盧寶榮:一部食物的演化史,是什麼讓我們有了更多的選擇?

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盧寶榮

復旦大學特聘教授

大家好,我是來自復旦大學生命科學學院的盧寶榮。今天我想跟大家聊一聊吃飯的問題,也就是“民以食為天”的問題。

138億年前,一聲大爆炸誕生了宇宙;45億年前,宇宙中出現了地球;大約35億年前,地球孕育了最原始的生命體,叫做原核生物。 有了生命,地球從此被賦予了生命力。

生命體和非生命體,最大的區別就是能否進行繁殖。一個生命體,比如細菌,經過一段時間,可以產生億萬個細菌;而非生命體,例如一塊石頭,隨著時光流逝,如果沒有被風化,最多它還是一塊石頭。

生命體有兩個最基本的特徵,一個叫新陳代謝,保證生命體存活;另一個叫自我複製,保證生命體繁衍。而這兩個重要的生命過程,都需要能量支撐,俗話叫“吃飯”。

可以說“民以食為天”這個成語幾乎適用所有的生命體。雖然它們“吃”的東西千差萬別,“吃”的方式也不盡相同,但正是這些“吃”的鏈條構成了我們地球生物圈的“天道”,即我們需要洞見的生命力。

人類的演化史,也是食物的演化史,餐桌的演化史。 人類起源大約已有200多萬年,從一開始,人類生活最大的任務就是獲取食物。

最早,人類並沒有能力創造任何食物,完全依靠大自然的恩賜,因此餐桌上的食物,種類簡單,份量不足。為了獲得更多食物,人類追趕動物,採集野果,不斷遷徙。

一萬年左右,人類開啟了“農耕時代”,那時全球人口僅為100萬左右。關鍵變化產生了,人類從完全依賴大自然賞賜,到可以開始改良、馴化植物和動物;從不斷尋找食物,到可以守候豐收;從不斷遷徙,到可以定居某地。餐桌上,食物的種類、數量及營養成分都得以改善,而全球人口數量也不斷增長,1700年人口將近6億。

第三個時期工業革命。工業革命帶來了新的技術,機械化、作物改良、化肥使用等等,大大提高了生產效率,人類餐桌上的食物也變得更為豐富。此時,世界人口快速增長,1900年全球人口數就已經達到了16億。

人口快速增長、城市化程序、耕地面積減少、環境的汙染、資源的短缺、氣候變化等等現象的出現,帶給我們新的問題—— 全球糧食危機 。根據聯合國糧農組織等釋出的《全球糧食危機報告》,2021年全球近2億人口面臨嚴重糧食短缺。

然而人口增長還在繼續。2022年,全球人口已接近79億,預測2050年全球人口將達到90億這樣一個龐大的數字。 要在有限的耕地上生產出足夠的糧食,我們沒有更多的選擇,只有發展科學技術、尋找新方法來化解這場全球性糧食危機。

上世紀六七十年代,育種家利用雜交和遺傳重組,將一個矮杆基因(sd-1)引入農作物品種,使其產量翻了一番,甚至更多。這就是一個基因引起的第一次“綠色革命”,是世界農業史上非常具有代表性的科技成果。

那麼為什麼“矮杆”可以獲得更高的產量呢?這是因為它改變了農作物的收穫指數(更多種子),使農作物更抗倒伏、耐肥水,再配合機械化應用,有利於大規模生產。老的問題解決了,新的問題又出現了,例如農作物品種多樣性降低,農田生態環境嚴重汙染等等。

生物科技的迅速發展和應用,帶來了第二次“綠色革命“。通過新技術改良農作物品種,增強其防治病蟲害的能力,提高農業生產的效率,保護環境,也給我們的餐桌帶來了更豐富、更營養、更環保、更安全的食物。

我國政府發起的生物種業振興計劃,就包含利用基因資源和高新生物科技等措施來創造高產優質、環境友好的優良新品種。利用生物技術將抗蟲、抗病基因精準轉移到高產農作物品種,可以替代大量化學殺蟲劑和殺菌劑。

例如,中國只是轉基因抗蟲棉應用這一項技術, 每年就可以少向環境噴灑了1.5萬噸農藥 ;利用相同技術,科學家還培育出了氮高效利用農作物,將來就可以少施、甚至不施氮肥,高產的同時還能保護環境。

所以說,技術非常重要, 是科技的發展讓我們有了更多的選擇 ,包括基因編輯和全基因組分析在內的精準生物技術、人工智慧、清潔能源、大資料分析、遙感技術、合成生物學等等。

我們不僅要讓餐桌更豐盛、更健康,還要保護生物多樣性、維護美好環境、發展可持續農業,這些都是人類未來美好生活的追求,而這一切都需要依靠科學技術的發展來實現。

植物全基因組遺傳密碼的破解,能讓人類通過定點精準編輯基因,優化任意一個需要的農藝性狀,比如高產、抗蟲等;遙感和智慧技術的結合,能讓人類適時瞭解農作物的需求,並提供恰到好處的管理。

人類只有一個地球,大家都是地球村的公民。在全球化過程中,任何國家、任何民族都不可能在面對全球性災難之前獨善其身。倡導人類命運共同體意識、開拓更廣泛的國際合作,是人類高質量健康生活的目標。

未來,無論人類將跋涉多遠,技術發展得多厲害,吃飯永遠是根本。 民以食為天,我們需要構建安全、可持續以及高效能的“餐桌”生態系統。謝謝大家!

此次造就X拜耳“未來大會·洞見生命力”,共邀請了7位專家學者分享他們的洞見,共同探討未來健康與農業、人文社會與企業發展等熱點話題,暢想人類未來“生命力”的無限可能。

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