Наука и новые технологии: воздействие на цивилизацию

Новые стратегии исследования могут вызвать всплеск технологических инноваций. Исторически научное знание было в значительной степени основано на наблюдениях, совершаемых с помощью наших органов чувств. Постепенно, доступные методы исследования обогатились научными данными, что значительно увеличило возможности изучения свойств и механизмов природы. Например, научные исследования стали более продуктивными с появлением луп и мощных микроскопов. В значительной степени на данной стратегии построена генетика. В классической генетике биологические функции случайных или искусственных мутаций сравниваются с функциями их предшественников. В современной генетике, мутации определенных видов рассматриваются в цепочке ДНК. Наблюдения за изменениями в свойствах фенотипа, вызванных мутациями, зачастую предоставляют намеки на функции, вызываемые определенными цепочками ДНК.

В целом, новые технологические возможности научных исследований позволяют извлекать огромную пользу, делая доступными широкий круг изучаемых явлений и объектов. Появление оригинальных стратегий исследования зачастую сильно влияет на количество и качество имеющихся научных знаний и, в свою очередь, может увеличить всплеск 82

КРЕАТИВНАЯ ЭКОНОМИКА И СОЦИАЛЬНЫЕ ИННОВАЦИИ CREATIVE ECONOMICS AND SOCIAL INNOVATIONS технологических инноваций. Стоит отметить, что новые стратегии исследования обычно появляются в тех отраслях науки, в которых использование инновационной стратегии принесет наибольшую выгоду.

Всё более очевидной становится культурная значимость научного знания. Научные знания и открытия, бесспорно, представляют культурные ценности. С одной стороны, уже упомянутые инновации в технологиях и часто инвазивные изменения в естественных процессах и в традиционных человеческих обычаях, принадлежат к процессу, называемому нами культурным развитием . С другой стороны, новые научные знания могут обогатить наше мировоззрение и потому также выступают философскими ценностями.

В современной культуре научное знание является добавочным компонентом по отношению к информации, имеющей иное происхождение и иной статус (например, знания, полученные в раннем детстве, знания, приобретенные в процессе получения образования или религиозные убеждения). Таким образом, выстраиваемая конструкция нашего мировоззрения в значительной мере обеспечивает людей прочной основой для осознанного или бессознательного выбора, тех или иных решений в различных ситуациях нашей жизни.

Очевидна и роль науки в технологических и политических оценках. Оценка, основанная на научном знании, может определять возможные последствия политических решений и, в свою очередь, предопределять судьбу инновационных технологий. Любая из оценочных проработок должна включать в себя объективные (непредвзятые) определения масштабов пользы и риска для человечества и окружающей среды для того, чтобы предусмотреть оптимальный устойчивый путь развития цивилизации.

Ещё в феврале 1975 года на международной конференции в калифорнийском городе Асиломар (Asilomar) ученые подняли вопрос о предположительном риске рекомбинантной работы ДНК в биологической эволюции (Ред. рекомбинантная ДНК — искусственно созданная человеком последовательность ДНК, части которой могут быть синтезированы химическим путём). Важно различать долгосрочные и краткосрочные риски динамике эволюционных изменений. Было решено, что краткосрочные риски могут быть экспериментальным образом изучены в лаборатории. Потенциальной опасности для здоровья персонала лаборатории можно избежать путем соблюдения правил безопасности для работы в лабораториях медицинской микробиологии. Проявление долгосрочных рисков связывалось с процессом выброса организмов с рекомбинантной ДНК в окружающую среду. Неизвестные риски относились к потенциальной контрибуции рекомбинантной ДНК в процессе биологической эволюции.

КРЕАТИВНАЯ ЭКОНОМИКА И СОЦИАЛЬНЫЕ ИННОВАЦИИ CREATIVE ECONOMICS AND SOCIAL INNOVATIONS

В то же время, эксперименты по молекулярной эволюции предоставили нам новое, более глубокое понимание естественных процессов биологической эволюции. Именно анализ микробной генетики и недавние сравнения цепочек ДНК с родственной генетической информацией показал, что некоторое количество определенных молекулярных механизмов участвуют в формировании случайных генетических вариантов, которые движут биологической эволюцией. Некоторые из этих мутаций ответственны за фенотипичные варианты, которые Чарльз Дарвин уже идентифицировал в обосновании субстрата естественного отбора. Специализированные знания об изученных на тот момент молекулярных механизмах генетических вариаций подтвердили и расширили дарвиновскую теорию эволюции. Фактически, они вынесли неодарвинистскую теорию на молекулярный уровень, дав ей название молекулярного дарвинизма .

Различные механизмы, которые, каждый по-своему, вносят вклад в общую генетическую вариативность, могут быть классифицированы в естественные стратегии создания генетических вариаций.

Каждая из этих стратегий генетических вариаций имеет свою степень контрибуции в биологическую эволюцию. Не является необходимым упоминание, что генетические варианты, получаемые из данных процессов, подчиняются естественному отбору, в силу чего лишь сравнительно малая часть оказывается обладателем селекционных преимуществ.

Концептуально интересный вывод из этих научных наблюдений состоит в том, что в данных механизмах и стратегиях активно участвуют определенные продукты гена как генераторы вариаций и как модуляторы уровня генетических вариаций. В дополнение к вышесказанному, определенное количество негенетических элементов также делают свой вклад в генетические вариации, такие как конформационная гибкость и химическая нестабильность нуклеотидов, экзогенные мутагены и случайные столкновения. Долгосрочная тонкая эволюционная настройка, должно быть, привела набор так называемых эволюционных генов к состоянию, в котором ее продукты обеспечивают, в кооперации с внутренними негенетическими элементами, с одной стороны – сравнительно комфортную генетическую стабильность для индивидов, с другой – долгосрочный эволюционный процесс для всей популяции вида.

Следует отметить и вклад генной инженерии в молекулярную эволюцию. Научное знание молекулярных механизмов и стратегий не только способствует спонтанному созданию генетических вариантов, но и позволяет оценить потенциальную опасность генной инженерии. Научное сообщество часто пренебрегает знанием о том, что естественное течение биологической эволюции может вскоре привести к значительным бедствиям, затрагивая сообщества живых организмов и их разнообразие. Мы также не 84

КРЕАТИВНАЯ ЭКОНОМИКА И СОЦИАЛЬНЫЕ ИННОВАЦИИ CREATIVE ECONOMICS AND SOCIAL INNOVATIONS осведомлены, что распространение технического инструментария роста, которые человечество практиковало многие века, сегодня может привести к экологическим катастрофам. По существу, именно пренебрежение к естественным экологическим императивам, фактор географической изоляции и неадекватные практики земледелия с безудержной эксплуатацией земли предопределили сбои в системе жизнедеятельности естественных сообществ (живых организмов).

Стратегии генной инженерии в основном те же, которые известны нам по естественным процессам биологической эволюции: изменения местной цепочки ДНК, рекомбинационные перестановки цепочек ДНК и слияние ДНК с другими видами организмов. Представляется, что потенциальная опасность самой генной инженерии достаточно мала. Тем не менее, когда речь заходит о сращивании генетической информации эволюционно отдаленных видов с геномом рекомбинантного ДНК посредством эксперимента, эта опасность многократно возрастает. Современной науке необходимы дальнейшие исследования случайных, происходящих естественным образом горизонтальных перемещений генов между разными видами организмов. Следует обращать внимание в таких исследованиях на роль симбиотических объединений между различными видами организмов, например, на широко распространенный симбиоз животных и растений с микроорганизмами. Долгосрочное совместное обитание может благоприятствовать случайной передаче генов. В отсутствие четкого знания о потенциальных рисках деструктивных последствий (даже с учётом их минимальной вероятности), нам необходимо руководствоваться правилом гарантированной безопасности и всячески поддерживать и продвигать серьезные экспериментальные исследования структурных и функциональных свойств рекомбинантных ДНК, прежде чем они будут запущены в окружающую среду для биотехнического использования (то, что мы видим сегодня в нашем сельском хозяйстве).

В современном мире растёт воздействие генной инженерии на инновационные биотехнологии. Простым определением биотехнологий является использование биологических функций для пользы человечества. Агрономия – один из наиболее известных примеров. В классическом применении биотехнологий, соответствующие организмы используются в том виде, в каком они были найдены в естественной среде. Часто предпринимаются попытки улучшения урожая и/или качества необходимого продукта путем стратегий разведения и, в последнее время, случайного мутагенеза.

На протяжении нескольких десятилетий генная инженерия настойчиво предлагает эффективные решения для биотехнологических инноваций. Геномика и протеомика открываю все больше и больше биологических 85

КРЕАТИВНАЯ ЭКОНОМИКА И СОЦИАЛЬНЫЕ ИННОВАЦИИ CREATIVE ECONOMICS AND SOCIAL INNOVATIONS функций организмов, которые могут быть интересны для биотехнологических целей.

Определяются перспективы использования генномодифицированных культур в агрономии. Генномодифицированные (далее ГМ) культуры – это растения сельского хозяйства, одно или несколько свойств которых были умышленно модифицированы генной инженерией. В связи с потенциально возможными краткосрочными и долгосрочными опасностями, многие страны цивилизованного мира сегодня отказывается от использования каких-либо ГМ культур. Как уже было отмечено выше, большинство этих опасностей всё ещё научно не обоснованы. Необходим пошаговый подход в оценках и в соответствующих экспериментальных исследованиях всех цепочек ДНК и их функций, прежде чем изучаемые ГМ культуры начнут использоваться в агрономии. Подобный пошаговый подход к исследованиям требует определенного времени, которое занимает обычно несколько лет исследований на один шаг. Поэтому актуально долгосрочное партнёрство и комплексное планирование в культивации растений из ряда ГМ продуктов. Это партнёрство должно быть основано на междисциплинарной интеграции и объединении передовой науки, экономики и гражданского общества. Подобное планирование не должно находиться исключительно в руках коммерческих компаний и политических лидеров, часто соперничающих за первенство на рынке. Предлагаемые этим партнёрством решения и модели преобразований должны быть приняты обществом в интересах устойчивого развития. Особое внимание должно быть уделено системе мер по защите окружающей среды, в том числе ограничению доступа к плодородной почве и к воде. Внимание также должно быть сфокусировано на охране ресурсов биологического разнообразия. Кроме того, нельзя забывать о последствиях изменения климата в связи с введением инноваций.

В этих условиях необходимо составить список приоритетности потенциальных агро-биотехнологий. Мой личный совет в расстановке приоритетов заключается в следующем.

Наивысшая степень важности должна быть отдана производству продуктов питания для людей. Надлежащее использование нашего быстро развивающегося научного знания о генетически установленных биологических функциях может позволить уже в ближайшие несколько десятилетий перейти к проверенному на безопасность производству ГМ культур. Не менее важно, чтобы свежевыведенные ГМ культуры имели высокую диетическую ценность, предоставляя питательное, здоровое и сбалансированное содержимое для нашего дневного рациона. В идеале, подобная диета, основанная на выращенных соответствующим образом растениях, может предоставить все необходимое питательные компоненты, включая витамины, аминокислоты, минералы и т.д. Можно ожидать 86

КРЕАТИВНАЯ ЭКОНОМИКА И СОЦИАЛЬНЫЕ ИННОВАЦИИ CREATIVE ECONOMICS AND SOCIAL INNOVATIONS большую пользу от подобного развития с точки зрения ликвидации все еще существующей на планете проблемы голода и недоедания, особенно в развивающихся странах. Можно также предположить, что подобное развитие приведет в дальнейшем к росту популярности вегетарианской пищи. Снижение спроса на мясо в нашем рационе будет иметь еще одно выгодное последствие, а именно спад уровня необходимости и без того ограниченных ресурсов плодородной почвы и воды в процессе выращивания корма для животных.

В данных условиях высокий уровень приоритета может быть отдан идее использования ГМ культур в фармацевтике для изготовления медицинских препаратов.

Более низкий уровень приоритетности может быть назначен, как уже было сказано, производству корма для животных. Можно также снизить приоритет культур, используемых для производства хлопка и биопластика. Наконец, я бы снизил еще и приоритет растений для производства биотоплива.

Строгое следование этим советам может в итоге позволить пересмотреть и переосмыслить агрокультурные стратегии по осуществлению так называемой зеленой революции. В то же время становится понятно, что часть этих стратегий, как, например, широкое использование удобрений, ненадёжны на длительных отрезках времени. Постоянное пополнение научного знания может послужить, как отмечалось, решению поставленных задач в направлении будущих агрономических работ по высокоустойчивому развитию. Осторожное и проверенное внедрение проектов для этой цели с разумным использованием биотехнологических инноваций, по сути, может помочь убедить общество в преимуществе и выгоде данных технологий в долговременной перспективе на благо человечества, и на пользу окружающей среде.

Итак, можно сделать вывод о потенциальной эффективности и пользе биотехнологий для поступательного развития человечества. Об этом свидетельствовал и слоган «Биотехнологии – устойчивому развитию», ставший ведущей темой Международного симпозиума по биотехнологиям, состоявшийся в октябре 2008 в Китае. С целью удовлетворить провозглашённую цель будущего развития, международным компаниям и трансдисциплинарной интеграции должно быть уделено повышенное внимание. Наука может сыграть важную роль в различных этапах использования инновационных технологий для поддержания устойчивых разработок. Эти инновации способствуют построению оптимальных моделей жизнедеятельности будущего человечества и эффективному сохранению окружающей среды. Новое научное знание может сделать эти разработки еще более эффективными. В 21 веке с переходом к разумному и научно- 87

КРЕАТИВНАЯ ЭКОНОМИКА И СОЦИАЛЬНЫЕ ИННОВАЦИИ CREATIVE ECONOMICS AND SOCIAL INNOVATIONS апробированному использованию ГМ культур, основанных на подлинном знании геномики, протеномики, биологии и метаболомики, действительно, может сформироваться надёжная основа для весомого вклада биотехнологий не только в агрономию, но и в систему выживания и жизнедеятельности цивилизации. Это может гарантировать всем людям здоровую и сбалансированную ежедневную диету. Перспективы достижения этой, казалось бы, идеалистической цели, на самом деле, вполне реалистичны. При условии соблюдения согласованной и эффективной политики и реальных достижениях междисциплинарного партнёрства в науке и соответствующей интеграции новых технологий, экономики и гражданского общества.

• *    Статья получена 23 июня 2011 г. Редколлегия журнала глубоко признательна нобелевскому лауреату (1978), профессору Вернеру Арберу за любезное разрешение сделать русский перевод статьи. Данный материал прислан автором в качестве вклада в Международный проект «Человек культуры мира» Самарского культурологического общества. На русском языке публикуется впервые. Полный текст статьи на английском языке представлен в Biotechnology Advances (Elsevier) 27 (2009) 940-944.

• *    This paper was received 23 June 2011. Editorial Board is very grateful to Professor Werner Arber for his contribution and kind permission to do the translation of this text in Russian. This paper was presented as contribution to International project “The Culture Peace’s Personalities”, organized by Samara Society for Cultural Studies. The text is first publication in Russian. Complete text of this paper in English see: Biotechnology Advances (Elsevier) 27 (2009) 940-944

Перевод с английского Дианы Золотухиной.