Знание-сила, 2009 № 07 (985)

Подобные попытки уже предпринимаются, и сегодня в них наметились два основных подхода. Одни ученые ищут пути такой генетической модификации растений и цианобактерий, которая увеличила бы кпд их фотосинтеза. Но это, скорее, относится к поиску более эффективного биотоплива. Другие исследуют куда более фантастическую, но и более перспективную, возможность создания «искусственного листа». Это должна быть система наноустройств, которая будет подобна живому листу, то есть будет способна осуществлять не только процесс фотосинтеза, но и процесс самовоспроизведения. Дело в том, что в живых организмах (в растительных и бактериальных клетках) фотосинтез сопровождается непрерывным повреждением тех белковых систем, в которых он происходит, поэтому не случайно в хлоропластах растительных клеток непрерывно продуцируются все новые и новые заменители разрушенных белков. По-видимому, наноструктуры в «искусственном листе» тоже будут разрушаться и это потребует их непрерывного самовоспроизведения.

Задача самовоспроизведения наноструктур и сама по себе является достаточно трудной и пока далекой от решения. Но и главная задача — воспроизведение фотосинтеза в такой системе — тоже весьма трудна. В растительных клетках фотосинтез осуществляют две белковые системы: фотосистема, которая производит разложение атомов водорода на составляющие их протоны и электроны, несущие в себе энергию исходных фотонов, и фотосистема, которая получает эти частицы и использует их для строительства углеводородов (а также белков и жиров). Биохимики пока еще не выяснили до конца детали тонкой структуры этих двух систем и их работы. Они их только изучают, хотя сегодня интенсивнее, чем когда-либо. Но на недавней международной конференции по молекулярной биоэнергетике, прошедшей в испанском городе Коста-Браво, выявился весьма оптимистический консенсус: большинство участников пришли к выводу, что фундаментального продвижения в этих исследованиях можно ожидать уже в ближайшие 10–20 лет, и это наверняка проложит путь к созданию долгожданных источников возобновляемой энергии.

Все на ятрофу!

За последние три года мир открыл новый, многообещающий источник биотоплива. У нас на глазах происходит очередная биотехнологическая «зеленая» революция, и на этот раз она называется «ятрофа». Компания «Боинг» уже совершила успешный перелет в Новую Зеландию на биодизельном топливе, полученном из этой самой ятрофы. Индия выделила 14 миллионов гектаров и 360 миллионов долларов на срочное высевание ятрофы и поставила целью с ее помощью довести производство биодизельного топлива в 2017 году до 20 % всей потребности индийской автомобильной промышленности (в основном тракторов и грузовых машин, потому что именно они являются главными потребителями дизельного топлива). А в африканском государстве Свазиленде строится первая в мире электростанция на дизельном топливе из ятрофы. Одна британская фирма заключила соглашение на сумму 34 миллиона фунтов о совместных работах по ятрофе с биотопливной компанией D1, а в США (во Флориде) создана специальная фирма, разрабатывающая новые сорта ятрофы, которые можно было бы разводить в бедных и развивающихся странах Африки и Центральной Америки. К Индии и Свазиленду присоединились своими программами срочного и массового развития ятрофы также Китай, Бразилия и Кения. Бирма намерена полностью перевести свои энергетические потребности на ятрофу.

Что же это за растение — ятрофа? Родина его — Карибские острова, откуда португальцы в XVI веке перенесли его в Азию и особенно в Индию. В семействе ятроф имеется много разновидностей, и та, о которой говорят сегодня энтузиасты, именуется ятрофа куркас. Это довольно большое (до 2–3 метров) дерево с красивыми рассеченными зелеными листьями, увенчанными коралловыми цветами, которые растут на кончиках ветвей, где образуются также гроздья желтовато-коричневых орехов. Живет до 50 лет. Орехи ядовиты для человека — четырех достаточно, чтобы отправиться на тот свет. Кора дерева тоже ядовита — длительное соприкосновение с ее соком вызывает неприятный и настойчивый зуд и раздражение. Если добавить к этому, что ятрофа растет на самых бросовых землях, включая засушливые, то понятно, что перед нами настоящий сорняк, приобретший за время эволюции ряд защитных свойств, неприятных для покушающихся на него. Вроде бы совершенно не интересный для человека. Однако у этого сорняка внезапно обнаружилось бесценное свойство: оказалось, что его плоды — орехи — содержат сок, который путем простой обработки превращается в чистейшее дизельное топливо (напомним, что «Боинг» уже проверил это топливо в дальнем перелете, а в Индии на смеси сока ятрофы и обычно дизельного топлива уже ходит регулярный поезд). При этом параметры ятрофы таковы, как будто природа специально ее предназначила для наших сегодняшних топливных нужд.