研发成功的转基因作物。林基兴编著的这本《一本书看懂转基因》细谈转基因和反转基因的来龙去脉,也说明食品安全的相关议题,以期望读者正确了解转基因的科学知识。
到底存不存在“番茄基因”或“细菌基因”?食用转基因食品会改变人的基因吗?科学家为何不敢说“转基因作物绝对无害”?反对转基因食品者,了解自己在反对什么吗?作者林基兴是台湾科普界的著名作家,对于转基因科技发展的历史背景、转基因的相关知识、转基因食品是否安全,以及媒体在转基因知识传播过程中所起的作用,做了深入浅出的分析,对于一般公众来说,如果想理性讨论转基因问题,推荐先读一读这本《一本书看懂转基因》。