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逆流而上:探秘轉基因鲑鱼背後的科技與爭議

憑藉轉基因技術獲得强大特性,這類產品雖然引人注目,但也引發了諸多爭議。 人造大西洋鮭魚究竟能否成為超級食物? 轉基因鲑鱼的故事或許能為您解答其中的謎團。

逆流而上:探秘轉基因鲑鱼背後的科技與爭議

談到帝王蟹時,不得不提世界上最大的帝王蟹——紅帝王蟹,也稱阿拉斯加帝王蟹。 這種蟹分佈在阿拉斯加灣和白令海一帶。 六十多年前,蘇聯啟動了一個項目,由於主要人口集中在歐洲西部,而白令海的漁獲離西部較遠,不能滿足當地迫切的食品需求,於是便將帝王蟹空運到西部,投放入巴倫支海中。 在歐洲,由於帝王蟹幾乎沒有天敵,很快便在整個歐洲海岸蔓延,這相當於人為造成了一次物種入侵。

實際上,當年除了帝王蟹外,還有另一種生物被引進歐洲,而且擴散速度比帝王蟹更快,那就是我們今天要講的鲑鱼。 2018年曾引發一場爭議:紅鱒魚究竟是否屬於鲑鱼? 行業協會認為,從生物學分類角度看,紅鱒與鲑鱼屬於同一類,囙此可以稱為鲑鱼; 而消費者則從食品内容出發,堅持認為紅鱒與傳統意義上的鲑鱼迥異。 儘管雙方各持己見,但筆者認為行業協會的論點存在明顯的邏輯問題。

從生物學分類上講,其實並不存在所謂“鲑鱼”這一分類,其名稱源自英文“salmon”的音譯。 市面上常見的大西洋鮭實際上應稱作大西洋salmon,而太平洋最大的鮭魚則被稱為King salmon。 換句話說,只有符合生物學命名的物種才能稱為salmon,進而被音譯成“鲑鱼”。 囙此,行業協會將紅鱒也歸類為鲑鱼顯得不够嚴謹。 畢竟,在生物分類中,相關物種的英文名稱往往採用“trout”這一術語,比如虹鱒稱為rainbow trout、櫻桃鱒稱為cherry trout。 如果將虹鱒音譯為鲑鱼,著實顯得尷尬。

事實上,虹鱒魚確實屬於鮭科,其成員主要分佈在兩個典型屬——麻哈魚屬和鱒屬。 麻哈魚屬中的代表性物種主要起源於太平洋地區,例如紅鱒就屬於麻哈魚屬; 而鱒屬則以大西洋地區的種群為代表,分佈於包括挪威海和巴倫支海在內的兩岸。 正因如此,巴倫支海本就有原生種群,為何還需要額外引進一種呢? 原因主要在於食物供應的問題。 大西洋鮭的生長速度相對較慢,從產卵到成熟通常需要三到四年,而在水溫較低的巴倫支海,這一過程可能長達七八年。 與之相比,蘇聯引進的太平洋品種——數量最多的粉紅鮭(又稱駝背鮭)在兩年內便可穩定成熟,這無疑更有利於提高食物供應量。 而且,粉紅鮭進入歐洲後表現出極强的適應性,如今從挪威的奧斯陸到蘇格蘭、愛爾蘭各地均已建立種群。

鮭魚之所以能成為人類長期信賴的食材,一個重要的原因在於其强大的適應能力; 而其另一個獨特特性,則是那著名的逆流回游行為。 眾所周知,鮭魚生活在海洋中,但到了繁殖季節便會停止進食,逆流而上,力求回到自己出生的那片淺灘完成產卵。 無論回游的距離長短,有些甚至高達千公里,鮭魚都必須克服水流阻力,付出巨大的體力,有時在面對小型瀑布時,需要反復尋找水流較緩的突破口,經過數十甚至上百次跳躍方能成功攀登。

當它們歷經艱辛終於返回出生地時,體力幾乎耗盡。 不過,即使精疲力竭,它們在繁衍後代的關鍵時刻仍會展現出驚人的戰鬥力——比如某些熊鮭魚能將嘴部形態轉變成類似鉤狀,甚至長出尖牙,以爭奪有限的交配機會。 多數鮭魚在完成產卵和授精後便會死亡,其遺體轉化為河流的養分,為下一代鮭魚的孵化提供支援。 小鮭魚在河中生活一段時間後,長大再順流而下,進入大海尋找更多食物和更快的生長條件,待成熟之後再逆流而上,重走父母般的回游之路。 對於人類來說,這一自然規律極為契合:鮭魚自我繁育、長肥,並按時歸來。 住在河邊的高山族囙此得以每年輕易捕撈到大量魚類,他們的村落幾乎建立在鮭魚回游的基礎上。

然而,一旦鮭魚無法完成回游,問題便會陡然顯現。 如今,人類對自然環境的干預日益頻繁,如修建水壩和船閘等設施往往阻斷了鮭魚的天然通道,使得它們無法返回上游完成產卵,導致種群數量不斷减少。 為了解决這一困境,魚梯應運而生——類似於道路施工中的繞行橋,設計時既要避免水流過急讓鮭魚難以攀登,也需防止水流過緩使其失去辨識。 後來甚至有人發明了一種“鮭魚炮”,利用氣壓將鮭魚從大壩兩側迅速輸送過去,雖說這一操作看似滑稽,但在一定程度上緩解了鮭魚回游的障礙。 當然,鮭魚回游的自然景象中,曾有這樣一個經典畫面:一頭熊蹲守在小瀑布前,等待著奮力躍上來的鮭魚,凑巧的一條便成了熊的口中美餐。 尤其是體型龐大的棕熊,柯迪亞克熊便是其中的代表。 柯迪亞克熊主要分佈在阿拉斯加半島附近的柯迪亞克群島,其體重可達近七百公斤,僅次於北極熊。 為何柯迪亞克熊如此健碩? 科學家們解釋,其主要原因是它們以鮭魚為主食,而與其他主要以素食為生的棕熊相比,柯迪亞克熊每年在五至八月間會大舉捕食當地五種鮭魚,從而為冬眠前的大量儲備提供充足能量。 通常,鮭魚必經的小瀑布區域便成了最理想的捕魚地點,實力最强的公熊往往佔據最佳位置,而次級的熊則在旁等待機會。 但當鮭魚數量充沛時,即便是捕魚水准一般的熊也能飽餐一頓。 有時某些捕食高手甚至會只選魚頭和魚卵等營養更豐富的部分,而將剩餘部分弃之不顧,這也為一些善於撿漏的鳥類和狐狸提供了食物來源。

然而,2014年俄勒岡州立大學的研究團隊發現了一件令人驚訝的事情:在鮭魚回游的幾個月中,許多熊竟未在河邊捕食,而是轉移到了山上采食紅漿果。 經過連續兩年的觀察,研究人員確認,原本河邊常見的被熊撕碎的鮭魚少之又少,而仍完整死亡的魚體顯現出熊並未捕食。 熊的糞便分析也表明,大量熊只依賴山間的漿果作為食物。 這種异常情况經過深入調查後被歸因於氣候變暖——2014年是柯迪亞克島近六十年以來最熱的一年,促使山間紅漿果提前成熟,甚至比鮭魚回游的時機還早,致使熊嗅到漿果的香氣後便紛紛轉移,從而遺忘了河中的美味。 然而,長期如此,飲食中魚類攝入不足可能會導致柯迪亞克熊營養不良,甚至危及種群數量; 不過,對於鮭魚而言,紅漿果卻成了它們間接饋贈的“大恩”。

說到鲑鱼養殖,不得不提黃海上的“深藍一號”——一個巨大無比的鋼結構網箱,容積達五萬立方米,可同時養殖三十萬條鲑鱼,展現出強悍的生命力。 事實上,早在兩百多年前,人類便開始關注鲑鱼的養殖。 最初的思路十分簡單:讓鲑鱼在海中自行覓食、長肥後,再返回河流產卵。 簡單來說,只需孵化魚苗並投放至河流上游,待其回流即可。 然而,早期在非洲、澳大利亞等地試圖建立全新鲑鱼種群均以失敗告終,因而轉而在原有種群的河流中投入魚苗以新增數量,並在部分因過度捕撈瀕臨滅絕的河流中見到恢復的迹象,取得了初步成功。

但也有反對聲音指出,這種人工孵化的魚苗由於基因過於單一,可能導致野生種群基因多樣性降低。 人為干預野生種群從來不是一件輕鬆的事。 直到近幾十年,鲑鱼養殖模式才趨於固定:先在淡水池內養殖魚苗一年多,使其長大,然後轉移至沿海網箱中繼續養殖兩年左右後收穫。 如今市面上絕大多數鲑鱼均來自這一成熟模式,包括挪威、智利、加拿大、英國、俄羅斯、澳大利亞等地。

值得注意的是,這些養殖的品種主要為大西洋鮭,從最初的“salmon”概念到如今大眾化的“鲑鱼”,種種爭議不斷。 養殖模式的發展既在一定程度上保護了野生種群,又為養殖業帶來了可觀的經濟效益。 然而,也存在不少爭議:網箱內魚密集易引發疾病,需要頻繁使用藥物及抗生素,對海洋環境構成一定污染風險; 過於密集的魚群還易感染寄生蟲,海獅等動物因而聚集,將網箱變成“培養箱”,並可能將病菌傳染至野生種群; 此外,飼料的原料大多為飛魚或鳳尾魚製成的魚粉,再混合玉米、小麥、大豆及動物內臟等,成本中約有20%來自人工合成的蝦青素——若不添加此成分,魚肉便呈灰白色,不具市場競爭力。 未被食用的飼料與魚糞混入海水,易引起海水負營養化並造成污染; 網箱內魚群常被海豹、海獅鎖定,它們破壞網箱甚至造成魚類損失,為驅趕這些動物,養殖場有時會發射彈丸或飛鏢,有時甚至採用“海豹炸彈”進行大範圍驅趕,其副作用包括對水下聲波環境的破壞,可能干擾鯨豚類利用回聲定位的生存。

2016年,挪威自然研究所的生物學家斯滕·卡爾森發表了一項研究,調查了挪威147條河流中的野生鲑鱼,結果顯示,其中普遍混入了養殖鲑鱼的基因,並且離養殖場越近,野生種群中混入的比例越高。 這揭示了養殖鲑鱼一個嚴重問題:當魚類逃逸並與野生個體雜交,其基因可能過度滲入野外種群,導致野生種群對自然環境適應能力下降,後果堪憂。

此外,1992年,一比特名為艾利奧特·恩蒂斯的企業家拜訪了兩位科學家——新加坡國立大學的邱才良教授以及紐芬蘭紀念大學的加斯·弗萊徹博士。 他的養殖網箱建在較冷的海域,每到冬季鲑鱼就顯得不够活躍。 據說抗凍蛋白能够解决這一問題。 兩位科學家展示了他們的方案,並以一張照片說明:照片中兩條均為12個月齡的鲑鱼,一條明顯大於另一條。 科學家解釋說,較大的那條正是經過轉基因處理、長勢顯著的產品。 企業家當時對此讚歎不已,感歎這種技術簡直令人難以置信。 具體而言,科學家們從一種名為“美洲棉喂”的冷水魚身上選取了產生抗凍蛋白的基因,再從帝王鮭身上選取了調節生長激素的基因,將這兩者共同植入大西洋鮭中,使得這種轉基因鲑鱼全年都能快速生長。 通常需要三年才能上市的鲑鱼,經轉基因後只需一年半便可達到收穫標準,而且在品質上與傳統鲑鱼幾乎無異,其生長效率令人驚歎。 對此,企業家自然不會錯過這個項目。 但由於轉基因魚一旦基因洩漏至野生種群,將可能引發嚴重後果,囙此必須採取嚴格防控措施。

首先,為防止與野生鲑鱼混雜,他們不再採用海上網箱養殖,而是在倉庫中建立魚池,實行內陸養殖; 其次,採用傳統水產養殖的管理模式,只孵化雌性魚苗,從源頭上避免雄性繁殖; 第三,通過高壓科技將受精卵轉變為三倍體,即每個細胞擁有三組染色體,從而使這些魚即便逃逸到野外,也無法與雙倍體的野生個體成功交配。

那麼,轉基因鲑鱼究竟是否安全呢? 2015年,美國食品和藥物管理局準予了轉基因鲑鱼上市申請,公告中稱該產品與傳統鲑鱼具有同樣的安全性和豐富的營養價值。 這是一項歷時二十餘年的研究成果。 實際上,不僅僅是鲑鱼,包括玉米、大豆、棉花等作物中,轉基因品種已有多種應用。 有人認為,轉基因技術與傳統育種在本質上是一致的——育種本質上是讓生物發生自然突變,通過篩選獲得優勢個體本就帶有一定的運氣成分。 而轉基因則更加精准和直接,能够迅速提高產量、增强抗旱性、提高抗病能力,從而减少對農藥的依賴。 這些切實的好處,依靠傳統育種管道往往難以實現。 既然科技已經能够“一步到位”,為何還要漫長等待偶然的突變運氣?

總之,如果轉基因技術能够讓人類用更少的自然資源養活日益增長的人口,同時减少對自然環境的過度索取,這無疑是基因工程的一大功績。 只要採取足够的措施防止基因污染野生種群,並製定嚴格的安全標準,我認為在轉基因問題上,我們應持開放與理性的態度。

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