从丰盛的早餐桌的角度思考世界饥饿，固然舒适，但也有些奇怪。去年一月的一个早上，全球最大的基因改良种子开发商、生产商和销售商——总部位于爱荷华州的先锋良种国际公司的高管们聚集在曼哈顿市中心的“农民之友”咖啡馆，讨论全球粮食安全问题。在餐厅质朴的装饰——陶罐里的干绣球花、从藤篮里滚落的秋季葫芦、裸露的砖墙——中，三位官员和一群记者正在享用枫糖浆浸泡的酪乳煎饼、松饼、玉米面包、煎蛋卷和苹果酱，而先锋公司的董事长兼首席执行官查克·约翰逊则阐述了他对未来的愿景。他解释说，我们所从事的业务是确保世界有能力获得生存所需的粮食。他深信，未来的这种能力只能来自于先锋公司等正在生产的作物：高产、抗虫害的玉米、大豆、高粱和向日葵品种。
先锋公司通过培育杂交种来生产部分种子。然而，早在20世纪20年代，常规育种还是激进的做法，约翰逊说，典型的农民将这些新奇的种子视为“巫术和撒旦教”——直到他们第一次尝到了高产的甜头。然而，在过去的几年里，先锋公司一直在提供转基因种子，这些种子的染色体中植入了基因，使其对昆虫和除草剂具有更强的抵抗力。约翰逊向记者介绍了抗除草剂大豆和一种玉米，这种玉米能产生通常由一种名为苏云金芽孢杆菌（Bt）的细菌产生的毒素。他说，去年，中西部种植了一百万英亩的Bt玉米，产量增加了10%到15%，这得益于Bt毒素抑制食玉米昆虫的作用。
先锋公司营销副总裁玛丽·麦克布莱德随后插话，声称这些转基因作物有能力在对环境影响最小的情况下增加发展中国家的粮食产量。她指出，世界人口持续增长，必须以某种方式得到喂养。随着亚洲日益富裕，越来越多的人口将吃更多的肉——因此需要更多的作物来喂养他们将消耗的猪和牛。通过使用高产转基因作物，农民将能够收获如此多的粮食，以至于他们不会试图开垦脆弱的边缘土地。正如麦克布莱德所说，先锋公司正在创造“虚拟亩”。
在先锋早餐会的舒适环境之外，这种毫不掩饰的乐观情绪却很难找到。公众普遍对进入美国农田的转基因作物持谨慎态度，并且有许多反对者发声。截至去年10月，美国食品药品监督管理局已批准24种转基因作物在美国销售，另有8种正在等待批准，还有数千种正在进行测试。许多作物与先锋公司的作物相似，经过基因改造以携带Bt毒素或在喷洒杀死其田间杂草的除草剂后仍能存活。另一些则被改造以抵抗各种病毒，还有一些则具有延迟成熟或增厚表皮的基因。
转基因作物的反对者声称，生态和进化力量可能将这些作物变成灾难。也许这些植物会变得如此强壮，以至于它们会像杂草一样侵略性生长，并入侵其他环境——包括邻近农民的田地。抗病毒基因可能会逃逸到杂草中，使其变得如此坚韧，以至于它们会在野外胜过濒危植物。抗生素抗性基因（植物学家将其作为无害标记插入转基因作物中）可能会逃逸到土壤细菌中，并从那里进入感染人类的细菌。携带Bt毒素基因的转基因作物可能会引发不断适应的抗Bt害虫的进化。
所有这些担忧都只是更多的“巫术和撒旦教”吗？了解这些末日情景有多严重，唯一的方法就是进行实验。研究人员才刚刚开始这项工作，他们正在设置实验，以了解转基因基因和蛋白质如何容易地从它们本应帮助的作物中逃逸出来。迄今为止的结果证明，末日情景并非纯粹的虚构。但研究人员对这些结果是否应该引起焦虑存在分歧。
对转基因作物的许多担忧源于植物的“滥交”习惯。精子存在于花药释放的花粉粒中。这些花粉粒由风或昆虫携带。如果花粉落在另一朵花的雌性器官（心皮）上，它就会将精子传递给隐藏在里面的卵子。一旦精子使卵子受精，就会形成胚胎并产生种子。不仅一种植物的花粉可以使另一种植物受精，而且不同物种有时也可以交配并产生可以繁殖的杂交种。因此，一个植物种群（例如作物）中的基因可以渗入另一个种群（邻近的杂草）中。在20世纪80年代末，加州大学河滨分校的遗传学家诺曼·埃尔斯特兰德开始警告这种基因逃逸的危险。例如，人们可以想象一种除草剂抗性基因进入杂草并使其成为可以占领田地的“超级杂草”。然而，这种可能性取决于作物和杂草杂交的可能性，以及转基因基因在野生种群中建立自身的可能性。因此，埃尔斯特兰德决定测量这种可能性，并在1996年报告称，驯化高粱（Sorghum bicolor）可以很容易地与一种名为约翰逊草（Sorghum halepense）的杂草形成杂交种。（驯化作物通常被它们的近缘杂草包围，因为两者在相同条件下都能茁壮成长。）埃尔斯特兰德使用无害的基因标记而不是实际的转基因，发现风媒花粉可以在距离原始作物300多英尺的地方产生杂交种子。这些杂交种产生的花粉和种子与约翰逊草一样具有活力，这意味着它们可以像约翰逊草一样积极传播。
埃尔斯特兰德认为，这对转基因作物的影响令人不安。他说：“核心问题是，如果你将除草剂抗性基因植入高粱，而约翰逊草生长在几百米范围内，那么你真的在自找麻烦，因为这些基因会进入世界上最严重的十大杂草之一——约翰逊草中，一旦你施用除草剂，你就会助长它。”在美国，我们主要将高粱用作饲料作物，最糟糕的情况是造成数百万美元的损失。但在非洲这样的地方，高粱是人类的主食作物，转基因逃逸可能会带来灾难。在非洲，错误的基因落入杂草中，最终可能导致大规模的作物歉收。非洲有如此多的杂草近亲，因为那是高粱被驯化的地方。
最近对实际转基因作物进行的实验也表明，插入的基因可以在物种之间移动。丹麦罗斯基勒国家实验室的植物遗传学家Rikke Bagger Jørgensen研究了一种名为油菜的黄花作物，在美国被称为芥花，拉丁语为Brassica napus。油菜是野生芥菜（Brassica campestris）和甘蓝植物（Brassica oleracea）的栽培杂交品种。
约根森种植了一种经过基因改造能抵抗除草剂巴斯塔的油菜品种，并将其与野生祖先（也是杂草近亲）B. campestris并排种植。它们很容易形成可育杂交种，当约根森将这些杂交种与原始杂草一起播种时，产生了第二代种子。这些种子毫无问题地长成了成年植株，并且也被证明对巴斯塔具有免疫力。约根森第二年春天回到她的田地，发现这第二代植物已经产生了它们自己的后代，这些后代继续具有除草剂抗性。
事实证明，这些用于巴斯塔抗性的基因也可以跳跃到更远亲的植物中。法国勒鲁国立农艺研究所的细胞遗传学家安妮-玛丽·舍夫尔发现，这些转基因油菜植物可以将其基因捐赠给野萝卜（Raphanus raphanistrum）。但它们对萝卜的影响尚不清楚；这些基因在四代人的时间里进入了野萝卜种群，但到那时，只有四分之一的杂交后代植物对除草剂产生了抗性。问题似乎是除草剂抗性基因没有牢固地整合到野萝卜的基因组中。舍夫尔怀疑这些植物是否能够保持其抗性，她正在观察未来一代是否会出现稳定的整合。她说，如果出现这种情况，将非常难以管理，因为转基因将在野生种群中传播。
然而，尽管有这些结果，Jørgensen 和 Chèvre 对转基因作物的前景仍然乐观。Jørgensen 说：“如果你能植入基因，让植物本身对真菌病原体或害虫等具有更好的抵抗力，那么你就可以最大限度地减少农药的使用，这将对环境有益。”她相信，只要对转基因油菜进行仔细管理，它就可以是安全的。她解释说：“如果你在野芥花开花之前很早就喷洒，就可以最大限度地减少其杂交的可能性。”但将抗巴斯塔油菜与抗不同除草剂的作物一起种植是不明智的。她说：“那样的话，你将在短短几代内拥有多重抗性的Brassica campestris植物。”然而，只含有一个除草剂抗性基因的杂草仍然是可控的。根据 Chèvre 的说法，你“总是可以用另一种除草剂摧毁这些植物”。
抗除草剂作物导致需要喷洒更多除草剂的前景，与先锋等公司所宣传的环保形象格格不入。然而，一些批评者认为，生物技术公司实际上对此前景感到满意，因为他们可以同时生产转基因作物和除草剂。（例如，孟山都公司生产的“农达就绪”棉花，仅对抗孟山都公司生产的除草剂农达。）德克萨斯农工大学的植物学家休·威尔逊说：“生物技术公司，既然他们生产除草剂，就不认为这是一个大问题，因为它迫使他们生产一种新的除草剂。”
威尔逊一直研究转基因基因流及其可能的影响，并非在杂草与作物之间，而是在杂草与稀有或脆弱的野生植物物种之间。在这方面，除草剂抗性并不是一个大问题，因为除草剂只在农场中使用。他更关心的是，对昆虫、病毒和真菌的抗性基因在野外可能同样重要。可以想象，转基因作物中的基因传播到野生植物中，可能使它们能够超越其他物种。根据威尔逊的说法，转基因作物可能在作物起源地以及仍有许多野生近缘植物茁壮成长的地方造成最大的损害。对于玉米，多样性中心是墨西哥；对于土豆，是秘鲁；对于向日葵，是美国。
“我们必须保留遗传多样性，”威尔逊说。“你可以看看马铃薯晚疫病，那是一种情况，你取出遗传多样性的一个子集，把它放在爱尔兰——砰——它被某种东西击中，然后立即被消灭。解决问题的唯一方法是回到起源点，在野生马铃薯中找到一个抗性基因，并通过传统植物育种来修复它。但是，如果那个野生马铃薯不在那里，或者如果那个野生马铃薯因为奇怪的转基因相互作用而遗传上统一，那么你就输了。”
研究人员确实已经证明，抗病毒基因可以从某些作物中逃逸到野生近缘种中。但是，这种新获得抗性的野生近缘种是否能超越其他本土野生植物，仍然是一个悬而未决的问题，因为研究一直非常稀少。缺乏工作并非因为缺乏兴趣。俄亥俄州立大学哥伦布分校的植物生态学家艾莉森·斯诺正试图展开一项调查，研究生物技术公司Asgrow植入名为Freedom II的西葫芦中的抗病毒基因是否能在野外持续存在并提供竞争优势。但她很难从美国农业部获得实验所需的资金。斯诺说：“我两次提交研究这个问题的提案，两次都被拒绝了。这可能是因为我的提案有一些科学上的缺陷，但我认为部分原因可能是——政治因素。人们不想研究这个问题。这种西葫芦已经解除了管制。所以美国农业部已经表示这是安全的。美国农业部声称它是安全的，因为另一家公司使用传统育种方法创造了一种抗性杂交西葫芦。他们没有使用基因工程，所以美国农业部可以说这与过去发生的事情并没有太大不同。”
转基因作物的拥护者经常辩称，基因工程本质上与农民几十年来进行的杂交育种没有区别，也没有造成生态灾难。康奈尔大学的植物病理学家丹尼斯·贡萨尔维斯坚持认为：“50年来，他们一直在培育抗病毒植物，它们与这些转基因植物的行为相同。野生亲缘植物同样有能力获得抗性基因，无论它们是来自自然育种还是基因工程西葫芦。”然而，显然在所有这些时间里，野生亲缘植物仍然没有对病毒产生抗性（尽管没有人仔细研究过杂草和作物之间的这种相互作用）。
与斯诺不同，贡萨尔维斯已获得美国农业部的资助，能够研究Freedom II。他用野生德州南瓜的花粉手工授粉转基因抗病毒Freedom II西葫芦，然后将产生的杂交种种植在距离非转基因野生南瓜三英尺远的田地里。实验产生了不同的结果。当他用病毒接种这些植物时，只有转基因西葫芦成功地生产出带有活种子的果实。然而，在田地的其他地方，却出现了不同的结果。在病毒稀少的地方——野生植物因此可以茁壮成长——转基因杂交种与野生德州南瓜杂交。一小部分后代携带了转基因，并对病毒具有抗性。
但冈萨尔维斯对他的结果并不太担心。他说：“你必须仔细看大局。”在野生葫芦中，病毒并不是什么大威胁，而对于栽培葫芦来说，它却是一个大问题。这大概是因为葫芦种植得非常密集，使得病毒更容易在植物之间传播，而野生葫芦则分散得多。因此，即使抗病毒基因进入野生葫芦，冈萨尔维斯认为也几乎不会有任何影响，因为杂草不受病毒的影响。
斯诺熟悉这种论点，但并未被说服。她说，美国农业部认为这些疾病在野外并不常见，而且他们从未见过患有病毒性疾病的野生植物，所以他们认为这可能对野生种群没有任何影响。但没有人知道有多少疾病正在调节野生和杂草植物。这是一个非常难以研究的问题，而且在这方面没有太多努力。
当作物附近没有杂草近亲时，这些问题就变得无关紧要。控制转基因逃逸威胁的一种可能方法是，在特定地点已经存在杂草近亲的情况下，禁止某些转基因作物。舍夫尔说：“欧洲没有与玉米相关的杂草。但我们到处都有许多或多或少与油菜相关的野生物种。”因此，法国允许在其土壤上种植转基因玉米。美国也可以类似地允许种植转基因玉米、大豆和马铃薯，因为它们在这里没有与之有性兼容的野生近亲。另一方面，西葫芦和向日葵则有。
然而，这项政策也可能出现问题。绝望的农民可能会无视法律，种植能与当地杂草杂交的转基因作物。而且，作物与杂草的基因交换只是转基因作物可能带来的一种变化。例如，研究人员一直在开发一种转基因马铃薯，它可以抵抗以其为食的蚜虫。这种新型马铃薯产生一种名为凝集素的蛋白质，会损害蚜虫的消化系统。温室试验表明，这种转基因马铃薯可以将桃蚜的数量减少一半。这令人印象深刻，但还不足以让马铃薯独自存活。为了充分保护作物，农民需要引入以蚜虫为食的瓢虫。
但正如苏格兰邓迪作物研究所的昆虫学家尼克·伯奇所展示的，马铃薯中的凝集素会使瓢虫生病：吃了富含转基因马铃薯的蚜虫后，瓢虫产生的后代少得多，寿命也短得多。然而，尽管他已经展示了转基因作物如何通过食物链传播有害影响，伯奇并不认为他的结果值得警惕。如果瓢虫也能在野外找到不受转基因马铃薯影响的蚜虫，那么这种植物的有害影响就会被稀释。总的来说，伯奇认为，通过仔细测试其潜在影响，转基因作物可以证明是安全的——并且有助于减少我们对农药的依赖。
对批评者来说，这种谨慎的乐观主义尚未得到证实。他们认为现在正在发生的是一个巨大、不受控制的实验，其后果我们无法预测，而承诺也可能永远无法实现。
1994年，当加州生物技术公司Calgene开始销售慢熟的Flavr-Savr番茄（美国首个引入的转基因作物）时，它通过大量闪亮的番茄形传单大肆宣传，吹嘘“夏日滋味……全年供应！”公众被敦促拨打一个便捷号码：1-800-34tomato，以获取更多信息。
现在拨打这个号码，你会听到一个匿名声音告诉你它已经停机了。唉，Flavr-Savr番茄——它含有能让它在藤上变红而不变软的转基因——已经从市场上撤下。去年五月收购Calgene的孟山都公司， citing生产和分销问题。显然，这种番茄不够坚韧，无法在传送带的颠簸中幸存下来。
Flavr-Savr的失败凸显了一个与安全或基因逃逸无关的问题：转基因作物是否真的能达到公司的宣传效果尚不清楚。有些作物的表现尚可，而两种备受关注的转基因作物——均由孟山都公司生产——的表现却令人尴尬。其中一种名为“农达就绪”棉花，由孟山都公司设计，旨在抵御该公司生产的除草剂农达。去年秋天，在其第一个种植季，它不光彩地在一些密西西比农民的田地里掉了棉铃，这些农民曾付费试种该作物。今年2月，该公司开始赔偿他们的损失。另一种棉花，名为“宝来德”，旨在通过产生Bt（一种杀虫细菌毒素）来抵御棉铃虫。在1996年的试种季，宝来德植物确实如承诺般产生了Bt——但Bt的量不足以对抗当年特别严重的棉铃虫爆发。一些心怀不满的农民不得不对他们的转基因作物喷洒老式农药。
即使宝来德能够产生更高水平的Bt，一些批评者仍然认为它最终会因抗性的进化而注定失败。通常，传统农药会杀死除少数昆虫外所有昆虫，这些昆虫碰巧携带有对毒素的抗性基因。幸存者随后迅速繁殖，直到达到以前的水平，而其中大多数现在对农药免疫。一些农民过去曾在作物上喷洒Bt，但昆虫无法对其产生抗性，因为这种化学物质在阳光下会迅速分解。但是，“如果你将Bt放入作物中，那么害虫将从种子发芽到植物死亡的那一刻起都暴露在其中，”关心科学家联盟农业与生物技术项目主任玛格丽特·梅隆说。这将为抗性昆虫的选择创造强大的力量，梅隆怀疑这将在不到五年内使Bt成为无用的杀虫剂。
孟山都反驳说，通过保留没有Bt的植物避难所可以避免抗性。这些“孤岛”将允许易感昆虫繁殖，通过与暴露于Bt转基因棉花的昆虫交配，它们将稀释基因库中任何正在增长的抗性。但梅隆质疑，是否所有农民都会自愿建立这些避难所，这些避难所可能会被害虫摧毁，无法产生利润。如果昆虫进化出抗性，那么像Bollgard这样的作物，尽管拥有高科技的盔甲，也将变得毫无用处。
