Сложные системы организованы иерархически. Сама часть может быть целым, если она состоит в свою очередь из более мелких частей на лежащем ниже уровне организации мира. Часть может быть сложнее целого (по своему поведению, по спектру возможных форм), если она имеет более высокий показатель нелинейности по сравнению с целым. Человек сложнее социальной группы или общества, ибо его нелинейность выше. И вместе с тем именно человек строит и перестраивает себя в основном из прошлого. Из элементов памяти, возобновляя процессы по старым следам, встраивая крупные блоки прошлого в настоящее и погружаясь в дорогое и памятное ему прошлое, он прорывается в желаемое будущее.
Современные проблемы — экологические, политические, социальные, бытовые — в конечном счете представляют собой различные аспекты конфликтности человеческого существования, в основе которой лежит конкуренция между отдельными людьми, экономическими образованиями, государствами, этносами, религиями, технологиями, человеком и природой, постоянно или периодически принимающая форму взаимного истребления конкурирующих сторон.
Эта форма, впрочем, считается «нецивилизованной». Можно подумать, что цивилизация смягчает конкуренцию. В то же время конкуренция признается — сейчас практически единодушно — двигателем прогресса и, следовательно, механизмом развития цивилизации. Это лишь один из поверхностных аспектов противоречивости современной культуры. Современные конкурентные отношения в восприятии новых достижений молекулярной биологии, связанные с созданием и распространением генетически модифицированных организмов, по-видимому, являются источником развития аграрной цивилизации, всего человечество в целом.
Изложение некоторых ключевых моментов развития техники получения генетически модифицированных организмов и их использования представлено ниже.
Краткий исторический очерк развития биотехнологий в аграрной цивилизации
Магистральная линия истории, приведшая к генетической инженерии как технологии управления процессом эволюции, на значительном временном интервале практически совпадает с историей генетики. Именно тогда, когда человечество создало инструментарий, позволяющий конструировать и создавать новые формы жизни, оно осознало не только собственное могущество и опасность его использования в «неразумных» целях». Поэтому этот раздел в значительной мере посвящен истории становления генетики — теоретического фундамента современной биотехнологии.
С того времени, как (приблизительно 10 000 лет назад) человек перешел от охоты и собирательства к скотоводству и земледелию, он, в сущности, радикальным образом сменил унаследованную от предков стратегию выживания в этом мире. Отныне он, сначала интуитивно, а затем — осознанно, стремится преобразовать свою среду обитания («экологическую нишу») в соответствии с собственными потребностями и интересами или своими представлениями о них (которые далеко не всегда не всегда совпадают друг с другом). Это означает, что человек постепенно берет под свой контроль ход глобального процесса эволюции, состоящий из трех компонент: эволюцию неживой природы, развитие жизни и историю человеческой цивилизации. Первым шагом на этом пути стало доместикация и создание искусственных экологических систем — агробиоценозов. Примерами последних могут служить пшеничное поле и пастбища скота.
Но вначале человечество располагало возможностями крайне незначительной модификации свойств и признаков уже существующих в природе элементов экологических систем, т.е. биологических видов. И только к концу 2 тысячелетия н.э. были созданы технологии, позволяющие создавать и перестраивать экологические системы, конструируя их из элементов (организмов) с заранее заданным произвольным наборов свойств. Эти технологии и получили название генетическая инженерия, биотехнология. (Вероятно, правильнее и точнее было бы сказать — генетическая и экологическая инженерия).
Ситуация с биотехнологиями напоминает историю с героем пьесы Мольера «Мещанин во дворянстве», который внезапно обнаружил, что всю жизнь говорил прозой и сам об этом не знал. Так и мы достаточно часто забываем, что биотехнологии человечество начало использовать и развивать с момента одомашнивания растений и животных. Ниже представлен краткий список важнейших биотехнологических событий.
VIII тыс. до н.э — первые культурные растения и домашние животные; начало возделывания картофеля для употребления в пищу.
VI тыс. до н.э — природная генная инженерия, создание мягкой пшеницы
II тыс. до н.э. — использование дрожжей для получения вина, пива и дрожжевого хлеба и кефира.
500 до н.э. — первый антибиотик (соевый творог) используют для лечения ожогов (Китай).
100 н.э. — первый инсектицид (Китай).
1590 — изобретение микроскопа.
1663 — открытие клеток (Р. Гук).
1675 — открытие бактерий (А.Певенгук).
1700-е годы — натуралисты идентифицируют растения-гибриды.
1820 — изложение К. Нассе закона наследования гемофилии.
1835-1855 — гипотезы о клеточном строении организмов (Т. Шванн) и о том, что «любая клетка происходит от клетки».
1857 — открытие бактериальной природы брожения (Л. Пастер), зарождение микробиологии.
1859 — опубликована теория эволюции (Ч. Дарвин).
1861 — Луи Пастер разрабатывает технологию пастеризации
1865 — Грегор Мендель, отец современной генетики, экспериментирует с бобовыми растениями и приходит к выводу, что существуют неизвестные на тот момент частицы, позднее получившие название гены, которые передают признаки от поколения к поколению; формулировка г. Менделем основных правил наследственности.
1869 — открытие И. Мишером нуклеиновых кислот в ядрах клеток.
1875 — первое описание О. Гертвигом слияния яйцеклетки и спермия (у морских ежей).
1870-1890 — получены первые гибриды кукурузы и хлопчатника, обладающие новыми свойствами; первые удобрения — для повышения урожайности стали вносить фиксирующие азот бактерии.
1878 — первое оплодотворение In vitro (Л. Шенк).
1902 — появление гипотезы В. Саттона и Т. Бовери о локализации генов.
1910 — первые работы Т. Моргана по наследственности плодовой мушки дрозофилы, первоначальная формулировка хромосомной теории наследственности.
1922 — американские фермеры закупают гибридные сорта кукурузы.
С 1930 по 1985 год наблюдается повышение урожайности пшеницы на 600 процентов.
1919 — появился термин «биотехнология».
1925 — открытие мутагенного действия рентгеновского излучения (Г. Надсон, С.Г. Филиппов, г. Меллер, Л. Стаплер).
1926 — публикация результатов исследования С.С. Четверикова по генетике и эволюции популяций в природе, согласование теории мутаций с теорией естественного отбора, раскрытие роли случайностей в эволюции.
1927 — появление матричной гипотезы воспроизводства биополимеров Н.К. Кольцова.
1928 — в плесени обнаружен пенициллин, обладающий антибактериальными свойствами (Д.Флеминг); впервые использован метод выделения эмбрионов для получения гибридов, зарождение гибридизации; впервые получены фертильные гибриды от растений разных родов: редиса и капусты (ПД. Карпеченко). Работы Ф. Гриффита по генетической трансформации микроорганизмов.
1930 — начало исследований Е. Бауэра и В.В. Сахарова по химическому мутагенезу. Впервые принят закон о патентовании продуктов селекции растений (США).
1933 — получены первые гибриды кукурузы, предназначенные для коммерческого использования (США).
1937 — издание книги Ф.Г. Добржанского «Генетика и происхождение видов» (синтетическая теория эволюции, связь теории естественного отбора с данными о популяционно-генетической изменчивости).
1938 — первое использование термина «молекулярная биология», первая публикация в журнале «Nalure» результатов рентгеноструктурного анализа нуклеиновой кислоты.
1941 — первая работа по биохимической генетике, использование биохимии в генетике; результаты Дж. Бернала по рентгеноструктурному анализу вируса табачной мозаики.
1942 — начато массовое производство пенициллина.
1943 — формулирование основополагающих принципов ДНК-технологии (Э. Шредингер): уподобление наследственного материала кодированному сообщению и открытие возможности переноса генов из одного организма в другой.
1944 — ученые подтверждают, что ДНК, присутствующая в ядре любой клетки, является субстанцией, отвечающей за передачу наследственной информации и содержит ключи к нашему прошлому, настоящему и будущему. Первое исследование химической природы вещества, передающего наследственные признаки. Показано, что ДНК несет генетическую информацию.
1945 — работа С. Пурии о мутациях у бактериофагов, давшая модель для генетических исследований на молекулярном уровне.
