卢宝荣:一部食物的演化史,是什么让我们有了更多的选择?

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卢宝荣

复旦大学特聘教授

大家好,我是来自复旦大学生命科学学院的卢宝荣。今天我想跟大家聊一聊吃饭的问题,也就是“民以食为天”的问题。

138亿年前,一声大爆炸诞生了宇宙;45亿年前,宇宙中出现了地球;大约35亿年前,地球孕育了最原始的生命体,叫做原核生物。 有了生命,地球从此被赋予了生命力。

生命体和非生命体,最大的区别就是能否进行繁殖。一个生命体,比如细菌,经过一段时间,可以产生亿万个细菌;而非生命体,例如一块石头,随着时光流逝,如果没有被风化,最多它还是一块石头。

生命体有两个最基本的特征,一个叫新陈代谢,保证生命体存活;另一个叫自我复制,保证生命体繁衍。而这两个重要的生命过程,都需要能量支撑,俗话叫“吃饭”。

可以说“民以食为天”这个成语几乎适用所有的生命体。虽然它们“吃”的东西千差万别,“吃”的方式也不尽相同,但正是这些“吃”的链条构成了我们地球生物圈的“天道”,即我们需要洞见的生命力。

人类的演化史,也是食物的演化史,餐桌的演化史。 人类起源大约已有200多万年,从一开始,人类生活最大的任务就是获取食物。

最早,人类并没有能力创造任何食物,完全依靠大自然的恩赐,因此餐桌上的食物,种类简单,份量不足。为了获得更多食物,人类追赶动物,采集野果,不断迁徙。

一万年左右,人类开启了“农耕时代”,那时全球人口仅为100万左右。关键变化产生了,人类从完全依赖大自然赏赐,到可以开始改良、驯化植物和动物;从不断寻找食物,到可以守候丰收;从不断迁徙,到可以定居某地。餐桌上,食物的种类、数量及营养成分都得以改善,而全球人口数量也不断增长,1700年人口将近6亿。

第三个时期工业革命。工业革命带来了新的技术,机械化、作物改良、化肥使用等等,大大提高了生产效率,人类餐桌上的食物也变得更为丰富。此时,世界人口快速增长,1900年全球人口数就已经达到了16亿。

人口快速增长、城市化进程、耕地面积减少、环境的污染、资源的短缺、气候变化等等现象的出现,带给我们新的问题—— 全球粮食危机 。根据联合国粮农组织等发布的《全球粮食危机报告》,2021年全球近2亿人口面临严重粮食短缺。

然而人口增长还在继续。2022年,全球人口已接近79亿,预测2050年全球人口将达到90亿这样一个庞大的数字。 要在有限的耕地上生产出足够的粮食,我们没有更多的选择,只有发展科学技术、寻找新方法来化解这场全球性粮食危机。

上世纪六七十年代,育种家利用杂交和遗传重组,将一个矮杆基因(sd-1)引入农作物品种,使其产量翻了一番,甚至更多。这就是一个基因引起的第一次“绿色革命”,是世界农业史上非常具有代表性的科技成果。

那么为什么“矮杆”可以获得更高的产量呢?这是因为它改变了农作物的收获指数(更多种子),使农作物更抗倒伏、耐肥水,再配合机械化应用,有利于大规模生产。老的问题解决了,新的问题又出现了,例如农作物品种多样性降低,农田生态环境严重污染等等。

生物科技的迅速发展和应用,带来了第二次“绿色革命“。通过新技术改良农作物品种,增强其防治病虫害的能力,提高农业生产的效率,保护环境,也给我们的餐桌带来了更丰富、更营养、更环保、更安全的食物。

我国政府发起的生物种业振兴计划,就包含利用基因资源和高新生物科技等措施来创造高产优质、环境友好的优良新品种。利用生物技术将抗虫、抗病基因精准转移到高产农作物品种,可以替代大量化学杀虫剂和杀菌剂。

例如,中国只是转基因抗虫棉应用这一项技术, 每年就可以少向环境喷洒了1.5万吨农药 ;利用相同技术,科学家还培育出了氮高效利用农作物,将来就可以少施、甚至不施氮肥,高产的同时还能保护环境。

所以说,技术非常重要, 是科技的发展让我们有了更多的选择 ,包括基因编辑和全基因组分析在内的精准生物技术、人工智能、清洁能源、大数据分析、遥感技术、合成生物学等等。

我们不仅要让餐桌更丰盛、更健康,还要保护生物多样性、维护美好环境、发展可持续农业,这些都是人类未来美好生活的追求,而这一切都需要依靠科学技术的发展来实现。

植物全基因组遗传密码的破解,能让人类通过定点精准编辑基因,优化任意一个需要的农艺性状,比如高产、抗虫等;遥感和智能技术的结合,能让人类适时了解农作物的需求,并提供恰到好处的管理。

人类只有一个地球,大家都是地球村的公民。在全球化过程中,任何国家、任何民族都不可能在面对全球性灾难之前独善其身。倡导人类命运共同体意识、开拓更广泛的国际合作,是人类高质量健康生活的目标。

未来,无论人类将跋涉多远,技术发展得多厉害,吃饭永远是根本。 民以食为天,我们需要构建安全、可持续以及高效能的“餐桌”生态系统。谢谢大家!

此次造就X拜耳“未来大会·洞见生命力”,共邀请了7位专家学者分享他们的洞见,共同探讨未来健康与农业、人文社会与企业发展等热点话题,畅想人类未来“生命力”的无限可能。

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