Клад острова Морица
Шрифт:
Но дело не только в урожаях клеточной массы. Культура тканей, будучи весьма зависимой от внешних условий, чутко реагирует на всякие изменения в питательной среде. А нельзя ли, варьируя состав сред, целенаправленно управлять теми тонкими биохимическими процессами, которые происходят в глубинах клетки? Скажем, среди 26 алкалоидов раувольфии змеиной есть такие, которые помогают лечить гипертоническую болезнь, но есть и другие, действующие противоположно (например, повышают кровяное давление). Вот если бы добиться, чтобы первые синтезировались в культуре активно, а вторые, наоборот, не вырабатывались вовсе!
И на этом пути достигнут первый успех. С помощью изменения рациона уже удалось значительно увеличить выработку одного из ценных алкалоидов — аймалина.
Однако до сих пор речь шла, по сути дела,
Поиски ученых все ближе подводят их к дороге промышленного использования научных разработок. С этой целью всесторонне исследуется методика выращивания культур тканей лекарственных растений в жидкой среде (таково обязательное требование современной промышленной технологии). Изучается возможность перевода клеток на более дешевые рационы. Некоторые культуры уже научились обходиться, не снижая продуктивности, растворами, в которых сахар почти наполовину заменен отходами производства. Специалисты считают, что уже не за горами время, когда ценное фармацевтическое сырье будет выращиваться в заводских установках.
Сказочные возможности метода культивирования изолированных клеток и тканей увлекли и специалистов Ленинградской лесотехнической академии — заведующего кафедрой анатомии и физиологии растений профессора А. А. Яценко-Хмелевского и его молодых коллег. Здесь, в лабораториях, выращивают в колбах не экзотические растения, а сосну и ель.
Зачем это понадобилось? Мало ли деревьев растет в наших краях, растет хорошо и быстро и, главное, без нашей помощи!
Но ученые и работники лесного хозяйства, оказывается, считают, что и сосна, и ель растут вовсе не так быстро и хорошо, как хотелось бы, что им нужна наша помощь — стоит задача повысить продуктивность лесов. А для этого надо досконально изучить их обитателей.
Однако проводить опыты с древесными растениями необычайно трудно: в лабораторию лесного великана не поселишь, а в природных условиях изучать особенности жизни деревьев, тонкие физиологические процессы, протекающие в их организме, как правило, невозможно.
Вот почему в наших знаниях о лесе еще так много, белых пятен.
Скажем, очень мало изучена проблема применения удобрений в лесном хозяйстве. Есть данные, что подкормка может в 2–3 раза увеличить прирост древесины. Но какие именно удобрения, в каком количестве и когда надо вносить? Ведь стоит превысить дозировку, и прекрасный столетний древостой может погибнуть.
Или другой вопрос. Под землей, в мире корней, постоянно происходят драматические и даже трагические события. Вот свежая вырубка. Ее сразу заселяет молодая поросль осины, березы, ольхи. И лишь позднее появляются сосна и ель. Между деревьями разгорается конкурентная борьба, и прежде всего под землей. «Воюют» не только корни, но и микроорганизмы, живущие на них. Например, у корней ели обитают микроскопические грибы, вырабатывающие вещества, подобные пенициллину. Это химическое оружие они и пускают в ход против своих врагов и врагов ели. Но если нарушена оптимальная густота посадок деревьев, грибы станут отравлять корни самой ели — своего хозяина и друга.
В лесу подобные сложные процессы во всех деталях не изучишь. А вот в колбах, где не один год растут
Все еще остается тайной за семью печатями та «технология», которую применяют хвойные деревья при выработке из простых сахаров сложных смолистых веществ. Эта тайна тем более актуальна, что народное хозяйство постоянно испытывает нехватку в веществах, получаемых из живицы, а добыча этой живицы связана с необходимостью ранить огромное количество сосен и затрачивать много труда.
Процессы смолообразования теперь изучаются на культурах тканей. В колбах растут клетки 12 видов хвойных деревьев. Эти лабораторные плантации по продуктивности (содержанию смолистых веществ в единице растительной массы) не только не отстают, но зачастую и обгоняют лучшие лесные массивы. Ученые считают, что в далекой перспективе добыча смол из культуры тканей на специально созданных предприятиях может конкурировать с существующими методами.
Специалистов издавна занимает так называемый парадокс ели — ее способность на беднейших почвах давать феноменальные приросты органических веществ. Эту загадку, видимо, помогут разрешить изолированные клетки ели, выращиваемые в лаборатории. Но пока решается этот теоретический вопрос, культура ткани поставила перед исследователями новую, уже практическую проблему. Оказалось, что выращиваемые в растворе на свету фотосинтезирующие клетки ели не только не потребляют органических питательных веществ, но, наоборот, сами выделяют в окружающую культуральную жидкость сахар. Причем в таком количестве, что содержание его в растворе может достигнуть одного процента. Концентрация такого «сиропа» вполне достаточна, чтобы на нем выращивать дрожжи, которые являются признанным производителем полноценного белка. Если надежды ученых оправдаются, то в будущем возможно создание таких промышленных установок, в которые с одной стороны вливается водопроводная вода с примесью минеральных солей, а с другой непрерывно вытекает белково-витаминная масса, годная не только на корм сельскохозяйственным животным, но и в пищу человеку.
В лабораториях, стеллажи которых уставлены колбами с культурами растительных тканей, действительно нет никаких чудес. Но то, что происходит здесь, удивительно, а часто — и невероятно. Уже сегодня, в начале пути, в начале научных поисков. Что же ожидает нас, когда научных фактов, знаний и выводов будет больше, чем проблем и вопросов?
Неизвестно почему, но микрон — одна тысячная миллиметра — оказался своеобразной гранью, разделившей, словно заоблачный горный хребет, две обширные страны. По эту, нашу сторону «хребта» находится царство животных и растений вместе с обитателями микромира — простейшими, бактериями, микроскопическими водорослями и грибами. А по ту сторону микрона раскинулись обширные владения Вира. Там все не так, как «у нас». Там, если настали худые времена, существо без труда превращается в вещество и образует кристаллы. А кристаллы, попав в благоприятные условия, тут же оживают. Основой жизни, единственной формой существования является паразитизм. Причем паразитизм неведомый «у нас», доведенный до высочайшей степени, до мыслимого предела. Вирусы (а именно они обитают по ту сторону) перекладывают на плечи хозяина заботы не только о добывании пищи и не только о ее переваривании, но даже заботы о своем размножении. Не вирус размножается — его «размножает» тот, в ком поселился паразит: клетка животного или растения, бактерия.
Много диковинного по ту сторону микрона, важнейшие открытия нашего времени сделаны именно там. Но еще больше в царстве Вира неизвестного и непонятного. Ощупью пробираются ученые. Каждый факт, каждое наблюдение — на заметку: все может оказаться важным. А потом снова многочисленные эксперименты, проверка предположений, размышления и разочарования. Таковы будни вирусологов.
Время от времени — на протяжении многих веков — города и страны подвергаются опустошительным набегам невидимок. Только за последние шестьдесят лет человечество пережило две страшные трагедии. Коварный враг нападал на людей незаметно, исподтишка и сеял смерть.