БИОТЕХНОЛОГИИТЕ

[BG-Science]

БИОТЕХНОЛОГИИТЕ

Някъде към средата на нашия век се появи крилатата фраза, че ако първата половина на столетието е била отдадена на изучаването на атомното ядро, то втората ще бъде посветена на клетъчното ядро. Последвалите десетилетия показаха, че тя е била твърде оптимистична. Макар че вече доближаваме края на века, атомното ядро все още не ни е разкрило всичките си тайни и особено най-важната за практиката — как да овладеем енергията на термоядрения синтез. А и клетъчното ядро въпреки всичките успехи на биологията и особено на генетиката съвсем не сме опознали, а камо ли овладели дотолкова, че да го прибавим като етикет на своето време. Така че по-вярно, по-справедливо, пък и по-скромно ще бъде да оставим за нашия век прозвището атомен, а XXI век, нека се надяваме, ще заслужи да се нарича век на клетъчното ядро, на генетиката. Това на днешен език означава, че той ще е век на био-технологиите.

За биотехнологии и у нас, както и във всички високоразвити страни, все повече се пише и говори и без съмнение те започват да се очертават като ключови, като авангардни технологии. И първата асоциация, която това понятие поражда, е генно инженерство. Но това не е правилно, генното инженерство би трябвало да бъде последният, завършващият етап на биотехнологиите. А преди това ние сме длъжни да се научим да познаваме; да управляваме и да оползотворяваме това което живата природа ни предлага в готов вид, резултатите на нейната еволюция в продължение на стотици милиони, а всъщност на 2—3 милиарда години. Това са почти два милиона вида животни, над 500 хиляди вида растения, неизброимо множество бактерии и вируси. Съвкупният им генетичен фонд е буквално несметно богатство, което съвременните биология, зоология, ботаника, микробиология познават много слабо, използуват примитивно, да не говорим за това, че не могат по изкуствен начин да създават отделните биологични «апарати». Ето защо, като не можем да ги произвеждаме, трябва час по-скоро да се научим да ги използуваме така, както ни са дадени от природата, да ги управляваме, да ги оптимизираме. За пример — помислете само какви «химически фабрики» са цветята, какви бои и аромати (с какви удивителни качества!) от какви суровини (само от пръст, вода, въздух и слънце) произвеждат. И по какви съвършени технологии при нормални налягания и температури, само чрез катализатори. И ги сравнете с нашите химически фабрики.

Да, първата задача на науките за живата природа е да опознаят всички тези механизми на вирусите, бактериите, растенията и животните, а на биотехнологиите — да съумеят да ги впрегнат в работа за благото на хората. Вече можем да се похвалим с редица успехи в това отношение и те с всяка година все повече ще се множат, което прави от биотехнологиите приоритетно научно направление. На съвременния етап това се изразява главно в конструирането на биореактори и в масовото култивиране на клетъчни култури, чрез които се произвеждат чисто, енергоикономично и високоефективно всякакви фармацевтични препарати като интерферон и антибиотици, малотонажни химикали, алкохол за гориво, аминокиселини чрез генетични методи, етилен. Все по-често така се преработват отпадъците от селското стопанство и градовете, произвежда се биогаз. Биологичните мембрани се използуват икономично и ефикасно за микрофилтриране, ултрафилтриране, електродиализа, обратна осмоза, разделяне на газови смеси, хемодиа-лиза и в много области на медицината.

Приложението на биотехнологиите ще даде най-богати плодове, като приложим оптимизирането на продуктивността на живите организми — за всички културни и при култивирането на още неовладените от хората. Нека с един пример да илюстрираме как би изглеждала, да кажем, една фабрика за зеленчуци през XXI века.

Първо — тя ще се намира под земята- Нека повърхността на планетата да остане само за многото милиарди хора. Но най-важната причина е, че тъкмо в затворени помещения (на много етажи!) под земята могат да се създадат оптималните условия, по-добри и от тези, които предлага дори най-благоприятният климат. Какви са тези предимства на подземното земеделие? Само така може да се обезпечи пълна стерилност на растенията както от микроорганизми, така и от плевели и вредители.

Второ — важният фактор за техния растеж, топлината и светлината, може да се обезпечава не от «капризите на времето», а от изкуствени източници на топлина и светлина, ултравиолетови лъчи винаги, колкото и каквито са нужни за вегетацията на дадения вид, и то непрекъснато», денонощно и целогодишно. Само така може да се впрегне пълният производствен капацитет на растението.

Трето — водата ще се подава колкото и каквато (по тем- пература и химически състав) е нужна на растението.

Четвъртият компонент — почвата ще бъде само изкуствена. Тя вероятно ще се състои от порьозни гранули от йонитни пластмаси, напоени с всички необходими на растението химически хранителни вещества и микроелементи. С изчерпването им те систематически ще се обновяват.

И накрая — петият компонент — газовата среда. Нарочно не употребяваме думата «въздух», тъй като растението ще получава такава газова смес, съдържаща толкова въглероден двуокис и други газове, които са му най-необходими за оптималния растеж.

Прилагайки такава биотехнология, добивите на растенията могат да се увеличават много десетки пъти и така ще бъдат решени всички проблеми по изхранването на многомилиардното човечество. За осъществяването й ще са необходими изчерпателни познания за вегетацията на растенията, значителни първоначални инвестиции за построяването на подземните растителни заводи и много енергия. Едва ли е необходимо да добавяме, че всички действия в тези растителни заводи ще се извършват от манипулатори и роботи, които ще се управляват и ще се контролират от компютри. Да се надяваме, че всичко , това XXI век ще притежава в изобилие.

Когато земните биотехнологии бъдат пренесени в Космоса — в Извънземието, на Луната или на някои планети, те ще могат да бъдат обогатени и усъвършенствувани с оглед на местните условия и на първо място, с безтегловността или с намалената тежест, което ще даде допълнителни резултати.

Всичко това природата ни поднася наготово с наличния си генетичен фонд. А какво може да даде към това целенасочената ни намеса в него, генното инженерство — това вече е тема на отделен разговор.