转基因技术近距离接触:杂草、农民、玉米和鲑鱼(一)

(本文主要由专题文章《案例分析:细细端详转基因作物》(Case studies: A hard look at GM crops)[1]和新闻《转基因鲑鱼即将获得审批》(Transgenic salmon nears approval)[2]相关内容编译而成,这是第一部分。)

编译:UnknownC4

在关于转基因食品和转基因作物的争论中,人们很难确定究竟哪些说法有科学依据支持,哪些说法是纯粹的立场之争,而哪些说法则是捕风捉影。转基因作物相关的技术在近二十年的商业化过程中已经有了长足的发展。支持者认为它使得农业收入增长了至少980亿美元,同时节省了大约47.3万吨的杀虫剂。反对者则质疑转基因技术对环境、社会以及经济上的这些影响。

研究人员、农民、社会活动家以及转基因种子公司都十分坚定地推广自己的论点,但相应的科研数据却有很多不完备甚至矛盾的地方。而在这些充满文字游戏的辩论里,事实愈发显得扑朔迷离了。一如荷兰瓦赫宁根大学暨研究中心的农业社会经济学家 Domonic Glover 所说“这种争论总是在原地踏步,这实在令人非常沮丧。双方好像是鸡同鸭讲,连对于哪些证据或哪些问题更重要这样的事情,双方都要各执己见。”

于是这里《自然》杂志将针对几个比较重要的问题进行探讨,包括转基因作物是否促使了抗除草剂的杂草(反对者称“超级杂草”)的产生,转基因作物是否导致印度农民大量自杀,转基因作物的外源基因对其它作物的影响,以及最近转基因鲑鱼计划究竟前途如何。从这些问题的探讨中,我们可以看到看上去很容易的事实问题,是如何在不同立场以及文化的作用下,变得如此纷繁复杂。

转基因作物与抗草甘膦杂草

首先让我们看看转基因技术和抗除草剂杂草的关系。乔治亚州 Ashburn 市的农业咨询师 Jay Holder 大概在五年前,首次在自己客户的转基因棉花田里,发现了长芒苋(Amaranthus palmeri)这种杂草。对于美国东南部的农民来说,长芒苋是一种很令人头痛的杂草,它会跟棉花争夺水分、养分和阳光,很快就能占领整片农田。

长芒苋作为一种抗除草剂的杂草已在很多美国棉田落地生根

从20世纪90年代后期开始,美国农民广泛使用了抗除草剂草甘膦(即孟山都所产的除草剂“农达”成分)的转基因棉花。而草甘膦和转基因棉花很快成为一对黄金拍档,直到最近为止。2004年乔治亚州只有一个县发现了抗草甘膦的长芒苋,到2011年,有76个县发现了这种杂草。Holder 说:“现在情况是,乔治亚州近半数的棉花田都被这种杂草占领了。”(乔治亚州共159个县)

有些科学家和反转组织警告说,转基因作物会导致农民滥用草甘膦,这样会促使很多杂草自己进化出抗除草剂的性状。而自从1996年抗农达作物商业化以来,已有24种抗草甘膦的杂草被发现。不过值得一提的是,不管农民是不是种植转基因作物,杂草对除草剂的耐受始终是一个大问题。例如大约有64种杂草可以耐受名为“草脱净”(atrazine)的除草剂,而并没有所谓抗草脱净的转基因作物。更多例子可以参加附图1:“超级杂草”的兴起。

尽管如此,我们还是不得不承认,抗草柑膦作物的问题在于,它们的成绩太过显赫了。之前的农民都会轮换使用多种除草剂,同时还会使用深垦和松土这些会劣化表层土壤质量并释放大量二氧化碳的除草方法。前者减缓了抗除草剂杂草的进化,而后者完全不会导致杂草耐受。转基因作物出现后,农民可以只使用一种除草剂来解决杂草问题,即毒性更低并能杀灭更多种杂草的草甘膦。而人们也不再轮种不同的作物来延缓杂草耐受的问题,而是一年又一年地坚持种植抗除草剂的转基因作物。

孟山都公司也推荐农民采用这样的做法,他们认为,只要使用得当,抗草甘膦的杂草很难在自然环境下产生。直到2004年孟山都还发布了一项多年研究表明,轮作不同的作物或者更换使用不同的除草剂并不能避免杂草耐受的问题。在孟山都推荐的剂量下,施用草甘膦的会很有效地杀灭杂草,而正如孟山都杂草防治部门的技术负责人 Rick Cole 当时在某商业杂志广告中所说,“死了的杂草不会对除草剂产生耐受”。问题是,这一研究[3]受到了同行的批评:研究中使用的试验田实在太小,以至于不管你使用何种耕种方式,产生杂草耐受的几率都是微乎其微。

根据 Ian Heap,位于美国俄勒冈州 Corvallis 市的国际抗除草剂杂草调查会会长的结论,全世界已有18个国家发现了抗草甘膦的杂草,而这种杂草对巴西、澳大利亚、阿根廷和巴拉圭造成了比较严重的影响。孟山都现在也对草甘膦的态度有所转变,开始推荐农民混用不同的除草剂以及深犁等手段来除草。但他们不认为自己是造成这一问题的原因,Cole 向《自然》表示说:“对这一杂草控制体系过于自信以及经济利益的驱动,使得人们使用的除草剂变得单一化了。”

当然我们必须说明的是,抗草甘膦的转基因作物在大规模种植下比常规作物更为环保。位于英国 Dorchester 市的咨询公司 PG Economics 的研究发现,1996年到2011年间,抗草甘膦棉花的种植减少了1.55万吨除草剂的使用,比起常规棉花而言少了6.1%[4]。同时如果用环境影响商数(Environment impact quotient,一项包括了杀虫剂对野生动物影响等因素的环保指标)来衡量的话,转基因作物使得这一指标改善了8.9%。由 PG Economics 副总监 Graham Brookes 参与完成的这一企业出资的研究,被很多科学家认为是在人类对环境影响的领域,最为全面和权威的研究之一。

问题是,这种效果可以持续多久。目前农民对付那些耐受草甘膦的杂草的手段就是使用更多的草甘膦、辅以其它除草剂和深垦等手段。而根据宾夕法尼亚州立大学的植物生态学家 David Mortensen 的研究,转基因作物会使得美国每公顷使用的除草剂量从2013年的每公顷1.5千克增长到2025年的每公顷3.5千克[5]。

为了向农民提供更新的杂草防治方案,孟山都以及其它生物科技公司,如位于美国印第安纳州 Indianapolis 的陶氏益农(Dow AgroSciences)等,都在研发抗不同除草剂的作物品种,而这些品种可能在几年内上市。但 Mortensen 认为这些新技术总有一天也会失去作用。

可是根据以色列 Rehovot 市维兹曼科学院的杂草科学家 Jonathan Gressel 的说法,完全放弃化学除草剂是不现实的。化学除草剂比深垦或松土等手段要有效得多,同时也更保护环境。他认为“如果农民使用更可持续的农业手段的话,混用几种化学除草剂可以解决更多问题。”

转基因技术与印度棉农

接着是印度棉农的问题。印度的环保人士暨女权主义者 Vandana Shiva 在三月份的一次采访中又一次重复了这一耸人听闻的数据:“自从孟山都进入印度种子市场以来,印度有27万农民自杀,这简直是种族灭绝。”

这一说法是基于印度全国从上世纪九十年代开始上升的自杀率而来,而自从孟山都2002年进入印度种子市场以来,像这样的大公司压迫农民的故事就一而再再而三地出现。

Bt 抗虫棉最初的起步并不顺利。这种抗虫棉带有从苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)中得来的一个基因,从而有了抗虫的性状。它的种子最初比印度本地的杂交棉种价格要贵五倍,于是有人就想出了把 Bt 棉种和杂交棉种混起来卖的主意,这样最后的“抗虫棉种”价格可以有所降低。问题是,这种冒牌抗虫棉以及错误的使用方法最后导致农民蒙受了经济上的损失。而那些身处穷乡僻壤而又无法轻易借贷的农民,最后不得不走上高利贷的道路。

但是正如 Glover 所说,“把农民自杀完全归罪于 Bt 抗虫棉是毫无道理的”。尽管经济压力是印度农民自杀的重要因素之一,Bt 抗虫棉的引进并没有使印度农民的自杀率有实质性的变化。

位于美国华盛顿特区的国际食品政策研究所的研究人员通过收集印度自杀以及Bt 抗虫棉的政府数据、学术论文以及媒体报道分析得出了同样的结论。该结论发表于2008年[6],并在2011年追加了新的数据[7]。结论表明,尽管印度全国的自杀人数从1997年的每年不到10万人上升到了2007年的每年12万人,农民的自杀人数却稳定在每年两万人左右。

而根据位于德国 Göttingen 市的哥廷根大学的农业经济学家 Matin Qaim 的说法,Bt 抗虫棉在它艰难的起步之后,大大造福了印度的农民。Qaim 在对 Bt 抗虫棉在过去十年里在印度造成的社会和经济影响进行了研究后发现,2002年到2008年间,由于减少了虫害,单位产量增加了24%。[8] 与此同时,由于产量增加,农民的平均利润上升了50%。 (见附图2) 考虑到这样的利润,难怪印度现在超过90%的棉花都是转基因品种。

圣路易斯华盛顿大学的环境人类学家 Glenn Stone 则说目前 Bt 抗虫棉导致产量增加还缺乏证据。他通过田间研究[9]以及对印度 Bt 抗虫棉相关文献的调研[10]认为大多数认为 Bt 抗虫棉能提高产量的研究都只针对了很短的时期,通常只是在技术刚普及的阶段。而这会导致偏差:最早接受那些技术的农民通常是更富裕、教育程度更好的那一群,而他们农场的常规棉产量也比平均水平高。而因为他们对价格昂贵的转基因棉花格外照顾,产量也会上升。而现在的问题是,印度几乎看不到常规棉花,所以很难再比较。Qaim 同意有很多研究着重短期效果的说法,但他自己在2012年发表的研究中,特别去除了这些短期研究的偏差,仍然发现转基因棉花对农民有益。

Glover 认为,Bt 抗虫棉并未造成农民自杀,当然也不是产量提升的唯一原因。“任何针对这一技术成功与否的单一结论都太过于草率,印度的故事还在发展之中,而我们还没有完整而确定的结论。”(待续)

参考文献与链接
  1. http://www.nature.com/news/case-studies-a-hard-look-at-gm-crops-1.12907
  2. http://www.nature.com/news/transgenic-salmon-nears-approval-1.12903
  3. Wilson, R. G. et al. Weed Technol. 21, 900–909 (2007).
  4. Brookes, G. & Barfoot, P. GM Crops Food; preprint at http://go.nature.com/q8rmke (2013).
  5. Mortensen, D., Egan, J. F., Maxwell, B. D., Ryan, M. R. & Smith, R. G. BioScience 62, 75–84 (2012).
  6. Gruère, G. P., Mehta-Bhatt, P. & Sengupta, D. Bt Cotton and Farmer Suicides in India. Discussion paper 00808 (International Food Policy Research Institute, 2008).
  7. Gruère, G. & Sengupta, D. J. Dev. Stud. 47, 316–337 (2011).
  8. Kathage, J. & Qaim, M. Proc. Natl Acad. Sci. USA 109, 11652–11656 (2012).
  9. Stone, G. D. World Dev. 39, 387–398 (2011).
  10. Stone, G. D. Econ. Polit. Weekly 47, 62–70 (2012)

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