转基因的“前世今生”

所谓转基因，就是通过转基因工程技术将一种或几种外源性基因转移到某种特定的生物体内，并使其有效地表达出相应的产物，该过程称为转基因。以转基因生物为原料加工生产的食品，就是转基因食品。根据转基因食品来源的不同，可分为植物性转基因食品、动物性转基因食品和微生物性转基因食品。转基因可增加作物产量，降低生产成本，增强作物抗虫害、抗病毒等能力，提高农产品耐贮性。从世界上最早的转基因作物—烟草于1983年诞生，到美国孟山都公司转基因食品研制的延熟保鲜转基因西红柿，1994年在美国批准上市，转基因食品的研发迅猛发展，产品品种及产量也成倍增长，转基因作为一种新兴的生物技术手段，它的不成熟和不确定性，使得转基因食品的安全性，成为人们关注的焦点。

今天，让我带着大家梳理转基因的前世今生，从科学角度理性看待转基因真的不安全吗？

人类在生命的历史长河中只占很短的一刹那。整个宇宙、地球和生命的演化都是以亿年为单位，而我们人类到目前只存在了200多万年。在200万年间，人类经历了三个重要的时代。第一个称为狩猎采集时代，那个时候我们以追逐动物、采集野果生存下去。所有的生命都有两个最基本的需求，第一是生存下来，要生存下来就必须要寻找吃的；第二是繁殖下去，必须要生存下来才能够繁殖下去。事实上，人类在狩猎采集时代就已经通过对火的掌控，开始影响自然。民以食为天，哪怕原始时代的人类都必须要生存、吃饱饭，这是我们改良植物和动物的原动力。到1万年前左右，全世界各地产生了农作物和动物的驯化，于是我们开启了一个新的时代，也就是农耕时代。人类对野生植物进行驯化、改良，逐渐改变成了我们现在的栽培植物和动物。后来，我们又进入第三个时代——工业革命时代，到现在已经有200多年时间。

历史的发展在1万年前这个转折点之后变得非常快，人类对自然的影响也逐渐变大。我们学会了驯化植物和动物，获得更多的食物来源，后来还学会了利用蒸汽机、电机等科技产品来为人类服务，当然也学会了基因的转移。

杂交：转基因的前世

那么究竟什么是基因，什么是转基因？说起来很简单，基因就是携带的遗传信息的DNA片段，生物体内所有细胞里都有基因，它决定了生物的性状。俗话说：种瓜得瓜，种豆得豆，那就是因为它们含有不同的基因。而转基因就是将基因从一个生物体转到另一个生物体的过程，转基因的目标是为了改良作物，获得更好的优良品种。举例来说，棉花不抗虫，必须喷洒很多农药防治害虫，最后虫产生了抗药性，浸泡在农药里面都不会死。于是人类就采取另外一个替代办法，把抗虫基因转移到棉花植株里，这样就培育出了能够抗虫的转基因棉花。其实在自然界中，基因的转移十分普遍。我们经常看见风和昆虫能够帮助植物传粉，产生后代，这个过程我们称之为天然杂交，其实就是大自然中的转基因过程。举个具体例子，比如说在一排紫色的玉米周围再种几排白色的玉米，通过风媒自然传播花粉，就可以产生紫色白色相间的后代，这也就是市场上花色玉米的来源。再比如说，我们所熟悉的骡子，就是驴和马一不小心天然杂交产生的后代。骡子的体格强壮、力气很大，是因为有杂种优势的原因。这些都是自然界中天然转基因的过程。人类学习和效仿大自然，创建了人工杂交。到目前为止，人工杂交已经有了大约200多年的历史，比如说红花和白花的植物杂交，就会出现出开着不同颜色花的后代。农学家也学会了这种方法，将具有抗性或高产性状的品种与推广品种进行杂交，便可以得到高产而不需施用农药的农作物品种。当年袁隆平先生就是通过人工杂交，将野生稻的雄性不育基因转移到了栽培水稻，创造出了举世闻名的杂交水稻。还有很多类似的例子，都是用利用人工杂交方法，将野生近缘种或者同一个物种的基因，转移到另一个物种或品种，获得高产、优质、抗病等性状的优良品种。我们将这一类利用天然杂交和人工杂交实现基因转移，创造遗传变异，培育优良品种的方法，都称为转基因的前世。因为它更多的还是人工模拟自然环境中的有性生殖过程，在有性杂交可能实现的前提下面来进行的基因转移。

转基因的“今生”

人工杂交并不能解决所有转基因的问题，我们面临的困难是由于物种之间的生殖隔离，有些物种之间根本没法进行人工杂交。像我们说的种瓜得瓜，如果瓜里包含有优良基因，我们就没有办法通过杂交把它转移到豆里面去。还有些微生物包含有益的基因（例如抗虫基因），我们要想通过人工杂交将抗虫基因转移到棉花，那门都没有。怎么办呢？于是人类需要利用新的技术方法来达到转基因的目的，而利用生物技术转基因，就是一种非常有效的手段。红薯便是一个很好的例子。通过微生物感染，其他物种的基因进入其中，而且与之共存，带来新的性状，于是人类又学会了这一新方法来进行基因转移。如果我们在微生物或动物里发现了一个非常有用的基因，就可以利用生物技术把基因从微生物或动物中分离克隆出来，再找一辆“车（质粒）”，把这个基因装载和固定在车上。科学家可以用这个“车”来感染一种微生物，让它不断繁殖生产出许多基因的拷贝，再通过这个微生物把基因送到宿主——希望改良的植物细胞中。这个时候，来源不同的某个基因（比如抗虫、抗病、高产和优质基因）都可以转移到目标植物品种的细胞中。随后我们再把这些携带有优良基因的细胞或组织培养成小苗，每一颗小苗里面就都包含了这样的优良基因，待小苗长成以后就形成了转基因植物。这便是现代生物技术转基因的方法，尽管过程与杂交不一样，但目标都是为了改良农作物的性状，培育优良品种。从前我们依靠天然杂交和人工杂交来改良品种，都有碰运气的情况。如果运气好，有用的基因就转移到了品种中，运气不好就不一定成功，不一定能培育出可量产、优质的品种。但是利用转基因生物技术，我们就可以非常精准地掌握控制转基因，这就是转基因“今生”的意义。例如，我国培育的转基因抗虫棉花及其产业化拯救了我国的棉花产业。由于棉铃虫产生了极强的抗药性，依靠喷洒农药已经没法控制住害虫，即便一个星期喷两、三次化学农药都不会有效，因此转基因抗虫棉花的产业化具有极为重要和深刻的意义。如果没有这个先进技术，不使用转基因抗虫棉花，我们现在就不可能会有如此大面积的棉花种植，因为害虫都把棉花吃光了。同时，这个技术也在全国范围内大大降低了化学农药的喷洒量。

我们如今面临非常艰巨的粮食安全问题，全球人口在不断地增长，但耕地面积和其它资源在不断地减少。截至2019年8月17日，有登记的全球人口总数量约为76亿，联合国人口基因会预计到2100年全球的人口数量达112亿。今年4月联合国发布2019年全球粮食危机报告，2018年53个国家和地区1.13亿人处于严重饥饿状态。而在人口不断增加的情况下，要靠扩大耕地的面积来提高产量，显然是非常困难的。在这样紧迫的环境下，我们还必须保证每一个人都有饭吃，这就要求我们必须提高农业生产效率——在不断减少的土地上获得更高的农业产出。

对于病虫害，如果不采用新技术的替代产品，我们就只有继续大量使用化学农药。但我国已经遭到巨大破坏和日益恶化的农业生态环境不允许继续大量使用化学农药。我国每年施用的化学农药、杀虫剂是以百万吨级来衡量的，而化肥的使用要以千万吨级来衡量。更重要的是，这些化学农药最终会通过食物链富集到老百姓的餐桌上来，带来严重的食品安全问题。

我们不愿意在农田中使用更多的农药、更多的化肥，农业生态环境已经遭受严重的破坏了，我们显然不愿意雪上加霜。靠增加农药、化肥投入来增产这条路也不是理想之路。利用丰富的基因资源，结合高新技术，才能更高效地生产出绿色、有益的产品来满足人类不断增长的需求。

从前我们依靠天然杂交和人工杂交来改良品种，都有碰运气的情况。如果运气好，有用的基因就转移到了品种中，运气不好就不一定成功。但是利用转基因生物技术，我们就可以非常精准地掌握控制转基因，这就是转基因“今生”的意义。提到转基因许多人可能会想，我有没有吃过转基因食品呢？其实，只要你吃过红薯，那么你一定吃过转基因食品，因为在红薯的起源演化过程中，大自然通过农杆菌给它进行了转基因。而人类就是学习了大自然中的这个过程，才发展出了今天的转基因技术。

人类的需求不断增长，而自然的杂交速度已远远赶不上人类对物质需求的速度，我们就需要运用科学技术来突破，转基因就是这样的技术，它是人类历史长河中必然会产生的产物，且会不断前进。我们不应用一捆子打死的态度看待转基因问题，应理性科学看待，转基因是人类的大势所趋。