就在楚庄王引颈欲鸣、振翅欲飞之时,楚国发生了少有的自然灾害,全国出现大饥荒。楚庄王为了防止中原诸侯乘机南下,关闭了楚国北境申、息两地的门户。看来示弱是楚国世代擅长的传统法宝,这次又派上了用场。对此,时人大骂羊斟,认为他以其私憾,败国殄民,是个丧尽天良、十恶不赦的大坏蛋。......
2023-08-30
在欧洲,土豆变成了一种主食,成为谷物的补充,这在一定程度上提高了食品安全。但是,当欧洲各国开始对它过分依赖时,问题出现了。这一问题与土豆扩散的方式有很大关系。因为,土豆歉收时,程度往往很严重。
如果你想在自家的菜园里种植土豆,你可以买一袋子“土豆种子”。当然,这个名字有很强的误导性。所谓的“土豆种子”其实就是土豆,根本不是什么种子。这些小土豆的母体生长在受到严格控制的环境之中,这样就能保证其谱系纯正,并将不同品种发生杂交的可能性降到最低。从作为种子的小土豆上长出的植物,就是其母体的复制品。土豆是一种开花植物,它的花呈五瓣,颜色为淡紫色,很漂亮。土豆开花的全部意义在于有性繁殖。当昆虫前来采蜜时,它们会带来其他植物上的花粉。花粉就相当于植物的精子,其中包含植物一半的染色体——另一株植物的,或者是同一植物的雄性DNA。重要的是,此DNA在花粉形成时就在一定程度上产生了混合;卵子形成时也会有相同的情况发生。形成配子(即花粉和卵子)的胚芽细胞包含有成对的染色体。在成熟分裂时,每一对中的染色体会互相交换基因。成熟分裂是细胞的一种特殊分裂方式,能够形成配子(这时就会发生复制,还记得犬类身上的复制淀粉酶基因吗)。一种染色体上的一个基因与另一种染色体上的相应基因可能会有所不同。由于被选中的基因变体都是从一对染色体中或另一对染色体中提取的,所以,一对染色体中,只有一个能够遗传到花粉粒或卵子当中;而这时形成的已经是新的个体,与其母体的染色体已完全不同。
花粉和卵子一结合,源于每一母体的染色体就会结成对子,这样,就形成了一个全新的基因变体组合,又称为等位基因。有性繁殖的全部意义就在于创造全新的变种。当然,土豆也可以进行无性繁殖,这也是很自然的现象。事实上,从进化角度来看,土豆的块茎恰恰就是为了进行无性繁殖而存在的,它并不是为了让人类(或任何其他动物)消费,而是为了自我繁殖。
要种植下一年的土豆,虽然可以从土豆中选取“种子”,但是要创造出另一代土豆,这却不是最好的方法。相比之下,存一些小土豆就要容易得多。用“种子”还会给下一年的土豆苗带来一些不确定因素,有性繁殖能够确保新土豆会在某种程度上发生变化,但是,如果你想培育出具有某些特点的植物,这些变化就不是好事了。利用“土豆种子”会消除上述不确定因素,事实上,这些种出的根本就不是新一代土豆,它们只是原有土豆母体的完全复制品而已。这就是无性繁殖——新作物只是对原有作物的克隆。
无性繁殖听起来不错,如果有种作物具有某些你想要的特点,你肯定会想让这些特点遗传下去。但是,消除变化也有其危险性。许多动植物都是有性繁殖。这一点很重要,因为它确实有用。在每一代作物中都制造出一些变化,就有可能形成一些新的变体。这是一种优势,特别是在环境变化时。制造变化是大自然延续物种的方法。环境不只是某种动植物生存的物质环境,它还有生物学上的意义:它包含所有其他可能与这种动植物发生联系的生物体。这些生物体中有许多都可能具有危险性:它们可能是病毒、细菌、真菌和其他动植物。这些潜在的敌人总是能进化出更好的攻击手段,同时也能进化出更好的突破防御的方法。这种情况就像军备竞赛一样紧张,如果防御一方不能跟上,其命运也就注定了。
如果用“土豆种子”来种植土豆,并保留一些土豆来年再种,如此往复,就会使这种土豆的进化暂停。人们可以保护土豆不受其他可能有害或竞争性植物的伤害——这只要除一下草就可以了。人们也可以保护土豆苗不被某些动物吃掉叶子或块茎(当然,甲壳虫是防不胜防的)。但是,最大的威胁还是来自那些人类肉眼都无法看见的病菌:病毒、细菌和真菌。毫无疑问,这些作恶的病菌是不会退缩的,它们会进化出更强更毒的手段来侵袭土豆,并最终赢得胜利。如果土豆中有足够多的变体,那么,一些变体就有可能拥有抗体,进而能够在病菌侵袭后存活下来。如果变体很少,病菌的毁灭性就会得到完全发挥,使整季的土豆绝收,甚至毁灭一个地区种植的全部土豆。19世纪40年代,爱尔兰就发生了这种惨剧。
在其他欧洲西北部国家的土豆种植发展还很缓慢的时候,爱尔兰就打破了这一局面。1640年,英国移民一将土豆引入到爱尔兰,当地人就充满热情地接受了这种农作物。在爱尔兰,肥沃的土地都被用于为英国的地主们种植谷物了。爱尔兰农民发现,他们可以在最贫瘠的土地上为自己种植土豆。17世纪中叶引入到爱尔兰的土豆很可能基本上都是安第斯品种,它们能在北半球如此高纬度的地区扎根,似乎有些奇怪。但是,爱尔兰的气候非常温和,9月和6月一样热,即使进入秋天,也可以种植土豆。已经习惯了赤道附近白昼很短的土豆,在温带的爱尔兰,到了秋分时,也能长出块茎。
到19世纪时,爱尔兰农民仍然要将绝大部分谷物出口到英国,他们和家人几乎全得依赖土豆果腹。然而,在这个雨水很多、植被茂盛的岛上,农民无法储存收获的土豆。他们种植的土豆都必须立即食用,然后再种植下一季。土豆的基因多样性很受局限,农民们只种植一种叫“隆坡”(Lumper)的土豆。这可以被看作一个全国范围的单一作物栽培试验,其结果注定是灾难性的。
1845年夏,一种名叫“致病疫霉”的真菌传到了爱尔兰,其芽孢可能源于一艘来自美洲的船舶。爱尔兰的土豆对这种新型病菌没有任何抵抗力。于是,这种病菌像魔鬼一样在土豆田间快速蔓延,其芽孢通过风从一片田地传到另一片田地;土豆的叶、秆都变黑了,地下的块茎变成了稀烂的糊状;空气中弥漫着一股腐臭的味道。1846年和1848年,这种枯萎病又爆发了两次,对整个欧洲的土豆种植都有破坏,但是在爱尔兰,其危害最为严重。
但是,没人顾及农民的苦难,谷物仍旧被运往英国。这一行径野蛮得令人吃惊。社会不公又加剧了这一悲剧。由于没有其他主食,饥饿、斑疹伤寒和霍乱开始在爱尔兰肆虐。这场由枯萎病引发的悲剧被称为“爱尔兰大饥荒”,或者又称为爱尔兰土豆饥荒。人们成群结队地离开爱尔兰。这场饥荒导致难民向西越过大西洋逃难,爱尔兰出现了大量人口流失。成功抵达北美的都是幸运儿,因为在爱尔兰,3年里就有100万人饿死。今天,爱尔兰的人口仍然比大饥荒和人口大量外迁之前要少——1840年的人口超过了800万,现在只有约500万。
这一惨剧对今天的我们而言,是重要的教训。我们会种植、饲养动植物以供食用,对其特点进行控制似乎是非常值得做的事,因为这样能使我们对供求进行管理,从而预先制订计划。但是,如果这样做意味着我们阻止了家养物种的进化(特别是涉及抵抗病菌的情况时),那么,我们就得付出代价,一种可能具有毁灭性的代价。
农业的整个发展可以看作一场风险管理的试验,然而,我们却想方设法使一些家养物种变得如此脆弱,这似乎是一种悖论。与农民相比,狩猎采集者的生活方式具有太多的不确定性:一个群体依赖大自然提供食物,另一个群体却能够控制收获物,并将剩余食物储存起来为困难时期预做准备,还能够将富余食物转化成财富和权力。但是,与我们所想相比,我们对大自然的控制并不够,这种控制甚至更多地还处于臆想。大自然的基本法则就是变化,而我们却总想着努力去控制生物,阻止其变化。我们在限制家养物种进化的同时,也使它们变得特别脆弱。(www.chuimin.cn)
可以肯定,关于生物进化的灵活性,狩猎采集者还是可以教给我们一些东西的。他们会用植物块茎作为备用食物,但是,他们也会想方设法不去依赖少数的食物来源。我可不是建议人类都去狩猎和采集食物,全球人口太多了,那样根本行不通。农业支撑了人口的巨大增长,但同时在某种程度上,这一发展又使人类陷入了一个怪圈。这似乎也成了一个悖论。我们有数不清的动植物可供选择,但却把选项局限在少数几种。从表面上看,哥伦布大交换在大西洋两岸都创造出了新的生物多样性,但从全球范围来看,人类却变得只依赖少数动植物作为食物来源。而且就在那些家养物种当中,多样性也降低到了一个危险的水平。在远离安第斯的人工栽培土豆当中,基因多样性已经微不足道了。
安第斯山脉地区的一个农民可能就会种植十几种不同的土豆。从外形上看,这些土豆非常多样,从块茎和花朵的颜色和形状一直到生长模式,都是如此。在安第斯山脉地区,相距不远的地方,环境条件可能就会有很大差异。每一个栽培品种都会发展进化,以适应某一有细微差异的生态区位。相比之下,产业化农业的发展是要将重点放在越来越少的几个品种之上,将大片农田用于栽培单一农作物。甚至不仅仅是单一栽培,而是完全复制原有品种的单一栽培。这样,我们所培育的生物体就有一种与生俱来的脆弱性。
迈克尔·波伦的专业领域介乎自然写作和环境哲学之间。他曾写道:“在西方人眼中,安第斯山脉地区的农场看起来支离破碎、混乱不堪,根本不是一种有序的地貌,不能给人一种秩序井然的美感。”然而,与产业化的单一栽培相比,这些农场似乎能够提供一种更为有效的解决方案。因为在这些农场里,各种人工培育的土豆可以与近旁的野生品种自由杂交;在这里,多样性能够对害虫和干旱起到一定的抵抗作用,使至少部分栽培品种的成活概率增加。不管安第斯山脉地区的农民在多大程度上是有意为之,他们都成功地培育并保护了土豆的基因多样性。
成百上千年来,农民已经认识到了无性繁殖的问题。创造出大量非常缺乏变化的动植物也许能够满足文化观念和超市里的需求,但却使这些生物非常容易受到疾病侵害。稀有品种和栽培品种属于基因多样性的一个珍贵宝库,这种多样性对于物种的保护非常重要,至少对于收集和储存植物种子而言极端重要。要使我们的家养物种存活下去,最好的方法可能就是在田野和资料库(如种子银行)中保存较大规模的多样化基因库。有些疾病虽然当下还没有形成威胁,但是,基因库中仍然可能有针对这些疾病的抗体,同时,还会有创造出其他更好的新生物特点的能力。
但是,要给一个人工物种增加新的、具有保护性或有用性的基因特点,还有另一种方法。选择性繁育可以奏效,但是速度迟缓,而且并非总能取得所预期的效果。几个世纪以来,我们只有这种办法。当然,采用这一方法确实在家养动植物身上创造出了深刻的变化。但是,因为有了一种新的技术,我们改变生物以适应自身需求的能力发生了巨变——我们能够使基因本身发生改变。我们可以制造出能抵御某一特定病菌的转基因植物。20世纪90年代中期,北美农民进行了试验,种植一种名为“新叶”的土豆。经过基因工程的改造,这种土豆自身能够制造出一种毒素,抵御科罗拉多甲壳虫的侵扰。这些土豆就是“转基因的”,它的基因组中引入了另一种生物体的基因。在这一案例中,这一基因就是一种细菌。
可以说,转基因是人类可能使用的一种手段。但是,它并不能消除保持基因多样性的必要性,也永远不能终止农作物和病菌之间的角力,因为,进化不会停止。此外,转基因还是一项充满争议的技术。它能够给基因序列中带来新鲜的因子,但是结果可能无法预测。它还涉及将一个物种的基因信息转移到另一物种中,从而跨越了物种界限。转基因技术还打破了另一项“生物学法则”。在选择性繁育中,农民实际上是在现有的基因变体中进行选择,他(或她)一开始并不会创造出新的物种变体。正如达尔文在《物种起源》中所言,“实际上,人类并不制造变化”。但是,随着转基因技术(我们正在应用这一技术)的发展,有人已经提出打破物种界限可能引起的长远后果,虽然人们当下对这些后果仍然并不了解。有人担忧,新的基因会传到野生植物当中去;还有人对大公司推动转基因技术的动机表示怀疑。
最终,“新叶”土豆并未真正推广开来。这些转基因土豆太过昂贵,并且,为了减少甲壳虫中形成抗体的可能性,需要进行复杂的轮作。于是,市面上出现了一种有效的新型杀虫剂。在不到十年的试验之后,最终还是市场力量而不是伦理上的质疑终结了这一试验。
但是,我们也许还不应该拒绝接受转基因技术。基因技术还有另外一种应用之法,能够在人工培育物种中创造出一些我们想要的特性。这种方法是,在某一物种的基因库中寻找已有的某种基因的较好变体,然后将其在繁育种群中扩散开来。这并不是使某一基因跨越物种界限,而是对传统选择性繁育的过程进行了简化处理。为了理解这种“基因编码”在实践中是如何运作的,我决定造访爱丁堡的罗斯林研究所,拜访那里的遗传学家以及他们的实验对象。
【注释】
[1]Mtana,当地语言,相当于“你好”。
[2]西班牙城市。
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