超級海藻:能源新寵還是生態殺手?

http://www.cnwnc.com/content/2010-08/13/content_2574842.htm

受原油價格波動以及全球氣候變暖等驅使，科學家們正在對藻類進行轉基因實驗，將其培養成為綠色能源的新來源，從中提取燃料供汽車、飛機使用。但是由於地球上40%的氧氣都是由藻類提供的，因此轉基因藻類的安全性也受到極大關注。一些科學家擔心，如果這些藻類外流到自然環境當中，可能會破壞生態環境。商報記者朱磊

產油量是玉米大豆十倍

海藻成綠色能源新寵

在美國加州聖地亞哥生物燃料公司藍寶石能源公司的實驗室里，所有的試管都是綠色的，里面生長著的全部是海藻，大量的海藻、先進的生物科技手段正被應用在這些淤泥當中的生物。試管中這些經過基因改造、不同種類的海藻，物競天擇，適者生存，為的就是培育出生長速度最快、最強壯的品種，即「超級海藻」。這種海藻可以十分有效地將陽光和二氧化碳轉化為脂油，經過提煉制成汽油、柴油或航空燃料。藍寶石能源公司技術部副主任麥克·門德斯說，他們已經對 4000多個種類的海藻進行了基因工程改造。從玉米中提煉乙醇燃料，或是用大豆生產生物柴油，曾經深受環保主義人士的青睞，但現在它們都失寵了，因為它們對能源的消耗大於產出。然而，海藻之所以成為綠色能源新寵兒是因為它可以產生大量的脂油，每英畝提煉出的燃料比從玉米或大豆中提取的要多出10倍，甚至更多。更為重要的是，藻類可以生長在鹽堿地和鹹水當中，因此不會影響糧食生產。另外，藻類還可以消耗掉大量的二氧化碳，有助於減少溫室氣體排放，防止全球氣候變暖。

美企競逐藻燃料

降成本提產能是關鍵

雖然還沒有人找到用藻類大量生產燃料的方法，但是研究競賽已經在進行當中。幾十家公司和大學實驗室都參與其中，他們的目標只有一個，就是將藻類培養成「綠色能源」，他們當中很多人正在利用基因工程或其他的生物技術，對藻類進行改造。美國科羅拉多州礦業學院化學助理教授馬修波澤威茨表示，有超過100家研究機構正利用基因工程優化藻類產出的生物燃料。「目前，全球對於這一領域的興趣濃厚。」馬修說。非營利機構中西部研究所佛羅里達分部主任、分子遺傳學家斯維格說，藻類的好處在於它非常多，無處不在。不過斯維格警告說，藻類能源還沒有進入黃金時期。即使藻類長得再快，目前生產一加侖藻類燃料也要100美元，成本太高。關鍵在於降低成本，提高產量。藍寶石能源公司是同類企業當中最具競爭力的公司之一，該公司成立三年，已經從微軟公司創始人比爾 蓋茨等杰出投資者手中獲得了1億多美元的資助。2008年5月，藍寶石公司宣布，已經利用海藻、陽光、二氧化碳和不能飲用的水，成功制造出了一種類似於原油的藻類脂油。這種藻類脂油可以在現有的煉油廠內進行提煉，制成燃料，在汽車、卡車和飛機上使用。2009年1月，藍寶石公司在美國大陸航空公司的客機上成功完成了海藻燃料的測試飛行，不過在更大規模的藻類燃料試驗中，這種燃料的混合比例只有2%。「我們不是在生產添加劑。」藍寶石公司執行總裁派爾說，「我們要的是替代品：用所謂的『綠色原油』替換普通的原油。」不過，如果要滿足更多的商業需求，藍寶石就必須具備龐大的規模。所幸，藍寶石公司已經爭取到了1億美元的聯邦政府資金，用來修建一個示範項目，包括在新墨西哥沙漠建造一個300英畝的開放池塘，它將從地下蓄水層抽取鹽水，用以培育藻類。藍寶石公司向藻類中植入了一種基因，使其可以產生烴，烴有助於制造燃料。藍寶石能源公司技術部副主任門德斯說：「天然藻類給我們的可能并不是我們想要的，我們想要最好的產品。」藍寶石公司也在培育能在極端鹽堿環境中繁殖的藻類，他們甚至培育出了抗農達藻類，就像被廣泛種植的抗農達大豆一樣，這種藻類可以抵抗廣譜除草劑，這樣除草劑就可以直接被噴灑到培養池中，在殺死入侵的野生藻類的同時，又不會傷害生產燃料的藻類品種。

專家憂轉基因藻外流

過量繁殖恐破壞生態

但是對藻類進行基因改造，通常意味著要將其他生物的基因移植過來，一些專家擔心，這樣做可能會破壞生態環境。因為，地球上大量的氧氣都是由這些單細胞生物通過光合作用釋放出來的，它們還是海洋食物鏈的基礎。北達科他大學能源與環境研究中心正在組織一項關於藻類開發風險的研究，該中心主任杰拉德·格勒內沃爾德表示，必須對可能產生的影響和預防措施有足夠的認識。

上月，在由美國總統奧巴馬成立的新的生物倫理委員會舉行的聽證會上，俄亥俄州立大學生態學家阿利森·斯諾便提出了一個最壞的假設：如果轉基因藻類變得極端強悍，可能會逃到自然環境當中，取代其他物種，導致藻類過量繁殖，從而消耗掉水中的氧氣，殺死魚類。

不過，也有一些科學家認為，對於藻類風險的擔憂被誇大了。就好像糧食作物若沒有農民施肥、除蟲根本無法長好一樣，用於能源生產的轉基因藻類，就算是在自己的培養池中也無法在與野生藻類的競爭當中生存下來，更遑論逃到自然環境當中。加州大學生物學教授斯蒂芬·梅菲爾德表示，經過轉基因改造后的物種都會變得更脆弱。「那些認為，我們會造出藻類怪物的想法非常荒謬。」梅菲爾德說。

梅菲爾德博士和其他一些科學家表示，轉基因細菌工程已經進行了35年，其中肯定有一些生物流出了實驗室，但是至今也沒有出現環境問題。就連曾經反對轉基因作物的憂思科學家聯合會的瑪格麗特·梅隆也表示，即使轉基因藻類流出實驗室，他也不會為此失眠。

藻類應裝設「自殺基因」尽管如此，一些藻類研究人員仍擔心，他們會像轉基因食物一樣遭到強烈反對，并表示會十分謹慎。遺傳學家克雷格·溫特今年5月份在美國國會的一次聽證會上表示，現在人類呼吸的氧氣中，有40%來自於海洋中的藻類，因此不能破壞這個過程。

溫特博士所在的合成基因組公司獲得了埃克森美孚石油公司3億美元的資助，用於生產合成基因的藻類燃料。7月初，在這兩家公司為合作新建的溫室剪綵時，溫特博士向出席的地方官員保證，不會有藻類流出實驗室。溫特博士表示，從長遠來看，藻類應該被裝設上「自殺基因」，一旦它們逃出實驗室或燃料加工廠就會自然死亡。

藻類基因改造存爭議

一些公司正在堅持尋找和選育天然藻類品種，Bioalgene就是其中之一。該公司首席執行官斯坦巴恩斯表示，改造藻類基因似乎更多地是被專利法和保護投資者的願望所驅動的，并不是出於真正的需要。但溫特博士和門德斯先生則反駁說，要讓藻類成為具有競爭力的燃料來源，還存在相當大的障礙，需要采取每一種方法來進行優化。

三大機構相互掣肘

轉基因藻監管存漏洞

當然，并不是所有的藻類品種都進行基因改造，因為在很多情况下，科學家們并不知道哪些基因有用。藍寶石公司每天觀察數千個品種，從中尋找出具有合適屬性的品種。那些合乎要求的品種再通過繁殖或加速進化被進一步優化。在藍寶石公司實驗室的一個房間里，并排放置的試管中，相同品種的藻類正在相同的環境下生長著。但每一株又略有差异，只有生長最快的那一株，即試管中的綠色變得最深的那株，將會被選中進行進一步開發。「如果不能在競爭中勝出，那麼它們就不能出這個房間。」門德斯說。藻類繁殖得很快，幾個小時之內就可以生長兩倍。它們還可以隨風飄蕩到很遠的地方，美國聖路易斯唐納德丹佛植物科學中心的理查德·塞爾表示，它們可以被吹到世界任何一個地方。有些公司沒有使用開放的培養池，而是使用生物反應器來養藻，最典型的就是將藻類放在試管里。但是一些專家表示，這也不能完全防止藻類流到外界。加州核桃溪市的行業顧問約翰·貝尼曼表示，那些想把所有生物都封閉在一個大規模系統當中的想法并不可靠。不過他認為，轉基因藻類完全沒有風險。同時，藍寶石公司表示，他們現在還沒有在開放的培養池中培養藻類。等一切準備就緒，他們會按照規定行事。轉基因藻類不管是在開放的培養池里，還是在密閉的生物反應器中培養，都受到美國環境保護署（E.P.A.）的監管。目前，美國環保署就依據「有毒物質控制法案」對轉基因微生蟲進行監管。尽管如此，對於轉基因藻類的監管仍然存在漏洞。2005年，當夏威夷的梅拉制藥公司希望測試用轉基因藻類生產人類藥品的可行性時，監管著生物技術不同領域的三家聯邦機構－－美國環保署、食品和藥物管理局以及農業部均宣稱無權監管。美國能源部負責可再生能源事務的助理副部長史蒂文喬克表示，任何由聯邦政府資助的項目，包括藍寶石公司的新墨西哥示範工程，都必須進行環境評估。但是風險評估應當具體問題具體分析，并不是對所有轉基因藻類都進行評估。