Биоудобрение Байкал ЭМ-1 в каталоге >>
В.А. Юрченко,
кандидат биологических наук
КАК СВИДЕТЕЛЬСТВУЮТ аналитические прогнозы, одними из самых прогрессирующих технологий нового тысячелетия (которое у большинства людей ассоциируется прежде всего с компьютерами, сверхмощными двигателями, автоматикой и телемеханикой) будут технологии микробиологические. В них главными машинами служат живые существа (бактерии, дрожжи, лучистые и плесневые грибы), имеющие такие маленькие размеры, что увидеть их невооруженным глазом невозможно. Невидимые, «параллельные» нашему миру макроорганизмов микроорганизмы повсюду окружают нас, более того, существуют и внутри нас. Вопреки устрашающей рекламе дезинфицирующих средств, микроорганизмы, кроме «отдельных» недостатков, имеют и множество заслуг перед человечеством. Как ни горько это осознавать, но именно микроорганизмы образуют фундамент всей грандиозной пирамиды жизни, вершину которой венчает человек разумный. Они жили на Земле уже несколько миллиардов лет до того, как какая-то продвинутая человекообразная обезьяна впервые выпрямилась и шагнула с помощью не двух, а только одной пары конечностей, освободив вторую пару для будущих великих дел. Люди живут в настоящем космосе микроорганизмов - невидимок, от которых без преувеличения зависит существование и благополучие человечества.
Микроорганизмы, хотя и мельчайшие, но, как и мы, - живые существа, и их жизнь подчиняется объективным биологическим законам. Чтобы заставить мир микробов - эту невидимую живую машину - служить человеческому обществу, необходимо изучить его жизнь и познать законы, которым он подчиняется.
Люди используют микробиологические технологии уже несколько тысяч лет - пекут дрожжевой хлеб, производят спиртные напитки и кисломолочные продукты, занимаются пивоварением. До сих пор производство пива остается одной из самых распространенных и масштабных микробиологических технологий: во всем мире производится около 1011 л пива в год. Опытным путем, эмпирически, люди придумали способы хранения и переработки ряда продуктов с помощью ферментации (брожения) - производство сыра, уксуса, соевого соуса, простейших лекарств, переработку отходов. Но наши предки не имели представления о процессах, лежащих в основе этих технологий.
В конце XIX в. благодаря трудам Л. Пастера было установлено, что процессы брожения осуществляют микроорганизмы. Его исследования послужили основой для создания в конце XIX и начале XX века промышленного бродильного производства органических растворителей: ацетона, бутанола и изопропанола. Эти микробиологические технологии оказались неожиданным решением чрезвычайно острой проблемы, возникшей перед новыми отраслями химической промышленности - производством синтетического каучука, синтетических волокон, быстросохнущих лаков. Синтезировать эти вещества химическим путем долгое время не удавалось. Только в начале XX века появились микробиологические технологии получения некоторых органических кислот для пищевой промышленности и не только для пищевой. Так, в 20-е годы под руководством В.Н. Шапошникова был создан метод бактериального производства молочной кислоты, крайне необходимой для ослабленных и рахитичных детей.
В конце XIX века впервые была реализована микробиологическая технология, которая в настоящее время стала наиболее крупномасштабной в системе экологии окружающей среды - биологическая очистка сточных вод.
Важнейшим этапом в развитии микробиологических технологий, производящих ценные соединения, стала организация в конце 30-х - начале 40-х гг. XX века производства антибиотиков. Стимулом послужило открытие А. Флемингом хемотерапевтической активности пенициллина и его работы с X. Флори и Э. Чейном по совершенствованию препарата и способа его получения. В настоящее время производство антибиотиков занимает среди микробиологических технологий первое место по объему продукции (~ на 2 млрд. фунтов стерлингов в год).
Во второй половине XX века широкое распространение получило микробиологическое производство белка и аминокислот. В наибольших количествах - глютамата натрия (широко известного усилителя вкуса) и лизина, используемого в качестве пищевой добавки. В конце XX века основным поставщиком этой продукции на мировой рынок стали японские фирмы. С середины XX века с помощью микробиологических технологий получают витаминные препараты и ферменты для пищевой промышленности, медицины и сельского хозяйства. Микробиологические превращения стероидов используются в производстве кортизона, гидрокортизона и других глюкокортикостероидов, используемых для лечения заболеваний крови, при аддисоновой болезни, аллергических и аутоиммунных заболеваний, иммуносупрессий и пр., а также для производства половых гормонов, применяемых при гинекологических и андрологических заболеваниях и как пероральные противозачаточные средства.
Настоящий переворот - «экспансия микробиологических технологий» - наступил благодаря разработкам родившейся во второй половине XX века генной инженерии - конструированию микробиологической ДНК с встраиванием генов, кодирующих продукцию требующихся соединений. Таким путем был получен ряд ценных медицинских препаратов: интерферон, инсулин, гормон роста человека, вакцина против гепатита В.
Чрезвычайно многообразны микробиологические технологии, используемые для получения вакцин и сывороток в ветеринарии. Но в настоящее время микробиологические технологии предоставляют широкий спектр способов улучшения сельскохозяйственных культур, как по урожайности, так и по качеству. Есть надежда, что микробиологические технологии создадут новые экологически чистые и безопасные средства борьбы с болезнями и вредителями растений, альтернативные химическим гербицидам и пестицидам.
В перспективе XXI века - внедрение в производство микробиологических технологий, разработанных в конце XX века, причем как для традиционных областей - медицины, пищевой и химической промышленности, сельского хозяйства, энергетики, контроля за состоянием природной среды, так и для нетрадиционных - материаловедения, обогащения полезных ископаемых, машиностроения. Стремительное расширение сферы использования микробиологических технологий обусловлено не только тем, что микроорганизмы при невысоких температурах и атмосферном давлении осуществляют множество уникальных реакций, на которые не способны никакие другие живые существа, реакций, которые недоступны для химических методов, но и потому, что они привлекают своей экологической безопасностью.
В течение всего периода своего существования человек разумный самонадеянно рассматривает окружающий мир - живую и неживую природу - главным образом как источник собственного благополучия, комфорта, материального и духовного удовольствия. Исходя из этой логики, он упорно стремится обуздать мир микробов и использовать его удивительные свойства в виде всевозможных микробиологических технологий. Поэтому человечество «милостиво» берет эти технологии с собой в третье тысячелетие, а, может быть, это просто могучий мир микробов продолжает оставаться с нами который уже миллион лет.