生物多样性与生物产业

生物多樣性與生物產業•人類文明生活與未來發展，仰賴並構築於生物多樣性之上。•生物技術有助於整體解決生物多樣性的三層次：基因、物種、生態系。•經濟誘因可能是推動生物多樣性工作之最佳手段。•Awarethatconservationandsustainableuseofbiologicaldiversityisofcriticalimportanceformeetingthefood,healthandotherneedsofthegrowingworldpopulation,forwhichpurposeaccesstoandsharingofbothgeneticresourcesandtechnologiesareessential….•TheobjectivesofthisConvention,……,are–Theconservationofbiologicaldiversity–Thesustainableuseofitscomponents,and–Thefairandequitablesharingofthebenefitsarising•四十二條約文主要內容：–就地保育、移地保育、生物多樣性組成部分的永續利用、公眾教育和意識、影響評估和盡量減少不利影響、遺傳資源的取得、技術的取得和轉讓、生物技術的處理及其惠益的分配、資金、生物安全、預防外來入侵物種、永續利用、生態旅遊、資源之獲得及利益分享、資料交換機制與運作等。生物多樣性生物技術生物產業精製及放大•十八世紀時期，歐洲的醫生幾乎等於植物學家。歐洲第一批植物園都附屬於醫療機構或學校。•目前西方廣泛使用的119種純醫學指示藥中，有74%是靠傳統醫藥提示而發現。尤其是一些相當暢銷且重要的藥物如阿斯匹靈、奎寧、嗎非、古柯鹼、可待因、毛地黃素等。•16世紀初期，安地斯山脈及亞馬遜高原土著即使用金雞鈉樹皮(Cinchonaofficinalis)治療高燒•17世紀中期，由耶穌會傳教士帶回歐洲，並廣為流傳，時稱Jesuitfeverbark。•在當時，許多信奉新教的國家視此療法為異教邪說而堅拒使用。•其後分析得知其有效成份為alkaloidquinin，並成為今日合成抗瘧疾藥物的原型。•瘧原蟲對合成藥物的抗藥性日漸增加Artemisininquinin醫界自中國傳統治療瘧疾的植物黃花蒿(Artemisiaannua)中分離出青蒿素(artemisinin)，顯示其具有殺滅抗chloroquine之瘧原蟲的能力。•聖約翰草（St.John‘swort）為金絲桃屬植物，很早即被原始民族用以治療感冒、梅毒、結核、痢疾等疾病，西元前二千年希臘人即以其抽出物治療輕度憂鬱。•美、德等科學家發現除能有效對抗憂鬱外，亦發現其中兩種成份（hypericin及pseudohypericin）有殺滅retrovirus能力。•在德國以聖約翰草提煉製劑做為抗憂鬱使用之年銷量為百憂解（Prozac）的四倍而達9千2百萬美金。•南太平洋的Kava(Pipermethysticum)，土著已做為鎮靜劑使用超過三千年。•近來西方科學家陸續分離鑑定初其所含兩系列活性成份，即alpha-pyrones與5,6-dihydro-alpha-pyrones。•GermanCommissionE（相當於美國的FDA）核准之製劑以每日服用相當60-120mgkavapyrones(kawain)之kava-kavarhizome在德國甚為暢銷。•白柳樹萃取的水楊酸(salicylicacid)製造阿斯匹靈(aspirin)。•太平洋紫杉(Taxusbrevifolia)萃取的紅豆杉醇(taxol)，治療癌症。•喜樹(Camptothecaacuminata)萃取的喜樹鹼(camptothecin)，治療癌症。。•抗老化及增強記憶力的銀杏(Ginkgo)•降低膽固醇的葡桃柚纖維(GrapefruitFiber)•強化心臟的輔脢Q-10(CoenzymeQ-10)•具有保護肝臟功能的洋白薊(MilkThistle)•對偏頭痛很有效的小白菊(Feverfew)•抑制感冒病毒的紫錐菊(Echinacea)•治療攝護腺肥大的鋸櫚果(Sawpalmetto)•幫助安眠的纈草(Valerian)•治療噁心症狀的薑(Ginger)•治療酗酒的野葛(Kudzu)等•德、法、英國為歐洲前三大草藥市場。•德國草藥醫藥品中54％的草藥被列入健保給付，46％為成藥。約有58%的德國人服用中草藥，不僅當作處方藥使用，銀杏葉提取製劑處方用藥連續佔德、法、義等西方國家心血管用藥之首，年銷售額已逾1億美元。•2002年全球中草藥市場超過250億美元（PhytoPharmConsulting，含食品及藥品），且每年以10％的速度成長。其中，美、德、法國，佔5成以上；日本佔全球市場的12％。•中國大陸雖為世界上最大藥材生產國，擁有12,807種中藥材資源與近萬種中藥方劑，但是在國際市場僅佔5％。•地球上估計約有38萬種植物，25萬種維管束植物，22萬種開花植物。•科學家們僅檢視過不到5,000種中開花植物的植物鹼；目前經濟栽培者僅約150種。•全球超過90%的植物性糧食，僅靠約20種植物供應，而其中的稻米、大豆、小麥更提供了全人類50%以上的熱量。玉米一項則提供超過65%之全球飼料蛋白質來源。•NYBG&NCI在拉丁美洲與加勒比海地區採得超過1,500種植物，依隨機法僅有1/17的機率顯示生物活性；而以民族植物學方式，則每15種即有5種顯示生物活性。•Jovel等(1996)在祕魯Mestizo人常用的民俗醫療植物61種；以及Longuefosse與Nossin(1996)在西印度群島中法屬馬丁尼克(Martinique)島所做的251種原住民常用民俗醫療植物調查，亦有相似結果。•Peters等(1989)曾以祕魯近Mishana村一公頃原始林為樣本，其內長有包含50屬275種，幹徑超過10cm樹842棵，其中72種350棵植物產物（水果、木材、橡膠等）在當地市場每年有$422元價值。•若永續經營不計算通貨膨脹之貨幣貶值率(r=5%)，且產物保留25%用作次年繁殖使用，則其NPV(NetPresentValue)=V/r為$6,820•如一次砍完當材賣，則僅值$1,000餘元。•資源經濟學家RobertMendelsohn及民族植物學家MichaelBalick亦在中美洲小國百里斯(Balize)Maya山麓海拔350公尺之0.25公頃原始林區，進行類似藥用植物經濟收益調查。•即便計算上扣除樹木再生年數(t)，淨收益修正為NPV=V/(1-e-rt)，則收益約為每年$3,327，亦較改為現代農牧區收之益為高。•墨西哥政府亦利用生物多樣性觀念、民族植物學方法、並配合地理資訊系統（GIS），評估該國超過兩千萬公頃之熱帶雨林區，發現至少有來自1,024種不同植物，可生產1,923種有用物質。•調查並發現上述主要（83%）用途均非來自木材部份。•這些例子均證實開墾熱帶雨林為耕地，或開採木材，均不見得是經濟上最佳選擇，遑論生物多樣性之保育。•美國在1999年全年開出之處方藥中，活性成份有23%來自植物。•平均約在每一千至每一萬種植物，即有一種可能成功發展藥用或其他經濟用。•因此每當每年有六萬個植物品系消失時，也意味著將損失30種可能發展的藥物；如以每種藥物平均市值5億美元計算，這種生物多樣性的消失，即約相當於每年損失150億美元。•以分子生物為基礎而興盛之現代生物技術，除造就生命科學之輝煌發展外，亦在許多其他學門領域，如考古、演化、文化、宗教、人類、歷史、材料、犯罪等方面，有著驚人的應用與突破。•在生物多樣性之應用方面，至少包括：1.物種鑑定及分類2.減少生物棲地開發3.物種保育及復育鑑定及分類•正確快速的分類，是生物多樣性工作之基礎。•早期物種的分類主要依形態外觀、及生化代謝相似性為依據，經常未能符合遺傳上之意義。•近來由於分子生物學的快速發展，許多以核酸及蛋白質為目標的分類方法，已經發展成熟。•1969年whitake將生物分成五界•一般估計少於10%土壤、0.1%海洋、0.001%極域中的微生物，可以目前技術培養。•在大規模檢視rRNA及其他分子資料後，目前科學家一般較接受ThreeDomains之分類法。鑑定及分類•許多傳統上混淆或忽略的新物種，重新獲得他們在生物多樣性上的地位。•微生物的重新歸類，包括古生菌類(Archaea)等的地位。•蓮與睡蓮其實相距甚遠，而番木瓜較接近十字花科而非傳統上之西番蓮科等。•自黃石公園OctopusSpring，偵測到八個全新物種。•分子分類法所歸納出之分子時鐘理論，對於物種演化理論，有相當大之貢獻。卡塔赫那生物安全議定•依循《里約宣言》原則15所訂立的預先防範辦法，協助確保在安全轉移、處理和使用憑藉現代生物技術獲得的、可能對生物多樣性的保護和可持續使用產生不利影響的改性活生物體領域內採取充分的保護措施，同時顧及對人類健康所構成的風險並特別側重越境轉移問題。•約文計40條•2003年9月11日生效物種保育•物種保育不論就地(insitu)、遷地(exsitu)或體外(invitro)方式保存，皆有其經濟與實體之高難度性，因此基因保育更有其重要性。•生物技術如遺傳工程、重組DNA、細胞融合、組織培養、胚胎分離、複製技術等，都可用於瀕臨絕滅物種之保育。•對某些難以復育之物種而言，生物技術亦至少可以保存其基因特質以供將來使用。•生物技術科學家們亦試圖自化石、琥珀中，重建已滅絕之物種。•技術經濟先進但生物多樣性貧乏國家，與多樣性豐富但技術經濟貧乏國家間之衝突日益擴大。•聯合國糧農組織（FAO）規範所有外國植物種源之蒐集工作。聯合國教科文組織（UNESCO）亦協助亞洲國家制定馬尼拉宣言（TheManilaDeclaration）規範及保護該區域原生資源。•Merck－INBio(InstituteofBiodiversityinCostaRica)Agreement.•Diversa-YellowStoneParkBio-ProspectingAgreement.生物海盜：•Thepatentingofancientherbalremedies,e.g.theUSPatent(No.5,401,504)giventothehealingpropertiesofturmeric,knownforcenturiestoIndians;ortheUSplantpatentonthe'ayahuasca'plant,consideredsacredandusedformedicinalpurposesbyAmazon'sindigenouspeoples.生物海盜：•Thepatentingofcropvarietieswhicharesimilartothosegrownforcenturiesincertaingeographicalareas,e.g.forvarietiesofBasmatiricebyRice-TecCorporationintheUS(PatentNo.5,663,484);Rice-TecevenusesthetermBasmati,longusedtorefertoaromaticricegrowninnorthernIndiaandPakistan,todescribeitsricevarieties.生物海盜：•Thepatentingofhumangeneticmaterial,e.g.onthehumancelllineofaHagahaitribesmanfromPapuaNewGuinea(USPatentNo.5,397,696).生物海盜：•ThePlantbreeders'rightsorpatentsonentiretaxaratherthanspecificvarietiesorbreeds,e.g.onalltransgeniccottonorsoybeangrantedt