互动科普

食物大战

农业研究巨头罗杰·比奇说，转基因作物受到了环境保护论者不公正的打击。

采访 布伦丹·博雷利（Brendan Borrell）

翻译 白文钦

罗杰·比奇（Roger beachy）说，自己成长的传统的阿门教派家庭（amish family），在美国俄亥俄州有一个小农场，“使用古老的方式”种植作物，几乎不使用杀虫剂、除草剂或其他农药。后来他成为了著名的植物病毒专家，并种下了全世界首个转基因作物——一种番茄，含有能抵御毁灭性番茄花叶病毒（tomato mosaic virus）的基因。比奇认为，他现在致力发展一种新型农业技术的职业生涯，与他淳朴的、科技含量不高的少年时期之间没有任何矛盾。他认为，对粮食作物进行遗传改造，可以减少化学试剂的使用量，从而保护那些采用传统耕作方式的小农场。

环球科学小辞典

阿门社区位于美国宾夕法尼亚州和俄亥俄州等地，那里的居民拒绝现代文明，固守传统生活方式。他们因受宗教迫害而在18世纪左右从欧洲移民到美国，主张个人信仰自主和宗教宽容，他们没有统一教会，被统称为阿门教派。

2009年，比奇开始掌管美国农业部一个新成立的研究部门——美国国立食品与农业研究院（National Institute of Food and Agriculture，NIFA），拥有15亿美元的预算以追求他理想中的未来农业模式。在过去的一年，比奇的研究院已经资助了一些雄心勃勃的农业研究计划，包括对5 000个小麦和大麦株系的大规模基因组研究；还资助了一些意想不到的项目，比如投入1 500万美元对美国的农业州儿童肥胖症开展的一项行为研究课题。

比奇的任命在环保主义者当中激起了争论，因为他的工作帮助启动了一个价值110亿美元的全球农业技术产业。种子公司从未将他的抗病毒植株商业化，但他们的成功——转基因番茄对多种病毒具有近乎完美的抗性，预示这一技术具有让美国农民最终广泛接受它的潜力。今天，美国超过90%的大豆和棉花以及超过80%的玉米，都是能够抵御除草剂和害虫的基因工程产物，这些基因工程都利用了与比奇以前开发的技术类似的方法。有机耕作者和本土膳食（locavore）主义者（指只食用在居家外围约160千米范围内生产出的农产品的人），对比奇和农业巨头之间的联系有些担心——他的番茄研究所用资金大都来源于孟山都（Monsanto），同时对他倡导的转基因粮食作物也很担心。但比奇始终坚持他的看法。虽然他相信种子公司可以为发展中国家的食品安全提供更多帮助，但他坚持认为要为全球稳定增长的人口提供食物，转基因技术是必须的。

《科学美国人》：1987年，伊利诺斯州试验田里种植第一批转基因番茄时，你真的亲眼目睹了吗？

比奇：噢，我的上帝，它们是我种的。我去给它们锄地。我每周都要去一次田里观察发生的一切，我女儿有一次还去给番茄地锄过草。我确实想去地里看看有什么进展。

《科学美国人》：你对抗病毒基因如此有效感到惊讶吗？

当然了。没有抗性基因的亲本植株长得越来越差，而拥有抗性基因的植株看起来就很棒。我还保存着25年前的原始照片，它们相当引人注目，即使现在看着照片，我都会说：“天哪，我们的东西确实有用！” 其他人已经看到，同类技术在黄瓜、木瓜、南瓜以及青椒中也有效果，很多人都惊讶于这个概念之简单，以及它所带来的影响之巨大。

《科学美国人》：当然，这抗性不会永远有效。现在我们已经看到这些技术改造提供的抗病虫性没那么有效了。你认为，这个产业过于依赖遗传工程，把它们当成是“灵丹妙药”了吗？

我不这么认为。任何植物育种中都会发生这类事情，不论是传统育种，还是我们现在正在从事的分子育种。在上世纪六七十年代，新型小麦锈病顺着风从墨西哥传播过来，植物育种者竭尽全力找到了抵抗这种锈病菌株的方法。但是，几年后，另一种菌株又会出现，因此他们不得不继续寻找新的应变措施。

持久稳定的抵抗力基本上是不存在的，这就引出了为什么我们最初要创造出转基因作物这个问题。在过去的15～20年，我们得到的是大量从未在环境中使用过的杀虫剂。现在我们想知道的是，我们是要像过去那种只使用化学制剂，还是将有能力找到对付世界各地所知害虫的新基因。

与美国不同，热带地区，包括中国的部分地区，一直面对着来自多种昆虫的压力。为了控制各种对作物有害的昆虫，科学家将需要各种不同的遗传技术，否则大概就必须使用一些非遗传技术来控制害虫，比如各种已被证明有效的杀虫剂。总的来说，我们会在一个国家寻找各种能够抵抗粉虱的基因，在另一个国家寻找抗蚜虫的基因。如果我们成功了，我们就拥有了解决这些问题的遗传方法，而不需要使用化学制剂，我认为这更具可持续性。

《科学美国人》：农业生物技术产业的评论家抱怨，这样只是着眼于给农民提高效益，而不是为消费者改善食品质量。你有什么想说的吗？

早些年，我们这些大学学术圈中的许多人都在考虑，用基因工程来提高食物中的维生素含量，改善种子蛋白质量，培育出不需要杀虫剂的作物——我们认为，这些都应该有利于农业和消费者。生物技术产品的审批程序繁琐、价格昂贵，而且搞研究的学者也不清楚。这就需要私人企业成功研发这些新技术，并找到机会将高质量的农作物提供给农民。但是购买这些作物的食品公司，如通用磨坊公司（General Mills）、 凯洛格公司（Kellogg’s），一向不会给含有更多营养的小麦、燕麦等农作物或含更高矿物质的蔬菜付更多的钱。

《科学美国人》：为什么不呢？

因为美国公众不愿意为那些产品付更多钱。

《科学美国人》：今天消费者乐于为贴有“有机”甚至是“非转基因”标签的农作物付更多的钱，因为他们认为这些作物会更可持续。你认为转基因农作物如何能使农业更可持续发展？

我认为，现有的转基因作物如今已经对农业可持续发展有所贡献。由于促进了免耕农业的应用，它们减少了有害杀虫剂和除草剂的使用以及土壤流失。然而，我们可以做更多。你知道，农业和林业产生的排放约占全球温室气体排放的31%，大于能源部门的26%。农业是甲烷及一氧化氮排放的主要来源，而且由于肥料从田地里流失，也造成了一些径流的污染。农业需要做得更好。

全球人口还没有达到最高点，可能会持续增长到2050年甚至2060年。在此期间，我们必须在提高粮食生产的同时，降低温室气体排放和土壤流失，并减少水道污染。那是一个艰巨挑战。随着播种和作物生产新技术的应用，在减少化学肥料的使用及灌溉次数的前提下维持高产将成为可能。更好的种子和改进的农耕作业也将有所帮助。

《科学美国人》：由于转基因作物对非转基因作物及本地野生植物的基因漂移，环保人士不愿意接受转基因作物。这也是加利福尼亚州一位美国联邦法官最近下令销毁基因改造过的甜菜的一个原因。

的确是这样。但是，需要注意的一个重点是，法庭裁决的并不是甜菜或异花授粉植株的安全性。那些农民之所以提起诉讼要求赔偿，是因为他们种植的是有机作物，按照定义不能够包含转基因成分。这些农民担心，他们的非转基因作物被转基因作物的花粉所污染，降低作物的价值。在这个案子里，这已经是产品营销的问题，而非食品安全问题了。

另一方面，我们也确实有理由想要保护农作物野生物群体：它们是遗传多样性的资源库。在美国，我们并没有在转基因玉米旁边种植来自墨西哥的野生玉米。有些本土种之间也有异花授粉的可能性，比如南瓜和甜瓜，地里有它们的野生祖先。确保这些种质资源能被保留下来非常重要。

从某些方面来说，无论是否源自转基因植物，那些抗病或者抗虫性状转移到亲缘杂草上可能都具有积极意义，因为这将减少这一地区的害虫或者病原体。

《科学美国人》：这对农业或许是积极的，对野外生态系统却是不必要的。如果你创造了一种富含维生素A的水稻，它的基因又散布到了维生素A比较稀缺的环境，会带来怎样的结果？

大部分科学家预测，用于改良黄金水稻（富含维生素A）的基因漂移到其他品种或者野生型近缘植物上，不会带来任何负面影响。与之相比，在那些维生素A贫乏的地区广泛推广黄金水稻的收益是巨大的。想想看，如果我们进一步阻碍这种改良食品的推广，让成千上万儿童因为缺乏维生素A而失明、弱视以及夭折，情况会如何？儿童们的视力又价值几何？这些遗传性状转移到野生水稻上到底会有什么潜在危害？你是对的，不能说对全国的每个地方、世界的任何角落、或寒或热的每个不同的生态环境都没有影响，但我们需要权衡风险与收益。

《科学美国人》：有些科学家抱怨，生物技术公司妨碍了转基因作物的研究。用这些研究去对转基因作物的危害做出准确的回答，难道是不必要的吗？

这是一个包含了许多因素的复杂问题。我认为，如果更多的学院派科学家参与测试或者进行其他类型的实验，这个领域会取得更长足的进展。而在这些问题上，学术机构参与得实在太少。我们中有许多人很早就强烈要求共享更多资料，我能够理解学术界的那些担忧。

另一方面，我曾经问过那些公司，为什么不提供一些种子给学院派科学家作研究用。有些公司指出，关于转基因作物的使用，过去20年来已经有过许多学术研究，它们不是不够完善，就是实验设计存在问题。结果，对这样的研究进行后续调查的许多其他科学家浪费了大量精力。

举个例子吧，有报道说抗虫玉米的花粉能够毒害大斑蝶和其他蝴蝶的幼虫，于是许多人做出结论认为转基因玉米对大斑蝶的数量具有破坏性影响。这个发现被媒体广泛引用，美国农业部为此花费了大量的精力和资金去彻底调查此事，结果发现大斑蝶幼虫只有在非常严格的条件下才可能会受到影响：比如，玉米授粉的时间和地点与大斑蝶幼虫生长的时间和地点吻合——这种巧合是非常非常罕见的。

此外，由于抗虫转基因玉米减少了化学杀虫剂的使用量，结果还增加了蝴蝶和其他昆虫的数量。从类似的这些例子可以看出，公司有理由担心一些学术研究的质量，觉得在这些情况下他们得不偿失。但公司仍可从学院派科学家在转基因作物方面的优秀研究中大大获益，我希望将来在农业生物技术领域，公共部门和私人部门的科学家能够有更多的合作，而不是怀疑。

《科学美国人》：如果转基因作物突然退出市场，会有什么后果？

在美国，食品的价格会有适当的上调，因为由于使用了转基因作物，目前食物的生产效率普遍较高，使得食物价格较低。我们不得不回过头去采用那些比较古老的生产方式，这会导致种植密度和亩产产量的降低。我们很可能会看到，为了增加总产量，人们只能增加种植面积，包括使用一些贫瘠土地。在美国和其他国家，农用化学制剂的使用量会明显增加，由此带来的健康问题也将增加。虽然过去20年植物育种有了长足发展，但是如果没有生物技术辅助，一些主要的商业农作物，比如玉米、大豆和棉花的产量会比现在更低。如果全球作物总产量下降，贫穷国家受到的影响将比富裕国家更大。相比有强大食品农业生产基础的国家，农业不发达国家会遭受更多损失。

in brief

转基因作物的角色

一位开发转基因食品的先驱，被任命为美国农业部食品与农业研究院的院长，这是一个很有影响力的职位。

罗杰·比奇坚持主张，转基因作物应该占据更重要的位置，他认为转基因作物为不使用化学制剂的可持续农业提供了基础，它们对环境的好处远大于常规的害虫和杂草控制措施。

与此同时，反转基因食品的人对比奇的上任表示非常懊恼。

比奇声称，如果没有转基因农作物，农民们将回到旧的农业生产方式，造成农业生产力下降，农产品价格升高，对健康不利的农业化学制剂的使用也将增加。

美国作物种植的玉米中，转基因玉米占了80%以上。

布伦丹·博雷利居住在纽约市，经常为《科学美国人》和《自然》撰写科学和环境方面的报道。