基因工程作物培育的成功，开辟了一条全新的创造新品种的快速途径。它使物种间进行任意基因转移成为可能。基因工程可以使各种基因工程新品种具有那些传统作物一时还不可能有的特性，如玉米抗虫、大豆抗除草剂、西红柿抗冻等等。基因工程作物能大幅度地提高产量、降低成本，减轻劳动量和减少化学杀虫剂对食物和环境的污染。更诱人的前景是，人们可以随心所欲地赋予基因工程作物或家养动物新的品质，如高产、速长、抗寒、抗盐、低脂、富含原先食物中缺乏的营养物质以及作为口服疫苗等等。在食物之外，人们正在研究适于造纸的"超级树"、生产可降解的生物塑料和各种化工原料，以代替从石油中提取。据不完全统计，世界各国正在研究的基因工程作物与动物已超过１０００种。形形色色的符合人类功利目的的基因将源源不断地移植到各种各样的作物和家养动物体内，甚至一些树木和藻类。也许在未来，我们吃的、穿的将多是基因工程动植物产品。人类正在掀起一场大规模如同工业革命那样的轰轰烈烈的农业革命。
但是，大部分发达国家对过去工业革命所带来的灾难仍记忆犹新。公众对基因工程食物表现出普遍的不欢迎或怀疑的态度。德国、奥地利等国政府干脆对基因工程作物的栽培实行禁令。就科技基础和财力讲，这些发达国家完全有能力推动这场高科技的农业革命。事实上他们在这个领域有过并正在进行着高水平的研究。但是他们在大规模推广应用基因工程作物上采取了更加理智的做法，以期避免或减少基因工程作物和动物给人体和环境带来的可能危险。专家估计，欧洲人接受并直接食用不经加工的基因工程食物需要１５年的时间。与之相比，发展中国家则普遍欢迎种植和推广基因工程作物。印度政府明确宣布鼓励使用基因工程种子，并特别优先支持有关转基因作物的研究。这反映了一些发展中国家寄希望于这场农业革命能解决他们面临的粮食短缺问题。对此，人们担忧发展中国家的环境将最先遇受基因污染，并向世界各地传播开来。这种状况也使有些人认定，发达国家正企图在发展中国家进行新作物的安全试验。
与传统农业生物相比，基因工程农业生物是指那些基因经过工程设计和改造的生物。有人认为，我们现在所有的传统栽培作物和家养动物与原先的野生种类都已经有很大的不同，基因都发生了改造。从这个意义上讲，基因的改造并非是什么新鲜的东西。的确，人类从几千年前掌握农业生产技术的那天起，就不断地进行着作物和家畜、家禽基因改造的伟大实践。但这并不能构成理由认为，基因工程农业生物与传统的农业生物没有本质区别。
众所周知，人类过去一直是通过作物和畜、禽的自发变异，或通过杂交产生的变异进行不断的选择，渐渐获得对人类有益性状的新品种。这是一个长期的、缓慢的和不能定向的过程。由于有性生殖的相容性仅仅发生在同一物种不同品种之间或极相近的物种之间，这就决定了传统农业生物通过染色体重组所发生的基因交换基本上仍然是按生物自身许可的规律进行。而基因工程作物或动物是"移殖"了人工设计和装配的、与某些特定性状有关的基因，使它们能在相对短得多的时间内获得预期的新性状。这种重新装配的基因组合在自然界是从未出现过的。其次，它对基因工程生物来讲，有一点也非常特别，就是给它们所"移植"的基因可以来自任何生物，完全打破了物种原有的屏障，"移植"是"强制性"的。这个过程在自然状态下也是极少可能发生或是根本不可能发生的。例如，在自然状态下西红柿绝对不会有鱼类的基因。因此说，自从人类掌握了对生物基因进行手术的技能，人类就学会了一种本领，也就是被一些人斥之为"任意篡改上帝作品"的本领。这些"作品"现在已经不单是密封在实验室的试管里，它们已经被撒播在几千万公顷的土地上，这些新型的庄稼，我们称之为"基因工程农业生物"。
我们对自己学会了"任意篡改上帝作品"的本领喜不自禁，但是，我们对这种"篡改"会给生物界带来什么样的后果却知之甚少。从生物安全性这一角度出发，基因工程生物与传统杂交生物两者是不能划等号的。因而，过去对基因工程食物所提出的"实质等同性"评价原则是不全面的。、
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。但是今天，基因重组生物还是堂而皇之地进入了大自然。不可否认，国外对现有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，但事实证明，过去的考虑并不充分，认识也有局限性，更缺乏长期的数据。
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，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。
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。而这种人工组合的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，在环境生物学上则称为"基因污染"。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。
基因工程作物和动物的安全性问题，可从两方面进行评价：对人体的安全性和对环境的安全性。我们这里仅涉及基因工程生物向自然界释放可能产生的生态危险性问题。这种生态危险性表现在以下几个方面：
1.污染传统作物
基因工程作物中的转基因扩散到传统作物上，其危害表现在，影响已形成的农业生态系统。传统作物被基因工程作物的基因污染后会发生怎样的后果尽管目前还难以完全预测，但有害性已得以确认。传统作物包括数量庞大的品种，在它们的染色体上，均储存有人类所需的各式各样性状基因，是人类通过几千年培育和选择保留下来的，是一个巨大的资源。我们可以想象一下，随着传统作物的染色体被各种各样的转基因所充斥，我们还能使这些传统作物保留原有性状吗有一个负面影响我们现在至少已经看到了，那就是这种基因污染已经改变了某些传统作物的消费性质，使它们不再属于"无公害"食物之列，遭到一部分人群的抵制。对传统作物造成基因污染可能构成新的法律诉讼。
2.污染自然界的生物基因库
天然物种的基因不容污染，这一点是没有争议的。争议之处在于会不会发生这种污染由于几乎所有的农作物在其分布区都存在有性繁殖相容性可交配的野生种和近缘种，因此从理论上讲，在它们之间发生基因漂散是可能的。事实上，近年来国外已有研究报道，基因工程玉米的抗除草剂基因已漂散到附近地区野生的芜箐植物上。野生植物污染了某些抗性基因，其后果已经造成所谓"超级杂草"的出现。再者，一些基因工程生物，如转基因鱼类、转基因无脊椎动物和转基因森林、转基因藻类，它们都具有极强的繁殖力，或向外界释放大量的生殖配子，而其周围自然环境也存在许多有性繁殖相容性的野生种和近缘种，这些野生物种很容易受到基因工程同类物种转基因的污染。在模型系统的研究中，最近美国学者已证明基因工程鱼的转基因能扩散到野生同类的种群中。所以在国外，基因工程鱼只能在绝对封闭的温室环境中养殖。
3.影响自然界的生态平衡
基因漂散的结果可能使某些野生物种从转基因获得新的性状，如耐寒、抗病或速长等，因此可能具有更强的生命力；或者如另一种观点所认为的，其生命力更弱，因为它们没有经过自然选择这样的进化过程。不管是哪种结果，均将打破自然界的生态平衡。如基因工程Ｂｔ杀虫作物持续而不可控制地产生大剂量的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为生的天敌昆虫和鸟类数量急剧下降，威胁生态平衡。另一种现象也不可忽视，即Ｂｔ毒蛋白对天敌的直接影响。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毒蛋白液汁，然后被一种有益昆虫——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称，基因工程Ｂｔ作物还可毒杀一种非目标昆虫——美洲大皇蝶，它因被美国人视为世界上最美丽的一种蝶类，因而引起公众的普遍关注。现代农业生态系统的新概念并非是消灭害虫，而是将其降到不成灾害的水平。像Ｂｔ毒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干扰。还有研究发现，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落入土壤，结合在粘土颗粒和腐植酸上，其毒性至少可保留７个月。这对土壤和水体中的无脊椎动物具有危害性。传统的Ｂｔ杀虫菌粉因为Ｂｔ毒蛋白在菌粉中是以无毒性的晶体形式存在，只在进入鳞翅类昆虫肠道被特定的酶分解后才表现出毒性，而基因工程作物所产生的Ｂｔ毒蛋白本身已是毒性分子片断。所以，认定Ｂｔ杀虫作物是安全的为时尚早。
4.污染"微生态"菌群
用于动植物转基因的运载体ＤＮＡ含有一段抗菌素抗性基因，这是为了在工程菌中扩增载体ＤＮＡ时作标志，以便能够进行选择。抗菌素抗性基因的危险性一直未被充分认识。目前几种常用的抗菌素抗性基因都是来自细菌的"转座基因"。所谓"转座基因"是指那些能移动的基因。与一般传统食物中所含的基因一样，基因工程食物中的任何基因包括抗菌素抗性基因也经过胃肠道酶和细胞内酶的作用被分解，未被分解的排到体外，所以食物中的基因不会并入人体基因造成危害。但人体肠道存在大量的微生物，组成人体内的"微生物"系统。这是一个非常脆弱的生态系统。芬兰研究人员最近发现，基因工程食物中存在的抗菌素抗性基因能转移到肠道中的细菌菌体内。虽然还没有人报道过含抗菌素抗性基因的基因工程食物在人体内能使肠道菌、特别是致病菌对抗菌素产生抗性，但这种危险性不能被排除，因为抗菌素抗性基因本身就具有可转移的性质。从另一角度讲，至今也没有人能证明基因工程食物中的抗性基因绝对不会转移到人体肠道微生物中。正由于此，现在已有一些国家政府明确规定禁止制作和出售含任何抗菌素抗性基因的基因工程食物。最近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。这一发现再次提醒人们：基因污染将无孔不入。
5.能够在自然界增殖和扩散
基因是一切生命的基本组成部分，而繁殖又是生命的基本特征。生命繁殖的本质就是基因的复制。基因污染是在天然的生物物种基因中掺进了人工重组的基因。这些外来的基因可随被污染的生物的繁殖而得到增殖，再随被污染生物的传播而发生扩散。因此，基因污染是一种非常特殊又非常危险的环境污染。
综上所述，至今所推广种植的这些基因工程作物，其环境安全性评估有些并不充分。它们对传统作物和无公害作物已造成普遍污染。某些野生植物种类在局部地区的天然基因库也遭到基因污染。基因工程Ｂｔ杀虫作物是否会影响自然界的食物链从而破坏生态平衡，至今没有充分的证据可以对其做出否定的结论。这就造成两种现实的影响：一方面无法消除公众与日俱增的担扰；另一方面加大了种植的风险性。
为了防止转基因扩散到自然环境，科学家正在积极研究对策。例如，一种称为"终止因子"的技术可以防止种植的第一代基因工程作物所产生的种子发芽。最初这类研究纯粹是商业利益驱使，让农场主年年向生物工程公司购买基因工程种子。这项具有垄断色彩的技术曾遭到农场主反对而被迫停用。但该法不失为一个有利于环保的可借鉴之技术。最近在美国等待审批商品化的第一种基因工程动物食物——超级鲑鱼，就是制成不育的。一项更新的发明在国外已经初步成功，其原理不是像通常那样将转基因导入细胞核的染色体ＤＮＡ上，而是导入叶绿体的ＤＮＡ上。叶绿体ＤＮＡ是母系遗传，外来的转基因会通过父系的花粉散布到自然界的野生物种中。此外，一种根据糖代谢原理设计的新的标志基因已经问世，可以在多种作物上代替抗菌素抗性基因的使用。用以降低害虫抗性产生的"基因堆"技术也是一个新的研究热点。还有许多新的技术正在实验室积极地研究着。这些研究都是值得欢迎和鼓励的。人类的聪明与良知使我们有信心认为：对基因工程生物安全问题的基本解决将是奉献给人类２１世纪最好的礼物。
(摘自《2001高技术发展报告》，科学出版社2001年3月版，定价：30.00元。社址：北京东皇城根北街16号，邮编：100717)
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