編輯的話：今年是人類實現(xiàn)轉(zhuǎn)基因技術(shù)三十周年。為此《自然》雜志制作了一組轉(zhuǎn)基因?qū)ｎ}，介紹了這一生物技術(shù)在各種力量的爭論和角力中艱難前行的歷史，它在世界各國的發(fā)展?fàn)顩r，目前正在研究當(dāng)中的新技術(shù)，以及轉(zhuǎn)基因自身未來的出路。本文是此系列的第一篇，文章梳理了關(guān)于轉(zhuǎn)基因技術(shù)方面的謠言與真相。本文由《科學(xué)美國人》中文版《環(huán)球科學(xué)》授權(quán)刊登。

    （文/Natasha Gilbert）在關(guān)于基因改造食品及農(nóng)作物的激烈論戰(zhàn)中，我們一時很難辨識哪些觀點(diǎn)是有科學(xué)根據(jù)的，哪些論點(diǎn)只是武斷的主張和投機(jī)炒作。在轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化以來的近20年間，全球?qū)υ摷夹g(shù)的應(yīng)用急劇增加。支持者宣稱，該技術(shù)所帶來的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值收益超過980億美元，減少殺蟲劑用量估計達(dá)4.73億千克。但批評者則質(zhì)疑該技術(shù)對環(huán)境、社會及經(jīng)濟(jì)所造成的影響。

    研究人員、農(nóng)民、活動家以及培育轉(zhuǎn)基因作物的種子公司都在積極宣揚(yáng)他們自己的觀點(diǎn)，但相關(guān)的科學(xué)數(shù)據(jù)卻往往說服力不夠，或者相互矛盾。長久以來，復(fù)雜的真相一直都被激烈的言辭所掩蓋。荷蘭瓦赫寧恩大學(xué)及研究中心（Wageningen University and Research Centre）的農(nóng)業(yè)社會經(jīng)濟(jì)學(xué)家多米尼克· 格洛沃爾（Dominic Glover）談道：“我覺得令人沮喪的是，這場辯論一直毫無進(jìn)展。辯論雙方雞同鴨講，無法溝通，而且對于什么證據(jù)、什么問題才是重要的，各持己見，互不相讓。”

    這篇文章將就三個重要問題進(jìn)行一番解讀：轉(zhuǎn)基因作物是否加速了可以抵抗除草劑的“超級雜草”的產(chǎn)生？是不是轉(zhuǎn)基因作物將印度的農(nóng)民逼上絕路？轉(zhuǎn)基因作物中的外來基因有沒有擴(kuò)散到其他植物中？通過對這一系列爭議性問題進(jìn)行解析，我們將會看到責(zé)難的標(biāo)靶是如何轉(zhuǎn)移的，謠言是如何散播的，以及文化因素又是怎樣激起論戰(zhàn)的。

    Q：轉(zhuǎn)基因作物助長超級雜草？
    A：事實
    杰伊· 侯爾德（Jay Holder）是美國佐治亞州阿什本（Ashburn）的一名農(nóng)業(yè)顧問。大約5年前，他在顧客的轉(zhuǎn)基因棉花田中，首次注意到長芒莧（Palmer amaranth，Amaranthus Palmeri）。長芒莧是美國東南部農(nóng)民的眼中釘，因為它會與棉花爭奪水分、陽光以及土壤中的養(yǎng)分，并且在短時間內(nèi)快速地占領(lǐng)整片農(nóng)田。

    自20世紀(jì)90年代末開始，美國農(nóng)民就在廣泛種植轉(zhuǎn)基因棉花。這種棉花通過基因改造，能夠耐受除草劑草甘膦（glyphosate）。美國孟山都公司（Monsanto）在將這種除草劑推向市場時，所使用的商品名為“農(nóng)達(dá)”（Roundup）。

    剛開始，轉(zhuǎn)基因作物加除草劑的方法十分有效。但2004年，在佐治亞州的一個縣，人們發(fā)現(xiàn)了對草甘膦具有抗性的長芒莧，而截至2011年，這種長芒莧已經(jīng)散布76個縣。侯爾德說：“這種雜草使一些農(nóng)民的棉花產(chǎn)量減半。”

    一些科學(xué)家和反對轉(zhuǎn)基因的團(tuán)體警告：栽種轉(zhuǎn)基因作物后，由于農(nóng)民對草甘膦隨意使用，使許多雜草都開始進(jìn)化出抵抗除草劑的能力。自從1996年抗草甘膦農(nóng)作物推出以來，對草甘膦具有抗性的雜草種類已經(jīng)達(dá)到24種。但是，無論農(nóng)民是否種植轉(zhuǎn)基因作物，抗除草劑的雜草始終是農(nóng)民無可避免的問題。例如，盡管科學(xué)家還沒有推出可以耐受除草劑“莠去津”（atrazine）的轉(zhuǎn)基因作物，但還是有64種雜草對這種除草劑進(jìn)化出了抗性。

    實際上，這些雜草的出現(xiàn)，源自抗草甘膦轉(zhuǎn)基因作物的成功。通常，農(nóng)民會使用多種除草劑來減慢雜草抗性的產(chǎn)生。他們還會通過犁田翻土，去除表層土，釋放二氧化碳，以達(dá)到控制雜草的目的，這種除草方法不會促使雜草產(chǎn)生抗性。而轉(zhuǎn)基因作物出現(xiàn)后，種植者完全依賴草甘膦。這種除草劑的毒性較許多其他化合物低，且可在無需翻土的情況下殺死多種雜草。于是，農(nóng)民年復(fù)一年地種植同樣的轉(zhuǎn)基因作物，而不再通過輪種或變換除草劑來防止抗性雜草的產(chǎn)生。

    上述做法得到了孟山都公司的支持。這家公司曾宣稱，只要使用得當(dāng)，雜草并不容易對草甘膦產(chǎn)生抗性。2004年，該公司發(fā)布了一項為期多年的研究表明，農(nóng)田輪作及更換除草劑并不能防止雜草對除草劑產(chǎn)生抗性。里克·科爾（Rick Cole）現(xiàn)任孟山都公司雜草治理的技術(shù)總管，他當(dāng)時在一個行業(yè)雜志的廣告中說：“如果按照孟山都公司的推薦劑量施用，草甘膦可以有效除草。我們知道，死掉的雜草是不可能產(chǎn)生抗性的。”

    不過，這項研究在2007年發(fā)表之后，卻遭到科學(xué)家們的批評，因為研究所用的實驗作物區(qū)面積過小，不管怎么操作，雜草產(chǎn)生抗性的幾率都很小。

    國 際 抗 除 草 劑 雜 草 調(diào) 查 組 織（International Survey of Herbicide Resistant Weeds）的負(fù)責(zé)人伊恩· 希普（Ian Heap）談道：“目前，我們已經(jīng)在全世界的 18個國家發(fā)現(xiàn)了對草甘膦具有抗性的雜草，其中巴西、澳大利亞、阿根廷和巴拉圭所受的影響最為明顯。”

    現(xiàn)在，孟山都公司對草甘膦的使用也改變了立場，建議農(nóng)民使用混合除草劑和翻土來除草。但該公司還是不愿承認(rèn)他們對該問題的產(chǎn)生負(fù)有責(zé)任?？茽柛嬖V《自然》雜志：“對于該體系的過度自信，再加上經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使，導(dǎo)致農(nóng)民使用了比較單一的除草劑。”

    總的來說，與工業(yè)規(guī)模種植的傳統(tǒng)農(nóng)作物相比，抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物對環(huán)境的破壞還是較小。

    英國一家咨詢公司PG Economics調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在1996年到2011年期間，由于種植抗除草劑的轉(zhuǎn)基因棉花，除草劑的使用量減少了1550萬千克——這就是說，比起純粹種植傳統(tǒng)棉花，轉(zhuǎn)基因棉花的種植使除草劑的總用量減少了6.1%。

    PG Economics咨詢公司的負(fù)責(zé)人之一格雷厄姆·布魯克斯（GrahamBrookes）談到：轉(zhuǎn)基因作物使環(huán)境影響商數(shù)（environmental impact quotient）改善了8.9%。環(huán)境影響商數(shù)會考慮殺蟲劑對野生動物的毒性之類的多種環(huán)境影響因素。同時，布魯克斯還是一項由行業(yè)資助的研究的負(fù)責(zé)人之一，在許多科學(xué)家看來，這是一項該領(lǐng)域?qū)Νh(huán)境影響所進(jìn)行的最全面、最權(quán)威的評估。

    現(xiàn)在的問題是，轉(zhuǎn)基因作物帶來的這些益處還會維持多長時間。到目前為止，農(nóng)民為了對付具有抗性的雜草，不得不使用更大劑量的草甘膦，并輔以其他除草劑和翻土耕作。美國賓夕法尼亞州立大學(xué)帕克校區(qū)的植物生態(tài)學(xué)家戴維· 莫滕森（David Mortensen）在一項研究中預(yù)計，由于轉(zhuǎn)基因作物的種植，2025年全美的除草劑用量將從2013年的1.5千克/公頃增加到3.5千克/公頃。

    為了給農(nóng)民提供新的雜草治理手段，孟山都公司和其他生物技術(shù)公司，例如美國陶氏益農(nóng)，（Dow AgroSciences）正在研發(fā)與不同除草劑合用的新型抗除草劑作物。他們希望能夠在幾年之內(nèi)將這些轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化。

    莫滕森認(rèn)為，即使是這些新技術(shù)，最終也會有失效的一天。但是，以色列魏茲 曼 科 學(xué) 研 究 所（Weizmann Institute of Science）的雜草科學(xué)家喬納森· 格雷塞爾（Jonathan Gressel）認(rèn)為，完全放棄化學(xué)除草劑并不可行。使用化學(xué)除草劑來控制雜草還是比翻土耕作更具效率，而且對環(huán)境的破壞性也較小。他說：“如果農(nóng)民采用更具持續(xù)性的農(nóng)耕方式，并結(jié)合使用混合除草劑，那么他們就不再會遇到這么多問題了。”

    Q：轉(zhuǎn)基因作物導(dǎo)致農(nóng)民自殺？
    A：謠傳
    在今年3月的采訪中，印度的環(huán)保及女權(quán)主義活動家凡達(dá)納·希瓦（Vandana Shiva）一再重申一組令人擔(dān)憂的統(tǒng)計數(shù)據(jù)：“自從孟山都公司進(jìn)入印度種子市場以來，已有27萬印度農(nóng)民自殺。”她認(rèn)為這是一次種族屠殺。

    這一控訴的依據(jù)是上世紀(jì)90年代末印度人口自殺率的升高。自孟山都公司2002年開始在印度銷售轉(zhuǎn)基因作物種子以來 ，這已成為每次談及企業(yè)剝削時一再重復(fù)的例證。

    孟山都公司的轉(zhuǎn)基因Bt棉花，含有一種蘇云金芽孢桿菌（Bacillus thuringiensis）的基因，能夠抵抗某些害蟲。但它進(jìn)入印度市場的過程并不順利。一開始，這種棉花種子的價格比當(dāng)?shù)氐碾s交品種高5倍，致使當(dāng)?shù)氐慕?jīng)銷商將Bt棉花種子與傳統(tǒng)的棉花種子混合，以便能以較低的價格銷售。這些假種子再加上錯誤的使用信息，給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民造成了莊稼和金錢的損失。這無疑給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民雪上加霜，因為長久以來，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民承受著嚴(yán)苛信貸體系的壓力，迫使他們向地方銀行貸款。

    然而，荷蘭瓦赫寧恩大學(xué)及研究中心的農(nóng)業(yè)社會經(jīng)濟(jì)學(xué)家格洛沃爾認(rèn)為：“將農(nóng)民自殺完全歸咎于Bt棉花，簡直就是胡說八道。”雖然經(jīng)濟(jì)困難是造成印度農(nóng)民自殺的一個驅(qū)動因素，但自Bt棉花引入，農(nóng)民的自殺率并沒有任何變化。

    美國華盛頓特區(qū)國際食品政策研究所（International Food Policy Research Institute）的研究人員也證實了以上觀點(diǎn)。 他們收集、分析了與Bt棉花和印度農(nóng)民自殺相關(guān)的政府?dāng)?shù)據(jù)、學(xué)術(shù)論文以及媒體報道，然后在2008年發(fā)表了相關(guān)研究結(jié)果，并在2011年更新了數(shù)據(jù)。他們的研究結(jié)果顯示，雖然印度人口的年自殺總數(shù)從1997年的不足10萬人，增加到2007年的12萬人，但在同一時期內(nèi)，印度農(nóng)民的自殺人數(shù)卻一直保持在每年2萬人左右。

    馬丁·卡伊姆（Matin Qaim）是德國哥廷根大學(xué)的一位農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)家。在過去10年中，他一直在研究Bt棉花對印度社會經(jīng)濟(jì)的影響。他認(rèn)為，盡管Bt棉花在印度的起步不順，但它已經(jīng)給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民帶來了可觀的收益。

    在對印度中南部 533戶棉花種植家庭的調(diào)研中，卡伊姆發(fā)現(xiàn)，從2002年到2008年，由于蟲害損失的減少，這些農(nóng)戶的棉花每公頃的產(chǎn)量增加了24%。在同一時期，由于棉花產(chǎn)量的提高，農(nóng)民的平均獲利增加50%。卡伊姆說，考慮到轉(zhuǎn)基因棉花所帶來的利潤，我們就不會驚訝，現(xiàn)在印度種植的棉花90%以上都是轉(zhuǎn)基因品種。

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    美國華盛頓大學(xué)圣路易斯分校的環(huán)境人類學(xué)家格倫· 斯通（Glenn Stone）談道：Bt棉花帶來的增產(chǎn)還缺乏充足的實驗證據(jù)。他不僅對印度Bt棉花的產(chǎn)量進(jìn)行了實地調(diào)研，還對相關(guān)的研究文獻(xiàn)進(jìn)行了分析。他指出，大多數(shù)報道Bt棉花增產(chǎn)的同行評議論文，都屬于短期調(diào)研，而且調(diào)研時間通常都集中在轉(zhuǎn)基因技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的頭幾年。

    因此，他認(rèn)為這些研究有失偏頗：首批采用該項技術(shù)的農(nóng)民，往往是那些經(jīng)濟(jì)比較寬裕且教育程度較高的農(nóng)民，而他們種植的傳統(tǒng)棉花產(chǎn)量就已經(jīng)高于平均水平。

    這些農(nóng)民種植的Bt棉花產(chǎn)量高，部分原因是他們在那些昂貴的轉(zhuǎn)基因種子上投入了大量的精力。斯通認(rèn)為，現(xiàn)在的問題是，印度的傳統(tǒng)棉花田地已經(jīng)所剩無幾，因而無法就產(chǎn)量和利潤與轉(zhuǎn)基因棉花進(jìn)行比較?？ㄒ聊烦姓J(rèn)，許多相關(guān)研究僅著眼于轉(zhuǎn)基因棉花的短期經(jīng)濟(jì)效益，但他在2012年發(fā)表的研究，將這些影響因素納入考慮之后，還是發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因棉花的經(jīng)濟(jì)效益較高。

    格洛沃爾認(rèn)為，Bt棉花雖然沒有導(dǎo)致印度農(nóng)民的自殺率激增，但也絕非棉花增產(chǎn)的唯一因素。他說：“對于轉(zhuǎn)基因技術(shù)的成功與否，我們很難一概而論。它在印度的發(fā)展仍在繼續(xù)，我們還無法對此作出決定性的結(jié)論。”

    Q：墨西哥野生作物遭到轉(zhuǎn)基因作物污染？
    A：未知
    2000年，墨西哥奧克薩卡（Oaxaca）山區(qū)的一些農(nóng)民為了增加收入，希望為他們種植的玉米申請有機(jī)認(rèn)證。美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的微生物生態(tài)學(xué)家戴維· 奎斯特（David Quist）同意幫助他們，以獲取許可，進(jìn)入他們的田地開展一個研究項目。但是，奎斯特對這些農(nóng)民種植的玉米進(jìn)行遺傳分析時，卻發(fā)現(xiàn)了一個驚人的事實：當(dāng)?shù)爻霎a(chǎn)的玉米含有一段轉(zhuǎn)基因，而這段基因正是孟山都公司在抗草甘膦及抗蟲害的轉(zhuǎn)基因玉米中，用來提高轉(zhuǎn)基因表達(dá)的DNA片段。

    墨西哥不允許轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化種植，因此這些轉(zhuǎn)基因可能來自墨西哥從美國進(jìn)口的食用轉(zhuǎn)基因作物。由于當(dāng)?shù)剞r(nóng)民可能不知道這些是轉(zhuǎn)基因作物，而將其當(dāng)作普通種子進(jìn)行種植?？固赝茰y，墨西哥的玉米可能已與這些轉(zhuǎn)基因品種雜交，導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因DNA混入原生種。

    該項發(fā)現(xiàn)一經(jīng)在《自然》雜志上發(fā)表，奧克薩卡即刻成為了媒體、政治的焦點(diǎn)。許多人責(zé)罵孟山都公司污染了玉米的歷史發(fā)源地，因為在墨西哥，玉米被認(rèn)為是一種神圣的農(nóng)作物?？固匾惨驗檠芯看嬖诘囊恍┤毕荩ū热鐧z測轉(zhuǎn)基因時所使用的方法），以及認(rèn)為轉(zhuǎn)基因片段會散布于基因組中的觀點(diǎn)，而遭到攻擊?！蹲匀弧冯s志最終撤回了對該論文的支持，但并沒有撤銷這篇論文的發(fā)表。2002年，對該研究的一篇評論文章中，《自然》雜志的編輯在腳注中還專門寫道：“現(xiàn)有的證據(jù)還不足以支持原論文的發(fā)表。”

    自那時起，學(xué)術(shù)界很少公開發(fā)表關(guān)于墨西哥玉米中的轉(zhuǎn)基因的研究。這主要是因為研究經(jīng)費(fèi)不足，以及研究結(jié)果不統(tǒng)一。

    2003年至2004年，美國俄亥俄州立大學(xué)哥倫布分校的植物生態(tài)學(xué)家艾利森· 斯諾（Allison Snow），對采集自墨西哥奧克薩卡125個農(nóng)田的870個植物樣本進(jìn)行了分析，但并沒有在玉米種子中發(fā)現(xiàn)任何轉(zhuǎn)基因序列。

    然而，2009年，墨西哥國立自治大學(xué)的分子生態(tài)學(xué)家埃琳娜· 阿爾瓦雷茲－拜拉（Elena Alvarez-Buylla）與加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的植物分子遺傳學(xué)家阿爾瑪﹒派尼若－尼爾森（Alma Piñeyro-Nelson），發(fā)現(xiàn)了與奎斯特在2001年（在奧克薩卡23個地點(diǎn)采集的3個樣本）和2004年（2個樣本）所發(fā)現(xiàn)的相同的DNA片段。

    在另一項研究中，阿爾瓦雷茲－拜拉與合作者發(fā)現(xiàn)，從墨西哥全國1 765戶農(nóng)民那里收集來的種子中，有一小部分含有轉(zhuǎn)基因。在當(dāng)?shù)厣缛哼M(jìn)行的其他研究中，也不斷發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因的蹤影，但這些研究卻很少能得以發(fā)表。

    斯諾和阿爾瓦雷茲－拜拉承認(rèn)，取樣方法的不同可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因檢測結(jié)果的差異。斯諾說：“我們在不同的田地取樣，所以他們發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)基因，而我們則沒有。”

    當(dāng)科學(xué)界在爭論轉(zhuǎn)基因片段是否侵入了墨西哥玉米時，墨西哥政府也在糾結(jié)，到底該不該允許Bt玉米的商業(yè)化種植。

    斯諾談道：“轉(zhuǎn)基因作物進(jìn)駐墨西哥的玉米地似乎已經(jīng)無可避免。有些證據(jù)甚至顯示這是正在發(fā)生的情況，但現(xiàn)在還很難說這種現(xiàn)象發(fā)生的頻率有多高，后果又會是什么。”阿爾瓦雷茲－拜拉堅持，轉(zhuǎn)基因的散播將會危害墨西哥玉米的健康，改變其特性，例如外表及味道，而這些品質(zhì)對那里的農(nóng)民是相當(dāng)重要的。

    一旦轉(zhuǎn)基因進(jìn)入原生種，就很難（即使不是不可能）被去除。批評者還推測，隨著轉(zhuǎn)基因性狀在當(dāng)?shù)赜衩追N群中長期積累，原生種的健康最終是會受到影響的（例如與原生種搶奪能源和資源，或者擾亂原生種的代謝過程）。

    斯諾說，目前還沒有證據(jù)顯示轉(zhuǎn)基因作物會造成任何負(fù)面影響。她認(rèn)為，就算這些轉(zhuǎn)基因進(jìn)入其他植物，它們對植株的生長也只會造成中性的或有益的影響。2003年，斯諾和同事通過實驗證實，如果將Bt向日葵（Helianthus annuus）與野生種雜交，其轉(zhuǎn)基因后代雖然仍需密切照料，但與非轉(zhuǎn)基因植株相比，它們的抗蟲能力與種子產(chǎn)量都有所提高。斯諾說：很少有研究者進(jìn)行類似的實驗，因為擁有這些技術(shù)的公司通常都不愿意學(xué)術(shù)研究者進(jìn)行這類實驗。

    在墨西哥，對于轉(zhuǎn)基因技術(shù)的爭論并不局限于潛在的環(huán)境影響。農(nóng)作物科學(xué)家凱文· 皮克斯利（Kevin Pixley）是國際玉米與小麥改良中心（International Maize and Wheat Improvement Centre）的負(fù)責(zé)人，他認(rèn)為墨西哥國內(nèi)支持轉(zhuǎn)基因技術(shù)的科學(xué)家忽略了一個關(guān)鍵點(diǎn)。他說：“科學(xué)界的大部分人都不了解墨西哥人在感情上和文化上對玉米的深厚依托。”

    支持或反對轉(zhuǎn)基因作物的研究，無論多嚴(yán)謹(jǐn)，總會忽略背后涉及甚廣的大環(huán)境，而在這些大環(huán)境下，情況往往會變得微妙、模棱兩可、混亂不堪?？ㄒ聊氛劦溃?ldquo;轉(zhuǎn)基因作物不能解決發(fā)展中國家或發(fā)達(dá)國家所面臨的所有農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)，它并非包治百病的神丹妙藥。”但是，對它肆意詆毀也不恰當(dāng)。真相往往存在于中間地帶。

    本文轉(zhuǎn)載自《環(huán)球科學(xué)》，翻譯趙瑾。轉(zhuǎn)載時文字略有改動。