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老鼠吃基改作物長瘤?爭議論文遭下架,但腫瘤照廣傳讓民眾超害怕│科學家與媒體的橋樑(四)

台灣科技媒體中心_96
・2020/09/07 ・4750字 ・閱讀時間約 9 分鐘

編按:充斥在新聞媒體或社群上的偽科學謠言,或似是而非的「新發現」,通常都以誇張聳動的標題吸引讀者的目光,並讓多數人深信不疑。誰能擔任這個破除迷思的角色,成為科學家與媒體傳播間的橋樑,為閱聽者導正視聽呢?這一系列文章,將介紹英國科學媒體中心(SMC)如何運作,打擊新聞上的偽科學、假訊息。

基因改造生物(Genetically Modified Organism,常簡稱為 GMO),是運用基因工程技術來編輯基因而產出的生物,讓這一特定生物具有某一特徵,或缺失某一特徵。自這一技術發展以來,最常被討論到的就是基因改造作物(Genetically Modified crops,常簡稱為 GM crops),後來更因為討論太甚,GMO 幾乎變成基因改造作物的代名詞。

本文將以「基改作物」這一詞,來指稱過去這 20 年間,以基因工程技術編輯基因而產生的作物。[1] 雖然,生物的基因在自然演化的過程中,也會發生自然變異與遺傳漂變的現象。

基因改造的金色米。
圖/wikipedia

明明是為讓作物更適合耕作,為何民眾不愛基改作物?

基改作物從實驗室裡進入田間,並不是偶然的結果。科學家為了讓作物更適合耕作,例如讓作物具有抗蟲害的特徵而減少噴灑農藥,或修改基因來縮短作物的生長期、增加農業的經濟價值;面對影響地球生態存亡的氣候變遷,科學家也嘗試讓作物更耐旱,或更耐澇。這些原本立意良善的研究儘管已於 1996 年在特定區域開始施作,時至今日,基改作物卻仍是大部分消費者不願意購買的品項。

這些年間,因為國際輿論上極受爭議的農業生物技術公司孟山都(Monsanto),[2]因其勢力擴張迅速且影響力遠播世界各地,發生了數起極有爭議的基改作物事件,讓原本就不容易讓民眾了解的生物技術蒙上惡名;更甚者,在孟山都壟斷國際市場的資本操作下,抨擊它挹注資金左右政治角力、影響科學公正的聲音,不曾削減。

但若是回到民眾最在乎的食品安全問題,基改作物為何總是與民眾的恐懼與憂慮綁在一起?除了積極反基改團體的說帖,媒體上、輿論中,基改作物最受質疑的安全性從何而來?

英國科學媒體中心主任費歐娜・福克斯(Fiona Fox)在2019年接受數位電台「奧里諾克溝通」(Orinoco Communication)的訪問中提到,若在最初基改作物進入大眾輿論的時間點,基因科學家、植物科學家,又或是研究科學風險的科學家,採取不同的策略向大眾解釋基改作物,也許今日的氛圍就會很不相同。

故事多過於證據、恐慌多過於討論

她說,當民眾開始質疑基改作物的安全性,媒體、大眾甚至政治人物,都漸漸轉而懷疑這項新技術時,她記得公眾場域的辯論並不理性,因為那時故事多過於證據、恐慌多過於討論。她最困惑的是,媒體中都沒有科學家的聲音,他們都去哪了?

當時協助創立英國科學媒體中心的牛津大學神經科學家、當年英國皇家科學院(Royal Institution)主任蘇珊.格林非爾德(Susan Greenfield),與另一位生殖醫學家羅伯.溫斯頓(Robert Winston),跳出來為基改作物說話。但這兩位在各自領域極富盛名的科學家,針對這一命題,除了說明基改作物安全無虞外,並無其他佐證與說服力。

費歐娜回憶道,這樣的訊息,與她拜訪英國洛桑研究所(Rothamsted Research)中實際研究基改作物的科學家之說法不盡相同。第一線的科學家所傳遞的訊息是,這是新的技術,並非毫無風險,這項技術還在試驗的階段,安全性仍然在評估當中。

費歐娜說,若當時這些首屈一指的植物科學家,能進入媒體如實介紹這項新技術的突破與各種風險,情況有可能大為改觀。那麼,為什麼這些植物科學家不這麼做呢?

科學家不一定擅長說話,更不一定擅長將複雜的事情說得簡易而正確。
圖/pixabay

基改作物議題媒體上吵好兇,但科學家去哪了?

科學家如同你我,不一定擅長說話,更不一定擅長將複雜的事情說得簡易而正確。平日不需面對大眾的科學家,有天在實驗室抬頭,「才突然發現自己的研究領域上了頭條新聞,而他們被邀請到 英國 BBC 的沙發上,與農夫和綠色和平辯論。」費歐娜說,「他們徹底嚇壞了。」[3] 但好在,即使在浪頭上,還是有些領域中的生物學家,願意回應大眾的疑惑。於是當英國科學媒體中心 2002 年成立,便即刻站上第一線,開始積極回應任何與基改相關研究的行動。[4]

這一積極回應,勉強在英國踏出一條蹊徑,即使質疑聲浪不曾間斷,以及各種運動相繼而起,英國仍然在 4 年後(2006 年底)允許巴斯夫(BASF)農業化工複合集團,開始試驗基改馬鈴薯的種植。

這 4 年中,英國科學媒體中心積極回應的範圍大至基因污染研究、環境研究,小至 BBC 討論基改的專題節目;不僅回應英國政府舉辦的基改作物公開辯論會,更主動召開記者會討論基改作物的未來。他們以每 2 個月回應一次的頻率,嘗試與大眾對話。在基改馬鈴薯於田間試驗前,研究團隊舉辦記者會向大眾說明研究目的與方法,和即將採取的各種評估,也定期向大眾報告環境評估、生態評估,以及食用安全性的評估。

2003 年,政府出版的基改科學回顧,也平衡呈現了正反意見,並明載「基改作物並不能一概而論,每種基改作物的風險端看基因改變的幅度,與何種基因遭受變異而定。」英國科學媒體中心在這些事件中,也積極串聯不同意見的科學家,定期發佈呈現多元科學意見的即時回應。這些積極溝通的行動,逐漸促成正反意見的科學家,願意一同檢視,基改作物田間試驗的科學證據。

2008 年的事件,讓英國政府再次召開基改作物的辯論會。
圖/pixabay

「怎麼可以向自然挑戰」,基改作物戰火再爆發

但在 2008 年,反基改運動者破壞了基改馬鈴薯田,讓 2 年的研究成果付之一炬,英國政府此時再度召開基改作物的辯論會,希望能更理解社會態度和正反團體對於基改作物的聲音。但是2008 年 8 月 12 日,英國查爾斯王子接受《每日電訊報》(Daily Telegraph)的獨家專訪時說:「多個國家的公司聯合起來對自然做實驗,這是極其錯誤的事」、「基因工程把我們帶到了上帝的境地,這是只屬於上帝的」又說:「這些科學家的研究破壞了土壤、讓土壤貧瘠,將會造成世紀災難,讓未來的糧食短缺。」[5]

這場發言引起一片譁然。隔天,英國科學媒體中心不懼皇室威信,即刻發表了 8 位科學專家的意見,以證據為本,指出這一訪問的科學謬誤。時任約克大學(University of York)教授的植物基因學家奧托琳.雷瑟(Ottoline Leyser)回應,她開頭寫道:「幾乎所有公眾辯論的基改議題,都與基改無關。太多事情攪和在一起,讓未來的農業發展方向陷入險峻危機。」[6]

的確,基改作物的發展擾動了各方團體的神經,舉凡生態、環境、食品安全,以及上述「向自然挑戰」的觀點,都是社會輿論的爭場。這場論戰,與以往狂牛症或 MMR 疫苗不同的是,科學家無論正反意見,都希望能即時將研究結果呈現於媒體;而基改作物的戰場,也從它可能對社會產生的影響,又燒回了科學場域。

「老鼠吃基改玉米長瘤」,爭議論文被撤下但仍持續傳播

2012 年 9 月 19 日,法國的分子生物學家吉爾烈–艾希.席哈理倪(Gilles-Eric Séralini)在《食品和化學毒理學》(Food and Chemical Toxicology)期刊上發表一篇文章,標題為〈年年春除草劑的長期毒性與耐年年春除草劑的基因改造玉米〉(Long term toxicity of a Roundup herbicide and a Roundup-tolerant genetically modified maize)。此研究中,用了孟山都最廣為人知的年年春除草劑(主要成份為嘉磷塞, glyphosate),與其旗下經由基因改造而能抵抗年年春除草劑的 NK603 基改玉米來餵食大鼠。

經過 2 年餵食,此研究宣稱,與對照組(吃非基改玉米+清水的老鼠)相比,其餘三組實驗組的老鼠長出許多腫瘤、多重器官衰竭,也比對照組的老鼠容易早逝。這三種實驗組分別為餵食「施用年年春除草劑的基改玉米+清水」、「未施用年年春除草劑的基改玉米+清水」,以及「非基改玉米+含有嘉磷塞的飲水」。前二實驗組中,又各分成三種含量的玉米。最後一組實驗組,嘉磷塞的濃度也分為 3 種。於是共計 9 組實驗組,1 組控制組。[7]

同一天,英國科學媒體中心就發佈即時回應,針對這篇研究的方法和結論,提出專家看法。主要的疑慮有以下幾點:第一,研究的樣本數不足(每一組十隻大鼠)。第二,控制組不足。按照經濟合作暨發展組織(OECD)的標準,每一實驗組應配置 1 組對照組,但此研究總共只使用一組,卻有 9 組實驗組。第三點,此研究中使用的大鼠品種為「Sprague-Dawley rat」,而這種實驗鼠,尤其在 2 年期程上,有較高機率發現自發性腫瘤。 [8][9]

歐洲食品安全局(EFSA)為歐盟最具指導性原則的食品安全管理機關,受歐盟委員會的委託來評估這篇論文,[10] 2012 年 11 月 28 日得出最終結論決議:本研究的數據和實驗設計,無法得出該篇研究宣稱的結論,故不需對 NK603 玉米重做安全評估。2013 年 11 月《食品和化學毒理學》撤銷該篇論文。但在 2014 年,同一篇論文在幾無更改內容的情況下,重新在《歐洲環境科學期刊》(Environmental Sciences Europe)所刊登。[11]

細緻的科學論辯,不敵陰謀論?

這個故事的版本,與 MMR 疫苗有些類似,但卻又更加混亂。法國的分子生物學家席哈理倪,在為了發布這篇研究而舉辦記者會之前廣邀記者,但是邀請信中除了論文標題卻無細節,甚至要求記者不得向第三方尋求評論此篇論文的規範。英國科學媒體中心的資深公關主任湯姆.謝頓(Tom Sheldon)後來在文章裡問:「如果你的科學是可靠的,為什麼需要事先保密?」那場記者會上,與會記者根本沒有相關資料能詢問任何實驗細節,但長著腫瘤的大鼠照片卻一直流傳,到今天你還能在為數不少討論基改作物的資料中找到它。

英國科學媒體中心一直到今年,都還在這個場域裡奮戰,但遭受到的攻擊,科學上的、非科學上的,只有與日加深。期刊撤銷論文的決定、科學家的發言、英國科學媒體中心,甚至是歐洲食品安全局都被歸類成收了孟山都資金的打手;而細緻的科學論辯,便成了吸引媒體目光、展演群體聲量的犧牲品。費歐娜曾經說:「我不在乎這個社會,經過討論與辯論後,接不接受基改作物,只要他們接受到的是最好的植物學家的意見。」歐洲或英國社會,至今仍舊維持最高標準來規範基改作物的研究,畢竟這一題,時間加成上空間所擴大的不確定性,仍是社會必須謹慎以待的。

參考資料

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台灣科技媒體中心希望架構一個具跨領域溝通性質的科學新聞平台,提供正確的科學新聞素材與科學新聞專題探討。

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「精液求精」的果蠅!情慾交流後擇偶變得更挑剔?

寒波_96
・2021/09/18 ・4154字 ・閱讀時間約 8 分鐘

繁衍後代是生物的大事。動物在兩性生殖行為中,耗費資源比較少的那邊(通常是男方),一般沒那麼在意對象,更重視多多嘗試,啊嘶~;耗費資源更多的那邊付出較多(通常是女方),會更加謹慎擇偶。

然而,謹慎過頭也有風險,等呀等呀等呀,萬一一直等不到夠好的對象怎麼辦!?

等到花兒都謝了⋯⋯圖/GIPHY

一項新發表的研究報告指出,女果蠅有一套巧妙的調節方式,會在交配以後改變行為,從來者不挑變得挑剔,藉此平衡兩種擇偶策略的風險,甚至調和兩性利益的衝突。

交配不一定受精,「精液求精」的果蠅

果蠅有好幾千種,這兒說的是最常見,會在垃圾桶出沒的「黃果蠅(Drosophila melanogaster)」,也是研究眾多,廣泛使用的模式動物。

打字的時候,「精益求精」很容易打錯成「精液求精」,不過這用在果蠅身上卻是正確的。果蠅在情慾交流時,由男生求偶,女生同意才能進行。交配後女生不需要馬上受精,可以將精子先存起來,再找對象交配,追求更精英的精液。

理論上,由於不用立刻受精,可以精液求精,所以女果蠅能透過切換擇偶策略,解決「求有又要求好」的矛盾。當果蠅還是處女的時候,她們不挑對象,碰到男生就接受,先搜集精子;之後再提高標準,遇見更優質的男生才答應再度交配,獲得更棒棒的精子。

理論未必符合現實,不過新論文透過一系列實驗證實,理論的預測是正確的。

對女果蠅而言,交配只是增加一個機會,不一定要受精。圖/Why fruit fly sperm are giant

有性經驗之後,擇偶變得更挑

黃果蠅有好幾款品系,這項研究用的女生是 Canto-S,男生選用來自非洲西部的 Tai,以及荷蘭的 Netherland(簡稱 NL)。實驗發現,處女果蠅選擇兩者的機率差不多,但是再度交配時,她們卻幾乎只會選 Tai。

也就是說,沒有性經驗的女果蠅比較不挑對象,有性經驗後變得更挑。這有兩個可能原因,第一個是:沒有性經驗的處女果蠅還不懂男生優劣,要在交配過有經驗以後,才懂得挑選好對象❤️

處女果蠅不挑男生,Tai 和 NL 獲選的機率差不多;之後卻幾乎只選擇 Tai 男生。圖/參考資料 1

果蠅交配時,隨著精液進入體內的除了精子,還有一些其他物質,如「性胜肽」(sex peptide,簡稱 SP);而女生的性胜肽受器(SP receptor,簡稱 SPR)接收後,會改變某些生理狀態。

比較發現,「沒有性胜肽受器的女果蠅」,再度交配時不會變得更挑剔;而處女果蠅和「缺乏性胜肽的男生」交配後,再度情慾交流時的擇偶標準,仍然跟處女時一樣。

所以,由這些實驗看來,女果蠅交配後擇偶變嚴格這回事,和性經驗無關,光有性經驗不足以改變行為。因此另一個可能才對:女生變得更挑,是神經化學反應所致。

公式化,不浪漫 QQ 💔

處女果蠅更容易被性刺激,交配後不那麼敏感

女果蠅交配以後,受到性胜肽影響,體內的賀爾蒙「青春激素」(juvenile hormone ,簡稱 JH,也翻譯作保幼激素)會增加,有促進卵細胞生成等效果。

模擬青春激素的 methoprene,讓處女果蠅的偏好變得更強。圖/參考資料 1

擇偶行為的改變,跟青春激素有關係嗎?有種叫做 methoprene 的化合物,化學結構和青春激素很像,可以模擬青春激素的作用。研究發現,餵食 methoprene 給沒有性經驗的果蠅,結果她們也變得更挑,證實青春激素會影響擇偶標準。

女生挑男生,必需懂得分辨,女果蠅怎麼分辨男男間的不同?果蠅用體外的訊號分子——費洛蒙來溝通。實驗指出,缺乏嗅覺受器神經元 Orco 的突變果蠅,不會在有性經驗後變得更挑,表示訊息是透過嗅覺相關的神經訊號傳達。

果蠅有很多個嗅覺神經元,分別接受不同外在刺激,接通不同線路。之前知道黃果蠅女生,有 3 個嗅覺受器(olfactory receptor)對男生的費洛蒙會起反應:Or47b、Or67d、Or88a,而實驗得知,其中只有 Or47b 突變後會改變擇偶行為,可見它應為關鍵。

測試 Or47b 神經元被棕櫚油酸刺激的程度,比起處女果蠅,交配後的女生反應更不敏感。圖/參考資料 1

實測不同的化合物後發現,神經元 Or47b 會對棕櫚油酸(palmitoleic acid)起反應,因此棕櫚油酸可以作為費洛蒙的角色。有趣的是,女生情慾交流過後,Or47b 再被棕櫚油酸刺激時,敏感度會下降一半。

也就是說,棕櫚油酸是男生激發女生性慾的一種訊號;而女生交配過後,對棕櫚油酸的敏感度會降低,有力地解釋了為何她們不再那麼容易接受男生。

而 NL 男生不受歡迎的原因也找到惹:他們的棕櫚油酸含量只有 Tai 男生一半;若是人為替 NL 男生外掛棕櫚油酸,他們被非處女果蠅青睞的機率也會上升。

相對來說,如果弱化青春激素的受器功能,交配後的女果蠅也會傾向在處女時不挑的狀態。

先交配再精液求精,兼顧求有以及求好

綜合上述實驗推論,處女果蠅的嗅覺神經元 Or47b 較為敏感,只要男生有棕櫚油酸就會接受。交配以後,青春激素的增加使得 Or47b 不再那麼容易被刺激;所以只有棕櫚油酸較高,性吸引力夠強的男生才會被接受。

大致是這個過程:處女果蠅交配以後,來自男生的性胜肽,讓女生的青春激素變多,影響嗅覺受器,降低性刺激的效果,使得女果蠅改為選擇費洛蒙更多的男生。圖/參考資料 2

演化上,這對女生有利,有效解決「求有或是求好」的矛盾。

求偶時女果蠅掌握主動,又可以儲存精子。比起一開始就精挑細選,更穩當的擇偶策略是,見到男生就先交配,蒐集一批精子,之後再「精液求精」挑選更好的對象,有更好的就用更好的;沒有的話,反正已經確保有精子可用。

擇偶行為的切換,對果蠅整體也有幫助。族群密度高,個體很密集的時候,男孩紙們競爭激烈,可供選擇的對象較多,女生可以慢慢挑,「一定有,就求好」,維持族群品質。

相對地,假如族群蠅口稀疏,沒什麼對象可以選,女孩紙至少先交配一次的設定,也能增加族群延續的機率。

倘若果蠅進入新的地盤,沒什麼同類可以情慾交流,「先求有」也有助於在新環境建立基礎,不容易滅團。

女男調控不同,解決兩性矛盾

論文這番推論聽起來非常合理,但是還有個需要解釋的環節。求有和求好的平衡,既然靠青春激素驅動,那麼我們也不能忽略,其實黃果蠅男生也有青春激素,而且作用和女生相反。

女生青春激素增加的效果是降低性慾,擇偶更謹慎;但男生的青春激素變多之後(一般會隨著年齡上升),效果反而是增強性慾。

由於生殖時付出的成本不同,女生和男生的利益有別。顯而易見,如果青春激素在兩性都促進性慾,對女生是傷害;可若是都抑制性慾,便換成男生不利。

實際觀察到青春激素「促進男生,抑制女生」的作用方式,確實是調和性別衝突(sexual conflict)的辦法。

果蠅有個調控基因表現、造成性別差異的轉錄因子 Fruitless,主要在神經系統作用。其蛋白質在兩性間會形成不同款式,男生版為 FruM,女生版則是 FruF。

男果蠅的青春激素增加後,男生版的 FruM 表現上升,刺激下游的離子通道 pickpocket25 表現(簡稱 ppk25),繼而增加嗅覺受器 Or47b 的敏感度,增加性欲。啊嘶~啊嘶~啊嘶~

女生不同。女果蠅的青春激素增加後,女生版的 FruF 表現同樣會上升,但是離子通道 ppk25 不為所動。這就使得 Or47b 的敏感度下降,達到抑制性慾的效果。啊~嘶~

目前仍不清楚,女生如何控制 Or47b 的敏感度,只能確定與男生的調控方式不一樣。同一個基因、訊號、刺激,在女生與男生的角色有別,便有可能造成兩性衝突,必需被紓解;而常見方式是,生物會透過兩性有別的機制調控。

值得一提的是,不少昆蟲其實都有青春激素,我們也已經知道它在不同情境扮演眾多角色,而這回又新得知一種;同一種化學物質,可以衍生出不同的用法,不侷限於一項功能,正是生命千變萬化的原因之一。

女果蠅擇偶行為的改變,和交配後不需要立刻受精密不可分;那麼,不能延遲受精的動物,又採取什麼手段,兼顧求有與求好的目標呢?這將是有趣的探討方向。

延伸閱讀

參考資料

  1. Kohlmeier, P., Zhang, Y., Gorter, J. A., Su, C. Y., & Billeter, J. C. (2021). Mating increases Drosophila melanogaster females’ choosiness by reducing olfactory sensitivity to a male pheromone. Nature ecology & evolution, 1-9.
  2. Escaping the choosiness trap
  3. Fruit flies lose their virginity lightly – and then become choosy

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。
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