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用青春和科学 改进农业
作者:    发布时间:2015/10/27    来源:求是理论网
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  我来自湖北省一个普通的村庄。由于地处大别山区的封闭环境,老家的粮食过去基本只能靠自给自足。尽管这里有适宜的温度和湿度,但因为土壤条件不佳,适合耕作的作物品种不多,产量也受到了限制。
  这种土壤条件限制耕作的情况不仅仅出现在我的家乡,更在世界范围内广泛存在。结合我在大学里学到的生命科学知识,我认为发展合成生物学的理论并创造出不同功能的细菌,可能会有助于我们改善土壤质量、提高单位产量,从而缓解全球饥饿问题。
  在外求学而时常漂泊的我,从老家只鳞片爪的消息中了解到家乡正发生着翻天覆地的变化。随着城市化的推进,农村大量的劳动力转移到城市,而很多老人、农村妇女和孩子则留守在家中。壮年劳动力逐年在减少,需要精细耕作的田地也逐渐荒废了。
  与此同时,随着规模化生产和营销网络的建设,人们开始在同一地区刻意地种植特定的作物。而当地的土壤和肥料的供应可能并不完全适合耕种这一作物,这又进一步减少了农作物的产量和种植面积。这种情况不仅发生在我的家乡,在世界上许多地区也有类似情况发生。一方面,可耕地不多,另一方面,耕地总面积也不断减少。这迫使我们去尽力提高已有耕地的利用率,并尽量使更多的田地适合耕作。
  这个难题我也为之苦恼过,直到后来我接触并学习了合成生物学。合成生物学的一个广为接受的定义是“出于有用的目的,设计并建造生物设备和生物系统。”目前,合成生物学主要是创作并操控酵母和大肠杆菌等微生物,使其能够发挥一定的生物学功能从而解决实际问题的学科。
  有趣的是,这种解决问题的思路恰恰是借鉴了大自然的规律。在物种的进化过程中,生物体已经逐渐进化出大量不同的功能。这些功能所共享的物质基础则是:几乎所有的生物体都共享同一套基因转录、翻译和调控的系统。
  有些人可能会问,这些设计出来的生物是否会破坏我们的环境甚至导致基因污染呢?针对这个问题,我们在构建合成生物的同时也引入解决此类担忧的“环境保护模块”。这个模块会在可能产生生物失控的时候降解掉人工合成的部分或者杀死合成生物。在实际解决土壤问题时,我们多半会使用大肠杆菌等细菌来作为改造对象,因为它们拥有较高的生物量和方便操控等优势。
  在今年的青年农业峰会上,来自世界各地的优秀年轻人齐聚一堂。因为我们来自不同的国家,拥有不同的背景,沟通和交流才显得尤为重要。这也是我觉得举办峰会的意义所在:青年人更容易理解和接受不同的观点,这正是以后解决全球问题的必要基石。
  会议中,我还有一个很深的感触,那就是我们的祖国真的强大起来了!一开始进行讨论的时候,我们国家的代表可能不太会主动地分享观点,但当演讲者在讲演中都表明他们的议题得到过中国的支持和参与时,或者,当其他代表说完自己的想法,主动提出想了解下中国的情况和看法的时候,一股自豪和骄傲的感情会在心中油然升起。会场中,你会感受到一个日益强大的国家真的会撑起你的脊梁。
  作为一名普通的生物学研究人员,我坚信,人类惧怕受到伤害,并不因为我们铸造了锋利的剑,而是我们缺乏积极面对的勇气和充满自信的那双握剑之手。科学工作者将会用积极进取的决心和小心谨慎的态度来研发和使用科学技术,造福人类,而这无疑需要每个人的理解和支持。
  (作者为清华大学生物学系博士研究生,2015年世界青年农业峰会的3名中国学生代表之一)

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