От пробирки до кастрюли: Как ученые разрабатывают продукты, которые мы едим каждый день - Анастасия Волчок

из крупнейших в истории инвазий – вторжений в сложившиеся экосистемы несвойственных для них видов. Вышло так, что из-за одного необдуманного решения, на первый взгляд безобидного, водная экосистема европейской части России изменилась навсегда. Хищная рыба прекрасно чувствует себя в крупных реках, и выловить ее оттуда уже не представляется возможным. Ротана находят в Оби, Волге, Днепре, Дунае. Там он ест икру и мальков других рыб, из-за чего страдает речное биоразнообразие. И случай этот не единственный. Декоративная крылатка из Тихого океана в 1980-х гг. примерно таким же образом попала в Атлантику. Будучи ядовитой и не имея в новом для себя месте обитания природных врагов, она быстро размножилась (каждая из крылаток производит около 2 млн икринок в год) и начала охотиться за мальками рифовых рыб, что сильно отразилось на численности последних. Целые поколения морских окуней просто не выросли, так как были съедены. Сегодня во Флориде среди дайверов проводятся соревнования по охоте на крылаток, их можно убивать в любом количестве, но рыбы продолжают представлять экологическую угрозу. И это притом что все атлантические крылатки являются потомками буквально нескольких особей, когда-то выброшенных в океан любителями экзотических рыб[83]. Чего же тогда ожидать от целых плантаций рыбы, которую выращивают, сооружая на мелководье множество бассейнов, отделенных от диких вод всего лишь сеткой?

Рис. 15. Ротан

С этой точки зрения наиболее безопасными рыбоводческими предприятиями считаются изолированные заводы, где вода используется многократно, а выход одомашненной рыбы в водоемы исключен. Есть еще «пастбищная» аквакультура, когда местом выращивания рыб природные объекты, озера или реки становятся специально, а роль человека сводится к выпуску в воду подготовленного молодняка. В этом случае, если все рассчитать правильно и подобрать нужные породы рыб, есть шанс не нарушить природный баланс, а скорректировать его в лучшую сторону.

Наконец, одной из забот рыбных фермеров остается вопрос: чем кормить стадо? Компании по выращиванию рыбы любят щегольнуть тем, что их работа помогает уменьшить вылов. Однако они лукавят. Того же лосося, да и других водных хищников, кормят рыбной мукой – то есть той же самой рыбой. Для этого мелкую рыбешку приходится ловить траулерами. Одну рыбу мы выращиваем, другую все так же ловим.

В классическом животноводстве корма – почти такой же камень преткновения. Так как земельные ресурсы в современном мире крайне ограниченны, люди все чаще вынуждены выбирать: либо хлеб, либо люцерна для коров. В отношении качества кормовых смесей тоже часто возникают вопросы. В крупных агрохолдингах свободный выпас – редкость, и скот кормят комбинированными рационами. Помимо силоса и сена это концентраты из зерновых культур, белковых компонентов, витаминов и других добавок, включая в том числе и антибиотики, наличие которых в продуктах – явный минус, а не плюс.

Антимикробные препараты для увеличения прироста массы заодно с профилактикой инфекций в животноводстве сегодня используют почти везде: их свойство ускорять рост сельскохозяйственных животных американские ученые открыли в 1950-х гг., когда экспериментировали с добавкой в рацион витамина В12, который, совершенно случайно, содержал примесь хлортетрациклина. С тех пор люди узнали об антибиотиках много нового, в частности то, что свиньи и куры быстрее растут на кормах с антибиотиком за счет угнетения кишечной микрофлоры, которая обычно «отбирает» из пищи животного часть питательных веществ[84], а еще – что злоупотребление антибиотиками может провоцировать появление опасных супербактерий, устойчивых к лекарствам (рис. 16). По этой причине и к тому же из-за опасений, что антибиотики могут попадать в еду (хотя их заблаговременно перестают вносить в рацион животных за некоторое время до забоя, а остатки антибактериальных веществ в мясе разрушаются при нагреве), в некоторых странах расход антибиотиков на фермах стали ограничивать[85]. В качестве пищевых ингредиентов, увеличивающих конверсию корма, ответственные хозяйства теперь все чаще используют ферменты, помогающие разрушать сложные углеводы, а также пре– и пробиотики (пробиотики широко применяют и в питании людей, мы вернемся к этому чуть позже, в главе про молоко).

Рис. 16. Откуда у бактерий берется устойчивость к антибиотикам и почему это опасно

Большое значение в животноводстве придается и селекции – получению новых пород. Сельскохозяйственные животные очень отличаются от своих диких предков, почти так же, как такса или пудель отличаются от волка. Все потому, что люди, одомашнив несколько наиболее подходящих для этого видов, веками отбирали тех их представителей, которые им больше нравились: давали больше молока, были толще, несли больше яиц. Так, лесной кабан, против которого не каждый охотник осмелится выйти с ружьем, превратился в огромную свиноматку, такую крупную, что она почти не может ходить, зато, если ее зарезать, можно получить 300 кг мяса.

Самые передовые технологии очень быстро внедряются в работу селекционеров-животноводов. Сегодня разведение домашнего скота выглядит совсем не так, как еще 50 лет назад. Если раньше фермерам, чтобы получить новую породу, нужно было годами оценивать животных, из множества показателей высчитывать индекс их перспективности и выбирать наиболее привлекательное, по мнению селекционеров, потомство, то теперь все изменилось. На современных животноводческих предприятиях внешние признаки и характеристики подопытных перестали быть единственным ориентиром, на их место пришел геномный подход.

Суть геномной селекции, или геномного отбора, в животноводстве – поиск нуклеотидных последовательностей, наличие которых предполагает те или иные полезные признаки: мягкое мраморное мясо, короткую или, наоборот, длинную шерсть, сопротивляемость болезням, отсутствие рогов и т. д. Ученые сперва выявляют, какие участки генома за что отвечают, а потом анализируют ДНК животных, ищут у них эти участки (ДНК-маркеры) и проводят отбор уже по ним, что сильно ускоряет дело. Выявить их, однако, бывает не так просто. Некоторые характеристики у животных контролируются не одним, а сразу многими генами, то есть за один признак – увеличенный удой или более жирное молоко – могут отвечать сразу несколько ДНК-маркеров. Здесь на помощь биологам приходит новое оборудование. Оно позволяет типировать геном животных по десяткам тысяч маркеров и делает это очень быстро[86].

Самое важное в геномной селекции – иметь большую базу генетических данных референтной популяции животных. Она нужна для оценки показателей молодых особей и предсказания их племенной ценности. Чем больше база – тем точнее результат. При этом референтная популяция должна быть генетически схожа с исследуемыми животными, иначе анализ будет нерелевантным: нельзя сравнивать двух коров с совершенно разными генотипами и выбирать, какая из них лучше. Поэтому в каждой стране селекционеры формируют собственные банки генетической информации, на которые могли бы опираться при выведении локальных пород. В России такие базы пока не очень