Владимир Вакула - Биотехнология: что это такое?

• Название: Биотехнология: что это такое?
• Автор: Владимир Вакула
• Жанр: Биология

Рассказывается о новом научно-практическом мировоззрении, способствующем решению глобальных проблем наших дней: продовольственной, энергетической, охраны здоровья человека. Читатель познакомится как с традиционной биотехнологией (хлебопечение, производство кисломолочных продуктов, виноделие и др.), так и с новейшей, связанной с геннетической, клеточной, белковой инженерией.

---

Предполагаемая ситуация представляется мне более реальной, чем описанная газетой, сразу по двум причинам. В первую очередь, потому, что допустить возможность специального, преднамеренного перекармливания почвы азотом, значит, предположить вариант сознательного уничтожения плодородия земли. А на ней и агроному, и хозяйству работать долго, всю жизнь. Во-вторых, могли ведь просчитаться в своих выводах и экологи, все чаще использующие в работе так называемый «обратный» способ определения чистоты окружающей среды, смысл которого в том, что о содержании в воздухе молекулярного азота судят по его наличию в почве. Если такого азота в ней мало, то и в воздухе нет веществ, вредных для жизнедеятельности человека, животных и растений. Но кто знает, не принесет ли их ветер уже после замера? Где, над какими полями сбросит он свой «груз»? Так что прежде, чем обвинять земледельцев в заведомом превышении норм азотсодержащих удобрений, неплохо было бы выяснить, какие предприятия и каких городов находятся в пределах местной розы ветров. Ну а какой вывод можно сделать из этой довольно грустной истории?

Единственный, хотя он, вероятно, и покажется кое-кому парадоксальным: вина за подобные происшествия лежит на каждом из нас. Потому что если металлургический завод, где вы работаете, выбрасывает в воздух вредоносные дымы, они со временем обязательно обернутся невкусным зерном, «текущей» картошкой, неспособными к лежке яблоками. Одним словом, за сохранение почвенного плодородия отвечает не только тот, кто живет и работает на селе, хотя он в первую очередь. И надо ли говорить, сколь повинны перед землей и народом те из земледельцев, что нерачительно, безграмотно ведут свое хозяйство? Неплохо бы, например, механизаторам и агрономам той же Таврии — крупнейшей житницы страны и Украины — полюбопытствовать у ныне здравствующих стариков, сжигали ли когда-либо их отцы и прадеды пожнивные остатки? Нисколько не сомневаюсь, что ответ будет отрицательным. Потому что крестьянин по собственному опыту знал: перепаханная стерня повышает урожай. О том, какие процессы стоят за этой немудреной процедурой, земледелец, разумеется, не догадывался, но землю, которая его кормила, берег. Так позволительно ли нам стерилизовать степь бесчисленными пожарами, от которых над ней стеною стоит смрад? Ведь в них горят не только растительные остатки, но и наши бесчисленные верные помощники — бактерии, над интенсификацией жизнедеятельности которых идет непрекращающаяся работа во многих крупнейших научных центрах мира.

Способность утилизировать молекулярный азот — редчайший дар. Им наделены природой далеко не все микроорганизмы, и «обучить» подобным навыкам другие бактерии — тяжелейший труд, требующий объединенных усилий самых разных специалистов.

И кто знает, может, придет пора и сбудется научное пророчество академика Андрея Сергеевича Фаминцева, предвидевшего иную, нежели сегодня, основу развития земледелия: «Не без основания может быть поставлен вопрос: не сведется ли в будущем успешная культура и богатые урожаи хлебных растений на приспособление почвы к роскошному развитию в ней микроскопических существ».

«Очень привлекательно усилить азотфиксацию там, где она нормально происходит, — говорит академик А. А. Баев, — и, еще более, создать ее там, где она в естественных условиях не наблюдается, например, у пшеницы, подсолнечника, свеклы. Теоретически это не исключено, так как весь комплекс из 17 генов азотфиксации удается перенести в лабораторных условиях от одной бактерии к другой».

Социальную значимость данной проблемы переоценить невозможно. Ибо все на Земле дано землей, идет от щедрот ее плодородия. Недаром же, оценивая невиданно возросшее могущество человека, неразрывно связанного узами родства с нею, мы все чаще употребляем очень верную, хотя и аллегорическую фразу: и в космос хлеб летал.

Уникальное природное образование — почва — сегодня всецело во власти тех, кого она взрастила и выпестовала когда-то своими соками. Не пришла ли пора и нам всерьез подумать над тем, чтобы не разрушать, а наращивать удивительное свойство «мертвой» земли творить живой колос? Вот почему я и позволю себе завершить эту часть рассказа о биотехнологии и ее возможностях ссылкой на вполне реальный и очень поучительный опыт зарубежных коллег, с которыми познакомил советских людей журналист и писатель В. Губарев. Речь идет о биологическом методе утилизации бытового мусора, разработанного в США и успешно применяющегося на предприятии, производящем почву.

«...Итак, исходное сырье — городской мусор. Вокруг конвейера хлопочут рабочие — их задача отобрать все, что можно использовать. Например, какие-то приборы с цветными металлами, аппаратуру — что греха таить, иногда на свалке оказываются и вполне добротные телевизоры, и телефонные аппараты и так далее. «Чистый» мусор попадает в измельчители. И вот уже стальные жернова превращают диван в кучу дерева, кусков кожи, из которой торчат обрывки пружин. А дальше — «биологическая» печь. При температуре 170 градусов начинается процесс разложения сырья.

Как обычно в биотехнологии, здесь используется помет с птицефабрик, различные илы, фекалии, то есть, по сути, на промышленном уровне воспроизводятся те процессы, которые идут в природе. Ну, конечно, как бы в концентрированном виде. И потому уже через шесть дней, а не миллионы лет здесь получают первичный продукт — органический компост. Его сразу же можно использовать в качестве удобрений в теплицах. Однако создатели предприятия повели технологическую цепочку дальше — до получения искусственной почвы...»

Думаю, что развитие подобного рода предприятий можно лишь приветствовать, и я обязательно вернусь к этой теме в последующих главах книги, в той ее части, где речь пойдет о возможностях биотехнологии в деле охраны окружающей среды. Сейчас же хочу напомнить читателю, что едва приступив к обсуждению темы плодородия и роли бактерий-азотфиксаторов в его сохранении, я предложил тогда же к обсуждению, казалось бы, чисто риторический вопрос: нельзя ли позаимствовать у бактерий, во-первых, способность быстро ив больших количествах утилизировать молекулярный азот, а во-вторых, не менее производительно синтезировать на его основе белок?

Надеюсь, что на первую часть этого вопроса я уже ответил всем своим предыдущим рассказом. Что же касается второй его части, то ответ на него еще впереди. Ибо мы лишь приступаем с вами к разговору о задачах микробиологической промышленности — главного поставщика кормового белка животноводству страны.

Но прежде чем завершить эту часть рассказа, вероятно, все же необходимо привести в некоторое соответствие основные термины и определения, в ней используемые. И те, с которыми вы уже встречались, и те, без понимания которых продолжение повествования оказалось бы весьма затруднительным.

Корова держит ключ

Итак, что такое «бактерии», читатель уже знает, но он также наверняка подметил, что вместо данного термина автором не раз и не два употреблялись в процессе раскрытия темы слова: «микроб» и «микроорганизмы». Правомочна ли такая замена? Вполне. Ибо «микроб» и «бактерии» — синонимы, а понятие «микроорганизмы» включают в себя и то и другое. В Энциклопедическом словаре последнего издания, например, приводится такое его определение: «Мельчайшие, преимущественно одноклеточные, организмы, видимые только в микроскоп: бактерии, микоплазмы, риккетсии, микроскопические грибы и, водоросли, иногда простейшие и вирусы...» И далее: «Играют большую роль в круговороте веществ в природе. Используются в пищевой и микробиологической промышленности (виноделие, хлебопечение, производство антибиотиков, витаминов, аминокислот, белка и др.). Патогенные микроорганизмы вызывают болезни растений, животных и человека».

Но зачем понадобилось данное разъяснение? — возможно, удивится читатель. Не все ли равно, какие именно организмы входят в понятие «микро».

Конечно, «не все». Потому что каждое новое открытие в этой области чревато новыми уникальными возможностями для человека и человечества. Еще совсем недавно, например, науке было известно всего 35 видов лучистого грибка (актиномицета). Сегодня — сотни. А ведь сорок пять лет назад один из таких видов стал исходным материалом для получения стрептомицина — теперь всемирно известного антибиотика. Едва пройдя клинические испытания, он сразу же вступил в борьбу с тяжелейшими недугами людского рода, в кратчайшие сроки став основным средством медикаментозной терапии при различных формах туберкулеза, бруцеллеза, бубонной чумы.

Тысячи раненых, переполнявших к тому времени (шли последние годы второй мировой войны) госпитали, обязаны неведомому грибку своим спасением. Стрептомицин подарил жизнь миллионам обреченных. И разве не с микроорганизмами связываем мы сегодня надежды победить СПИД, возбудителем которого оказался тоже микроорганизм — на сей раз вирус.