轉(zhuǎn)基因工程的失誤
對(duì)現(xiàn)代人來說,“轉(zhuǎn)基因”一詞已不再神秘陌生——它是我們時(shí)代最時(shí)髦的詞匯之一。
隨著生物工程技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)家們應(yīng)用基因遺傳技術(shù),將一種生物體內(nèi)的基因,移植到另一種生物體內(nèi),進(jìn)行基因新組合,從而改變生物的特性。這樣,人類就可以根據(jù)自己的需要和意愿,在很大程度上定向改造生物的特性,甚至創(chuàng)造出新物種。這就是轉(zhuǎn)基因工程技術(shù),由此得到的新生物品種就是轉(zhuǎn)基因植物或轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,它們可給人類提供轉(zhuǎn)基因食品或派上其他用場(chǎng)。
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的熱潮始于1982年。這一年,帕爾米特爾(Palmiter)等人將大鼠和人的生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈?,成功地培育出超常生長(zhǎng)的、體重為正常小鼠兩倍的“超級(jí)小鼠”。
英國(guó)科學(xué)家將太平洋中一種水母身上神奇的、遇到外來威脅時(shí)能釋放出化學(xué)報(bào)警信號(hào)的基因植入植物的基因中,使植物在缺水、蟲咬、營(yíng)養(yǎng)不良時(shí),其葉片分別呈藍(lán)、火紅、黃色,這就能合理及時(shí)地對(duì)其灌溉、治蟲和施肥了。
日本人找到了一種活性氧化分解力很強(qiáng)的大腸菌過氧化氫酶,將其植入植物的葉綠體中,增強(qiáng)了植物的耐旱性。這種轉(zhuǎn)基因植物在強(qiáng)陽(yáng)光照射下不供水,5天后葉片仍未變化;而普通植物葉片2天后就發(fā)黃了。
英國(guó)科學(xué)家把細(xì)菌中的一種特殊基因植入油菜等芥子類植物的基因中,培育出一種多烴基丁酸的塑料植物。這種植物的根、莖、葉都能制造出多烴基丁酸顆粒,可直接制成各種塑料制品。這種制品的優(yōu)點(diǎn)是,埋入地下6個(gè)月內(nèi)即分解為二氧化碳和水,有利“環(huán)保”。
1995年,法、美科學(xué)家聯(lián)手,培育出了一個(gè)水稻新品種,它能抵御最常見的黃桿菌傳播。接著,繼日本科學(xué)家將大豆中的鐵蛋白基因植入普通水稻,培育出含鐵量高兩倍的水稻新種之后,在2000年2月14日,中國(guó)水稻研究所宣布試種成功了抗除草劑的轉(zhuǎn)基因水稻,并很快投入大量種植。
在防治疾病方面,用轉(zhuǎn)基因技術(shù)讓奶牛、山羊等禽畜制造各種極貴重藥物、蛋白質(zhì)、生物因子、白介素、干擾素等的努力從來就沒有停止過。至1999年,已有人血清蛋白、長(zhǎng)效tpA、抗凝血酶Ⅲ、蛋白質(zhì)C、凝血因子Ⅸ、αL抗胰蛋白酶、纖維蛋白原、人血紅蛋白、乳鐵蛋白等獲得初步成功,其中抗凝血酶Ⅲ已進(jìn)入后期臨床試驗(yàn)。美國(guó)科學(xué)家將蠶體內(nèi)的一種基因植人葡萄中,培育出能抵抗皮爾斯病的轉(zhuǎn)基因葡萄。2000年1月瑞典科學(xué)家用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出一種富含β胡蘿卜素的“黃金水稻”——呈金黃色而得名,給維生素A缺乏病區(qū)的人們帶來了福音。這一年,中國(guó)河北大學(xué)還成功培育出抗蟲楊“741”——它有效地解決了“楊絮因風(fēng)起”危害人體健康和環(huán)境的難題。而2002年德國(guó)科學(xué)家又培育出了預(yù)防乙肝的轉(zhuǎn)基因胡蘿卜。同年,日本科學(xué)家還培育出了轉(zhuǎn)基因蠶——它們吐出的絲,可以織成抗菌綢。
轉(zhuǎn)基因技術(shù)取得了很大的成功。然而,使科學(xué)家們始料不及的是,他們的成功卻伴著一系列失誤,其中之一就是轉(zhuǎn)基因工程的副作用。
副作用之一是,一些轉(zhuǎn)基因食品吃了不安全。理論和實(shí)踐都表明,許多未經(jīng)人工馴化的植物都有不同的毒性,這是它們避免被動(dòng)物和人吃掉的生存競(jìng)爭(zhēng)手段,也是優(yōu)勝劣汰、物競(jìng)天擇的結(jié)果。因此,如果將這些植物的基因植入農(nóng)作物中,雖然使農(nóng)作物具有諸如耐寒、抗病、富含蛋白質(zhì)或其他營(yíng)養(yǎng)素等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也產(chǎn)生了毒性。例如,為了提高大豆的品質(zhì),一家美國(guó)公司把巴西一種野生堅(jiān)果的基因植入大豆,培育出一種高營(yíng)養(yǎng)值的轉(zhuǎn)基因大豆。但很多人吃后全身有過敏反應(yīng),有人認(rèn)為這就是轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物毒性的表現(xiàn)之一。又如,在1995年5月,英國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種抗蟲轉(zhuǎn)基因玉米“BT”的花粉中含有毒素。蝴蝶幼蟲啃食撒有這種花粉的菜葉后會(huì)發(fā)育不良,導(dǎo)致多數(shù)死亡。美國(guó)的“帝王蝶事件”和巴西的“堅(jiān)果事件”——后來發(fā)現(xiàn)是“虛驚一場(chǎng)”的轉(zhuǎn)基因生物事件,更加劇了人們的這種擔(dān)心。
副作用之二是轉(zhuǎn)基因生物會(huì)破壞生態(tài)平衡,特別是對(duì)生物多樣性的影響。大自然經(jīng)過億萬(wàn)年的演化,各種生物相對(duì)處于一種和諧的生態(tài)平衡狀態(tài)。但是,如果我們用轉(zhuǎn)基因技術(shù)把某種生物人為地變得更加“強(qiáng)悍”,那其他物種就會(huì)衰敗以至滅絕。1996年,英國(guó)《自然》雜志報(bào)道,丹麥科學(xué)家給油菜植入了一種抗除草劑的基因,意在對(duì)油菜地施用除草劑時(shí)不損害油菜而只殺滅雜草。試驗(yàn)取得了預(yù)期的成功。然而,油菜試驗(yàn)地中和附近一些是油菜近親的雜草也表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗除草劑特性。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)這些雜草體內(nèi)也有抗除草劑基因。顯然,轉(zhuǎn)基因油菜將它所獲得的人們強(qiáng)行給它的抗除草劑基因傳遞給了它的“親戚”——雜草。要是讓這種狀況發(fā)展下去,雜草強(qiáng)大的生命力將會(huì)勝過普通農(nóng)作物和不帶這種基因的雜草,生態(tài)平衡勢(shì)必會(huì)受到破壞。當(dāng)然,這種影響還波及依靠雜草生存的昆蟲、鳥類和其他動(dòng)物。
副作用之三是轉(zhuǎn)基因生物將其遺傳特性轉(zhuǎn)移給其他生物,導(dǎo)致基因突變,這也被稱為“基因逃逸”或“基因漂流”,從而使生物的品質(zhì)變壞和形成對(duì)人、對(duì)環(huán)境的危害。例如,有的轉(zhuǎn)基因作物有了抗病蟲害的基因后,它們會(huì)刺激和誘發(fā)害蟲抵抗力的增加或加速害蟲抵抗力的進(jìn)化。具體實(shí)例是,在2001年,美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的研究人員,發(fā)現(xiàn)了遠(yuǎn)離墨西哥轉(zhuǎn)基因玉米基地100多千米之外的奧斯科薩卡山區(qū),也有這種轉(zhuǎn)基因玉米的DNA。而2002年在加拿大發(fā)現(xiàn)的“超級(jí)雜草”,則發(fā)生在當(dāng)?shù)胤N植轉(zhuǎn)基因油菜僅兩年之時(shí)。
轉(zhuǎn)基因作物還面臨育種問題,因?yàn)樗鼈儾蝗菀椎玫蕉啻€(wěn)定的遺傳。例如,它們的種子第二年不容易發(fā)芽,所以被戲稱為“絕種技術(shù)”。這樣,農(nóng)民就只好每年買種。
此外,轉(zhuǎn)基因動(dòng)物還會(huì)涉及倫理、道德等方面的問題,有可能被錯(cuò)誤利用。例如,2002年2月19日在舊金山舉行的“美國(guó)科學(xué)進(jìn)步協(xié)會(huì)”的年會(huì)上,生物學(xué)家莫瑞諾披露,南非軍隊(duì)就曾試圖研制一種令人恐怖的生物武器,能夠根據(jù)人種的基因構(gòu)成來區(qū)分不同的打擊對(duì)象。
鑒于轉(zhuǎn)基因技術(shù)已經(jīng)帶來或潛在的副作用和其他危險(xiǎn),人們對(duì)轉(zhuǎn)基因生物采取了不同的態(tài)度。
1997年4月初,100萬(wàn)奧地利人在一份請(qǐng)?jiān)笗虾炞?,呼吁全面禁止轉(zhuǎn)基因食物;一些美國(guó)人甚至在美國(guó)農(nóng)業(yè)部前脫得一絲不掛地抗議政府生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因食品;2001年9月下旬,一些法國(guó)人割去了轉(zhuǎn)基因玉米。意大利、奧地利、盧森堡政府明令禁止農(nóng)民種植轉(zhuǎn)基因大米。但另一些人則在趨利避害地繼續(xù)從事轉(zhuǎn)基因食品的研究和開發(fā)。甚至企圖通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)人進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。
墨西哥國(guó)家科學(xué)院的負(fù)責(zé)人弗朗西斯科·博利瓦爾·薩帕塔認(rèn)為,轉(zhuǎn)基因技術(shù)和其他任何技術(shù)一樣都可被錯(cuò)誤利用,不能因刀可用于殺人就禁用。洛克菲勒基金會(huì)的康韋則更樂觀地認(rèn)為“到2020年時(shí)”,轉(zhuǎn)基因作物將是唯一提供糧食的辦法。
2000年2月28日,一個(gè)有關(guān)轉(zhuǎn)基因食品安全性的國(guó)際論壇會(huì)在英國(guó)愛丁堡開幕,會(huì)議呼吁人們對(duì)這類具有革命性但有爭(zhēng)議的食品保持謹(jǐn)慎并合理的評(píng)價(jià)。同年3月在加拿大蒙特利爾有130個(gè)國(guó)家簽署的《生物安全議定書》,對(duì)經(jīng)過轉(zhuǎn)基因處理的種子的交易進(jìn)行了限制,但并未限制其種植。而這一年3月15日聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織則呼吁慎用轉(zhuǎn)基因食品。
看來,如何趨利避害地利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)造福人類,將是科學(xué)家們面臨的重大課題。例如,在防治病蟲害方面,人們就在向眼鏡蛇學(xué)習(xí)——企圖利用這些技術(shù)找到只殺死對(duì)手而不傷及自身的方法呢?例如,在20世紀(jì)60年代,澳大利亞就針對(duì)“兔滿為患”和“鼠滿為患”,采用了免疫避孕的生物技術(shù)來除害,取得了很大的成功。他們的方法是,用黏液瘤病毒(或遺傳改造的病毒、轉(zhuǎn)基因病毒)施放到兔和鼠身上,使它們失去生育能力。
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