ООО «Издательство Агрорус»

Свежий номер # 06 за 2019 г.

Подписаться на бумажную версию газеты

Вкусы вредителей можно поменять

Каждому живому существу в борьбе за жизнь приходится решать множество разнообразных по сложности проблем.

Ему нужно из окружающей среды получать необходимые питательные вещества и минералы и в то же время избавляться от отходов жизнедеятельности, синтезировать самостоятельно недостающие вещества, добывать энергию, необходимую для энергоемких химических и физических процессов; находить подходящих партнеров для обмена наследственным материалом; заботиться о потомстве; защищаться от хищников — и все это в переменчивой, далеко не всегда благоприятной внешней среде.
Требования, предъявляемые жизнью к каждому отдельному организму, не только многочисленны и разнообразны — они очень часто еще и противоречивы. Невозможно оптимизировать сложную систему сразу по всем параметрам: чтобы добиться совершенства в чем-то одном, приходится жертвовать другим. Поэтому эволюция — это вечный поиск компромисса, и отсюда следует неизбежная ограниченность возможностей любого отдельно взятого живого существа. Самый простой и эффективный путь преодоления этой ограниченности — симбиоз, то есть кооперация «специалистов разного профиля», например, растений с микроорганизмами, способными переводить азот из атмосферы.
Можно утверждать, что симбиоз — не просто очень широко распространенное явление. Это магистральный путь эволюции, без которого прогрессивное развитие жизни на Земле было бы крайне затруднено, если вообще возможно. На симбиозе были основаны многие важнейшие ароморфозы (прогрессивные преобразования), из которых самый значительный — формирование эука­риотической (ядерной) клетки, той основы, из которой в дальнейшем развились все высшие формы жизни (животные, растения, грибы).
На примере симбиоза природа демонстрирует нам, как можно решать сложные вопросы положительного взаимодействия микроорганизмов и высших растений, как в период напряженного энергетического кризиса можно обходиться меньшими затратами энергии. В этом, по нашему убеждению, и заключается необходимость применения в полном объеме нанотехнологий в биологии.
Молодые клубеньковые бактерии размером 0,5—0,9; 1,2—3,0 мк неспороносны, подвижны, аэроб­ны, величина их в 1000 раз больше нанометра и с помощью нанотехнологии их можно обеспечить информацией или использовать как «бактерию-извозчик» для осуществления симбиоза не только с бобовыми, но и другими семействами культурных растений.
Научный потенциал и база для проведения таких исследований в Украине имеются: Институт сельскохозяйственной микробиологии УААН, Институт агроэкологии, Южный биотехнологический центр растениеводства, Институт защиты растений — УААН, Институт физиологии растений и генетики, Институт клеточной биологии и генной инженерии, Институт микробиологии и вирусологии им. Д. Заболотного — НАНУ.
В УААН накоплен большой опыт и научно-исследовательский материал по вопросам азотофиксации, создан большой банк штаммов азотофиксирующих бактерий. Такие исследования при надлежащем финансировании уже могли бы быть начаты. Но мы сегодня экономим копейки, чтобы завтра потратить впустую миллионы. Спектр применения нанотехнологий в аграрном производстве многогранен.
Всем известна проблема с «гостем» наших картофельных полей из Америки — колорадским жуком. Чего только ни предлагали в борьбе с ним — от сильнодействующих ядов до трансгенного картофеля, который, по данным Института картофелеводства УААН, уже благополучно поедают отдельные особи этого насекомого. Вероятно, не тот путь был избран для решения этой проблемы. Изменчивость насекомых с учетом их многочисленности и плодовитости во много раз превосходит изменения, происходящие в растениях. Так почему бы не использовать эти особенности и, применяя нанотехнологии, не изменить кормовую базу колорадского жука? Чтобы он с удовольствием поедал осот, а не картофель. Фантастика? Но она может стать реальностью. При нанотехнологиях следует коренным образом пересмотреть подход к решению многих проблем, поставив их с головы на ноги.
Помнится, в 70-е и 90-е годы прошлого столетия в Крыму наблюдалось нашествие обычно безобидного лугового мотылька. Но в те годы он вдруг стал всеядным вредителем, который за ночь опустошал поля подсолнечника и люцерны, свеклы и кукурузы. Однако когда на пути у него стало поле сои, относительно чистое от сорняков, он уничтожил все сорняки и не затронул сою. Вот так надо изменить «вкусы» колорадского жука, чтобы ему захотелось другой пищи.
Рашид Башир, работающий над проблемой доставки лекарств в Центре нанотехнологий в Барке, смог поместить наночастицы на поверхность бактерии, связав их с отрезками ДНК. Размеры наночастиц — от 40 до 200 нанометров. Ученые прикрепили их к поверхности бактерии специальными молекулами-линкерами. На одной бактерии можно разместить до нескольких сотен наночастиц, расширив таким образом количество и типы доставляемых грузов.
Так как бактерии обладают естественной способностью проникать в живые клетки, на сегодняшний день они являются идеальными кандидатами для доставки лекарств. Особенно это ценно в генной терапии, где необходимо доставить фрагменты ДНК по назначению, не убив при этом здоровую клетку. После того, как гены попадают в клеточное ядро, оно начинает вырабатывать специфические белки, корректируя таким образом генетическое заболевание. Как говорит Р.Башир, подобным образом можно доставлять внутрь клеток лекарства или же диагностические агенты.
Этот метод мог бы стать основополагающим в диагностике и лечении сельскохозяйственных животных и на ранних стадиях предупреждать опасные эпидемии, повышать устойчивость организма животных к таким болезням. Тем более, что многие вирусы имеют размер 10 нм, а 1 нм почти точно соответствует размеру белковых молекул (в частности, радиус знаменитой двойной спирали молекулы ДНК равен именно 1 нм).
Каждая частица квантовой системы каким-то загадочным образом «знает» о том, что происходит с другими частицами. Познав этот механизм, мы должны применить его на благо цивилизации.
Ф. Адамень, www.zn.ua

Новое место статьи