董欣年：农业发展是物种绝灭的重大原因之一

杜克大学生物系教授董欣年

　　由清华大学、东润公益基金会主办的东润创新与未来教育论坛于2016年12月18日在北京举行，此次论坛的主题是“科学创新改变未来”。杜克大学生物系教授董欣年出席并演讲。

　　她表示，目前为止，实际上只有43种主要的农业植物，还有9种牲畜，加上75亿人类，实际上用了世界上的到50亩。就是光是小麦一种作物，就是在占地面积是英国的十倍的面积，所以可以想象这个小麦欠收的话有多少人会遭受饥饿。所以农业的发展实际上是造成物种绝灭的重大原因之一。农业发展而且是环境污染主要的原因之一，主要是农药和化肥的用量。

　　以下为演讲实录：

　　我实际上在大学是教微生物的，所以应该多看看，有多少看不这螺旋菌的学生把他教成王晓东。我今天就是要先感谢东梅，还有东升邀请我到这个论坛来讲，我也是一个非常大的题目，是农业部长和环保局长谈的事。但是我就要加了一个备注，这是我的井蛙之见，也没有任何的政治成分在里面。

　　所以我就讲一下农业发展，农业发展在人类社会发展的一个非常重大的里程碑，一万年以前，中东这个地方开始有这个人类的农业，只有这个农业发展了以后才有私有财产发展，才有部落、村庄还有城市和国家，才有穷富的区别。一万多年的发展现在世界上75亿人口温饱的问题，光我们中国就有13.8亿人口，所以大家可以想象农业发展实际上是人类社会发展的一个重要的因素。

　　但是这个农业发展从一开始就是和物种的多样性是背道而驰的，他实际上是选择很少几个物种，把他驯化。所以到目前为止，实际上只有43种主要的农业植物，还有9种牲畜，加上75亿人类，实际上用了世界上的到50亩。就是光是小麦一种作物，就是在占地面积是英国的十倍的面积，所以可以想象这个小麦欠收的话有多少人会遭受饥饿。所以农业的发展实际上是造成物种绝灭的重大原因之一。

　　农业发展而且是环境污染主要的原因之一，主要是农药和化肥的用量。在过去50年之内用量增加了24倍，这个我可以通过这个图可以看到，这个农药和化肥实际上不光是影响当地的一个土壤和水源。而且通过大气传播能源，在大气污染，大家都可以看到闻到，因为今天听说好像雾霾比较严重，所以大家都把口罩戴上。但是对于水的污染，对土壤的污染，实际上是看不见，也闻不着的，所以治理水和治理土壤是非常长期的一个任务。所以农业实际上造成了人类健康的影响，是全面的。

　　刚才我只是说了坏的方面，人类大家都知道不用说了就是农业发展对于人类的健康，是人类健康基础，我们从食品中间不光获取能量，也获取营养。这些年轻的孩子当然不知道了，我们小时候因为吃的东西比较贫乏，家长都会给我们吃鱼肝油，这鱼肝油是什么呢？就是维生素A。所以像维生素这样的东西，人类自己是不能生成的，所以就必须从我们的食物里面摄取。所以像东南亚这些国家，他是以吃大米为主，大米实际上是一个非常营养缺乏的一种食物，所以由于东南亚国家只吃大米来为主的食物的话，每年他有一亿九千万儿童是维生素缺乏的。我当时看到这个资料以后，我都不敢相信，我还数了好几次，这个是真实的情况吗。实际上这是非常大的健康问题，每年有67万的人死于维生素A的缺乏。

　　所以要拯救这些现代社会可以解决的问题，我们必须发展新的农业技术，这个当今的新的农业技术是主要转基因植物，但是大家都知道这个是特别敏感的一些问题，实际上这个和国家命运紧紧的连在一起。但是这个又和公共的科普、教育，和政治都有很大的矛盾。所以做过去的15年，还有在西方国家，还有在最近中国转基因植物是有很大的一个争议的。

　　但是在中国，中国是世界的农业第一大国，他的2015年的农业产出实际上是印度的2倍，是美国的3倍，在中国做农业基础研究关注国际民生和国家安全头等大事，所以必须从转基因植物的研究。所以有这些很多的矛盾，这些矛盾怎么解决呢？第一个就是要提高农产品的产量，就是在最小的面积里头，给予最大的产出，这样的话我们就可以把农田还给自然。这个已经开始做了很多年了，第一次革命叫做绿色革命，是在一九七几年的时候，当时的领军人获得了诺贝尔和平奖，因为他是美国植物学家。绿色革命之后美国的小麦开始出口了。与此同时福特基金会和洛克菲洛基金会支持一个水稻研究中心，他们在同时发现了癌感水稻，当时产量增加了十倍。

　　所以当时不知道这些癌感的植物到底是由什么造成的，所以最近研究发现，实际上他们是生长激素的突变。所以他们把生长的能量用来结子，所以他们的产量显著的增高。第一个是提高农业的农产品的产量，第二个要改良农产品的质量。我刚才说了，这个水稻实际上是一个很没有营养的食物，大米实际上是很没有营养的一个食物。我们要解决维生素A缺乏这个问题，我们就让大米能够产生维生素。如果看这个深化途径的话，实际上要做很多步转基因才能够让这个水稻生产胡萝卜素。一共有三个酶，要把它从其他的植物和生物之间转到水稻里，才能够生产胡萝卜素。

　　所以这个工作实际上做了很长的时间，最后终于成功了，像左边是我们大家知道的水稻，在右边实际上是可以生长胡萝卜素的水稻。这个因为它的颜色是金黄的颜色，所以叫它黄金水稻。后来我昨天想了想，实际上这个黄金水稻和挣钱是一点关系没有，我觉得这个名字是不合适的，应该叫它金黄色水稻。因为金黄色水稻是要解决贫苦的孩子们维生素A缺乏的问题。

　　这个工作开始的时候，是洛克菲洛基金会支持的，因为它影响东南亚非常多的儿童健康问题。所以这个黄金水稻是金黄色水稻，是瑞士和德国的三个科学家做的这个事情。他们发现实际上是2001年发表的，但是16年已经过去了，多少孩子还是每年都由于这个死去了。但是由于很多政治上的问题，政治上的原因，开始的时候是经济上的原因，后来又是政治上的问题，所以黄金水稻到现在还没有真正的给这些儿童带来好处。

　　所以这些科学家实际上在我心里他们是英雄，他们现在又变成了社会活动家，所以能够得到教皇的支持，这样的话使过程就更简单一些。所以不光是提高农业产品质量和改造这个农产品的质量。另外一个最大的影响环境的问题，就是农药。因为植物作物和我们人一样，也得病，如果让他产量高，就要加很多的农药。所以要降低农药一个办法，就是提高作物自己的抗病、抗虫、抗逆性的性状。

　　所以我这是得到了最近美国农业部的一个数据，所以可以看到转基因植物实际上在1996年时候在美国开始在大田里面用。一个就是大豆，它是抗杂草。另外就是棉花，还有另外一个主要的作物，就是玉米。你可以看到这20年里，在美国转基因植物的生长面积不断的增加，所以到现在为止几乎是所有的大豆都是转基因植物，我们也知道实际上我们中国从美国进口很多的大豆。

　　所以经过20年的大田里的实践，实际上到现在为止还没有一个例子，真正对人类或者动物有任何负面的影响。实际上这些转基因植物的出现，实际上使在美国的农药除草剂和除虫剂的剂量大幅降低，降低以后生物多样性又恢复过来。还忘了说一下，由于今年107个诺贝尔奖获得者写了信给绿色和平组织，告诉他们怎么能够应该支持对转基因植物的研究。

　　不光是抗虫，不光是抗杂草，抗病也是，所以这个是我的一个朋友2013年在科学杂志上发表的一个总结，就是在过去这么多年里，大家都做了什么样的转基因，抗什么样的病。我想给大家看一个例子，这是1997年批准的木瓜的转基因植物，它是抗一个病毒。大家不用我说哪个是转基因的，哪个非转基因的，所以像这种木瓜植物，应该要长很多年才能结瓜。后面是转基因的，它可以成活，能够抗病毒。他要得病全得病，就像前面这个，不得病全不得病，所以我们担心的这些问题实际上是和农业本身的本质问题，是分不开的。

　　所以刚才我说的这些例子都是一个抗体，抗一个病。所以这样做起来在农业上每一个产品要花很长的时间，所以我的那个实验室就一致在研究植物的广普抗性，这广普抗性有问题的，它不是一个蛋白能够造成广普抗性，要很多蛋白才能造成广普抗性，这些蛋白对植物生长有影响。你看中间矮的植物，虽然有很高的抗性，但是它长的非常小，它的产量会非常低，实际上这种产品对农业是一点好处都没有。

　　但是我们现在在做什么呢，现在让这个植物、作物能够瞬息表达，广普抗性的蛋白，他不是老在表达这些蛋白，只是在有病害的时候，它表达广普的抗体，这样看一和二的话，他们虽然有很高的抗性，但是他们长的和这个没有转基因的植物是一样的。所以我们觉得我们像这种基础研究的结果，会很快的用到大概的一些，能够创造这些对环境很有意义的这种作物。

　　我在结束之前，我想分享一个这些照片，我是今年夏天的时候开始，经常在杜克森林里头做运动，所以我照了一些照片。大家知道去过杜克的人知道，知道杜克大学实际上是一个森林里的学校。他有七千多英亩的森林，很多人不知道七千多英亩的森林在一百多年前是农田，七千多亩当时用来种棉花的，种了很多年，每年对这个土壤有破坏，到了最后1920年左右的时候，这个地就基本上不能有任何产品出来了。所以这个地被杜克买下来了，七千多英亩的地被杜克买下来了。买下来以后，杜克在那儿种了松树和橡树。一百年来，这已经成了很大的气侯。

　　所以我觉得这是一个很好的例子，在农业发展了以后，我们把农田还给自然。所以我希望以后随着农业的发展，我们可以把过去用来为我们吃饭用的地，还给自然，让物种再丰富起来。谢谢。

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