Техника - молодёжи 1955-12, страница 19

состоянии. Особенно подходящими для этой цели являются бактерии, водоросли и грибы. Осуществляемая микробиологами работа по селекции микроорганизмов, производящих антибиотики и продукты брожения (спирты, органичеокие кислоты, сахара, ацетон и т. п.), подсказывает методы решения вопроса. Следует учитывать, что исходная форма грибка, используемого для производства пенициллина методом погруженного роста, имела активность всего в 40— 80 единиц на 1 мл. В результате же селекционной работы с культурами, подвергнутыми облучению рентгеновскими и ультрафиолетовыми лучами, продуктивность исходной формы удалось поднять до 1 ООО единиц в 1 мл и выше.

Опираясь на принципы мичуринской биологии, можно надеяться разрешить и вторую, более сложную задачу: создать формы организмов, концентрирующие какой-то заранее заданный элемент. На возможные пути подхода к решению этой задачи указывает, например, отмеченная выше способность железобактерий, в случае отсутствия железа, использовать для биосинтеза марганец окружающей среды.

Грибок черный аспергилл при нехватке цинка использует для своего обмена вещество уран. В результате содержание урана в грибке может возрасти по сравнению с окружающей средой в десять раз. Селен, близкий по своему химическому поведению к сере, может в известной мере замещать ее в таких физиологически важных соединениях, как некоторые аминокислоты, входящие в белки. Для ряда растений (астрагалы), произрастающих на богатых селеном почвах, этот элемент стал необходимым и накапливается в них до 1,25 г на 1 кг веса, что в сотни тысяч раз превышает обычное содержание селена в почве. Обнаружено, что некоторые растения, накапливающие селен, захватывают также уран, концентрируя его из окружающей почвы. Пока нельзя сказать ничего определенного относительно концентрации и физиологической роли ниобия в организмах, однако опыты внесения радиоактивного ниобия Nb⁹⁵ в почву обнаружили энергичный захват этого элемента растениями.

Подобного рода факты дают основание надеяться, что работа

по созданию организмов, накапливающих определенный химический элемент, окажется успешной.

Очевидно, что практический интерес может вызвать в первую очередь концентрация таких элементов, которые лишь редко образуют рудные скопления в природе или всегда находятся в рассеянном, диффузном состоянии. Нет смысла искусственным биологическим путем накапливать кальций, хлор, железо, кремний, натрий, поскольку в природе имеются мощные и достаточно доступные источники этих элементов.

Для распространенных, недефицитных элементов их биохимическая концентрация может быть использована лишь в таких целях, как биологическая очистка вод или как поисковый признак при разведке полезных ископаемых (в последнем случае речь могла бы итти о создании специальных организмов-индикаторов, подобных тем, которые существуют ныне для витаминов, аминокислот и т. п.).

Приведенные примеры накопления организмами таких рассеянных, малых и редких элементов, как иод, бром, германий, кадмий, рубидий, ниобий, ванадий и т. д., позволяют предполагать, что в отношении подобных элементов биохимическая концентрация могла бы дать практический эффект.

%

А

_

НАХОДЧИВЫЙ МАЛЬЧИК

Однажды Ботанический сад прислал известному естествоиспытателю Бюффону два редкостных банана. Мальчик, которому было поручено передать плоды, рассудил, что оба они имеют одинаковые свойства и в таком количестве для науин излишни. Поэтому он съел один банан.

— А где в горой? — спросил Бюф-фон, заранее предупрежденный, что будет два плода.

— Я его съел.

— Как съел? — вскричал рассерженный ученый.

— А вот так, — сказал мальчик и тут же съел второй банан.

ЗООЛОГИЧЕСКАЯ ОШИБКА

Однажды ученики французского ученого Кювье, который, как известно, был большим знатоком современных и ископаемых животных, решили напугать своего знаменитого учителя. На одного из юношей они надели шкуру хищного животного, на голову ему приделали маску страшного зверя с большой пастью и с большими рогами, а к ногам привязали копыта. В таком наряде ученик влетел в кабинет к своему учителю с криком: «Я тебя съем!»

Каково же было удивление подсматривающих за этой сценой, когда оторопел не учитель, а наряженный ученик, ибо Кювье громко рассмеялся при его виде и сказал: «Я не боюсь тебя, чудовище. Все животные с копытами едят только траву. Ты не можешь меня съесть. Так говорят мне законы природы».

После этой тирады Кювье рассмеялся еще громче...

Не кажется слишком невероятным предположение, что организмы, накапливающие в своем скелете соли кальция или магния, могли бы дать исходные формы для выведения, например, биоконцентраторов стронция или лития.

Современная техническая биохимия и микробиология, существующие приемы переработки водопроводных и сточных вод создают необходимые технологические предпосылки для выращивания живых концентраторов химических элементов в производственных условиях. Микробиологи и химики разработали методы поверхностного и глубинного роста культур, их подкормки и защиты, а также способы извлечения полезных продуктов их жизнедеятельности. Водопроводные станции больших городов перерабатывают сотни тысяч кубических метров воды в сутки, такие же массы сточных вод коммунального хозяйства и промышленных предприятий подвергаются очистке от химических и других примесей. Существующие приемы фильтрации, аэрации, осаждения, сбраживания больших объемов жидкостей могут быть использованы для решения задачи биологической концентрации элементов.

В свое время академик В. И. Вернадский подчеркивал, что по быстроте концентрации твердого вещества из рассеянного его состояния биогеохимическая энергия является, вероятно, величайшей силой — в аспекте геологического времени, — какая существует на нашей планете. Действие этой силы может и должно быть планомерно использовано, направлено и ускорено с целью промышленной концентрации вещества.

Приведенные факты и соображения позволяют несколько приподнять завесу будущего, нарисовать картины, которые уже сейчас не кажутся слишком фантастичными.

Можно представить себе прибрежные полосы морей и океанов, на которых выращиваются специально выведенные сорта водорослей. Эти водоросли, помимо пищевого и технического сырья (белков, углеводов, волокна), в зависимости от разновидности, в высокой степени концентрируют определенные элементы, например иод, бром, фтор. Учитывая сырьевые богатства морской воды, высокую интенсивность размножения водорослей, имеющиеся навыки их использования (вплоть до искусственного разведения их в Китае и Японии), было бы особенно важно развернуть селекционную работу с ними.

Можно вообразить каскады искусственных бассейнов, через которые протекают большие массы морских, речных или сточных промышленных вод. В каждом из этих бассейнов биологическим путем извлекается определенный элемент или группа элементов. В одних бассейнах выращиваются водоросли, в других на пористых носителях (песок, гравий) развиваются колонии быстро размножающихся и сильно концентрирующих элементы микроорганизмов. Они извлекают из растворов стронций, бор, рубидий, цезий, другие редкие элементы. Защищенные от своих естественных врагов, биоконцентраторы могли бы показать очень высокую продуктивность.

Можно, далее, надеяться вывести такие организмы, которые будут концентрировать в своих тканях определенный изотоп данного элемента, например тяжелый водород.

Можно... Но пусть о дальнейших возможностях в деле использования биоконцентраторов и о путях их осуществления подумает читатель.

17