Смещение акцента в молекулярной биологии со структуры генетических последовательностей на организацию генетических и эпигенетических сетей, с генетических программ на эмергентные свойства в числе прочего проявилось в том, что призывы к радикально новому подходу к биотехнологиям исходят сегодня не только от экологов, медиков и обеспокоенных граждан, но все больше от ведущих генетиков — свидетельства тому приведены и в настоящей главе. Благодаря замечательным открытиям, сделанным в ходе выполнения проекта «Геном человека», дискуссии о смене существующей парадигмы выплеснулись и на страницы научно-популярной прессы. Я придаю большое значение, например, тому факту, что в специальном научном разделе газеты «Нью-Йорк тайме», посвященном результатам проекта «Геном человека», человеческий геном был впервые изображен в виде сложной функциональной сети (см. рисунок).
Если наши ученые, инженеры, политики и руководители корпораций станут исповедовать системные взгляды на жизнь, окажется возможным появление биотехнологии совершенно иного рода. Она будет стремиться учиться у природы, а не управлять ею; видеть в ней учителя, а не просто источник сырья. Вместо того чтобы торговать паутиной жизни, мы будем уважать ее как основу нашего существования.
Эта новая биотехнология больше не будет генетически изменять живые организмы. Вместо этого она станет применять генноинженерные методики для изучения тонких «замыслов» природы, с тем чтобы использовать их в качестве образцов для новых технологий. Разрабатывая новые материалы и технологические процессы, мы станем применять почерпнутые у растений, животных и микроорганизмов экологические знания, которые позволят нам создавать нетоксичные волокна, пластмассы и химикаты, полностью разлагающиеся естественным образом и допускающие многократное повторное использование.
Это будут биотехнологии в новом значении этого слова, поскольку основой материальных структур живого являются белки, которые мы можем производить только при помощи ферментов, поставляемых живыми организмами. Разработка таких новых биотехнологий будет представлять собой сложнейшую интеллектуальную задачу, ведь мы до сих пор не знаем, как природа на протяжении миллиардов лет создала «технологии», намного превосходящие все придуманное людьми. Каким образом мидии производят клей, прилипающий к чему угодно в воде? Как шелкопряды создают нить в пять раз прочнее стальной? Как моллюск морское ушко изготовляет раковину, которая вдвое тверже нашей высокотехнологичной керамики? Как удается этим существам создавать свои чудесные материалы в воде, при комнатной температуре, без шума и каких-либо ядовитых отходов?
Поиск ответов на эти вопросы и использование их для разработки навеянных природой технологий могло бы стать великолепной программой исследований для ученых и инженеров будущих десятилетий. Собственно говоря, такие работы уже начались. Они составляют часть новой инженерно-конструкторской области, называемой «биомимикрией» или, более общо, «экодизайном». Недавно эти работы вызвали всплеск оптимизма по поводу шансов человечества на устойчивое будущее [118].
В своей книге «Биомимикрия» популяризатор науки Джанин Беньюс предлагает нам совершить увлекательное путешествие по многочисленным лабораториям и экспедиционным базам, где ученые и инженеры различных специальностей скрупулезно анализируют химическую и молекулярную структуру самых сложных естественных материалов, чтобы затем использовать их в качестве образца для наших биотехнологий [119]. Они обнаруживают, что многие из наших ключевых технологических проблем уже решены природой изящным, эффективным и экологически устойчивым образом. Эти решения исследователи пытаются обратить на пользу человечеству.
Ученые Вашингтонского университета изучили молекулярное строение и процесс формирования гладкой внутренней поверхности раковины морского ушка. Она отличается необычайной твердостью и утонченными разноцветными спиральными структурами. Ученым удалось воспроизвести процесс ее формирования при комнатной температуре и получить прочный прозрачный материал, который может стать идеальным покрытием для ветровых стекол сверхлегких электромобилей. Немецкие ученые воспроизвели микроструктуру самоочищающейся поверхности листа лотоса и создали краску для стен, имеющую аналогичные свойства. Специалисты по биологии и биохимии морей в течение многих лет изучали уникальные химические процессы, при помощи которых мидии синтезируют вещество, позволяющее им приклеиваться к любой поверхности под водой. Сейчас эти ученые исследуют возможность применения полученных данных в хирургии для скрепления связок и мышечной ткани в жидкой среде. В нескольких лабораториях совместными усилиями физиков и биохимиков исследовались сложные структуры и процессы фотосинтеза. Полученные данные ученые надеются использовать при разработке новых типов солнечных батарей.
В то же время, однако, многие генетики, как в биотехнологических компаниях, так и в научном мире, по-прежнему цепляются за «основное положение» генетического детерминизма. Возникает вопрос: действительно ли эти ученые верят в то, что наше поведение определяется генами, а если нет, то что заставляет их лицемерить?