Бешенство у коров или фиторемедиация

Наверняка многие из вас слышали о эпидемии серьезного заболевания, распространившегося в последние годы во многих европейских странах, особенно в Великобритании. Обычно эту болезнь называют коровьим бешенством, так как она поражает прежде всего крупный рогатый скот, но в последние годы появились свидетельства, что коровье бешенство может передаваться и человеку, вызывая у него серьезное заболевание — синдром Крейтцфельда—Якоба.
Вы наверно уже знаете о белках-прионах, которых считают «виновниками» этого заболевания. Но почему именно в последние десятилетия коровье бешенство получило столь широкое распространение? Ответ очевиден — коров стали кормить не только традиционными растительными кормами, но и различными животными добавками, прежде всего так называемой костной мукой. Сейчас во многих странах постепенно отказываются от животных кормов для скота, но это решение порождает другую серьезную проблему — нехватку белка в кормах. Традиционная коровья пища (например, сено или силос) не может обеспечить достаточного количества белка, необходимого для быстрого роста животных. Костную муку дальше использовать нельзя — это может привести к дальнейшему распространению коровьего бешенства. Значит, необходимо найти новый источник корма, безопасный для здоровья коров (и, конечно, людей), но в то же время богатый белком.
Понятно, что новый корм должен быть растительного происхождения. Но каким именно? Среди растений способностью накапливать в своих тканях большое количество белков отличаются представители семейства бобовых, например, горох или соя (недаром сою часто используют в качестве заменителя мяса). Но кормить скот соей очень дорого — это сразу отразится и на цене мяса. Можно вносить в землю на пастбищах большое количество азотных удобрений, но они способны принести серьезный вред окружающей среде. Как это часто бывает, выход из ситуации был найден генетиками — немецким ученым удалось создать генномодифицированные растения, способные накапливать в своих тканях большое количество белка, но выращивание этих растений будет гораздо дешевле, чем разведение сои. Если все европейские фермеры перейдут на выращивание таких генетически измененных кормовых растений, это поможет решить проблему распространения коровьего бешенства без особого ущерба для животноводства. У такой технологии есть еще одна, правда, пока очень отдаленная, перспектива — теоретически можно «научить» накапливать белок не только кормовые культуры, но и «обычные» растения (например, пшеницу) — тогда и люди смогут получать полноценные белки только из растительной пищи.

Совсем недавно появилось еще одно направление использования генетически измененных растений. Его название — фиторемедиация. За этим, непонятным на первый взгляд, словом скрывается весьма прозаическая вещь — извлечение из почвы вредных веществ. В современном мире эта проблема очень актуальна: вблизи крупных химических заводов (которые есть в большинстве развитых стран) многие тысячи гектаров почвы заражены смертельно опасными отходами — мышьяком, ртутью, свинцом и многими другими весьма вредными элементами таблицы Менделеева. Конечно, существуют традиционные способы очистки почвы, но они предполагают полное удаление зараженной почвы с помощью гигантских экскаваторов, перевозку и хранение ее в других местах. Понятно, что такая очистка — очень дорогое удовольствие; кроме того, «очищенная» традиционным способом местность будет представлять собой бесплодную пустыню.
Ученым давно была известна удивительная способность многих бактерий (в том числе и самой обычной кишечной палочки) избирательно извлекать из почвы вредные вещества. Бактерии, обитающие на поверхности зараженной почвы, поглощают некоторые тяжелые металлы и накапливают их внутри своих клеток. Конечно, можно использовать для очистки почвы и сами бактерии, но и бактерий с тяжелыми металлами внутри надо из почвы как-то извлечь, а это не так просто. Гораздо проще было бы решить проблему загрязнения почвы, если бы вредные вещества накапливались в листьях и стеблях зеленых растений, — ведь растения можно легко собрать (например, скосить) и сжечь. Генетикам уже удалось получить растения, способные поглощать мышьяк. Соединения мышьяка накапливаются обычно в почве рядом с районами добычи полезных ископаемых или хранения отходов, при этом даже маленькая концентрация мышьяка вызывает необратимые повреждения нервной системы и может способствовать возникновению рака. Большую опасность представляет мышьяк, который попал в воду. Ученые ввели в гены травянистого растения резуховидки (это отдаленный родственник всем известных капусты и редьки) два гена кишечной палочки, что и позволило растениям поглощать соединения мышьяка из почвы. Сейчас исследователи проводят работы по получению растений, накапливающих такие опасные металлы, как ртуть, кадмий и свинец.