您的转基因饮食如何？如果您这周吃了谷物、喝了汽水、吃了烘焙零食或使用了食用油，您很可能吃了一些工程蛋白质——现在这是美国饮食的主食。
国际农业生物技术应用服务组织（ISAAA）的数据显示，在过去的十年中，用于种植转基因（GM）作物的农田面积增加了 50 多倍，2005 年全球估计达到 2.22 亿英亩。美国种植的生物技术作物超过一半，其次是其他 20 个国家。当今的主要作物：大豆、玉米、棉花和油菜籽，它们经过改造以耐受特定的除草剂或抵抗某些昆虫。未来，新的转基因作物可能会耐旱、抗病毒、长得更大、生产药品并做其他自然界从未想象过的事情。
但转基因农业并非全是阳光和甜蜜的利润。围绕这项技术的争议和困惑依然存在。“我们还没有出现吞噬克利夫兰的芦笋，”加州大学河滨分校生物技术影响中心主任、遗传学家诺曼·埃尔斯特兰德说。“但每年至少发生一起明显的工程作物基因从农场或田间试验中逃逸的事件——这并没有让我们感到安心。”
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转基因作物也遭受着其他成长的烦恼。它们的显著益处——减少农药使用或提高产量——因技术、作物和地区而异。此外，初步研究表明，至少有一种转基因棉花正在害虫面前失势。最后，公众对转基因食品的争论仍在继续，各州和地方立法机构——有时甚至是整个国家——彼此对立。正如忧思科学家联盟食品与环境项目副主任简·里斯勒所说：“从我的角度来看，转基因作物并非稳操胜券。”
改良的农田景观
这一切都始于商业。根据美国农业部的数据，尽管与其他农产品市场相比规模相对较小，但美国（约 57 亿美元）和全球（约 250 亿美元）的商业种子市场正在迅速增长，尤其是主要大田作物。不到六家公司主导着国内种子市场，随着生物技术的兴起，他们看到了对农作物种子进行基因改造以获得一种或多种理想性状的机会。许多农民愿意为具有这些性状的优质种子付费。
如今，大多数转基因作物都含有使其能够抵抗昆虫害虫或耐受除草剂的基因[参见第 44 页的方框]。耐除草剂类型含有使其在暴露于草甘膦（以农达 Roundup 品牌销售）等广谱除草剂时仍能存活的基因，这可能使农民能够放弃针对特定杂草物种的毒性更强的化学物质。抗虫转基因作物品种会产生自己的杀虫剂，这种特性旨在减少对化学喷雾的需求。迄今为止，昆虫抗性是由来自土壤细菌苏云金芽孢杆菌 (Bt) 的基因提供的。该基因指导细胞制造一种晶体蛋白，该蛋白对某些昆虫（尤其是啃食作物的毛虫和甲虫）有毒，但对其他生物无害。
2005 年，耐除草剂品种占美国大豆作物的 87%，棉花作物的 61%。同年，Bt 品种占美国玉米作物的 35%。
“这些作物已经显示出明显的益处，”环境保护署高级科学家齐格弗里达斯·瓦伊图齐斯说。“对于耐除草剂作物，农民可以用相对安全、可生物降解的化学物质喷洒田地，”瓦伊图齐斯说。“就 Bt 棉花而言，它已将棉花作物的农药用量减少了一半。传统的棉花作物每个季节可能需要施用 12 次各种农药。减半意味着减少了农场、地下水和周围社区的喷雾飘移中接触这些化学物质的机会。这些都是可衡量的益处。”
早期对 Bt 玉米花粉对帝王蝶或 Bt 毒素对土壤生物的潜在负面影响的环境担忧，在反复的研究中并未实现。“我们没有看到其他植物吸收 Bt 毒素，也没有看到对土壤微生物的任何影响，”纽约大学土壤微生物学家冈瑟·斯托茨基说。“这就是为什么我不再批评 Bt 作物的原因。”
有风险的逃逸
但至少存在一种环境风险：逃逸。研究人员长期以来一直担心，不知情的昆虫或合适的风可能会将转基因作物的花粉传播给杂草植物亲属，使其受精。新赋予的植物可能会打破生态等级，变成“超级杂草”，排挤本地植物或抵抗农药。
直到最近，这种担忧仍然是虚构的，因为科学家们培育的农作物在美国大多缺乏野生的杂草亲属。但在 2006 年 8 月，美国环保署的生态学家报告了转基因作物的首次野生爆发：草坪草。
在俄勒冈州中部，斯科茨美乐棵公司对一种耐除草剂的匍匐翦股颖品种进行了田间试验，可能用于高尔夫球场。美国环保署的科学家在附近地区进行调查时，在六个地点发现了具有基因改造的野生草，其中一些地点距离试验地块超过两英里。
科学家在《分子生态学》杂志上报告说，风将改良草的种子和花粉传播到新植物出现的地点。美国农业部已启动对转基因草的环境影响评估，以确定其是否会蔓延并具有入侵性。
失控的草坪草让科学家感到震惊，部分原因是他们担心下一代转基因作物——例如“生物制药”，或被改造为生产药品的植物——也可能以类似的方式逃逸。“当我们开始种植可能重新进入食物链的抗原时，这类事件会变得更加严重，”斯托茨基说。
美国农业部对其对生物制药的监管已经受到抨击。四个环保组织成功起诉该机构在夏威夷进行的生物制药田间试验，其中玉米和甘蔗植物被改造为生产人类激素和疫苗成分，以对抗艾滋病毒和乙型肝炎。8 月，夏威夷州地方法院法官裁定，美国农业部允许露天田间试验而未事先考虑其环境影响，特别是对濒危物种的环境影响，违反了国家环境法。作为回应，美国农业部彻底改革了其许可程序。
除了田间试验之外，实验性转基因作物还多次进入食品供应——仅在 2006 年夏季就发生了两次。首先，美国最大的大米销售商瑞西兰食品公司在其商业大米供应中发现了微量未经批准的耐除草剂水稻品种，这些大米种植在美国南部的大片地区。作为回应，欧盟对美国进口产品实施了严格的检测要求，导致美国大米价格暴跌，并引发了农民提起的集体诉讼，指控拜耳作物科学公司——该公司培育了这种水稻——在防止转基因种子污染国家种子供应方面存在疏忽。
同样在去年夏天，环保组织绿色和平组织和地球之友报告说，他们在伦敦对加工大米食品进行的测试中，发现了五个从中国进口的大米产品样本（如粉丝和米粉），其中含有一种未经批准的抗虫水稻品种。欧盟委员会敦促成员国加强对转基因食品的控制，这些食品在欧洲未获准食用。
但这将很难做到，埃尔斯特兰德说。在他领导的、由国家科学基金会资助的 150 万美元的正在进行的研究中，他带领一个由生物学家和社会科学家组成的团队合作分析工程植物基因的意外传播。“一个严重的问题是，政策制定者、种子销售商、监管机构和农民之间，在如何种植和控制转基因作物方面经常脱节，”埃尔斯特兰德解释说。他补充说，随着种子和食品跨越国界，这种协调进一步瓦解。
长远眼光
就基本生物学而言，即使是转基因作物的支持者也担心，改良植物带来的收益只是暂时的。毕竟，进化不会因技术而停止。例如，昆虫可能会进化出克服 Bt 技术的策略，并最终食用转基因植物而毫无影响。
或者，正如中国 Bt 棉花的首个长期经济影响研究表明的那样，自然可能会采取不同的策略。康奈尔大学的研究人员在 2006 年 7 月举行的美国农业经济学协会会议上介绍了这项研究，研究发现，种植旨在抵抗食叶棉铃虫的 Bt 棉花的农民最初获得了繁荣，农药用量减少了 70%。然而，到 Bt 棉花种植的第七年，次生害虫如盲蝽侵入，取代棉铃虫成为主要的祸害——迫使农民恢复到典型的喷洒水平，即使他们为 Bt 种子付费，Bt 种子的成本是传统种子的两到三倍。
这并没有让康奈尔大学的生态学教授艾莉森·G·鲍尔感到惊讶。“当我们培育出对某些特定害虫具有抗性的传统植物时，下一个最重要的害虫就会侵入，”鲍尔解释说。“我们在植物病毒中经常看到这种情况。”
环境保卫基金会高级科学家丽贝卡·戈德堡预测，农民最终将失去 Bt 作为有效控制昆虫的手段，然后转向另一种化学控制手段。“我们中的许多人认为，当前这一代生物技术作物只是一种转移，而不是农业的实质性进步，”戈德堡说。
与科学家一样，政治家们也对转基因作物存在分歧。在 2005 年的立法会议期间，33 个州和哥伦比亚特区提出了 117 项与农业生物技术相关的立法。许多州立法机构试图禁止地方和县级政府禁止或限制转基因种子和作物的努力。根据皮尤食品与生物技术倡议组织的数据，在 2005 年通过的 23 项州法案中，三分之二支持转基因技术。
正如罗格斯大学食品政策研究所 2005 年发布的一项调查报告显示，公众最重要的是对转基因作物感到困惑。在对 1200 名美国居民的调查中，大约一半的人表示他们不确定或无法对转基因食品采取立场。大约四分之一的人赞成转基因技术，但几乎同样多的人不赞成。罗格斯大学心理学家、主要作者威廉·霍尔曼总结说，人们“似乎愿意相信他们听到的关于转基因食品的任何事情”。该研究表明，不到一半的美国人意识到超市经常销售转基因食品。
无论喜欢与否，转基因作物都准备好增长——而且不仅仅是在美国。根据国际农业生物技术应用服务组织的数据，2005 年，转基因作物种植面积的 38% 在发展中国家，这些国家迫切需要耐旱和提高产量的植物品种以及其他特性。2006 年，伊朗生产了首个全面的商业化 Bt 水稻种子供应。中国预计将效仿。“是的，由于抗性因素、新害虫的出现和其他挑战，这项技术将不得不进行修改，”瓦伊图齐斯说。“但转基因作物将继续存在。”
作者 凯瑟琳·布朗 是一位科学作家，常驻弗吉尼亚州亚历山大市。她经常为《大众科学》和《科学》等杂志撰写有关植物学、生态学和地球科学的文章。布朗是哥伦比亚特区科学作家协会的董事会成员。