- •Родоначальник
- •Ученики — мнимые и подлинные
- •Последователи
- •Днк крупным планом
- •Образец упаковки молекулярных структур в клетке
- •Главный секрет — упаковка
- •Порядок хаоса
- •Утраченные иллюзии и крепнущий оптимизм
- •Хронология «днк-логии»
- •Порядок хаоса
- •Утраченные иллюзии и крепнущий оптимизм
- •Хронология «днк-логии»
- •Главная цель - клетка
- •И что же это значит?
- •Расширяя понимание природы
- •Что сулит миру наукоемкое сельское хозяйство?
- •Чего ждать от биотехнологии
- •Устоим ли против невежественных фанатиков?
- •Заключение
- •Об авторе
- •Зачем нам трансгенные растения
- •Накануне больших перемен
- •Генная инженерия и биоразнообразие
- •Что сделано
- •Что дальше
- •Проблемы внедрения
- •Ответственность перед обществом
- •«Золотой миллиард» или «золотой» рис?
- •Экскурс в историю и клеточную биологию
- •Экскурс в медицину и социологию
- •Экскурс в футурологию и этику
- •О еде и окружающей среде
- •Колорадский жук предпочитает не Колорадо, а Россию
- •Соя и хлопчатник
- •О «безопасности» и «экологической чистоте»
- •Перенос переносу рознь
- •Природные механизмы гпг
- •Гпг: опасности мнимые и подлинные
- •Бактерии и антибиотики
- •От растений — к бактериям
- •Не перенесем ли «что-нибудь» за обедом?
- •Почему же растет устойчивость к антибиотикам?
- •Могут ли обмениваться свойствами далекие виды?
- •«Горизонтальный» перенос — механизм эволюции
- •Паразитирование как высшая форма адаптации
- •«Вседозволенность» вирусного переноса
- •Ограничения все-таки есть
- •«Горизонтальный» перенос в эволюции
- •Эффективное средство биотехнологии
- •Почему об этом надо знать
- •Как бактерия «обманывает» растения, а ученые — бактерию
- •Как это выглядит на практике j
- •Стимул — трудности
- •Пушки вместо бактерий
- •Три «поколения» трансгенных растений
- •Основные трансгенные культуры в 2003 г. (% от общей площади посевов)
- •«Золотой» рис — манна земная
- •Что родится в дискуссии?
- •Доводы «против»
- •Мнение специалистов
- •: Общая позиция
- •Зачем все это
- •Надо набраться терпения
- •Что ж, вернемся к основной теме разговора. Итак, в борьб с органическими загрязнителями мы можем рассчитывать на по мощь наших друзей-микробов. Как же все это выглядит на прагс тике?
- •Их тоже запахивают в почву?
- •В заключение — несколько слов о проблемах и перспекти- I вах этого направления, вселяющего надежду на то, мы победим за- I грязнения, а не они нас.
- •Биоремедиация
- •Биодеградация
- •Носители информации
- •Эволюция генетических систем деградации ксенобиотиков
- •Интродукция биодеструкторов
- •Новый этап
- •«Шоковая терапия» для генной терапии
- •Альтернатива смерти — лечение, связанное с риском
- •«Почему» и «как» современной генетики
- •Аргументы и факты
- •Вредны ли гм-продукты?
- •Пестициды и генная инженерия
- •Распространение измененных генов
- •«Притянутые» проблемы
- •Кредо — безграмотность
- •О чем не сказано
- •Об организации общественных кампаний
- •РРавда рРопагандистов рРироды
- •Невинный грех простоты
- •Ложь во спасение
- •Великая битва с химерами
- •Рождение дьявола
- •Опасна ли генная инженерия?
- •Есть или не есть?
- •Спасет ли мир биотехнология?
- •Табак без никотина
- •Листья превратим в цветы?
- •Светящийся от жажды
- •Вакцины из гм-растений
- •Витаминный салат с крысиными генами
- •Лучше поздно, чем никогда
- •Словарь специальных терминов*
- •Часть 1. Методическое пособие для учителя. — м., 2002. 88 с. Часть 2. Рабочая тетрадь. — м., 2002. 160 с. Ббк т4.200.50
-
Что ж, вернемся к основной теме разговора. Итак, в борьб с органическими загрязнителями мы можем рассчитывать на по мощь наших друзей-микробов. Как же все это выглядит на прагс тике?
-
Существует несколько подходов. Прежде всего это стимуля ция природных микроорганизмов, существующих в местах загрязч нений. Скажем, им предстоит разлагать углеводороды нефти, н им не хватает, например, азота, фосфора и кислорода (нефтяна пленка вполне может перекрыть доступ кислорода). Нужно, стал быть снабдить их тем, чего им недостает: вспахать землю, насыти ее кислородом, полить, чтобы повысить влажность. Это все стиму лирует их жизнедеятельность. Второй подход — использовании биопрепаратов, основанных на комбинациях микроорганизмов разлагающих различные углеводороды.
-
Их тоже запахивают в почву?
-
Можно запахивать, но, как правило, их распыляют в вид< водных суспензий.
Наконец, третий подход, представляющийся мне наиболее пер спективным, — это совместное использование растений и микроор ганизмов. Причем не любых микроорганизмов, и даже не любы ризосферных (обитающих на корнях растений) микроорганизмов
118
а тех из них, которые стимулируют рост растений. Здесь отмечается великий эффект синергизма — совместного действия, взаимодействия, симбиоза, многократно усиливающего результат: растения помогают микроорганизмам, снабжая их корневыми экссудатами (выделениями), содержащими сахара и другие питательные вещества, а микробы, в свою очередь, помогают растениям усваивать те вещества, которые без микроорганизмов растениям усвоить было бы нелегко. Интересно, что некоторые растения выделяют в почву до 50% синтезируемых ими углеродсодержащих соединений, «подпитывая» нужные им микроорганизмы, которые в «ответ» снабжают их фитогормонами, защищают от болезней и вредителей, растворяют плохо растворимые фосфаты, синтезируют антибиотики, подавляющие развитие патогенных грибов. Заселяя ризосферу, они не допускают туда вредных для растения микроорганизмов. Симбиоз этот необычайно полезен и для растений, и для микроорганизмов, так что плотность ризосферных популяций микробов оказывается гораздо выше, чем в почве в целом.
Основной недостаток обычной интродукции микроорганизмов в окружающую среду заключается в том, что мы микробам никак не помогаем, мы их просто бросаем в почву «на произвол судьбы», и они должны самостоятельно находить себе какую-то нишу, где могли бы развиваться. В природе микробы обычно живут на различных поверхностях, образуя так называемые биопленки, т. е. они распределены в пространстве отнюдь не равномерно, заселяя те структуры, которые им подходят. А это требует времени, и для них непросто. Система «растение — ризосферный микроорганизм» лишена этого недостатка. Дополнительная работа, как правило, невелика: в камерах, где хранятся семена, распыляют биопрепараты. На прорастающих семенах начинают развиваться микроорганизмы, и у них гораздо больше шансов занять ризосферную нишу, чем у других. Это уже серьезный шаг к контролируемому режиму, созданию «комфортных» условий для микроорганизмов и обеспечения их эффективной деятельности.
-
Как выглядит биологическая очистка от других распростра ненных загрязнителей, в частности, тяжелых металлов?
-
Многие растения, как известно, могут аккумулировать тяже лые металлы, «вытягивая» их из почвы. Микроорганизмы вырабаты вают механизмы устойчивости к соединениям тяжелых металлов, и это в основном механизмы окисления или восстановления. В резуль тате меняется взаимодействие растений с соединениями металла, т. е. они могут оказаться более или менее токсичными для растения, мо гут в большей или меньшей степени поглощаться растением. Но даже
119
если микробы не «желают» взаимодействовать с металлами, и в это| случае каждый «занят своим делом»: микробы разрушают органик]) а растения поглощают металлы, т. е. система очищает почву и органики, и от тяжелых металлов. На месте тяжелых металлов м<з жет быть мышьяк и другие токсичные загрязнители.
-
Какую роль вы отводите этому направлению в будуще борьбе с загрязнениями окружающей среды?
-
Я думаю, оно будет быстро развиваться, тем более что в гЦ следнее время появляются сообщения о том, что растения тоже м<| гут перерабатывать некоторые органические соединения. Пре> это считалось невозможным. Содействовать этому будет и развита микробиологических методов защиты растений, когда вместо пес тицидов используют ризосферные микроорганизмы, которые, кё уже отмечалось, могут стимулировать рост растений, подавлю патогены.
-
А как отделить вклады растений и микробов в очистку okj жающей среды, если они, по сути, представляют собой неразде! мый симбиоз?
-
Это нетрудно. Например, ГМ-растения получают в стерил! ных условиях. Их выращивают не в почве, а в стерильных среда где нет микроорганизмов. Аналогично можно узнать, на что спс собны те или иные растения, имея дело с теми или иными химичее кими соединениями. Существует много подходов, которые позв ляют точно оценить вклад каждого из «партнеров».
-
Подход, о котором мы говорили, направлен прежде всего н! очистку почвы. Насколько он применим к водной и воздушно^ среде?
-
Да, мы больше говорим о почве, ибо в России актуальЕ именно загрязнение почв. Но в принципе подобный подход мог использоваться для очистки воды и воздуха.
-
Наверное, немаловажно и то, что почву сложнее очист! другими способами. Воду, воздух можно фильтровать, почву же) очень-то профильтруешь.
-
Вы правы. Правда, с очисткой воды возникают проблемы • если просто выпускать в воду микроорганизмы, их всегда будет ] достаточно из-за многократных разбавлений, так что их cлe^ фиксировать на каких-то носителях. Кроме того, микроорганизм для очистки тех или иных водоемов должны быть выделе! именно из этих водоемов (скажем, микроорганизмы для очист морей должны быть устойчивы к соли и т. д.). А воздушные 6s фильтры на основе микроорганизмов уже изготавливают, и ol весьма эффективны для ряда соединений. Но это, как я уже
120
л в начале, относится скорее к региональным и даже локальным | проблемам.