Спасти человечество от голода могут бактерии

В этом уверен научный руководитель Института общей генетики Российской академии наук Николай Янковский.

Если человечество продолжит расти нынешними темпами, к середине XXI века на каждого человека будет приходиться лишь 60% площади пашни, необходимой для выращивания минимума еды.

Спасти человечество от голода могут бактерии

Об угрозе грядущего голода и возможности избежать продовольственной катастрофы на Международном симпозиуме по геномике, который проходил в Минске, рассказал научный руководитель Института общей генетики им. Вавилова Российской академии наук (РАН) академик Николай Янковский.

Человек стал заниматься окультуриванием растений и земледелием, как принято считать, около 10 тысяч лет назад. Первой культурой, которую он начал систематически взращивать и сделал основой своего рациона, обычно называют пшеницу.

«Немудрено, поскольку хлебные культуры быстро растут и дают обильный урожай, в них высокое содержание углеводов. Сегодня на эти культуры приходится более половины калорий, которые потребляет человечество», — отметил Янковский.

«Однако на самом деле возделывать пищевые продукты человек мог гораздо раньше, — подчеркнул ученый. — Например, в Америке на раскопках была найдена тыква-горлянка возрастом 10 тысяч лет, хотя это растение родом из Азии. Это значит, что когда-то люди в Азии ее возделывали, а после принесли с собой. Принесли, конечно, не в кармане, а постепенно пересевая ее с одной территории на другую. И происходило это задолго до того, как человек окультурил зерновые, пшеницу».

Освоив выращивание растительной пищи, человек занялся одомашниванием полезных для себя животных. Примечательно, что этот процесс оказался взаимным, то есть «одомашнив животных, мы заодно одомашнили сами себя».

«В этом году вышла статья с геномными данными, свидетельствующими о том, что у человека произошли такие же изменения на генном уровне, как и у одомашненных животных, и в чем-то даже внешне проявляемые, включая поведение», — отметил Янковский.

Развитие сельского хозяйства вызвало стремительный рост человеческой популяции — поскольку «пищи стало больше, а ее получение — стабильнее». А после перехода к оседлому образу жизни «период между рождениями детей сократился с четырех до двух лет, соответственно, скорость роста населения выросла вдвое».

 

Призрак грядущего голода

Растущему человечеству стало необходимо все больше пахотных земель для выращивания еды, причем расширять свои владения человек начал за счет других видов, обедняя биологическое разнообразие планеты.

Академик РАН обратил внимание, что сегодня в мире насчитывается около 200 тысяч дикорастущих растений, но из всего растительного разнообразия человек употребляет в пищу лишь несколько тысяч видов. Из них окультурено только несколько сотен видов, а основную часть урожая мы и вовсе получаем из дюжины культур.

«Более 80% мирового урожая — это всего двенадцать сельскохозяйственных культур, в основном зерновых», — сказал он.

«Основу производства пищи для нас и различных животных, которых мы едим, составляют зерновые культуры, — отметил ученый. — Чтобы за год произвести достаточное количество зерна, а это 1,5 кг в день на человека с учетом корма для животных, нужна пахота площадью 0,2 га, это примерно два дачных участка. <…> Если динамика не изменится, то через полтора поколения, примерно к 2050 году, останется только 0,135 га пахоты на душу населения. Это значит, что на одного человека будет приходиться только 60% от необходимого минимума земли для выращивания прокорма с учетом того, что исчезнут все леса и поля вместе с зайчиками и птичками. Как мы при этом будем жить, неизвестно».

Рост численности человечества, как и любого другого животного вида, не прекращается, пока есть ресурсы.

«И может статься так, что главным лимитом для развития человечества может оказаться не нехватка энергии, исчерпание нефти или газа, а именно недостаток пахоты и, соответственно, еды. И ее когда-то не станет, если ничего не изменится в плане динамики роста населения или если мы не изменим традиционный стиль питания», — подчеркнул ученый.

 

Еда из бактерий

Очевидно, что в случае продовольственного кризиса людям придется искать иные способы получения пищи. По словам Николая Янковского, определенной альтернативой растительной органике могут стать органические вещества, производимые микроорганизмами.

Он отметил, что «кроме растений, использующих фотосинтез, есть большое количество микроорганизмов, которые для преобразования неорганического углерода в органический используют электросинтез».

Это значит, что они способны в буквальном смысле питаться электричеством, производя органические вещества, например из углекислого газа. Для этого им «не требуется ни площадь пашни, ни сама земля как очень сложный химический продукт, ни свет».

Так, например, США сейчас активно финансируют проекты по получению биотоплива с помощью электросинтезирующих свойств микроорганизмов вырабатывать метан. А с помощью ацетогенных бактерий таким образом можно получать уксусную кислоту.

«Уже сейчас мы умеем не просто получать мутации и использовать отдельные гены, но и прививать отдельные ветки метаболического пути существующим биохимическим сетям микроорганизмов, поэтому вопрос, как из первичного органического продукта получить нужный нам другой продукт, несомненно, решаемый», — подчеркнул академик РАН.

«Главное преимущество здесь заключается в скорости накопления органики, — сказал ученый. — Бактерия же растет не так, как зерновая культура, не нужно ждать год, чтобы снять с нее урожай. Если эта идея будет реализована, лимита в пище не будет вообще. Правда, эта пища будет похожа на ту, которую кто-то уже ел. Но это уже вопрос технологический — органические соединения можно штамповать, прясть, формовать. Так что можно будет наделать котлеток, которые, возможно, будут даже похожи по вкусу на настоящие».

В то же время, органические соединения, получаемые с помощью бактерий, можно будет использовать, например, в качестве корма для сельскохозяйственных животных, а также на замену минеральным удобрениям для растений.

«Тем не менее, метаболическая геномная инженерия позволит создать конечные продукты, которые будут использоваться также и нами. Это может быть, например, сахар, поскольку это достаточно простая вещь. Вырастить мясо, конечно, сложнее, но это вопросы для науки, как и во что все это превратить. Этот путь теоретически может сменить традиционные пути создания пищи на те, которые не лимитируются площадью земли и светом», — заявил Николай Янковский.

 

Фото pixabay.com