ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экономические и коммерческие аспекты биотехнологии из "Биотехнология" Биотехнология (в широком смысле этого термина) уже сегодня имеет большое экономическое и социальное значение. Главная цель этого раздела книги — проанализировать ее возможное влияние на экономику, описать механизмы новой биотехнологии, ее быстроразвивающиеся, новые, многообещающие методы. Чтобы читатель мог составить представление об объеме продукции биотехнологической промышленности, скажем, что бродильная промышленность Великобритании дает в год продукции приблизительно на 9 млрд. фунтов стерлингов. В мире производится антибиотиков на 2 млрд. фунтов, а аминокислот и ферментов — ла 1 млрд. фунтов и 250 млн. фунтов соответственно. [c.28] Интересная особенность данных, приведенных в табл. 1.5, заключается в следующем в отличие от общепринятого представления, согласно которому биотехнология найдет основное применение в медицине, они говорят, что к концу века это будет относительно узкая сфера ее применения. Впрочем, данная отрасль может оказаться весьма доходной и в ближайшем будущем развиваться наиболее быстрыми темпами. Так, уже поступил в продажу человеческий инсулин. Для лечения рака в 1987 г., видимо, будет широко использоваться интерферон,, а в 1988—1989 гг. он найдет применение как антивирусное и противовоспалительное средство. Ожидается, что к 1990 г. общедоступными станут вакцина против гепатита В и человеческий гормон роста. [c.29] В Японии правительство играет важную роль в координации развития биотехнологии в университетах и исследовательских институтах, но разработка и реализация идей осуществляется главным образом крупными биотехнологическими фирмами. [c.30] Правительства большинства западных стран в последние годы выдвинули ряд программ, направленных на содействие развитию биотехнологии. Необходимость их разработки определяется сложной, междисциплинарной природой этой технологии и продолжительностью подготовительного периода при разработке способов производства большинства видов продукции. Кроме того, поскольку многие важные открытия в биотехнологии делаются на переднем крае науки, многие из ведущих ученых, принимающих участие в таких исследованиях, работают в государственных учреждениях, чаще всего в системе высшего образования. Правительства должны умело финансировать именно самые нужные исследования, способствовать развитию различных областей науки и помогать как частному, так и государственному сектору в их попытках довести дело до коммерческого продукта, даже если подготовительная работа требует много времени. Неблагоприятный экономический климат последних лет делает такую каталитическую функцию правительства тем более важной, что расходы на исследования и разработки в учреждениях частного сектора сокращаются. [c.30] Специализированные биотехнологические фирмы, а их сейчас в США около двухсот, немало способствовали динамическому развитию технологии. Многие из них, без сомнения, потерпят крах. Выживут и добьются успеха те фирмы, которые способны вести дела на высоком уровне, преданы делу и подходят к нему творчески такие качества воспитываются в ходе деятельности. В более отдаленном будущем некоторые из них, несомненно, будут поглощены более крупными международными фирмами. Общеизвестно, что сегодня больше всего новых биотехнологических производств организуется в США и это (по меньшей мере частично) определяется тем, что небольшие фирмы научились успешно использовать опыт и творческий потенциал ученых и технологов, которые работают в них в условиях относительной свободы от множества обязанностей, без перерывов в работе и конфликтов. Тем не менее ясно, что сегодня существует слишком много таких фирм, которые пытаются наладить выпуск относительно небольшого набора продуктов, и доля неудачников будет большой. Недавно Комитет технологических оценок при конгрессе США провел анализ перспектив производства биотехнологических продуктов в мире (см. список рекомендуемой литературы). Был сделан вывод, что сегодня ведущее положение занимают США. Они сохранят его и в будущем, при более или менее выраженной конкуренции со стороны Японии. Из этого документа следует также, что европейские страны достигнут в-этом деле меньших успехов. [c.31] К сожалению, сегодня многие системы дают относительно небольшой энергетический доход , а иногда энергия в них даже теряется. Следовательно, с биотехнологических позиций более всего нуждаются в усовершенствовании процессы, связанные именно с производством энергии. Прежде всего нужно увеличить урожай энергии с гектара посевов и уменьшить одновременно затраты на сельское хозяйство. Далее, необходимы энергетически более эффективные способы переработки, особенно- лигноцеллюлозы. Наконец, мы должны научиться получать продукцию в более концентрированной форме для уменьшения энергетических затрат при переработке. [c.36] Солнце является неиссякаемым источником энергии. Каждый год на поверхность Земли поступает 3-20 Дж энергии, в то время как запасы нефти, природного газа, угля, урана по оценкам эквивалентны 2,5-1022 Дж (8 10 т в угольном эквиваленте ). Понятно, что менее чем за неделю Земля получает от Солнца такое же количество энергии, какое содержится во всех невозобновляемых ее запасах. Проведем иное сравнение если бы только 0,1% поверхности Земли занимали коллекторы, использующие солнечную энергию с коэффициентом полезного действия около 10%, то были бы удовлетворены все текущие потребности в энергии в мире за год (3-10 ° Дж). [c.37] Однако у солнечной энергии есть два недостатка она поступает неравномерно и диффузно. Поэтому необходимо, во-первых, разработать какие-то системы накопления, так чтобы энергия была доступна по потребности, а во-вторых, создать коллекторы большой площади. Оба этих фактора накладывают жестки , но все же преодолимые экономические ограничения на использование систем на основе солнечной энергии. Производство биомассы путем фотосинтеза решает обе проблемы во-первых, коллекторы могут быть выращены из семян и, во-вторых, получаемый продукт стабилен и может храниться. Впрочем, и при получении и использовании биомассы для выработки энергии возникают свои проблемы, которые, однако, уравновешиваются премуществами ее можно получать во всем мире, она возобновляется и производится в согласии — в экологическом сл1ысле — с окружающей средой. [c.37] Сегодня для этой цели применяются главным образом сахарный тростник, кукуруза, древесина и стоки, навоз и бытовой мусор, а также отходы сельского хозяйства и промышленности багасса, меласса, побочные продукты производства бумаги и целлюлозы. [c.38] Эти цифры отражает чистый урожай, за вычетом потерь, соломы и пр. Данные по зерновым не включают те случаи, когда их выращивают на фураж. [c.41] Приведенные здесь данные проливают свет на причину многих конфликтов при получении энергии за счет биомассы в странах, где не хватает древесины и продуктов питания и где нужно разрешать дилемму что важнее — пища или энергия. Отметим, что если удастся повысить продуктивность и сельского, и лесного хозяйства, то можно решить обе задачи. Применение агролесных комплексных систем поможет смягчить остроту многих таких проблем. Для этого нужно оценить пределы продуктивности с учетом эффективности фотосинтеза, пределов урожайности культур и особенно э зависимости от внешних источников энергии в сельском хозяйстве и эффективности ее применения. Еще одна возможность интенсификации заключается в отборе или выведении новых, дающих высокий выход биомассы разновидностей растений, которые мЪжно выращивать на засушливых, болотистых, засоленных или излишне обводненных землях, продуктивность которых сегодня не идет в сравнение с достигнутой в сельском или лесном хозяйстве, рассмотрим все эти вопросы более подробно. [c.42] НоО + СОо--- Органические вещества + О . [c.42] Кроме углерода, водорода и кислорода в ходе светозависимых реакции, протекающих в растениях, в состав органических веществ включаются также азот и сера. [c.42] Переносчики электронов ра.сполагаются внутри мембраны тилакоидов таким образом, что поперек нее формируется электрохимический градиент, сопряженный с переносом-электро новз. [c.44] Соответствующий электрохимический потенциал используется для синтеза АТР. Белок, участвующий в этом процессе, известен как -сопрягающий фактор и обладает свойствами обращенной АТРазы. [c.45] Длина волны света, поглощаемого хлорофиллами и другими фотосинтетическими пигментами, определяется свойствами этих молекул именно от этого зависит, какая часть солнечного спектра может быть использована растениями (фотосинтетически активная радиация, ФАР). Она составляет в пересчете на энергию 45—50% всего падающего на растение солнечного света. Способность улавливать свет — первый из ограничительных факторов, определяющий эффективность фотосинтеза, если исходить из количества падающего света. [c.45] При малой освещенности фотосинтез лимитируется световыми реакциями, а при более высокой интенсивности света йлй более низкой температуре —возможностями темновых реакций метаболизма углерода. У многих Сз-растений умеренного климата световое насыщение наблюдается при 100—150 Дж/м --с что соответствует 507о-ной интенсивности солнечного света. При высоких интенсивности света и температуре влаги обыч -но не хватает (водный стресс) Стресс выражается в закрытии устьиц и подавлении метаболизма углерода. Таким образом в полевых условиях взаимодействие световых и темновых реакций-и их регуляция за счет диссипации (рассеивания) излишней световой энергии становятся определяющими. [c.45] Вернуться к основной статье