Биотехнологии и еда
Биотехнология изучает возможность использования живых организмов для созданиях новых технологий. Сам термин появился только в ХХ-м веке. Приблизительно в 1917-м году его ввел в оборот венгерский инженер Карл Эреки. Но, по сути, человечество знакомо с биотехнологиями не одну тысячу лет, а случаи их использования известны со времен Древнего мира. Самый показательный пример — пивоварение. Пенный напиток получается путем брожения, которое осуществляют анаэробные организмы, способные вырабатывать энергию в отсутствии кислорода. Пивоварение известно людям уже более девяти тысяч лет. И это, по всей вероятности, первый случай, когда человек использовал себе на пользу свойства микроорганизмов.
Пивоварение — первая биотехнология, использованная человеком.
В скором времени, люди изучили и другие способы применения биотехнологий для создания продуктов. Свойства бактерий применяются также для квашения и изготовления молочных продуктов, таких, как йогурты. Первые сыры, созданные с использованием молочнокислых бактерий, появились примерно в то же время, что и пиво.
Между едой и медициной
Антони ван Левенгук — человек, обнаруживший существование микроорганизмов
Биотехнологии люди применяли с древнейших времен, а вот о существовании микроорганизмов человек узнал много позже. Для этого потребовалось изобрести увеличительные стекла и создать микроскоп. Первый микроскоп был изобретен голландскими изготовителями очков братьями Янсен в 1590-м году. Но между появлением увеличительного прибора и открытием микробов прошло около ста лет. Существование микроорганизмов было обнаружено в 1675-м году Антони ван Левенгуком. Легенда гласит, что этот везучий голландец сделал свое открытие по чистой случайности. Якобы взгляд Левенгука упал в созданное им крупное увеличительное стекло, сквозь которое он сумел разглядеть микробов. Пройдет еще приблизительно двести лет, прежде чем человечество начнет систематизировать знания о микроорганизмах. Тогда же предпринимаются попытки использовать свойства этих существ для развития науки. Прорыв произошел в 1862-м году, когда французский химик Луи Пастер доказал, что ферментация имеет бактериальную природу.
Луи Пастер.
Таким образом, французский ученый установил, что многие болезни, от которых страдает человек, порождены микробами. Сейчас имя Пастера носит распространенный процесс обеззараживания продуктов. Пастеризация — это нагревание продуктов (как правило молочных) до 60, 70 или 80 градусов (в зависимости от продолжительности процесса).
Вакцина и антибиотики
В конце 70-х годов XIX-го века Луи Пастер сформулировал главный принцип вакцинации — применения ослабленных препаратов микроорганизмов для формирования иммунитета. Однако вовсе не Пастер был первый человеком, совершившим вакцинацию. За сто лет до этого подобный опыт проделал английский врач Эдвард Дженнер. Он привил мальчику Джимми Фиппсу неопасный для человека вирус коровьей оспы для защиты от настоящей оспы.
Титульный лист книги Эдварда Дженнера о вакцине против оспы.
Любопытно, что к тому времени в Англии подобные прививки уже делались. Правда, людям вводили вакцину именно натуральной оспы, и, в результате, многие вакцинированные умирали. Метод Дженнер, к слову, оценили далеко не сразу. Медик на протяжении десяти лет доказывал своим коллегам, что придуманный им способ вакцинации безопасен и более эффективен, чем старая методика. Так или иначе, но именно с приходом Пастера началась эра вакцинации. Впрочем, изучение биотехнологий этим отнюдь не ограничивалось. В 1910-м году японец Умэрато Судзуки открыл Витамин В1, а в 1928-м году британский биолог Александр Флеминг совершил настоящий прорыв в медицине, создав первый в истории антибиотик. Флеминг заметил, что некоторые плесневые грибы могут останавливать размножение бактерий. Так появился пенициллин. Ученому, однако, не удалось выделить достаточно стабильный экстракт.
Александре Флеминг за работой.
Дело Флеминга, в итоге, завершили сотрудники Оксфордского университета Эрнст Чейн и Говард Флори. В 1938-м году они сумели получить пенициллин в чистом виде. С этого и началась эра антибиотиков. Сам термин появился лишь в 1942-м году с подачи Зельмана Ваксмана, который вскоре откроет стрептомицин — средство протии туберкулеза.
Будущее
Долли — первое в истории клонированное теплокровное животное.
Во второй половине ХХ-го, начале XXI-го века сфера биотехнологий развивалась стремительно, причем развитие это не ограничивалось только медициной. На рынке стали появляться генномодифицированные продукты, а изучение стволовых клеток зародило новое направление в биологии. В 2013-м году в Британии ученые лабораторным путем создали мясо. Тогда же были предложены несколько коммерческих проектов запуска производства мяса стволовых клеток. Проекты эти, пока, не доведены до ума. Ученые отмечают, что цена такого мяса будет очень высока, ибо его производство требует и серьезных усилий, и колоссальных финансовых затрат. Тем не менее, если будет найден экономичный способ производства мяса из стволовых клеток, то это, вполне возможно, приведет к исчезновению целого ряда живых существ. 2003 год стал годом рождения первого в мире генномодицированного животного GloFish — флуоресцирующей рыбы. В 2004-м корейские ученые впервые провели операцию по лечению травмы спины посредством пересадки стволовых клеток из пуповины крови. К слову, клонирование также стало возможно благодаря развитию биотехнологий.