Л.И.Сидоренко.
Философский анализ развития и перспектив биотехнических исследований.
Глава ІІ. СОЦИАЛЬНО-МИРОВОЗЗРЕНЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ БИОТЕХНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
I. ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКАЯ И КУЛЬТУРНО-ГУМАНИСТИЧЕСКАЯ ФУНКЦИИ БИОЛОГИИ В УСЛОВИЯХ ЕЕ ТЕХНИЗАЦИИ
Развитие современной биологии все более приобретает революционно-практический характер. Это обусловлено взаимодействием социальных революций с научно-техническими [45, с. 21] и проявляется, как отмечает академик А. А. Баев, в том, что социальные функции биологии уже не исчерпываются познавательной функцией — отражать и объяснять мир. „Биология стала средством изменения этого мира для удовлетворения человеческих нужд" [21, с. 17].
Практически-преобразовательная направленность развития современной биологии выступает как одно из проявлений революции в ней, затрагивающей не только систему биологических знаний, но и способы их практического воплощения, взаимодействие биологии и практики. Это обусловливает мировоззренческое содержание проблемы практизации современной биологии и, следовательно, необходимость решения не только гносеологических, но и социально-мировоззренческих проблем, возникающих с развитием биотехнического направления.
Движение исследования „вглубь" биологического объекта -на молекулярный и квантовый уровни, интеграция биологического знания с физико-химическим, математическим, гумани-
31
таризация биологии приводят к качественному преобразованию понимания сущности живого. Вместе с тем названные тенденции создают богатство возможностей практического воплощения результатов биологического исследования, обусловливают многообразие социальных функций биологии. В этой связи проблемой, требующей осмысления в социально-мировоззренческом контексте,выступает проблема многоаспектности влияния практических функций современной биологии не общество.
Говоря о практических функциях биологии, следует особо выделить производственно-техническую, связанную с практическим воплощением результатов биотехнических исследований. Овеществление биотехнических знаний в сельском хозяйстве, медицине, микробиологической промышленности и других отраслях общественного производства свидетельствует о том, что биология выступает в качестве непосредственной производительной силы общества
Биотехнические исследования включаются в производство в виде формирующейся биотехнологии. Как отмечает П. С. Карако, „уже ныне технологические процессы многих отраслей промышленного производства строятся с учетом особенностей биологических процессов микробной клетки. Такую технологию можно назвать „биологической" (65, с. 132). Биологическое осуществление технологических процессов требует решения сложных инженерных задач. Появляется потребность в инженерном осмыслении функционирования живых объектов.
Таким образом, техническое воплощение принципов функционирования живых объектов приводит к перестройке производственных процессов. Тем самым биотехнические знания используются в качестве средства практического преобразования человеком действительности.
Выступая в качестве средств преобразования человеком среды, результаты биотехнических исследований приобретают социальный характер. Социальность задается и объектам биотехнического исследования - как результату конструктивной деятельности человека, функционирующему в определенной технологической цепи в качестве средства производства. Именно научно-экспериментальная и производственная деятельность человека, направленная на создание объектов биотехнического исследования, определенным образом функционирующих в производстве и удовлетворяющих тем самым практическую потребность общества, и порождает социальность объектов и продуктов биотехнических исследований, мировоззренческий смысл последних.
32
Как отмечает В. П. Горюнов, человек выступает мерой социализации природных предметов, так как весь смысл и содержание их особого переустройства человеком направлены на приведение природы в соответствие с ним. Содержание переконструирования природы определяется ее несоответствием человеку, его потребностям, а степень переконструирования — его производственными возможностями, уровнем материально-технического развития [41, с. 20].
Таким образом, в развитии биотехнических исследований важное значение имеют не только научные и технологические достижения, полученные на их основе, но и их активное, творческое, целенаправленное воплощение в действительность. Все это оказывается возможным в результате активной деятельности субъекта. В этой связи К. Н. Моисеев и И. Т. Фролов подчеркивают, что „высокое соприкосновение" новой технологии предполагает высокий уровень культуры, высокую ступень выявления сущностных, творческих сил человека в их целостности, гармоническом виде. Наконец, оно должно включаться а новую шкалу ценностей, гуманистически субординированную, исходящую из нового понимания смысла человеческой жизни и оценки всего, включая саму новую технологию в соответствии с тем, что человек, его развитие — „мера всех вещей" и „самоцель истории" [94,с.351.
Все сказанное свидетельствует о связи развития биологического познания с его социализацией [44, с. 247; 135, с. 18; 44, с. 252—256]. Она включает все более тесную связь биологии с обществом, выражающуюся, в частности, в направленности ее развития на удовлетворение общественных потребностей и в росте в связи с этим социальной значимости биологии. Вместе с тем развивается гуманизация биологии - направленность на проблемы человека, общества и в связи с этим - экологии, биосферы, ноосферы. Процесс социализации, таким образом, включает две стороны — влияние биологии на общество и влияние общества на развитие биологии.
В этих условиях возрастает значение второй практической функции биологии, которая условно может быть названа культурно-гуманистической. Это функционирование биологических знаний как необходимого элемента человеческой культуры, их влияние на развитие медицины, культуры сельскохозяйственного производства, естественнонаучных знаний, обращенность всего содержания биологических знаний к человеку и на человека. Марксизм рассматривает науку и технику как фундаментальные проявления культуры. Функционирование науки в обществе обусловлено не только потребностями производственно-
33
технического характера, но и развитием культуры в цепом. Вместе с тем наука оказывает определенное влияние на содержание культуры.
Гуманистическая сущность науки состоит „в ее способности продуцировать универсально-практический тип отношения человека к миру" [34, с. 71]. В условиях построения коммунистического общества эта способность превращается в способность самого человека, условие его существования и развития. Практика общественного развития, всесторонняя оценка перспектив человека приводит в настоящее время к проблеме определения места науки в системе культуры человечества, гуманистической оценки того, что она несет человеку и чего от него требует [136, с. 151. Практически обусловленное ценностное отношение человека к живому, изменение его порождает потребность, реализуемую в процессе решения биологическим познанием культурной задачи - обобщения разнообразных, противоречивых представлений о живом, которые порождаются различными видами практического отношения человека к живым объектам [150, с. 71]. Наука становится одним из решающих факторов социальных преобразований, роста образования и культуры общества и личности [34, с. 29]. Это в полной мере относится и к биологии.
В современных условиях отмечается обратное воздействие биологической науки на систему культуры, на действующие в ней мировоззренческие установки и фундаментальные принципы, формирование нового стиля мышления. В рамках биологии рождаются проблемы, поднимающиеся на уровень общенаучных, обсуждение которых влияет на изменение стиля мышления. Достаточно сказать о рождении именно в биологии системного подхода, проблем экологии и генетической инженерии, о влиянии биологии на создание концепции „глобального эволюционизма". Ю. А. Жданов подчеркивает решающее влияние биохимии на возникновение исторического метода в химии. В качестве центральной проблемы, „которая объединяет, скрепляет и пронизывает материал всех химических наук", на современном этапе научного познания выступает проблема происхождения жизни [50, с. 57].
Оценка культурно-гуманистического потенциала биологии необходима, ибо именно он обусловливает связь понятия современного человека с достаточно высоким уровнем его биологической образованности, биологической культуры. Без этого проблематично само существование в будущем человеческого общества.
34
Здесь нет преувеличения, поскольку современная биология, главной тенденцией развития которой является ориентация на человека, призвана утвердить в общественном сознании в качестве нормы отношение к человеку как к уникальной природной и культурной ценности, крайне осторожное отношение к вмешательству в его биологическую природу. Гуманистическая ориентация биологии проявляется и в ее вкладе в теоретическое обоснование губительности для человечества ядерного, химического, бактериологического оружия.
Как подчеркивает акад. В. А. Энгельгардт, проблема мира и войны, разоружения или гонки вооружений превышает по своей значимости все глобальные проблемы. Это предъявляет возрастающие требования к такой важнейшей движущей силе, которая сопутствует и стимулирует деятельность ученого — к его общественной, этической ответственности [148, с. 98].
Сегодня наука, использующая новейшие достижения кибернетики, электроники, биотехнологии, уже способна сделать многое для доказательства невозможности выживания человека в условиях ядерной войны. И, следовательно, выдающиеся, по существу революционные, достижения современной науки должны использоваться в гуманистических целях. Вместе с тем проблема сохранения мира в наши дни приобретает все большую остроту в связи с антигуманным использованием науки в условиях империализма. В системе капитализма любая научная область может дать результаты, используемые для гонки вооружений, и нет такой научной дисциплины, которая могла бы считать себя огражденной от процесса милитаризации.
Доминирующая роль военных исследований и разработок в сфере научной деятельности развитых стран капитализма оказывает деструктивное воздействие на развитие науки и техники потому, что они не только поглощают лучшие кадры ученых и инженеров, но и извращают приоритеты в исследованиях и разработках [82, с. 112]. Поэтому совершенно справедливым является вывод американского ученого Б. Коммонера, который в результате исследования экологической проблемы, социальных и биологических факторов, с ней связанных, пришел к мысли о невозможности выхода из экологического кризиса в условиях частной собственности, о решающем значении социальных факторов в разрешении проблемы [77, с. 186].
В настоящее время активно осуществляются биологические исследования в тех областях, которые в наибольшей мере связаны с человеком, средой его обитания. Прогрессивные тенденции развития биологического познания обращают его к проблеме человека, сохранения жизни на Земле, делают органичной связь
35
теории и эксперимента с мировоззрением и этикой (132, с. 158; 67, с. 106]. В отношении человека на первый план выдвигаются проблемы наиболее быстрого и эффективного восстановления физических и психических сил человека как субъекта познания и производства, охраны здоровья, образовательного и культурного уровня, навыков, знаний. В решение этих проблем свой вклад вносят биотехнические исследования.
В литературе последних лет, касающейся философских аспектов естественнонаучного исследования, особое внимание уделяется выяснению ценностных подходов, ориентиров конкретно-научного, в том числе и биологического, исследования. Ориентация современной биологии на человека, взаимосвязь с системой социально-гуманитарных наук, исследование важнейших проблем жизни человека получило название гуманизации (гуманитаризации) биологии. В работах И. Т. Фролова наиболее полно обосновано положение о гуманизации современной биологии, вкладе ее в решение глобальных проблем, исследованы вопросы этического и ценностного характера в биологии.
В связи с такой ориентацией биологии ее будущее рассматривается как „век человека", вычленяется „биологический этап НТР" как неуклонное переключение науки на человека. „Наука для человека — только такая общая социально-этическая, гуманистическая ориентация дает, — подчеркивает И. Т. Фролов, -универсальную основу для оценки науки под углом зрения ее способности к обслуживанию человека, подчинения ее имманентных целей общей цели социального развития человечества, в силу чего реализация сущностных сил человека становится самоцелью. „Осуществляется движение к новому типу науки, в котором наука, ценности, гуманизм будут находиться в диалектическом единстве и взаимодействии" [45, с. 154,163].
Таким образом, в развивающихся биотехнических исследованиях, в биологическом познании реализуется тенденция к единству научно-исследовательских установок и гуманистической направленности их. Такое единство проявляется и в развивающихся биотехнических исследованиях. В частности, на их основе осуществляется поиск адекватных решений экологической проблемы. М. М. Камшилов видит решение проблемы в том, чтобы не только биосфера вплеталась в „ткань общественного производства, что уже происходит и будет происходить с еще большей интенсивностью, но чтобы общественное производство одновременно включалось в биотический круговорот биосферы, не нарушая его, подчиняясь его законам" [63, с. 230].
Гуманизация науки — это не просто теоретическая обращенность ее на „человека вообще". Развитие науки в условиях
36
социализма требует использования конкретного содержания и форм гуманистических возможностей науки. Речь идет о возрастающем влиянии науки не просто на человечество в целом, а на личность, ее духовный мир, систему личностных ценностей, об использовании гуманизма науки для всестороннего развития современного человека. Чрезвычайно важно в этой связи, как верно отмечал В. А. Энгельгардт, уделять особое внимание „внутренней среде" человеческой личности, сосредоточить внимание не только на проблемах, затрагивающих широкие массы населения, но и думать об отдельном человеке, человеческой личности, духовном мире современного человека [146, с. 86].
В этой связи возникает вопрос о воспитании исследователя, руководствующегося научным, диалектико-материалистическим мировоззрением, человека, правильно ориентирующегося в происходящих социально-политических событиях, занимающего активную, гуманистическую позицию, осознающего свою ответственность за социальные результаты применения достижений его исследований. В решении этой проблемы значительное место должно быть отведено использованию мировоззренческого потенциала философских и естественнонаучных, технических дисциплин при обучении студентов в вузе, подготовке будущих специалистов, ознакомлению их с актуальными социально-мировоззренческими и методологическими проблемами конкретных наук [79, с. 8-14].
В настоящее время в сознании ученых утвердился статус этических проблем науки, связанных с осмыслением влияния на исследовательскую деятельность ученого социальных факторов, в том числе и нравственных норм, которое реализуется в формировании определенных нравственных качеств исследователя, его кругозора — не только научного, но и социально-политического. Социально-нравственная позиция исследователя влияет на оценку содержания науки, перспектив направленности применения ее результатов. Наука „сама по себе" существует только в качестве абстракции. В действительности исследовательская деятельность направляется определенными мировоззренческими и методологическими установками, верой в истинность определенных научных и общественных идеалов, нравственными принципами.
Существует реальное противоречие между беспристрастностью объективного содержания науки и страстностью исследователя. Реальное научное исследование не может быть беспристрастным, ибо является делом человека, но вместе с тем оно должно быть объективным. „Ученый в своей деятельности естественным образом несет ответственность, если можно так выразиться, общечеловеческого характера, — отмечал В. А. Энгельгардт. — Он ответственен за полноценность выработанного
37
им научного „продукта": от него ожидается безупречная требовательность к достоверности материала, корректность в использовании работы своих собратьев, строгость анализа и прочная обоснованность делаемых выводов. Это элементарные, сами собой разумеющиеся стороны ответственности ученого, так сказать, его персональная этика" [147, с. 133].
С развитием биотехнических исследований — биотехнологии, генетической инженерии — предметом всеобщего обсуждения в среде ученых-биологов стал вопрос о социально-нравственной ответственности их за результаты исследовательской деятельности. Это связано с тем обстоятельством, что на основе генетической инженерии могут быть созданы искусственные генетические системы, осуществлено вмешательство в генетический аппарат человека. В связи с этим в сознании ученых не только социалистических, но и капиталистических стран утвердилось признание значимости нравственного, этического содержания биотехнических, генно-инженерных исследований [162, с. 187— 205; 155, с. 401-435].
Философы из ГДР Г.-М. Дитль, Г. Газе и Г.-Г. Кранхольд ставят вопрос о том, что в капиталистическом обществе на первый план для ученого должна выступать его политическая ответственность, обязывающая занять свое место в борьбе против империализма на стороне рабочего класса, за социалистическое преобразование общества. В условиях же социализма деятельность ученого направляется моральной его ответственностью (46, с. 66]. Представляется, что и политическая, и нравственная ответственность в единстве должны реализоваться в деятельности ученого.
В этом плане более широким и адекватным проблеме выступает принятое в нашей литературе понятие „социальной ответственности ученого". Имея многообразные аспекты, проблема социальной ответственности ученого может прежде всего рассматриваться как проблема мировоззренческой ответственности [68, с. 155]. Наука не может быть нейтральной в борьбе сил прогресса против реакции, разума, гуманизма против человеконенавистнической идеологии расизма, шовинизма и агрессии. Активная гражданская позиция ученого органически связана с передовым научным мировоззрением.
Таким образом, технизация биологии развивается в единстве с ее гуманизацией, направленностью науки на человека, что, в свою очередь, обусловлено социальными потребностями.
Вместе с тем гуманизация биологии, этические проблемы, в ней возникающие, требуют своего социально-философского осмысления. Сами по себе этические принципы не могут осу-
38
ществлять регулирование наукой, поскольку обусловлены всегда определенными социальными условиями. Гуманистические возможности науки, ответственность ученого неоднозначно реализуются в условиях противоположных общественных систем — капитализма и социализма. В этом смысле в науке существуют не просто этические, а социально-этические проблемы.
Существующие в различных общественных системах противоположные социально-этические принципы научной деятельности показывают, что реализация гуманистических возможностей генетики, использование ее достижений на благо человека возможно только в условиях коммунистической формации. утверждающей принципиально новые социальные отношения. социальную справедливость, отношение к человеку как к само ценности.
2. БИОТЕХНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ
Как мы выяснили, значительное влияние на развитие биологических исследований оказывают в настоящее время социально-мировоззренческие факторы. Это справедливо и по отношению к биотехническим исследованиям. Вместе с тем развивающиеся биотехнические исследования выступают и результатом движения собственной логики развития науки в условиях НТР. Однако этот результат предстает как социально обусловленный. Таким образом, биотехнические исследования развиваются на основе диалектического совпадения внешних (социально-мировоззренческих) и внутренних (собственной логики развития науки) факторов.
Биотехнические исследования выступают как внутренне противоречивые по своему характеру, являясь одновременно и биологическими и техническими. Существование этого направления невозможно без преобразования субъектом биологических объектов, без конструирования искусственных биологических объектов. Сама же такая деятельность предполагает высокий уровень развития науки, технологии, производства. Именно влияние на биологию научно-технического и социального прогресса обусловливает научно-технический характер биотехнических исследований. Поэтому сущность их в полной мере не может быть раскрыта при рассмотрении биотехнических исследований только в рамках биологии, а требует философского осмысления.
Введение инженерных методов в исследовательскую деятельность, создание искусственных биологических форм и их
39
практическое использование порождают вопросы мировоззренческого характера. Первый из них касается правомерности квалифицирования искусственных биологических объектов как результата определенного направления биологической эволюции, „заданного" научно-техническим прогрессом. Второй — сравнение этой новой ветви (условно ее можно назвать „биотехнической эволюцией") с естественной эволюцией живого. Решение названных проблем предполагает соотнесение биологической эволюции и технического прогресса, анализ связи и различия их.
Закономерное возникновение жизни на Земле имело свою предысторию — предбиологическую эволюцию, становление живого. Возникшие живые формы существовали и существуют в процессе сложной, имеющей много направлений эволюции, представляющей собой закономерный процесс, осуществляющийся в силу естественных физических, химических, биологических причин, в результате которого появляются новые виды, популяции, организмы. С возникновением человеческого общества биологическая эволюция уже не может осуществляться „в чистом виде", так как к факторам естественного отбора присоединяются факторы искусственного отбора. Биологическая эволюция начинает испытывать на себе влияние социальных факторов, социальной практики, социально-технического прогресса.
В процессе исторического развития общества в сфере материального производства возникает такое явление, как техника. И история научно-технического прогресса — это история возникновения коренных переломов в технике, технологии. История технического прогресса — это история человечества. Биотехнические исследования в противоположность технике возникают вне производственной сферы, хотя и в связи с появлением определенных общественных и производственных потребностей. Причем технизация биологии знаменует определенную ступень социально-технического развития, которая становится возможной в условиях НТР. Удовлетворение современной наукой производственных потребностей, превращение науки в непосредственную производительную силу являются проявлениями одного из аспектов социального прогресса. Связанные с процессом интеграции естественнонаучного и научно-технического знания биотехнические исследования выступают проявлением прогрессивного развития науки.
В условиях НТР биологическая эволюция становится объектом научно-технического преобразования. Влияние на нее социально-технического прогресса выразилось в формировании нового направления в эволюции биологического мира —
40
создании биологических объектов на основе использования приемов научно-технического мышления и инженерной деятельности. Осуществляется, таким образом, взаимодействие биологической эволюции и научно-технического прогресса, что порождает вопрос о месте продуктов биотехнических исследований в биологическом прогрессе.
Биологическая эволюция — это сложный, закономерный процесс развития живой природы, образования новых видов. Он протекает в различных формах, и соответственно этому выделяют основные направления эволюционного процесса. В биологической и философской литературе имеется значительное число исследований, посвященных анализу понятия „эволюция", его соотношению с понятиями „развитие", „прогресс". Преобладающей является точка зрения, в соответствии с которой процесс развития живого выступает единством прогрессивного и регрессивного. В соответствии с этим выделяют 3 основных направления развития живого: прогресс, регресс и развитие в одной плоскости, когда организация живой формы качественно изменяется, не становясь при этом более высокой или низкой [51, с.127-129; 126, с. 75].
В развитии определенного организма, вида, как правило, основные направления эволюции проецируются на основные фазы его развития, которые представляют собой соответственно восходящую фазу (прогресс), плато (развитие а одной плоскости) и нисходящую фазу (регресс). Анализируя прогресс как направление развития, выделяют его в качестве главного; это восходящее, поступательное движение, в котором раскрывается содержание качественно новых форм [112, с. 58].
Можно ли рассматривать объекты биотехнических исследований как явление прогрессивной ветви биологической эволюции? Какое место они занимают в научно-техническом прогрессе? Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо выявить существенные признаки прогрессивного развития вообще, а затем соотнести проявления прогресса в развитии живого и техники.
В качестве прогрессивного направления биологической эволюции в теории эволюции рассматривается эрогенез. Основы представлений об этом пути развития живого заложены выдающимися биологами А. Н. Северцовым и И. И. Шмальгаузеном. Развив теорию Ч. Дарвина, А. Н. Северное создал морфофизиологическую теорию эволюции, в соответствии с которой развитие живого представляет собой прежде всего морфофизиологические изменения организации системы, или ароморфоз. Выделяют 4 вида морфофизиологических изменений: морфофизиологический прогресс, или ароморфоз, частные приспособления, или
41
идиоадаптации, эмбриональные приспособления — ценогенезы, морфофизиологический регресс — общая дегенерация. В качестве причин, определяющих изменение направления эволюционного процесса, указывают, во-первых, на строение и функции органов, во-вторых, ка характер и интенсивность изменения среды и строение изменившегося животного [115, с. 58—90, 132].
Конкретизацией представлений о прогрессивном направлении морфофизиологических изменений явилось понятие „арогенез". Арогенез рассматривается как главное направление эволюции, основывающееся на таких приспособлениях, как половое размножение (обеспечивает комбинирование генетического материала), многоклеточность, гомеостатические механизмы автономности от среды, образование мозга и т. п. [51, с. 133—134]. Таким образом, биологическая эволюция представляет собой закономерное, объективное явление, главным направлением эволюции является биологический прогресс — аро-генез.
Историческое развитие техники также позволяет выявить прогрессивную ветвь как главное направление [89. с. 90-93]. При этом сравнивая биологическую эволюцию и технический прогресс, в качестве основы, определяющей как специфику биологического развития, так и прогресса техники, называют противоположность живой и неживой природы. Это и выступает отправным пунктом сравнения названных объектов. Существенным отличием является и то, что биологическая эволюция протекает независимо от человеческой деятельности, в то время как существование и развитие техники невозможно вне человеческой целенаправленной деятельности. Создание новых и усовершенствование уже существующих технических средств — неотъемлемая сторона общественно-исторической практики.
Наряду с отличительными чертами имеется и общность в прогрессивном развитии живого и технических систем. Так, в качестве существенного признака прогресса указывают на усложнение, совершенствование организации системы. Этот момент присутствует как в развитии живого, так и в развитии техники. Совершенствование организации в то же время ведет к снижению надежности системы [51, с. 130-136]. Ведущим признаком общего в биологическом и техническом прогрессе выступают крупные новообразования. Другим общим признаком, обусловленным крупными новообразованиями и их накоплением, выступают тенденции универсализации и исключения многих возможностей [52, с. 3-8,13-1 б].
Анализируя черты общности и различия биологической эволюции и технического прогресса, следует вместе с тем
42
подчеркнуть, что это две стороны объективного процесса развития, взаимодействующие друг с другом с момента возникновения человеческого общества. В литературе присутствует и другая точка зрения, когда социально-технический прогресс рассматривается как частный момент прогресса жизни на Земле. Такая точка зрения принадлежит, в частности, М. М. Камшилову, рассматривавшему ноогенез как этап эволюции жизни, связанный с существованием человека [62, с. 55]. Очевидно, что законами социально-технического прогресса не могут быть законы биологической эволюции. Это связано с тем, что взаимодействие природного (биологического) и социально-технических факторов в сфере социальных отношений подчиняет природные, биологические законы социальным, но, конечно, не отменяет их.
В условиях влияния социально-технического развития на природу в современной экологической ситуации практическую важность имеет анализ и решение таких теоретических вопросов, как направленность и управление эволюцией [48, с. 100—131; 127, с. 317—324]. Так, в рамках современной эволюционной биологии делается вывод о принципиальной предсказуемости и прогнозируемости эволюции. Учитывая фактор человеческого влияния на эволюционный процесс, вводят понятие „управляемой эволюции", отражающее процесс сознательно направляемого человеком развития живой природы с целью увеличения эффективности использования живых природных ресурсов и поддержания основных характеристик биосферы и экосистем отдельных крупных регионов в устойчивом состоянии [33, с. 299-300; 151, с. 306].
Можно сказать, что с появлением человеческого общества законы биологической эволюции уже не существуют „в чистом виде", а в определенной степени преобразованы. Учитывая это, исследователи подчеркивают диалектическое единство социального и научно-технического прогресса [138, с. 225-226]. В этом отношении объекты биотехнических исследований предстают как обусловленные социально-экономическим развитием результаты влияния научно-технического прогресса на биологическую эволюцию. Продукты и обьекты биотехнических исследований и выступают в качестве „искусственного биологического" -результатов проектной и конструкторской деятельности субъекта, целенаправленно преобразующего живые формы в процессе их производственно-технического функционирования.
По мере включения в сферу технизации биологии все более сложных объектов возникает противоречие между общественной потребностью в определенных свойствах организмов и необходимым целостным функционированием организма со всеми
43
его свойствами - известными и приобретенными в процессе искусственного изменения наследственности. Это противоречие снимается развитием биотехнических исследований, конструированием все более совершенных искусственных форм. Академик А. А. Баев подчеркивает, что „генно-инженерная эволюция" вещества — такая же реальность в будущем, как технохимическая эволюция сегодня 120, с. 193].
Таким образом, уже в настоящее время следует учитывать возможности „биотехнической эволюции", связанной как с влиянием научно-технического прогресса на биологическую эволюцию, так и с постоянным разрешением в процессе развития биотехнических исследований противоречия между проектируемыми „производственными" свойствами и необходимостью целостного функционирования объекта. Биотехнические исследования, осуществляемые на основе генетической инженера, предстают не только как новый способ биологического познания, но и как практическая деятельность, непосредственно влияющая на ход биологической эволюции.
В этом отношении „...можно говорить буквально о беспрецедентном вторжении человека в процесс эволюции живого";
осуществляется творческая конструкция и реконструкция наследственности {67, с. 100]. Принципиальная особенность этого этапа биологической эволюции состоит в том, что он не может осуществляться стихийно, не может разворачиваться только в силу действия законов природы, а включает и законы человеческой деятельности, связанной с развитием науки и техники, а также с определенными мировоззренческими и методологическими ориентирами, направляющими современную научно-исследовательскую и инженерно-техническую деятельность.
Таким образом, с возникновением и развитием общественного производства возник качественно новый этап в истории биологического. Это нашло свое отражение во влиянии производственно-технического развития общества на биологическую эволюцию, а в условиях НТР — и в конструировании искусственных биологических форм, способных выполнять предполагаемую производственно-техническую функцию. Вместе с тем на этом этапе истории биологического углубляется знание сущности живого, собственной биологической природы человека. Современное производство в виде биотехнологии опосредствует связь человека как суб-ы. ла познания с ним же как объектом познания, что способствует преодолению момента субъективного в знании сущности живого, биологического в человеке. В результата целенаправленной преобразовательной деятельности человека биосфера превращается в ноосферу. И ком-
44
понентом этого преобразования, наряду с другими (например, с технохимической эволюцией), выступает биотехническое развитие, биотехническая эволюция.
Черты общности прогрессивной эволюции и развития техники позволяют исследователям говорить о явлении биотехнического прогресса, в котором воплощаются общие закономерности технического прогресса и развития живого [124, с. 65]. Вместе с тем абсолютизация „технических" моментов биотехнической эволюции может привести к механицизму. Научное понимание общности развития живого и технического прогресса возможно только с позиций диалектического материализма, т. е. на основе учета качественной специфики живого наряду с чертами функциональной общности с техническими системами, проявляющейся в условиях преобразующей деятельности субъекта в условиях НТР.
Социально-технический прогресс и биотехническая эволюция как ветвь эволюции живого, обусловленная развитием общественных потребностей, взаимосвязаны. В то же время биотехническая эволюция выступает стороной социально-технического прогресса. В результате она предстает как единство социально-технического и биологического. Биотехнические исследования выступают в качестве средства осуществления нового этапа эволюции материи; объекты биотехнических исследований представляют собой реальные продукты биотехнической эволюции.
Если рассматривать биотехническую эволюцию как ветвь биологической эволюции, формирующуюся в условиях НТР, закономерно возникает вопрос о влиянии этой ветви на развитие человека. Ответ на него предполагает анализ двух взаимосвязанных проблем: форм перехода от биологической эволюции к социальной и развития человека как живого существа в условиях социально-технического прогресса.
В нашей литературе утвердилось представление о ведущей, определяющей роли социального развития, социальной эволюции для человека и подчиненного значения его биологической эволюции. Так, Н. П. Дубинин, анализируя историю, настоящее и будущее человека, считает возможным выделить 4 главных этапа его развития [49, с. 17—18]. Первый этап — предыстория человека. Она осуществляется под действием естественного отбора, мутаций, изоляции и скрещиваний, на основе нового направления биологической эволюции, в первую очередь - эволюции мозга. Второй — становление человека, связанное с появлением общественной формы движения материи, с развивающимся единством биологической эволюции и социогенеза. Третий - суще-
45
ствование современного человека. На этом этапе ведущее значение в прогрессе человека приобретают социальные факторы. Четвертый - будущее человека, связанное с громадным ростом производительных сил и новыми социальными условиями, которые при необходимости могут дать возможность сознательного преобразования генетической программы человека.
Вместе с тем вопрос о формах, способах перехода от биологической эволюции к социальной еще не стал в достаточной мере предметом исследования. Анализ их с последовательно марксистских позиций необходим и в связи с появлением в настоящее время в зарубежной литературе представлений о возможных формах такого перехода, развиваемых в рамках так называемой теории генно-культурной коэволюции [165, с. 428}, авторы которой пытаются соотнести индивидуальное умственное развитие и развитие культуры в связи с генетической эволюцией.
Для этого авторы концепции Э. Уилсон и У. Ламзден считают необходимым проследить процесс развития жизни от генов до разума и культуры. В соответствии с данной концепцией культурной эволюции человека предшествует длительный период генно-культурной трансмиссии, присущей всему живому и определяемой „культургенами", под которыми понимаются относительно однородные формы поведения, обозначающие функционально значимые состояния. Культура возникает в результате действия биологических законов, а биологические черты, в свою очередь, выступают следствием изменений в формах культуры. По теории генно-культурной коэволюции, недостаточно только функционирования генома для перехода к культурной эволюции. Если геном лишь детерминирует определенные биологические процессы, то все развитие человека выступает результатом эпигенеза - взаимодействия генов и окружающей среды, в результате которого возникают анатомические, физиологические, познавательные и поведенческие характеристики организма. В процессе эпигенеза формируется разум человека. В результате генно-культурной коэволюции возникает способность к обучению, подражанию, созданию символов, абстракций.
Если социобиология сводит абсолютно социальное поведение к работе естественного отбора, то теория генио-культурной коэволюции, вводя понятие „эпигенетических правил", пытается найти формы перехода от генетической к культурной эволюции, пытаясь учесть и специфику культурной эволюции человека. В соответствии с этой концепцией разум человека и культура могут быть поняты, если учитывать его развитие, определяемое генами.
46
Несмотря на методологическое несовершенство приведенной концепции, ее в целом биологизаторский характер [58, с 134—141], сама постановка вопроса о возможных формах перехода от биологического к социальному заслуживает внимания требует исследования с позиций марксизма. Как справедливо отмечает С. А. Никольский, „потребность в исследованиях на границе биологического и социального все время возрастает. Социальная практика требует конкретизации представлений об изменении природы человека по мере все более полного их включения в изучение процесса социально-экономического и духовного становления общества, по мере углубления преобразований природной среды" [98, с. 138].
В нашей литературе дана обстоятельная критика немарксистских, евгенических по сути концепций, отстаивающих положение о возможности изменения социальной сущности человека в результате направленных измений его генетики. Социальный прогресс в подобного рода концепциях подменяется биологическим. Ошибочные мировоззренческие и методологические ориентиры приводят к метафизике и идеализму [138, с. 205]. Вместе с тем вопрос о влиянии биотехнической эволюции на человека как живое существо является правомерным и важным в теоретическом и практическом плане.
Воздействие научно-технического прогресса на природу выражается в изменении условий жизненной среды человека. Стремительное разворачивание научно-технического прогресса приводит к созданию своеобразной экологической ситуации, в которой закономерно возникает вопрос о возможности существования человека в экстремальных условиях,
В современной экологической ситуации загрязнение окружающей среды оказывается мутагенным фактором, существенно влияющим на генетическую программу. В перспективе, как считают исследователи, это может привести даже к генетической катастрофе [49, с. 148-149]. Проблема заключается в том, что в отличие от других биологических видов, способных изменить свою генетическую природу а ответ на радиационный фон или Другие факторы, биологическая эволюция человека в этих условиях невозможна.
По сути стоит вопрос о поиске оптимального отношения социального и биологического в условиях современной экологической ситуации. Развитие производства, техники с неизбежностью влияет на биосферу, изменяя ее. При этом следствиями являются биологические и генетические эффекты, проявляющиеся У живых форм, в том числе и у человека. Таким образом, развитие цивилизации выступает фактором, обусловливающим
47
определенное направление изменения живого. Как отмечает И. П.Дубинин, эволюционные процессы в ответ на загрязнение среды мутагенами, имеют разные возможности для адаптации популяций в зависимости от различий в биологических и генетических системах. При этом в более выгодном положении оказываются виды, имеющие большое число особей при быстрой смене поколений, чем малые популяции с большой продолжительностью жизни особей. У последних может сложиться генетический кризис. При этом темпы эволюции замедляются [49, с. 156].
Особенность эволюции человека в современной экологической ситуации обусловлена тем, что отбор не является фактором, направляющим его биологическую эволюцию. Поэтому в популяции человека реализуются многочисленные мутации, которые обеспечивают широкое поле генетической изменчивости людей. Отсутствие отбора в условиях роста загрязнения среды мутагенами создает ситуацию, в которой биологическая адаптация человека оказывается практически невозможной. В этих условиях проблемой, обретающей социальное звучание, выступает вопрос о качестве, масштабах и тенденциях роста мутаций. Возникает необходимость поиска активных методов защиты против мутагенеза, в частности, проблема мониторинга за ростом мутаций в популяциях человека — выяснение тенденций, имеющих место в генетическом грузе человека (49, с. 157— 158].
В этой связи важнейшей теоретической и практической проблемой выступает создание экосистем микроорганизмов для биологической очистки отходов химии, металлургии и других производств.
Если одни исследователи проблемы влияния научно-технического прогресса на природу человека указывают на генетическую опасность влияния загрязнения среды (например, Н. П. Дубинин), то другие считают, что такая опасность существует чисто теоретически. Они признают, что в современной среде обитания человека значительно возросла роль ионизирующих излучений и других факторов физико-химической природы, вызывающих мутации. В то же время они считают, что в большинстве случаев устранение мутагенных факторов из среды обитания человека является чисто технической проблемой и научно-технический прогресс не приведет к увеличению „груза" патологической наследственности. Использование всех достижений науки может даже уменьшить спонтанный мутационный процесс [30, с. 58]. В современных условиях проявляется и влияние на наследственность новых факторов среды. Эти вопросы изучает наука экогенетика. Так, в настоящее время в среде обитания человека
48
являются вещества, с которыми человек никогда ранее не контактировал в процессе своей эволюции, поэтому не было никакого отбора на повышенную чувствительность к этим факторам. В результате все чаще проявляются аллергические реакции. Суть этих реакций с генетической точки зрения в том, что ранее „молчавшие" гены под влиянием новых факторов у отдельных людей „пробуждаются" и вызывают болезненные состояния. Опасность влияния новых экологических факторов может быть устранена по мере развития генетических методов их регистрации [30, с. 58-59].
Вместе с тем очевидно, что разрешение противоречия между научно-техническим прогрессом и социально-биологическим развитием человека только методами биологии невозможно.
Обеспечение оптимального существования человека з современной экологической ситуации требует использования эвристических возможностей проектирования и конструирования, становящихся в настоящее время необходимыми чертами исследовательской деятельности биолога. Вместе с тем решение названной проблемы предполагает четкое определение мировоззренческих и методологических подходов к ее осмыслению.
Используя методы проектирования и конструирования, субъект создает биотехнические объекты, которые по целевой, практической ориентации их, по функциям сходны с техническими системами. Функционирование технических объектов обусловлено социальными потребностями, зависит от социальных условий. Включаясь в общественную среду, технические объекты изменяют ее. Подобным образом реализуется практическая направленность и искусственных биологических объектов: включаясь в предназначенную для них технологическую цепь, они влияют на характер, способ производственно-технической деятельности, тем самым воздействуя и на условия жизни человека.
Таким образом, биотехнические объекты, как и технические, являются результатом проектной и конструкторской деятельности, характерные черты которой будут рассмотрены в следующей главе.
49
2. БИОТЕХНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАК ОБЛАСТЬ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПОЗНАНИЯ И ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В условиях НТР инженерно-техническая деятельность выходит за рамки собственной профессиональной сферы, становится многоаспектной. Как подчеркивает. В. В. Чешев, инженерное мышление и инженерную деятельность в настоящее время можно видеть и в тех сферах, которые не принадлежат традиционной инженерии [143, с. 60].
К настоящему времени является общепризнанной специфика инженерного типа познания. Он носит синтетический характер, так как техническая деятельность включает исследовательскую, проектно-конструкторскую и производственную. В последнее время все более подчеркивается комплексность, системность инженерного познания [38, с. 48; 88, с. 78-79]. Инженерно-техническое знание в результате квалифицируется как всякое знание об искусственных явлениях и процессах, если его основным содержанием являются конструирование, планирование, композиция, строительство, т. е. создание нового посредством элементов и компонентов известного [81, с. 29]. Более Того, системотехника, связанная с проектированием и эксплуатацией искусственных технических систем, постепенно становится "панинженерией", так как распространяется на проектирова-
57
ние, переустройство, исследование поведения природных систем и управление ими [130,с. 75].
Традиционное взаимодействие естественных и технических наук выражается в создании технических теорий на основе теоретических средств, которые даются естественными науками. Технические теории, создавая идеальные модели технических объектов, дают средства для конструкторско-технической деятельности, направленной на разработку техники. В результате научно-технической деятельности технические идеи воплощаются в технических системах, технологических процессах. Самостоятельно технические науки эту задачу решить не могут. Она может быть решена только при их взаимодействии с естественными науками. Причем в этом их традиционном взаимодействии ведущая роль принадлежит естественным наукам, так как „характер (суть) техники „состоит в определении ее внешними условиями (законами природы)" [13, с. 170].
Раскрывая законы природы, естественные науки создают ту необходимую теоретическую базу, на которую опираются технические науки, создавая технические устройства, функционирующие по некоторым естественным законам и соответствующие внешним (техническим) функциям, опосредованно реализующим определенные социальные запросы, потребности. Таким образом, научно-технические знания как бы снимают естественнонаучные знания и социальные потребности, которые удовлетворяются функционированием техники [57, с. 206]. Такого рода снятие обеспечивает включение в научно-технические знания элемента социально-практической деятельности. Как подчеркивал Б. М. Кедров, „если естествознание открывает и изучает то, что может быть использовано практически (различные виды материи и формы движения, различные силы природы и их законы), то техника и технические дисциплины решают задачу: как именно эти законы могут быть применены и использованы в интересах человека" [69, с. 15].
Значение социальной составляющей научно-технического знания и деятельности особенно возрастает в условиях управления научно-техническим прогрессом, необходимости его ускорения. В настоящее время важнейшей научно-технической задачей является создание гибких технологий. Речь идет о подходе, при котором не техника подчиняет себе формы жизни, а образ жизни, моделируемый в проекте, выражающий идеалы и потребности человека и общества, должен быть техническим заданием на создание соответствующей технической культуры — всей совокупности средств технической материализации проектных идей, образов предметного мира человека. Формируется новый стиль
58
проектной деятельности, интегрирующей социокультурные, производственно-технические и организационно-управленческие аспекты 1118, с. 98].
Таким образом, наряду с традиционным влиянием естествознания на технические науки и производство появляются и новые формы их взаимодействия. Так, в рамках функционирования единой системы естествознание — технические науки -производство в результате обратного эвристического влияния технических наук на естественные на стыке естествознания и технических наук формируется особый пласт инженерно-технического знания, который условно может быть назван естественно-техническим. Его специфика раскрывается в использовании для изучения и создания объектов естествознания гносеологических приемов инженерно-технического исследования — конструирования и проектирования.
Следовательно, в условиях НТР не только естественнонаучное знание влияет на развитие технической теории, но и наоборот. При этом современное естествознание уже не исчерпывается только системой знания, а включает в свою структуру научно-техническую, производственную деятельность. Как подчеркивал К. Маркс, „если производственный процесс становится сферой применения науки, то и, наоборот, наука становится фактором, так сказать” функцией производственного процесса. Всякое открытие становится основой нового изобретения или нового усовершенствования методов производства" [1, с. 22].
Эвристическое влияние научно-технических областей на естествознание в процессе их интеграции проявляется и в техническом освоении все более сложных форм движения материи, в частности, биологической, результатом которого является биотехнология, биологическая индустрия. Разновидностью естественно-технической области знания в современной науке являются биотехнические исследования, основанные на проектировании и конструировании. Они выступают как результат взаимосвязи и взаимовлияния биологического и научно-технического знания.
Как естественно-техническая область биотехнические знания обнаруживают черты функциональной общности с научно-техническим познанием. Так, в биотехническом исследовании, также как и в научно-техническом, осуществляется проектирование идеального видения объекта, предшествующее его конструированию и практическому использованию. Если задачей „чистой" биологии в общем смысле является описание и объяснение наличного, существующего биологического мира, то задачей формирующихся биотехнических исследований являет-
59
ся направленный синтез биологических структур, способных функционировать определенным образом.
Биотехническое конструирование практически обусловлено потребностями общественного производства и выражается в создании новых технологий, техники. Как подчеркивал Ф. Энгельс, „Если у общества появляется техническая потребность, то это продвигает науку вперед больше, чем десяток университетов" (12, с. 174]. В биотехническом конструировании новых технических систем (биотехнологии), в функционировании биологической индустрии проявляется производительная функция современной биологии. Таким образом, если возникновение технических наук — это результат „онаучивания" технических знаний, то биотехнические исследования — результат технизации, практизации биологического исследования.
Вместе с тем биотехнические исследования стали возможны на основе достижения биологией высокого уровня теоретических обобщений, углубления понимания сущности живого, что позволяет раскрыть те биологические принципы, которые лежат в основе проектируемых и конструируемых биотехнических объектов. Теоретические знания выступают в биологическом проектировании и конструировании в качестве средства этой деятельности. Проектируя новый объект, исследователь описывает его строение, функционирование, стремясь к тому, чтобы структура, которая будет создана, удовлетворяла как биологическим принципам, так и той практической цели, которую биотехническая система должна реализовать.
Биотехническое конструирование, возможное на основе развитых теоретических положений, выступает и экспериментальным полем для сверки теоретических положений, поиска новых явлений и способов их объяснения. Здесь одновременно и расширяются технологические, инженерные возможности биологии, развивается теоретический аппарат, необходимый для объяснения сущностных проявлений живого.
Проектирование и конструирование биотехнических объектов выступает и как создание технических средств, и как решение не только научной, но и социальной задачи, обусловленной удовлетворением потребностей развивающегося производства. Таким образом, в условиях НТР проектирование и конструирование, бывшие до сих пор прерогативой инженерно-технических исследований и деятельности, становятся характерными средствами познавательной и практической деятельности в биологическом исследовании. В результате интеграции биологии и технических наук приемы построения и теоретического
60
объяснения „искусственного", существующие в области инженерно-технического проектирования и конструирования, в технических науках используются в изучении и практическом освоении биологических объектов с учетом специфики последних.
Эмпирические и теоретические исследования биотехнических объектов составляют пласт биотехнического знания. Эмпирическое биотехническое знание включает методические описания способов получения методами генетической инженерии определенных объектов, которые будут выполнять производственную функцию, производить нужные продукты пищевого, медицинского, промышленного назначения. Теоретическое знание в биологических исследованиях отражает сущностные черты объектов, биологические принципы, лежащие в основе их функционирования. Они раскрывают связь функциональных, структурных (технических) и биологических характеристик искусственного биологического объекта. Практика биотехнического исследования может создать и создает объекты, еще не а полной мере освоенные биологией. В этом проявляется эвристическое воздействие практики технизации биологии на развитие теоретических исследований в биологии.
Являясь результатом проектирования и конструирования, биотехнический объект приобретает общее с объектами технических наук — черты двойственности — естественного и искусственного в их единстве. В процессе биотехнического исследования выявляется связь структуры и функционирования создан кого искусственного объекта. Искусственность биотехнического объекта проявляется в той организации, структуре, которая задана ему субъектом. Естественное выступает в качестве биологического процесса, совершающегося в рамках такой организации. Хотя искусственность биотехнического объекта как результат конструктивной деятельности субъекта предполагает обязательные границы осуществления биологического процесса, естественность последнего выражается в том, что он в основе своей подчиняется биологическому закону естественного, природного объекта.
Более того, функционирование искусственного, биотехнического объекта как естественного, биологического обусловливает целостность объекта. Естественный процесс определяет необходимые элементы и принципы их соединения в систему, ограничивает возможности их комбинирования. Таким образом, если искусственность биотехнического объекта задается субъектом, исследователем, то естественность его - осмысливается в процессе постижения закономерностей функционирования данного объекта.
61
Развитие искусственной, в том числе биотехнической, системы начинается еще в ее отсутствие. Исследователь проектирует и конструирует то, чего еще нет в действительности. В этой связи важно осмыслить закономерность хода мышления, осуществляющего такого рода конструктивную деятельность. Безусловно, исследователь должен обладать определенным стилем мышления, мыслить творчески и не бояться фантазировать, конструируя новые системы. Сущность биотехнического творчества выражается в разрешении (в результате конструктивного воплощения идеи в биотехнической системе и производственного ее функционирования) противоречий развития практики общественного производства.
Биотехническое исследование как творческий процесс представляет собой единство противоположного — углубления познания сущности биологического мира и направленного преобразования его. Поэтому в биотехническом исследовании конструируются идеальное видении, схема возможной искусственной системы и сами биотехнические системы, предполагающие дальнейшую производственную эксплуатацию. В практике биотехнического исследования реализуется единство идеи и ее материализации, осуществляется теоретико-практическое преобразование живого.
Таким образом, в современной биологии осуществляется сложный процесс, в котором в противоречивом единстве реализуются различные тенденции ее развития. Так, под воздействием фундаментальных наук о природе современная биология приобретает определенные черты точного естественнонаучного знания, переживая вместе с тем период гуманитаризации. В то же время в результате взаимодействия с техническими науками и производством осуществляется технизация биологии — складываются естественно-технические области — формируются биотехнические исследования, выводящие биологию непосредственно в практику общественного производства.
Биологическое конструирование как создание искусственных систем связано с творческой деятельностью субъекта. Конструированию как способу биотехнического исследования присущ творческий момент. Основой биотехнического творчества выступает общественная практика в единстве всех ее возможных проявлений. Результатом взаимодействия биотехнического творчества субъекта с общественной практикой выступает преобразование биологической формы движения материи, создание на этой основе новых видов технических систем, технологий.
Как было показано в предшествующих главах, в процессе технизации формируются особенности субъекта и объекта
62
биотехнического исследования на основе практики общественного производства, что отражается и в развитии теории. Как известно, объект биологии — живое, историчен, что приходится учитывать в теоретическом знании о нем. Развивающаяся система теоретического знания в биологии, методологические подходы к ее совершенствованию должны учитывать и эволюцию объекта в направлении его технизации.
Технизация биологического объекта отражает его качествен-нов преобразование, связанное с интеграцией биологических и технических наук, с конструктивной деятельностью исследователя. Теоретическое знание, отражающее эти процессы и осмысливающее их с точки зрения сущностных проявлений живого, внесет определенные коррективы в традиционную систему теоретико-биологического знания, хотя бы в отношении оценки возможностей дальнейшего движения эволюционного процесса.
Развитие биотехнических исследований обусловливает их тесную связь с общественными науками. Проектирование биотехнических систем с необходимостью предполагает оценку их будущего функционирования, тех воздействий на природную и социальную среду, которые новые системы могут оказать. Всесторонняя оценка социальных последствий искусственных биологических систем в настоящее время приобрела особую актуальность и остроту. В решении указанных вопросов реализуется тесная связь биологии, технических и общественных наук. Таким образом, теоретическое знание, отражающее технизацию биологии, не свободно и не может существовать без философско-мировоззренческого компонента. В этом случае теоретическое знание, полученное в биотехническом исследовании, носит не только конкретно-научный, но и социально-мировоззренческий характер, будучи связанным с важнейшими социальными проблемами.
Общие моменты инженерно-технического проектирования и конструирования, таким образом, присущи в настоящее время и биотехническому исследованию. Но реализуются они в биологии в особенной форме. Выяснению особенностей конструирования в биотехническом исследовании и посвящена следующая глава.
Глава IV. КОНСТРУИРОВАНИЕ
В БИОТЕХНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
I. БИОТЕХНОЛОГИЯ КАК НАУКА И ТЕХНОЛОГИЯ
В предшествующей главе рассматривались конструирование и проектирование как инженерно-техническая исследовательская и практическая деятельность. Технизация биологии, связанная с интеграцией биологии с техническими науками и производством, находит свое проявление в гносеологическом и практическом плане в том, что конструирование становится одним из приемов научно-исследовательской деятельности специалиста-биолога. Интеграция биологии и технических наук не исчерпывается на уровне понятийного аппарата, знаний, а практически реализуется в создании объектов синтетического характера, несущих черты как биол"гических, так и технических систем. В этой главе мы рассмотрим, как осуществляется конструирование в биологии, его формы - исторически традиционные и новые, в чем общность биологического и инженерно-технического конструирования и в чем их различие.
В последние годы в научной биологической литературе появились понятия, прежде биологии не свойственные, — биотехническая система, биотехника, биотехнология, биоинженерия, конструирование, проектирование, искусственные организмы, биоиндустрия. Если включение в понятийный аппарат биологии понятий и методов физико-химических и математических наук для биологов уже привычно, то расширение понятийного аппарата биологии за счет притока понятий и методов технических наук еще требует своего исследования. Как подчеркивает академик Ю. А. Овчинников, „быстро развивающиеся исследования в области физико-химической биологии создали предпосылки для такого качественного скачка в изучении молекулярных основ жизнедеятельности, как рождение генетической инженерии, ...исследователи научились в мире микроорганизмов (бактерий, вирусов) направленно видоизменять наследственный аппарат, вводя в него новые гены по заранее намеченному плану и конструируя таким образом совершенно новые живые системы". За короткое время были созданы десятки искусственных микроорганизмов, появились перспективы практически неограниченного их производственного использования, появился термин „биотехнология", заполнивший страницы научных журналов [99,с. 280].
Будучи связанной с проектированием и конструированием искусственных объектов, биотехнология выступает как биотех-
64
ническая область. К исследованию и осмыслению биотехнологии проявляется большой интерес. Вместе с тем приводимые в специальной литературе определения приведенных выше понятий биотехнического характера носят неоднозначный характер. Как правило, они выводятся из эмпирического опыта исследователей Актуальность развития понятийного аппарата биотехнических и биотехнологических исследований обусловлена и тем, что в условиях интеграции биологического и технического знания меняется содержание понятий традиционно технических и технологических. С этим связана и более широкая (не только по отношению к техническим наукам) постановка проблемы:
необходима разработка системы общетехнических понятий, охватывающих кроме техники, технологии и виды технических объектов, технической деятельности.
В специальной литературе исследователи подчеркивают, что существует потребность в тесном взаимодействии, обмене опытом, научной информацией и идеями представителей биологических и технических наук. Это ощущается в решении задач, свойственных этим наукам и возникающих на стыке их [25, с. 7]. К настоящему времени накоплены определенные знания в изучении структуры и функционирования живого и разработана техническая база для постановки такого рода исследований. При решении прикладных инженерных задач в таких перспективных направлениях техники, как роботостроение, создание программ искусственного интеллекта и др. эффективно используется бионический подход. Бионика исследует структуру и функционирование биологических объектов различной сложности с целью создания новых, более совершенных технологических устройств и синтеза биотехнических комплексов, оптимально использующих свойства биотехнических и технических элементов, объединенных в единую функциональную систему целенаправленного поведения. Такой подход используется в решении проблемы, получившей название синтеза биотехнических систем, предполагающего изучение свойств биологических объектов с целью их адекватного сопряжения с техническим устройством в единые биотехнические системы [24, с. 7-8].
Биотехнические системы понимаются как особый класс больших систем, представляющих собой совокупность биологических и технических элементов, связанных между собой в едином контуре управления. Причем конструктивное решение технических элементов должно быть таким, чтобы оно максимально способствовало взаимодействию с биологическими элементами. На международной конференции по бионике в Варне (НРБ) в сентябре 1975 г. было принято следующее определение
65
биотехнической системы: это совокупность биологических и технических элементов, объединенных в единую функциональную систему целенаправленного поведения [25, с. 61 ]. В результате интеграции биологии и технических наук технические аспекты поведения биологических систем описываются в понятиях технических наук. Например, в биологии используется понятие надежности, оно обогащается новым содержанием на основе исследования и решения вопроса о том, как обеспечивается надежность живых систем [19, с. 4].
Вместе с тем при рассмотрении в конкретно-научной литературе проблемы синтеза биотехнических систем биологические формы конструирования, связанные с биотехнологией и генной инженерией, не анализируются. Между тем процесс исследования в названных областях имеет черты, общие с инженерно-техническим конструированием и проектированием.
В литературе понятие биотехнологии и определение ее предмета представлено в двух аспектах — в технологическом, когда выделяется функциональное, производственное назначение определенных разделов знания, и в научном — биотехнология рассматривается как специфическая область биологии, имеющая свой предмет. Так, в первом отношении биотехнологию можно определить как использование биологических процессов и агентов для промышленных целей [99, с. 580]. Содержание биотехнологических процессов в их производственном воплощении развивается, совершенствуется. Возникнув на основе бродильных производств, молочного дела, биотехнология (как технология микробного синтеза) получила новый толчок в послевоенные годы в связи с развитием производства антибиотиков.
Новые возможности биотехнологии открылись в связи с успехами биохимии, что позволило разработать вопросы производства и применения ферментов, в том числе в иммобилизированном виде, биосинтеза аминокислот и др. Учение об анабиозе послужило основой для производства вакцин, заквасок, средств защиты растений [29, с. 8—91. Таким образом, технологическое содержание биотехнологии — результат развития производственных областей биологии. В настоящее время бурное развитие биотехнологии осуществляется на основе воплощения практических возможностей физико-химической биологии [44, с. 127-133]. Биотехнология объединяет сейчас множество микробиологических и исто ферментативных производств [28, с. З].
С развитием производственно-технологического содержания биотехнологии связывают в значительной мере возможность решения проблемы пищевого и кормового белка. В процессе
66
исследований было установлено, что биомасса многих организмов — микроскопических грибов, актиномицетов, бактерий — безвредна и обладает высокой биологической эффективностью а качестве пищи для животных. Высокая скорость роста микроорганизмов, наращивание биомассы высокими темпами, сравнительно простые технологические решения дали возможность для создания рентабельного промышленного производства микробного белка, главным образом в виде кормовых дрожжей и белково-витаминных концентратов для нужд сельского хозяйства. В качестве сырья используются углеводороды, нефть, спирт, природные газы, отходы сахарного производства и т. д.
Другой глобальной проблемой, в решении которой на основе производственно-технологического использования биотехнологии сложилась объективная потребность, является проблема борьбы с загрязнением среды, ее охраны. Микроорганизмы способны жить в экстремальных условиях, утилизировать разнообразные вещества и материалы (включая металлы, пластмассы, целлюлозу) и синтезировать почти все вещества, необходимые для жизни человека, при этом микробиологические процессы не связаны с сезонными изменениями. В настоящее время только микробиологические методы оказываются эффективными в уничтожении и переработке промышленных и бытовых отходов и способны обеспечить экологическое равновесие даже в районах с большой плотностью населения и высокой концентрацией производства.
Биотехнология участвует и в решении проблемы возобновляемых источников энергии (речь идет о способности растений аккумулировать солнечную энергию, о ее использовании) [99, с.580].
Как область научного знания биотехнология возникла на стыке микробиологии, биохимии, генетики, цитологии, биоорганической химии и молекулярной биологии [99, с. 591-592]. Эта область науки базируется на достижениях фундаментальных исследований, а ее производственное функционирование ставит перед нами новые теоретические вопросы. В использовании понятийных и концептуальных средств физики, химии, математики, технических наук для решения задач биологического характера проявляется комплексный характер биотехнологии.
Определяя предмет биотехнологии, ее рассматривают как самостоятельную науку, обобщающую закономерности направленного биосинтеза продуктов и веществ с использованием живых одноклеточных систем или изолированных компонетов этих систем, систематизирующую и обобщающую накопленный опыт по использованию микробных и энзиматических процессов
67
при продуцировании различных веществ, препаратов и продуктов в единую систему знания. В эту систему должна входить информация о биологическом агенте (культуре, ферменте), физиологии и биохимии продуцента, о механизмах и кинетике химических превращений веществ, о составе среды, режимах последовательности операций, данные об оптимизации ферментативного процесса при использовании систематического аппарата (29, с. 7; 28, с. 3-41.
Авторы обобщающего труда „Биотехнология микробного синтеза" условно выделяют в рамках биотехнологической и биоинженерной тематики ряд направлений [29, с. б]. К ним относят основы микробиологических и биохимических процессов (исследование и получение штаммов-продуцентов, их сохранение), исследование физиологии и основ биохимической регуляции, кинетики и энергетики ферментационных процессов, техники ведения процесса, проблемы стерильности. Вторым направлением выступает исследование конструкций и принципов работы ферментаторов (конструирование, расчеты, оптимизация). В качестве третьего направления выделяют средства измерения и управления, использование ЭВМ, автоматизацию процессов, математическое моделирование. Следующим важным направлением является выделение и очистка продуктов, консервация биологически активных структур и клеток, иммобилизация клеток и ферментов.
В связи с вышеназванными находится еще одно важное направление биотехнологической тематики — это вопросы применения продуктов ферментации в народном хозяйстве и здравоохранении, вопросы, касающиеся экономических аспектов такого рода исследований и их промышленного использования. Академик Ю. А. Овчинников называет следующие аспекты развития современной биотехнологии: микробиологический синтез, генетическая инженерия, клеточная инженерия, инженерная энзимология [99, с. 579—592]. Р. С. Рычков и В. С. Попов считают, что возможности биотехнологии проявляются по трем направлениям: производство кормового белка, аминокислот, витаминов, других кормовых добавок; практические разработки, направленные на удовлетворение потребностей биологической науки и медицины (на основе генной инженерии и молекулярной биологии); удовлетворение нужд промышленности — пищевой, легкой (производство ферментов), металлургической (точное литье, прецезионный прокат и др.) [27, с. 16—17].
Как видно, разделение „технологического" и „научного" определений биотехнологии носит во многом относительный, условный характер. Благодаря успехам микробиологии, биохи-
68
мии генетики, физиологии, с одной стороны, и инженерных наук с другой, биотехнология становится одной из самых перспективных технологических наук. Структурная организация биотехнологии - связь со многими областями биологии, с математикой, физикой, химией, инженерными науками, практическая реализация возможностей этой области — позволяет осуществить в ее рамках новые формы синтеза естественнонаучного (биологического), научно-технического знания и производственно-технологического опыта. Использование в биотехнологии проектирования и конструирования биологических объектов, производственно-технологическое функционирование ее объектов и знаний выводит ее за рамки собственно биологии, она становится научно-технической областью [99,с. 580].
Вместе с тем при описании в литературе биотехнических исследований направления биотехнологического знания выделяются на основе обобщения эмпирического опыта исследователей, не разработаны принципы их классификации. Отсутствует терминологическая четкость: понятие биотехнологии употребляется иногда в широком смысле — сюда включается и биоинженерия [29, с. 7]. В иных случаях предлагается различать эти понятия и рассматривать биоинженерию как область, связанную с биотехнологией, выросшую на базе химических процессов и аппаратов и обеспечивающую техническую реализацию микробиологических и биохимических процессов [29, с. 4]. Если под биотехнологией понимают раздел науки о получении продуктов биосинтеза, наиболее связанный с биологической частью технологии, то проблемы аппаратуры, управления ферментационными процессами, использования ЭВМ и другие инженерные вопросы обозначают термином „биоинженерия" (29, с. 7]. Биоинженерию определяют также как область, возникшую на стыке биологии и кибернетики.
Налицо многозначность определений биотехнологии и биоинженерии, что отражает не только многоаспектность, многопрофильность биотехнологии, ее структурную сложность, но и объективную потребность в уточнении понятий этой области науки, соотнесении их содержания. Вместе с тем сегодняшнее состояние дел позволяет говорить о недостаточном внимании методологов к этой развивающейся области знания. Очевидны значительно большая эффективность развития науки, понятийный аппарат которой уже характеризуется достаточной степенью зрелости. И решить эту проблему можно только в результате методологического анализа, использования адекватных методологических средств.
69
Очевидно, что термины „биотехнология" и „биоинженерия" вводятся с целью разграничения биологического и технического в биотехнологическом знании. Таков разграничение необходимо, но в предлагаемой форме, как представляется, не вполне право-мерно, если учесть, что в биологии существует термин „генетическая инженерия", не совпадающий по направленности с понятием биоинженерия. Понятие генетической инженерии отражает технические и технологические аспекты генетического, т. е. биологического исследования, имеющего общее с инженерно-техническим в принципах конструирования объекта, В результате термин „конструирование" в биотехнологии тоже не имеет строгой понятийной формы. Как правило, определяют конструирование как деятельность по созданию специальной технической аппаратуры, обеспечивающей функционирование биотехнологии (29, с. 8]. В таком смысле это понятие не охватывает качественно новых — биологических — форм конструирования, основанных на генетической инженерии. Без четкого определения содержания употребляется, как правило, и понятие „биоиндустрия". Из контекста следует, что речь идет о тех областях производства, индустрии, которые функционируют, применяя биотехнологию.
Терминологическая неоднозначность усиливается и в связи с употреблением наряду с понятием биотехнологии таких понятий, как „биотехния", под которым понимается наука о рациональном использовании, обогащении и украшении ландшафтов (занимается рациональной и экстенсивной эксплуатацией природных ресурсов с тем, чтобы обеспечить высокую и устойчивую численность промысловых животных на основе системы биотехнических мероприятий) [26, с. 275]. а также „микробная биотехнология" и „биохимическая технология". Наряду с термином „биоинженерия" используются термины „микробная биоинженерия", „техническая микробиология". При этом в специальной литературе наряду с отождествлением понятий „биотехнология" и „микробная биотехнология" их и различают, рассматривая микробную биотехнологию как общую технологию микробного синтеза [29, с. 8].
Предметом биотехнологии является получение продуктов и веществ не только при помощи микроорганизмов, но и с использованием культур растительных и животных тканей, изолированных ферментов, протопластов и любых биологических систем. На основе общих знаний по технологии получения продуктов и веществ при помощи живых систем нетрудно создать конкретные технологические процессы, например, технологию производства кормовых дрожжей, пеницилина, лизина и др.
70
Иными словами, понятие „биотехнология" является более широким чем понятие „микробная биотехнология". Последняя выступает как частный случай практически-производственного применения биотехнологии. Для описания биотехнологии микробиологического синтеза используются данные и понятия технической микробиологии, физиологии и биохимии микроорганизмов, химической и пищевой технологии.
Техническая микробиология представляет собой технологическую дисциплину, являющуюся практическим приложением физиологии микроорганизмов. Поэтому для развития микробиологической промышленности и технологии нужно изучать принципы общей физиологии микроорганизмов [106, с. 20-27]. На основе указанных областей знания микробная биотехнология может заниматься вопросами сырья и приготовления питательных сред микробного биосинтеза, инокуляции посевного материала и ведения процесса ферментации [29, с. 8].
Наряду с понятиями „биотехнология" и „микробная (микробиологическая) биотехнология" употребляется понятие „биохимическая технология". Ее квалифицируют как биоинженерную дисциплину, исследующую экономическую обработку сырья биологического характера и происхождения [16, с. 8]. В осуществлении задач этой области участвует „инженер по биотехнике", который применяет на производстве знания микробиолога и биохимика. Такой специалист должен хорошо знать не только основы инженерного дела, но и ориентироваться в биологии. Он занимается проектированием определенных процессов (например, проектированием стерильного микробиологического процесса).
Задача ученого-микробиолога, биохимика, генетика состоит в том, чтобы изучать взаимодействие микроорганизма со средой и управлять им, а инженера-биохимика — переносить достижения науки из лаборатории в производство. Он должен совершенствовать технологию микробиологических процессов, аппаратуру для их проведения и методы моделирования, должен управлять ферментационной установкой. Причем проектирование процессов культивирования микроорганизмов требует знания стехиометрии и кинетики реакций, термодинамических закономерностей [16, с. 8-13].
Таким образом, биохимическая технология, как и микробиологическая, функционирует на основе микробиологических процессов, т. е. также выступает в качестве разновидности биотехнологии. Однако некоторые специалисты, , учитывая сходство микробиологического и химического производства и оборудования, квалифицируют микробиологическую технологию
71
как специализированную отрасль не биологической, а химической технологии [16, с. 12; 106, с. 21]. Представляется, что более последовательным все же является отнесение как микробиологической, так и биохимической технологии к биотехнологии, при этом должна быть определена качественная специфика последней в сравнении с химической технологией.
Зафиксированная терминологическая многозначность, присущая биотехнологии как области научного знания, позволяет сделать вывод о том, что понятийный аппарат биотехнологии находится в процессе становления. Отсутствие строго определенных понятий приводит к нечетким определениям биотехнологии, к отождествлению ее, в частности, с химической технологией, непониманию качественной специфики биотехнологии. Последнее может быть раскрыто на основе анализа специфических биологических форм конструирования объектов, лежащих в основе производственно-технологического использования биотехнологии. Такие формы ложились в генной инженерии.
2. КОНСТРУИРОВАНИЕ В ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ
Одной из областей биологии, где осуществляется конструирование, является генная инженерия. В литературе термины „генная инженерия" и „генетическая инженерия" иногда употребляются как синонимы. Вместе с тем существуют достаточные основания для их различения. Академик А. А. Баев, подчеркивая нетождественность названных понятий, определяет генетическую инженерию как связанную с генетикой, генную — имеющую отношение только к гену (генам) [27, с. 1551. Речь будет идти главным образом о технологических возможностях генной инженерии. Возникнув в результате успешного развития физико-химической и молекулярной биологии, генная инженерия проявила значительные технологические возможности. Подчеркивая технологическую направленность генной инженерии, академик Ю. А. Овчинников определил ее как наиболее перспективную область биотехнологии [99, с. 581 ].
Технологичность генной инженерии связана не только с возможностью использовать ее объекты и знания в производственных целях — для развития биотехнологии. Генная инженерия технологична по своему содержанию, которое является результатом оперирования специфическими методами - проектированием и конструированием. По определению академика А.А.Баева, генная инженерия „...это технология создания лабораторным путем искусственных генетических детерминантов в виде так называемых рекомбинантных (гибридных) молекул
72
ДНК их вводят в клетку-хозяина, чтобы изменить таким путем ее гено- и фенотип" [45, с. 105].
Таким образом, генная инженерия — это направленное конструирование рекомбинантных молекул ДНК на основе ДНК, взятых из разных источников. С помощью ферментов рестриктаз исходная ДНК „разрезается" на фрагменты, выделяется нужный ген, несущий определенную информацию, который встраивается путем „сшивания" фрагментов с помощью фермента лигазы в какую-то систему, позволяющую ему быстро размножаться. В качестве такой системы, называемой вектором, используют плазмиды - автономные генетические структуры, имеющиеся во многих микроорганизмах, наследственная информация которых содержится в небольшой кольцевой молекуле ДНК, а также ДНК вирусов животных и бактериофагов. Получение фрагментов ДНК и их рекомбинирование (соединение) осуществляются по разработанной заранее исследовательской схеме. Полученные таким образом новые молекулы ДНК называют „искусственными" [99, с. 581-582; 109, с. 545, 561].
Итак, в методологическом смысле в генной инженерии налицо все признаки конструирования: проект-схема, отражающая замысел исследователя и определяющая целевую направленность будущего объекта; искусственность объекта; целенаправленная конструкторская деятельность, результатом которой является новый искусственный объект — молекула ДНК.
Как видно, генная инженерия технологична как во внешнем (производственно-технологическом), так и во внутреннем (собственное содержание науки, ее методы) отношениях. Их единство обусловило те значительные возможности, реализация которых имеет уже не только конкретно-научное и производственное, но и социально-мировоззренческое значение. Вместе с тем это противоречивое единство. Внешнее выражение (производственное функционирование) внутреннего (конструирование в этой области) богатого технологического содержания всегда ограничивает абстрактно безграничные технологические возможности генной инженерии в их воздействии на различные стороны жизни человека. Речь идет о возможности решения на основе генной инженерии проблемы получения необходимых белков человека, растений, животных, используемых в медицине, сельском хозяйстве, пищевой промышленности.
Оценка конструктивных, т. е. внутренних технологических, возможностей генной инженерии выходит за рамки конкретной науки и побуждает оценить социально-мировоззренческие проблемы, с ней связанные. Существует предположение [109, с, 561], что сконструированные генетические элементы могут преодо-
73
леть генетические барьеры, существующие между различными видами растений и животных, а также исправить генетические дефекты, которые неблагоприятно влияют на здоровье человека.
Возможность искусственного создания молекул ДНК поставила перед учеными проблему, не приведут ли такие рекомбинантные молекулы к самопроизвольному размножению и эволюции новых генетических элементов, созданию организмов, которые были бы опасны для здоровья людей и животных, для окружающей среды? Речь идет о следующих потенциальных опасностях. Во-первых, это непредсказуемость свойств искусственно созданных ДНК. Во-вторых, надежность переноса генов, которые становятся опасными, попадая в нового хозяина. Так, установлено, что в клетках многих видов позвоночных, которые используются в биомедицинских исследованиях, присутствуют геномы ретровирусов. В процессе эксперимента многие линии клеток спонтанно выделяют вирус, он также может попасть во внешнюю среду в ходе определенных экспериментальных процедур. Некоторые ретровирусы, эндогенные для животных, активно растут в клетках человека [109, с. 557—558].
Поэтому исследователи в области генной инженерии в настоящее время считают главным не столько абстрактную оценку опасности ее, сколько сосредоточение усилий на исследовании свойств, поведения, генетических возможностей полученных рекомбинантных молекул, принимая во внимание также и то, что искусственное (лабораторное) создание молекул ДНК имеет аналог в естественных условиях (109, с. 545—546].
Эффективным путем снижения опасности использования генно-инженерного конструирования является создание потенциально безопасных плазмид, которые используются в качестве векторов (переносчиков) для клонирования генов, плазмид с широким спектром хозяев. Метод клонирования, как представляется специалистам, в значительной мере безопасен. Так, для определенных видов бактерий вероятность самопроизвольной замены генов из ДНК клетки-хозяина дефектными генами равна 10~1 . Это равноценно тому, что событие, причиняющее вред, происходит в лаборатории 1 раз в сто миллионов лет [109, с. 201-202).
Наряду с устранением опасности использования методов генной инженерии крайне важно оценить и границы их возможностей. Большие надежды возлагаются на генную инженерию в области лечения наследственных заболеваний [154, с. 16-19]. Известный исследователь в области генной инженерии С. Ледерберг пришел к выводу, что лечению ее методами поддается лишь часть простых, моногенных дефектов, локализованных в тканях, доступных в постнатальном периоде. Для ряда серьезных
74
нарушений остается неясной сама природа генетического дефекта. В результате можно рассчитывать, что генетические методы лечения смогут применяться лишь к 0,01-1 % новорожденных [109, с. 567-568].
Генно-инженерное конструирование на основе метода рекомбинантных молекул представляет собой перспективный метод, имеющий большие возможности в плане практической реализации его результатов. Так, уже сегодня можно наметить следующие точки его практического применения. Во-первых, исследования в этой области позволяют создать банк доброкачественных эукариотических векторов, содержащих специфические гены, дисфункция которых приводит к серьезным последствиям. Во-вторых, перспективной является возможность создания эффективных бактерий продуцентов, несущих гены эукариот, белковые продукты которых позволяют проводить прямое терапевтическое лечение генетических дефектов. Предполагаются большие возможности метода рекомбинантных молекул в лечении вирусных заболеваний и рака [109, с. 566, 568; 156,с. 747; 157,с.92].
Генетическая инженерия, опираясь на методы биологического конструирования, предлагает более рентабельный путь получения таких жизненно необходимых человеку веществ, как инсулин, интерферон, соматотропин, чем путь их химического получения (99, с. 583-586; 159, с. 289-292}. Так, на основе информационной РНК можно получить ген проинсулина методом обратной транскрипции, пользуясь ферментом ревертазой (обратная транскриптаза). Другой подход — химико-ферментативный синтез гена. Полученный ген вводится в состав рекомбинантной ДНК, которую затем трансформируют в бактериальные или дрожжевые клетки. Таким образом, сочетание химико-ферментативного метода с генно-инженерной техникой дает возможность получить штамм, продуцирующий проинсулин. На этой основе а настоящее время вопрос о промышленном производстве инсулина решен, препарат проходит биологические испытания.
Важнейший объект генной инженерии - интерферон. Основу его составляет белок, вырабатываемый клетками позвоночных в ответ на вирусную инфекцию, защищающий клетки от вирусов. Он видоспецифичен. Для лечения человека подходит только интерферон человека, его получают из лейкоцитов донорской крови, а это очень дорогое сырье. Предполагают, что одним из важнейших источников интерферона могут стать сконструированные с помощью генной инженерии микробные штаммы-продуценты - бактерии или дрожжи. В СССР такая работа ведется в рамках комплексной целевой программы „Биотехнология".
75
Необходимым для нормального роста человеческого организма является гормон соматотропин. Его структура очень сложна — в молекуле содержится 191 аминокислотный остаток. Недавно в институте молекулярной биологии АН СССР соматотропин был получен методами генетической инженерии [99, с. 587].
Уровень технологии генной инженерии в настоящее время позволяет создавать банки замороженных эмбрионов высокопородных животных и проводить трансплантацию их животным в нужный момент. Использование в качестве реципиентов низкопородных животных дает возможность получать за один сезон потомство высокопородных животных в гораздо больших количествах. Производятся разработки новых приемов для получения генетических копий ценных животных.
У галофильных бактерий, живущих в очень соленой воде, обнаружен белок, очень похожий на родопсин сетчатки глаза человека. Бактериородопсин представляет собой своего рода насос, который, поглощая световые кванты, перекачивает ионы водорода через клеточную мембрану. Возникающий при этом протонный градиент бактериальная клетка использует как универсальный источник энергии для синтеза АТФ, движения и т. д. Это первый известный науке случай непосредственной утилизации солнечного света живыми существами, не содержащими хлорофилла [99, с. 591]. На основе бактериородопсина можно создать фотохромные материалы, обладающие исключительно высокой разрешающей способностью, которые могут выдержать очень большое количество циклов записи и стирания оптической информации. Такие материалы, используемые в качестве элементов памяти ЭВМ новых поколений, разрабатывают сейчас в СССР.
Рассматривая генную инженерию как научно-технологическую область, особенности которой связаны с проектированием и конструированием объектов, нельзя оставить вне исследования те исторически сложившиеся формы конструирования биологического, которые существовали задолго до появления генной инженерии. А следовательно, возникает вопрос об отношении исторически традиционных (речь идет прежде всего о селекции) и новых - генно-инженерных - форм конструирования.
Выведение новых пород животных и сортов растений на основе селекции является классической формой конструирования в биологии. Селекция основана на постеленном подборе нужной генетической основы определенных биологических качеств организмов. Если говорить о классической селекции растений, то надо отметить, что культурные сельскохозяйственные растения встречались еще в каменном веке. Они возникали из
76
дикорастущих видов в результате естественной гибридизации, приводившей к увеличению генетического разнообразия, и последующей селекции по фенотипам, которая осуществлялась человеком. Таким образом, уже в истории развития форм биологического конструирования видна связь селекции и генетического разнообразия живых организмов.
В то же время селекция отличается от современной генной инженерии. 1. Селекция — это отбор по фенотипам, основанный на гибридизации, В генной инженерии конструирование осуществляется как „сшивание" заранее известных фрагментов ДНК в нужной последовательности, т. е. оно осуществляется на уровне генома, а не целого организма. В процессе селекции признаков, проявляющихся фенотипически, предполагается, что отбираемые признаки наследуются, т. е. генотипически обусловлены. Исторически первоначальное превращение диких видов растений в сельскохозяйственные, культурные осуществлялось без всякого применения науки, генетических представлений. 2. Методы и представления селекции складывались эмпирически, на основе практического опыта человека, без опоры на науку, в то время как генная инженерия возникла только на этапе высокоразвитой науки, фундаментальных теоретических исследований в биологии, интеграции ее с физико-математическими и химическими науками. Необходимо отметить, что в общем смысле и современные селекционеры больше опираются на опыт, несмотря на прогрессирующее развитие связи селекции с генетикой. И это понятно, так как в селекционной работе необходимо видеть фенотипическое проявление признаков во взрослом организме. Как отмечают исследователи (109, с. 270], селекционный подход заключается а создании популяции с широким генетическим спектром и в последовательном отборе на уровне полного растения рекомбинантов с положительными с агрономической точки зрения свойствами.
3. Генетическое манипулирование в селекции осуществляется без знания природы отдельных компонентов, составляющих модифицируемый признак. Менделизм дает лишь общее концептуальное представление о том, что происходит при генетическом манипулировании в ходе селекции. Но знание это для улучшения растений не является обязательным.
4. В селекции отбор признаков осуществляется на уровне Целого растения, т. е. на конечной, фенотипической стадии биологического процесса. Генетическая инженерия имеет дело с основой биологического процесса — с генетической системой.
5- Поскольку в селекции результат оценивается по фенотипическим проявлениям нужных свойств, признаков, то могут
77
быть зафиксированы лишь значительные изменения. В результате многие потенциально полезные рекомбинанты остаются незамеченными. Методы же генной инженерии позволяют направленно изменять структуру генов, генетических систем клеток, причем результаты этих изменений могут вообще не иметь прямых фенотипическиж проявлений, а выражаться на уровне синтеза белков, обменных клеточных процессов.
В итоге предпринятого сравнения форм биологического конструирования в генной инженерии и селекции можно заключить, что эти формы существенно различаются. Методы генной инженерии — манипулирование непосредственно на уровне генетического материала — несут в себе большие возможности использования нужных генетических элементов. В селекционном конструировании есть ограничения — не установлено четких корреляций между продуктивностью растений и какими-либо конкретными процессами, ответственными за конечный результат. В селекционной работе ограничен как выбор экспериментального материала, так и круг проблем, которые разрешимы такими методами.
В настоящее время многие методы молекулярной биологии в принципе доступны для применения в селекции. Однако есть ряд ограничений [109, с. 273]. Некоторые из них носят технический характер: например, чтобы использовать для высших растений технологию генетического манипулирования in vitro, необходимо регенерировать целые растения из отдельных клеток. Другие трудности связаны с реальными задачами селекционной работы. Дело в том, что в большинстве случаев лимитирующим фактором для улучшения сельскохозяйственных культур выступает не имеющееся генетическое разнообразие, а возможность выявить и отобрать те рекомбинанты, которые являются полезными. В этой связи создание генетического разнообразия на основе методов генной инженерии не дает нужного эффекта.
Третья проблема, которая возникает, если использовать методы генетической инженерии в селекции, это проблема тканевой специфичности агрономически полезных признаков. Многие из таких признаков часто не проявляются в клетках, культивируемых in vitro, а только на тканевом уровне. Возникает трудность отбора их. Еще одна сложность введения генной инженерии в селекцию состоит в том, что значительная часть агрономически полезных признаков имеет полигенный характер наследования. А методы генной инженерии позволяют модифицировать единичные генные признаки, контролируемые единичными генами.
78
Таким образом, изменение содержания отношения биопогического и технического, о котором шла речь в предшествующих главах, находит конкретное проявление в изменении форм биологического конструирования. Так, если бионика использует закономерности, принципы функционирования живого для создания искусственных, технических и биотехнических систем, то генная инженерия представляет собой технологию создания новых живых систем, которые могут функционировать как технические (в качестве средств производства). То есть в рамках генетической инженерии используются технические по сути приемы, такими выступают проектирование и конструирование.
Своеобразие генно-инженерного пути получения биологических объектов, ранее не существовавших в такой форме (искусственных систем), сближает генную инженерию с областями инженерно-технического профиля. Более того, с развитием генной инженерии качественно преобразуются возможности инженерно-технической деятельности: если прежде инженерно-техническая деятельность основывалась на процессах неживой природы, то теперь она базируется и на принципах функционирования живого. Вместе с тем генная инженерия в содержательном плане значительно богаче традиционно понимаемой инженерной деятельности. Если конструирование технических устройств осуществляется как создание самостоятельно существующих образований. то генная инженерия оперирует с объектами, которые органически включены в структурные уровни организации живого.
Несмотря на значительные технологические возможности, генная инженерия представляет собой науку, углубляющую представления о сущности живого в многообразии ее проявлений. Можно сказать, что технологическое и научно-теоретическое содержания генной инженерии диалектически обусловливают друг друга. Причем технологическая сторона обусловливает получение новых данных, развивающих теоретико-биологические знания. Как представляется, на современном этапе развития биологии, естествознания вообще, в условиях системы наука - техника — производство технологические области науки несколько опережают развитие чисто естественнонаучных областей и стимулируют их развитие.
Так, соотношение химии как естественной науки и химической технологии как технической науки в историческом движении химии менялось: до 30-40-х годов химическая технология шла вслед, перестраивалась лишь в связи с переходом химии на новые уровни. В этой эволюции был достигнут этап, когда химическая технология оказалась способной найти значительно
79
более рациональные и эффективные пути решения задачи получения веществ с заданными свойствами, нежели химия. При этом химическая технология выдвигает принцип, являющийся диалектическим отрицанием принципов классификации химии и одновременно фундаментальным для построения единых теорий химии и химической технологии, базой синтеза этих наук. Таким образом, отношение химии как естественной науки и химической технологии как технической науки эволюционировало от почти полной независимости до глубокого взаимопроникновения, синтеза [80, с. 322-323].
Подобное можно сказать и о генной инженерии, с помощью которой были выдвинуты идеи, приведшие к новым открытиям в генетике [21, с. 20]. Так, было установлено существование у высших организмов, дрожжей и некоторых вирусов мозаичных генов, кодирующих определенный белок, но прерывающихся вставками, не имеющими к нему прямого отношения. Благодаря такой структуре генов высших организмов в клетке происходит процессинг. При реализации генетической информации снимается сначала копия с гена, образуется предшественник информационной РНК. Затем все вставки в этой копии вырезаются специфическими ферментами, а значащие фрагменты соединяются в „зрелую" информационную РНК, на которой синтезируется белок.
Второе открытие — выяснение природы мобильных генетических структур: транспозонов бактерий, мобильных элементов генетических структур высших организмов. Кроме того, метод рекомбинантных молекул предвещает новый подъем фундаментальных исследований структуры, репликации и функционирования генома.
Все изложенное позволяет заключить, что генная инженерия представляет собой единство науки и технологии. Благодаря технологической направленности, связанной как с применением методов проектирования и конструирования, так и с производственно-технологическим использованием ее объектов, генная инженерия сближается с научно-техническими областями. Вместе с тем она остается наукой, достижения которой углубляют знание сущности живого. Это определенный этап синтеза, обобщения знания в биологии. Как отмечает академик С. И. Алиханян, генная инженерия — это „умножение всего того богатства знаний, которые накоплены в результате генетических исследований за последние 50-60 лет" [27, с. 167].
80
Сидоренко Л.И.. Философский анализ развития и перспектив биотехнических исследований. - К., 1987.- С. 31-50, 57-80.