Антропогенное изменение климата представляет очевидную и актуальную угрозу, причем не только для нас, но и для других видов. Но помимо растущей необходимости сократить выбросы углекислого газа, перед человечеством стоит еще одна задача – накормить все население Земли. А ее население не перестает расти. До наступления неолита на планете обитали несколько миллионов человек, не более. Появление сельского хозяйства способствовало резкому росту населения, и уже тысячу лет назад на планете было 300 000 миллионов людей. А к 1800 году численность людей увеличилась до миллиарда.
В течение XX века население планеты стремительно выросло с 1,6 до 6 миллиардов. Производство продовольственных товаров оказалось недостаточным, и на помощь пришла Зеленая революция. С 1965 по 1985 год средний урожай зерна увеличился более чем на 50 %. Наибольший темп демографического роста был отмечен в 1960-х годах, сейчас он пошел на спад, и, по прогнозам, к середине XXI века рост остановится и население планеты составит 9 миллиардов. Это значит, что к 2050 году нам нужно иметь возможность накормить на миллиард ртов больше. Этой мысли вполне достаточно, чтобы вызвать легкую мальтузианскую панику.
Похоже, назрела необходимость новой Зеленой революции, но проблема в том, что и в первом случае она оказалась не лучшим решением: за повышение производительности пришлось заплатить немалую цену. Честно говоря, сегодня сельское хозяйство еще более энергозатратно и зависит от ископаемого топлива больше, чем до этой не такой уж «зеленой революции». Примерно треть всех мировых выбросов углекислого газа приходится именно на сельское хозяйство, причина – вырубка тропических лесов, выбросы метана, образующегося в результате жизнедеятельности домашнего скота, а также выделяемого микробами на заливных рисовых полях, и оксид азота, накапливающийся в почве из-за применения удобрений. И это далеко не полный список проблем: удорожание семян и растущий упор на монокультуры и товарные культуры угрожает мелким фермерам. Более того, интенсивное применение агрохимикатов наносит урон дикой природе и здоровью человека. Изменение в способах обработки почвы и использование пестицидов сократило популяции насекомых в десятки раз. Ущерб окружающей среде и здоровью человека от загрязнения азотом из удобрений превышает, по некоторым оценкам, доходы от сельского хозяйства. Но, что крайне важно, увеличив темпы производства, Зеленая революция так и не решила проблему голода. Тут-то и начинается невероятная путаница, и уже не отличить общественные интересы от политических, ведь человечество уже производит достаточно продуктов питания, чтобы накормить всех, но не в тех регионах, где это жизненно необходимо, или по несправедливой цене. Международная торговля продовольственными товарами приносит прибыль постоянно расширяющимся и набирающим мощь корпорациям, но не может обеспечить едой тех, кто в ней так нуждается. В последнее время значительно выросла площадь земель, переданных под сельскохозяйственные угодья, но они в основном используются, чтобы производить мясо, растительное масло, сахар, какао и кофе для богатых стран. Помимо прочего, мы просто выбрасываем невероятное количество еды – до трети от всего объема произведенной продукции. А в то же самое время беднейшие люди планеты – как в развивающихся, так и в развитых странах – по-прежнему не имеют доступа к нужным питательным веществам. Иными словами, мировая продовольственная система нуждается в серьезном пересмотре, если мы все еще надеемся прокормить весь земной шар.
Причем маловероятно, что решение глобальной проблемы голода состоит в увеличении масштабного коммерческого производства – компании и так уже производят больше, чем мы потребляем. Около 90 % всех хозяйств мира – менее 2 гектаров по площади, поэтому поддержка мелких фермерских хозяйств для улучшения их производительности имеет огромное значение для обеспечения продовольственной безопасности. Если мы продолжим гнаться лишь за большим урожаем, то столкнемся с дополнительными проблемами: резким повышением затрат на электроэнергию, увеличением выбросов углекислого газа, уничтожением ареалов видов и сокращением биоразнообразия, загрязнением источников воды. Экологи заявляют, что лучший способ добиться прогресса в этой области – не интенсификация сельского хозяйства и не активное использование агрохимикатов, а применение устойчивых «агроэкологических» методов, способствующих сохранению качества почв и воды, а также размножению опылителей, которых мы старательно травим. Пчелы нужны нам, и гораздо больше, чем мы – им.
Использование генетической модификации может частично решить проблему. На примере «золотого риса» мы убедились в том, что базовый продукт питания может стать ценнейшим источником жизненно важного витамина. Сейчас мы обладаем инструментами для создания культур, способных лучше поглощать питательные вещества из почвы, а также эффективно противостоять засухе и болезням. Возможно, скоро мы сможем также разводить устойчивых к гриппу кур и свиней. Награда за труды генетиков многообещающая: еще один шаг к продовольственной безопасности, но эта технология по-прежнему остается предметом горячих споров.
Пересадка частей одного организма другому – включая трансплантацию органов людям – всегда вызывала ужас. В прошлом даже прививка плодовых деревьев встречала некоторые этические возражения. Библейский закон, представленный в Талмуде (III в. до н.э.), однозначно запрещает скрещивать различные виды деревьев: «Яблоня и “хазрарь”, персики и миндаль, зизиф и жостер, хотя и похожи друг на друга, однако составляют взаимно килаим»[60]. Помимо этого, существовал запрет на скрещивание разных животных. Судя по всему, еще в древности люди обеспокоились возможными последствиями нарушения границ видов и кое-где не позволяли даже прививать растения. В XVI веке ботаник Жан Рюэль называл прививку insitione adulteries, то есть «навязанная неверность». А Джонни Эпплсид Чепман[61] – известный тем, что перевез целые лодки, нагруженные яблочными семечками, чтобы основать яблочные питомники на территории фронтира[62] в Северной Америке начала XIX века, – также восставал против такой практики. Ему часто приписывают следующие слова: «Таким образом можно улучшить яблоки, но это только человеческая хитрость, и обрезать так деревья – грех. Правильнее будет выбирать хорошие семена и сеять их в добрую почву, Бог один может улучшить яблоки». Отголоски этих сомнений прошлого мы находим в позиции нынешних противников генетической модификации, которая по сути своей представляет собой прививку, только на молекулярном уровне.
Довольно легко попасть в ловушку представлений о том, что виды растений и животных неизменны и неприкосновенны. В течение своего короткого века человеку не удается заметить, как со временем один вид эволюционирует в другой, что только укрепляет уверенность в правильности этой теории. Но виды конечно же не неизменны. Этому нас учит эволюция: палеонтологическая летопись, строение живущих ныне организмов и их ДНК наглядно это демонстрируют. Помимо этого, иногда мы можем наблюдать изменения, происходящие в течение нашей недолгой жизни или даже за более короткий срок. Так, бактерии размножаются и эволюционируют с огромной скоростью. Появление и распространение устойчивости к воздействию антибиотиков у бактерий – яркий пример быстрого, недавнего – и вызывающего огромную тревогу – эволюционного изменения. Однако эволюционные изменения «в реальном времени» можно наблюдать и у животных, особенно там, где кардинальным образом изменилась среда обитания, а также по результатам селекционного разведения. Эксперименты, подобные тем, что Д. К. Беляев ставил с приручением лисиц, демонстрируют, насколько быстрыми могут быть эти изменения. Вспомним и Чарлза Дарвина, который в «Происхождении видов» описывал изменчивость и вариации под влиянием одомашнивания как раз потому, что это служило доказательством существования изменчивости видов, с которой каждый был знаком. Представив результаты действия искусственного отбора, Дарвин далее мог перейти к рассказу о том, как удивительные природные процессы могут достичь такого же эффекта, как вмешательство человека, – как мог действовать естественный отбор, чтобы создать все многообразие жизни на планете.
Каждый вид постоянно изменяется. Даже в отсутствие новых мутаций частота встречаемости конкретного гена в популяции не остается постоянной благодаря дрейфу генов и естественному отбору, а также за счет включения в геном ДНК других видов. Это сложное взаимодействие между представителями вида и их средой обитания, при этом некоторые преуспевают больше, чем другие. При появлении мутаций открываются дополнительные возможности, хотя мутации – далеко не единственный источник новизны. Так, половое размножение, при котором происходит перетасовка ДНК (при формировании гамет), а также создание новых комбинаций генов при сочетании отцовских и материнских хромосом в оплодотворенной яйцеклетке, также служит источником изменчивости – на основе уже существующего генетического материала. Помимо прочего, определенное давление оказывает меняющаяся среда обитания. Ведь среда не ограничивается физическими условиями существования, она также имеет биологическую характеристику, поскольку включает в себя все остальные виды, с которыми взаимодействует организм.
Посредством изменения биологической и физической среды обитания видов человек в течение столетий оказывал влияние на одомашненные им виды. Мы способствовали их перемещению по планете. Мы выбирали им партнеров для спаривания. Мы защищали их от хищников и обеспечивали им достаточный корм. Мы значительно изменили их ДНК, но все способы, применявшиеся нами ранее (за исключением радиационного излучения), предполагали опосредованное вмешательство в геном. В отличие от них технология редактирования генов позволяет изменять нужные гены напрямую.