Чтение онлайн

К сожалению, эффективность использования антибиотиков не столь высока, как ожидалось в середине XX века, когда их считали чудодейственным средством и верили в их способность избавить человечество от инфекционных заболеваний. И дело не только в том, что болезнетворные микроорганизмы образуют штаммы и клоны, резистентные к антибиотикам, вследствие чего вновь потрясают скученное население опасными эпидемиями.

Главная проблема применения антибиотиков заключается в том, что падение иммунитета у людей, живущих в тепличных условиях и ведущих нездоровый образ жизни только усугубляется неумеренным потреблением антибиотиков, поскольку организм отучается совершать необходимую биологическую работу по самостоятельному подавлению инфекций, вследствие чего самые безобидные микроорганизмы могут стать опасными. Это не что иное, как эволюционно обусловленная расплата за то, что люди лишь пользуются достижениями науки, не принимая в то же время научно обоснованного здорового образа жизни, при котором в конечном счёте отпадает нужда в антибиотиках.

Потребность в производстве антибиотиков вызвала к жизни необходимость решения целого ряда научных и практических проблем биотехнологического характера, включая выращивание микроорганизмов, снижение издержек, повышение выхода готового продукта для удовлетворения массового спроса и т. д.

С открытием в 1953 г. Двойной спирали ДНК и последующей расшифровкой генетического кода были заложены предпосылки для возникновения генной инженерии, развитие которой начинается в 70-е годы XX века и образует важнейшую составную часть и основу развития современной биотехнологии. Последняя подразделяется на промышленную, аграрную и медицинскую, а также включает биоэнергетику, биогидрометаллургию, экологическую и космическую биотехнологию.

Промышленная биотехнология занята, прежде всего, производством ферментов. Изготавливаются ферменты и ферментные препараты для фармацевтической, пищевой, текстильной и кожевенной промышленности, для производства стиральных порошков, пива, спирта и других продуктов. Продуктами биотехнологии являются также человеческие гормоны – инсулин, интерферон, гормон роста и др.

Биотехнология является основой выработки самых различных лекарственных средств, пищевых добавок, вакцин, диагностических средств, средств для очистки окружающей среды. В промышленной биотехнологии эксплуатируется естественная потребность клеток живых организмов, и прежде всего клеточных ядер, служить своеобразными фабриками химических веществ для обеспечения собственной жизнедеятельности и размножения.

Но эксплуатация живых клеток для осуществления человеческих целей имеет целый ряд жёстких ограничений, обусловленных миллиардами лет естественной эволюции. Живые клетки, как правило, имеют миниатюрные размеры и крайне экономны как в потреблении энергии, так и в выходе конечного продукта. Выход конечного продукты клеточной фабрики ограничен потребностями самой фабрики, человеческие же производства нуждаются в промышленных масштабах получения экономически рентабельных продуктов.

Так возникает потребность в искусственном преобразовании результатов эволюции, в своего рода искусственной эволюции. Биотехнологический путь эволюции короток, быстр и связан с насилием над природой. Но это только начало более длительного пути, идя по которому люди когда-нибудь обретут способность творить эволюцию, совершенствовать естественные эволюционные процессы.

Чтобы заставить микроорганизмы вступить на внеэволюционный путь эволюции и выполнять биологическую работу не для оптимизации собственной жизнедеятельности, а для нужд и потребностей человека, люди подвергают клеточные структуры различным целенаправленным воздействиям, стремясь достигнуть их сильно изменённых состояний, далёких от равновесия.

Прежде всего используется погружение клеток в экстремальные условия – с высокой температурой, содержанием различных реагентов и даже ядов. Часто применяются спонтанные или вынужденные, индуцированные мутации. Находят применение и методы искусственной рекомбинации ДНК. Всё это подкрепляется и поддерживается искусственным отбором наиболее перспективных штаммов. Выведение штаммов, но не видов – вот удел искусственной эволюции.

Но искусственный отбор образовывал породы одомашниваемых животных и растений уже тысячи или даже тысяч лет назад. Конечно, в древние эпохи люди действовали наугад и не имели никакого представления о тех структурах, под действием которых происходят вызываемые ими изменения. Но они уже тогда коренным образом изменяли характер и содержание биологической работы приручаемых пород животных и растений тем, что брали на себя труд по их прокорму и подбору пар для скрещивания.

Конечно, манипуляция генетическими структурами в рамках биоинженерии открывает совершенно новые возможности для искусственной эволюции и её промышленного биотехнологического использования. Искусственная эволюция имеет свои преимущества перед естественной эволюцией, которая имела в запасе тысячи или даже миллионы лет для усовершенствования своих произведений на основе естественного отбора и естественной биологической работы.

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.