從實驗室走來的細胞農(nóng)業(yè)

從實驗室走來的細胞農(nóng)業(yè)現(xiàn)在是享受美食的時間——你的面前放著一份上好的牛扒，還有一份更昂貴的、在實驗室“養(yǎng)”出來的牛肉。兩份牛肉都散發(fā)著令人垂涎欲滴的香味，看起來都相當可口，而你只能選其中一份，你的選擇是什么？大多數(shù)人可能會選前者，畢竟在大多數(shù)人的觀念里，自然的才是好的。然而，隨著人口數(shù)量增加，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)是否還能滿足人類的需求？一些研究人員已經(jīng)開始將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)搬到了實驗室，利用更環(huán)保的方式生產(chǎn)更安全的食物，這被稱為“細胞農(nóng)業(yè)”。沒有牛的牛肉，沒有奶牛的牛奶細胞農(nóng)業(yè)其實就是在實驗室中用細胞培養(yǎng)物培育農(nóng)產(chǎn)品，雖然這是一門新興的科學學科，但是相關技術早在20世紀就開始應用了，只不過，那時并不是用來生產(chǎn)食物。讓細胞農(nóng)業(yè)被世人所知的，應當屬2013年那個成本33萬美元的牛肉漢堡了，造個漢堡中夾著的正是世界上第一塊由實驗室中養(yǎng)出來的牛肉制成的肉餅（2017年時，這種漢堡的價格已經(jīng)降到了11.36美元）。但是普通人除了感嘆它的價格貴之外，可能也會有疑慮——這種東西真的能吃嗎？它是用什么做的？其實，簡單來說，“養(yǎng)出”一塊漢堡中的牛肉餅的材料就只有牛細胞、營養(yǎng)液。研究人員會先從牛的肌肉中提取“肌衛(wèi)星細胞”，這是肌肉的干細胞。肌衛(wèi)星細胞是非?！澳芨伞钡募毎?，當動物的肌肉受傷時，它們能夠幫助產(chǎn)生新的肌肉組織，也正因為這個特性，肌衛(wèi)星細胞非常適合用于培育肉。這些細胞被檢測過后會被放入一個生物反應器中，其中含有營養(yǎng)物質和細胞生長因子的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基為肌衛(wèi)星細胞的生長創(chuàng)造有利的條件，使它們像在動物體內(nèi)一樣進行增殖。在反應器中，一個肌衛(wèi)星細胞小樣本能增殖到數(shù)萬億個細胞。當我們想要這些細胞分化為肌肉細胞時，只需停止給它們添加生長因子，它們就會自行分化。肌肉細胞自然融合形成“肌管”，這是一種不超過0.3毫米長的原始肌肉纖維，接著就可以將肌管置于含有99%水分的凝膠中，這有助于細胞形成肌肉纖維的形狀。肌肉細胞天生的收縮性使它們開始變大，長成一小股肌肉組織。以現(xiàn)在的技術，還不能在實驗室中獲得足夠厚的肉片，因為當肌肉組織變厚時，就很難保證每個細胞的正常生長，因此如果想得到一塊肉餅，只能將肌肉組織疊加在一起。據(jù)估算，用從一頭牛身上獲得的樣本，可以產(chǎn)生8億股肌肉組織（大約可以制造8萬個標準大小的漢堡中的肉餅）。當然啦，細胞農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)也不一定只用活的或者曾經(jīng)活的細胞，也可以用微生物。以牛奶為例，牛奶由不同的蛋白質和脂肪混合而成，現(xiàn)在的細胞農(nóng)業(yè)技術能用微生物來生產(chǎn)這些成分，比如要生產(chǎn)牛奶中的酪蛋白（牛奶中的關鍵蛋白質），可以將奶牛的酪蛋白基因植入酵母中，酵母就能生產(chǎn)出酪蛋白。而其他成分也能用這樣的方法生產(chǎn)出來，最后，只需將各種成分按照一定比例混合，就得到了沒有奶牛參與的牛奶了。未來食物的希望？不可否認，細胞農(nóng)業(yè)具有諸多優(yōu)點，但是它真的是未來人類食物的希望嗎？如何培育肉？對肉的需求從對環(huán)境的影響來說，在實驗室中生產(chǎn)食物似乎可以避開許多問題，比如不需要大片的土地，不需要消耗大量的水和能源，一些研究數(shù)據(jù)似乎也證實了這一點。在一項研究中，數(shù)據(jù)顯示僅全球畜牧業(yè)所產(chǎn)生的溫室氣體排放量就占了所有排放量的18%左右。而在另一項研究的結果顯示，細胞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一噸牛肉所需要的土地、消耗的水和能源，只有生產(chǎn)同等重量牛肉的畜牧業(yè)所需土地的1%，所需水4%和一半左右的能源。而且，細胞農(nóng)業(yè)也減少了飼養(yǎng)動物對環(huán)境的破壞。從食物的安全性來說，細胞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的食物似乎具有很高的安全性。比如生產(chǎn)過程不像傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)一樣使用抗生素，可以減少抗生素對食用這些農(nóng)產(chǎn)品的人類的影響;細胞農(nóng)業(yè)也不需要養(yǎng)殖和宰殺動物，這可以減少食物被大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌污染食物。不過，太干凈也會帶來新問題。天然的肉中具有特定的微生物群，這些微生物比外來的有害菌更具競爭力，可以防止有害菌滋生。而細胞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)出來的肉雖然是無菌的，但是這種肉對細菌來說更具吸引力，更容易滋生細菌，其中就可能包含有害菌，引發(fā)食物中毒。而另一個重要的問題是——實驗室生產(chǎn)的食物不那么好吃。我們都知道，在一種食物中，味道由不同種類的組織合作貢獻，比如肉不只是純肌肉，它還含有脂肪，其中的脂肪讓它在被烹飪后散發(fā)出具有誘惑力的味道。而現(xiàn)在通過細胞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的牲畜的肉主要是由肌肉構成，并且培育出來的還只是肌肉組織，要得到一整塊肉，只能將肌肉組織壓在一起。這樣自然得不到天然的肉的味道和口感?？磥恚毎r(nóng)業(yè)要取代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，還有許多問題需要解決。但不管怎樣，一個嚴峻的問題擺在我們面前——全球人口正在不斷增加，預計到2050年，全球人口數(shù)量將達到90?110億。到那時，我們還能靠傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)來養(yǎng)活這么多人嗎？因此，如今越來越多的科研機構和企業(yè)加入到發(fā)展