第7條忠告:從正麵看,轉基因技術是一位美麗的天使,它能帶來一場農牧漁業革命,能給我們帶來數量更多質量更高的農畜產品,它還能應用於醫療,應用於人們目前還無法想象到的很多領域。但隨著轉基因技術進入實用化、商品化階段,它的負麵影響也開始顯現出來。轉基因農作物安全嗎?經轉基因技術“任意修改”過的新型遺傳基因的生物會不會危害人類?它們對生態環境會造成遺傳基因汙染嗎?這都需要我們未雨綢繆,盡快製定國際法,從根本上保障生物安全,避免對人類健康造成嚴重影響。
遺傳學的誕生
奧地利原天主教神父、遺傳學家孟德爾曾將豌豆的不同變種雜交,並揭示出規律性。1865年,他發現遺傳基因原理,總結出分離規律和自由組合規律,為遺傳學提供了數學基礎,創立了孟德爾學派,由此成為“遺傳學之父”。
孟德爾的《植物雜交實驗》學術著作被許多國家的133個機構所收藏,但卻沒有引起應有的反響。虔誠的孟德爾信誓旦旦地說:“我的時代已經來到。”它確實到了,但卻是在他逝世16年後。
遺傳學的誕生準確地說是在1900年。孟德爾的著作被束之高閣30多年後,三位歐洲學者重新發現了孟德爾的理論。在此之前,世界顯然還沒有成熟到接受孟德爾的觀點。就連達爾文也不承認孟德爾的研究成果對他的進化論的意義。法國哲學家米歇爾富科曾說:“孟德爾是一個十足的怪物。”
當孟德爾的《植物雜交試驗》再次出版時,時代已開始成熟地接受了他的思想。緊接著在基因科學領域發生了爆炸性事件:荷蘭人胡戈德弗裏斯在他的實驗中發現遺傳特征的重大變化,他稱之為“突變”。
基因研究經曆了一個令人陶醉的繁榮時代。1910年,美國人托馬斯亨特摩根出版了他的第一部關於果蠅實驗的首批成果。他不僅證明了孟德爾定律的正確性,而且還證實了長期存在的一種猜測,即借助於顯微鏡能看到的在細胞核裏呈小棍形狀結構的染色體就是基因的所在地。
DNA的發現
達爾文的進化論遭到許多人的強烈反對,但梵蒂岡在100多年後終於承認進化論是物種起源的模式。
物理學家馬克斯德爾布呂克曾做過核裂變的發明者奧托"哈恩的助手。30年代初期,他在探訪柏林威廉皇帝研究所遺傳學部時遇到兩位研究射線量與果蠅突變頻繁程度之間的關聯的同事。他們三人在一起長期討論還一直相當抽象的孟德爾要素的本質。1935年,他們共同發表了他們的研究成果,書名叫《綠冊子》,因為它的封麵是綠色的。其中內容包括在當時還從未聽說的一些想法,例如突變可能是一個分子的變化,基因也不再是什麼神秘的東西了,而是一種物質的固定的單元,即遺傳物質。1944年,加拿大細菌學家奧斯瓦德艾弗裏將其確認為脫氧核糖核酸。隻由4個不同部分組成的DNA將怎樣承擔生命和遺傳的複雜任務呢?1905年出生的德國生物化學家埃爾溫沙加夫從納粹德國移居到了美國,後來此人成為基因科學最猛烈的批評者之一。1950年,他為問題的解決做出了關鍵性的貢獻:他發現4個組成部分的每兩個部分始終是等量的,每一個A就有一個T,每一個C就有一個G。DNA的“基礎”顯然是以雙數存在的。
奧地利物理學家埃爾溫施羅丁格爾以《關於波動力學的論文集》獲得1933年諾貝爾物理學獎。他就屬於早期半路出家殺人生物學界的其他學科專家。1944年,施羅丁格爾的一本小冊子《什麼是生命?》引起了很大的轟動。他在書中從純理論方麵提出一種遺傳密碼。英國科學家弗朗西斯克裏克和莫裏斯威爾金斯(兩人都生於1916年)認真閱讀了施羅丁格爾的《什麼是生命?》,後來獲得20世紀最重大的發明。
年輕的女物理化學家富蘭克林在倫敦國王學院的威爾金斯實驗室借助於倫琴射線進行八結構分析。弗朗西斯克裏克在劍橋同很有天才的美國生物學家詹姆斯沃森開展合作。在他們第一次會麵後不久,兩人就決心單獨研究DNA的結構——這真是一個大膽的計劃。但是,他們的計劃也有明顯的缺點,沒有從化學方麵對該分子進行更多的研究。
利用已掌握的沙加夫的理論和富蘭克林的研究成果,克裏克和沃森開始著手這方麵的工作:他們以極大的熱情攢出一個高約兩米的雙螺旋模型,以此從化學方麵來解釋孟德爾的理論。生物學研究再一次經曆認識上的飛躍。
但是,在1953的發現了DNA結構不久,人們也已經清楚地認識到基因的采集和翻譯的過程不能無控製地進行。1961年,法國人弗朗索瓦雅各布和雅克莫指出DNA的分子“開關”支配著基因在一個複雜的結構中保持活躍或不活躍的狀態。這是一個跟發現雙螺旋一樣有意義的突破。
這一突破在20世紀最後1/4時間內再次引發一場科學革命:基因技術。自70年代初以來,生物學家已經能從所有生物那裏提取DNA切片。生物學最終從一門想要理解生命的分析科學突變成一門能改變生命並創造新的生物的合成科學。
轉基因作物——一次新的農業革命
盡管就總體而言,轉基因作物目前尚處於試驗階段,但生物技術應用於農業領域,應該說這是農業發展的趨勢,也是農業發展史上的一次新的革命。轉基因技術不僅可以大大降低農業生產成本,而且可提高單位麵積產量。專家們認為,不出多少年,轉基因技術將改變世界農業版圖。據1999年4月12日一期美國《商業周刊》報道,科學家們在利用基因工程技術改良農作物方麵已取得重大進展,一場新的綠色革命近在眼前。
20世紀五六十年代,由於雜交品種推廣、化肥使用量增加以及灌溉麵積的擴大,農作物產量成倍提高。這就是大家所說的“綠色革命”。但一些研究人員認為,這些方法目前已很難再使農作物產量有進一步的大幅度提高。
基因技術的突破使科學家們得以用傳統育種專家難以想象的方式改良農作物。例如,基因技術可以使農作物自己釋放出殺蟲劑,可以使農作物種植在旱地或鹽堿地上,或者生產出營養更豐富的食品。科學家們還在開發可以製造能夠防病的疫苗和食品的農作物。
基因技術也使開發農作物新品種的時間大為縮短。利用傳統的育種方法,需要七八年時間才能培育出一個新的植物品種。基因工程技術使研究人員可以將任何一種基因注人到一種植物中,從而培育出一種全新的農作物品種,時間則縮短一半。
20世紀90年代初期,第一批基因工程農作物品種開始上市,至1999年,美國的玉米、大豆和棉花種植量中的近一半使用了利用基因工程培育的種子。據估計,1999~2004年,美國基因工程農產品和食品的市場規模將從40億美元擴大到200億美元,到2019年將達到750億美元。有的專家預計,“到下世紀初,很可能美國的每一種食品中都含有一點基因工程的成分。”
這場新的綠色革命的一個顯著特點就是生物技術、農業、食品和醫藥行業將融合到一起。利用基因工程改良農作物已勢在必行。這首先是由於全球人口的壓力不斷增加。專家們估計,今後40年內,全球的人口將增至目前的1.5倍,為此,糧食產量需增加75%。另外,人口的老齡化對醫療係統的壓力不斷增加,開發可以增強人體健康的食品十分必要。
據聯合國糧農組織的材料稱,最近幾年,發達國家和一些發展中國家將轉基因技術廣泛應用在農業方麵,並取得很大成績。1997年,全世界轉基因作物的播種麵積約為1100萬公頃,1998年上升到2810萬公頃,增加的幅度接近160%。
美國是轉基因技術采用最多的國家。1998年,它的轉基因作物播種麵積為2050萬公頃,是1997年的2.5倍。目前,大約有20多種轉基因農作物的種子已經獲準在美國播種,包括玉米、大豆、油菜、土豆和棉花等。據美國大豆協會估計,1998年,美國有30%的大豆地、25%的玉米地和40%的棉花地播上了轉基因種子,種植麵積達2000萬公頃,占全球的70%。這一數字比全世界種植麵積前兩年的總和還多1/3。
阿根廷是繼美國之後大量采用轉基因技術的第二個國家。1997年,這個國家轉基因作物的播種麵積僅140萬公頃,1998年增加到550萬公頃,其中的75%大豆播種麵積采用了經過改變基因的豆種。