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撰文 | 崔凱

責編 | 嶺桐

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在科幻電影《星際穿越》中，干旱和枯萎病先后滅絕了小麥、秋葵等作物，“末日作物”玉米也奄奄一息，人類變得走投無路。這種劇情并非是編劇異想天開，今天田野中的物種正在不斷減少。人類影響著生態(tài)，而后者反過來也影響著人類的未來。

電影《星際穿越》劇照

01

農(nóng)業(yè)的隱憂

過去的一萬年里，人類的所有活動中，改變自然界最多的就是農(nóng)業(yè)活動。人類為了擴大耕地面積，不斷清除田野中的野生物種。最初用的是石斧，然后是鍬鎬，最近100年變成了無堅不摧的拖拉機。

農(nóng)作物占據(jù)了越來越多的田野，破壞了生物多樣性。稻飛虱、麥蚜蟲、玉米螟等害蟲經(jīng)常造成谷物減產(chǎn)，為此人類又研制出數(shù)以千計的農(nóng)藥品種。農(nóng)藥問世后，害蟲們被殺得潰不成軍，益蟲們也跟著遭殃。在我的少年記憶中，晚霞中蜻蜓漫天飛舞，夏夜里蛙聲一片。今天再去看看，這種畫面已經(jīng)成為回憶。

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如果說傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要是農(nóng)作物搶占野生物種的生存空間，那么現(xiàn)代農(nóng)業(yè)則開啟了農(nóng)作物之間的“內(nèi)卷”。一個優(yōu)良品種培育出來以后，出道即巔峰，大面積地攻城略地。地方品種的空間被大量侵占，作物品種越來越單一化，這究竟是福還是禍？要看你站在什么樣的立場上。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的做法帶來的更多的糧食產(chǎn)量，可以養(yǎng)活更多的人口，專業(yè)化的品種也迎合了食品工業(yè)的標準化要求。然而在過去的100年里，90%以上的地方品種已經(jīng)從農(nóng)田中消失，農(nóng)業(yè)生物多樣性面臨巨大威脅。

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80多年前，一首《松花江上》點燃了中華大地的抗日烽火：“我的家在東北松花江上，那里有漫山遍野的大豆、高粱”。從前的田野里輪種著五谷雜糧，深淺不同的根系可以吸收不同土層的營養(yǎng)，改善土壤性狀，調(diào)節(jié)土壤肥力。

進入上世紀80年代，中國農(nóng)村開始施行“包產(chǎn)到戶”。農(nóng)民種地謀生，當然優(yōu)選高產(chǎn)作物，雜糧品種迅速減少。今天的北方田野中，已經(jīng)很少能見到大豆和高粱的影子了，漫山遍野的種的都是小麥、水稻和玉米，而且是同一塊耕地上長期種植同一種作物，俗稱“重茬”。

從可持續(xù)發(fā)展的角度，重茬作物營養(yǎng)吸收結(jié)構(gòu)單一，會造成土壤肥力失衡，生長環(huán)境惡化，糧食的產(chǎn)量和品質(zhì)下降。另外，病蟲草害第二年也會卷土重來，危害越來越重。從人類健康的角度，長期食用精米白面，缺少雜糧飲食，也會造成維生素和礦物質(zhì)缺乏，罹患各種疾病。

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萬物土中生，有土斯有糧。受到威脅的不只是地上的農(nóng)作物，還有地下的微生物。隨著農(nóng)業(yè)機械化的強力翻耕，土壤結(jié)構(gòu)受到破壞，擾亂了微生物群落。土壤酸化、抗生素和農(nóng)膜污染也降低了微生物的種群數(shù)量和代謝活動，土壤開始積勞成疾。

以前的米飯煮熟后，會有一層油光；一滴芝麻香油滴出，能讓整個屋子里飄香。今天的作物品種，產(chǎn)量是越來越高，卻沒有以前那么好吃了。

02

愛爾蘭“薯疫”

在氣候變暖的大環(huán)境下，干旱、高溫、病蟲害對全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來越來越大的壓力。令人擔憂的是，萬一遇到災害年景，單一品種的作物就可能釀成糧食危機，愛爾蘭在1845年暴發(fā)的馬鈴薯晚疫病就是前車之鑒。

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1603年，英國人在愛爾蘭建立了第一個海外殖民地，順手也把土豆帶了過去。肥沃土地被英國地主占領(lǐng)，很多愛爾蘭人被迫遷徙到寒冷多山的西部。這里土地貧瘠，積溫和光照不足，根本就不適合種植小麥。但是對于土豆而言，這樣的生長條件已經(jīng)綽綽有余。

英國經(jīng)濟學家亞當·斯密在1776年出版的《國富論》里說：“倫敦的轎夫、腳夫和煤炭挑夫，以及那些靠賣淫為生的不幸婦女，大部分來自以土豆為主食的愛爾蘭最下層人民?！?/p>

到十九世紀初期，馬鈴薯成為愛爾蘭人的主要食物。1845年，愛爾蘭島上60%的耕地面積種植的都是土豆，人均每天吃掉5斤馬鈴薯，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)甚至好于大多數(shù)英國城市工人。有了食物保障，愛爾蘭人開始拼命生娃，人口從1780年的400萬猛增至1845年的800萬。

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1845年，禍從天降，一種名為“晚疫病”的植物病害開始在愛爾蘭暴發(fā)。美洲有幾百個馬鈴薯品種，愛爾蘭偏偏只種植了一種名為“壟坡”（Lumper）的單一品種。疫情暴發(fā)時，根本找不到能夠抗病的其它品種。如果把雞蛋只放在一個籃子里，就有可能被全部打碎。

第一年愛爾蘭島的土豆就減產(chǎn)了2/3，第二年和第三年疫情持續(xù)，土豆產(chǎn)量幾近絕收。1846年的報紙上對愛爾蘭做了這樣的報道：“到處都是疾病和死亡，曾經(jīng)強壯的人口被折磨得骨瘦如柴，熱病、水腫和饑荒蹂躪著每一間骯臟的茅屋，并擄去全家人的性命”。

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饑荒持續(xù)了七年，20%的愛爾蘭人被餓死，還有另外25%的人背井離鄉(xiāng)。“薯疫”是這個民族刻骨銘心的傷痛，也給愛爾蘭留下這樣一句諺語：“世界上只有兩樣東西開不得玩笑，一是婚姻，二是土豆。”晚疫病很快又擴散到英國、德國、荷蘭以及其它北歐地區(qū)，導致許多地方發(fā)生食物短缺，糧價翻倍。

屋漏偏遭連綿雨，1847年歐洲又暴發(fā)了經(jīng)濟危機。民眾的不滿和焦慮最終引發(fā)了1848年的歐洲革命，造成了劇烈的社會動蕩。今天回望，愛爾蘭“薯疫”相當于做了一次單一品種作物種植試驗，但結(jié)果卻是歐洲最大的農(nóng)業(yè)悲劇。

都柏林街頭，愛爾蘭大饑荒（Irish Potato Famine）紀念雕塑

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03

種質(zhì)資源：農(nóng)業(yè)的“芯片”

1900年世界人口只有17億，2020年已經(jīng)達到77億，人口增幅史無前例。然而得益于良種、農(nóng)藥和化肥這“三駕馬車”，糧食產(chǎn)量大幅度增長，今天人們的飲食明顯優(yōu)于一百年前。有些朋友覺得歲月靜好，認為不會再發(fā)生愛爾蘭薯疫這樣的大饑荒。

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然而很多人并不知道：今天仍有10%的地球人口在忍饑挨餓。2050年，世界人口會增加到95億，2100年會達到110億，全球糧食需求還會增加50％以上。然而地球養(yǎng)活人類的能力正在被推向極限，適合植物生長的地方幾乎都變成了農(nóng)田，耕地面積已經(jīng)缺少增長空間。為了追求糧食產(chǎn)量，人們必須更多的依靠良種培育。

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育種家希望不斷提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，需要找到具有相應性狀的DNA。谷物的祖先就是大自然中的各種野草，在它們的起源地有著更多的而野生近緣品種。

中國在雜交水稻領(lǐng)域能夠處于國際領(lǐng)先地位，很重要的一個原因在于我們是水稻的發(fā)源地，有著非常豐富的野生水稻種質(zhì)資源。1970年，袁隆平先生就是利用在海南三亞找到的野生雄性不育株，打開了雜交水稻育種的突破口。今天，種質(zhì)資源被稱為農(nóng)業(yè)的“芯片”，是國家的戰(zhàn)略資源，對新品種選育和保障糧食安全具有重大意義。在這方面，美國是個很好的借鑒。

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從農(nóng)業(yè)發(fā)展角度，北美洲的農(nóng)業(yè)起步要比歐亞大陸晚很多。亞洲在8000千年前就馴化出了麥類、水稻等主糧作物。直到4000年前，北美洲的印第安土著才馴化出了四種作物——南瓜、向日葵、菊草和藜。

然而相對于富含能量的谷物，這四種作物只能做為補充食物，土著人主要依賴野生動物和堅果為生。直到公元1100年左右，來自中美洲的玉米和南美洲的土豆開始在北美落地生根，北美人口才迅速增長，酋長部落沿著密西西比河流域發(fā)展了起來。

密西西比河流域

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遼闊的土地吸引了大量移民開荒種地，然而美國本土物種資源相對缺乏，必須從國外搜集農(nóng)作物品種。1819年，具有戰(zhàn)略眼光的美國財政部長威廉·克勞福德曾給所有駐外領(lǐng)事人員發(fā)布了一項通知，要求他們盡可能在國外采集有價值的作物，再運回到美國。

1898年，美國農(nóng)業(yè)部干脆建立起“外國種子和植物引進辦公室（SPI）”，派出很多植物學家前往世界各地。那一時期，這些植物學家為美國搜集到了數(shù)以萬計的作物品種，包括俄國冬小麥、日本九州水稻、中國大豆和埃及棉花等。這些農(nóng)作物經(jīng)過不斷地雜交和改良，培育出一些優(yōu)質(zhì)新品種，迅速提升了美國的農(nóng)業(yè)水平。

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舉個例子，20世紀初，美國傳教士從中國、日本、朝鮮半島采集了幾千份大豆材料，其中包括一種叫“北京小黑豆”的中國地方品種。1954年，孢囊線蟲病使美國大豆種植遭遇毀滅性打擊，有些地方甚至絕收。

天無絕人之路，美國育種學家“翻箱倒柜”，最終在“北京小黑豆”中找到了一種獨特的抗病基因。當時這份來自中國的種質(zhì)資源已在美國保存了47年。通過遠源雜交，美國育種家在1957年培育出新的抗病品種，使得大豆產(chǎn)業(yè)得以復蘇。今天，全世界的大豆胞囊線蟲抗病品種，抗源基因幾乎都來自北京小黑豆品種。

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二戰(zhàn)結(jié)束后，眾多殖民地國家宣布獨立，美國的作物采集活動受到限制。1946年，美國建立起國家植物種質(zhì)系統(tǒng)。美國農(nóng)業(yè)部因勢利導，開始用與各國合作研究方式，繼續(xù)為育種工作尋找基因資源。經(jīng)過一百多年的植物采集活動，今天的美國已經(jīng)從一個植物種質(zhì)資源相對貧乏的國家成為資源大國，擁有各類植物遺傳資源60萬份，其中超過70%是從國外收集而來。

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對于有著14億人口的中國來說，沒有什么課題比糧食安全更加重要，而種子安全則是糧食增產(chǎn)的關(guān)鍵。中國幅員遼闊，地貌復雜，在物種資源方面具有得天獨厚的優(yōu)勢，馴化出水稻、大豆、谷子、糜子等谷物，就是這些物種孕育出綿延千年的華夏文明。

1986年，中國農(nóng)科院在北京建立起一座國家種質(zhì)庫，儲藏室常年保持零下18度的低溫，真空密封的作物種子“保質(zhì)期”可以達到50年以上。今天，中國的種質(zhì)資源保存量約為50萬份。2019年，新國家作物種質(zhì)庫項目開工建設(shè)，種子庫設(shè)計容量為150萬份，將于2021年8月建成。

04

末日種子庫

對于人類而言，種質(zhì)資源庫相當于龐大的“基因銀行”，儲存著億萬年來物種進化出來的特性，如耐寒、抗蟲、耐病、耐澇、耐鹽、抗干旱、抗草等，這些特性是大自然對人類的饋贈。如果不進行種質(zhì)資源保護，將來有一天我們?nèi)ふ疫@些優(yōu)良性狀時，可能發(fā)現(xiàn)具備這些基因的植物已經(jīng)在地球上消失了。居安思危，如果發(fā)生核戰(zhàn)爭、小行星撞擊、氣候劇變、海平面上升等末日危機，人類的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)將徹底崩潰。

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所幸，已經(jīng)有人在未雨綢繆。挪威斯瓦爾巴群島距離北極圈極點1000多公里，2008年挪威政府在這里建成了一座“全球種子庫”，還給它取了個響亮的名字——“末日穹頂”。挪威政府宣布該種子庫可以為世界各國保存“備份”種子，種子的所有權(quán)歸委托國所有?！澳┤振讽敗痹O(shè)計容量為450萬份，目前已經(jīng)儲存了來自世界各地的100多萬份種子。

挪威末日種子庫（圖片來源：Wikimedia Commons）

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和世界其它地方的種子庫相比，這座“全球種子庫”最為安全。這里位于偏遠的極寒之地，永久凍土層是植物標本的天然冰窖。即使制冷設(shè)備損壞，庫內(nèi)溫度依然能維持低溫。種子庫高出海平面130米，能夠應對氣候變暖導致的海面上升。這里是北極熊的家鄉(xiāng)，人跡罕至，可以讓種子庫遠離各種威脅。

為了抵御地震和核武器可能帶來的破壞，種子庫按照美國黃金儲備庫的安全模式設(shè)計。入口向內(nèi)開鑿出一條長達120米的隧道，種子庫位于隧道的盡頭。隧道和種子庫的外圍構(gòu)筑一層1米厚的混凝土石板，密封門可抵抗數(shù)噸炸藥的爆炸威力。

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一旦地球遭遇重大危機，存放在這里的珍貴種子可以幫助人類重建糧食系統(tǒng)。舉個例子，國際干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究中心在敘利亞建了一座種子庫，保存著小麥、大麥等適應當?shù)馗珊禋夂虻淖魑锓N子。2011年敘利亞內(nèi)戰(zhàn)爆發(fā)，這座種子庫也在戰(zhàn)亂中遭到破壞。所幸被毀的種子在“末日穹頂”存放了備份。2015年，干旱研究中心的科學家從“末日穹頂”提取了130盒“備份”種子，用于培育適應中東氣候的新品種，拯救一方民眾。

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盡管如此，一座種子庫中能夠保存的種子數(shù)量是非常有限的。即使低溫存放，種子的生命力依然會隨時間而降低。植物種群在天地間生生不息，廣袤的大自然才是真正的種子庫。從生命在地球上誕生起，生物多樣性就是自然存在的概念，或者說是這個世界的本質(zhì)。生物多樣性為自然選擇提供了“原料”，物種變少，變異也會減少，自然選擇也將成為無米之炊。

人類不能只有對自己的“私心”，也需要有對大自然的“公心”。2000年，聯(lián)合國大會宣布每年的5月22日為國際生物多樣性日。然而時至今日，很少人認識到生物多樣性對人類和自然的重要性?；赝麣v史，當人們對自然的索取達到頂峰時，自然就會用災難將人類擊潰，千年滄桑，風雨無情。

?作者簡介?

崔凱

江南大學食品工程博士和華東師范大學心理學博士，上海交通大學安泰經(jīng)濟與管理學院特聘教授。

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