Ботовете са измислили свой собствен език. Как Facebook ботовете измислиха език, който хората не разбират
(Човек и общество)
Бъдещето на човечеството
Русия в променящия се святНачалото на третото хилядолетие се характеризира с дълбока криза в идеологическите основи на западноевропейската култура. Екологичните, демографските и други глобални проблеми пред човечеството потвърждават факта, че западната цивилизация е изчерпала своята...(Философия)
Феноменът на глобализацията и бъдещето на човечеството
В социалните и хуманитарните науки е твърдо установена идеята, че съвременното общество живее в епохата на глобализацията. Необходимо е да се прави разлика между глобализацията като обективен процес, който се определя от нуждите на развитието на човечеството като цяло, както и от действията на субекти, актьори, които, водени от различия...(Основи на философията)
БЪДЕЩЕТО НА ЧОВЕЧЕСТВОТО
Ролята на науката и технологиите в живота модерно обществотрудно за надценяване. Научно-техническата революция драстично увеличи благосъстоянието на народите, които се възползваха предимно от нейните резултати (главно в развитите страни). В тези страни детската смъртност беше значително намалена и в същото време...(Философия)
Биотехнология.
Биотехнологиите включват: биогаз технологии; производство на етанол, бутанол, изобутанол; производство на биодизелови горива, мастни киселини, растителни въглеводороди; производство на биоводород, производство на топлинна енергия. Биогаз технологии. Биогазът е смес от метан и въглероден диоксид - продукт на метан...(Биоенергия в съвременното и бъдещо земеделско производство. Продоволствена сигурност)
Медицинска биотехнология
Медицинските биотехнологии се делят на диагностични и терапевтични. Диагностични медицински биотехнологииот своя страна те се разделят на химични (определяне на диагностични вещества и параметри на техния метаболизъм) и физически (определяне на характеристиките на физическите процеси на тялото). химически...Селскостопански и екологични биотехнологии
През 20 век се проведе „зелена революция“ - чрез използването на минерални торове, пестициди и инсектициди беше възможно да се постигне рязко увеличаване на производителността на културите. Но сега са ясни и неговите негативни последици, например насищането на храната с нитрати и пестициди. Основен...(Концепции на съвременната естествознание)
Че такъв малък и слабо развит остров като Кубауспя да застане начело на научните изследвания, които представляват интерес за целия свят, не спира да учудва.
Само в областта на борбата с рака списъкът с постижения е доста впечатляващ. Д-р Роналдо Перес Родригес от Центъра за молекулярна имунология наскоро каза на международна конференция по въпроса, че Куба има регистрирани 28 лекарства, които са в различни етапи на развитие за борба с рака.
Различни терапевтични ваксини, моноклонални антитела, интерферони и пептиди, които се разработват в научни институции в региона биотехнология, днес са надеждата за облекчение за много милиони, страдащи от тази ужасна болест.
Въпреки това постиженията на Куба в тази област са най-впечатляващи. Създаден преди 30 години, Центърът за генно инженерство и биотехнологии (ЦГИБ) постигна значителни резултати и направи значителен принос в диагностиката, профилактиката и лечението на повече от две дузини заболявания.
В момента TsGIB разработва повече от 50 изследователски проекта, които включват ваксини, рекомбинантни протеини за терапевтична употреба, синтетични пептиди и ветеринарни продукти за селскостопанска употреба.
Най-значимият продукт е Хеберпрот-П, улеснявайки заздравяването на сложни диабетни язви по краката и намалявайки риска от ампутация. Лекарството вече се приема от около 49 хиляди пациенти в Куба и 185 хиляди извън нея.
Тези цифри несъмнено ще се увеличат, след като това лекарство бъде включено в списъка на жизненоважните лекарства в Русия. Елена Максимкина - директор на отдела държавно регулиранеМедицински тираж на Министерството на здравеопазването на Руската федерация и съпредседател на руско-кубинската работна група по здравеопазване, обърна внимание на положителните резултати от клиничните проучвания на Heberprot-P, а министърът на здравеопазването Вероника Скворцова коментира неговата ефективност по време на телеконференция с президента Владимир Путин.
Лекарството ще подобри живота на 200 хиляди руснаци, страдащи от това заболяване всяка година, ще намали броя на ампутациите и по този начин ще намали процента на инвалидност, а също така ще увеличи продължителността на живота.
Други иновативни продукти на кубинската биофармацевтична индустрия, които привлякоха внимание както в Русия, така и в други страни, са: ХебърНасвац - лекарствоза лечение на хепатит В и Проктокиназа - лекарство с доказана ефективност при лечение на хемороиди. В района селско стопанствои ветеринарната медицина произвежда биологичен родентицид Биорейс (биоплъх)и нематоцид ХебърНем.
„Куба е невероятен пример за успех в научно изследване“, каза Кирил Кайем, вицепрезидент на биомедицинския клъстер Сколково. „Не повярвах веднага, че общите приходи от биофармацевтични продукти в Куба са сравними с тези в Руската федерация“, добави той.
кубински изследователски проектив тази област, основно свързани с онкологията и невродегенеративните заболявания, в момента се проучват от иновационния център, като някои от тях се очаква да получат финансиране за съвместни изследвания. Всичко показва, че научното сътрудничество между Куба и Русия в тази област ще се развива.
Научният потенциал на острова е много голям и това не е случайно. Всичко е свързано с правителствената стратегия, която е заложена в самото начало на революцията и датира от няколко десетилетия. „Бъдещето на нашата страна непременно трябва да бъде бъдещето на учените“, каза Фидел Кастро през 1960 г. Дори в най-тежките години на кризата научната общност винаги е имала държавна подкрепа, която дава резултати днес.
Ако сега е постигнато толкова много, въпреки икономическите трудности и блокадата от САЩ, ограничаване на достъпа до технологии и пазари, какво може да постигне този научен потенциал в бъдеще, отворен към целия свят и когато учените получават заплатите, които заслужават? Може би тогава ще дойде бъдещето на учените.
Естествената наука е както продукт на цивилизацията, така и условие за нейното развитие. С помощта на науката човекът развива материалното производство, подобрява социалните отношения, възпитава и обучава нови поколения хора, лекува тялото си. Напредъкът на природните науки и технологиите значително променя начина на живот, повишава човешкото благосъстояние и подобрява условията на живот на хората. Благодарение на познаването на законите на природата, човек може да променя и адаптира природните неща и процеси така, че да задоволяват неговите нужди.
17.1. Екологичната криза и начините за нейното разрешаване
17.1.1. Естествената наука като революционна сила на цивилизацията.
Естествените науки са един от най-важните двигатели на социалния прогрес. Като основен фактор на материалното производство, естествената наука действа като мощна революционна сила. Страхотен научни открития(и тясно свързани технически изобретения) винаги са имали колосално (и понякога напълно неочаквано) влияние върху съдбата на човешката история. Това са например открития през 17 век. законите на механиката, които направиха възможно създаването на цялата машинна технология на цивилизацията; откритие през 19 век електромагнитно полеи създаването на електротехника, радиотехника и след това радиоелектроника; създаване през 20 век теория на атомното ядро, последвано от откриването на средства за освобождаване ядрена енергия; откриване в средата на 20 век. молекулярна биология на природата на наследствеността (структура на ДНК) и възникналите благодарение на това възможности на генното инженерство за контрол на наследствеността; и т.н. Повечето отсъвременната материална цивилизация би била невъзможна без участието в нейното създаване на научни теории, научни и дизайнерски разработки, технологии, предвидени от науката и др.
Въпреки това, модерни хораНауката предизвиква не само възхищение и възхищение, но и страх. Често можете да чуете, че науката носи на хората не само ползи, но и нещастия. Замърсяване на атмосферата, аварии в атомни електроцентрали, повишен радиоактивен фон в резултат на тестване ядрени оръжия, „озоновата дупка“ над планетата, изчезването на много видове растения и животни - хората са склонни да обясняват тези и други екологични проблеми със самия факт на съществуването на науката. Но въпросът не е в науката, а в чии ръце е тя, какви социални интереси стоят зад нея, какви обществени и правителствени агенциинаправляват неговото развитие.
Нарастващите глобални проблеми на човечеството увеличават отговорността на учените за съдбата на човечеството. Въпросът за историческите съдби и ролята на науката в нейното отношение към човека, перспективите за нейното развитие никога не е бил обсъждан толкова остро, колкото сега, в условията на нарастваща световна кризацивилизация. Старият проблем за хуманистичното съдържание на познавателната дейност („проблемът на Русо“) придоби нов конкретно-исторически израз: може ли човек (и ако да, до каква степен) да разчита на науката при решаването на глобалните проблеми на нашето време? Способна ли е науката да помогне на човек да се освободи от злото, което съвременната цивилизация носи в себе си, като технологизира начина му на живот?
Науката е социална институция и е тясно свързана с развитието на цялото общество. Сложност, непоследователност текущо състояниевъв факта, че науката със сигурност участва в генерирането на глобални, преди всичко екологични, проблеми на цивилизацията (не сама по себе си, а като част от обществото, зависима от други структури); в същото време, без наука, без нейното по-нататъшно развитие решаването на тези проблеми е принципно невъзможно. Това означава, че ролята на науката в историята на човечеството непрекъснато нараства, следователно омаловажаването на ролята на науката и естествените науки в момента е изключително опасно - то обезоръжава човечеството пред нарастващите глобални проблеми на нашето време. За съжаление, подобно омаловажаване понякога се среща, то е представено от определени нагласи и тенденции в системата на духовната култура.
17.1.2. Същността на съвременната екологична криза.
Екологията е цикъл от научни клонове, които изучават взаимоотношенията на организмите един с друг и с околната среда. Този цикъл включва: обща екология, която изучава основните принципи на структурата и функционирането на различни надорганизмови системи - популации, биоценози, биогеоценози и биосферата (виж 13.2), специални екологии, които изучават конкретни биоценози или биогеоценози (например екологията на бозайници, хидробиология, агроекология и др.). През 1970-те години в цикъла на науките за околната среда се появи човешката екология или социалната екология, изучавайки моделите на взаимодействие между човешкото общество и заобикаляща среда. Съвременна екология- сложна интердисциплинарна и всеобхватна система от знания, включваща методи, концепции и принципи както на естествените науки (биологични, геологични, химически, физически науки), математиката, така и на социалните и хуманитарни знания, философия.
От средата на 20 век. Нарастването на човешките нужди и производствена дейност доведе до факта, че мащабът на възможното въздействие на човека върху природата стана съизмерим с мащаба на глобалните природни процеси. В резултат на човешкия труд се създават канали и нови морета, изчезват блата и пустини, преместват се огромни маси от изкопаеми скали и се синтезират нови химически материали. Трансформираща дейност модерен човексе простира дори до дъното на океана и открития космос. Засилващото се влияние на човека върху околната среда обаче поражда сложни проблеми в отношенията му с природата. Неконтролираната и непредсказуема човешка дейност започна да оказва влияние отрицателно въздействиевърху хода на природните процеси, предизвикващи рязко негативни необратими изменения както в околната среда, така и в биологичната природа на самия човек. Това важи буквално за цялата околна среда - атмосфера, хидросфера, подпочва, плодороден слой; животните и растенията умират, биоценозите и биогеоценозите се унищожават и изчезват; честотата на заболяванията при хората се увеличава. В същото време населението непрекъснато се увеличава глобус. Изводът се налага сам: човечеството неумолимо се движи към екологична катастрофа - изчерпване на енергийните, минералните и земните ресурси, смъртта на биосферата и може би дори на самата човешка цивилизация. Следователно е необходимо да се защити околната среда на човека от собственото му въздействие върху нея.
1 Предвижда се да достигне 11 милиарда души до 2010 г. и около 2025 г., според най-новите синергични математически модели, се очаква „режим с изостряне“, когато нарастването на населението (пропорционално не на броя на числата, а на квадрата на числото) рязко ще се втурне към безкрайност. Разбира се, в действителност това няма да бъде безкрайно, но във всеки случай, ако не се вземат някои мерки, световната демографска ситуация може напълно да излезе извън контрол.
И така, съвременната цивилизация е в състояние на най-дълбока екологична криза. Това не е първата екологична криза в човешката история (вижте 2.1.1), но може да е последната.
17.1.3. Основните характеристики на съвременната екологична криза.
Нека характеризираме основните кризисни насоки в развитието на екологичната ситуация.
Изчезването на растителни и животински видове, видовото разнообразие, генофонда на флората и фауната на Земята, животните и растенията изчезват, като правило, не в резултат на прякото им унищожаване от хората, а в резултат на промени в местообитанието. От началото на 80-те години. Един животински вид изчезва всеки ден и един растителен вид изчезва всяка седмица. Хиляди животински и растителни видове са застрашени от изчезване. Всеки четвърти вид земноводни и всеки десети вид висши растения са застрашени от изчезване. И всеки вид е уникален, уникален резултат от еволюцията, протекла в продължение на много милиони години.
Човечеството е длъжно да съхрани и предаде на потомците биологичното разнообразие на Земята и не само защото природата е красива и ни радва с великолепието си. Има още по-съществена причина: опазването на биологичното разнообразие е задължително условие за човешкия живот на Земята, тъй като стабилността на биосферата е толкова по-висока, колкото повече видове съдържа тя.
Изчезване на гори (особено тропически) със скорост от няколко десетки хектара в минута. Това включва по-специално ерозия на почвата (почвата е продукт на сложно и дългосрочно взаимодействие на жива и инертна материя), унищожаване на горния плодороден слой на земята, опустиняване на Земята, което се случва със скорост от 44 хектара /мин.
Освен това горите са основните доставчици на кислород за атмосферата чрез фотосинтеза. В момента балансът на доставките и потреблението на кислород е отрицателен. През последните 100 години концентрацията на кислород във въздуха е намаляла от 20,948 на 20,8%, а в градовете дори е под 20%. Вече 1/4 от земята е лишена от естествена растителна покривка. Големи площи от първични биогеоценози са заменени от вторични, по-опростени и еднообразни, със забележимо намалена продуктивност. Растителната биомаса е намаляла в световен мащаб с около 7%.
Около 50% от земната повърхност е под силно земеделско влияние, като най-малко 300 хиляди хектара земеделска земя се консумират от урбанизация всяка година. Площта на обработваемата земя на човек намалява от година на година (дори без да се отчита нарастването на населението).
Изтощение природни ресурси. Всяка година от недрата на Земята се извличат повече от 100 милиарда тона различни скали. За живота на един човек в съвременната цивилизация, 200 тона различни твърди вещества, които той превръща в продукти за своя консумация с помощта на 800 тона вода и 1000 W енергия. В същото време човечеството живее благодарение не само на експлоатацията на ресурсите на съвременната биосфера, но и на невъзобновимите продукти на бившите биосфери (нефт, въглища, газ, руди и др.). Според най-оптимистичните оценки съществуващите запаси от такива природни ресурси няма да стигнат за дълго на човечеството: петрол за около 30 години; природен газза 50 години; въглища за 100 години и др. Но възобновяемите природни ресурси (например дървесината) също стават невъзобновяеми, тъй като условията за тяхното възпроизводство коренно се променят, те се довеждат до крайно изчерпване или пълно унищожаване, т.е. Всички природни ресурси на Земята са ограничени.
Непрекъснато и бързо нарастване на разходите за човешка енергия. Потреблението на енергия (в kcal/ден) на човек в първобитното общество е било приблизително 4000, във феодалното общество - около 12 000, в индустриалната цивилизация - 70 000, а в развитите постиндустриални страни достига 250 000 (т.е. 60 пъти по-високо и повече от нашите предци от палеолита ) и продължава да се увеличава. Този процес обаче не може да продължи дълго: атмосферата на Земята се нагрява, което може да има най-непредсказуемите неблагоприятни последици (климатични, географски, геоложки и др.).
Замърсяване на атмосферата, водата, почвата. Източник на замърсяване на въздуха са предимно предприятията от черната и цветната металургия, топлоелектрическите централи, автомобилния транспорт, изгарянето на боклук, отпадъци и др. Техните емисии в атмосферата съдържат въглеродни, азотни и серни оксиди, въглеводороди, метални съединения, прах . Около 20 милиарда тона CO2 се отделят в атмосферата годишно; 300 милиона тона CO2; 50 милиона тона азотни оксиди; 150 милиона тона SO2; 4-5 милиона тона H2S и други вредни газове; повече от 400 милиона тона частици сажди, прах и пепел.
В природата, поради жизнената дейност на растенията и животните, възниква непрекъснат въглероден цикъл. По време на този процес въглеродът постоянно се прехвърля от органични съединения към неорганични и обратно. Въглеродният цикъл се влияе значително от изгарянето на горивото. В същото време толкова огромно количество въглероден диоксид и прах се отделя в атмосферата, че може да доведе до изменение на климата на Земята. Въглеродният диоксид в атмосферата свободно предава слънчевата радиация към Земята, но забавя радиацията на Земята, което води до така наречения парников ефект - слой въглероден диоксид играе същата роля като стъклото в оранжерия. Следователно увеличаването на съдържанието на CO2 в атмосферата (в момента с 0,3% годишно) може да причини затопляне на Земята, водещо до топене полярен леди предизвикват катастрофално покачване на морското равнище с 4-8 m.
Увеличаването на съдържанието на SO2 в атмосферата причинява образуването на “ киселинен дъжд“, причинявайки повишаване на киселинността на водоемите и смъртта на техните обитатели. Под разрушителното въздействие на серните и азотните оксиди те се разрушават Строителни материали, архитектурни паметници. Поради трансфер въздушни масина дълги разстояния (трансгранични преноси), опасно повишаване на киселинността на водните тела се разпространява на големи площи.
Изгорелите газове от превозните средства причиняват огромни щети на живота на животните и растенията. Компонентите на автомобилните изгорели газове са въглероден оксид, азотни оксиди, серен оксид, оловни съединения, живак и др. Въглеродният оксид CO (въглероден оксид) взаимодейства с кръвния хемоглобин 200 пъти по-активно от кислорода и намалява способността на кръвта да бъде носител на кислород . Следователно, дори при ниски концентрации във въздуха, въглеродният окис има вредно въздействие върху здравето (причини главоболие, намалява умствената дейност). Серният оксид причинява спазми на дихателните пътища, азотните оксиди -
обща слабост, виене на свят, гадене. Оловните съединения, съдържащи се в отработените газове, много токсичен елемент, засягат ензимните системи и метаболизма; оловото се натрупва в прясна вода. Един от най-опасните замърсители е живакът, който се натрупва в организма и има негативен ефект върху нервната система.
Замърсяване на хидросферата. Водата е широко, макар и не навсякъде, разпространена на нашата планета. (Общият воден запас е около 1,4 1018 тона. По-голямата част от водата е концентрирана в моретата и океаните. Сладката вода е само 2%.) В естествени условия има постоянен кръговрат на водата, придружен от процеси на нейното пречистване . Водата пренася огромни маси от разтворени вещества в моретата и океаните, където протичат сложни химични и биохимични процеси, които допринасят за самопречистването на водните тела.
В същото време водата се използва широко във всички сфери на икономиката и в бита. Поради развитието на промишлеността и растежа на градовете потреблението на вода непрекъснато нараства. В същото време замърсяването на водите от промишлени и битови отпадъци се увеличава: около 600 милиарда тона промишлени и битови отпадъчни води и над 10 милиона тона нефт и нефтопродукти се изхвърлят във водни тела всяка година. Това води до нарушаване на естественото самопречистване на водоемите. Промишлените отпадъчни води, съдържащи токсични вещества, по-специално съединения на токсични метали, както и минерални торове, разтворени в отпадъчни води и измити от повърхността на почвата, причиняват огромни щети на живите организми във водните тела. В допълнение, торовете (особено нитратите и фосфатите) причиняват бърз растеж на водорасли, запушват водните тела и допринасят за тяхната смърт. Замърсени са не само повърхностните и подпочвените води на сушата, но дори и Световния океан (с токсични и радиоактивни вещества, соли тежки метали, сложни органични съединения, боклук, отпадъци и др.).
Радиоактивно замърсяване на околната среда в резултат на ядрени опити, аварии в атомни електроцентрали (Чернобилска катастрофа от 1986 г.), натрупване на радиоактивни отпадъци.
Всички тези негативни тенденции, както и безотговорното и неправилно използване на достиженията на цивилизацията, влияят пагубно на човешкия организъм и създават още един комплекс екологични проблеми- медицински и генетични. Зачестяват известните досега заболявания и се появяват напълно нови, непознати досега заболявания. Възникна цял комплекс от „болести на цивилизацията“, породени от научно-техническия прогрес (ускоряване на темпото на живот, броят на стресовите ситуации, липсата на физическа активност, лошото хранене, злоупотребата с лекарства и др.) и екологичната криза (особено замърсяване на околната среда с мутагенни фактори); Наркоманията се превръща в световен проблем.
Степен на замърсяване естествена средатолкова големи, че естествените метаболитни процеси и разреждащата дейност на атмосферата и хидросферата не са в състояние да неутрализират вредните ефекти от човешките производствени дейности. В резултат на това способността за саморегулиране на биосферните системи, които са се развили в продължение на милиони години (по време на еволюцията), е подкопана и самата биосфера е унищожена. Ако този процес не бъде спрян, биосферата просто ще умре. А заедно с него ще изчезне и човечеството.
За съжаление в масовото, ежедневно съзнание няма достатъчно разбиране за тежестта на настоящата ситуация. Хората все още живеят и действат с вярата, че природната среда е неограничена и неизчерпаема. Те са доволни от временното си благосъстояние, непосредствени целии непосредствена полза, а нововъзникващите заплахи за околната среда не се вземат на сериозно, което ги прехвърля в далечното бъдеще. Хората малко се замислят за природните условия, в които ще живеят техните потомци (и дори не далечни, а внуци и правнуци) и дали тези условия изобщо ще позволят на човек да оцелее. Човечеството е малко склонно да жертва своите нужди. (Това често се отнася за онези, които вземат държавни решения.) Такъв егоистичен път води до екологична катастрофа и смърт на цивилизацията.
17.1.4. Принципи и начини за преодоляване на екологичната криза.
Така човечеството е изправено пред остър проблем за съзнателното и целенасочено регулиране на обмена на материя и енергия между обществото и биосферата и разработването на стратегия за опазване на природата, а следователно и на самия човек. Такова регулиране може да се извърши въз основа на следните принципи.
Човечеството се развива, докато се поддържа баланс между неговата цел и материална трансформация на природната среда и възстановяването на тази среда (естествена и изкуствена). Дисбалансът неизбежно води до унищожаване на човечеството.
Периодът на неконтролирано взаимодействие между обществото и околната среда приключва. Опазването на природата е исторически неизбежно; ценността на природата е по-висока от егоистичните и корпоративни интереси и има характер на абсолютен императив; опазването на природата е преди всичко опазването на самия човек; Ако няма биосфера, няма да има и човечество.
1 Количествените граници, отвъд които започва унищожаването на биосферата, се определят от еколозите по следния начин: „Грубо казано, възможно е да се промени лицето на планетата със 100% на една стотна от Земята, с 10% на една десета от или с 1% в световен мащаб. Отвъд тази граница се крие неизбежното унищожаване на биосферата" (Reimers N.F. Ecology. Theories, laws, rules and hypotheses. M., 1994. P. 209).
От безразсъдна експлоатация на природната среда трябва да преминем към много внимателни промени в средата на живот на човека, към двупосочна адаптация (коеволюция) и евентуално към абсолютни екологични ограничения. Човешкото оцеляване е доминиращата характеристика на икономиката и политиката.
Екологичното в крайна сметка се оказва най-икономично. Колкото по-устойчив е подходът към природните ресурси, толкова по-малко инвестиции ще са необходими за възстановяване на баланса между човечеството и природата. Нашите потомци ще имат по-тясно „поле от възможности“ за рационално решаване на екологични проблеми, с по-малко степени на свобода, отколкото ние.
Принципът на необходимостта от разнообразие на природата: само разнообразна и разнообразна биосфера е стабилна и високопродуктивна.
Идея V.I. Идеята на Вернадски за превръщането на биосферата в ноосфера означава, че човешкият ум ще играе решаваща роля в развитието на системата от взаимодействия между обществото и природата, преди всичко в управлението на самия човек и неговите нужди. В същото време винаги трябва да имате предвид: природните системи са толкова сложни, че по същество е невъзможно да се предвидят и предвидят всички последствия от тяхната трансформация предварително; много от тях са извън обхвата на съвременното познание. Освен това всеки компонент на биосферата е потенциално полезен; трудно е, а понякога просто невъзможно да се предвиди значението, което ще има за човечеството в бъдеще.
1 Мащабът на системната сложност на биосферата се доказва от следните оценки: изчисляването на параметрите на биосферата изисква операции с количества, чийто брой варира от 1050 до 101 000; за решаване на най-простия такъв проблем на компютър (със скорост 1010 операции в секунда), при условие че участват 1010 компютъра (огромен брой!), в най-простия вариант ще са необходими 1030 s, т.е. 31021 години, докато животът на Земята съществува само от 3109 години. Разликата от 12 порядъка е впечатляваща, нали?
Опитите за решаване на екологични проблеми чрез преместване на хора в космоса, които в нашата страна (родното място на идеята и практиката за изследване на космоса, К. Е. Циолковски и Ю. А. Гагарин) бяха много популярни по едно време, продължават традициите на екстензивен подход към тези проблеми. Въпреки цялата си визуална привлекателност, те са утопични и трябва да бъдат класифицирани като научна фантастика.
Научните и технологични разработки позволяват да се идентифицират следните начини, методи, средства за разрешаване или поне смекчаване на екологичната криза:
Създаване на ефективни пречиствателни съоръжения, разработване на безотпадни (затворен цикъл) и нискоотпадъчни технологии;
2 Това е възможно по-специално чрез създаване на териториално-промишлени комплекси с предприятия, свързани помежду си на принципите на безотпадната технология в целия икономически регион.
Преминете към циклично използване на ресурсите, предимно вода;
+ разработване на технологии за комплексна обработка на суровини;
+ предотвратяване на свръхпроизводството на енергия, което може да дестабилизира геофизичните системи на Земята;
+ рязко ограничаване на извличането на химикали от недрата на планетата, изпускането и замърсяването на околната среда;
+ намаляване на консумацията на материали Завършени продукти: количеството естествено вещество в средна единица обществен продукт трябва да бъде намалено (миниатюризация на продуктите, разработване и прилагане на ресурсоспестяващи технологии и др.);
Увеличаване скоростта на оборота на ангажираните природни ресурси, особено на фона на развитието на безотпадни технологии;
+ изключете от производството пестициди, които могат да се натрупват в телата на животни и растения;
+ извършване на залесяване, подобряване на използването на горските пояси (те увеличават задържането на сняг, птиците изграждат гнезда тук, което от своя страна спомага за унищожаването на вредители по селскостопанските култури и др.);
+ разширяване на мрежата от защитени природни резервати природни зони;
+ създаване на центрове за размножаване на застрашени животни и растения с последващото им връщане природни местаместообитание;
+ развивам биологични методизащита на културите и горите, екологични биотехнологии (виж 17.2.3);
+ разработват методи за планиране на нарастването на населението;
+ подобряване на правното регулиране на опазването на природата;
+ развиване на международно екологично сътрудничество, развитие правно основаниемеждународна глобална екополитика;
+ да формират екологично съзнание, системи за екологично образование и възпитание.
Нека отбележим още едно обстоятелство. Отстояването на екологичните принципи в борбата срещу технократичните и прагматични нагласи и ценности изисква колективна воля, а често и лична смелост.
Политици, икономисти, инженери, бизнесмени и др. - всички ще ви помолят да сте „разумни“, „подхождате отговорно“ и да правите компромиси. Ще се окажете срещу хора - често умни, мили, добронамерени хора - които просто искат да продължат да правят нещата така, както са ги правили през последните два века. Винаги помнете: тези хора са вашите противници. Без значение колко добри са намеренията им, те несъзнателно представляват заплаха за вас, вашите деца и децата на вашите деца. Фактът, че както те, така и техните потомци ще пострадат от дейността им, не ги прави по-малко опасни за целия свят.
1 Консервационна биология. М., 1983. С. 386.
77.2 Биотехнологиите и бъдещето на човечеството
17.2.1. Биотехнологична концепция.
В 21 век биологията е лидер на природните науки. Това се дължи преди всичко на увеличаването на неговите практически възможности, неговата програмна роля в селскостопанската, медицинската, екологичната и други сфери на дейност, способността да решава най-важните проблеми на човешкия живот и в крайна сметка дори да определя съдбата на човечеството (в връзка с перспективите на биотехнологиите, генното инженерство) и др. П. Една от най-важните форми на връзка между съвременната биология и практиката е биотехнологията.
Биотехнологиите са технологични процеси, реализирани с помощта на биологични системи - живи организми и компоненти на жива клетка. С други думи, биотехнологията се занимава с това, което е възникнало биогенно. Биотехнологиите се основават на най-новите постижения на много клонове на съвременната наука: биохимия и биофизика, вирусология, физикохимия на ензимите, микробиология, молекулярна биология, генно инженерство, селекционна генетика, химия на антибиотиците, имунология и др.
1 Виж: Биотехнология. М., 1984; Сасон А. Биотехнология: постижения и надежди. М., 1987.
Самият термин „биотехнология“ е нов: той стана широко разпространен през 70-те години на миналия век, но хората са се занимавали с биотехнологии в далечното минало. Някои биотехнологични процеси, базирани на използването на микроорганизми, са били използвани от хората от древни времена: при печене, приготвяне на вино и бира, оцет, сирене, различни методи за обработка на кожа, растителни влакна и др. Съвременните биотехнологии се основават основно на култивиране на микроорганизми (бактерии и микроскопични гъби), животински и растителни клетки и методи на генно инженерство.
Основните направления на развитие на съвременните биотехнологии са медицинските биотехнологии, агробиотехнологиите и екологичните биотехнологии. Най-новият и важен клон на биотехнологиите е генното инженерство.
17.2.2. Медицински биотехнологии.
Медицинските биотехнологии се делят на диагностични и терапевтични. Диагностичните медицински биотехнологии от своя страна се делят на химични (определяне на диагностични вещества и параметри на техния метаболизъм) и физични (определяне на характеристиките на физическите процеси в организма).
Химичните диагностични биотехнологии се използват в медицината отдавна. Но ако по-рано те бяха сведени до определяне на вещества с диагностична стойност в тъканите и органите (статичен подход), сега се разработва динамичен подход, който позволява да се определят скоростите на образуване и разпадане на веществата, които представляват интерес, дейността на ензими, които извършват синтеза или разграждането на тези вещества и др. В допълнение, съвременната диагностика разработва методи на функционален подход, с помощта на които е възможно да се оцени влиянието на функционалните влияния върху промените в диагностичните вещества и , следователно, за идентифициране на резервните възможности на тялото.
В бъдеще ще се увеличи ролята на физическата диагностика, която е по-евтина и по-бърза от химическата диагностика и се състои в определяне на физико-химичните процеси, лежащи в основата на живота на клетката, както и физични процеси (топлинни, акустични, електромагнитни и др. .) на ниво тъкан, органно ниво и тялото като цяло. На базата на този вид анализ, в рамките на биофизиката на сложните биологични системи, ще бъдат разработени нови методи на физиотерапия, ще се изясни значението на много т. нар. неконвенционални методи на лечение, техники народна медицинаи т.н.
Биотехнологията се използва широко във фармакологията. В древни времена животните, растенията и растенията са били използвани за лечение на пациенти. минерали. От 19 век. Във фармакологията синтетичните химикали са широко разпространени и от средата на 20 век. и антибиотиците са специални химически вещества, които се образуват от микроорганизми и могат да имат избирателно токсичен ефект върху други микроорганизми. В края на 20в. фармаколозите се обърнаха към отделни биологично активни съединения и започнаха да съставят оптималните им състави, както и да използват специфични активатори и инхибитори на определени ензими, чиято същност е да заменят патогенната микрофлора с микрофлора, която не е вредна за човешкото здраве (използването на микробен антагонизъм).
Биотехнологиите помагат в борбата съвременна медицинасъс сърдечно-съдови заболявания (предимно атеросклероза), с рак, с алергии като патологично нарушение на имунитета (способността на организма да защитава своята цялост и биологична индивидуалност), стареене и вирусни инфекции (включително СПИН). По този начин развитието на имунологията (науката, която изучава защитните свойства на тялото) допринася за лечението на алергиите. При алергиите организмът отговаря на въздействието на определен алерген с прекомерна реакция, която уврежда собствените клетки и тъкани в резултат на подуване, възпаление, спазъм, нарушения на микроциркулацията, хемодинамика и др. Имунология, като изучава клетките, които извършват имунния отговор (имуноцити), позволява създаването на нови подходи за лечение на имунологични, онкологични и инфекциозни заболявания.
Хората все още не знаят как да лекуват СПИН и лекуват лошо вирусните инфекции. Химиотерапията и антибиотиците, които са ефективни срещу бактериални инфекции, са неефективни срещу вируси (например, причинителите на SARS). Предполага се, че тук ще бъде постигнат значителен напредък благодарение на развитието на имунологията, молекулярната биология на вирусите, по-специално изследването на взаимодействието на вирусите с техните специфични клетъчни рецептори.
Биотехнологичните методи се използват за производство на витамини, диагностични инструменти за клинични изследвания (тест системи за лекарства, лекарства, хормони и др.), биоразградими пластмаси, антибиотици и биосъвместими материали. Нова зонабиоиндустрия - производство на хранителни добавки.
17.2.3. Селскостопански и екологични биотехнологии.
През 20 век настъпи „зелена революция“ - чрез използването на минерални торове, пестициди и инсектициди беше възможно да се постигне рязко увеличаване на производителността на културите. Но сега са ясни и неговите негативни последици, например насищането на храната с нитрати и пестициди. Основната задача на съвременните агробиотехнологии е преодоляване на негативните последици от „зелената революция“, микробиологичен синтез на продукти за растителна защита, производство на фуражи и ензими за фуражно производство и др. В същото време акцентът е върху биологичните
научни методи за възстановяване на почвеното плодородие, биологични методи за контрол на вредителите по селскостопански култури, преход от монокултури към поликултури (което увеличава добива на биомаса от единица площ земеделска земя), разработване на нови високопродуктивни и др. полезни свойства(например устойчивост на суша или соленост) на сортовете култивирани растения.
Хранителните култури служат като суровина за хранително-вкусовата промишленост. В производството се използва биотехнология хранителни продуктиот растителни и животински суровини, тяхното съхранение и кулинарна обработка, в производството на изкуствени храни (изкуствен хайвер, изкуствено месо от соеви зърна, чиито зърна са богати на пълноценен протеин), в производството на храна за животни от продукти, получени от водорасли и микробна биомаса (например получаване на фуражна биомаса от микроби отглеждане на масло).
Тъй като микроорганизмите са изключително разнообразни, микробиологичната индустрия ги използва за производството на различни продукти, например ензимни препарати, които се използват широко в производството на бира, алкохол и др.
Биотехнологията е един от най-важните начини за решаване на екологични проблеми. Те се използват за унищожаване на замърсяването на околната среда (например пречистване на вода или отстраняване на замърсяване с нефт), за възстановяване на унищожени биоценози ( тропически гори, северна тундра), възстановяване на популации на застрашени видове или аклиматизация на растения и животни в нови местообитания (виж 17.2.6).
Така с помощта на биотехнологиите се решава проблемът с разработването на замърсени територии с растителни видове, устойчиви на това замърсяване. Например през зимата градовете използват минерални соли за борба със снежните преспи, които убиват много видове растения. Някои растения обаче са устойчиви на соленост и са в състояние да абсорбират цинк, кобалт, кадмий, никел и други метали от замърсени почви; Разбира се, те са за предпочитане в условия големи градове. Развъждането на сортове растения с нови свойства е една от областите на екологичната биотехнология.
Важни области на екологичната биотехнология са ресурсната биотехнология (използването на биосистеми за разработване на минерални ресурси), биотехнологичната (използваща бактериални щамове) обработка на промишлени и битови отпадъци, пречистване на отпадъчни води, дезинфекция на въздуха, генно инженерство екологични биотехнологии (виж 17.2.6).
17.2.4. Разнообразие от приложения на биотехнологиите.
Биотехнологиите се използват успешно в някои „екзотични“ отрасли. По този начин в много страни микробната биотехнология се използва за подобряване на нефтения добив. Микробиологичните технологии са изключително ефективни при получаването на цветни и благородни метали. Ако традиционната технология включва печене, което освобождава голямо количество вредни газове, съдържащи сяра, в атмосферата, то при микробната технология рудата се прехвърля в разтвор (микробно окисление), след което чрез електролиза от нея се получават ценни метали.
Използването на метанотрофни бактерии може да намали концентрацията на метан в мините. А за домашния въгледобив проблемът с метана от въглищните мини винаги е бил един от най-острите: според статистиката, поради експлозии на метан в мини, всеки 1 милион тона добити въглища отнема живота на един миньор.
Ензимните препарати, създадени по биотехнологични методи, се използват широко в производството на прахове за пране, в текстилната и кожарската промишленост.
Космическата биология и медицина изучават моделите на функциониране на живите организми, предимно човешките, в космически условия, космически полети и престой на други планети и тела. слънчева система. Едно от важните направления в тази област е развитието на космическите биотехнологии - затворени биосистеми, предназначени да функционират в условията на продължителен космически полет. Подобна система, създадена от местната наука, е в състояние да осигури жизнената активност на космонавтите в продължение на 14 години. Това е напълно достатъчно за реализиране на космическата мечта на човечеството - полет до най-близките планети на Слънчевата система, предимно до Марс.
По този начин, съвременна биотехнологияизключително разнообразен. Неслучайно 21в. често наричана ерата на биотехнологиите. Най-важният клон на биотехнологиите, който отваря най-зашеметяващите перспективи пред човечеството, е генното инженерство.
17.2.5. Развитие на генното инженерство.
Генното инженерство възниква през 70-те години на миналия век. като клон на молекулярната биология, свързан с целенасоченото създаване на нови комбинации от генетичен материал, способен да се размножава (в клетка) и да синтезира крайни продукти. Решаваща роля в създаването на нови комбинации от генетичен материал играят специални ензими (рестриктази, ДНК лигази), които позволяват нарязването на ДНК молекулата на фрагменти на строго определени места и след това „зашиване“ на ДНК фрагментите в едно цяло. Едва след изолирането на такива ензими стана практически възможно да се създадат изкуствени хибридни генетични структури - рекомбинантна ДНК. Рекомбинантната ДНК молекула съдържа изкуствен хибриден ген (или набор от гени) и „векторен фрагмент“ от ДНК, който осигурява възпроизвеждането на рекомбинирана ДНК и синтеза на нейните крайни продукти - протеини. Всичко това вече се случва в клетката гостоприемник (бактериална клетка), където се въвежда рекомбинираната ДНК.
С помощта на методите на генното инженерство първо са получени трансгенни микроорганизми, които носят бактериални гени и гени на онкогенен маймунски вирус, а след това микроорганизми, които носят гените на мухи Drosophila, зайци, хора и др. Впоследствие беше възможно да се извърши микробен (и евтин) синтез на много биологично активни вещества, присъстващи в тъканите на животни и растения в много ниски концентрации: инсулин, човешки интерферон, човешки хормон на растежа, ваксина срещу хепатит, както и ензими, хормонални лекарства, клетъчни хибриди, които синтезират антитела с желана специфичност и др.
Генното инженерство откри перспективи за изграждане на нови биологични организми - трансгенни растения и животни с предварително планирани свойства. Всъщност няма непреодолими природни ограничения за генния синтез (например има програми за създаване на трансгенна овца, покрита с коприна вместо вълна; трансгенна коза, чието мляко съдържа ценен за хората интерферон; трансгенен спанак, който произвежда протеин, който потиска ХИВ инфекции и др.). Появи се нова индустрия - трансгенна биотехнология, която се занимава с изграждането и използването на трансгенни организми. (В момента в Съединените щати работят около 2500 фирми за генно инженерство.)
Неразривно свързано с развитието на технологиите за генно инженерство, фундаментални изследванияв молекулярната биология. Една от най-важните области на молекулярната биология и генното инженерство е изучаването на геномите на растителни и животински видове и разработването на методи за тяхната реконструкция. Геномът е набор от гени, характерни за хаплоид, т.е. единичен набор от хромозоми на даден тип организъм. За разлика от генотипа, геномът е характеристика на вид, а не на индивид. Общата логика на изследването води молекулярна биологияот измислянето на начини за пресъздаване на генома на даден вид до разработването на начини за пресъздаване на генотипа на даден индивид.
Изследването на човешкия геном е от голямо значение. Като част от един от най-трудоемките и скъпи международни проекти в историята на науката, човешкият геном (започнат през 1988 г., участват няколко хиляди учени от повече от 20 страни; струва до $9 милиарда), задачата беше поставена да открие последователността на нуклеотидните бази във всички човешки ДНК молекули и да ги локализира, т.е. напълно картографират всички човешки гени. След това се очаква изследователите да определят всички функции на гените и да разработят технологични начини за използване на тези данни.
Към днешна дата е установено, че човешкият геном се състои от 3 милиарда нуклеотида, 30 милиона от които (около 10% от цялата хромозомна ДНК) са комбинирани в 40 хиляди гена. (Можем да предложим следната аналогия. Човешкият геном е грандиозен текст, създаден от природата, състоящ се от 3 милиарда букви, които са нуклеотидни молекули – аденин, гуанин, цитозин и тимин.) През 2003 г. завършването на важна част от беше обявен проект - Идентифицирани бяха нуклеотидните последователности на 40 хиляди човешки гени. (Функциите на останалите 90% от ДНК нуклеотидите не са напълно разбрани и сега се изясняват.) Интересното е, че разликите между двама души на ниво ДНК възлизат средно на един нуклеотид на хиляда и те определят наследствените индивидуални характеристики на всеки човек.
По време на изпълнението на Проекта за човешкия геном бяха разработени много нови методи за изследване, повечето от които напоследъкавтоматизиран. Това значително ускорява и поевтинява разкодирането на ДНК, което е най-важното условие за широкото им използване в медицинска практика, фармакология, криминология и др. Сред тези методи има такива, които позволяват да се дешифрира генотипа на отделен човек и да се създадат генни портрети на хора. Това дава възможност за по-ефективно лечение на заболявания, оценка на способностите и възможностите на всеки човек, идентифициране на различията между популациите и оценка на степента на адаптивност на конкретен човек към конкретна екологична ситуация. ДНК последователностите могат да се използват за определяне на степента на родство между хората. Разработен е метод за „генетичен пръстов отпечатък“, който успешно се използва в криминалистиката. Подобни подходи могат да се използват в антропологията, палеонтологията, етнографията и археологията.
1 Към днешна дата са известни около 10 хиляди. различни заболяваниядуши, от които повече от 3 хиляди са наследствени. Идентифицирани са мутации, които са отговорни за заболявания като хипертония, диабет, някои видове слепота и глухота, злокачествени тумори; са открити гени, отговорни за една от формите на епилепсия, гигантизъм и др.
2 В момента се разработват технологии за медицински цели, които позволяват получаването на „генетична карта“ на човек за една седмица и записването й на компактдиск.
3 Напоследък въпросът за поверителността на генетичната информация за конкретни хора беше горещо дискутиран. Някои държави имат закони, които ограничават разпространението на такава информация.
В същото време, както казват експертите, изследването на човешкия геном е изяснило много по-малко мистерии от очакваното. Беше възможно само да се „поставят указатели“ за по-нататъшни изследвания. Разчитането на генома е първата стъпка към разбирането на неговото функциониране. Следващата задача е да разберем какви са функциите на гените, как и какви протеини синтезират, как гените функционират индивидуално и как взаимодействат помежду си; с други думи, как 3 милиарда нуклеотида работят заедно. Това е може би основният проблем на биологията през 21 век.
17.2.6. Трансгенни организми: проблемът с живота в генетично модифициран свят.
Молекулярната генетика вече отваря широки перспективи пред генното инженерство. Една от тези перспективни области е създаването на трансгенни растения, животни, микроорганизми, т.е. такива организми, в чийто собствен генетичен материал са „вградени“ чужди гени.
По този път бяха постигнати забележителни резултати. И така, изминаха последните 15 години полеви тестовеоколо 25 000 различни трансгенни растителни култури, някои от които са устойчиви на вируси, други на хербициди, а трети на инсектициди. Площите, засети с трансгенни устойчиви на хербициди соя, памук и царевица, обхващат 28 милиона хектара по целия свят. Цената на реколтата от трансгенни зърна през 2000 г. се оценява на $3 млрд. Индустрията за трансгенни животни също е развита. Те се използват широко за научни цели като източник на органи за трансплантация, като производители на терапевтични протеини, за тестване на ваксини и т.н. Например в Германия трансгенен бик (на име Херман) съдържа в своя геном човешкия лактоферинов ген, който кодира синтеза на специален протеин в човешкото мляко, откъдето бебетата спят сладко.
Неразделна част от проектите за създаване на трансгенни организми са изследванията и разработките в областта генна терапия— терапевтични процедури, като например въвеждане на необходимите трансгени в клетките на болен организъм, замяна на болни гени със здрави, целенасочена доставка на лекарства до засегнатите клетки. Трансгените, влизайки в клетката, компенсират нейните генетични дефекти чрез отслабване или засилване на синтеза на определен протеин.
В бъдеще се очаква трансгенните технологии да се използват за решаване на широк кръг от проблеми. По този начин, за решаване на редица екологични проблеми, се разработва програма за проектиране на трансгенни микроби, които могат: активно да абсорбират CO2 от атмосферата и следователно да намалят парниковия ефект; активното поглъщане на вода от атмосферата означава превръщане на пустините в плодородни земи; конструират трансгенни микроорганизми, които повишават плодородието на почвата, оползотворяват замърсители, превръщат отпадъците, облекчават проблема с недостига на суровини (трансгенни микроби, които синтезират каучук) и др.
За повишаване на ефективността на селското стопанство се планира създаването на трансгенни растения с повишена хранителна и фуражна стойност, трансгенни дървета за производство на хартия, за растеж на дървесина, трансгенни животни с повишена биомаса и млечна продуктивност, трансгенни видове ценни видовериба, по-специално сьомга; и т.н.
Повишаването на ефективността на здравеопазването с помощта на трансгенни технологии включва по-специално решаване на проблеми с контрола на наследствените заболявания (трансгенни вируси за генна терапия, трансгенни микроби като живи ваксини и др.). Обсъждат се проблемите на клонирането (виж 17.2.7) на животни (и хора) и дори създаването на нови форми на живи същества (синтезират се нови нуклеотиди и нови аминокиселини за нов генетичен код), способни да колонизират други планети ( обсъжда се проект за създаване на микроби за Марс, които могат да отделят въглероден диоксид, което ще доведе до затопляне на марсианския климат).
В лабораторията е извършена значителна работа за конструиране на трансгенни микроби с голямо разнообразие от свойства. В същото време използването на трансгенни микроби в открита среда все още е забранено от правни документи поради несигурността на последствията, до които може да доведе такъв фундаментално неконтролиран процес. Освен това самият свят на микроорганизмите е проучен изключително слабо: науката знае най-добрият сценарийоколо 10% от микроорганизмите, а за останалите практически нищо не се знае; Моделите на взаимодействие между микробите, както и между микробите и други биологични организми, не са достатъчно проучени. Тези и други обстоятелства обуславят критично отношение не само към трансгенните микроорганизми, но и към трансгенните биологични организми като цяло и вълна от протести срещу трансгенните биотехнологии - хората не искат да живеят в генетично модифициран свят.
1 Етични и правни аспекти на проекта за човешкия геном: международни документи и аналитични материали. М., 1998.
Горещият дебат продължава около 25 години. Съществуват опасения - и то съвсем основателни - че ако трансгенни микроби и трансгенни растения и животни, които не са участвали в еволюцията заедно с „естествените“ организми, бъдат пуснати свободно в биосферата, това ще доведе до такива негативни последици, за което учените дори не знаят. Вече можем да говорим за неизбежното прехвърляне на гени и трансгенни организми в „обикновени“, което може да промени генетичната програма на животните и хората; за активирането на латентни патогенни микроби и появата на епидемии от неизвестни досега болести по растенията, животните и хората; за изместването на естествените организми от техните екологични нишии нов кръг от екологична катастрофа; за появата на чудовища, които унищожават всичко по пътя си; и т.н. Въз основа на това се прави извод за необходимостта от забрана не само на генетичните биотехнологии, но и на научните изследвания в тази област.
Привържениците на по-нататъшното развитие на генното инженерство излагат своите аргументи. Те твърдят, че генното инженерство по същество прави същото (т.е. създава генни варианти), което самата природа е правила от милиарди години, създавайки и подбирайки генотипове на биологични организми по време на еволюцията; в природата съществува и генен трансфер между различни организми (особено между микроби и вируси), така че появата на трансгенни организми в биосферата не добавя нищо ново. В тази връзка те категорично възразяват както срещу забраната за изследвания в областта на молекулярната генетика, така и срещу забраната на биотехнологиите. Вярно е, че най-предпазливите от тях допускат възможността за ограничаване или забрана на определени изследвания и технологични разработки по морални и етични причини (например клониране на хора) или поради непредсказуемостта на последствията (изследванията на трансгенни микроби могат да се извършват само в лаборатория условия, в отворена природаРано е да ги пускаме).
Страховете за резултатите от трансгенните технологии обаче са несигурни, а ползите, измерени в много милиарди долари, са конкретни и очевидни, а в редица страни има нарастващи настроения, насочени към разрешаване (в зависимост от научната и техническа експертиза) на поле изследване на трансгенни микроорганизми. Това говори за нуждата правна уредбаотношения в областта на новите генноинженерни биотехнологии.
17.2.7. Клонирането и неговите възможности: измислица и реалност.
Напоследък в средствата средства за масова информацияИма много предсказания, пожелания, предположения и фантазии за клонирането на живи организми. Обсъждането на възможността за клониране на хора придава особена спешност на тези дискусии. Интерес представляват технологичните, етичните, философските, правните, религиозните и психологическите аспекти на този проблем; последствията, които могат да възникнат при прилагането на този метод на човешка репродукция. Както често се случва в такива случаи, желанието за сензация често прикрива същността на проблема, особено когато се изказват неспециалисти. И в същото време неговата сериозност е извън съмнение, така че нека го разгледаме по-подробно.
Клонът е колекция от клетки или организми, които са генетично идентични с една родителска клетка. Клонирането е метод за създаване на клонинги чрез прехвърляне на генетичен материал от една (донорна) клетка в друга клетка (енуклеирана яйцеклетка). В този случай е необходимо да се прави разлика между трансфера на ядрото на ембрионална клетка и трансфера на ядрото на соматична клетка на възрастен организъм.
1 Енуклеация - методи, които включват пълно отстраняване ядрен материалот яйце.
На първо място, трябва да се отбележи, че клонингите съществуват в природата. Те се образуват по време на безполово размножаване (партеногенеза) на микроорганизми (митоза, просто делене), вегетативно размножаванерастения. В генетиката на растенията клонирането отдавна е овладяно и е установено, че членовете на един клон се различават значително по много характеристики; Освен това понякога тези разлики са дори по-големи, отколкото при генетично различни популации.
Добре известен пример за естествено клониране са еднояйчните близнаци, развити от едно и също яйце. При хората това винаги са бебета от един и същи пол и винаги изненадващо подобни едно на друго. Раждането на еднояйчни близнаци е възможно, защото ембрионът на бозайник (включително човек) в най-ранните етапи (фазата на фрагментиране на яйцеклетката, наречена бластулация) може да бъде разделен на отделни бластомери без видими отрицателни последици (при хората, поне до етапа от 8 бластомера), от които при определени условия могат да се развият индивиди, идентични по своя генотип. С други думи, от един 8-клетъчен човешки ембрион можете да получите до 8 абсолютно идентични бебета (или момичета, или момчета). Но еднояйчните близнаци, макар и много подобни един на друг, далеч не са еднакви във всичко.
Сегашният клонален бум е свързан с отговора на въпроса: възможно ли е да се пресъздаде организъм не от зародишна клетка, а от соматична клетка (за разлика от зародишната клетка, тя има двоен набор от хромозоми) чрез извличане на ядрото от и трансплантирането му в „безядрено“ яйце? С други думи, въпросът е дали растежът, развитието и диференциацията на ембриона и онтогенезата причиняват необратими модификации на генома в соматичните клетки или не? Отговорът на този въпрос може да бъде получен само въз основа на експериментални изследвания.
През 20 век Бяха проведени много успешни експерименти върху клонирани животни (амфибии, някои видове бозайници), но всички те бяха извършени с помощта на трансфер на ядра на ембрионални (недиференцирани или частично диференцирани) клетки. Смяташе се, че е невъзможно да се получи клонинг, като се използва ядрото на соматична (напълно диференцирана) клетка на възрастен организъм. Въпреки това през 1997 г. британски учени обявиха успешен сензационен експеримент: получаване на живо потомство (овцата Доли) след прехвърляне на ядро, взето от соматична клетка на възрастно животно (донорната клетка е на повече от 8 години). Наскоро в САЩ (Университет на Хонолулу) бяха проведени успешни експерименти за клониране на мишки. По този начин съвременната биология е доказала, че получаването на клонинги на бозайници е принципно възможно.
Получените данни ни принудиха да погледнем по нов начин процеса на клетъчна диференциация. Оказа се, че този процес е обратим и цитоплазмените фактори са в състояние да инициират развитието на нов организъм, базиран на генетичния материал на ядрото на възрастна, напълно диференцирана клетка. Можем да кажем, че „биологичният часовник“ се е върнал назад: развитието на организма може отново да започне от генетичния материал на възрастна соматична клетка.
Медиите започнаха да говорят за зашеметяващите перспективи на клонирането, предимно за животновъдство. Използването на технологията за клониране в научните изследвания се очаква да задълбочи разбирането и решаването на проблемите в онкологията, изучаването на онтогенезата, молекулярната генетика, ембриологията и др. Появата на овцата Доли наложи нов поглед към проблемите на геронтологията ( стареене).
Особено разгорещени дискусии се развиват около въпроса за клонирането на хора. В момента няма техническа възможност за клониране на човек. По принцип обаче клонирането на хора изглежда като напълно осъществим проект. И тук възникват много не само научни и технологични проблеми, но и етични, правни, философски и религиозни.
В същото време учените са много предпазливи относно перспективите на клонирането и посочват ограниченията на този метод. По-специално те отбелязват, че въз основа на законите на молекулярната генетика могат да се формулират редица предположения.
Първо, продължителността на живота на клониран организъм няма да бъде равна на продължителността на живота на нормален организъм, образуван от зародишни клетки, но във всеки случай по-малка от нея (като се вземе предвид възрастта на донорния организъм); Така овцата Доли умира през 2003 г., след като е живяла малко повече от 5 години, докато „естествените“ овце живеят 14-15 години. В крайна сметка хромозомите на соматичната клетка са много по-къси в сравнение с хромозомите на половите (зародишните) клетки.
Второ, клонираният организъм ще носи тежестта на генетичните мутации на донорната клетка, което означава нейните заболявания, признаци на стареене и т.н. Следователно онтогенезата на клонингите не е идентична с онтогенезата на техните родители: клонингите преминават през различен жизнен път, съкратен и наситен с болести. Може да се твърди, че клонирането не носи подмладяване, връщане на младостта или безсмъртие. По този начин методът на клониране не може да се счита за абсолютно безопасен за хората.
Трето, клонирането не е копиране. Клонинг не е точно копиеклонирано животно. означава, човешки клонингиникога няма да бъдат идентични с родителите си, да не говорим за различния им житейски и социално-културен опит.
Като цяло какво е човешки клонинг? От една страна, той може да се нарече дете на своя родител. От друга страна, той също е нещо като еднояйчен генетичен близнак на своя родител. Това поражда редица морални и правни проблеми.
Най-актуалните сред тях са следните: трябва ли човешки клонинг да има всички права на човек и гражданин; които трябва да се считат за негови родители, тъй като три лица участват в неговото раждане: донорът на клетката, донорът на яйцеклетката и сурогатна майка; Необходимо ли е в тази връзка и ако да в каква посока да се преразгледат съответните раздели от конституционното, гражданското, семейното и наследственото право, по-специално какви (родителски) права (и отговорности) има „приносителят на генетичен материал“ , донорът на яйцеклетка има сурогатна майка? Възможно е адвокатите също да трябва да разгледат въпроса за собствеността върху нечие ДНК, тъй като клетки могат да бъдат взети без съгласието на човек.
Правната страна на проблема става още по-объркваща, ако добавим към това, че очевидно няма фундаментални пречки пред клонирането на човек от клетките на починал човек. (Кой има право да се разпорежда с генетичния материал на починалия за последващо клониране? Може ли индивид, чиито клетки са били клонирани след смъртта, да се счита за баща (майка)? И т.н.)
Има също така етични, философски и религиозни аспекти на проблема с клонирането: усложняването на значението на личната индивидуалност и уникалност и проблемът за семейството, неговата роля в обществото и въпросът за границите на науката, практическата сила на човек, накърняването на чувствата на вярващите и страхът, че човешките клонинги „нормалните“ хора няма да бъдат възприемани като хора и т.н. Неслучайно много обществени организации декларират моралната неприемливост на всякакви опити за клониране на хора. ООН се готви международно споразумениеотносно забраната за клониране на хора.
Но, разбира се, процесът на опознаване на света не може да бъде спрян. Очевидно е, че изследванията в областта на ембриологията и клонирането на хора са много важни за медицината и разбирането на начините за постигане на човешкото здраве. Следователно те трябва да бъдат изпълнени. Прякото клониране на хора (до задълбочено изясняване на правните, етичните и други аспекти на този проблем) засега очевидно е неприемливо. Свързаните научни знания обаче вече могат да бъдат полезни при решаването на много медицински проблеми (лечение на безплодие, клониране на човешки тъкани и органи за създаване на банка от „резервни части“ за конкретни хора, което ще гарантира удължаването на живота им и др.) . Рано или късно ще дойде време, когато технологиите на генното инженерство в областта на принципите на клонирането на хора ще навлязат в ежедневието.
.
