
圖片作者:NotebookLM
除草劑帝國的黃昏
就在近期,支撐全球基改農業二十多年的「神話」——關於嘉磷塞(Glyphosate)安全性的關鍵論文被撤稿,揭露了長久以來科學與商業利益的糾葛。然而,真正的危機不只在於安全性爭議,更在於「它失效了」。
根據巴西雜草科學(Weed Science in Brazil)的近期研究,巴西主要的雜草如長芒莧(Amaranthus)和白酒草(Conyza,俗稱小飛蓬),已經演化出對嘉磷塞(Glyphosate)和 2,4-D 的多重抗藥性。
面對演化的反撲,農業巨頭拜耳(Bayer)給出的答案不是休戰,而是武力升級。他們即將在巴西與北美推出的新一代基改大豆種子「Intacta 5+」,被宣傳為農業的救星。但剝開高科技的行銷外衣,我們看到的卻是一個瀕臨崩潰的系統,正在進行最後的豪賭。
解剖 Intacta 5+:一顆種子裡的基因雞尾酒
Intacta 5+ 到底是什麼?簡單來說,它是一顆被改造到極致的「生化碉堡」。
過去的基改作物通常只耐受一種除草劑(如嘉磷塞),稍後升級為兩三種。但 Intacta 5+ 是一個前所未有的「超級堆疊(Hyper-stacking)」產物。它被設計成能同時耐受五種除草劑:
1. 嘉磷塞(Glyphosate)
2. 固殺草(Glufosinate)
3. 麥草畏(Dicamba)
4. 2,4-D
5. 硝磺草酮(Mesotrione)(這是首度引入大豆田的玉米田除草劑。過去因為大豆對 HPPD 抑制劑高度敏感,這類除草劑嚴格限制在玉米田使用。由於長芒莧和水大麻已經對多種除草劑產生抗性,拜耳於是透過轉入源自水稻的 tdo 基因或其變體,讓大豆獲得了代謝硝磺草酮的能力。)(註)
除此之外,它的基因裡還塞進了 5 種 Bt 結晶蛋白(Cry1Ac、Cry1A.105、Cry2Ab2、Cry1A.2、Cry1B.2),試圖毒死所有想吃它的毛毛蟲。
這聽起來很強大?百毒不侵?不,這其實顯示了「恐慌」。當你需要把五種毒藥混在一起才能殺死雜草、五種毒藥混在一起才能殺死害蟲時,代表單一的化學武器已經徹底失敗了。
為什麼它沒有說的那麼神?
拜耳宣稱這 5 種 Bt 毒素能築起銅牆鐵壁,但殘酷的現實是:這道牆早就破洞了。
由於過去幾年基改玉米的結晶蛋白濫用,巴西的頭號害蟲「草地貪夜蛾」早就對 Intacta 5+ 中的某些結晶蛋白(如 Cry1A.105 和 Cry1F)產生了「交叉抗性」。這意味著,雖然名義上有 5 個保鑣,但其中好幾個早已經打不過敵人了。
整個系統目前僅依賴一種新的王牌蛋白(Cry1B.2)在苦撐。如果農民不嚴格遵守「庇護區(Refuge)」種植規定(在熱帶地區這幾乎是不可能的任務),這張最後的王牌失效,也只是時間問題。
演化的惡夢:像「酗酒者」一樣的超級雜草
Intacta 5+ 帶來的最大風險,還不在於種子本身,而在於它鼓勵農民「混用多種除草劑」。這正在逼迫雜草進化出一種恐怖的新能力:「代謝抗性(Metabolic Resistance)」。
我們可以打個比方:這就像是一個長期酗酒的人,在手術台上無法被麻醉。
我們一般人喝一點酒就醉,打一點麻醉藥就倒;而酗酒者卻因為長期遭受酒精「攻擊」,他的肝臟被迫練就了一身絕技,體內用來解毒的P450 酵素活性極高,能迅速分解毒素。當醫生為他注射麻醉藥時,體內的P450 酵素迅速把它分解掉了,導致麻醉無效。
過去使用單一抗除草劑基因的普通雜草,頂多就是練成了抵抗單一除草劑的技能(如將EPSPS基因重複多次,透過高量表現來抵抗除草劑);但是Intacta 5+ 的多重除草劑策略,就像是強迫雜草每天喝五種不同的烈酒。在這場煉獄中,要同時發生「五」個突變把五種除草劑各個擊破,是幾乎不可能的事;但是雜草可以不再單純地「閃避」除草劑,而是演化成了「超級代謝者」。它們體內的酵素能像肝臟解毒一樣,直接把除草劑當作食物吃掉。

更可怕的是,這種能力有「交叉效應」。一旦有雜草練成了神功,未來人類發明的任何新農藥,只要進入它體內,很可能還沒發揮作用就被「吃乾抹淨」。
或許有讀者認為「雜草不可能這麼厲害」,但是別忘了,對雜草來說,這是生與死的戰爭,對我們來說,這只是產量下降;也就是演化生物學上的「生存-晚餐原則」(Life-Dinner Principle)。在這樣的驅動力下,「超級代謝者」的出現也只是時間問題而已。
看不見的生態代價
為了維持產量,我們付出的代價是什麼?
當生長激素類除草劑(2,4-D/麥草畏)與觸殺型除草劑混用時,常發生「拮抗作用」(藥效打折),導致農民必須噴灑更高劑量。
2,4-D 和麥草畏具有高揮發性,極易發生「藥害飄移(Drift)」,殺死隔壁非耐性的大豆、葡萄或蔬菜。
新引入的「硝磺草酮」在土壤中容易殘留,且極易滲入地下水,汙染飲用水源。
另外是,過去的研究發現,當多種除草劑混合時,會產生「協同效應」,毒性會成倍增加。
根據環境毒理學研究,當 2,4-D 與嘉磷塞混合使用時,對土壤中的其他生物(如線蟲 C. elegans 和蚯蚓)的致死率(LC50)顯著高於單獨使用。這意味著,雖然單獨噴一種可能還在安全範圍,但混在一起噴,土壤裡的「清道夫」可能就活不了了。一旦牠們死亡,土壤將失去透氣與排水能力,最終變成死硬的化學板結土。
近期研究還指出,長期暴露於嘉磷塞、固殺草和麥草畏的混合環境中,會導致土壤細菌增加「抗生素抗性基因」的表現。這意味著農田土壤可能成為超級細菌的溫床。這些在農田裡被篩選出來的超級細菌,最終可能透過水循環或食物鏈回到人類身上,成為醫院裡無藥可醫的隱患。
最後,雖然細菌總數可能沒變,但負責固氮或分解有機質的關鍵菌群(如根瘤菌)活性會受到抑制,導致土壤「雖然活著,但功能喪失」。
通往聖馬修島的快車
Intacta 5+ 並不是農業科技的勝利,它是「殺蟲劑跑步機(Pesticide Treadmill)」加速到極限的證明。
我們就像聖馬修島上過度繁殖的馴鹿,為了吃到最後一點地衣(維持產量),發明了更鋒利的牙齒(Intacta 5+)。這雖然能暫時延緩危機,但我們也正在親手篩選出人類無法戰勝的對手,並將農田土壤變成一個高毒性的化學實驗場。
當化學手段走到盡頭,這場與自然的軍備競賽,最終輸家會是誰?答案或許已經寫在那些「喝不醉」的雜草基因裡了。
參考文獻:
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- Bhardwaj, L., Pandey, A.K., Pandey, B. et al. Shotgun Metagenome Reveals Herbicidal Influence on Antimicrobial Resistance and Pollutant Degradation in Rice Field Soils. Water Air Soil Pollut 236, 351 (2025). https://doi.org/10.1007/s11270-025-07988-y
(註)HPPD(4-羥基苯丙酮酸雙加氧酶)負責將4-羥基苯丙酮酸轉化為尿黑酸,是L-酪胺酸分解為乙醯乙酸和富馬酸的眾多步驟之一。在植物中,HPPD反應參與的循環所產生之最終產物,除了用於產生能量以外,還會利用這種酵素來幫助合成植物生存必需的輔因子——質體醌(plastoquinone,為光合作用光反應所必需)和生育酚(tocopherol,維生素E)。


