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为解粮荒,将风险带到餐桌上?

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智慧藏/全球粮荒涌现,部分学者专家建议以基因改造作物,作为解决的手段。经过基因改造的食物安全吗?这些作物对于我们的地球会造成什么影响,目前还没有人能够完全的掌握。这样冒险尝试,是否值得?

科学人杂志刊登霍普金“餐桌上的风险”(The Risks on the Table)介绍了人们在这方面的实践和争论。以下是霍普金的文章内容:

在美国的超级市场里,半数以上食品都含有基因改造过的成分,这些食品已经证实可以安全食用了吗?

德州的烈日下,一个农夫蹲在田里收割芹菜,准备把它送到市场。当晚,他的前臂突然长满红色的水泡,疼得不得了。祸首正是芹菜。这种芹菜是新近开发出来的,能抗病害;意外的是,它会制造一种引起皮肤严重过敏的化学物质。

这种毒芹菜是用传统育种方法培育出来的。但是反对基因改造食物的人担心,利用DNA重组技术将外源基因(通常取自细菌)剪接到食用作物里,可能导致更严重的健康问题;风险显然很高,但基改食物已在许多国家贩售了。在美国,超级市场中估计约有60%的加工食品,从早餐谷片到清凉饮料,都含有基改成分,尤其是大豆、玉米或菜籽油,甚至新鲜蔬菜。

反对者举出几个忧虑的原因。也许植入基因所制造的蛋白质,对人体有直接的毒性;也或许植入基因会改变作物的生理功能,使营养成分降低;或者植物原有的微量天然毒素,含量因此提高。另外,基改作物合成的蛋白质,也可能引发过敏反应。

2000年,含有苏力菌(Bt)基因、可制造杀虫毒蛋白的“星连”玉米,被拿去当墨西哥玉米饼、玉米片的原料,大家最担心的就是过敏。在这种玉米尚未商业化之前,美国官员已经看到一些蛛丝马迹,显示该玉米制造的Bt蛋白质可能会引起过敏反应,因此只准当作动物饲料,不能制成人的食品。美国官员正在调查因食用含有星连玉米的食物引发过敏的索赔案,不过某个科学咨询委员会已经断定,那些产品中Bt蛋白质的含量很低,实在不可能引发过敏。

支持基改食物的人也提出辩护。他们认为,把精挑细选的基因植入作物中,才是安全的做法;若以传统育种方法让不同品系的作物杂交,等于一次植入几千个基因,风险一定较大。基改作物的原意是降低有毒农药使用量,以期减少人们接触化学物质的机会,间接有益健康。更直接的则是目前正在研究的,利用基因工程提高食物的营养价值,并使这些作物可以在恶劣的环境中生长,这对开发中国家普遍营养不良的人民来说,更是一大福音。

支持者还指出,每一种基改作物都经过彻底检测,唯恐对健康有不良影响。虽然针对个别作物的研究并不多,但是制造商都做过广泛的分析,因为法律规定,他们有义务确保贩售的食品符合联邦政府的安全标准。过去厂商在产品上市前,会主动将检测结果送交美国食品药物管理局,但2001年1月,管理局公布了新的规定,强制厂商必须做检测。

制造商通常一开始就比较同一品种的基改作物和传统作物,以确定植入的基因不会明显改变作物的化学组成与营养价值。如果植入的基因所制造的蛋白质是唯一检验出来的差异,那些蛋白质就要做毒性检验,以数千倍于人类可能的食用量,拿来喂食实验动物。如果植入基因造成农作物多方面的改变,那么检测者就会拿整株基改植物喂给实验动物。

为评估基改作物引发过敏的可能性,研究人员会检验该基因所制造的蛋白质化学组成,并与已知的五百多种过敏原比对;若是化学结构类似,就有引发过敏的可能。此外,还要模拟胃中环境,以酸液处理蛋白质;大多数过敏原都相当稳定,酸处理后毫发无伤。最后,检测者还须考虑蛋白质的来源。服务于澳洲科学工业研究院的希金斯说:“绝不容许花生的基因跑到草莓里。”因为有太多人对花生的蛋白质过敏。

目前看来,这套检测系统运作得还不错。检测结果显示,星连玉米可能含有人体过敏原(因此只准当动物饲料),其他也有些产品不得上市,像是含有一种巴西坚果蛋白的大豆。罗特格斯大学生物分子研究所所长戴伊说:“我不知道有任何证据显示,市场中有任何产品是不安全的。”

不过安全检测系统并非万无一失。举例来说,基因改造作物往往无法制造足够的外源蛋白质,以提供动物实验所需,研究人员只好用细菌来大量生产该蛋白质。然而,植物制造的蛋白质,就是人们会吃进肚子里的那种,也许与微生物制造的有少许差异,理论上,这些微小的差异就可能影响评估结果。而且以整株基改作物喂食实验动物,也受限于喂食的份量,一旦饲料比例没控制好,就会造成营养失衡而影响实验结果。1999年有份报告指出,基改马铃薯中的外源蛋白质,会使实验鼠肠道内衬发生病变;这份报告受到许多学者质疑,部分原因即上述的失衡问题。

除了这些安全上的考虑,有些批评者担心基改食物会有更难以察觉的危害,例如加速病菌对抗生素产生抗药性。科学家改变植物的基因时,会先将选定的基因与一段“标示基因”连结在一起,才好确定哪一株植物已经接受了该基因。通常这些标示基因可提供抵抗抗生素的能力,使植物细胞不会被抗生素杀死。然而,可以抵御抗生素的病菌愈来愈多,已经是个棘手的问题,万一在消费者的肠子里,基改食品的抗药基因不知怎的就进入细菌中,无异使问题雪上加霜。

据说这种抗药性转移的机率非常小,德国达木士塔技术大学生化所的卡森就说:“这比连中三次彩券的机率还低!”但为了平息大众疑虑,在未来五年内,还是可能会逐步淘汰抗生素抗药基因的使用。

同时,基改作物的安全检测大多是由制造商自己进行的,这令许多消费者不安。内布拉斯加大学食品科技系系主任泰勒坦承,有些人也许会对这种球员兼裁判的做法不以为然。但是,他问道,除了制造商,谁又该负起这个重责,以及检测的费用?“我宁可让厂商花钱,而不是政府使用我的纳税钱。”他补充,“我才不管我们讨论的是脚踏车还是基改玉米,保证产品安全是厂商的责任。”毫无疑问,关心此事的科学家与民众会继续监督,让厂商非好好做不可。全球粮荒涌现,部分学者专家建议以基因改造作物,作为解决的手段。经过基因改造的食物安全吗?这些作物对于我们的地球会造成什么影响,目前还没有人能够完全的掌握。这样冒险尝试,是否值得?

科学人杂志刊登布朗的文章“基因改造食物安全嗎?”(GENETICALLY MODIFIED FOODS: Are They Safe?)介绍了人们在这方面的实践和争论。以下是布朗的文章内容:

鼓吹基因改造作物的人说,这类作物不像传统作物,需要的有毒农药较少,对环境有利。但令批评者担忧的是潜在的风险,他们想知道所谓的利益究竟有多少。到底基因改造作物是环保美梦的实现,还是一场正在形成中的灾难?科学家正积极寻找答案。

人们对基因改造食物的态度,似乎愈来愈壁垒分明,一边的人支持,另一边的人则是畏惧。支持者宣称,种植基因改造作物对环境伤害较小,而食用这种农作物制成的食品也完全无害。它们还说,基因工程让农作物在贫瘠的土地上也能生长,或可培育出更营养的食物。在不久的未来,全球人口快速膨胀,还得靠这方法解决粮食问题。持怀疑态度者则反驳,基因改造作物对生态环境或人体健康都有极大的风险,令人忧心,不该贸然接受。许多欧洲国家抱持这种态度,因而限制基因改造作物的种植与输入。主要的争议,集中在基因改造食物的安全性。然而,最近的科学研究又是如何看待基因改造食物的危险呢?答案,往往迷失在各种报导的争议中;但是在接下来的篇幅里,它们将呈现在你的眼前。

2000年前,一群生态骇客冲进苏格兰爱丁堡的一块农田,捣毁了种植的油菜。2001年,美国缅因州一处白杨树实验林遭“夜半突袭队”闯入,砍倒了三千多株树。在加州圣地牙哥,抗议人士破坏了高粱作物,并且在温室的墙上喷漆示威。

这些暴行都是针对基因改造作物而来的,但是抗议人士的行动适得其反,因为他们所破坏的,全都是传统农作物。在每个案例里,那些行动派都把一般作物误认为基因改造过的品种。

原因不难理解。世界上已有4400万公顷土地(相当于台湾面积的12.3倍)种植了基改作物,可是从某个角度来看,那些作物都是隐形的。植入农作物的基因,你一个也看不见、尝不出、摸不著,或察觉它对环境的影响。光凭外观,你无从知道含有外源基因的花粉粒是否会毒害蝶儿,或是传播到几公里外使其他植株受精。最令人担忧的正是它的“隐形”。基改作物究竟如何影响环境?我们何时才会注意到这些影响呢?

鼓吹基因改造(或基因转植)作物的人说,这类作物不像传统作物,需要的有毒农药较少,对环境有利。但令批评者担忧的是潜在的风险,他们想知道所谓的利益究竟有多少。“我们对这类作物有太多的疑问,”纽约大学土壤微生物学者史达兹基说,“我们不知道的多著呢,必须找出答案来。”

由于基因改造作物在大地上占据的面积不断倍增,已经有数量空前的科学研究人员散入田野,搜集资讯,填补我们的知识鸿沟。他们最近的发现,有些令人心安,有些则教人不得不提高警觉。

土壤中的毒药可以少些?

根据估计,美国农夫每一年要喷洒44万公吨的农药,主要是对付昆虫、杂草以及真菌。但是农药残留在农作物上或附近土壤中,然后渗入地下水,流入河川,最后进了野生生物的腹中。这一化学药剂的涓涓之流,早就令环保人士忧虑了。

农产公司自1990年代中开始宣传基改种子,向农友保证可降低有毒农药的用量。如今大部分基改作物都含有抗害虫或耐除草剂的基因(见本篇pdf 48页的数据),以大豆、玉米、棉花及油菜为主。植入抗虫基因的作物会自行制造杀虫剂,因此可望减少化学药剂的喷洒。耐除草剂的基改作物可耐受广效性除草剂,农人就可以摒弃针对特定杂草且毒性更强的化学药剂。农人总是希望尽量少用比较危险的农药,不过基改作物之所以吸引人,是因为劳作手续简化了(降低施用农药的频率及复杂程度),甚至可使产量增加。

但是所谓的“对环境有好处”却不易证实。事实上,还没有任何一篇经过同行专家审查的报告,讨论过那些好处,因为植物不同、地点不同,结果必定随之而变。不过还是有些资讯可供参考,根据美国农业部统计,耐除草剂的作物不见得会降低农药的喷洒量,不过农人将使用比较温和的混合药剂。例如,农人要是种植了耐除草剂的大豆,就会避免使用最毒的杀草剂,而改用毒性弱、分解快的苷磷除草剂。

作物植入抗虫基因,也产生了优劣参半的后果。目前,抗虫害的特性是取自土壤中杆菌苏力菌(Bacillus thuringiensis,下文简称Bt)的一个基因。这个基因会促使细胞制造一种晶体状蛋白质,对某些昆虫来说是毒药,尤其是啃食作物的毛毛虫和甲虫,却不会伤害其他生物。不同的苏力菌菌株,各有不同的毒基因,影响的昆虫也不同,所以种籽生产商可以针对特定的作物,选用最适合的抗虫基因。

在所有植入Bt基因的农作物中,农药喷洒量降低的幅度以棉花最为可观。根据美国环保署的资料,1999年大量种植Bt棉花的各州,杀虫剂的喷洒量比往常减少了21%。环保署病虫害防治部门的行政人员强森说,那个数字“非常戏剧性,让人印象深刻”。通常在一个生长季中,农人要在棉花田里喷洒7~14次杀虫剂,“如果你种的是Bt棉花,你或许只需施用少量刺鼻的化学药剂,甚至根本就用不著了!”他指出。然而Bt玉米和Bt马铃薯就少有农药减量的情况,一部分的原因是:这两种作物的农药用量本来就比较少,而且它们所遭受的虫害不一定严重。

要界定基改作物对环境的害处,似乎比评估优点更为困难。多亏了几份负面的报告,目前大众注目的焦点集中在Bt作物;管理当局也正积极评估基改作物的风险。美国环保署于2001年已针对Bt作物发布重要的新规定,要求种籽生产商进一步证明这些作物的安全性,并能在农场中监控。

由于消费者的疑虑如排山倒海般而来,科学家正加速研究Bt和其他基改作物对环境的影响。他们想要知道的有:Bt作物如何影响“非目标”生物,例如无害的甲虫、鸟儿、蠕虫以及其他恰巧路过的生物?基因改造作物是否会授粉给周遭的植物,使抗虫基因流入野地,创造出不受控制的超级野草?以基因工程技术植入的抗虫与耐除草剂能力万一失效,使基改作物突然变得异常脆弱,这种机率又有多大?

野外生物要付出什么代价?

1998年瑞士的一份研究报告激起了广泛的疑虑,大家担心Bt作物可能会在无意中伤害运气不好的生物。研究是在实验室中进行的,科学家以玉米螟幼虫喂食蚜狮幼虫,发现吃Bt玉米长大的玉米螟会使蚜狮死亡,而普通玉米则否。一年之后,美国康乃尔大学的昆虫学者洛西等人提出报告,他们以沾有Bt玉米花粉粒的马利筋叶喂食大桦斑蝶幼虫,结果那些幼虫都死了。疑惧之火再度燃起。

“这是压垮骆驼的那根稻草。”康乃尔另一位昆虫学者皮门特尔说。一时之间,所有的目光都集中在那些大口嚼食基改作物叶片、小口品尝基改花粉的生物,或在基改作物下的土壤中蠕动的生物──它们是维持植物族群恒定的重要角色。2000年8月,另一个关于大桦斑蝶的研究,也发出了警讯。

然而,实验室可不比农田,许多科学家怀疑这些先期实验有何用处。他们指出,昆虫在实验室里摄取的Bt毒素,远超过它们在外面的真实世界所摄取的量。因此研究人员亲下田野,到栽种基因改造作物的玉米田里测量花粉中的毒素,估计有多少毒素会飘落到马利筋之类的植物上,最后还需确定蛾、蝶幼虫的毒素接触量。大部分调查已经在2000年的生长季里完成,随后会向环保署提出报告。

不过当局透露,针对两种最常见Bt玉米(由诺瓦蒂斯与孟山都两家公司出品)的初步调查结果显示,大桦斑蝶幼虫的确会在马利筋叶片上接触到Bt玉米花粉粒,但花粉数量很少,所以不至于有毒性。然而,有毒的是什么?环保署估计,即使马利筋叶片上每平方公分有高达150颗的玉米花粉,昆虫食用后也没有明显的危害。最近在美国马里兰州、内布拉斯加州和加拿大安大略省的玉米田所作的研究发现,不管在田里或附近,马利筋叶片上的玉米花粉粒更少,每平方公分只有6~78颗。环保署Bt作物环境评估小组的负责人卫图吉斯总结道:“现有证据意味著,田野里的Bt玉米花粉不会威胁大桦斑蝶幼虫的生存。”

但是事情还未尘埃落定。“证据根本就不够,”环保科学家协会的瑞斯乐指出,“基改作物对非目标生物的影响这个问题根本就是个黑洞,环保署目前握有的数据太少,根本无法判断大桦斑蝶的问题是否严重,更遑论长期的评估。”

2000年秋天,在环保署的一个基因改造作物会议中,卫图吉斯承认他们缺乏Bt作物和昆虫族群的长期研究资料。他评论道:“这需要更多的时间,因为Bt作物问世至今才不过几年呢!”他补充说,环保署会继续搜集数据,但是目前还没有证据显示这类农作物会对野外的昆虫造成“意想不到的恶果”。

我们会创造超级杂草吗?

担心基因从基改植物流入其他植物,是围绕著基改作物的另一类忧虑。不知情的昆虫,或者来得不是时候的一阵风,都可能将基改作物的花粉带到它们的野草亲戚身上,使之受精。一旦如此,获得新基因的植物可能挣脱原有的生态阶层,变成“超级野草”,不惧原本的天敌或农药。科学家已经不再怀疑这样的基因流通是否可能发生。康乃尔大学的生态学者包尔说:“很多案例显示,基因流通终将发生。现在的问题则是:基因流通的后果是什么?”

到目前为止,还没有科学研究发现基改作物导致超级野草的出现。2001年2月《自然》杂志上有篇报告指出,在一个长达十年的研究里,英格兰栽种的基改马铃薯、甜菜、玉米或油菜,都没发现像野草那样能使近亲种受精的情形。然而令人忧心的耳语已经出现,尤其是加拿大农人,他们说基改油菜已经溜出农田,如野草般侵入小麦田。这种油菜也可以抵抗农药。

包尔研究的是抗病毒基改作物的基因流通,他的发现让人心生警惕。现在抗病毒基改作物只占基改作物版图的一小块,但将来可能会更普遍,特别是在开发中国家。包尔正在调查小麦、大麦和燕麦等谷类作物的基因流通,它们都植入了抵抗“大麦黄矮病毒”的基因,此种病毒会侵犯约100种草类植物。这些基因改造谷物预估可在十年内上市。

包尔在实验室所作的研究显示,野生燕麦(燕麦的野草亲戚)可以“攫取”抗大麦黄矮病毒的基因。她说,这种情形如果发生在野外,获得抗病毒基因的野生燕麦便可能以燎原之势席卷美国西部,将其他原生草类逼得走投无路。包尔警告说,每一种基改作物都有其独特的环境性格,独特的风险。

在美国,至少还有生物地理的屏障,Bt作物不太可能将植入的基因传播给野草,因为美国的基改作物多半种在没有近亲的地区。大多数植物要相互授粉,彼此之间必须有些共通之处,例如相同的染色体数目、相同的生命周期或适合的栖地。美国的“没有近亲”法则的唯一例外,是夏威夷和弗罗里达州南部的野生棉花,它们和基改棉花相似得离奇,所以可以接受基改棉花的花粉。为了区隔野生物种与生技物种,美国环保署已要求生产商不得在弗州60号州际公路以南或夏威夷出售基改棉花。

而在北美以外的地区想避免超级野草的产生,恐怕就难了,因为在这些地区,农作物的野草亲戚颇为常见。举例来说,野生棉花已经蔓延过弗罗里达群岛,横越墨西哥湾进入墨西哥;在南美洲的玉米田周围,长著它们的野生亲戚,蜀黍。这两种植物都很容易接受它们基改亲戚的花粉。事实上科学家认为,在许多国家,基改作物最后都可能栽种在它们的原始物种附近,它们共享的,可不只是头顶上的阳光,还有祖传的基因呢。“几乎每种农作物,在地球的某个角落都有野草亲戚。”植物生理学者杜克说,“你要怎么防止基改作物出现在不该出现的地方?”他在美国农业部领导一个研究团队,驻在密西西比大学牛津校区。

设立收容所

最后,不管基改作物种在什么地方,永远有个风险尾随,那就是演化。定期喷洒的农药,只要时间一久,害虫和杂草都会产生抗药性。在生技时代,这势必一样会发生:最后,昆虫可以不为所动,津津有味嚼著基改抗虫植物;耐除草剂作物周围的杂草,也会对农人选用的除草剂视若无物。“农业,是农作物保护之道与病虫害两者间的演化军备竞赛。”爱荷华州立大学的植物学者温德尔评论道,“而基改作物只是我们想要战胜虫害的另一种尝试!即使只是短暂的。”

为使除草剂能有效对付杂草,孟山都等公司要求农人以负责任的态度使用农药,只在必要时才喷洒。为了延缓昆虫对Bt毒素产生抗药性,环保署规定,种植Bt作物的人必须挪出部分农地种植传统作物。举例来说,这些“收容所”可以种在Bt作物栽植区外的某个角落,也可以种成一排,把Bt作物一分为二。在收容所里,已经具备一点抗Bt毒性的昆虫与没有抵抗力的个体交配繁殖,就会稀释抗毒能力。根据孟山都的说法,Bt作物的商业栽植已经五年了,还没有发现能抗Bt毒性的昆虫。这家公司声称,种植Bt玉米和棉花的农人,约有90%遵守规定设立收容所。

但是,有些环保人士怀疑情况是否真的这么乐观,他们认为,那些非Bt作物收容所不是种植面积太小,就是设计太差,要期望昆虫长期不产生抵抗力,实在很难。纽约市非营利组织“捍卫环境”的资深科学家戈德伯格说:“2000年秋天的环保署会议中,科学家似乎都同意应设置更大更好的收容所,但是棉花农绝对不会同意。”更广泛的说,戈德伯格质疑基改作物究竟能为环境带来什么好处?她说:“不管要经过多少年,我们终会失去Bt这个对抗虫害的利器,然后必须寻找另一种化学武器。不少人把这一代生技作物当成某种新玩意儿,而非农业上的实质进展。”她支持比较持久的方案,包括仔细规划作物轮耕与有机农耕法,而非一味喷洒农药或改造作物基因。

抗病毒的基改作物还未成为大众关切的焦点,但它们跟其他基改作物一样会带来类似的风险。有些科学家担心,病毒会从抗病毒基改作物那里得到抗药性,演化成难以对付的品种,危害更多植物。有些批评者也质疑新兴基改作物对生态的冲击,特别是具有抗旱、耐盐、高营养成分等特性的作物。例如说,“环保科学家协会”的梅隆指出,耐盐稻米一旦落到湿地上,可能会像野草般蔓延,破坏脆弱的湿地生态系。

“如果说每一种基改作物都会变成问题,其实是不公平的。”瑞斯乐说,“但我们现在仍须花心思研究那些风险,免得以后得收拾残局。”

不过有些农人仍旧充满信心,他们认为基改技术为农业带来新生,造福多过闯祸。住在密苏里州格兰帕斯的乌特劳特,30年来在密苏里河畔经营了1400公顷的农地。2000年起,他首度在所有田地只种植耐除草剂的玉米和大豆,而且用免耕法耕作以保护土壤。结果,他声称喷洒农药的次数少了一半,产量却比往常多。他说:“如果态度最强硬的环保人士能看到我的耕作方式,我想他们就会了解基改作物的好处。我可是这个技术的狂热拥护者!”现在他必须等待,看看科学是否能证实他的信念。

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