Нано-и биотехнологии

Особое значение имеют  биотехнологии в решении проблемы продовольственной безопасности страны. Достижения биологии открывают принципиально новые возможности для повышения продуктивности сельскохозяйственного производства. Основной причиной потерь урожая являются заболевания растений, вызываемые патогенными микроорганизмами и вирусами, а также насекомые-вредители. В России потери подсолнечника от грибковых заболеваний составляют до 50%. Традиционные методы борьбы с патогенными микроорганизмами, вирусами и насекомыми-вредителями, основанные на классической селекции, неэффективны ввиду феномена автоселекции патогенных форм и рас микроорганизмов, скорость которой опережает искусственную селекцию растений.

Часто новый сорт поражается новыми, неизвестными ранее расами патогенов. Эта проблема решается путем  введения в геном растений чужих  генов, обуславливающих устойчивость к заболеваниям. В настоящее время трансгенными сортами картофеля, томатов, рапса, хлопка, табака, сои и других растений уже засеяны площади пахотных земель, в два раза превышающих площадь Великобритании. Задача ближайшего будущего - создание сортов, устойчивых к засухе, засолению почв, ранним заморозкам и другим природным явлениям.

Вместе с тем, неизбежны  и серьезные отрицательные последствия  бурного биологического прогресса.

Во-первых, в мире постоянно  появляются новые инфекции, опасные  для здоровья людей и животных, - СПИД, устойчивые к антибиотикам формы туберкулеза, губчатый энцефалит крупного рогатого скота. Во-вторых, серьезную обеспокоенность вызывает стремительное распространение трансгенных растений и полученных из них продуктов питания. Хотя науке пока не известны какие-либо отрицательные последствия потреблением продуктов, изготовленных на основе трансгенных растений, здесь необходим тщательный контроль проводимых экспериментов и внедрения их результатов в практику сельского хозяйства.

Свиньи, которым вводят гормоны роста, страдают гастритами и язвой желудка, артритом, дерматитом и другими заболеваниями, поэтому  неудивительно, что мясо таких животных опасно для здоровья человека. Создание устойчивых к гербицидам культур  приводит к расширению применения этих химикалий, которые неизбежно попадают в атмосферу и системы водоснабжения в большем количестве. Кроме того, когда сорнякам и вредителям удаётся развить в себе сопротивляемость к этим новым биологическим средствам, то специалистам приходится создавать улучшенные разновидности гербицидов, тем самым совершая очередной шаг на бесконечном пути попыток подчинения и улучшения природы.

Существенная опасность  таится также и в углубляющемся  генетическом единообразии основных видов  растений. В современном сельскохозяйственном производстве применяется семенной материал, созданный по методикам генной инженерии с целью увеличения продуктивности и качества получаемых урожаев. Если, однако, ежегодно высаживаются миллиарды идентичных семян кукурузы, то все посевы становятся уязвимыми даже из-за какого-то одного вредителя или единственной болезни. В 1970 году в США неожиданное массовое поражение кукурузного листа уничтожило все посевы от Флориды до Техаса. В 1984 году новая болезнь, вызванная неизвестной бактерией, привела к гибели в южных штатах страны десятков миллионов цитрусовых деревьев. Следовательно, биотехнологическая революция, повышая урожайность, одновременно увеличивает риск дорогостоящих неудач.

Негативное влияние  биотехнологий на окружающую среду проявляется и в том, что основанное на ней сельское хозяйство всячески уклоняется от кардинальных экономических реформ. Если созданы новые сорта культур, способные произрастать на засолённых почвах или в жарком и сухом климате, нелепо ожидать от фермеров и «капитанов» аграрного сектора экономики ожидания того времени, когда учёные изменят агротехнику их возделывания к этим условиям так, чтобы не создавать опасности для окружающей среды. С другой стороны, вместо борьбы с глобальным потеплением, засолением почв из-за чрезмерного осушения близлежащих болот или быстрым сведением лесов, ученые - биотехнологи изобретают новые виды растений, которые начинают «сотрудничать» с изменениями окружающей среды, вызванными человеческой деятельностью. Другими словами, высокоурожайное сельское хозяйство берёт на вооружение биотехнологию, не задаваясь вопросом о её экологической агрессивности. Создание и внедрение в повседневный рацион людей генетически модифицированных продуктов всё еще в значительной степени происходит путём проб и ошибок, но цена этих ошибок может оказаться слишком высокой. Фактически непредсказуемость воздействия генетически модернизированных организмов на окружающую среду, на человека и на животных – главная отрицательная черта биотехнологических достижений.

Именно потому, что  области применения биотехнологии  столь широки, трудно предсказать  и описать все возможные её последствия. При этом очень важно  видеть разницу между биотехнологией, которая увеличивает производство продукции в поле, и более новой наукой – тоже биотехнологией – которая создаёт синтетические продукты in vitro в лаборатории. Обе несут глубокие изменения, но именно последняя, переживающая пока стадию эксперимента, может иметь наиболее серьёзные последствия.

Нанотехнология обеспечит невиданные до сих пор возможности практически в любой области человеческой деятельности, включая и способы ведения войны. Неподдельный энтузиазм вызывают перспективы использования нанотехнологии в таких областях, как вычислительная техника, информатика (модули памяти, способные хранить триллионы битов информации в объёме вещества с булавочную головку), коммуникационные линии, производство промышленных роботов, биотехнологии, медицина (адресная доставка лекарственных препаратов к повреждённым клеткам, выявление повреждённых и раковых клеток), космические разработки. Однако необходимо предвидеть и возможные негативные последствия развития нанотехнологии для безопасности мира.

Среди потенциальных  негативных последствий развития нанотехнологий, эксперты выделяют целый ряд угроз. Опасения экспертов связаны с тем что некоторые компоненты нанотехнологических производств потенциально опасны для окружающей среды, а их воздействие на человека и среду его обитания до конца не изучено.

Полагают, что такие  компоненты станут принципиально новыми загрязнителями, к борьбе с которыми современная промышленность и наука будут пока не готовы. Кроме того, принципиально новые химические и физические свойства таких компонентов позволят им беспрепятственно проникать через существующие системы очистки, включая и биологические, что приведет к взрывному росту числа аллергических реакций и связанных с этим заболеваний.

Важными представляются также проблемы, связанные с миниатюризацией  нанотехнологических продуктов  и встающей в этой связи проблемой защиты частной жизни: появление уже не микро-, а так называемых «наномашин-шпионов» в умелых руках дает неограниченные возможности по сбору любой конфиденциальной и компрометирующей информации. Кроме того, разная степень доступности нанотехнологических приложений в медицине и иных социально значимых областях приведет к появлению новой границы раздела человечества по степени использования нанотехнологий, что в целом усугубит и без того гигантский разрыв между богатыми и бедными.

Предполагается также, что нанотехнологии повлекут изменения не только в области традиционных вооружений, но и ускорят создание ядерного оружия следующего поколения, обладающего повышенной надежностью и эффективностью при намного меньших размерах. Эксперты отмечают, что потенциально нанотехнологии способны существенно повлиять на все аспекты развития перспективных образцов вооружения и военной техники, что повлечет и существенные изменения в военной науке.

Особое внимание эксперты уделяют возможностям использования  нанотехнологий при создании перспективных средств химической и бактериологической войны, так как продукты нанотехнологий позволят создать принципиально новые средства доставки активных агентов. Такие средства будут намного более управляемыми, избирательными и эффективными при применении на практике. По мнению экспертов НАТО, существующее сегодня в военно-политических кругах отношение к проблеме нанотехнологий, их влиянию на военную стратегию и систему международных договоров в области военной безопасности во многом не отвечает потенциальной угрозе, исходящей от нанотехнологий.[4,5]

 

 

Заключение

 

Ключевые технологии и материалы всегда играли большую  роль в истории цивилизации, выполняя не только узко производственные функции, но и социальные. Достаточно вспомнить, как сильно отличались каменный и бронзовый века, век пара и век электричества, атомной энергии и компьютеров. По мнению многих экспертов, XXI в. будет веком нанонауки и нанотехнологий, которые и определят его лицо. Воздействие нанотехнологий на жизнь обещает иметь всеобщий характер, изменить экономику и затронуть все стороны быта, работы, социальных отношений. С помощью нанотехнологий мы сможем экономить время, получать больше благ за меньшую цену, постоянно повышать уровень и качество жизни.

Главная надежда нанотехнологий связана с тем, что удастся двигаться не «сверху вниз», а «снизу вверх», т.е. выращивать наноструктуры, наноматериалы, нанообъекты.

Нанотехнологии требуют  больших объемов материалов, и  собирать их атом за атомом невозможно. Поэтому есть два основных ключа к нанотехнологиям:

1. Нужно организовать  процессы так, чтобы наноструктуры  собирались сами, образуя то, чего  бы нам хотелось. Другими словами,  это процессы самоорганизации,  самоформирования и самосборки.

2. Решение многих проблем  нанотехнологий требует совместной деятельности физиков, химиков, математиков, биологов – общего языка, понятий и моделей – междисциплинарного подхода. Кроме того, именно широкий междисциплинарный взгляд дает понимание того, чего в принципе, возможно, достичь, чего хотелось бы достичь и – главное – чего хотелось бы избежать. Здесь первостепенное значение приобретает проектирование будущего, в котором технологические, экономические, политические, военные и социальные проблемы оказываются значительно более взаимосвязаны, чем ныне. Это обусловлено совершенно новыми технологическими возможностями.

В самом деле, чтобы  нанотехнологии не остались научной  фантастикой, они должны найти свое место в экономике, включиться в  существующие экономические циклы  или создать новые. Это требует активного мониторинга и сопровождения на всех этапах от лаборатории до рынка. Это качественно новый уровень управления, позволяющий решать организационно-экономические проблемы невиданного уровня сложности.

В развитых странах осознание  ключевой роли привело к разработке широкомасштабных программ по их развитию и государственной поддержке.

Из числа технологически продвинутых стран Россия - единственная - до настоящего времени не имеет  программы развития нанотехнологий федерального масштаба.

Исследования в этом направлении проводятся в рамках академических институтов, входят отдельными разделами в отраслевые программы, но, как правило, не завершаются практическим внедрением результатов. Более того, даже осуществить зарубежное патентование отечественных изобретений, как правило, не удается, так как государство в этом не заинтересовано и никакой финансовой поддержки авторам изобретений не оказывает. Растворение проблематики нанотехнологий в отдельных разделах федеральных и отраслевых программ не позволяет даже оценить, сколько средств выделяется государством на их развитие. По существующим оптимистическим оценкам - несколько десятков миллионов долларов США. При этом сотни высококлассных российских специалистов, которые могли бы составить цвет отечественной нанотехнологии, вынуждены работать за рубежом.

Отсутствие Федеральной  программы, четкой целевой установки  на промышленное внедрение разработок, неготовность отраслей к восприятию достижений нанотехнологии, убогость финансирования - все это является следствием отсутствия государственной политики в этом стратегически важном направлении.

 

 

Список литературы

 

1. Введение в биотехнологию / С.С. Рыбаков; Владим. гос. ун-т. – Владимир: Изд-во Владим. гос. ун-та, 2008;

2. Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направления развития // Под ред. М.К.Роко, Р.С.Уильямса и П.Аливисатоса: Пер. с англ. М.: Мир, 2002;

3. Основы политики Российской Федерации в области науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу // Поиск. 2002. № 16 (19 апреля);

4. Материалы с сайта о нанотехнологиях №1 в России Nanonewsnet (http://www.nanonewsnet.ru);

5. http:// nanorf.ru.

Размещено на Allbest.ru