Яблони на Марсе
Шрифт:
Сущность занятия Околота и его товарищей в том, что для гибридизации растений используются оголенные клетки, они называются протопластами, каждая имеет свою мембранную оболочку. Их заставляют слиться в единый организм — клетку особыми приемами. Все экспериментальные манипуляции обычно ведут в прозрачной размером и формой с баночку от ваксы чашке Петри. Ее дно заполнено агар-агаром, веществом типа желатина. Эта как бы «почва» имеет все необходимое для жизни клеток — минеральные соли, витамины, питательные вещества, регуляторы роста.
Околот показывает мне микрофотографии исходных клеток и результаты их гибридизации:
— Это атропа или, если без латыни, белладонна, что по-итальянски значит «прекрасная
Я вижу прихотливое смешение мелких и крупных хромосом, эти семена жизни, ее священные письмена. Картина чем-то напоминает китайские иероглифы, с той разницей, что тут зашифровано не одно какое-то слово или понятие, а вся жизнь гибридного растения.
Почти спортивная цель, заветная мечта каждого клеточного конструктора — получить гибриды растений, как можно дальше отстоящих друг от друга, имеющих как можно меньшее родство. Добиться того, что ни природе, ни селекционерам вообще недоступно. Растительное племя ученые делят на виды, роды, трибы, семейства, порядки (соответствует отряду у животных), классы… царства…
Уже получены межродовые гибриды картофеля с томатом, межтрибные — атропы с табаком, арабидопсиса с турнепсом, дурмана с беленой, сныти с морковью (отметим, что межтрибные и выше гибриды классической селекции совершенно неподвластны), межсемейственные — сои с сизым табаком. Биохимический и цитологический анализы подтвердили: сконструированные клетки оказались истинным гибридами, у них есть хромосомы обоих родителей, они синтезировали характерные белки. Однако, как правило, довести эти «зародыши» до образования корней, до цветения, до полноценных плодоносящих растительных форм пока не удается. Пока это всего лишь наработка методик, накопление конструкторского опыта.
— Мы хотели сразу перепрыгнуть через несколько ступеней, — говорит Околот. — Взялись за межклассовую гибридизацию, попытались соединить лук с табаком. К сожалению, органические связи между чужеродными хромосомами не установились, хромосомы не удваивались, а рвались при делении клетки… Успехи за рубежом? Примерно те же. Венгерские исследователи, к примеру, получили гибрид моркови с табаком. Нобелевская премия? Ее, думаю, дадут только за наиболее важный для человечества объект — за улучшенные, доведенные до самовоспроизводящихся растений клеточные гибриды пшеницы…
Клеточная инженерия открывает сказочные перспективы. Исследователи теперь могут перейти с организменного уровня на клеточный. И работать с миллионом и более клеток в пробирке вместо того чтобы иметь дело с миллионом растений, занимающих значительно большие площади, требующих больших затрат времени и для роста, и для постановки с ними опытов. А от клеток, добившись цели, можно опять вернуться к целому растению.
Появилась возможность и тиражирования живого, что в науке носит название клонирования: бесполое, вегетативное размножение от одного общего предка, создание идентичных копий любого биологического объекта.
Все эти мысли не новы. В 1924 году английский физиолог, член Лондонского Королевского общества Джон Холдейн (1860–1936) опубликовал небольшую книжку «Дедал, или Наука и Будущее», а несколько лет спустя его соотечественник
О поточном производстве Ван Гогов и Достоевских не раз рассуждали фантасты и популяризаторы науки. Они отмечали, что было бы ужасно скучно встречать на улицах одних лишь, если думать об улучшении человеческой породы, Мэрилин Монро и Альбертов Эйнштейнов. Дойдет ли наша цивилизация до таких попыток, остается гадать. Но с растениями подобные пробы уже предприняты. Такие исследования ведутся у нас в стране в Институте физиологии растений под руководством члена-корреспондента АН СССР и ВАСХНИЛ Раисы Георгиевны Бутенко в Москве и в других центрах.
Не без пользы для практики. Вспомним о селекции. Медлителен не только сам этот процесс. Растягивается на годы и внедрение полученных с таким трудом результатов. Чтобы получить семена нового сорта в большом количестве, нужно вырастить не один урожай. Еще сложнее, когда растение размножается черенками или отводками — за сезон удается получить лишь 20–50 потомков. А вот при клонировании счет может идти уже на миллионы!
Процесс ведут так. От верхушки побега материнского растения, эта активно растущая ткань носит название меристемы, берут несколько клеток. Их помещают в особую питательную среду, где они начинают быстро размножаться, образуя каллусную массу. Каллус (от латинского «callus» — «мозоль») — особый тип растительной ткани. Она образуется на месте повреждений. Такая ткань закрывает ранку, копит вещества, необходимые для заживления.
Накопление каллусной массы может идти сколь угодно долго. Надо лишь периодически пересаживать часть клеток в свежую питательную среду. Но можно ли получить из колоний таких клеток цельное растение? Этого удалось добиться, когда были найдены, частично они уже синтезированы, особые растительные гормоны, управляющие ростовыми процессами.
И если к питательным веществам добавляют такие гормоны, каллусная ткань перестает беспорядочно разрастаться. В прежде бесформенной массе развиваются зачатки корневой системы, ростков, листьев. И наконец в пробирке возникает, поднимается самое настоящее растение. Его уже можно пересадить на грядку.
Деля разрастающуюся ткань на небольшие порции, так можно получать тысячи и даже миллионы ростков в год. Надо ли говорить, насколько это экономически эффективно?
Больше всего мне довелось беседовать с младшим научным сотрудником кандидатом биологических наук Михаилом Константиновичем Зубко. В каждом коллективе есть такой человек, умеющий просто и доходчиво объяснить суть своей профессии любому: и залетному корреспонденту газеты, и иностранцу-гастролеру, и лазутчику из смежной научной области. В школе Михаил биологии не признавал, собирался стать журналистом. Но в 9-м классе биологию стала преподавать новая учительница, сразу же обозвавшая Зубко ламаркистом, ее увлеченность предметом имела последствия — Михаил поехал в Киев поступать на биофак, и уже на первом курсе университета, как натура страстная, активная, стал бродить по лабораториям, искать наиболее увлекательную область науки. Вначале хотел заняться изучением рака, но, увидя, как в интересах науки режут белую мышь, очень огорчился и решил переключиться на растительную тематику. Какое-то время увлекался фотосинтезом, затем — молекулярной биологией, но однажды его познакомили с Глебой: очень молодой человек сидел на полу и неторопливо чинил дистиллятор…