环境保护的新概念:基因污染

时间:2015-11-30 20:30:44  来源:转自百度百科  作者:  点击:

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     基因污染(Genetic pollution)指对原生物种基因库非预期或不受控制的基因流动。 外源基因通过转基因作物或家养动物扩散到其他栽培作物或自然野生物种并成为后者基因的一部分,在环境生物学中我们称为基因污染。基因污染主要是由基因重组引起的。
一、简介
    基因重组是不同基因通过酶促催化而产生转移、交换而重新组合的过程,能使生物表达出新的结构和功能特征。如果基因重组生物从实验室里扩散到自然界中,生物的新功能就有可能破坏生态平衡,从而产生基因污染。
    在掌握了嫁接、杂交方法改造生命的手段后,人类进一步学会了应用基因技术改造生命。基因工程的飞速发展,不但为人类创造了巨大的利益,同时也埋下了无穷的隐患。在基因技术的生物安全性并未彻底解决的同时,由于人类的急功近利,基因污染易发生。事实上,到21世纪初,基因污染已经在世界许多国家和地区发生,并且有进一步蔓延的趋势。从美国的“星联玉米事件”、加拿大的“转基因油菜超级杂草”,到墨西哥的“玉米基因污染事件”,越来越多的事实表明基因污染的威胁不容忽视。
二、污染的形成

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    20世纪70年代基因工程技术兴起时,基因重组实验必须在“负压”实验室进行。为了防止基因重组的生物当时主要是微生物不致进入人体或逃逸到外界,实验室设立了各种等级的物理屏障和生物屏障。虽然以后对非病原体基因工程实验的规定有所放宽,但有关生物安全的原则不变。各国政府对于基因重组实验颁布有相应的操作规程,以防范重组生物进入人体或扩散到实验室外。但是进入21世纪,基因重组生物还是堂而皇之地进入了大自然。不可否认,国际上对已推广的几十种基因工程作物在审批时均认真地考虑过它们对人体和环境的安全性,但考虑并不充分,认识也有局限性,更缺乏长期的数据。
    21世纪初,美国得克萨斯州一生产无公害即绿色食品玉米的农场,所生产的玉米因发现含有附近地区种植的基因工程Bt玉米的转基因成份,结果迫使这家农场将这批所谓“无公害”玉米全部销毁。研究表明,这是通过交叉授粉传播的。类似这种通过交叉授粉使基因工程玉米的Bt基因转移到传统玉米作物上,在欧洲和加拿大的许多送检样品中也发现过。美国大面积推广基因工程作物,使美国许多非转基因作物的种子中有0.01%~1%含有来自基因工程的转基因。这样的污染程度,连最挑剔的德国和日本粮食商也只好无奈地规定:进口北美传统作物的种子,其中转基因污染不超过0.1%就算合格。

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    由此看出,基因工程作物中的转基因能通过花粉风扬或虫媒所进行的有性生殖过程扩散到其他同类作物已是不争的事实。这是一种遗传学上称为“基因漂散”过程。其次,传统作物被转基因作物污染,从种植到成品,几乎每一个环节都有可能发生。在田间发生杂交是原始的污染,第二次污染则发生在没有清理干净的仓库和运输环节,致使传统作物的种子混杂有基因工程作物的种子。
    转基因作物中含有从不相关的物种转入的外源基因,例如,美国孟山都公司的转基因大豆含有矮牵牛的抗除草剂基因。这些外源基因有可能通过花粉传授等途径扩散到其他物种,生物学家将这种过程称为“基因漂移”(gene flow)。环保主义者则喜欢使用“基因污染”(geneticcon-tamination)的概念:外源基因扩散到其他物种,造成了自然界基因库的混杂或污染。
    基因污染可能在以下情况发生:附近生长的野生相关植物被转基因作物授粉;邻近农田的非转基因作物被转基因作物授粉;转基因作物在自然条件下存活并发育成为野生的、杂草化的转基因植物;土壤微生物或动物肠道微生物吸收转基因作物后获得外源基因。与其他形式的环境污染不同,植物和微生物的生长和繁殖可能使基因污染成为一种蔓延性的灾难,而更为可怕的是,基因污染是不可逆转的。 字串7
三、现状
动植物基因工程对自然环境的污染
    1976年,美国国家卫生研究院制定并公布了“重组DNA研究准则”,其目的就是为了保证基因工程的安全性。该准则除了规定禁止若干类型的重组DNA 实验以外,还就实验安全防护等制订了若干具体规定。将实验室的物理防护分为P1—P4 四个等级,生物防护分为EK1—EK3 三个等级。为了申请专利或争夺市场等原因,各生物工程公司、机构,不但未执行以上的准则,还在基因工程的技术安全性未被完全解决的情况下加速基因工程的推广。到2006年,美国农产品的年产量中55% 的大豆,45%的棉花,40%的玉米已逐步转化为通过基因改制方式生产。而由于大面积推广基因工程作物而导致转基因污染已是不争的事实。
    2002年2月,英国政府环境顾问“英国自然”提交的一份报告中,特意描述了加拿大转基因油菜超级杂草的威胁。到2006年,加拿大的农田里,同时拥有抗3种以上除草剂的杂草化转基因油菜非常普遍。这是由对不同除草剂具有抗性的转基因油菜植株之间交叉授粉实现的。而这种超级杂草的出现,距离加拿大首次种植转基因油菜的时间间隔只有2年。此外,在加拿大,转基因作物的基因还通过授粉的方式,漂流到了不含转基因农作物的农田和附近的野生植物当中。被污染的野生植物从转基因中获得了新的性状如耐寒、抗病、速长、抗除草剂等,因此具有更强的生命力。

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    转基因动物也具有危险性,如转基因鱼类和转基因无脊椎动物,都具有极强的繁殖能力或能向外界释放大量的生殖配子,在模拟系统的研究中,美国学者已证明,基因工程鱼的转基因成份能扩散到野生同类的种群中。除了直接后果外,因食物链引起的间接危险也不容忽视。基因工程Bt毒蛋白,能大规模地消灭害虫,但杀虫过程无法控制,这就可能造成以这些害虫的天敌(如昆虫和鸟类) 数量急剧下降。
    在苏格兰进行的一项研究发现,一种蚜虫吸收基因工程作物含Bt毒素的液汁,然后又被一种有益昆虫——甲虫捕食,Bt毒蛋白转移到甲虫身上,影响甲虫的繁殖。来自加拿大的研究报道,基因工程Bt作物还能毒杀另一种害虫大敌——膜翅类昆虫。在美国,科学家发现基因工程Bt 玉米花粉能毒杀一种非目标昆虫——洲大皇蝶。现代农业生态系统的新概念并非是消灭害虫,而是将其控制在不构成灾害的水平,但像Bt蛋白通过食物链的转移,对农业生态系统平衡的维持和实施传统的生物防治是一种严重的干扰,有可能打破自然界的生态平衡。
动植物基因工程对人类的潜在危险
    基因工程Bt杀虫作物产生的Bt毒蛋白可以从作物根部渗漏到土壤或随作物的叶子进入土壤,其毒性至少可保留7个月。因此被污染的土壤和水很可能对人类造成伤害。21世纪初,德国科学家发现基因工程油菜的转基因已经污染了蜜蜂体内肠道中的微生物;芬兰的研究人员发现,基因工程食物中存在的抗生素抗性基因能转移到人体肠道中的细菌内;英国的研究人员在实验室中证实,小白鼠在食用转基因土豆10 天后,其肾、脾、消化道都出现了损伤。到2006年,美国超过60%的加工食品含有转基因成分,而中国之前每年从美国进口大量的农作物和加工食品,但中国的消费者却不知道,他们选择这些加工食品可能对其本身甚至后代产生危害。
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    基因污染确实是基因工程的一大负面后果。但必须看到基因工程有巨大的美好前景。动植物基因工程很可能是解决全球粮食问题的最佳选择,因此不能因噎废食。
四、质疑
    近年来,对证明转基因食品危害性实验的重复实验并没有得到相应的实验结果。Quist和Chapela于2001年11月在《自然》发文称在墨西哥南部2000年种植的地方品种中检测到转基因(该地自1998年就禁止种植转基因玉米)。该文引起轰动,也受到广泛的关注与批评。《自然》于    2002年4月11日载文2篇,批评该文的结论是对不可靠的实验结果的错误解释。同期发表编辑部申明:该文所提供的证据不足以发表。
    2009年,一位荷兰科学家在《国际生物科学》杂志上发表了一篇文章,报告了抗虫转基因玉米对人的肝肾有损伤,引起各界高度关注。来自欧盟食物安全机构的科学家做了重复实验,结果发现,经过90天的动物喂养实验,没有发现任何健康损害。
    此外,中国农业大学食品科学与营养工程学院院长、博士生导师罗云波认为,Bt基因本身是安全的,只是对鳞翅目等昆虫有毒。“有毒、无毒只是相对的问题,比如我们每天咽下唾沫并无损健康,但有些虫子在唾液里就死了,很多中毒现象的发生是毒分子和相关受体结合的结果,我们有蛇毒受体,所以会中蛇毒;但是很多生物不怕蛇咬,因为没有相应受体。Bt蛋白作用于鳞翅目昆虫肠道,导致其死亡,而实验已经证明了人体的胃肠道中没有Bt蛋白受体。” 罗云波说。而且,含有Bt蛋白的大米,在入口之前,已经经过了高温处理,60℃以上大多数蛋白都已经变性,失去生物活性。  字串3
五、防控措施
坚持谨慎原则

    不能再重蹈滴滴涕(DDT) 的覆辙。滴滴涕杀虫剂曾获诺贝尔奖,但50年后才发现其对人类及生态环境产生了无法挽回的巨大伤害。因此要把基因工程的发展速度降下来,而着重提高其质量,将基础工作和研究做扎实,在确实弄清不会对自然环境和人类造成不利影响后再稳步推广。例如欧盟国家曾在卢森堡举行环境部长会议,会上达成一致意见是:在新法规制订出来前,暂停转基因农作物的种植和流通。大豆生产大国巴西也宣布,在查清转基因农作物对环境产生影响之前,暂时停止生产转基因大豆。
建立健全相关法律法规并严格执行
    例如中国1993年就由原国家科委发布了《基因工程安全管理办法》。1996年农业部发布了《农业生物基因工程安全管理实施办法》。2001年5月23日,中国国务院公布了《农业转基因生物安全管理条例》,自公布之日起施行。2002年1月5日,农业部公布了《农业转基因生物安全评价管理办法》、《农业转基因生物进口安全管理办法》、《农业转基因生物标识管理办法》和《农业转基因生物加工审批办法》四个配套文件。
完善对基因工程技术应用的审批制度
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    要求技术在投入应用前必须经过微生物实验、动植物实验、人体试验和环境实验,并经过鉴定。应防止技术滥用及为牟利而轻率地将之产业化、商业化。到2006年止,已有一些国家政府明确规定,禁止制作和出售含任何抗生素抗性基因的基因工程作物。
大力开展科普教育
    生物安全意识的匮乏,是发生基因污染的最大隐患。因此应开展科普教育,使广大人民对基因工程相关常识有充分的了解。2006年3月,绿色和平组织整理了世界自然基金会的报告,出版了《如何避免基因改造食物指南》,囊括了238种日常加工食品。
实施转基因食品标签制度
    联合国规定:出于对健康和环境的关注,任何国家有权限制转基因食品的进口。转基因商品在装运中,应该贴有标签,注明其中“可能含有被修改过的基因体”。国际消费者协会认为,虽然还不能证明转基因食品一定不安全,但基于预防原则,应该设立标识制度,对转基因生物进行标识,让消费者可以选择。欧盟从1998年就规定:食品零售商必须在标签上标明其中是否含有转基因成分。只有贯彻知情同意、知情选择的原则,由消费者自主决定并自愿承担后果,才能体现对人格和个人自主权的尊重。
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六、中国大致状况
    与此同时,转基因的生物及生物制品也在悄然走进中国。作为农业大国,中国富有丰富的基因资源,更是水稻,大豆等农作物的故乡,各种各样的野生,人工选育的品种,构成了天然的庞大基因库。这些天然的基因资源一旦受到转基因的污染其损失将无可限量。
    对于突如其来的基因污染问题中国已积极面对,出台了一系列应对方案。继中国农业部《农业转基因生物标识管理办法》与2001年3月20日开始实施之后,卫生部《转基因食品卫生管理办法》也于2001年7月1日生效,消费者的知情权和健康权也渐渐受到重视。
    一些专家担心,类似墨西哥“玉米妈妈”的遭遇,可能正在中国大豆身上发生。中国的大豆与墨西哥的玉米具有很多相似之处:墨西哥是玉米的起源地和品种多样性集中地,中国则是大豆的起源地和品种多样性集中地,有6000多份野生大豆品种,占全球的90%以上;墨西哥的玉米约有1/4是从美国进口的,而中国2005年进口大豆近1400万吨,数量与国产大豆持平,其中大部分是转基因大豆。
    到2006年止,中国还没有批准转基因大豆的商业化生产。但是,从运输到加工的过程中,也可能会有一部分转基因大豆遗落到野外或者被农民私自种植。比如说,加工厂里面有很多农民工,他们如果喜欢进口大豆,偷偷拿一些回家去种,这样的情况是非常危险的。 字串2
    联合国《生物多样性公约》中国首席科学家、国家环保总局南京环科所研究员薛达元也指出,如果种植转基因大豆,野生大豆一旦受到污染,中国大豆的遗传多样性可能丧失。[
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