Блики на портрете

Может возникнуть вопрос: откуда они берут водород в природе? Он присутствует почти везде — многие микроорганизмы разлагают органические вещества, и при этом выделяется водород.

Водородные бактерии сжигают водород до состояния воды и в этой реакции черпают энергетические возможности для усвоения углекислоты. Чтобы получить энергию для усвоения одной молекулы углекислоты, водородная бактерия должна окислить шесть молекул водорода. Как и для растений, для водородных бактерий источником углерода служит углекислота. Остальные органические вещества создаются на ее основе.

В замкнутых системах углекислый газ, необходимый для нормального роста бактерий, выделяется человеком при выдохе, а минеральные соли поступают из жидких отходов жизнедеятельности человека. Устойчивость такой системы обеспечивается непрерывным круговоротом веществ: воды, азота, фосфора, углекислоты, минеральных солей… Считается, что при достигнутых скоростях роста водородных бактерий 10–20-литровый культиватор обеспечит человека необходимым количеством пищи, воды и чистого воздуха.

А вот еще некоторые расчеты: на один квадратный метр обитаемой поверхности нашей планеты приходится десять тысяч килограммов воздуха; в искусственной экологической системе в 2700 раз меньше. Это означает, что ни о каком загрязнении воздуха внутри системы не может быть и речи. Все технологические процессы должны быть безотходными. И при этом в «малой биосфере» в достаточном количестве воспроизводится кислород, чистая вода, полноценное питание, в том числе и белковое. Ежедневно нам необходимо примерно 120 граммов белка, содержащего 20 аминокислот. Некоторые из них в организме человека не синтезируются, зато присутствуют в животных белках, которые и считаются наиболее полноценными.

Что касается водородных бактерий, их биомасса на 70 процентов состоит из белка, близкого по составу к казеину коровьего молока. Несомненное и высокое достоинство!

Но едва ли не одно из главных достоинств водородных бактерий — их полная независимость от источников органического сырья. Окисляя горючий газ и произрастая на неорганической среде, они дают биомассу, совершенно свободную от органических загрязнений!

Поэтому водородные бактерии привлекли внимание как возможные партнеры человека по обитанию в искусственной биосфере. Ученым виделись космические аппараты на пути к дальним планетам и звездам, лишенные постоянного солнечного освещения. И мощные источники энергии, заменяющие им наше светило. И проворные водородные бактерии…

Водородные бактерии совершили облеты вокруг Луны, путешествовали по околоземным орбитам и показали себя весьма устойчивыми против всякого рода космических излучений.

Проблемы космического оазиса

И все-таки космические путешествия к другим планетам — это дальний прицел.

А сегодня? Чем могут помочь водородные и другие бактерии людям, живущим на космическом корабле, называемом планетой Земля? Планета наша, как известно, одета в изумительный космический скафандр.

В переводе с древнегреческого слово «скафандр» означает — «челнок для человека» («челнок» — «скаф» и «андр» — «человек»). Теперь мы подразумеваем под ним такое устройство, в котором человек, защищенный от среды, мог бы безболезненно жить и работать — будь то вода, вредные для организма газы или безвоздушное пространство. Оболочка такого «челнока» защищает организм от воздействия окружающей среды, а внутренний запас воздуха дает возможность человеку существовать в скафандре определенное время.

И наша планета в безбрежном вакууме вселенной защищена от безжалостной космической пустоты, от солнечной радиации и от града больших и малых метеоритов, бесконечно бомбардирующих землю, оболочкой надежного скафандра — земной атмосферой. Она плотным слоем окружает нашу планету.

Да, надежная одежда у нашей планеты, и было бы все отлично, если бы одежда эта не становилась с каждым десятилетием все теснее и теснее.

Люди часто забывают о том, что атмосфера имеет биологическое происхождение и ее равновесие зависит от фотосинтеза.

С развитием промышленности в атмосферу попадают различные загрязняющие вещества. Только микроорганизмы способны превращать многие из них в безвредные продукты.

Усвоение углекислоты — это процесс, требующий энергетических затрат. Растения используют для этой реакции солнечную энергию, а водородные бактерии — энергию окисления водорода. Они окисляют водород до состояния воды.

Уже сегодня одной из острых проблем жизни на Земле стал недостаток белка. И здесь мы, совершив круг, вновь возвращаемся к водородным бактериям.

При наиболее благоприятных условиях они удваивают свою массу каждые 2–3 часа.

Такая высокая производительность — результат интересных работ члена-корреспондента АН СССР Г. Заварзина из Института микробиологии АН СССР. Ему удалось выделить продуктивный штамм водородных бактерий «Зет-1». Именно этот активный плодовитый штамм и дал возможность красноярским биофизикам работать над промышленным культивированием водородных бактерий.