Химия завтра - [26]

Чтобы создать химический завод, столь же совершенный, как клеточный, биохимикам предстоит немало поработать.

Ферменты возникли в первом же живом комочке белка. С тех пор несметное число тысячелетий природа совершенствовала это свое создание, как и другие детали белковых молекул. А если создать модель химической системы, которая станет само-развиваться подобно живому белку?

Разумеется, такую эволюцию надо сжать во времени. Ее можно направить и необязательно по проторенному пути, а выбрать другой вариант, не только более короткий, но и чем-то более интересный. У природы, как мастера эволюции, тоже бывали в запасе разные варианты.

Клетка устроена одинаково у людей и животных. Но люди и животные суши не могут пить морскую воду, а обитатели моря и одна-единственная птица — альбатрос — могут. У альбатроса имеется солевая железа, клетки которой работают несколько иначе. Сложная система клеточных «насосов» опресняет воду и выбрасывает соли.

Если уж природа придумала такое хитроумное приспособление, то почему бы и человеку, создав саморазвивающуюся химическую систему, не попробовать вести искусственную эволюцию по-своему?

Сине-зеленые водоросли работают, строят белок не только на свету, но и в темноте, если к питательному раствору добавлять глюкозу. Химическое производство в них легко переналаживается. И это тоже показатель высокого совершенства. Перевести же химзавод с одного вида топлива на другой — для нас целая реконструкция.

Учителями химиков должны стать и бактерии. Как много дала бы химии будущего разгадка секретов их химического «производства»! С помощью своих ферментных систем они могут делать удивительные вещи.

Есть бактерии, которые синтезируют белки, питаясь окисью углерода, а она смертельна для человека даже в самой малой дозе. Есть бактерии, окисляющие железо, превращающие серу в серную кислоту, использующие гремучий газ, который не взрывается при этом.

Невидимки легко и просто связывают атмосферный азот в разные соединения: тот самый азот, который химики долго не могли заставить вступать в реакции и успеха добились лишь с помощью высоких давлений и температур. То, что происходит в клубеньковых бактериях, живущих на корнях бобовых растений и связывающих азот, будет воспроизведено искусственно. Тогда покажутся анахронизмом дорогие, громоздкие, огромные машины и аппараты современной химической индустрии.

Катализаторы бактериальных клеток весьма совершенны. Мы не умеем иногда получать нужный нам продукт в чистом виде, без «спутников». А бактерии способны на это.

Мы еще не умеем получать кое-какие вещества, которые легко вырабатываются бактериями. Уже тысячи химических реакций, самых разнообразных, проводят для нас микроорганизмы. В будущем мы научимся управлять, руководить их работой.

Мы наладим в широких масштабах синтез всевозможных соединений — антибиотиков и витаминов, углеводов, белков и жиров, стимуляторов роста, добычу полезного нам всюду, где оно есть. И, что очень важно, мы выведем новые виды бактерий, заставим их синтезировать именно то, что нужно нам. Новые поколения, выведенные искусственным путем, могут оказаться намного производительнее своих предков: отличий здесь не меньше, чем у домашних животных и культурных растений от диких.

Совершенно необычное применение в биохимии уже нашла вычислительная техника. Электронные машины рассчитывают рацион питания для бактерий: первый опыт, который поможет воспользоваться электроникой для управления микробиологическим синтезом. Большие биохимические заводы, производящие корма и пищу, будут управляться кибернетически.

Вполне серьезно геологи говорят уже теперь о возможности создавать месторождения руд — не за миллионы лет, как в природе, а гораздо быстрее. Бактерии в этом помогут, ибо они работники и в подземных кладовых.

Пример неожиданной проблемы, которую химия выдвигает и которую она же должна решить. Тару изготовляют из негорючей пластмассы. Поэтому уничтожить ее невозможно. Но если ввести в нее уже при изготовлении бактерии, то они потом съедят пластик.

Какой откроется простор, когда разгадают многие загадки живого!

Вот один из первых примеров удачной учебы химиков у природы.

Из крови осьминога извлекли вещество, способное собирать медь, растворенную в морской воде. Затем создали подобное вещество искусственно. Оно задерживало не только медь, но и уран, и притом полностью.

Тогда пошли еще дальше: появился еще один химический «аккумулятор» — для золота. Собрали его вроде бы очень мало — меньше полуторамиллионной доли грамма из ста литров. Но Океан велик, а технология чрезвычайно проста. Если пропускать морскую воду через небольшие плотины, поставив на ее пути химический аккумулятор, то можно добыть немало драгоценного металла.

Химики могут поучиться у природы секретам растительных конструкций. Они узнали, что растения состоят в основном из углеводов или похожих на них веществ. Эти вещества особенно подходят для создания прочных и своеобразных архитектурных сооружений. Природа умело распределила материал, применила армировку, — волокна, составляющие остов, выдерживают наибольшую нагрузку, они не менее прочны, чем сталь.