О возможной опасности генноинженерных работ говорят и такие факты. В последние годы в США ведутся активные попытки получения биологических средств для борьбы с заморозками. Ученые намерены создать биологический «антифриз».
Убытки, связанные с заморозками, составляют в США более миллиарда долларов в год. И, как выяснилось, во многом тут виноваты бактерии. Именно они способствуют образованию губительных кристалликов льда.
При отсутствии на поверхности листьев бактерий видов Pseudomonas syringae и Erwinia herbicola вода в растениях с падением температуры до нескольких градусов ниже нуля по Цельсию не замерзает, а становится переохлажденной. Растения при этом могут выдерживать температуры до минус 8 градусов Цельсия.
Заморозки вредят растениям, только если на них образуется лед. А для начала кристаллизации сверхохлажденной воды нужны ядра, или центры кристаллизации. Этими ядрами и служат бактерии упомянутых видов. На них-то и нанизываются образующиеся кристаллики льда.
Сначала ученые Висконсинского университета в США пытались бороться с бактериями, опрыскивая поле стрептомицином. Но ясно, что широкое использование этого средства неблагоприятно скажется на окружающей среде. Поэтому тактику борьбы пришлось поменять.
Было решено натравить на бактерии убивающие их вирусы, бактериофаги. Лабораторные эксперименты обнадежили. В течение нескольких часов удавалось уничтожить более 90 процентов льдообразующих бактерий.
Еще более иезуитский прием — генноинженерными методами так преобразовать бактерии, чтобы они более не вызывали кристаллизации льда. Так сказать, перевоспитать их.
Парадокс тут в том, что исследователи толком не знают, что делает бактерии ядрами кристаллизации. И однако им удалось уничтожить в бактерии Pseudomonas syringae гены, определяющие это их неприятное для людей качество.
Ученые вели поиск методом проб и ошибок. Они приготовили из ДНК этой бактерии набор фрагментов самой разной длины. Каждый из фрагментов был затем «вшит» в кишечную палочку, которая обычно не вызывает образование кристалликов льда.
Затем — следующий этап этой работы — биоинженеры «вырезали» из ДНК бактерии кусок, ответственный за кристаллизацию. И такой ДНК (ее назвали «минус лед») заменили «нормальную» ДНК бактерии Pseudomonas syringae.
Уже собираются распылять культуры полученных бактерий на опытных участках, засаженных картофелем, с целью повышения морозостойкости растений. Говорят, это первый значительный эксперимент генетических инженеров, затрагивающий окружающую среду. Все было бы хорошо, но бактерии, вокруг которых образуются кристаллики льда, скорее всего играют в природе заметную роль. При занесении их воздушными потоками в верхние слои атмосферы они способствуют образованию дождя и снега. Что произойдет, если эти бактерии «аборигены» не выдержат «конкуренции» с модифицированными человеком микробами? Чем все это кончится? Пока этого никто не знает.
Биоинженерия меняет не только растения, но и наши представления о них. Вот какую, к примеру, картину сельского хозяйства, «исправленного» молекулярными биологами, рисует доктор физико-математических наук Франк-Каменецкий:
«Где-то в пустынях стоят солнечные электростанции, от них ток, а также необходимое минеральное сырье, поступают на громадные биотехнологические заводы, где готовят оптимально сбалансированные корма из бактерий и дрожжей и в удобной упаковке рассылают их по всей стране на птице-, свино- и коровофабрики. Там, словно в инкубаторах, где сегодня растят кур, выращивают всю остальную живность, а может быть, и совсем новых, выведенных с помощью генной инженерии животных. Кроме кормов, заводы изготавливают искусственную пищу. Разумеется, в каком-то объеме сохранилось и обычное земледелие, с возделыванием пшеницы и других культур. Но потребность в этих весьма дорогих продуктах настолько снизилась, что их возделывают в отдельных климатических зонах, с полной мелиорацией и т. д. Огромные пространства, которые были в добиологическую эру заняты под пашни, освободились, люди перестали скучиваться в городах, а живут вольготно среди лесов, озер и рек и ездят на работу, в ближайший магазин и друг к другу в гости на электромобилях…»
Как видим, это не живопись с ее яркими, сочными красками, не графика с ее резкими, отчетливыми линиями, четко фиксирующими контуры изображенных предметов, а скорее акварельный набросок, характеризуемый смазанными переходами, полутенями, с мельканием живописных пятен.
Представить завтрашний день сельского хозяйства трудно, но можно с большой определенностью говорить о целях, стратегических задачах, которых хотелось бы достичь.
Тут надо понимать, что цели природы и человека различны. Для людей, скажем, выгоднее получить пшеницу или ячмень с крупным зерном, с легкой обмолачиваемостью. Природе же важнее не размер, а количество зерен; склонность же к легкому обмолачиванию — этот признак может оказаться даже вредным.
Такой разнобой во взглядах и все растущее могущество людей не может не сказаться губительно на биосфере. Из огромного разнообразия растений, кормивших человека 10 тысяч лет назад, сегодня основу питания составляет всего каких-то 30 видов растений. Древнее природное разнообразие местных видов заменено ныне небольшим числом специально выведенных и упорно внедряемых сортов, выращиваемых на обширнейших пространствах.
96 процентов урожая гороха в США получается всего-навсего от двух его разновидностей, а 71 процент урожая кукурузы — от шести ее сортов. Спору нет, используются чудодейственные по продуктивности растения, но, увы, они становятся все более уязвимыми для различных заболеваний, таких, к примеру, как картофельная гниль. Растения приходится усиленно «лечить» пестицидами и прочими очень опасными для окружающей среды и самого человека средствами.
Итак, одна из целей биоинженерии — возврат растительного царства к многообразию, к неоглядному богатству видов флоры. Чтобы было, как в шутливом стихотворений Натальи Кончаловской «Про огород», когда рассеянный садовник смешал все семена и получились редисвекла, чеслук, репуста и спаржовник. Пусть будет, как пишет поэтесса:
Но когда садовод
Нас позвал в огород,
Мы взглянули, и все закричали:
«Никогда и нигде,
Ни в земле, ни в воде
Мы таких овощей не встречали!..»
Разнообразия кормящих человека растений можно добиться и таким необычным способом: превратить методами генной инженерии сорняки в культурные, съедобные растения. Рисуется фантастическая ситуация. Съедобны ландыши, незабудки. Готовят салат из листьев сирени, гарниры из ромашки, супы из хвои. Распиленная как бы на дрова плоть деревьев подается на стол вместо колбасы. Пырей, подорожник считаются деликатесами, их трудно найти на полях. Зато картофель никто не ест, пшеница идет исключительно на корм скоту!
Нашу фантазию можно продолжить. Съедены все сады, кустарники, леса, травы. Человечеству вновь приходится садиться на «черную пищу»: на картошку, овощи, хлеб. Биоинженеры срочно пытаются превратить зерновые, картофель и другие древние пищевые растения в новомодные пырей, кислицу, сныть…
Селекционеры, наблюдая за работой биоинженеров, испытывают подчас вовсе не чувство зависти. Они полны иронии, им хочется подтрунивать, язвить. Многие из них считают, что генетическая инженерия — это своего рода увлечение, мода, что она пройдет, и никакой особой пользы практики от нее не получат.
Медлительные, терпеливые, упорные, свято соблюдающие правила, издавна декретированные природой, селекционеры подозрительно относятся к поспешным, явно урбанистическим методам биоинженерии. Их раздражает рвение, спешка, рекламный шум, чрезмерные обещания, явное желание нарушить ритуалы, поскорее опрокинуть поставленные природой барьеры, обойти их, пролезть с черного хода, пройти вне очереди.
Этот старый спор между деревенской неторопливостью и основательностью и городской суетой и необязательностью, видимо, разрешится не скоро, потому что биоинженер в конечном итоге передает свои находки селекционерам, именно они должны судить, удался или нет очередной генный «фокус».
«Каких бы чудес ни напридумали молекулярные биологи, — рассуждают селекционеры, — нам решать, что у них получилось. Потому-то скоростные методы переделки сельского хозяйства — это миф. Для решения какой-то конкретной проблемы требуется от двух до пяти лет для получения у данного растения различных признаков, а потом еще по крайней мере от трех до восьми лет работы традиционными методами, чтобы закрепить эти признаки у растения».
Еще одна трудность для генетической инженерии, занятой растениями, в том, что селекция новых сортов затрагивает свойства растения, контролируемые уже не одним, а сразу многими генами.
Поясним эту важную мысль таким примером. Уже давно ученые хотят сконструировать растения, способные сами себя удобрять. Взять хотя бы азот. Земная атмосфера — настоящий азотный океан, растения купаются в его волнах, но усвоить могут лишь крохи, да и то если на растительных корнях обитают особые азотфиксирующие бактерии. И давно настойчиво пропагандируется мысль передать зерновым культурам — основной пище человечества — группы генов nif из бактерий, умеющих улавливать атмосферный азот, и тем самым избавиться от необходимости вносить под эти культуры в почву азотные удобрения.
К сожалению, эта идея фикс генных инженеров пока остается всего лишь мечтой. Причина та, что переносить придется сразу 17 (!) генов. И даже если предположить, что удастся заставить работать все эти гены, например в геноме пшеницы, то, по оценкам специалистов, такие растения снизят урожайность на 20–30 процентов сухого веса из-за необходимости нести дополнительные энергозатраты на… фиксацию азота!
Да, в геноме растений есть дальние связи между генами, и вмешиваться в работу генной машины следует с большой оглядкой. Не