转基因,我们吃了几千年

来源:大科技·百科新说 ·2018年06月11日 17:26

吴治华

最近,转基因这个话题再度被炒得火热,该技术的支持和反对派在网络论坛等各个阵地轮番上演激烈的唇枪舌战,而争论的焦点无外乎落在转基因技术的安全性上。

其实对转基因不值得大惊小怪。因为所谓转基因技术,说白了就是人为地将部分基因导入到另一种生物体的基因组中,从而形成一种新的生物体的过程,从这个意义上来说,我们人类吃转基因食物已经很久了。几千年来,作为我们饮食来源的动植物的基因,一直发生着自然或是人为的改变,现在我们吃的动植物的基因已经和它们老祖先的基因有很大的差别了,就像我们和猿人相比,虽然有共同的祖先,但是不仅面貌上改变了许多,甚至有些基因也不一样了。

广义来说,人类几千年的文明史,就是不断吃“转基因食品”的历史。下面,就让我们来回顾一下这段光辉岁月。

优选培育:基因改变不为人知

古往今来,人类一直积极地认识、利用和改造大自然,将原本无法令自己满足的事物改造成为自己所需要的事物,从而趋利避害,改善生存环境。其中生物改造是人类对大自然改造的一个极重要的领域,它源于人类社会文明的不断发展。

对于远古人类而言,他们获取食物依靠采集植物果实和狩猎。在这个时期,人们找到什么就得吃什么,根本没法挑剔。随着采集和狩猎时代过渡到畜牧和农耕时代,人们的生产生活实践变得更为文明。这时人们开始将野生的动物和植物的自然繁殖过程变为人工控制下的过程,比如野猪、野鸡等动物被人们捉住并进行圈养,野生水稻、小麦等作物也被人们收集到农田中栽种和培育。

在生产中,人们从作物种植和畜禽养殖中渐渐挑选出更优良的动植物品种进行繁育,淘汰令人不满意的品种。于是经过不断精挑细选,人们获得了大量优良的畜禽以及农作物品种。事实上,经优选培育获得的动植物品种,其基因已经和原来的品种不完全一样了。只不过受当时科学发展水平的限制,人们对生物的认识远未达到基因的层级,因而不知道罢了。

由此看来,人类从狩猎、采摘过渡到有了种植、养殖业的时候,就已经不知不觉吃上了自己制造的“转基因食品”。

嫁接:悄然发生的基因渗透

长年累月的生产实践中,人们渐渐摸索出一些生物改造技术并广泛应用于农业生产中,使生活品质得到大幅度的改善,而其中嫁接就是深受人们喜爱的一种生物改造技术。

古人发现,相邻树木枝条相互摩擦损伤,彼此贴近继而连结起来共同生长。受此现象的启发,人们创造出嫁接技术,将从一种植物上截取的枝或者芽作为接穗,接到另一种植物的茎或者根上,后者就是所谓的砧木,接穗依靠砧木提供的营养生长。当然,被嫁接起来的两种植物在亲缘上越接近,嫁接成功率越高。

嫁接属于营养繁殖,用粗生的植物作为从土地吸收营养的砧木,让娇生惯养的接穗获得良好的后勤供给。嫁接用的砧木通常拥有抗病虫害、抗寒、抗旱等诸多优良特性,使生长于砧木上的接穗的抗病虫害能力、抗寒性、抗旱性等有所提高。比如,牡丹嫁接在芍药上、菊花嫁接在白蒿或青蒿上,均可提高其适应能力。在农业生产中,人们发现嫁接是繁育水果、花卉、苗木等作物的必需手段。水果不经嫁接,果实瘦小苦涩,无法下咽;花卉不经嫁接,也不会拥有绚丽夺目的色彩和芬芳迷人的香味;苗木不经嫁接,就难以长得快、长得壮。

那么嫁接是否涉及到基因的变化呢?传统研究认为,嫁接只是使接穗和砧木长成一个完整的植株,砧木为接穗提供充足养分,但砧木细胞中的遗传物质不会跑进接穗的细胞中,因而接穗的基因不受砧木的影响。而更新的研究表明,被嫁接在一起的接穗和砧木细胞内的遗传物质不会老实地“呆着不动”。比如将苹果幼苗嫁接在野梨树上而结出的“梨苹果”,兼具了梨和苹果二者的特征。科学研究发现,这可能是因为作为砧木的野梨树的基因串入接穗的苹果基因中,导致苹果长得像梨。其他的水果嫁接中,接穗上的果实往往兼具了砧木果实的风味,也能表明接穗的基因受到了砧木基因的侵扰。所以在进行嫁接这项生物改造技术时,基因的改变已在悄然发生。

这么说来,嫁接是人类有目的地将两种植物合起来产生产品的新技术,人们所吃的这些水果,不也是“转基因食品”吗?

杂交:正式的基因改造

随着农业生产技术进一步发展,人们发现对同种或相近种类的作物或畜禽进行杂交,可以得到综合品质超越“父母”的优良作物或畜禽。对植物而言,这种杂交就是选择性地传粉,从而得到兼具“父母”优点的果实;对动物而言,同科不同种的动物如果能够交配,生育的后代会继承父母双方的优秀基因,寿命延长。杂交这项最具代表性的生物改造技术对于人类社会的发展产生了深远影响,具有划时代意义。

深受大家喜欢的橙子就是杂交得到的品种,自然界原本没有这种水果。橙子的“父母”是柚子和宽皮柑橘。我们知道,柚子的皮很难剥离,而宽皮柑橘的果皮轻松易剥,这两者杂交得到的橙子既有像柚子那样比较难剥的皮,又具备像宽皮柑橘那样的甜酸味而没有柚子的苦味。而同属柑橘类的柠檬、葡萄柚等广受欢迎的水果,均为杂交的产物。我们食用的牛肉来源——肉用牛,也是因杂交技术诞生的品种,普通牛与野牛交配得到肉用牛,它兼具了普通牛的肉质细嫩、切面纹路漂亮和野牛个体高大、生长速度快、产肉率高的优点。而今我们的食物和生活用品中不少都是经杂交获得的:杂交水稻、杂交棉花、杂交橡胶树……数不胜数,我们的生活水准也因此大大提高。

以现在的发展来看,杂交属于基因层面的生物改造,是将同类或相近亚种的部分优秀基因“借鉴”过来,产生新的品种,因此也有一套新的基因,我们吃了这么多年“人工制造”的新基因产品,并且家禽家畜也在吃,并没有人觉得有问题,也没发现什么潜在的危险。

特别要提到的是,马和驴“涉外婚姻”生下的耐力和力量出众的骡子,其最后的结局,居然也成了人类的口腹之物,这可是看得见的“转基因”食物啊!

转基因:精雕细琢的基因改造

由于在实际操作中,杂交技术存在很大局限性,杂交过程中往往好的坏的基因都一并合了过来,并且得要下一代“诞生”时才能看出“合并”成效。于是人们需要许多次试验,往往得耗费十来年甚至好几十年不断地选优和淘汰,才能成功培育出我们希望获得的生物体。例如不断刷新亩产记录的杂交水稻,就是凝结了科学家几十年心血的科研成果。这种选育时间过长的缺点,让人们决定进一步发挥主观能动性,寻找更优秀的生物改造技术。

在科学发达的今天,我们对生物的认识已经达到基因层级,那么我们自然会从基因上对生物进行利用和改造。近30年来,科学家在人类及部分动植物的基因组研究上取得重大突破,从而我们也就获得了更高效更有力的生物改造技术——转基因技术。

相比优选培育、嫁接和杂交技术等“老前辈”,转基因技术属于在生物体上进行的更精准的“微创手术”:直接在要改造的生物体的基因上“动刀子”, 将特定基因片段转入生物基因中,并最终使生物体表现出我们期待的特定遗传性状。

相比优选培育和杂交,转基因技术发挥的自由度更大,它打破了传统技术只能在植物和植物间、动物和动物间以及必须是同种或相近物种间“动手术”的界限,实现了所有物种间优秀属性的相互“借鉴”,并且不必等待下一代“诞生”,直接在“手术对象”上就能体现成效。转基因技术目标明确,一般来说不会带来人们不期待的效果。

转基因抗虫玉米的巨大成功就是一个很好的例证。我们知道,玉米螟是玉米、谷子、高粱等粮食作物的重要害虫,严重影响玉米的产量和质量,甚至会导致绝收。科学家利用转基因技术,将专一性的高效杀虫蛋白的基因切入普通玉米基因中,得到目前国际上推广应用的转基因抗虫玉米。当玉米螟的幼虫取食这种转基因玉米后,杀虫蛋白会导致幼虫胃肠穿孔而死。而这种杀虫蛋白对其他昆虫和动物却是无效的,对玉米螟的天敌,如捕食性天敌七星瓢虫、草蛉、蜘蛛和其他有益昆虫如蜜蜂等都是安全的,因此其杀虫作用具有高度专一性,这一点得到了大量的科学实验数据证明,目前转基因抗虫玉米已经为全球玉米种植户带来了巨大利益。

当今世界人口不断膨胀,而自然资源越来越紧缺,与此同时环境污染又越来越严重,这些问题要求我们必须高效、环保地利用有限的土地和资源,生产出数量更多、质量更优的食物,来养活越来越多的人。如此紧迫的现实要求我们拿出最给力的解决方案。目前已经明确,经转基因技术改良过的作物具有解决粮食短缺、减少农药使用、节省生产成本、增加食物营养、增加食物种类和促进生产效率等优点。

由此可见,转基因技术的出现标志着人类对大自然的认识、利用和改造步入了全新阶段,而它在农业领域的广泛应用,又为彻底解决粮食危机,以及消灭广大欠发达地区普遍存在的营养不良等现象带来了希望。

理性看待和享受智慧成果

不难看出,正是伴随着人类对大自然逐渐深入的认识、利用和改造,我们的科学才逐步发展起来,层出不穷的新技术改善了人类的生存环境、提高了生活质量。千百年来,我们的农业一直受益于步步精进的生物改造技术,在当今,转基因技术更是继承发扬了优选培育、嫁接和杂交等“老前辈”们对生物基因实施改造的“革命传统”,只不过它更精细更准确,它会比“老前辈”们表现得更出色。

人们实在不必对转基因食品的安全性有什么怀疑。千百年来,被选作我们人类食物来源的畜禽和作物的基因一直在发生变化——有自然界中偶然发生的,也有经我们人类的优选培育、杂交等技术而发生的。所以尽管我们的肉眼看不见,我们食物来源的动植物与它们最初现世时相比,基因的差别也一直在增加。此外,我们吃食物,不过是需要食物中的一些简单的碳水化合物、脂肪、蛋白质等和一些微量营养素而已,而且食物中的基因都是比较简单的核酸类分子,在人的消化系统中,它们很快会被消化和降解,完整的动植物基因是人体无法吸收的。因此说吃了转基因食物,那些特定基因就会进入人体,成为人体基因的一部分,这完全是无稽之谈,毫无科学根据。我们人类吃了千百年基因改变的食物,比如改良的牛羊的肉,并没有人变成长角的怪兽或者其他怪物。

目前转基因技术已是大势所趋,是农业科学技术发展的必然趋势。最近,俄罗斯、英国等原先对转基因持保守态度的国家开始大力发展转基因技术,而我国在这方面的研究也不能落后。随着科学实践的不断积累,社会公众对转基因技术的认识会逐步走向科学和理性,转基因产品必将为更多的消费者所接受、所热爱。

转基因,会让我们的生活更加美好!

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