【文章內(nèi)容簡介】 國、日本、法國、德國的政府首腦聯(lián)合發(fā)表聲明，祝賀人類基因組序列圖繪制成功。 、治理 環(huán)境污染 解決能源危機(jī) 我們?nèi)粘Ｉ钪械拿恳粋€方面，包括衣、食、住、行都離不開能源。目前，石油和煤炭 是我們生活中的主要能源。然而，地球上的這些化石能源是不可再生的，也終將枯竭，尋找 新的替代能源將是人類面臨的一個重大課題。生物能源將是最有希望的新能源之一，而其中 又以乙醇最有希望成為新的替代能源。 遠(yuǎn)古時代，人們就已開始了乙醇的發(fā)酵生產(chǎn)。但由于它使用谷物作為原料，且發(fā)酵得率 較低，成本較高，不適合于能源生產(chǎn)?？茖W(xué)家們希望找到一種特殊的微生物，這種微生物 可 以利用大量的農(nóng)業(yè)廢棄物如雜草、木屑、植物的秸稈等纖維素或木質(zhì)素類物質(zhì)或其他工業(yè)廢 棄物作為原料。同時改進(jìn)生產(chǎn)工藝以提高乙醇得率，降低生產(chǎn)成本。 通過微生物發(fā)酵或固定化酶技術(shù)，將農(nóng)業(yè)或工業(yè)的廢棄物變成沼氣或氫氣，也是一種取 之不盡，用之不竭的能源。 生物技術(shù)還可用來提高石油的開采率。目前石油的一次采油，僅能開采儲量的 30％。 二次采油需加壓、注水，也只能獲得儲量的 20％。深層石油由于吸附在巖石空隙間，難以 開采。加入能分解蠟質(zhì)的微生物后，利用微生物分解蠟質(zhì)使石油流動性增加而獲 取石油，稱 之為三次采油。 環(huán)境保護(hù) 傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程大多在高溫高壓下進(jìn)行，呈現(xiàn)在人們面前的幾乎都是大煙囪冒濃 煙的景象。這是一個典型的耗能過程并帶來環(huán)境的嚴(yán)重惡化。如果改用生物技術(shù)方法來生產(chǎn)， 不僅可以節(jié)約能源還可以避免環(huán)境污染。例如用化學(xué)方法生產(chǎn)農(nóng)藥，不僅耗能而且嚴(yán)重污染 環(huán)境，如改用蘇云金桿菌生產(chǎn)毒性蛋白，既可節(jié)約能源而且該蛋白對人體無毒。 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及石油、化工等現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，開發(fā)了一大批天然或合成的有機(jī)化合物， 如農(nóng)藥、石油及其化工產(chǎn)品、塑 料、染料等工業(yè)產(chǎn)品，這些物質(zhì)連同生產(chǎn)過程中大量排放的 工業(yè)廢水、廢氣、廢物已給我們賴于生存的地球帶來了嚴(yán)重的污染。目前已發(fā)現(xiàn)有致癌活性 的污染物達(dá) 1100 多種，嚴(yán)重威脅著人類的健康。但是小小的微生物有著驚人的降解這些污 染物的能力。人們可以利用這些微生物凈化有毒的化合物、降解石油污染、清除有毒氣體和 惡臭物質(zhì)、綜合利用廢水和廢渣、處理有毒金屬等作用，達(dá)到凈化環(huán)境、保護(hù)環(huán)境、廢物利 用并獲得新產(chǎn)品的目的。 、生產(chǎn)貴重金屬 制造工業(yè)原料 利 用微生物在生長過程中積累的代謝產(chǎn)物，生產(chǎn)食品工業(yè)原料，種類繁多。概括起來，主 要有以下幾個大類：①氨基酸類，目前能夠工業(yè)化生產(chǎn)的氨基酸有 20 多種，大部分為發(fā)酵 技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品，主要的有谷氨酸 (即味精 )、賴氨酸、異亮氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、纈氨 酸等；②酸味劑，主要有檸檬酸、乳酸、蘋果酸、維生素 C 等；③甜味劑，主要有高果糖漿、天冬精 (甜味是砂糖的 24 加倍 )、氯化砂糖 (甜味是砂糖的 600 倍 )。 發(fā)酵技術(shù)還可用來生產(chǎn)化學(xué)工業(yè)原料。主要有傳統(tǒng)的通用型化工原料如乙醇、丙酮、 丁醇等 產(chǎn)品。還有特殊用途的化工原料，如制造尼龍、香料的原料癸二酸，石油開采使用的 原料丙烯酰胺，制造電子材料的粘康酸，制造合成樹脂、纖維、塑料等制品的主要原料衣康 酸，制造工程塑料、樹脂、尼龍的重要原料長鏈二羧酸，合成橡膠的原料 2， 3— 丁二醇， 合成化纖、滌倫的主要原料乙烯等。 生產(chǎn)貴重金屬 在冶金工業(yè)方面，高品位富礦不斷耗盡。面對數(shù)量龐大的廢渣礦、貧礦、尾礦、廢礦， 采用一般的采礦技術(shù)已無能為力，惟有利用細(xì)菌的浸礦技術(shù)才能對這類礦石進(jìn)行提煉?？山? 提的金屬包括金 、銀、銅、鈾、錳、鉬、鋅、鈷、鎳、鋇、鉈等 10 多種貴重金屬和稀有金 屬。 四、 生物技術(shù)的安全及其對倫理、道德、法律的影響 生物技術(shù)是一把雙刃劍。人們在享受生物技術(shù)所帶來的種種好處的同時，生物技術(shù)也可 能給人類社會帶來意想不到的沖擊，可能產(chǎn)生人們始料不及的嚴(yán)重后果。人們的擔(dān)憂主要來 自以下幾個方面： (1)基因工程對微生物的改造是否會產(chǎn)生某種有致病性的微生物，這些微生物都帶有特 殊的致病基因，如果它們從實(shí)驗(yàn)室逸出并且擴(kuò)散，有可能造成類似鼠疫那樣的可 怕疾病的流 行。 (2)轉(zhuǎn)基因作物及食品的生產(chǎn)和銷售，是否對人類和環(huán)境造成長期的影響，擅自改變植 物基因是否可能引起一些難以預(yù)料的危險。 (3)分子克隆技術(shù)在人類身上的應(yīng)用可能造成 巨大的社會問題，并對人類自身的進(jìn)化產(chǎn)生影響；而應(yīng)用在其他生物上同樣具有危險性，因 為所創(chuàng)造出的新物種有可能具有極強(qiáng)的破壞力而引發(fā)一場浩劫。 (4)生物技術(shù)的發(fā)展將不可避免地推動生物武器的研制與發(fā)展，使籠罩在人類頭上的生 存陰影越來越大。 (5)動物克隆技術(shù) 的建立，如果被某些人用來制造克隆人、超人，將可能破壞整個人類 社會的和平。 應(yīng)該說，這種種憂慮在理論上都是有一定道理并且都有其現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，因此，人們從生物 技術(shù)誕生那天起就一直對其加以關(guān)注并采取防御措施。 人們除了對生物技術(shù)的安全性表示關(guān)注外，近年來人們對生物技術(shù)可能帶來的對人類社會的倫理、道德、法律的沖擊越來越關(guān)注。目前人們關(guān)注的主要在以下幾個方面： (1)轉(zhuǎn)基因技術(shù) 某些宗教團(tuán)體禁止食用的動物基因轉(zhuǎn)入他們通常食用的動物中，這 可能觸怒這些團(tuán) 體，例如將豬的基因轉(zhuǎn)入綿羊；將動物基因轉(zhuǎn)入食用植物可能會引起一些素 食主義者的特別關(guān)注；用含人類基因的生物體作為動物飼料而可能引發(fā)的倫理問題。 (2)動物克隆技術(shù) 上面已經(jīng)提到人的克隆可能對人類社會的破壞。從法律層面看， 人的克隆同樣給人們帶來困擾，提供體細(xì)胞的人與被克隆的人從法律上看是父子、母子或兄 弟 。 (3)人類基因組與基因診斷技術(shù) 一個人的遺傳信息 (基因組序列 )是不是一種隱私基 因診斷過程會不會侵犯個人隱私 。 保險公司或工廠的顧主是否有權(quán)力要求投保人或 被雇傭者 進(jìn)行基因組檢測，預(yù)測他們將來可能罹患某些疾病，再決定是否接受投?；蚬蛡?。 五、 轉(zhuǎn)基因技術(shù)與食品 現(xiàn)代生物技術(shù)始源于早期的食品和飲料發(fā)酵，從那時候起，人類就已經(jīng)采用各種方法來 促進(jìn)用于食品生產(chǎn)的微生物、動植物品種的進(jìn)化朝著有益的方向進(jìn)行，并形成了傳統(tǒng)方法。 而現(xiàn)在，隨著遺傳學(xué)知識的增長，基因工程正越來越多地被運(yùn)用于許多育種計(jì)劃中，它們不 僅可以達(dá)到傳統(tǒng)方法所能達(dá)到的目的，而且具有兩大優(yōu)點(diǎn)：第一，可以更精確，更具有可預(yù) 測性地控制基因的引入；第二，可以在非近親的物種中 引入基因，而這些是傳統(tǒng)方法所無法 做到的?，F(xiàn)在，一些依靠基因工程手段培育出來的轉(zhuǎn)基因作物已經(jīng)大量投入生產(chǎn)，進(jìn)入市場， 而轉(zhuǎn)基因動物也即將進(jìn)人市場?；蚬こ淌称芬呀?jīng)在不知不覺中擺上我們的餐桌，寫進(jìn)我們 的食譜。盡管大多數(shù)基因工程食品看起來與普通食品并沒有什么兩樣，但它們有的更耐貯藏， 有的在生長過程中可以抵御嚴(yán)寒和病蟲的危害，而且有些基因工程食品吃起來味道更鮮美， 營養(yǎng)更豐富，具有更高的經(jīng)濟(jì)效益。但轉(zhuǎn)基因生物在食品、工農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域產(chǎn)生重 大經(jīng)濟(jì)效益的同時，人們亦對其可能和已經(jīng)帶來的危 害提出了質(zhì)疑，這種擔(dān)心主要集中在三 個方面：轉(zhuǎn)基因動植物的大規(guī)模種植 (養(yǎng)殖 )對環(huán)境造成的污染；食用轉(zhuǎn)基因食品對人類健康 造成的危害；轉(zhuǎn)基因食品對一些社會倫理觀念及道德規(guī)范造成的危害。 近二十年來的基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到了最廣泛的應(yīng)用，主要作物如玉米、大豆、 棉花等的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品產(chǎn)量已占到了相當(dāng)大的份額。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到 2020 年，世界上共有 4400 萬公頃的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物，其中絕大多數(shù)是在北美地區(qū)，其余的分布在澳大利亞、法國、西班 牙、阿根廷、墨西哥和南非等少數(shù)國家 。美國、巴西、阿根廷等國是目前世界上的主要轉(zhuǎn)基 因農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)大國和出口大國。僅以大豆為例，美國目前轉(zhuǎn)基因大豆的種植面積已超過了 50％，而在阿根廷，大豆中有 95％是轉(zhuǎn)基因品種。 2020 年，在全球轉(zhuǎn)基因大豆播種面積達(dá) 58％。據(jù)美國農(nóng)業(yè)部的預(yù)測， 2020 年世界大豆產(chǎn)量可能會達(dá)到 1． 83 億噸，與 2020 年的 1． 74 億噸相比，增幅可達(dá) 5． 2％。這其中的大部分，又是來自像美國、巴西、阿根廷這樣的轉(zhuǎn)基因大豆生產(chǎn)大國。但是，隨著種植面積的增加，一些與轉(zhuǎn)基因作物種植所帶來的后果相關(guān)的事件 引起了人們的關(guān)注。 加拿大“超級雜草”事件。 1995 年，加拿大首次商業(yè)化種植了通過基因工程改造的轉(zhuǎn) 基因油菜。但在種植后的幾年里，在其農(nóng)田中發(fā)現(xiàn)了擁有多種耐抗除草劑特性的野草化油菜 的植株，即“超級雜草”。如今，能夠同時擁有三種以上抗除草劑性質(zhì)的雜草化油菜在加拿 大的草原農(nóng)田里已非常普遍。原因只是一些轉(zhuǎn)基因油菜籽在收獲時掉落，留在了泥土中，來 年它們又重新萌發(fā)。如果在這片田地上種下去的不是同一個物種，那么它們萌發(fā)就變成了一 種不受歡迎的野草，農(nóng)民們通常就會把它們除去。然而，可 以同時抵抗三種除草劑的野草化 的油菜不但很難鏟除，而且還會通過交叉?zhèn)鞣鄣确绞?，污染同類物種，使種質(zhì)資源遭到破壞。 墨西哥玉米基因污染事件。作為美洲最重要的糧食作物，玉米是美洲土著人的衣食父母， 被印地安人親切地稱為“玉米媽媽”。 1991 年，《自然》雜志上發(fā)表了一篇鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的 論文，該研究聲稱在墨西哥傳統(tǒng)玉米品種中發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)基因玉米的 DNA。該文作者是加利福 尼亞大學(xué)伯克利分校的微生物生態(tài)學(xué)家 David 和 Ignacio，他們還公布了利用反向 PCR 技術(shù)獲得的結(jié)論，即一 旦轉(zhuǎn)基 因進(jìn)入傳統(tǒng)玉米中，它們便會在基因組中“跳躍”。他們警告說 種預(yù)料不到的影響．有可能會對傳統(tǒng)玉米的多樣性造成極大的危險。 2020 年 1 月，墨西哥 的環(huán)境部門出示了一份研究報告，該研究是由環(huán)境與自然資源部、國家生態(tài)研究所及國家生 物多樣性委員會共同做出的，研究結(jié)果表明，在墨西哥被調(diào)查的兩個偏僻山村里，高達(dá) 35 ％的原始玉米品種受到了轉(zhuǎn)基因玉米的污染。墨西哥國家生態(tài)研究所所長指出，轉(zhuǎn)基因玉米 使得墨西哥玉米的基因出現(xiàn)變化，如果不盡快采取措施，該國玉米寶貴的生物多樣性將遭到 破壞。 美國斑蝶事件。美國康奈爾大學(xué)昆蟲學(xué)家在 1999 年 5 出版的《自然》雜志上發(fā)表論文 稱，他們在實(shí)驗(yàn)室中研究發(fā)現(xiàn)，放養(yǎng)在抹有轉(zhuǎn) Bt(蘇云金桿菌 Bacillus thuringensis)殺蟲基因 玉米花粉的苦苣菜葉上的黑脈金斑蝶毛蟲發(fā)育緩慢，攝食量少，體重只是正常毛蟲的一半， 且死亡率高。他們由此推論，轉(zhuǎn) Bt 基因玉米中含有毒素，如果在大田中種植的轉(zhuǎn)基因玉米 花粉隨風(fēng)飄到附近的菜田里污染菜葉，會使那些以菜葉為生的非目標(biāo)昆蟲大量死亡。 2020 年在艾奧瓦州進(jìn)行的另一項(xiàng)目研究也支 持康奈爾科學(xué)家的觀點(diǎn)。 中國轉(zhuǎn) Bt 棉事件。 2(}02 年，在國內(nèi)的“轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境學(xué)術(shù)研討會”上所提出《關(guān) 于 Bt 棉在中國對環(huán)境影響的調(diào)查概要》中說，美國孟山度公司的轉(zhuǎn) BI 殺蟲棉破壞了中國 有的昆蟲生態(tài)平衡，使農(nóng)民長期依賴有害的殺蟲劑，從而破壞了環(huán)境。據(jù)估計(jì)，轉(zhuǎn) Bt 殺蟲 棉的產(chǎn)量大約占中國棉花總產(chǎn)量的 35％，面積約有 150 萬公頃，而其中 2／ 3 的轉(zhuǎn) Bt 殺 棉種子是由美國孟山度公司提供的。 以上四大事件在目前國際上關(guān)于轉(zhuǎn)基因作物污染的爭論中最具影 響力，毫無疑問，正是 這些研究和報告使得人們對轉(zhuǎn)基因作物的擔(dān)心日盛。在法國，不斷有環(huán)境保護(hù)主義者經(jīng)常采 取闖入試驗(yàn)田，把用于研究的轉(zhuǎn)基因作物連根拔起毀壞的行動來反對轉(zhuǎn)基因作物的研究。而 1999 年，包括法國在內(nèi)的歐盟 15 國中的 7 個國家也決定，在歐盟制定出關(guān)于轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品 標(biāo)識和蹤跡制度以前，暫停對新轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的開發(fā)研究。而大多數(shù)國家目前也都遵循同樣的 政策，即在不詳細(xì)了解轉(zhuǎn)基因作物對人類健康和自然環(huán)境造成影響的情況下，反對盲目進(jìn)行 商業(yè)開發(fā)，也不許將轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品投放市場。 那么，轉(zhuǎn)基因作物所造成的“污染”真的像人們想象的那么嚴(yán)重嗎 ?實(shí)際上，自從有了 農(nóng)業(yè)，千百年來人們一直在自覺或不自覺地改變著作物的基因構(gòu)成，就拿人工雜交這種對植 物“亂點(diǎn)鴛鴦”的做法來說吧，用一種作物的花粉使另一種作物受精，經(jīng)過雌雄配子的結(jié)合， 實(shí)質(zhì)上也是一種人為促使雙方遺傳物質(zhì)混合，改變作物基因組成的過程，因此，有人認(rèn)為傳 統(tǒng)的育種方式與現(xiàn)代基因工程并無本質(zhì)的區(qū)別，其最終的結(jié)果都是調(diào)整植物基因，使之產(chǎn)生 新的所需品質(zhì)。從這個意義上來說，轉(zhuǎn)基因作物的危害與人們頭腦中的觀念變 革具有很大的 關(guān)系。 讓我們來看看上述四大事件的后續(xù)爭論。 在美國斑蝶事件后，法國國家農(nóng)藝學(xué)研究所與美國明尼蘇達(dá)大學(xué)經(jīng)過兩年多