Лев Кривицкий - Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции
Люди могут теперь создавать своей биологической работой новые белки с аминокислотными последовательностями, которые ранее никогда не существовали в природе. Значит, они находятся на пороге возникновения творческой эволюции, способной создавать виды животных и растений с заранее заданными свойствами, а в конечном счёте даже совершенствовать генетическую природу самого человека.
Но порог этот гораздо выше, чем полагают геноцентристы, создавшие и отстаивающие геноцентрическую теорию эволюции. Естественная эволюция не шла по пути экспериментов по прямому изменению геномов трансформируемых видов, которые затем поддерживались или не поддерживались отбором. Напротив, эксперименты шли по линии пришлифовки геномов к образу жизни и биологической работе организмов в трансформировавшейся природной среде.
Если бы это было не так, биотехнология вряд ли могла бы увеличить выход ферментов, изменяя, например, температурный режим существования микроорганизмов. Любые организмы предрасположены к изменению в определённом направлении своих белковых структур под действием изменённой среды, поскольку изменяется характер и содержание выполняемой организмами биологической работы. Но для того, чтобы эти изменения повлияли на копировальную функцию генетических структур, необходимо соответствующее изменение биологической работы генов, то есть мобилизационных структур наследственности, приводящее к перестройке генома.
Вид вообще есть способ биологической работы, а не геноцентрическое образование или изобретение. Виды вырабатываются, а не появляются случайно в виде удачной комбинации генов. Чтобы создать новый вид, нужно не просто сконструировать новый жизнеспособный геном, нужно научить носителей этого генома жить по-другому. А главное, колоссальная сложность геномов многоклеточных организмов, сформированных в ходе биологической работы огромного числа поколений, не позволяет конструировать жизнеспособные геномы при помощи манипуляций с генетическими структурами, ибо любое существенное изменение одного из элементов нарушит взаимосвязи всей скоординированной системы и сделает её непригодной к биологической работе для выживания.
В чисто производственном отношении биотехнология очень мало отличается от технологий химической промышленности. Большое количество живых, но специально приготовленных к биосинтезу клеток погружается в ёмкости для протекания биохимических процессов, которые получили название биореакторов. В биореакторах может также осуществляться взаимодействие уже готовых ферментов с химическими реагентами.
В большинстве случаев реакции протекают в водной среде. Живые клетки очень уязвимы по отношению к разнообразным загрязнениям и нарушениям режимов поступления тепла, кислорода и питательных веществ. Эффективность работы ферментов может быть существенно повышена использованием органических растворителей. Выведение популяций клеток, устойчивых к органическим растворителям, позволило производить ферменты, разрушающиеся от этих растворителей, в неводной среде. Тем самым был осуществлён выход биотехнологических организмов из водной среды на сушу. Эволюция повторяется и в большом, и в малом.
Сельскохозяйственная биотехнология вселяет надежду на избавление производства продуктов питания человека от тех негативных последствий, которые принесла химизация сельского хозяйства, обеспечившая гигантский рост выхода продукции агрокомплекса при ужасающем загрязнении природной среды и химическом загрязнении питания человека.
Нитраты и ядохимикаты, пестициды и инсектициды, минеральные удобрения отравили и продолжают отравлять не только окружающую среду, но и саму человеческую жизнь. Они губительно действуют на внутреннюю среду организма человека, вызывают разнообразные болезни, которые люди подавляют, глотая огромное количество лекарств, то есть дополнительно отравляя себя продуктами фармацевтической химии.
Современные средства агробиотехнологии, несмотря на их всё ещё не слишком продвинутый характер и отсутствие абсолютных гарантий безопасности при использовании мутантных микроорганизмов и прочих генетических «монстров», всё же позволяют добиваться экономической эффективности со значительно меньшими издержками для природы и человека, чем средства агрохимии.
Арсенал биотехнологических методов и средств, применяемых в сельскохозяйственном производстве, широк и многообразен. К ним относятся средства защиты растений, методы восстановления плодородия почв, борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур, изготовления ферментов для кормопроизводства и кормов для сельскохозяйственных животных и т. д.
Перспективной сферой агротехнологии является создание новых сортов сельскохозяйственных растений с такими свойствами, которых невозможно достигнуть средствами обычной селекции. К таким свойствам относится высокая продуктивность, морозоустойчивость, засухоустойчивость, способность к накоплению витаминов, других полезных веществ и т. д.
Одним из примеров успешного применения биотехнологии и генной инженерии к усовершенствованию сельскохозяйственных растений является так называемый золотой рис – сорт риса, насыщенный бета-каротином, вследствие чего его зёрна сменили обычный белый цвет на золотистый. Насыщенность каротином способна предохранять людей, постоянно потребляющих рис в Восточной и Юго-Восточной Азии, где этот продукт является основой питания, от тяжелейшей формы авитаминоза (болезнь бери-бери).
Золотой рис был создан путём комбинации генов нескольких неродственных видов. Эти гены кодировали не непосредственно бета-каротин, а лишь некоторые промежуточные соединения при его образовании. Приведя эти гены во взаимодействие в геноме риса, учёные получили зёрна, наполненные витамином.
Совершенствуются биотехнологические способы производства пищевых продуктов из растительного и животного сырья, за которыми прослеживается перспектива создания в пищевой промышленности или выращивания в сельскохозяйственном производстве различных вариантов искусственной пищи. Искусственная икра и соевое мясо – наиболее известные примеры биотехнологических продуктов питания.
В кормопроизводстве для питания животных используются продукты переработки водорослей и микробной массы. Открывается перспектива выращивания самовоспроизводящейся пищи, о которой ещё в 30-е годы XX века писал российский писатель-фантаст Александр Беляев в рассказе «Вечный хлеб».
Описанное этим фантастом самовоспроизводящееся питательное вещество по виду напоминало лягушачью икру, а по вкусу – печёное яблоко. Оно было очень вкусным и сытным. Его изобрёл некий профессор Бройер, который пытался предотвратить его распространение вплоть до окончания опытов, подтверждающих его безопасность. Но потребность в самовозрастающем продукте была столь велика, что продукт стал распространяться в обществе помимо воли профессора с огромной скоростью. Массы людей пренебрегали своей безопасностью ради насыщения.
Вот что рассказывает профессор Бройер в рассказе Беляева о своём изобретении:
«Живые организмы – та же лаборатория, где происходят самые изумительные химические процессы, но лаборатория, не требующая участия человеческих рук. И я уже много десятков тому назад начал работать над культурой простейших организмов, пытаясь вырастить такую «породу», которая заключала бы в себе все необходимые для питания элементы… Как одноклеточные, они размножались простым делением… Но чтобы поддерживать их «вечную жизнь», требовалось особое питание. А это обходилось не дешевле, чем выращивать, скажем, свиней… И последние двадцать лет я посвятил тому, чтобы найти такую культуру простейших, которая не требовала бы никаких забот и расходов на «кормление»… Я нашёл и вывел искусственным подбором такую породу простейших, которые добывают всё необходимое им для питания непосредственно из воздуха» (Беляев А. Вечный хлеб – Собр. соч., т. 4 – М.: Молодая гвардия, 1963 – 415 с., с. 263–264).
Первоначально новый продукт, способный создавать прибыль «из воздуха», не вызывал опасений. «Врачи, которым поручено было исследовать «хлеб» и питавшихся им, сделали доклад; они говорили, что вторичное исследование «хлеба» дало те же результаты. «Хлеб» питателен, богат витаминами, настолько удобоварим, что прекрасно усваивается желудком больных и даже грудных детей как дополнительное питание к молоку матери и совершенно безвреден. Все питающиеся этим «хлебом» чувствуют себя прекрасно. Малокровные и худосочные поправились в короткий срок. В состоянии здоровья туберкулёзных, перешедших на питание «тестом», произошло значительное улучшение». (Там же, с. 290–291).
Опасность пришла с неожиданной стороны. По мере приближения к лету «тесто» стало использовать солнечную энергию для ускоренного размножения и неограниченно разрастаться, захватывая всё большие пространства и вытесняя оттуда людей. Возникла опасность всемирной катастрофы. Целые деревни, сёла и города были затоплены саморазмножающимся продуктом.
