基改作物不利生态环境和生物多样性 ?

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文 / Gene Ng

反对基改作物,其中一个主要理由是,担心基改作物会对生态环境造成冲击,或基改作物取代多样作物,伤害生物多样性。这些忧虑在学理上并非无的放矢,这也是美国国家科学院组成委员会在五月发表的最新报告所要探讨的 [1]。

基改作物有害生态环境?

基改作物对生态环境的影响,有两种可能性,一是有昆虫毒素 Bt 的植物,其花粉可能伤害野生无害的昆虫,1999年《自然》(Nature)期刊上发表的论文,声称用带有基改 Bt 玉米花粉的一种杂草马利筋叶片饲喂美国大斑蝶,导致四成幼虫挂掉,由此引发基改作物环境安全性的争论 [2]。可是后续研究发表在 2001 年,指出在田野里侦测到的花粉浓度,其实不足以对斑蝶幼虫构成威胁。

基改作物的种植会导致外来品种的基因传播到野生物种中,并造成野生物种的基因污染。许多环境保护组织,包括绿色和平、世界自然基金会和地球之友等国际机构都持有该观点。然而,基因污染的现象,并不侷限在基改作物,传统育种也会产生新基因突变,“污染”野生物种改变后者的性状。

不过,美国国家科学院的委员会,审查这十几年的各种研究和论文,反而发现种植 Bt 基改作物的地区,昆虫物种多样性比施用农药的还高。他们也指出,虽然基因流(gene flow)确实有发生,有野生物种被遗传地“污染”,但他们并没有发现不良效果的证据 [1]。

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基改作物不利生物多样性?

反对基改的另一声浪,主要是批评基改作物会取代许多多样性的农作物品系。虽然这并非没有道理,但非基改的传统育种作物,也有相同的问题。过去几十年,由专业农艺专家育种出来的粮食或经济作物品系,逐渐取代由农民根据各地气温、土壤及口味等地方品系。然而美国国家科学院的委员会,并没发现引进基改作物而导致农作物多样性下降的证据 [1]。

由农艺专家育种出的作物品系,优点是生长快速、产量高,为了适应现代化的化肥、农药和灌溉等管理。高产量品系的广泛种植,让农作物品系单纯化,尽管有利农业管理,但若遇上新的病虫害,会因遗传过于均质化(homogenization)而抵抗力微弱的问题。

另外,过去着重的生长快速、产量高,虽然养了更多人口,避免马尔萨斯陷阱(Malthusian trap),但是现在全球气候变迁,以及过度灌溉或超抽地下水的海水倒灌,使得农作物面对过热和土地盐化的问题,加上工业化和环境污染,可耕地面积下降,未来农作物恐怕得面对需要耐热、耐旱、耐盐的问题。

种子银行,就能够提供大规模的遗传资源保存,让农艺学家再从中找到能适合环境变化的品系来进行育种。利用〈新基改技术更安全吗?〉一文提到的精准基因体编辑技术,能够准确地修改作物的基因体,但也需要有足够的遗传资源,来让科学家寻找相关性状的基因,所以遗传资源保育对未来基改技术来说相当重要。

所以未来基改技术和多样性保育必须并存。所以,无论基改作物或是传统育种作物,种子银行的建立和维持,是各国政府基于粮食安全的必须进行要务。另外,为何少数品系会取代多数品系而成为农业种植的主流,是因为现代社会追逐效率和产能,许多风味独特的品系因种植面积缩水,导致饮食口味贫乏。

可是,若能够利用未来基改技术,来改进风味独特的品系,让它们继续被农民或庄园种植。试想,如果能让更多品系高产,能够被农民或庄园接受的品系就会变多,使得我们在饮食上有更多的选择和多样性。因此,若善用未来基改技术,在提高效率和产量的同时,亦能保存饮食文化传统以及农作物的多样性也不一定。

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参考文献:

1. Committee on Genetically Engineered Crops: Past Experience and Future Prospects; Board on Agriculture and Natural Resources; Division on Earth and Life Studies; National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. Genetically Engineered Crops: Experiences and Prospects (2016). The National Academies Press. DOI: 10.17226/23395
2. Losey, J. E., Rayor, L. S. & Carter, M. E. Transgenic pollen harms monarch larvae. Nature 399, 214 (1999).
3. Scriber, J. M. Bt or not Bt: Is that the question? Proc. Natl Acad. Sci. USA 98, 12328-12330 (2001).

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