Страница:
Ещё одним примером глобального экскрета, появление которого предсказано задолго до его возникновения, являются «рудные тела» мусорных полигонов и свалок.
Некоторые мусорные объекты — такие как крупные свалки и мусорные полигоны представляют собой многотонные скопления разнородных и разнофазных элементов, спрессованных силой тяжести и приобретающих со временем свойства некоторой осреднённой среды — сродни геологической среде. Основное свойство создаваемой на наших глазах геологической среды — мусорной или гарбологической — это её многокомпонентность и первичная неоднородность. Можно считать, что она состоит из бесчисленного множества элементов (горные породы, почвы, отходы человеческой деятельности, микроорганизмы, растворы, газы, элементы структуры, физические поля и т. д.).
Со временем под воздействием диффузионных и гравитационно-полевых процессов формируется относительно однородное по составу свалочное «тело». Его «созревание» занимает десятки лет, после чего можно говорить о возникновении глобального мусорного экскрета. Более подробно о мусорных экскретах как сырьевой базе цивилизации можно прочитать в разделе 2.5. нашей книги.
Важным глобальным экскретом может стать околоземное космическое пространство (ОКП), наполненное орбитальными мусорными экскретами естественного и техногенного происхождения. Несмотря на то, что плотность вещества в объёме ОКП относительно низкая и распределено оно не вполне равномерно в занимаемом объёме, в нём в настоящее время можно выделить отдельные области, которые условно можно причислить к глобальным экскретам. В первую очередь — это зона максимума техногенных отходов (высоты от 850 км до 1500 км) и зона так называемой свалки орбитального мусора, захватывающая внешнюю часть ОКП от геостационарной орбиты до траектории Луны.
Ещё одной зоной с наивысшей концентрацией орбитального мусора является слой ОКП на высотах от 100 км до 200 км, в котором происходит интенсивное торможение и частичное сгорание мусорных объектов.
В настоящее время эти три зоны отличаются повышенной концентрацией твёрдых объектов, однако при теперешних темпах загрязнения ОКП плотность их вещества в обозримой перспективе может выровняться и корректно будет говорить об одном глобальном мусорном экскрете — орбитальном с высотами от 100 км до 384 тыс. км.
Конечно, такой разреженный и эфемерный глобальный экскрет вряд ли станет источником полезных металлов — слишком трудоёмкий это процесс в масштабах ОКП. Однако, использование наиболее ценных узлов и агрегатов из вышедшей из строя орбитальной техники вполне вероятно. Более подробно эта проблема обсуждается в разделе 2.2. нашей книги.
В глобальном околоземном экскрете очевидно будут происходить процессы взаимодействия между различными электромагнитными и физическими компонентами ОКП и межпланетной среды, естественных космических и техногенных излучений с веществом и полями. Эти процессы будут сопровождать загрязнение ОКП продуктами дезинтеграции астрономических тел (экскретов космического мусора) и отходами и отбросами техногенной деятельности.
При этом физические характеристики ОКП и глобальный орбитальный экскрет, представляемый в виде суперпозиции элементарных мусорных экскретов, выйдя из состояния динамического равновесия, очевидно уже в него не вернётся. ОКП, наполненное орбитальными мусорными экскретами с временами существования в сотни и тысячи лет, обладающее новыми физическими параметрами, может иметь совершенно иные свойства, что непредсказуемо скажется на земной природе.
1.3. Неоднозначность характеристик формирования экскретов
1.4. Природные и антропогенные экскреты, источники их появления и порождаемые ими проблемы
Глава II
2.1. «Новая пища» из мусорных экскретов в преодолении мирового кризиса продовольствия
Некоторые мусорные объекты — такие как крупные свалки и мусорные полигоны представляют собой многотонные скопления разнородных и разнофазных элементов, спрессованных силой тяжести и приобретающих со временем свойства некоторой осреднённой среды — сродни геологической среде. Основное свойство создаваемой на наших глазах геологической среды — мусорной или гарбологической — это её многокомпонентность и первичная неоднородность. Можно считать, что она состоит из бесчисленного множества элементов (горные породы, почвы, отходы человеческой деятельности, микроорганизмы, растворы, газы, элементы структуры, физические поля и т. д.).
Со временем под воздействием диффузионных и гравитационно-полевых процессов формируется относительно однородное по составу свалочное «тело». Его «созревание» занимает десятки лет, после чего можно говорить о возникновении глобального мусорного экскрета. Более подробно о мусорных экскретах как сырьевой базе цивилизации можно прочитать в разделе 2.5. нашей книги.
Важным глобальным экскретом может стать околоземное космическое пространство (ОКП), наполненное орбитальными мусорными экскретами естественного и техногенного происхождения. Несмотря на то, что плотность вещества в объёме ОКП относительно низкая и распределено оно не вполне равномерно в занимаемом объёме, в нём в настоящее время можно выделить отдельные области, которые условно можно причислить к глобальным экскретам. В первую очередь — это зона максимума техногенных отходов (высоты от 850 км до 1500 км) и зона так называемой свалки орбитального мусора, захватывающая внешнюю часть ОКП от геостационарной орбиты до траектории Луны.
Ещё одной зоной с наивысшей концентрацией орбитального мусора является слой ОКП на высотах от 100 км до 200 км, в котором происходит интенсивное торможение и частичное сгорание мусорных объектов.
В настоящее время эти три зоны отличаются повышенной концентрацией твёрдых объектов, однако при теперешних темпах загрязнения ОКП плотность их вещества в обозримой перспективе может выровняться и корректно будет говорить об одном глобальном мусорном экскрете — орбитальном с высотами от 100 км до 384 тыс. км.
Конечно, такой разреженный и эфемерный глобальный экскрет вряд ли станет источником полезных металлов — слишком трудоёмкий это процесс в масштабах ОКП. Однако, использование наиболее ценных узлов и агрегатов из вышедшей из строя орбитальной техники вполне вероятно. Более подробно эта проблема обсуждается в разделе 2.2. нашей книги.
В глобальном околоземном экскрете очевидно будут происходить процессы взаимодействия между различными электромагнитными и физическими компонентами ОКП и межпланетной среды, естественных космических и техногенных излучений с веществом и полями. Эти процессы будут сопровождать загрязнение ОКП продуктами дезинтеграции астрономических тел (экскретов космического мусора) и отходами и отбросами техногенной деятельности.
При этом физические характеристики ОКП и глобальный орбитальный экскрет, представляемый в виде суперпозиции элементарных мусорных экскретов, выйдя из состояния динамического равновесия, очевидно уже в него не вернётся. ОКП, наполненное орбитальными мусорными экскретами с временами существования в сотни и тысячи лет, обладающее новыми физическими параметрами, может иметь совершенно иные свойства, что непредсказуемо скажется на земной природе.
1.3. Неоднозначность характеристик формирования экскретов
Необходимо отметить сложность экскретологической классификации всего многообразия и изменчивости природных и антропогенных источников экскретов. Видимо этим можно объяснить смешение понятий и путаницу в этом теоретически слабо разработанном разделе нарождающейся науки.
Напомним, что экскретология — наука о выделениях, отторжениях и потерях материальных объектов в человеческом обществе и в природе. Объектами её изучения — экскретами — являются отходы, отбросы, мусор и квазимусор, газообразные и жидкие выбросы, потери, находки и утраты, виктимы и девиаты. Попытки создания логически непротиворечивой науки, включающей в себя перечисленные выше объекты оказались непростыми. Неоднократно исследователями предпринимались попытки рассмотреть, упорядочить и классифицировать отдельные выделяемые и отторгаемые объекты природы и общества в виде некоторых научных и псевдонаучных учений и теорий (например, мусорология, мусороведение, гарбология).
Подобные подходы к этой проблеме, на наш взгляд, не увенчались успехом потому, что феномен экскретов как конечных выделений и отторжений объектов природы и общества должен рассматриваться воедино и в комплексе, учитывая его неоднозначные проявления.
Дело в том, что классификация экскрета по принадлежности к антропогенному или природному, мусорному, отходному или отбросному, утратному, девиатному или виктимному является многофакторной [1]. Она не является абсолютной, а зависит от эколого-географического, социального и временного факторов. В частности, один и тот же экскретный объект «мусорного блока» (см. Схему 1.1.1) в зависимости от времени и места его появления в конкретных случаях может рассматриваться как антропогенный или природный мусор, отход или отброс, а также как естественный элемент биоты.
Например, опадающие листья — в городских условиях рассматриваются дворниками как мусор и убираются не только с дорог и улиц, но и с газонов, лужаек и других участков озеленения. На дорогах и улицах листья действительно — мусор, а в озеленяемой части городской инфраструктуры, как и в лесу, опад является необходимым растениям укрывным и питательным материалом.
Один и тот же предмет, вещество, изделие может менять свой «статус» в зависимости от места нахождения и времени содержания (хранения). Отходы, хранившиеся на складе сверх нормативного времени формально превращаются в мусор, а объекты мусора после сортировки становятся сырьевыми отходами и могут быть использованы для утилизации.
Важным фактором признания того или иного экскретного объекта отходом или мусором является социально-географический фактор. Известно, что в последние годы развитые капиталистические страны превращают целые континенты в свалки своего мусора. В Африку и Юго-восточную Азию огромными кораблями привозится электронный хлам, состоящий из отслуживших свой век компьютеров, телевизоров, магнитофонов, телефонов и других электронных изделий. Кроме того, везут отслужившие свой век габаритные сложные механизмы, содержащие пластик и металлы.
Разборка и утилизация таких изделий в странах-производителях весьма затратна, так как связана с использованием дорогого ручного труда, а для «нищих азиатов или африканцев» представляет интерес. Они извлекают из электронного мусора ценные металлы и таким образом ценой потери здоровья добывают средства на пропитание. При этом «цивилизованный Запад» нисколько не заботит умерщвление природы этих стран и увеличение заболеваемости их населения. Этот пример показывает, как мусор Америки и Европы превращается в сырьё и отходы, пригодные для использования в слаборазвитых странах.
Следует отметить, что несмотря на такие возможные трансформации экскретов, в каждый конкретный момент времени и в каждом конкретном месте рассматриваемый объект может быть однозначно идентифицирован отдельным индивидуумом.
Каждый конкретный i-ый экскрет φi может быть однозначно идентифицирован для конкретного лица Mi (собственника, хозяина и т. п.) в конкретном месте δ и в конкретный момент времени t. Математически можно записать эту зависимость в функциональном виде:
φi = f (Mi, δ, t), (1)
причём значения экскретов φi однозначно определяются при задании параметров Mi, δ и t.
В соотношении (1) i = 1,2… — количество действующих экскретов.
Что касается объектов неорганического мира, то они являются чуждыми для сложившихся веками и десятилетиями сообществам живых организмов; их появление в биоценозах в качестве экскретов связаны либо с разрушительной деятельностью человека, либо с природными явлениями катастрофического характера.
В заключение этого раздела отметим, что путаница и кажущаяся неопределённость при экскретологической классификации изделий, веществ, продуктов в большой степени связана с субъективными факторами. Относительный характер экскретов проявляется особенно ярко применительно к антропогенной его составляющей. То, что является мусором или квазимусором для одного человека, для другого может иметь потребительскую привлекательность.
Предметы, изделия или продукты могут попасть в категорию мусорных экскретов не только, потеряв заложенные в них производителем свойства и качества, но и устарев технически, эстетически или морально. Например, автомобиль не той фирмы-производителя, юбка не того кроя или помада не того цвета могут служить основанием для перевода модницей или пижоном вполне работоспособных и качественных изделий в разряд квазимусора — выбросить их или уничтожить.
Ещё одним наглядным примером субъективности экскретов могут служить наши жилища, которые периодически приходится освобождать от захламления вещами, ещё не потерявшими потребительских качеств, но воспринимаемых нами как надоевший ненужный хлам и мусор. (Если их выбрасывают, то они тоже становятся квазимусором).
Отметим, что подобное расточительное отношение к сырьевым ресурсам характерно для капиталистического мироустройства с его идеалами наживы, сверхпотребления и перепроизводства. Никакие доводы социологов и расчёты учёных с призывами сократить потребление истощающихся природных ресурсов в условиях капитализма не способны остановить эту «гонку к смерти».
Напомним, что экскретология — наука о выделениях, отторжениях и потерях материальных объектов в человеческом обществе и в природе. Объектами её изучения — экскретами — являются отходы, отбросы, мусор и квазимусор, газообразные и жидкие выбросы, потери, находки и утраты, виктимы и девиаты. Попытки создания логически непротиворечивой науки, включающей в себя перечисленные выше объекты оказались непростыми. Неоднократно исследователями предпринимались попытки рассмотреть, упорядочить и классифицировать отдельные выделяемые и отторгаемые объекты природы и общества в виде некоторых научных и псевдонаучных учений и теорий (например, мусорология, мусороведение, гарбология).
Подобные подходы к этой проблеме, на наш взгляд, не увенчались успехом потому, что феномен экскретов как конечных выделений и отторжений объектов природы и общества должен рассматриваться воедино и в комплексе, учитывая его неоднозначные проявления.
Дело в том, что классификация экскрета по принадлежности к антропогенному или природному, мусорному, отходному или отбросному, утратному, девиатному или виктимному является многофакторной [1]. Она не является абсолютной, а зависит от эколого-географического, социального и временного факторов. В частности, один и тот же экскретный объект «мусорного блока» (см. Схему 1.1.1) в зависимости от времени и места его появления в конкретных случаях может рассматриваться как антропогенный или природный мусор, отход или отброс, а также как естественный элемент биоты.
Например, опадающие листья — в городских условиях рассматриваются дворниками как мусор и убираются не только с дорог и улиц, но и с газонов, лужаек и других участков озеленения. На дорогах и улицах листья действительно — мусор, а в озеленяемой части городской инфраструктуры, как и в лесу, опад является необходимым растениям укрывным и питательным материалом.
Один и тот же предмет, вещество, изделие может менять свой «статус» в зависимости от места нахождения и времени содержания (хранения). Отходы, хранившиеся на складе сверх нормативного времени формально превращаются в мусор, а объекты мусора после сортировки становятся сырьевыми отходами и могут быть использованы для утилизации.
Важным фактором признания того или иного экскретного объекта отходом или мусором является социально-географический фактор. Известно, что в последние годы развитые капиталистические страны превращают целые континенты в свалки своего мусора. В Африку и Юго-восточную Азию огромными кораблями привозится электронный хлам, состоящий из отслуживших свой век компьютеров, телевизоров, магнитофонов, телефонов и других электронных изделий. Кроме того, везут отслужившие свой век габаритные сложные механизмы, содержащие пластик и металлы.
Разборка и утилизация таких изделий в странах-производителях весьма затратна, так как связана с использованием дорогого ручного труда, а для «нищих азиатов или африканцев» представляет интерес. Они извлекают из электронного мусора ценные металлы и таким образом ценой потери здоровья добывают средства на пропитание. При этом «цивилизованный Запад» нисколько не заботит умерщвление природы этих стран и увеличение заболеваемости их населения. Этот пример показывает, как мусор Америки и Европы превращается в сырьё и отходы, пригодные для использования в слаборазвитых странах.
Следует отметить, что несмотря на такие возможные трансформации экскретов, в каждый конкретный момент времени и в каждом конкретном месте рассматриваемый объект может быть однозначно идентифицирован отдельным индивидуумом.
Каждый конкретный i-ый экскрет φi может быть однозначно идентифицирован для конкретного лица Mi (собственника, хозяина и т. п.) в конкретном месте δ и в конкретный момент времени t. Математически можно записать эту зависимость в функциональном виде:
φi = f (Mi, δ, t), (1)
причём значения экскретов φi однозначно определяются при задании параметров Mi, δ и t.
В соотношении (1) i = 1,2… — количество действующих экскретов.
Что касается объектов неорганического мира, то они являются чуждыми для сложившихся веками и десятилетиями сообществам живых организмов; их появление в биоценозах в качестве экскретов связаны либо с разрушительной деятельностью человека, либо с природными явлениями катастрофического характера.
В заключение этого раздела отметим, что путаница и кажущаяся неопределённость при экскретологической классификации изделий, веществ, продуктов в большой степени связана с субъективными факторами. Относительный характер экскретов проявляется особенно ярко применительно к антропогенной его составляющей. То, что является мусором или квазимусором для одного человека, для другого может иметь потребительскую привлекательность.
Предметы, изделия или продукты могут попасть в категорию мусорных экскретов не только, потеряв заложенные в них производителем свойства и качества, но и устарев технически, эстетически или морально. Например, автомобиль не той фирмы-производителя, юбка не того кроя или помада не того цвета могут служить основанием для перевода модницей или пижоном вполне работоспособных и качественных изделий в разряд квазимусора — выбросить их или уничтожить.
Ещё одним наглядным примером субъективности экскретов могут служить наши жилища, которые периодически приходится освобождать от захламления вещами, ещё не потерявшими потребительских качеств, но воспринимаемых нами как надоевший ненужный хлам и мусор. (Если их выбрасывают, то они тоже становятся квазимусором).
Отметим, что подобное расточительное отношение к сырьевым ресурсам характерно для капиталистического мироустройства с его идеалами наживы, сверхпотребления и перепроизводства. Никакие доводы социологов и расчёты учёных с призывами сократить потребление истощающихся природных ресурсов в условиях капитализма не способны остановить эту «гонку к смерти».
1.4. Природные и антропогенные экскреты, источники их появления и порождаемые ими проблемы
Для удобства использования в справочных целях информация о естественно-природных и связанных с деятельностью человека экскретах представлена ниже в табличном виде. Таблица составлена с использованием материалов литературных источников [1] и [16].
Глава II
Полезное использование мусорных экскретов
2.1. «Новая пища» из мусорных экскретов в преодолении мирового кризиса продовольствия
Человечество переживает глобальный экологический кризис, связанный с перестройкой мировоззрения отношений природы и общества. Одним из проявлений такого кризиса стала проблема возрастания численности населения планеты и производства достаточного количества продуктов питания для него.
Ограниченность мировых запасов физических ресурсов — таких как пахотные земли, минеральное сырьё, пресная вода, природные экосистемы, атмосфера, океан и т. п. — задаёт пределы экономического роста на Земле [41]. Особенно болезненно воспринимается надвигающаяся угроза кризиса продовольствия, обусловленная ростом населения Земли выше 7 млрд. человек при ограниченном ресурсе земель, пригодных для ведения сельского хозяйства площадью ~ 3,2 млрд. гектаров. Оказалось, что мировое производство зерна больше не в состоянии поддерживать рост численности населения, и проблему надо искать неординарными способами.
Однако зерновой фактор не может полностью изменить ситуацию. Важным аспектом продовольственной проблемы является понимание невозможности её решения потреблением только растительных организмов. Чтобы полноценно питаться, необходимо мясо!
Для получения мяса и мясопродуктов, например на мясокомбинате, следует учесть уровень развития, как животноводства, так и растениеводства. Оно призвано обеспечить животных при выращивании и откорме полноценным рационом питания. В состав рациона питания животных входит в качестве основного компонента кормовой белок пшеницы, кукурузы, сои, люцерны. В организме животного растительный белок перерабатывается в животный белок, т. е. в мясо.
Следует иметь в виду, что при откорме животного «коэффициент полезного действия» (КПД) превращения растительного белка в белок мяса составляет всего от 6 до 38 %. Иными словами, при производстве животноводческой продукции теряется большая часть растительного белка. Поэтому белок, например, говядины, т. е. мясо, стоит в десятки раз дороже, чем белок продуктов растениеводства, например хлеба.
Человечество давно освоило технологию выделения чистого белка из сои, хлопка, рапса, подсолнечника, арахиса, риса, кукурузы, гороха, пшеницы, зелёных листьев, картофеля, конопли и многих других растений. Но это неполноценные растительные белки, не содержащие некоторые незаменимые аминокислоты. А в питании человеку необходим в достаточном количестве и полноценный животный белок. Но вопрос — где его взять в достаточном количестве — так и остаётся без конструктивного ответа. Здесь своё веское слово должны сказать учёные-исследователи, и некоторые из них обратили своё внимание на отбросы как перспективный источник животного белка.
Что касается продуктов питания в целом, то в пищевых рационах населения многих стран мира отмечается большой дефицит полноценного белка, в результате чего более 60 % населения земного шара испытывает хронический недостаток в пищевом белке, особенно в белке животного происхождения. В частности, в современной России существует 3-кратная нехватка мяса.
В ходе научно-технической революции человек пытался решить проблему питания путём повышения продуктивности животноводства, птицеводства и рыболовства, совершенствования существующей технологии переработки сырья и его более полного использования. Однако ежегодный разрыв между необходимым количеством пищевых продуктов и потребляемым населением Земли (в белке) не позволил успешно реализовать эту задачу. Стало ясно, что никакие темпы развития животноводства, очевидно, не сумеют сократить разрыв в дефиците пищевого белка.
Одним из возможных альтернативных способов решения продовольственной проблемы является разработка и воплощение в жизнь технологий создания так называемой искусственной пищи, создаваемой из относительно дешёвого сырья промышленными методами.
Прежде чем обсуждать тему искусственной пищи рассмотрим, как и чем питается современный человек с позиций экскретологии. Традиционные продукты питания человека ограничивались в допромышленную эпоху потреблением натуральных продуктов из категории виктимов. Напомним, что в общем случае виктимами (victime — жертва, лат.) называют [1] подвергшиеся насилию человеческие жертвы, а также добытые или культивируемые объекты флоры и фауны после насильственной смерти. Применительно к проблеме продовольствия интерес представляют только природные виктимы и антропогенные виктимы объектов флоры и фауны. Приведём их определения из работы [1].
Природные виктимы представляют собой насильственно лишённые роста, развития или жизни тела и плоды (а также их фрагменты) животных, растений и других представителей флоры и фауны (икры, семян, личинок и др.). Природными виктимами становятся плоды, цветы, части растительных организмов, убитые объекты фауны или ставшие жертвами катастрофических явлений природы.
Природные виктимы составляют наиболее массовую долю природных экскретов, являясь элементами устоявшихся пищевых «цепочек» земных организмов. Они являются необходимой составной частью жизни на планете, сменяя друг друга в непрерывной череде насильственных смертей. Однако для питания человека виктимы этого вида представляют второстепенный интерес.
Основными источниками пищи современного человека, всё в меньшей степени зависящего от «дикой природы», становятся виктимы объектов флоры и фауны (смотри приведённую ниже схему).
Антропогенные виктимы объектов флоры и фауны — добытые или культивируемые человеком объекты флоры и фауны, становящиеся экскретами после насильственной смерти, отторжения или изъятия из среды обитания. Эти виктимы искусственно культивируются, отторгаются и изымаются из сред, в которых они выращивались как живые организмы. Затем они умерщвляются, складируются, консервируются или временно изолируются для сохранности и дальнейшего употребления для питания человека.
Схема классификации виктимов на природные и антропогенные
Примерами виктимов являются используемые человеком для питания многочисленные представители флоры и фауны. В первую очередь — это копытные животные, рыбы, птицы, а также плоды, корни и зелень растений, заготовленные для питания.
Огромное количество антропогенных виктимов принадлежит к изолированным от естественных сред обитания, а затем лишённым жизней домашним животным и птицам, а также к изолированным человеком для питания культурным растительным организмам. Антропогенные виктимы из мира фауны представляют собой откармливаемую для забоя домашнюю птицу, и животных, их умерщвлённые тела (туши), а также фрагменты их расчленённых тел.
Что касается объектов флоры, то представителями антропогенных виктимов этой категории организмов являются собранные на полях и в садах плоды и семена растений, заготовленные в хранилищах, элеваторах, холодильниках. Эти продукты составляют основу питания современного человека.
Мясо на этапах становления и развития цивилизации добывалось на охоте, затем на подсобных хозяйствах и, наконец, в крупных агрокомплексах. Некоторые страны сумели обеспечить себя белком животного происхождения. Но в мировом аспекте — это скорее исключения, чем правило. Мяса по-прежнему не хватает. Очевидно, теперь наступает пора более внимательно присмотреться к экскретам отбросов — отторгаемым и выбрасываемым биологическим продуктам, — и попытаться более рационально использовать заложенные в них ценные питательные вещества.
Между тем, мясо животных и птицы по современным представлениям многих исследователей является необходимым продуктом питания [84]. Как известно, мясные продукты помогают поддерживать уровень гемоглобина на должном уровне, а строгая овощная диета и чрезмерные физические нагрузки приводят проблемам со здоровьем.
Рассмотрим, какая «новая пища» уготована человечеству, чтобы оно не погибло от голода (или от отвращения к этой пище). При этом неминуемо затрагивается не только продовольственный вопрос, но и вопрос, морально ли убивать животных?
Утверждается [30], что съедобное мясо можно и нужно выращивать в лаборатории, и учёные уже предложили технологии культивирования такого мяса. Речь идёт о крупномасштабном производстве говядины, курятины, свинины без какого-либо участия животных и птиц. Цыплёнок без курицы — научная фантастика!?
Конечно, на сегодняшний день — фантастика. Теперь о реальности. Исследователи группы учёных под руководством докторанта Джейсона Матэни (Jason Matheny) из университета Мэриленда (University of Maryland) предлагают методы создания проектируемых биологических тканей, которые однажды могут привести к производству в лаборатории мяса, по всем параметрам пригодного для человеческого потребления.
«У культивируемого мяса есть масса преимуществ, из него можно извлечь большую выгоду, — убеждён руководитель проекта Матэни. — С одной стороны, вы сможете управлять питательными веществами. Например, в обычном мясе содержится много жирной кислоты омега-6, из-за которой повышаются уровни холестерина и возникают другие проблемы со здоровьем. С „пробирочным“ мясом омегу-6 можно заменить менее вредной омегой-3. С другой стороны, культивируемое мясо решит массу вопросов, связанных со скотом» [30].
Проведённые исследования уже показали учёным, что одна-единственная клетка мускула (миоцит) коровы или курицы может быть изолирована и масштабирована на многие тысячи новых миоцитов.
Способ культивирования нового продукта, предлагаемый исследователями университета Мэриленда, заключается в выращивании клеток на тонких мембранах — больших плоских листах. Получившиеся в результате листы «мяса» могут быть сняты с мембран и уложены друг на друга, чтобы увеличить общую толщину «продукта».
Речь идёт о клетках, помещённых в питательную среду, которым придаётся плоская или объёмная форма, впоследствии становящаяся чем-то вроде мяса. Для того чтобы псевдомясо максимально походило на оригинал, необходимо совместить в пробирке клетки нескольких различных видов ткани и придать выращиваемому продукту соответствующую структуру и форму фрагментов мяса.
Исследователи признают, что помимо проблем, связанных с культивированием мяса, придётся потрудиться, чтобы убедить потребителей есть продукт, произведённый искусственно. Они считают, что …«С этим мясом можно будет обратиться ко всем заинтересованным в безопасности пищи, беспокоящимся об окружающей среде, к вегетарианцам и просто людям, сочувствующим животным. Есть также люди, которые хотят иметь возможность приспособить пищу к собственным вкусам»…
…Выгода может быть колоссальной. Спрос на мясо растёт по всему миру, например, в Китае он удваивается каждые десять лет, а потребление домашней птицы в Индии удвоилось за последние лет пять.
— … Обладая единственной клеткой, вы теоретически сможете удовлетворить мировой спрос на мясо и сделать это наилучшим из возможных способов, как для окружающей среды, так и для здоровья человека. В долгосрочной перспективе всё это — выполнимо» [30].
В настоящее время организация «Новый урожай» (New Harvest) проводит испытания псевдомяса, произведённого из миоцитов цыплёнка, во вращающемся биореакторе Synthecon. «Новый Урожай» — некоммерческая исследовательская организация, работающая над развитием новых заменителей мяса, включая культивируемое мясо, произведённое в пробирке, в клеточной культуре, а не взятое от животного.
«Одна-единственная клетка может произвести столько мяса, что его хватит, чтобы кормить население планеты в течение года», — утверждают сотрудники «Нового Урожая».
Отметим, что выращивать мясо из мышечных клеток животных умеют уже и в других лабораториях [39]. Группа учёных из Амстердамского университета под руководством Виета Вестерхофа довела эту технологию почти до коммерческого уровня. Голландцам недавно удалось вырастить несколько 50-килограммовых кусков говядины. По утверждению создателей полученный продукт — это самое что ни на есть нормальное мясо, в котором представлены все необходимые компоненты: 20 аминокислот, 12 витаминов, разнообразные микроэлементы и ферменты по вкусу. Себестоимость его, правда, пока ещё слишком высока — несколько сотен долларов за килограмм.
Для сравнения, например, сегодня оптовые цены на аргентинскую говядину колеблются в районе $3÷4/кг. Куриные окорочка дешевле — $0,7/кг. Но учёные уверяют, что лет за десять они опустят цены до приемлемого уровня. К тому же для начала можно заняться производством самых дорогих и экзотических сортов мяса или рыбы — для “пробирочного” хозяйства это безразлично.
Как сенсацию преподнесли учёные из университета Маастрихта (Голландия) [47] новость о разработке способа получения мяса без убийства животных. Они смогли создать и представить общественности первый в своем роде гамбургер, выращенный «в пробирке», для которого использовался мясной фарш, полученный из стволовых клеток. Исследователи сообщили, что для изготовления такого «мяса» требуется примерно 10 000 стволовых клеток крупного рогатого скота. В специальных лабораторных условиях число этих стволовых клеток затем увеличивается более чем в миллиард раз, и в результате получается продукт, практически идентичный натуральному говяжьему мясу по составу и внешнему виду.
Специалисты считают, что их разработка имеет большое значение, так как население планеты растёт, и со временем возникнет колоссальный дефицит натурального мяса. Сейчас продукт, который получил название инвитро-мясо, находится на стадии разработки. На данный момент учёные ищут добровольцев, которые решились бы питаться новым продуктом. Если желающих не найдётся, то доктор Пост, возглавляющий группу учёных, пообещал, что сам попробует свою разработку.
Объёмы производства искусственных продуктов питания постоянно возрастают, но это вовсе не означает, что аналоги мясопродуктов в скором времени вытеснят натуральные изделия. Очевидно, произойдет (и уже происходит) распределение этих видов мясопродуктов в рационах богатых и бедных, причём в первую очередь путем более полной и более рациональной переработки белковых отходов мясной промышленности в искусственные мясопродукты для бедной части населения.
Ограниченность мировых запасов физических ресурсов — таких как пахотные земли, минеральное сырьё, пресная вода, природные экосистемы, атмосфера, океан и т. п. — задаёт пределы экономического роста на Земле [41]. Особенно болезненно воспринимается надвигающаяся угроза кризиса продовольствия, обусловленная ростом населения Земли выше 7 млрд. человек при ограниченном ресурсе земель, пригодных для ведения сельского хозяйства площадью ~ 3,2 млрд. гектаров. Оказалось, что мировое производство зерна больше не в состоянии поддерживать рост численности населения, и проблему надо искать неординарными способами.
Однако зерновой фактор не может полностью изменить ситуацию. Важным аспектом продовольственной проблемы является понимание невозможности её решения потреблением только растительных организмов. Чтобы полноценно питаться, необходимо мясо!
Для получения мяса и мясопродуктов, например на мясокомбинате, следует учесть уровень развития, как животноводства, так и растениеводства. Оно призвано обеспечить животных при выращивании и откорме полноценным рационом питания. В состав рациона питания животных входит в качестве основного компонента кормовой белок пшеницы, кукурузы, сои, люцерны. В организме животного растительный белок перерабатывается в животный белок, т. е. в мясо.
Следует иметь в виду, что при откорме животного «коэффициент полезного действия» (КПД) превращения растительного белка в белок мяса составляет всего от 6 до 38 %. Иными словами, при производстве животноводческой продукции теряется большая часть растительного белка. Поэтому белок, например, говядины, т. е. мясо, стоит в десятки раз дороже, чем белок продуктов растениеводства, например хлеба.
Человечество давно освоило технологию выделения чистого белка из сои, хлопка, рапса, подсолнечника, арахиса, риса, кукурузы, гороха, пшеницы, зелёных листьев, картофеля, конопли и многих других растений. Но это неполноценные растительные белки, не содержащие некоторые незаменимые аминокислоты. А в питании человеку необходим в достаточном количестве и полноценный животный белок. Но вопрос — где его взять в достаточном количестве — так и остаётся без конструктивного ответа. Здесь своё веское слово должны сказать учёные-исследователи, и некоторые из них обратили своё внимание на отбросы как перспективный источник животного белка.
Что касается продуктов питания в целом, то в пищевых рационах населения многих стран мира отмечается большой дефицит полноценного белка, в результате чего более 60 % населения земного шара испытывает хронический недостаток в пищевом белке, особенно в белке животного происхождения. В частности, в современной России существует 3-кратная нехватка мяса.
В ходе научно-технической революции человек пытался решить проблему питания путём повышения продуктивности животноводства, птицеводства и рыболовства, совершенствования существующей технологии переработки сырья и его более полного использования. Однако ежегодный разрыв между необходимым количеством пищевых продуктов и потребляемым населением Земли (в белке) не позволил успешно реализовать эту задачу. Стало ясно, что никакие темпы развития животноводства, очевидно, не сумеют сократить разрыв в дефиците пищевого белка.
Одним из возможных альтернативных способов решения продовольственной проблемы является разработка и воплощение в жизнь технологий создания так называемой искусственной пищи, создаваемой из относительно дешёвого сырья промышленными методами.
Прежде чем обсуждать тему искусственной пищи рассмотрим, как и чем питается современный человек с позиций экскретологии. Традиционные продукты питания человека ограничивались в допромышленную эпоху потреблением натуральных продуктов из категории виктимов. Напомним, что в общем случае виктимами (victime — жертва, лат.) называют [1] подвергшиеся насилию человеческие жертвы, а также добытые или культивируемые объекты флоры и фауны после насильственной смерти. Применительно к проблеме продовольствия интерес представляют только природные виктимы и антропогенные виктимы объектов флоры и фауны. Приведём их определения из работы [1].
Природные виктимы представляют собой насильственно лишённые роста, развития или жизни тела и плоды (а также их фрагменты) животных, растений и других представителей флоры и фауны (икры, семян, личинок и др.). Природными виктимами становятся плоды, цветы, части растительных организмов, убитые объекты фауны или ставшие жертвами катастрофических явлений природы.
Природные виктимы составляют наиболее массовую долю природных экскретов, являясь элементами устоявшихся пищевых «цепочек» земных организмов. Они являются необходимой составной частью жизни на планете, сменяя друг друга в непрерывной череде насильственных смертей. Однако для питания человека виктимы этого вида представляют второстепенный интерес.
Основными источниками пищи современного человека, всё в меньшей степени зависящего от «дикой природы», становятся виктимы объектов флоры и фауны (смотри приведённую ниже схему).
Антропогенные виктимы объектов флоры и фауны — добытые или культивируемые человеком объекты флоры и фауны, становящиеся экскретами после насильственной смерти, отторжения или изъятия из среды обитания. Эти виктимы искусственно культивируются, отторгаются и изымаются из сред, в которых они выращивались как живые организмы. Затем они умерщвляются, складируются, консервируются или временно изолируются для сохранности и дальнейшего употребления для питания человека.
Схема классификации виктимов на природные и антропогенные
Примерами виктимов являются используемые человеком для питания многочисленные представители флоры и фауны. В первую очередь — это копытные животные, рыбы, птицы, а также плоды, корни и зелень растений, заготовленные для питания.
Огромное количество антропогенных виктимов принадлежит к изолированным от естественных сред обитания, а затем лишённым жизней домашним животным и птицам, а также к изолированным человеком для питания культурным растительным организмам. Антропогенные виктимы из мира фауны представляют собой откармливаемую для забоя домашнюю птицу, и животных, их умерщвлённые тела (туши), а также фрагменты их расчленённых тел.
Что касается объектов флоры, то представителями антропогенных виктимов этой категории организмов являются собранные на полях и в садах плоды и семена растений, заготовленные в хранилищах, элеваторах, холодильниках. Эти продукты составляют основу питания современного человека.
Мясо на этапах становления и развития цивилизации добывалось на охоте, затем на подсобных хозяйствах и, наконец, в крупных агрокомплексах. Некоторые страны сумели обеспечить себя белком животного происхождения. Но в мировом аспекте — это скорее исключения, чем правило. Мяса по-прежнему не хватает. Очевидно, теперь наступает пора более внимательно присмотреться к экскретам отбросов — отторгаемым и выбрасываемым биологическим продуктам, — и попытаться более рационально использовать заложенные в них ценные питательные вещества.
Между тем, мясо животных и птицы по современным представлениям многих исследователей является необходимым продуктом питания [84]. Как известно, мясные продукты помогают поддерживать уровень гемоглобина на должном уровне, а строгая овощная диета и чрезмерные физические нагрузки приводят проблемам со здоровьем.
Рассмотрим, какая «новая пища» уготована человечеству, чтобы оно не погибло от голода (или от отвращения к этой пище). При этом неминуемо затрагивается не только продовольственный вопрос, но и вопрос, морально ли убивать животных?
Искусственное мясо из пробирки
Мясо, выращенное в загоне для скота (виктимы), предлагается заменить псевдомясом, выращиваемым из клеточных структур (отбросов) «в пробирке».Утверждается [30], что съедобное мясо можно и нужно выращивать в лаборатории, и учёные уже предложили технологии культивирования такого мяса. Речь идёт о крупномасштабном производстве говядины, курятины, свинины без какого-либо участия животных и птиц. Цыплёнок без курицы — научная фантастика!?
Конечно, на сегодняшний день — фантастика. Теперь о реальности. Исследователи группы учёных под руководством докторанта Джейсона Матэни (Jason Matheny) из университета Мэриленда (University of Maryland) предлагают методы создания проектируемых биологических тканей, которые однажды могут привести к производству в лаборатории мяса, по всем параметрам пригодного для человеческого потребления.
«У культивируемого мяса есть масса преимуществ, из него можно извлечь большую выгоду, — убеждён руководитель проекта Матэни. — С одной стороны, вы сможете управлять питательными веществами. Например, в обычном мясе содержится много жирной кислоты омега-6, из-за которой повышаются уровни холестерина и возникают другие проблемы со здоровьем. С „пробирочным“ мясом омегу-6 можно заменить менее вредной омегой-3. С другой стороны, культивируемое мясо решит массу вопросов, связанных со скотом» [30].
Проведённые исследования уже показали учёным, что одна-единственная клетка мускула (миоцит) коровы или курицы может быть изолирована и масштабирована на многие тысячи новых миоцитов.
Способ культивирования нового продукта, предлагаемый исследователями университета Мэриленда, заключается в выращивании клеток на тонких мембранах — больших плоских листах. Получившиеся в результате листы «мяса» могут быть сняты с мембран и уложены друг на друга, чтобы увеличить общую толщину «продукта».
Речь идёт о клетках, помещённых в питательную среду, которым придаётся плоская или объёмная форма, впоследствии становящаяся чем-то вроде мяса. Для того чтобы псевдомясо максимально походило на оригинал, необходимо совместить в пробирке клетки нескольких различных видов ткани и придать выращиваемому продукту соответствующую структуру и форму фрагментов мяса.
Исследователи признают, что помимо проблем, связанных с культивированием мяса, придётся потрудиться, чтобы убедить потребителей есть продукт, произведённый искусственно. Они считают, что …«С этим мясом можно будет обратиться ко всем заинтересованным в безопасности пищи, беспокоящимся об окружающей среде, к вегетарианцам и просто людям, сочувствующим животным. Есть также люди, которые хотят иметь возможность приспособить пищу к собственным вкусам»…
…Выгода может быть колоссальной. Спрос на мясо растёт по всему миру, например, в Китае он удваивается каждые десять лет, а потребление домашней птицы в Индии удвоилось за последние лет пять.
— … Обладая единственной клеткой, вы теоретически сможете удовлетворить мировой спрос на мясо и сделать это наилучшим из возможных способов, как для окружающей среды, так и для здоровья человека. В долгосрочной перспективе всё это — выполнимо» [30].
В настоящее время организация «Новый урожай» (New Harvest) проводит испытания псевдомяса, произведённого из миоцитов цыплёнка, во вращающемся биореакторе Synthecon. «Новый Урожай» — некоммерческая исследовательская организация, работающая над развитием новых заменителей мяса, включая культивируемое мясо, произведённое в пробирке, в клеточной культуре, а не взятое от животного.
«Одна-единственная клетка может произвести столько мяса, что его хватит, чтобы кормить население планеты в течение года», — утверждают сотрудники «Нового Урожая».
Отметим, что выращивать мясо из мышечных клеток животных умеют уже и в других лабораториях [39]. Группа учёных из Амстердамского университета под руководством Виета Вестерхофа довела эту технологию почти до коммерческого уровня. Голландцам недавно удалось вырастить несколько 50-килограммовых кусков говядины. По утверждению создателей полученный продукт — это самое что ни на есть нормальное мясо, в котором представлены все необходимые компоненты: 20 аминокислот, 12 витаминов, разнообразные микроэлементы и ферменты по вкусу. Себестоимость его, правда, пока ещё слишком высока — несколько сотен долларов за килограмм.
Для сравнения, например, сегодня оптовые цены на аргентинскую говядину колеблются в районе $3÷4/кг. Куриные окорочка дешевле — $0,7/кг. Но учёные уверяют, что лет за десять они опустят цены до приемлемого уровня. К тому же для начала можно заняться производством самых дорогих и экзотических сортов мяса или рыбы — для “пробирочного” хозяйства это безразлично.
Как сенсацию преподнесли учёные из университета Маастрихта (Голландия) [47] новость о разработке способа получения мяса без убийства животных. Они смогли создать и представить общественности первый в своем роде гамбургер, выращенный «в пробирке», для которого использовался мясной фарш, полученный из стволовых клеток. Исследователи сообщили, что для изготовления такого «мяса» требуется примерно 10 000 стволовых клеток крупного рогатого скота. В специальных лабораторных условиях число этих стволовых клеток затем увеличивается более чем в миллиард раз, и в результате получается продукт, практически идентичный натуральному говяжьему мясу по составу и внешнему виду.
Специалисты считают, что их разработка имеет большое значение, так как население планеты растёт, и со временем возникнет колоссальный дефицит натурального мяса. Сейчас продукт, который получил название инвитро-мясо, находится на стадии разработки. На данный момент учёные ищут добровольцев, которые решились бы питаться новым продуктом. Если желающих не найдётся, то доктор Пост, возглавляющий группу учёных, пообещал, что сам попробует свою разработку.
Объёмы производства искусственных продуктов питания постоянно возрастают, но это вовсе не означает, что аналоги мясопродуктов в скором времени вытеснят натуральные изделия. Очевидно, произойдет (и уже происходит) распределение этих видов мясопродуктов в рационах богатых и бедных, причём в первую очередь путем более полной и более рациональной переработки белковых отходов мясной промышленности в искусственные мясопродукты для бедной части населения.