Читаем без скачивания Знание-сила, 2009 № 08 (986) - Журнал «Знание-сила»
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Грибы не только помогают растениям, но и меняют структуру почвы. Они вырабатывают в громадных количествах вещество, которое называется гломалин. Это — гликопротеин, сложный белок, содержащий углеводы. Именно этот белок заставляет рыхлую землю склеиваться в комочки. Без него верхний слой почвы просто смывался бы при каждом ливне. Его содержание зависит от того, как ведется обработка земли. Количество гломалина повышается, если поле лежит под паром, если после сбора урожая его не перепахивают, если, наконец, его засевают только теми растениями, которые ладят с подземной грибницей.
Березовый гриб (чага)
Не стоит забывать, что грибы содержат целый ряд неизвестных науке веществ. Их можно было бы, например, применить в разработке новых лекарств. В медицине Китая и Японии давно используют целительную силу грибов, причем микотерапия — лечение грибами — основывается на строго научных принципах. Но если лекарственные растения широко вошли в наш обиход, то приготовлению целебных средств на основе грибов пока уделяют мало внимания. А ведь еще наши далекие предки справлялись с болезнями с их помощью. Так, связку грибов нес с собой знаменитый «снежный человек» древности — Этци (см. «З-С», 4/07). Березовый гриб (чага) помогал ему, например, справиться с расстройством желудка.
Но дело не ограничивается одной лишь грибной аптекой. В настоящее время химическая промышленность использует всего 10 процентов возобновляемых ресурсов. По-прежнему важнейшим ее сырьем остается нефть, запасы которой постепенно иссякают, хотя геологи время от времени и находят новые месторождения.
Когда-нибудь нефть станет стоить слишком дорого — как и бензин. Вот почему ученые ищут ей альтернативу, пытаясь подготовиться к одному из тяжелейших кризисов XXI века — новому нефтяному кризису. На чем будут ездить автомобили наших внуков? На электричестве? Водороде? Спирте? Биотопливе? Наш журнал уже не раз писал о технологиях, которые помогли бы обойтись без традиционного бензина (смотрите, например, «З-С», 5/03, 5/06). Особое внимание исследователей привлекают растительные отходы — все эти стебли, листья, ветки, которые сплошь и рядом попросту гниют или сжигаются. Вот из них надо вырабатывать новые разновидности топлива, а не из зерна, которым можно было бы накормить миллионы голодающих в странах «третьего мира».
В одних лабораториях для переработки этих отходов используют дрожжевые грибы, в других — некоторые виды бактерий. Однако в обоих случаях получать углеводородное топливо приходится по сложной технологии, вначале разлагая основной растительный полимер — целлюлозу — на отдельные углеводы, которые и перерабатывают те же бактерии или дрожжи. Эта лишняя операция повышает стоимость топлива. Если бы в распоряжении ученых появились чудо-организмы, которых можно было бы поместить в какой-нибудь чан, бросить туда охапку травы, а некоторое время спустя перелить то, что получилось, в бензобак вашей машины! Как здорово было бы «выращивать» бензин на дачном участке, как капусту! Синтезировать его в своем же гараже! Пока до этого далеко. И все же исследователи из разных стран идут именно в этом направлении.
Любопытное — по своим выводам — открытие было сделано осенью прошлого года, сообщает журнал Microbiology. Американские микробиологи, отец и сын Гэри и Скотт Стробелы, обнаружили гриб, который может превращать… «солому в золото» или — говоря конкретнее — вырабатывать дизельное топливо именно из растительных отходов. Он выделяет смесь углеводородов, напоминающую по своему составу данное топливо. Речь идет о грибе Gliocladium roseum — эндофите, который паразитирует внутри растения (найден он в тканях дерева эукрифия сердцелистная, произрастающего в Южной Америке).
В лабораторных условиях Гэри Стробел культивировал этот гриб в различных питательных средах. Так он выяснил, какие материалы тот мог бы перерабатывать в топливо. Среди них оказалась и целлюлоза. К слову, из 30 миллиардов тонн углерода, которые высшие растения ежегодно превращают в органические соединения, около трети приходится на целлюлозу. Из нее в основном состоят клеточные стенки, то есть она присутствует во всех частях растений. Люди же, как правило, используют лишь отдельные их части — те, что идут в пищу.
По словам Гэри Стробела, в топливе, которое вырабатывает этот гриб, на одну молекулу приходится гораздо больше энергии, чем, например, в этаноле. «Впрочем, вряд ли когда-нибудь топливо будут производить с помощью этих грибов, — отметил в интервью журналу Spiegel немецкий исследователь Экхард Болес. — Разводить их очень сложно; большинство экспериментов проводилось в специальных лабораторных сосудах».
«Да, сам по себе гриб не слишком продуктивен. Нельзя просто взять его, поместить на поленницу дров и через пару дней получить то, что можно залить в бак», — иронично замечает Скотт Стробел. Однако эффективность выработки можно повысить, встроив некоторые гены гриба в геномы других организмов, которым это лучше удается, например, дрожжевых грибов или бактерии Escherichia coli. С этим согласны и скептики.
Методы генной инженерии позволят сделать подобное — тем более что в ближайшие десятилетия нас ожидает бурное развитие этой отрасли науки и промышленности. Процитируем лишь небольшой фрагмент из недавней лекции, которую прочитал в Москве выдающийся американский ученый Фримен Дайсон (она была организована Фондом Дмитрия Зимина «Династия»):
«Мы думаем, что генная инженерия — это удел крупных предприятий. Но в будущем ее развитие пойдет по тому же пути, что и эволюция персональных компьютеров. Биотехнология должна войти в каждый дом. Появятся наборы «Сделай сам» для садовников и любителей домашних животных: новые сорта роз, орхидей, новые виды голубей, кошек, собак, ящериц и змей. Произойдет взрыв в развитии разнообразия живых существ. Дизайн геномов станет личным делом, новым стилем искусства, таким же творческим, как рисование или скульптура. Получат распространение биотехнологические игры: дети будут выводить самые колючие кактусы, самых красивых ящериц и т. п. Лишь малое число из созданных существ будет шедеврами, но все вместе они принесут радость их создателям и большое разнообразие новых форм фауны и флоры».
И почему бы не синтезировать топливо у себя в гараже? Надо лишь поколдовать над каким-нибудь геномом! Но обратимся от этой фантастичной картины, которая пока еще кажется «ересью», к сегодняшним проблемам. Итак, гриб, обнаруженный в Южной Америке, мог бы несколько снизить потребность человечества в нефти. Но не только! Может быть, изучая, как он вырабатывает углеводородную смесь, мы лучше поймем, каким образом образуется нефть, полагает Гэри Стробел. Принято считать, что та синтезируется из биологических материалов. Процесс этот протекает миллионы лет при громадных давлениях и высокой температуре.
«Однако мы обнаружили микроорганизм, который может делать то же самое. И тут нельзя
