Надежды сторонников генной инженерии обращены сегодня на такие области, как сферы ее потребительского применения: пищевая промышленность (существуют уже бактерии, производящие съедобные белки), фармакология (есть микроорганизмы, производящие инсулин и другие гормоны), энергетика (среди других перспективными здесь кажутся фотобактерии), горное дело (микроорганизмы использовали в нем еще до появления генной инженерии, хотя скорее второстепенно), сельское хозяйство, охрана окружающей среды, медицина. Большой капитал еще воздерживается от больших инвестиций в эти области, ощущается отсутствие поддержки фундаментальных исследований. К концу столетия эта ситуация должна измениться к лучшему. Поскольку приведение здесь каталога достижений генной инженерии и ее ожидаемых вскоре достижений нарушило бы связность текста, ограничусь показом границ этой фазы конструктивной биологии. Первое ограничение —ресурсы доступных генов. Действительно, можно переносить гены высших организмов в низшие, чтобы бактерии производили, например, интерферон, но нельзя с помощью таких имплантаций соединять углерод и водород, чтобы получить топливные углеводороды, так как нет генов, прямо кодирующих этот процесс. Можно синтезировать гены, которых нет в природе, но гены — это строители и распорядители белков, следовательно, придется сначала проектировать такие циклы процессов, которые не входили до сих пор в репертуар биологического обмена веществ, а это уже задача совершенно другого порядка, несравнимо более трудная, чем относительно прямое (хотя также пока очень сложное и трудоемкое) введение генов, взятых из существующего в видах резерва. Это уже не извлечение слова из словаря, а образование неологизмов, но, чтобы неологизм имел смысл, он должен что-то означать. Здесь мы видим как раз второе ограничение, вытекающее из возможностей изменяемости организмов, ибо если геном — дирижер, то он не может навязать оркестру исполнение того, что тот не способен исполнить из-за отсутствия необходимых инструментов. Многие растения не способны сами усваивать азот из почвы не потому, что эволюция упустила при их строительстве определенный ген, а потому, что энергетика этих растений не допускает этого усовершенствования. То, что не выполняет ни один тип химических реакций, годящихся для запуска в живой клетке, не может быть успешно кодировано каким-либо геном. Однако если к этим самым конечным состояниям могут вести разные каталитические пути, это ограничение будет иметь характер относительный, и его смогут преодолеть знания проектанта вкупе с изобретательностью. Однако столь глубокие перестройки произойдут не скоро; быть может, мы приступим к ним в первой четверти XXI века. Преодоление порога ограниченной имплантации генов может также осуществиться довольно неожиданно, как бы с другой стороны, а именно при создании «ужасных гибридов», возникших из объединения клеток очень отдаленных друг от друга видов. Но эти проводимые уже сегодня скрещивания при всей их эффектности делаются вслепую, методом проб и ошибок, ибо не существуют даже изученные до конца генные карты организмов, и успех в виде полученной «помеси» — результат счастливого случая, который нельзя предвидеть.
Третье и последнее ограничениедля созидающей биологии — это группа фундаментальных законов природы, таких, как законы сохранения и термодинамики. Они имеют характер запретов. Поскольку нельзя ни произвести энергию из ничего, ни меньшую превратить в большую, не сделают этого ни модифицированные, ни полностью синтезированные организмы. Недоступными сферами останутся также для них окружающая среда, губительная из-за высоких температур или большого уровня радиоактивности. Однако эти барьеры могут оказаться преодолеваемыми, когда биоконструктор начнет отказываться в своих созданиях от черт, обязательных для естественной жизни — способности к размножению или тепловой чувствительности белков. Сказав это, мы дошли до границы, отделяющей первую биологическую фазу экспериментирования с жизнью от следующей, парабиологической.
Напрашивается такое замечание. В качестве тягловой силы человек изначально использовал животных, однако сейчас более эффективны приспособления, ни в чем не похожие на лошадей. Подобного отклонения от возникших в ходе эволюции форм и функций естественных организмов я ожидаю в молекулярной биологии через пятьдесят—шестьдесят лет, то есть тогда, когда она перестанет быть sensu stricto [328]молекулярной биологией, преобразовавшись в химию парабиологического синтеза. Во многих случаях возникнут дилеммы: произошло ли уже опровержение правила omne vivum ex vivo [329]или еще нет. Такие проблемы классификации появятся тогда, когда генная инженерия и молекулярная биология создадут боковой отросток в виде веществ, часто с клеточным строением, отчетливо проявляющих черты жизни, но лишь некоторые, — как, например, способность к самовосстановлению и авторепликации, или неизвестные ни у каких видов варианты обмена веществ. Вещества, способные к упорядоченному росту, перерабатывающие почву в собственное вещество, с достаточно сложным строением, чтобы они могли, как живой организм, работать за счет собственной энергетики, вещества, с точки зрения биолога, «умирающие» после периода роста, а с точки зрения архитектора — застывающие в проектируемые формы, вещества, способные к образованию определенных предметов, образуют классификационные дилеммы скорее для философа, чем для инженера. Таким образом, огромная брешь, зияющая между неодушевленной и одушевленной материей, будет настолько заполнена, что попытки четкого разделения новых творений на биологическую или абиологическую природу станут беспредметными и будут свидетельствовать только о нашем умственном бессилии. Представим себе, как в растворе, содержащем ионы тяжелого металла, начинает развиваться создание с таким «обменом веществ», что выхватываемые из окружающей среды частички металла скапливаются у него внутри, и, когда это создание через некоторое время вынут из оживляющей ванны, можно будет получить из него запасную часть какой-нибудь машины так, как из телячьей ноги вырезали бы бедренную кость. Этот пример недостоин того, чтобы его понимать буквально, ибо он должен только показать, что означает выход за пределы биологии в парабиологию и какие понятийные трудности может вызвать такой шаг. Металлический объект действительно возникает при участии процессов, похожих на те, что происходят при окостенении скелета плода, но процессы эти являются с биологической точки зрения аберрацией, ибо не представляют собой фрагмент эмбриогенеза. В подобных ситуациях ничто, кроме принятия соответствующей конвенции, не позволит выполнять традиционные разделения. Появление полимеров, перенимающих некоторые свойства живых тканей, но имеющих одновременно и свойства, чуждые им, я предполагаю в середине следующего столетия. Они могут быть или продуктом псевдоорганизмов, выращенных именно с этой целью, или определенным этапом их «телесного роста». В приведенном выше примере псевдоорганизм можно отбросить после получения из него желаемого объекта, но желаемым объектом может быть и сам этот «организм», если речь идет о строительном материале на полпути между твердой соединительной тканью и пластичным веществом, которое должно застыть в изначально заданной форме.
Намного раньше, а именно еще в зените биологической фазы, библиотеки соответствия генов и фенотипов будут зафиксированы в памяти компьютеров, поскольку роль компьютеров как основы для проектирования в промышленной биологии станет огромной. Проектировщик будет разыгрывать разные варианты, рекомбинируя черты естественных организмов или, позднее, компонуя псевдоорганизмы с заданными параметрами и функциями. Он будет опираться на блок-схемы и аналоговые модели, проектируемые на компьютере, в котором перед этим были запрограммированы физико-химические условия окружающей среды, земной или внеземной, а также задача, которую должно выполнить проектируемое творение. В малом объеме этого прогноза невозможно хотя бы только перечислить основные области применения генной и парабиологической инженерии, но следует, однако, отметить, что эти задачи вовсе не будут ограничиваться вмешательством генетически модифицированной или смоделированной жизни в другие ее проявления, от животноводства и земледелия до ветеринарии и медицины. Так, например, сырье и металлы, называемые сегодня невозобновляемыми, не исчезают, а только подвергаются сильному распылению, и их можно было бы получить обратно благодаря организмам или псевдоорганизмам, проявляющим хемотаксис к этим веществам. Подобные работы в действительно большом промышленном масштабе можно будет предпринять только тогда, когда возникнут зачатки искусственного биоценоза. В каждом биоценозе происходит циркуляция элементов и химических соединений, в основном пищевых, по цепочкам, звенья которых — растения и животные, и это движение может приобретать геологические размеры, о чем свидетельствуют многочисленные минеральные отложения палеобиологического происхождения, например, известняк. Круговороты, которых в природе нет, можно будет привести в движение так, чтобы стало возможным не только получение промышленно рассеянных материалов, но и эксплуатация таких рудников и месторождений, которые нельзя использовать с помощью традиционных технологий. Следует также подчеркнуть, что если сейчас капиталоемким является как создание промышленных технологий, так и поддержка их развития, то тогда капиталоемкими будут только фундаментальные исследования и внедрение конструктивной биологии, но зато после внедрения технологии в отдельные области биосферы ее продукция будет стоить не больше, чем выращивание растений, а скорее меньше.