转基因作物的生态风险与生态农业对策

转基因作物的生态风险与生态农业对策

蒋高明

一、什么是转基因作物？

在介绍转基因作物之前，先来看看什么是物种。美国著名科学家、哈佛大学教授爱德华·欧·威尔逊指出：“每一个物种就是一个封闭的基因库——一个不能与其它物种交换基因的生物集合体。如此程度的种间隔离，使每一个物种在长期进化过程中形成各自的遗传特征，并占据独特的地理分布范围。在一个物种内，特定的个体及其子子孙孙与其它生物个体之间的差异不会太远，因为它们必须进行有性繁殖，与其他家族进行基因交换。经过若干时代，属于同一物种的所有家系以其鲜明的特征联系在一起，这一脉相承的全部生物个体及其未来时代，会共同向着同一基本方向进化”。

从上面的陈述不难理解，经过约40亿年的漫长自然演化，物种的基因搭配是最合理的，少一个会进化出来，多一个会淘汰出去。人类举全球之力，利用最高的技术，并不能制造一个结构非常简单的物种，但人类却能够利用转基因技术毁灭一个物种，因为转基因打乱了物种进化轨迹。

转基因技术是当今生命科学前沿领域之一。它将人工分离和修饰过的某些生物的一种或几种外源性基因，转移到其它生物细胞中去，改变其遗传物质(DNA)，并希望表达特有性状。具体地，转基因就是把A生物比如昆虫、动物、细菌的一部分基因，转移到B生物比如蔬菜、水果、粮食中去，改变B生物的自然特性，以达到人的某种要求(更多的是商业需求)。如将北极鱼体内有防冻作用的基因抽出来植入西红柿里，制造出耐寒西红柿；把细菌中的有毒基因植入水稻中，水稻就能产生抗虫毒素，杀死水稻害虫。

人类正在进行的转基因作物商业化开发，对生物尤其长期栽培与驯化的物种来说是个灾难。这是因为，转基因商业公司及其科学家通过转基因技术，是对物种某个特征进行强化，最终通过专利技术实现对自然分布的物种强行占有。转基因将一个好端端的物种，变成一个只有少数利益集团能够操纵的特殊怪物。转基因作物的特点是不能留种，即不再是传统的物种，随着时间的延长，那些被转基因的物种因农民不再留种而逐步消失。

为了打消消费者对转基因作物的顾虑，转基因鼓吹者故意混淆转基因与杂交的概念。实际上，转基因与杂交是完全不同的技术。以水稻为例，杂交水稻只能在同种和近亲种间的水稻之间进行，而转基因技术可以将基因跨界转移。生物分类级别为界、门、刚、目、科、属、种，界最高，种最低，如水稻和苏云杆菌分别为微生物界和植物界，人类则为动物界。杂交稻是在栽培稻之间或栽培稻与野生稻之间培育的杂交品种；而转基因技术则不然，科学家可将某个基因从任何一种生物中转移到另一生物中去, 使受体生物出现一些特殊性状，如抗虫、抗除草剂、抗旱等，最常见的将苏云杆菌的上的产毒素基因转移到棉花、水稻、小麦、大豆等作物上去，是建立在基因的某种功能是静止的这一逻辑基础之上的。

从上面的介绍看，转基因生物是实验室中改造过的生命。但是，不论怎么转，人类都不能让杆菌和棉花、小麦、水稻、大豆等来交配生育后代。杂交在自然界本身就存在，在近缘种之间可能自然发生，属小概率事件；而跨界转基因，在自然界根本就不存在，是零概率事件。两者都可以通过人工措施实现，但它们有本质的区别，即前者并没有打破大自然的遗传规律，而后者则严重违背了生物进化规律。

二、转基因对生物多样性的影响

尽管转基因技术能够在某种程度上实现了人类的一些愿望，但该技术长期发展，则对生物多样性了不利影响。试分析如下：

第一，转基因生物对非目标生物尤其有益生物产生危害。释放到环境中的抗虫和抗病类转基因植物，除对害虫和病菌致毒外，对环境中的许多有益生物也将产生直接或间接的影响，甚至会导致一些有益生物死亡。一些转基因作物，如抗草甘膦大豆，为了保证产量使用更多的除草剂，这一技术仅保护转基因大豆，但对转基因大豆外的其它物种一概灭杀。同样的道理，如果某种作物转了抗杀虫剂的基因，那么将会使用更多的农药，虽然保护了抗杀虫剂转基因作物，但喷洒大量农药，短期内控制了虫害，但同时杀死了天敌物种，造成生态系统物种失衡。

第二，转基因作物作为“新物种”侵占新环境，表现不折不扣的入侵性。自然界里从来没有过转基因生物，这是按照人的意志合成的“怪物”。它们因其体内有特殊基因，具更强的竞争性和入侵性。植入抗虫基因的作物，比一般的作物更能抵抗病虫害袭击。长此下去，转基因作物将取代原来的作物，造成品种(系)丧失。除此之外，转基因公司为了强化转基因作物的“入侵”能力，还发明了专用除草剂、化肥，将别的作物视为杂草“除之而后快”，更加剧了转基因作物入侵危害。这就是为什么阿根廷农业，一旦发现了转基因大豆的危害后，想恢复原来的传统种植体系“已基本不可能”的根本原因。

第三，降低生物多样性和食物多样性。保持食物多样性是减少疫病侵袭的重要措施。1864年，爱尔兰土豆枯死病，造成了100多万人死亡，几百万人流离失所，原因就是当地人只种植两个土豆品种，而这两个品种又特别脆弱，发生意外后无法挽救。与此相反，1970年在斯里兰卡、巴西和中美洲地区，咖啡作物爆发了咖啡锈，而在咖啡故乡埃塞俄比亚却发现了一种具有抵抗性的品种，从而挽救了全球咖啡农业全军覆没的命运。遗憾的是，由于转基因作物的入侵性和污染性，大面积推广转基因作物将导致生物多样性尤其是食物多样性降低，从而加大食物安全隐患。

第四，转基因导致“超级杂草”和“超级害虫”。农业是从自然生态系统演变来的，长期以来，作物与杂草就形成了既相互竞争、又相互依存的关系。传统农耕方式控制杂草是“斩草”而不“除根”的，因为杂草也能发挥控制水土流失、保持土壤水分的生态作用。但抗除草剂作物是要消灭杂草，这样杂草就与人类发明的这一技术产生强烈的抗争。生存是一切物种最初本能，消灭一个物种不付出残酷的代价是做不到的。事实上，杂草并不会按照人类的意志自愿消失，而是采取更强有力的对策进化。令转基因科学家想不到的是，杂草将人类转入作物中的抗草甘膦基因“俘获”过来，武装了自己，成为人类难以去除的“超级杂草”。在美国田纳西州西部，“超级杂草”长芒苋，生长最快的时候每天能长七八厘米，高度可达两米多甚至更高，把农作物全都盖在底下。它非常结实，收获时还会损坏收割工具。为了在长芒苋长大之前杀死它们，农民们被迫翻耕土地，往土壤里施加更多的除草剂。

从虫害控制来看，转基因生物增加了目标害虫的抵抗性，刺激害虫进化，这就加大了害虫控制的难度。如转基因抗虫棉在第一、第二代时，对棉铃虫有很好的抵抗作用，但在第三代、第四代后，棉铃虫就对转基因棉产生了抗性。具有转基因抗性的害虫变成具有抵抗性的“超级害虫”，就需要喷洒更多的农药，对农田和自然生态环境造成更大的危害。

第五，转基因造成“不明生物”病原体形成。因为转基因是在很短的时期内打乱了物种进化规律，在人类对自然规律还没有彻底了解的前提下，以人类意志为出发点进行的跨动物、植物、微生物界进行的转基因，可能造成未知病原体形成。2011年1月，美国高级土壤学科学家、美国普渡大学名誉教授、退休上校顿·胡伯博士，写信给美国农业部长发出警告，在孟山都抗草甘膦转基因大豆与转基因玉米中，新发现了一种不知名的病原体，该病原体具有造成动物不育与自然流产的潜在可能，对人类健康也可能造成影响。胡伯博士提到的不明病原体非常小，在电子显微镜下放大3.8万倍才能够看到，在抗草甘膦转基因大豆、玉米及其饲料与流产家畜尸体中均发现了这种“不明生物”。

由于种植转基因作物导致生物多样性下降，土壤中没有了“杂草”根系，涵水功能严重降低，造成耕地质量的严重下降。因此，转基因技术是在除草剂、大农药、大化肥基础上，按照人的主管愿望采取的农业“懒人”技术，是将简单问题复杂化的具体体现，这对于农业生态系统的影响将是“雪上加霜”。

三、转基因对生态系统的影响

第一，转基因作物破坏自然生态系统。生态系统是一个有机整体，任何环节遭到破坏都会危及到整个系统。例如，一些盐碱地、沼泽地、热带雨林以及某寄生虫分布的区域，以前原本不适合农业种植，但由于转基因作物出现，科学家向作物中转入了耐盐碱、耐高温、耐高湿、抗病虫害的基因，在这些地区种植转基因作物，就使原本生活在这里的生物栖息地丧失，从而造成物种减少、退化乃至灭绝，使原有的生态系统结构与功能遭受破坏。

第二，转基因打乱了生态平衡，造成物种之间关系紊乱。中美科学家对中国481户棉农，经10年跟踪研究发现：农户种植转基因棉第3年经济效益最大，杀虫剂平均用量比种植普通棉花者低70%，收入高36%；但情况从第4年开始发生逆转。转基因棉尽管抑制了棉铃虫，但它无法杀死盲蝽象等害虫，导致盲蝽象、烟粉虱、红蜘蛛、蚜虫等侵害棉田，小虫成大灾。当年的转基因棉花种植户杀虫剂用量不降反升，投入成本比普通棉花种植户高3倍，收入却低8%；到第7年，转基因棉花种植户所使用的杀虫剂，已明显高于普通棉花种植户，加上转基因棉花种子成本较高，棉农收入大幅度下降。早先科学家曾认为转Bt基因棉花，可能面对的最大挑战是棉铃虫产生抗药性，但他们的研究结果却表明，转基因棉花无法对付的“次要害虫”造成了更大的危害。这就是转基因科学家为了前3年的商业利益，牺牲生态环境、农民健康和经济收益的“反面教员”。

第三，转基因造成基因污染。由于转基因是在很短的时间内强行让不同物种之间的基因产生“结合”，基因转进去容易，逃逸出来也容易。1998 年，美国环保局批准星联转基因玉米商业化生产，用作动物性饲料，不能用于食用，因为它对人体有过敏反应，可能产生皮疹、腹泻。 2000 年，市场上 30 多种玉米食品中发现了星联转基因过敏成分，美国政府下令把所有的星联转基因玉米收回。除了同种植物之间发生基因污染外，不同植物之间也会出现，如美国药用转基因玉米污染大豆事件就是一例。一家公司开发了给病人吃的药物玉米，结果在种了这种药物玉米的土地上种大豆，在收获大豆的时候，把转基因药物玉米也收在了一起，整个大豆就都被污染了。于是美国政府下令把仓库里面混装有药用玉米的所有的大豆都销毁，总计有约 100 万蒲式耳。

转基因植物通过花粉进行基因转移，也可导致非转基因植物受到污染。东南亚是大米基因多样性的故乡和中心，加利弗尼亚大学专家指出，世界上最重要的13种粮食作物中有12种与其野生的近缘物种进行了杂交。在加拿大，被用作实验的油菜，开始只具抗草甘磷、谷氨酸磷或咪唑啉酮其中一种功能，后来发现了同时具备这三种功能的油菜，这说明这三种油菜之间产生了“基因交流”。既然人类轻而易举地将基因转入了目标作物，那么，这些基因会不会轻而易举地逃逸出来吗？答案是肯定的。

第四，对水环境造成污染。2010年9月，美国科学家研究发现，美国中西部玉米带周边很多河流都受到转基因玉米毒蛋白的污染。美国有超过85%的玉米通过转基因技术驱虫或耐受除草剂，转基因玉米可以驱赶玉米螟，还能产生一种具有杀虫功能的Cry（12A)b毒蛋白。在玉米地周边500米以内的河流中，科研人员在植物残屑中检测到这种毒蛋白；在抽样调查的217条河流中，86%的河流中有玉米叶、壳、秸秆或谷物穗轴；13%的河流含有可检测出的Cry（12A)b蛋白质。这项研究发表在权威杂志《美国科学院院刊》上。

第五，中国一些地方出现的动物异常现象可能与疑似转基因作物种植有关。据新华社记者报道，在中国山西、河南、山西、吉林等地，种植疑似转基因作物先玉335玉米几年后，大老鼠消失, 喂养这类玉米的母猪爱生死胎、狗肚子里都是水，此外，羊也出现异常情况。在河南全国闻名的生猪集散地，很多村子养猪业变得萧条起来。而这些出现异常的动物，几乎都吃过同一种玉米——先玉335。先玉335是美国先锋公司选育的杂交玉米，其母本为PH6WC，父本为PH4CV，含有转基因成分。

在生态平衡下，如鸟类数量足够多，又有大量益虫捕食害虫，非转基因植物和转基因植物不可能在产量上有太大的区别，转基因植物本身未必适应生态失衡的环境，甚至可能更加差，他们只能抵御一种害虫，而其它不受分泌毒素影响的虫类可以因为竞争减少而肆无忌惮繁殖。人类打乱生态平衡，然而试图通过高科技维持产量，完全是“搬起石头砸自己的脚”，而造成的生态灾难却让那些弱势的群体来承受，这显然是非常不合理的。