Яблони на Марсе - Чирков Юрий Георгиевич (читать хорошую книгу полностью .TXT) 📗
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…
Зубко высок, худ, порывист, то вдруг замолкнет — кажется, потерял всякий интерес к разговору, — то начинает частить словами… Михаил поведал мне о тайнах клеточной инженерии, познакомил со многими ее чудесами. Одно из них — в любой клетке листа, тычинки, пестика хранится полная информация о том, как растение должно развиваться, цвести, плодоносить… Все эти фазы развития — полный цикл требует примерно пяти месяцев — исследователи умеют воспроизвести, получив в итоге зрелое растение с листьями, корнями, цветами и плодами. Не какую-то там растительную недоделку или калеку!..
А вот с животной клеткой так не получается. Точнее, до двух недель все идет вроде бы нормально, клетки исправно делятся, и, лишь когда должна начаться дифференцировка тканей, все стопорится. Чего животным клеткам не хватает? Контакта с материнским организмом, общей кровеносной системы, общего газообмена, того, чтобы зародыш сделался частью, получающей от матери на каждом этапе своего развития гормональные и иные стимулы.
— Размышляя в университете над этой проблемой, — вспоминает Зубко, — я решился на такой опыт: взял куриное яйцо, систему вроде бы абсолютно автономную, лишил его скорлупы, вылил содержимое в сосуд и стал наблюдать, как события начнут развиваться дальше. И вначале все шло более или менее нормально. Пока не пришел черед образованию кровеносной системы зародыша. Тут-то и выяснилось, что скорлупа зародышу очень нужна. Она служит и опорой — так плющ карабкается по стене здания, цепляется за нее — и мембраной, обеспечивающей особый режим дыхания… Моя затея обмануть природу, выпестовать птенца из лишенного скорлупы яйца провалилась. Теперь вы должны понять, отчего в искусственных условиях из животной клетки не удается получить взрослое животное — мышь или, допустим, собаку. И огромное счастье для нас, исследователей, что с растениями тот же номер проходит. Хотя и этого добиться порой бывает очень нелегко…
Воспроизвести из отдельной клетки целое растение — такая задача во многих случаях решается, но гораздо сложнее проблема — «сплавить», «срастить» гены, создав диковинный гибрид.
— При обычном половом способе скрещивания, — рассказывал Зубко, — дает себя знать несовместимость органов размножения растений, есть еще и гены несовместимости, «сторожевые» гены. Если б этих и иных «заборов» не было, в растительном царстве возникли бы хаос и неразбериха. Если б не существовала ювелирная отделка каждой отдельной растительной структуры, что и отличает данный конкретный тип растений от всех остальных, земная флора не создала бы высших растений, эти высочайшие образцы эволюционного процесса.
Стоит ли удивляться, что пока чаще всего в результате клеточной хирургии мы получаем создания разной, так сказать, степени инвалидности. Природа безжалостно убивает свои неудачные поделки, а человек ради их необычных свойств щадит. Гениальные дети обычно отличаются хрупким здоровьем, очень ранимы и физически и нравственно… Природа никогда не подарит нам помесь слона с амебой, мы же надеемся когда-нибудь соединить, например, мох с рожью. Выйдет монстр, уродец? Не беда! Ведь мы получим богатейшую научную информацию, начнем осознавать пределы возможностей клеточной инженерии, ее диапазон на данный момент развития нашей науки. Да и вообще, уродство… красота… Все эти категории зыбки, условны: к любому новшеству мы привыкаем не сразу, и аномалия, отклонение от нормы могут постепенно превратиться в высшее изящество и совершенство!..
Зубко ставит на стол несколько растений. Вижу удивительное, совершенно белое растение-альбинос, рядом — нормальный зеленый росток, чуть поодаль — странная помесь: на стебле белые листья прихотливо чередуются с зелеными, есть и окрашенные частично в белые, частично в зеленые тона. Михаил объясняет, что можно было бы скроить и зелено-бело-красную мозаику листьев. К чему такой маскарад? Так легче визуально, без хитрых анализов, отбирать нужные экспериментатору формы.
Если взять клетку и повредить в ней один из генов, ответственных за синтез хлорофилла, образование этого зеленого пигмента прекратится — так можно вырастить в пробирке белое бесхлорофилльное растение. В природных условиях оно обречено, ибо в нем не образуется главный продукт фотосинтеза — углеводы. Однако в пробирке, на питательной среде, щедро удобренной сахарозой или фруктозой, белое растение чувствует себя как ни в чем не бывало. А теперь берем клетки белого и зеленого растения, соединяем их. Как убедиться, что получен истинный гибрид? По цвету. Очевидно, чисто белые и чисто зеленые экземпляры пошли либо «в папу», либо «в маму», полноценный же гибрид выдает смешанная окраска листьев, ее бело-зеленая пестрота…
