год 2010-й - более 30.000.000 обращений

В XXI в. человечество встретится с рядом проблем, связанных с исчерпанием природных ресурсов, особенно нефти, газа, металлов, с необходимостью обеспечения быстро растущего населения продовольственными ресурсами, с проблемой глобального изменения климата (вследствие аккумуляции в атмосфере парниковых газов, главным образом СО₂). Все эти проблемы очевидны и широко дискутируются в научных и правительственных кругах.

Менее очевидно отрицательное влияние развития цивилизации на человека как биологический вид. Урбанизация, общее ухудшение экологической обстановки, введение в повседневный обиход огромного числа неприродных химических соединений (ксенобиотиков) приводят к постоянному мутагенному и токсическому воздействию на организм. Следствием этого являются массовое распространение иммунодефицитных состояний, аллергии, рост раковых заболеваний. Такие достижения цивилизации, как общее улучшение гигиены и санитарии, борьба с инфекциями с помощью вакцинации и антибиотиков, имеют и обратную сторону. Человек как биологический вид больше не подвергается естественному отбору, что неизбежно ведет к ухудшению генофонда, накоплению отрицательных мутаций и неблагоприятной комбинации аллелей (генетический груз).

В настоящее время надежду на преодоление или смягчение вышеперечисленных проблем связывают с биотехнологией. Биотехнология – это использование живых систем или компонентов этих систем в хозяйственной деятельности. Научной базой биотехнологии является перманентная революция в области молекулярной биологии, начавшаяся в конце 40-х гг. ХХ в. и приведшая в конце этого века к расшифровке геномов многих организмов, включая человека. Науки о жизни стремительно расширяют фронт своей деятельности. Состояние этих наук можно отнести к "постгеномной эре". Это дорогие, высокотехнологичные, автоматизированные и компьютеризированные исследования. Безусловным лидером в этом направлении являются США, значителен размах работ в Европе и Японии. Естественно, что высокие и дорогие биотехнологии – новые лекарства, генотерапия, трансплантология – будут использованы прежде всего в богатых странах. Однако многие биотехнологии могут широко использоваться во всем мире – это выращивание с помощью генной инженерии растений, применение возобновляемого сырья в энергетике и химии, биометаллургия, очистка среды, рекультивация почв, переработка сельскохозяйственного сырья в высокоценные пищевые продукты и т.д.

Остановимся на конкретных проблемах. Сегодня в мире недоедает 1млрд человек, причем около 7 лет назад темп прироста населения превысил темпы прироста производства продовольствия. Очевидно, что мы стоим перед необходимостью новой волны "зеленой революции". Первая волна этой революции накормила миллиарды людей и спасла от голодной смерти десятки и сотни миллионов. Основа новой "зеленой революции", – это трансгенные растения, которые уже сегодня устойчивы к насекомым- вредителям, фитопатогенным грибам и вирусам. В будущем такие растения будут производить белок, близкий по аминокислотному составу к белкам животного происхождения, обладать большей скоростью роста. Полное освоение этой технологии обеспечит продовольствием население Земли на 100 лет без принципиального увеличения посевных площадей. Переход населения планеты к полноценной растительной пище (отказ от животноводства) может обеспечить продовольственную безопасность, по крайней мере, утроенного населения планеты. Важно отметить, что внедрение в сельское хозяйство генно-инженерных растений значительно снижает экологическую нагрузку на планету (отказ от гербицидов, инсектицидов). Важным источником белка может стать рыбоводство. В 2000 г. объем искусственно разведенной красной рыбы сравнялся с уловом дикоживущей рыбы этого вида (Salmon).

Второе крупномасштабное направление биотехнологической деятельности – переработка лигноцеллюлозного сырья (древесина, ботва, солома, початки) в топливный этанол и другие химикаты (органические кислоты, бутанол, ацетон, глицерин и т.д.). Сегодня масштабы этой переработки не так велики. США производят 5 млн т топливного спирта из кукурузного крахмала, Бразилия – 10 млн т из сахарного тростника. Цена в Бразилии – 350 долл/т, в США – 400 долл/т. Тем не менее, в США существует государственная программа по которой к 2010 г. будет освоена технология осахаривания лигноцеллюлозы, а к 2025 г. планируется 40% продукции органической химии производить из возобновляемого сырья. Пуск в 1999г. в США завода по производству 100 тыс. т в год молочной кислоты – первая ласточка развития промышленности в этом направлении. Однако даже при удачном развитии биотехнологические производства смогут заменить в первой четверти XXI в. не более 5–10% потребляемой сегодня нефти. Теоретически растительная биомасса может удовлетворить все потребности человечества в органических веществах и частично в энергии. На земном шаре ежегодно с помощью фотосинтеза производится около 173 млрд т сухого вещества, что в 15 раз превышает использованную в мире энергию полезных ископаемых. Сокращение потребления ископаемого топлива снизит поступление в атмосферу дополнительного количества СО₂, что замедлит изменение климата.

Микроорганизмы способны окислять сульфиды металлов, арсениды, концентрировать на своей поверхности коллоидное золото и ряд тяжелых металлов. Уже существуют крупные предприятия по получению меди, урана, золота, основанному на деятельности микроорганизмов. Применение микробиологической технологии улучшает экологическую обстановку, позволяет рентабельно добывать металлы даже из очень бедных руд, а в перспективе – из воды океанов.

В области здравоохранения в развитых странах будет в короткое время проведено генотипирование населения, т.е. по многим сотням и тысячам генов будет установлен генотип индивидуума. Это явится основой развития индивидуальной медицины (по генотипу можно определить предрасположенность к диабету, сердечно-сосудистым заболеваниям и т.д., индивидуальное отношение к скорости метаболизма различных лекарств). ДНК-диагностика, основанная на полимеразной цепной реакции и компьютеризации, уже сегодня внедряется во всех странах и через 5–10 лет будет очень широко использоваться в мире.

Ресурсы на решение различных проблем биотехнологии пока распределены очень неравномерно. Большая часть средств направляется на медицину и гораздо меньшая – на генную инженерию, геомикробиологию, экологию, переработку возобновляемых ресурсов. Это объясняется спецификой богатых стран, не испытывающих сегодня потребности ни в увеличении производства сельскохозяйственной продукции, ни в обеспечении дешевым сырьем.