Как и советские авторы замкнутых систем, американские изобретатели конвертера полны оптимизма. Их расчеты показывают, что при очень высокой стоимости сооружения (22 миллиона долларов) срок его окупаемости минимален - всего один год. Если это так, то ьполне вероятно, что описанной "призрачной мечте XXI века"
предстоит изменить если и не все сельское хозяйство, то, по крайней мере, ту его часть, которая производит животный белок и которую по традиции называют животноводством.
"ЗЕЛЕНАЯ КРОВЬ"
- Не слишком ли мудрено? А вдруг мы - как те салтыковские генералы, что попали на необитаемый остров... Помните, вокруг них зайцы бегают, на деревьях плоды всякие растут, в ручье рыба так и кишит, а они только вздыхают: "Еды-то, еды сколько!" Достать же ее, поймать, ощипать да изжарить не умеют.
- В принципе вы правы. В принципе любой из атомов окружающего нас мира может быть пойман, ощипан и изжарен. Вопрос лишь в том, как сделать его съедобным?
Великий русский ученый Д. Менделеев писал: "Как химик я убежден в возможности получения питательных веществ из сочетания элементов воздуха, воды и земли, помимо обычной культуры, то есть на особых фабриках и заводах".
Возможно, мы не так уж далеки от того времени, когда человек научится делать съедобным любой атом, будь он в составе органического или неорганического вещества. Не мешало бы только до этого решить другую, более простую задачу повышения съедобности...
...Эта история началась в один из июльских вечеров 1772 года. Скромный демонстратор по химии (а на современном вузовском языке - ассистент) Французского королевского сада И. Руэль допоздна засиделся в своем кабинете. Накануне он нарвал в саду охапку цветущего болиголова, изрубил его на мелкие кусочки и тщательно растер в мраморной ступке деревянным пестиком. Растение превратилось в густую зеленую кашицу...
Последняя треть XVIII столетия - начало целой научной эпохи. Именно в это время рождается биохимия.
Страсть анализировать живые вещества, разлагать их на простые составляющие, искать в них элементарные кирпичики, из которых сложена жизнь, захватила не одного Руэля. Ученые, стоящие у колыбели едва родившейся науки, работали самозабвенно, в полной уверенности, что вот-вот перед ними откроются сокровенные тайны строения живых организмов...
Анализировать, анализировать и анализировать.
Руэлю неоднократно твердил эти слова его старший брат Г.Руэль, известный профессор химии, талантливый педагог, в числе учеников которого был великий Ш.Лавуазье. Анализировать, анализировать, разделять... Теперь, когда И.Руэль растер растение, ему следовало отделить жидкую фракцию от твердой. Для этого он использовал нехитрое приспособление, которое не раз видел в руках жены, когда она выжимала сок из собранных в саду ягод. И.Руэль сложил густую кашицу в матерчатый мешок, завязал его и выкручивал руками, как выстиранную простыню, до тех пор, пока сквозь ткань не перестала капать зеленая жидкость.
Она пахла, как ей и было положено, травой и оставила несмываемые буро-зеленые пятна на костюме неловкого экспериментатора. Огорченный этим обстоятельством (бюджет демонстратора не позволял слишком часто обновлять гардероб), Руэль решил в этот вечер больше не работать и оставил сосуд с зеленым соком на столе.
Ночь была жаркой и душной. Когда утром следующего дня Руэль вошел к себе, он убедился, что сок забродил - покрылся пеной и начал издавать кисловатый запах. "Значит, соки растений подвержены гниению, точно такому же, как и мертвые ткани животных", - подумал экспериментатор и решил видоизменить эксперимент. Он уже слышал о первых удачных опытах консервирования...
Сок болиголова забродил, значит, Руэль должен был попробовать убить гнилостные силы. Поэтому очередную порцию сока он поставил на огонь. Через несколько минут термометр показал, что сок должен вскоре закипеть.
Незадолго перед этим, к удивлению Руэля, он начал сворачиваться, и теперь на поверхности плавали темно-зеленые хлопья. Это означало, что казавшаяся столь однородной жидкость состояла из двух фаз. Руэль решил отделить их друг от друга и, прекратив нагревание, вновь прибег к фильтрации. Жидкость легко прошла через матерчатый фильтр и приобрела светлый зеленовато-коричневый оттенок. На ткани остался лежать темно-зеленый сгусток, крупинки которого чем-то напоминали любимый Руэлем творог. И действительно, вкус его оказался "вполне приятным", хотя и основательно отдавал обычной травой. Экспериментатор никак не мог отделаться от впечатления, что лежащие перед ним бесформенные сгустки чем-то сродни творогу. Он подсушил их на обычном противне в духовке, и "творог"
стал походить на раскрошившийся темный и липкий сыр.
В течение нескольких месяцев Руэль выжимал сок из разных растений, нагревал его, фильтровал, сушил...
Однажды слипшийся комок "растительного сыра" упал со стола под ноги собаке экспериментатора. Пес съел его, облизнулся и пристально посмотрел на хозяина.
Несколько недель Руэль кормил собаку "растительным сыром" и установил в конце концов, что, хотя мясо она ест охотнее, все же и от "сыра" не отворачивается, а главное, не болеет. Это обстоятельство убедило Руэля, что вещество, полученное им из сока растения, сродни животному белку.
Все лето и осень прошли в опытах. Зимой Руэль написал статью для "Журнала медицины", в марте 1773 года она вышла в свет. В статье демонстратор Королевского сада писал: "Осадки или окрашенные в зеленый цвет части растений построены не из чисто растительных веществ, поскольку в них не обнаруживаются продукты анализа растительных веществ и, наоборот, оказываются продукты анализа животных веществ".
Скажем прямо, большой сенсации статья Руэля не вызвала.
О химическом сродстве травы и мяса знали давно, и не только ученые. Задолго до Руэля наши общие бесфамильные предки ели траву вместо творога, молока и мяса. Ели да и до сих пор еще едят. Вопрос лишь в корнях и причинах этого.
Сейчас приблизительно две трети человечества придерживаются почти полностью вегетарианской диеты.
В рационе китайцев лишь 2-3 процента блюд, имеющих животное происхождение. Значительная часть населения Индии является сторонниками исключительно растительной диеты уже, вероятно, несколько тысячелетий.
Вегетарианство здесь освящено религией, которая, повидимому, стремилась смягчить противоречия между далеко не одинаковым ростом населения и увеличением производства животных продуктов. Вегетарианство же - удел очень многих больших и малых народов тропических и субтропических областей Африки и Южной Америки.
Да что там далекие от нас тропики! Давайте лучше послушаем, что писал В. Короленко всего лишь 80 лет назад.
В начале 90-х годов прошлого столетия в результате нескольких неурожайных лет начался голод в Поволжье.
Голодающие десятками тысяч нищенствовали под окнами... "Некоторые местные наблюдатели из сельской интеллигенции пытались завести своего рода статистику для учета"... нищих. Для этого, "разрезав каравай хлеба на множество мелких частей, наблюдатель сосчитывал эти куски и, подавая их, определял таким образом количество нищих, перебывающих за день. Оказывались цифры, поистине устрашающие, и куски исчезали сотнями...
Но вдруг своеобразная статистика показала внезапное и резкое падение: это в полях поспела лебеда"... "Подошла весна и накинула на все свой смягчающий ласковый покров. Земля обнажалась; на поля, еще шатаясь, брела тощая скотина, все, что продышало, "выходило на траву", даже и деревенские ребята... Они то и дело мелькали па полях и по оврагам, собирая съедобные травы: пастушку, борщевик, шкерду, дикую редьку, подлиз, от которого трескаются губы, щавель и коновник, куфельки и дягили, коровки и клевер (калачики). Каждая весенняя неделя дает новую траву и разнообразный подножный корм..."
Итак, травоядение, хотя и как следствие голода, возможно. Конечно, ничего "веселого" в нем нет: у того же Короленко вы найдете много абзацев, где описывается, как люди пухли от лебеды п. как они умирали даже тогда, когда им наконец давали хлеб, потому что "нутро, не принимавшее раньше лебеды, теперь уже не принимало и чистого хлеба".
Но почему "не принимало"?
Вспомним старую пословицу: "дареному коню в зубы не смотрят". Дареному не смотрят, а вот покупаемому обязательно. Хорошие зубы у коня (а также коровы, козы, верблюда и так далее - до носорога и слона включительно) залог силы и здоровья. Дело в том, что травоядным приходится большую часть жизни тратить на самое тщательное пережевывание пищи. И вот почему.
В отличие от оболочек животных клеток соответствующие оболочки у растений значительно толще и прочнее. У растения они выполняют фактически роль скелета: ведь у них нет костей, как у животных, или хитинового панциря, как у насекомых. Между тем растение едва ли не в большей степени, чем животное, должно заботиться о своей прочности: ведь оно не может ни убежать от урагана, ни стряхнуть с себя намерзший снег и лед.
Стенки клеток молодого растения отличаются от более взрослых. Вновь образовавшаяся растительная клетка окружена тонкой и эластичной оболочкой, способной растягиваться по мере роста: в отличие от животных, которые растут исключительно за счет деления, клетки растения могут вытягиваться до гигантских размеров. В такой молодой клетке много белка, в то время как в зрелой его мало, в ней накоплены главным образом сахара и минеральные вещества.
Как только растительная клетка достигает предельного размера, она принимается "одевать" себя в очень толстую и прочную оболочку. Процесс этот ежегодно наблюдается на наших полях, когда молодые, упругие стебли пшеницы превращаются в жесткую и ломкую солому. Теперь понятно, почему корова предпочитает молодую и свежую траву старой соломе: стенки клеток первой разрушить куда легче. Да и содержимое получше!
Но и для нежной травы требуются очень крепкие зубы: как бы ни были тонки стенки клеток у молодых растений, хлопот с пережевыванием у коровы куда больше, чем у льва! Мало того: чтобы ассимилировать по возможности все, ей, как и другим жвачным животным, пришлось развить гигантский пищеварительный аппарат - сложный многокамерный желудок, десятки метров кишок! И все из-за толстых стенок растительных клеток!
Надо признать, что, даже несмотря на все это, жвачным так и не удалось до конца победить природу растений. По мере роста растения включают в оболочку своих клеток все больше целлюлозы. А целлюлоза - одно из наиболее устойчивых органических веществ.
Разложить ее не в состоянии не только большинство растений, которые ее же и образуют, но и большинство "всемогущих" микроорганизмов.
Кстати говоря, желудок жвачного буквально начинен микроорганизмами. Они очень активно участвуют в пищеварении; более того, корова без них буквально жить не может. Микроорганизмы, поселившиеся в желудке жвачного, если и не переваривают клетчатку-целлюлозу, то, во всяком случае, частично разрушают ее, высвобождают содержимое клеток, усваивают его и, наконец, сами усваиваются организмом животного.
Итак, живые существа, не обладающие сложным желудком и несколькими десятками метров кишок, не в состоянии хорошо усвоить зеленое растение, несмотря на все попытки получше его разжевать. Стенки растительных клеток слишком прочны и упруги; они с большой неохотой отдают принадлежащую им протоплазму. Вот чем объясняются случаи, описанные Короленко, когда голодающие "пухли" от лебеды настолько, что уже и хлеб не могли есть. И вот почему, когда вопросом о растительных зеленых белках занялись в начале 20-х годов английские ученые Т. Осборн и А Вэйкман, то они подытожили свои размышления следующие! словами:
"Если мы научимся отделять содержимое клеток от их оболочек и воды, то получим полноценный пищевой продукт".
Фраза эта могла бы быть начертана на знамени, под которым вскоре собралась очень большая группа исследователей из всех стран мира. Эта группа поставила перед собой цель добыть пищевой белок непосредственно из зеленого сока, наполняющего клетки растений. Согласитесь, цель очень заманчива: ведь зеленые растения - самая распространенная и обильная форма жизни на нашей планете.
В последние предвоенные годы за исследование процессов выделения белка из зеленых растений взялся известный английский биохимик Н. Пири. После 1939 года работы, которыми он руководил, были засекречены. Блокада Англии немецким военно-морским флотом делала реальной для Британских островов угрозу голода. В этих условиях промышленное производство полноценных белков из зеленых растений могло бы иметь колоссальное стратегическое значение. Правительство У. Черчилля вначале пошло на значительные субсидии "проблемы Пири". Однако вскоре оказалось, что германские подводные лодки не справляются с задачей полной блокады; Англия продолжала относительно регулярно получать продукты питания из своих колоний, угроза голода отступила.... Ассигнования на проект Пири поуменьшились, скептически настроенные администраторы улыбались, слыша разговоры о "беконе из люцерны", а на просьбы о субсидиях отвечали, что предпочитают натуральные, а не травяные бифштексы... Так получилось, что не в Англии, а в России был впервые осуществлен промышленный опыт производства белка из зеленых растений, опыт, которому в тяжелые годы войны предстояло действительно сыграть определенную роль...
9, августа 1942 года было подписано постановление Совета Народных Комиссаров Союза ССР. В нем были предусмотрены меры по организации производства "концентрата провитамина А" из зеленой растительной массы на нескольких заводах - Самаркандском, Саранском и других. Концентрат предлагалось использовать в пищевых и лечебных целях в госпиталях, детских учреждениях, на промышленных объектах. Использование концентрата было санкционировано другим постановлением - Президиума Ученого совета Наркомздрава СССР, который рассмотрел этот вопрос чуть раньше - 14 июля 1942 года.
Осенью 1942 года в госпитали стали поступать первые партии консервированной зеленой пасты. Быстрота, с которой решался этот вопрос, была вполне оправдана не только нуждой военного времени, но и многими годами труда создателя концентрата профессора А. Зубрилина.
- Не хочу умалять его заслуги, но думаю, что всетаки война, нехватка молока и мяса...
- Этих продуктов не хватало всегда. Тем более что с течением времени потребность в них возрастает быстрее, чем растет человечество.
- Почему?
- Ну, хотя бы потому, что мы все больше спешим, и для нас проще съесть кусок мяса и выпить стакан молока, чем готовить блюда из лотоса, семян нарду и листьев одуванчика...
Одна из наиболее распространенных форм голода - белковое голодание. Белки - самая важная часть живой протоплазмы, а потому они - основа жизни. Крайне сложные химические вещества эти синтезируются исключительно растениями. Получив от растения его белки, организм животного вначале разлагает их на составные части - аминокислоты, из которых строит собственные. К сожалению, далеко не все растительные белки полноценны. В них не хватает то одной аминокислоты, то другой. Правда, в целом хороший разнотравный луг в белковом отношении вполне полноценен.
И это отлично доказывают жвачные. Собрав, разжевав и проглотив несколько десятков видов грав, они ухитряются превратить их во вполне доброкачественные продукты - молоко и мясо.
Итак, можно смело сказать, что белки, попадающие к нам на стол в виде мясных и молочных продуктов, - это концентрат из сока растений, как бы процеженный сквозь клеточные структуры животного. Качество этих животных белков, безусловно, выше исходных растительных: ведь в них сконцентрировано и соединено все то, что мог дать животному растительный белок. Тем не менее нет ничего (или, точнее, почти ничего), что отличало бы эти белки друг от друга. И хотя специалисты считают, что человек должен получать около 50 процентов белков растительного и около 50 - животного происхождения, в принципе вовсе не обязательно питаться тем и другим.
Важно лишь, чтобы человек вместе с пищей получал достаточно сбалансированный по аминокислотной композиции белок. Надо сказать, многие народы, еще недавно находившиеся на первобытном уровне развития, успешно выполняли это требование, почти не прибегая к мясу. Правда, для этого им приходилось обеспечивать свой стол чрезвычайно разнообразным меню. Вот, к примеру, жители одной из африканских деревушек на Золотом Берегу, как свидетельствуют французские ученые, в 40-х годах текущего столетия использовали для питания 114 видов фруктов, 46 видов бобовых культур и 47 видов овощей и трав.
В среднем их меню приблизительно в 10 раз более разнообразно, чем меню жителей Северной Америки и Европы. И вот почему.
С развитием техники массового производства сельскохозяйственных продуктов ассортимент последних неизбежно снижается. Сейчас ботаники насчитывают на земном шаре около 500 тысяч различных видов растений. А возделывает человек всего 1,5 тысячи. Если же посчитать основные, дающие главные продукты питания современному цивилизованному человеку, то мы едва ли насчитаем сотню растений...
Первобытный человек не просто "вписывался" в окружающую его дикую природу, но и умел утилизировать почти все, что она могла дать и что он мог съесть сырым или после длительной и сложной обработки. Так, например, у индейцев Северной Америки "основу стола" составляли кедровые орехи, желуди, корни мескаля, клубни прудового камыша и дикие разновидности водяного риса.
Практически ни один из видов приведенного перечня не может быть использован в условиях земледельческого производства. Для него из громадного количества известных "дикарю" (и использованных им) растительных видов были отобраны лишь немногие: те, что были наиболее урожайными и требовали наименьших хлопот при возделывании. Представьте себе род человеческий, использующий в пищу главным образом плоды водяной лилии, которую он усердно выращивает...
А между тем упомянутые плоды не просто разнообра-.
зили меню первобытного человека, но и были ему необходимы, хотя и в очень небольших количествах. Став цивилизованным, он напрочь забыл об этом. Да если бы и не забыл... Попробуйте-ка регулярно обеспечить население современного города указанными плодами!
Итак, за право стать растениеводом человек заплатил не только тем, что обеднил природу, но и тем, что в такой же степени обеднил свою собственную растительную диету. В результате ему пришлось расстаться и с одним из наиболее мудрых животных инстинктов...
Теперь наш аппетит - в значительной мере искусственное желание получить удовольствие от еды, а не удовлетворение специфических потребностей организма.
Инстинкт заменил точный расчет. И этот расчет показывает, что составить полнорационное меню современного человека, сбалансировать его белковую часть исключительно за счет растительных продуктов чрезвычайно сложно. Значительно проще получить ее уже в готовом, полноценном виде через продукты животноводства, которое поэтому и развивается все более интенсивно.
К сожалению, такое развитие не лучший вариант...
Прежде всего следует вспомнить о низком энергетическом КПД животных. По числу килокалорий, "снимаемых" с гектара, "энергетика" молока и мяса проигрывает в десятки раз "энергетике" пшеницы, сои, кукурузы и сахарного тростника.
Но этого мало. "Вторая беда" животноводства - его высокая трудоемкость. За время с 1910 года производство продуктов животноводства на один человеко-час труда выросло, безусловно, значительно. Показатель этот - так называемый "индекс производства" мяса к 70-м годам вырос до 150 процентов по отношению к 1910 году, молока - до 250. И тем не менее этот рост совершенно несопоставим с увеличением индекса производства продуктов растениеводства, который превысил в указанное время для зерна 500, а для сена и других кормов - 300 процентов.
Правда, с начала 50-х годов в связи с начавшимся процессом индустриализации животноводства индекс производства его продуктов пошел вверх значительно быстрее. И все же весьма сомнительно, чтобы трудоемкость процессов в животноводстве когда-нибудь сделалась равной трудоемкости растениеводческих. Объясняется это вот чем.
Как известно, большинство растений, в отличие от животных, обречено на неподвижность. Растение не может, подобно любому животному, укрыться от жары или холода, дождя или ветра. Именно поэтому природа сделала растение менее прихотливым как по его отношению к комфортабельности существования, так и в отношении питания. За свою подвижность животные платят необходимостью большей энергонасыщенности и большей требовательностью к среде, доставляющей им исходные продукты обмена веществ. Это означает, что человеку приходится строить с каждым годом все более фундаментальные коровники и свинарники, от пола до потолка начиненные различными механизмами и системами, вплоть до обеспечивающих кондиционирование воздуха и искусственное облучение. Растения же продолжают жить под открытым небом...
И еще одна неприятная особенность животноводства:
проблема увеличения продуктивности.
Вот, например, урожайность кукурузы в США: с 1933-го по 1975 год она выросла более чем в четыре раза, пшеницы -в три, а продуктивность молочных коров - всего лишь в два раза. Между тем молочное скотоводство едва ли не наиболее быстро развивающаяся отрасль.
С "выходом" мяса с одной головы стада крупного рогатого скота значительно хуже: мясная продуктивность за те же 40 лет не увеличилась и в 1,5 раза. Еще хуже с такими показателями, как яйценоскость кур или настриг шерсти с одной овцы. Первая с 1940-го по 1970 год повысилась всего в 1,2 раза (и в дальнейшем почти не росла), второй остался в 1975 году таким же, как и в 1940-м.
Причина столь медленного роста продуктивности животных прежде всего в трудностях, которые стоят на пути селекции. Селекционер-животновод по сравнению с растениеводом находится в более тяжелом положении, когда решает задачи увеличения плодовитости или скороспелости своих подопечных. Большинство животных достигает зрелости медленнее, чем культурные растения.
Подавляющая часть последних - однолетние, за год они успевают дать как минимум одно, а то и два-три потомства. Время зрелости нашего главного поставщика животноводческих продуктов - крупного рогатого скота несколько лет. На оценку качества какой-либо родительской пары по их потомству уходят 7-8 лет, а то и более. Да и число потомков у домашних животных куда меньше, чем у колоска пшеницы...
Одним словом, выбор растениевода более скор, да и материала у него побольше. Поэтому за несколько тысячелетий, в течение которых он отбирал среди растений лучшие образцы, он успел куда больше животновода.
Нужно вспомнить также и о проблеме "порога"...
Сейчас несколько коров-рекордисток перешагнули порог удойности в 20 тысяч литров молока в год. Но это рекордистки! Что касается средней удойности, то вряд ли она когда-нибудь станет выше 10 тысяч литров. Повидимому, эта цифра близка к биологическому лимиту коровы.
Другой биологический лимит - число новорожденных телят. Как известно, двух телят корова приносит исключительно редко. Это не в ее природе. Так что вероятный потолок рождаемости у коров - чуть больше 100 телят на 100 коров... Свиньи, как известно, более плодовиты. Они могут иметь потомство и дважды в год.
Предельно возможное число поросят в одном помете близко к 30. Это тоже порог.
Существуют и другие пороги. Например, так называемая оплата корма, то есть отношение привеса животного к весу потребленного им корма. Совершенно очевидно, что больше единицы этот показатель быть не может, Обычно он колеблется от 0,1 до 0Г25, иногда поднимается до 0,5 и даже более, но... это предел.
Так вот: специалисты полагают, что современные нам виды домашних животных достигнут всех перечисленных и неперечисленных порогов и пределов не позднее чем через 100 лет. Дальше придет очередь других животных, которых создадут селекционеры. Они могут очень сильно в положительную сторону отличаться от животных современных, но... Но безусловно верно хотя бы одно: чтобы прыгнуть выше предела коэффициента оплаты корма, животное должно научиться черпать энергию не из корма, а из воздуха и солнечных лучей, то есть стать... растением.
Заметим, кроме того, что оплата корма, равная единице (даже если бы ее достижение было возможно), все же не означает, что продукты животноводства будут стоить столько же, сколько и дары полей. Ведь чтобы получить продукцию от животного, во всех случаях придется "профильтровать" упомянутые дары через его организм. А это означает затраты на перевозку кормов, их приготовление и подачу на стол.
Согласитесь, что обидно тратиться на такую дорогую фильтрацию, зная, что, по существу, "нет ни растения, ни животного, а есть один нераздельный органический мир" (К. Тимирязев). К тому же что такое трава? "Трава она и есть трава. Ее много. Она везде. В лесу, в поле, в степи, на горах, даже в пустыне..." (В. Солоухин).
И если в жилах зеленых растений действительно течет "зеленая кровь" сок, белковые свойства которого недалеко ушли от молока, то...
- Итак, переходим, на "соки-воды"... Я в родной стороне пил березовый сок... Нечего сказать - заманчивая перспектива!
- Для питания человека - действительно пока перспектива. Хотя и не столь уже отдаленная. А вот для домашних животных...
- Ну их-то вы можете поить сколько угодно!
предстоит изменить если и не все сельское хозяйство, то, по крайней мере, ту его часть, которая производит животный белок и которую по традиции называют животноводством.
"ЗЕЛЕНАЯ КРОВЬ"
- Не слишком ли мудрено? А вдруг мы - как те салтыковские генералы, что попали на необитаемый остров... Помните, вокруг них зайцы бегают, на деревьях плоды всякие растут, в ручье рыба так и кишит, а они только вздыхают: "Еды-то, еды сколько!" Достать же ее, поймать, ощипать да изжарить не умеют.
- В принципе вы правы. В принципе любой из атомов окружающего нас мира может быть пойман, ощипан и изжарен. Вопрос лишь в том, как сделать его съедобным?
Великий русский ученый Д. Менделеев писал: "Как химик я убежден в возможности получения питательных веществ из сочетания элементов воздуха, воды и земли, помимо обычной культуры, то есть на особых фабриках и заводах".
Возможно, мы не так уж далеки от того времени, когда человек научится делать съедобным любой атом, будь он в составе органического или неорганического вещества. Не мешало бы только до этого решить другую, более простую задачу повышения съедобности...
...Эта история началась в один из июльских вечеров 1772 года. Скромный демонстратор по химии (а на современном вузовском языке - ассистент) Французского королевского сада И. Руэль допоздна засиделся в своем кабинете. Накануне он нарвал в саду охапку цветущего болиголова, изрубил его на мелкие кусочки и тщательно растер в мраморной ступке деревянным пестиком. Растение превратилось в густую зеленую кашицу...
Последняя треть XVIII столетия - начало целой научной эпохи. Именно в это время рождается биохимия.
Страсть анализировать живые вещества, разлагать их на простые составляющие, искать в них элементарные кирпичики, из которых сложена жизнь, захватила не одного Руэля. Ученые, стоящие у колыбели едва родившейся науки, работали самозабвенно, в полной уверенности, что вот-вот перед ними откроются сокровенные тайны строения живых организмов...
Анализировать, анализировать и анализировать.
Руэлю неоднократно твердил эти слова его старший брат Г.Руэль, известный профессор химии, талантливый педагог, в числе учеников которого был великий Ш.Лавуазье. Анализировать, анализировать, разделять... Теперь, когда И.Руэль растер растение, ему следовало отделить жидкую фракцию от твердой. Для этого он использовал нехитрое приспособление, которое не раз видел в руках жены, когда она выжимала сок из собранных в саду ягод. И.Руэль сложил густую кашицу в матерчатый мешок, завязал его и выкручивал руками, как выстиранную простыню, до тех пор, пока сквозь ткань не перестала капать зеленая жидкость.
Она пахла, как ей и было положено, травой и оставила несмываемые буро-зеленые пятна на костюме неловкого экспериментатора. Огорченный этим обстоятельством (бюджет демонстратора не позволял слишком часто обновлять гардероб), Руэль решил в этот вечер больше не работать и оставил сосуд с зеленым соком на столе.
Ночь была жаркой и душной. Когда утром следующего дня Руэль вошел к себе, он убедился, что сок забродил - покрылся пеной и начал издавать кисловатый запах. "Значит, соки растений подвержены гниению, точно такому же, как и мертвые ткани животных", - подумал экспериментатор и решил видоизменить эксперимент. Он уже слышал о первых удачных опытах консервирования...
Сок болиголова забродил, значит, Руэль должен был попробовать убить гнилостные силы. Поэтому очередную порцию сока он поставил на огонь. Через несколько минут термометр показал, что сок должен вскоре закипеть.
Незадолго перед этим, к удивлению Руэля, он начал сворачиваться, и теперь на поверхности плавали темно-зеленые хлопья. Это означало, что казавшаяся столь однородной жидкость состояла из двух фаз. Руэль решил отделить их друг от друга и, прекратив нагревание, вновь прибег к фильтрации. Жидкость легко прошла через матерчатый фильтр и приобрела светлый зеленовато-коричневый оттенок. На ткани остался лежать темно-зеленый сгусток, крупинки которого чем-то напоминали любимый Руэлем творог. И действительно, вкус его оказался "вполне приятным", хотя и основательно отдавал обычной травой. Экспериментатор никак не мог отделаться от впечатления, что лежащие перед ним бесформенные сгустки чем-то сродни творогу. Он подсушил их на обычном противне в духовке, и "творог"
стал походить на раскрошившийся темный и липкий сыр.
В течение нескольких месяцев Руэль выжимал сок из разных растений, нагревал его, фильтровал, сушил...
Однажды слипшийся комок "растительного сыра" упал со стола под ноги собаке экспериментатора. Пес съел его, облизнулся и пристально посмотрел на хозяина.
Несколько недель Руэль кормил собаку "растительным сыром" и установил в конце концов, что, хотя мясо она ест охотнее, все же и от "сыра" не отворачивается, а главное, не болеет. Это обстоятельство убедило Руэля, что вещество, полученное им из сока растения, сродни животному белку.
Все лето и осень прошли в опытах. Зимой Руэль написал статью для "Журнала медицины", в марте 1773 года она вышла в свет. В статье демонстратор Королевского сада писал: "Осадки или окрашенные в зеленый цвет части растений построены не из чисто растительных веществ, поскольку в них не обнаруживаются продукты анализа растительных веществ и, наоборот, оказываются продукты анализа животных веществ".
Скажем прямо, большой сенсации статья Руэля не вызвала.
О химическом сродстве травы и мяса знали давно, и не только ученые. Задолго до Руэля наши общие бесфамильные предки ели траву вместо творога, молока и мяса. Ели да и до сих пор еще едят. Вопрос лишь в корнях и причинах этого.
Сейчас приблизительно две трети человечества придерживаются почти полностью вегетарианской диеты.
В рационе китайцев лишь 2-3 процента блюд, имеющих животное происхождение. Значительная часть населения Индии является сторонниками исключительно растительной диеты уже, вероятно, несколько тысячелетий.
Вегетарианство здесь освящено религией, которая, повидимому, стремилась смягчить противоречия между далеко не одинаковым ростом населения и увеличением производства животных продуктов. Вегетарианство же - удел очень многих больших и малых народов тропических и субтропических областей Африки и Южной Америки.
Да что там далекие от нас тропики! Давайте лучше послушаем, что писал В. Короленко всего лишь 80 лет назад.
В начале 90-х годов прошлого столетия в результате нескольких неурожайных лет начался голод в Поволжье.
Голодающие десятками тысяч нищенствовали под окнами... "Некоторые местные наблюдатели из сельской интеллигенции пытались завести своего рода статистику для учета"... нищих. Для этого, "разрезав каравай хлеба на множество мелких частей, наблюдатель сосчитывал эти куски и, подавая их, определял таким образом количество нищих, перебывающих за день. Оказывались цифры, поистине устрашающие, и куски исчезали сотнями...
Но вдруг своеобразная статистика показала внезапное и резкое падение: это в полях поспела лебеда"... "Подошла весна и накинула на все свой смягчающий ласковый покров. Земля обнажалась; на поля, еще шатаясь, брела тощая скотина, все, что продышало, "выходило на траву", даже и деревенские ребята... Они то и дело мелькали па полях и по оврагам, собирая съедобные травы: пастушку, борщевик, шкерду, дикую редьку, подлиз, от которого трескаются губы, щавель и коновник, куфельки и дягили, коровки и клевер (калачики). Каждая весенняя неделя дает новую траву и разнообразный подножный корм..."
Итак, травоядение, хотя и как следствие голода, возможно. Конечно, ничего "веселого" в нем нет: у того же Короленко вы найдете много абзацев, где описывается, как люди пухли от лебеды п. как они умирали даже тогда, когда им наконец давали хлеб, потому что "нутро, не принимавшее раньше лебеды, теперь уже не принимало и чистого хлеба".
Но почему "не принимало"?
Вспомним старую пословицу: "дареному коню в зубы не смотрят". Дареному не смотрят, а вот покупаемому обязательно. Хорошие зубы у коня (а также коровы, козы, верблюда и так далее - до носорога и слона включительно) залог силы и здоровья. Дело в том, что травоядным приходится большую часть жизни тратить на самое тщательное пережевывание пищи. И вот почему.
В отличие от оболочек животных клеток соответствующие оболочки у растений значительно толще и прочнее. У растения они выполняют фактически роль скелета: ведь у них нет костей, как у животных, или хитинового панциря, как у насекомых. Между тем растение едва ли не в большей степени, чем животное, должно заботиться о своей прочности: ведь оно не может ни убежать от урагана, ни стряхнуть с себя намерзший снег и лед.
Стенки клеток молодого растения отличаются от более взрослых. Вновь образовавшаяся растительная клетка окружена тонкой и эластичной оболочкой, способной растягиваться по мере роста: в отличие от животных, которые растут исключительно за счет деления, клетки растения могут вытягиваться до гигантских размеров. В такой молодой клетке много белка, в то время как в зрелой его мало, в ней накоплены главным образом сахара и минеральные вещества.
Как только растительная клетка достигает предельного размера, она принимается "одевать" себя в очень толстую и прочную оболочку. Процесс этот ежегодно наблюдается на наших полях, когда молодые, упругие стебли пшеницы превращаются в жесткую и ломкую солому. Теперь понятно, почему корова предпочитает молодую и свежую траву старой соломе: стенки клеток первой разрушить куда легче. Да и содержимое получше!
Но и для нежной травы требуются очень крепкие зубы: как бы ни были тонки стенки клеток у молодых растений, хлопот с пережевыванием у коровы куда больше, чем у льва! Мало того: чтобы ассимилировать по возможности все, ей, как и другим жвачным животным, пришлось развить гигантский пищеварительный аппарат - сложный многокамерный желудок, десятки метров кишок! И все из-за толстых стенок растительных клеток!
Надо признать, что, даже несмотря на все это, жвачным так и не удалось до конца победить природу растений. По мере роста растения включают в оболочку своих клеток все больше целлюлозы. А целлюлоза - одно из наиболее устойчивых органических веществ.
Разложить ее не в состоянии не только большинство растений, которые ее же и образуют, но и большинство "всемогущих" микроорганизмов.
Кстати говоря, желудок жвачного буквально начинен микроорганизмами. Они очень активно участвуют в пищеварении; более того, корова без них буквально жить не может. Микроорганизмы, поселившиеся в желудке жвачного, если и не переваривают клетчатку-целлюлозу, то, во всяком случае, частично разрушают ее, высвобождают содержимое клеток, усваивают его и, наконец, сами усваиваются организмом животного.
Итак, живые существа, не обладающие сложным желудком и несколькими десятками метров кишок, не в состоянии хорошо усвоить зеленое растение, несмотря на все попытки получше его разжевать. Стенки растительных клеток слишком прочны и упруги; они с большой неохотой отдают принадлежащую им протоплазму. Вот чем объясняются случаи, описанные Короленко, когда голодающие "пухли" от лебеды настолько, что уже и хлеб не могли есть. И вот почему, когда вопросом о растительных зеленых белках занялись в начале 20-х годов английские ученые Т. Осборн и А Вэйкман, то они подытожили свои размышления следующие! словами:
"Если мы научимся отделять содержимое клеток от их оболочек и воды, то получим полноценный пищевой продукт".
Фраза эта могла бы быть начертана на знамени, под которым вскоре собралась очень большая группа исследователей из всех стран мира. Эта группа поставила перед собой цель добыть пищевой белок непосредственно из зеленого сока, наполняющего клетки растений. Согласитесь, цель очень заманчива: ведь зеленые растения - самая распространенная и обильная форма жизни на нашей планете.
В последние предвоенные годы за исследование процессов выделения белка из зеленых растений взялся известный английский биохимик Н. Пири. После 1939 года работы, которыми он руководил, были засекречены. Блокада Англии немецким военно-морским флотом делала реальной для Британских островов угрозу голода. В этих условиях промышленное производство полноценных белков из зеленых растений могло бы иметь колоссальное стратегическое значение. Правительство У. Черчилля вначале пошло на значительные субсидии "проблемы Пири". Однако вскоре оказалось, что германские подводные лодки не справляются с задачей полной блокады; Англия продолжала относительно регулярно получать продукты питания из своих колоний, угроза голода отступила.... Ассигнования на проект Пири поуменьшились, скептически настроенные администраторы улыбались, слыша разговоры о "беконе из люцерны", а на просьбы о субсидиях отвечали, что предпочитают натуральные, а не травяные бифштексы... Так получилось, что не в Англии, а в России был впервые осуществлен промышленный опыт производства белка из зеленых растений, опыт, которому в тяжелые годы войны предстояло действительно сыграть определенную роль...
9, августа 1942 года было подписано постановление Совета Народных Комиссаров Союза ССР. В нем были предусмотрены меры по организации производства "концентрата провитамина А" из зеленой растительной массы на нескольких заводах - Самаркандском, Саранском и других. Концентрат предлагалось использовать в пищевых и лечебных целях в госпиталях, детских учреждениях, на промышленных объектах. Использование концентрата было санкционировано другим постановлением - Президиума Ученого совета Наркомздрава СССР, который рассмотрел этот вопрос чуть раньше - 14 июля 1942 года.
Осенью 1942 года в госпитали стали поступать первые партии консервированной зеленой пасты. Быстрота, с которой решался этот вопрос, была вполне оправдана не только нуждой военного времени, но и многими годами труда создателя концентрата профессора А. Зубрилина.
- Не хочу умалять его заслуги, но думаю, что всетаки война, нехватка молока и мяса...
- Этих продуктов не хватало всегда. Тем более что с течением времени потребность в них возрастает быстрее, чем растет человечество.
- Почему?
- Ну, хотя бы потому, что мы все больше спешим, и для нас проще съесть кусок мяса и выпить стакан молока, чем готовить блюда из лотоса, семян нарду и листьев одуванчика...
Одна из наиболее распространенных форм голода - белковое голодание. Белки - самая важная часть живой протоплазмы, а потому они - основа жизни. Крайне сложные химические вещества эти синтезируются исключительно растениями. Получив от растения его белки, организм животного вначале разлагает их на составные части - аминокислоты, из которых строит собственные. К сожалению, далеко не все растительные белки полноценны. В них не хватает то одной аминокислоты, то другой. Правда, в целом хороший разнотравный луг в белковом отношении вполне полноценен.
И это отлично доказывают жвачные. Собрав, разжевав и проглотив несколько десятков видов грав, они ухитряются превратить их во вполне доброкачественные продукты - молоко и мясо.
Итак, можно смело сказать, что белки, попадающие к нам на стол в виде мясных и молочных продуктов, - это концентрат из сока растений, как бы процеженный сквозь клеточные структуры животного. Качество этих животных белков, безусловно, выше исходных растительных: ведь в них сконцентрировано и соединено все то, что мог дать животному растительный белок. Тем не менее нет ничего (или, точнее, почти ничего), что отличало бы эти белки друг от друга. И хотя специалисты считают, что человек должен получать около 50 процентов белков растительного и около 50 - животного происхождения, в принципе вовсе не обязательно питаться тем и другим.
Важно лишь, чтобы человек вместе с пищей получал достаточно сбалансированный по аминокислотной композиции белок. Надо сказать, многие народы, еще недавно находившиеся на первобытном уровне развития, успешно выполняли это требование, почти не прибегая к мясу. Правда, для этого им приходилось обеспечивать свой стол чрезвычайно разнообразным меню. Вот, к примеру, жители одной из африканских деревушек на Золотом Берегу, как свидетельствуют французские ученые, в 40-х годах текущего столетия использовали для питания 114 видов фруктов, 46 видов бобовых культур и 47 видов овощей и трав.
В среднем их меню приблизительно в 10 раз более разнообразно, чем меню жителей Северной Америки и Европы. И вот почему.
С развитием техники массового производства сельскохозяйственных продуктов ассортимент последних неизбежно снижается. Сейчас ботаники насчитывают на земном шаре около 500 тысяч различных видов растений. А возделывает человек всего 1,5 тысячи. Если же посчитать основные, дающие главные продукты питания современному цивилизованному человеку, то мы едва ли насчитаем сотню растений...
Первобытный человек не просто "вписывался" в окружающую его дикую природу, но и умел утилизировать почти все, что она могла дать и что он мог съесть сырым или после длительной и сложной обработки. Так, например, у индейцев Северной Америки "основу стола" составляли кедровые орехи, желуди, корни мескаля, клубни прудового камыша и дикие разновидности водяного риса.
Практически ни один из видов приведенного перечня не может быть использован в условиях земледельческого производства. Для него из громадного количества известных "дикарю" (и использованных им) растительных видов были отобраны лишь немногие: те, что были наиболее урожайными и требовали наименьших хлопот при возделывании. Представьте себе род человеческий, использующий в пищу главным образом плоды водяной лилии, которую он усердно выращивает...
А между тем упомянутые плоды не просто разнообра-.
зили меню первобытного человека, но и были ему необходимы, хотя и в очень небольших количествах. Став цивилизованным, он напрочь забыл об этом. Да если бы и не забыл... Попробуйте-ка регулярно обеспечить население современного города указанными плодами!
Итак, за право стать растениеводом человек заплатил не только тем, что обеднил природу, но и тем, что в такой же степени обеднил свою собственную растительную диету. В результате ему пришлось расстаться и с одним из наиболее мудрых животных инстинктов...
Теперь наш аппетит - в значительной мере искусственное желание получить удовольствие от еды, а не удовлетворение специфических потребностей организма.
Инстинкт заменил точный расчет. И этот расчет показывает, что составить полнорационное меню современного человека, сбалансировать его белковую часть исключительно за счет растительных продуктов чрезвычайно сложно. Значительно проще получить ее уже в готовом, полноценном виде через продукты животноводства, которое поэтому и развивается все более интенсивно.
К сожалению, такое развитие не лучший вариант...
Прежде всего следует вспомнить о низком энергетическом КПД животных. По числу килокалорий, "снимаемых" с гектара, "энергетика" молока и мяса проигрывает в десятки раз "энергетике" пшеницы, сои, кукурузы и сахарного тростника.
Но этого мало. "Вторая беда" животноводства - его высокая трудоемкость. За время с 1910 года производство продуктов животноводства на один человеко-час труда выросло, безусловно, значительно. Показатель этот - так называемый "индекс производства" мяса к 70-м годам вырос до 150 процентов по отношению к 1910 году, молока - до 250. И тем не менее этот рост совершенно несопоставим с увеличением индекса производства продуктов растениеводства, который превысил в указанное время для зерна 500, а для сена и других кормов - 300 процентов.
Правда, с начала 50-х годов в связи с начавшимся процессом индустриализации животноводства индекс производства его продуктов пошел вверх значительно быстрее. И все же весьма сомнительно, чтобы трудоемкость процессов в животноводстве когда-нибудь сделалась равной трудоемкости растениеводческих. Объясняется это вот чем.
Как известно, большинство растений, в отличие от животных, обречено на неподвижность. Растение не может, подобно любому животному, укрыться от жары или холода, дождя или ветра. Именно поэтому природа сделала растение менее прихотливым как по его отношению к комфортабельности существования, так и в отношении питания. За свою подвижность животные платят необходимостью большей энергонасыщенности и большей требовательностью к среде, доставляющей им исходные продукты обмена веществ. Это означает, что человеку приходится строить с каждым годом все более фундаментальные коровники и свинарники, от пола до потолка начиненные различными механизмами и системами, вплоть до обеспечивающих кондиционирование воздуха и искусственное облучение. Растения же продолжают жить под открытым небом...
И еще одна неприятная особенность животноводства:
проблема увеличения продуктивности.
Вот, например, урожайность кукурузы в США: с 1933-го по 1975 год она выросла более чем в четыре раза, пшеницы -в три, а продуктивность молочных коров - всего лишь в два раза. Между тем молочное скотоводство едва ли не наиболее быстро развивающаяся отрасль.
С "выходом" мяса с одной головы стада крупного рогатого скота значительно хуже: мясная продуктивность за те же 40 лет не увеличилась и в 1,5 раза. Еще хуже с такими показателями, как яйценоскость кур или настриг шерсти с одной овцы. Первая с 1940-го по 1970 год повысилась всего в 1,2 раза (и в дальнейшем почти не росла), второй остался в 1975 году таким же, как и в 1940-м.
Причина столь медленного роста продуктивности животных прежде всего в трудностях, которые стоят на пути селекции. Селекционер-животновод по сравнению с растениеводом находится в более тяжелом положении, когда решает задачи увеличения плодовитости или скороспелости своих подопечных. Большинство животных достигает зрелости медленнее, чем культурные растения.
Подавляющая часть последних - однолетние, за год они успевают дать как минимум одно, а то и два-три потомства. Время зрелости нашего главного поставщика животноводческих продуктов - крупного рогатого скота несколько лет. На оценку качества какой-либо родительской пары по их потомству уходят 7-8 лет, а то и более. Да и число потомков у домашних животных куда меньше, чем у колоска пшеницы...
Одним словом, выбор растениевода более скор, да и материала у него побольше. Поэтому за несколько тысячелетий, в течение которых он отбирал среди растений лучшие образцы, он успел куда больше животновода.
Нужно вспомнить также и о проблеме "порога"...
Сейчас несколько коров-рекордисток перешагнули порог удойности в 20 тысяч литров молока в год. Но это рекордистки! Что касается средней удойности, то вряд ли она когда-нибудь станет выше 10 тысяч литров. Повидимому, эта цифра близка к биологическому лимиту коровы.
Другой биологический лимит - число новорожденных телят. Как известно, двух телят корова приносит исключительно редко. Это не в ее природе. Так что вероятный потолок рождаемости у коров - чуть больше 100 телят на 100 коров... Свиньи, как известно, более плодовиты. Они могут иметь потомство и дважды в год.
Предельно возможное число поросят в одном помете близко к 30. Это тоже порог.
Существуют и другие пороги. Например, так называемая оплата корма, то есть отношение привеса животного к весу потребленного им корма. Совершенно очевидно, что больше единицы этот показатель быть не может, Обычно он колеблется от 0,1 до 0Г25, иногда поднимается до 0,5 и даже более, но... это предел.
Так вот: специалисты полагают, что современные нам виды домашних животных достигнут всех перечисленных и неперечисленных порогов и пределов не позднее чем через 100 лет. Дальше придет очередь других животных, которых создадут селекционеры. Они могут очень сильно в положительную сторону отличаться от животных современных, но... Но безусловно верно хотя бы одно: чтобы прыгнуть выше предела коэффициента оплаты корма, животное должно научиться черпать энергию не из корма, а из воздуха и солнечных лучей, то есть стать... растением.
Заметим, кроме того, что оплата корма, равная единице (даже если бы ее достижение было возможно), все же не означает, что продукты животноводства будут стоить столько же, сколько и дары полей. Ведь чтобы получить продукцию от животного, во всех случаях придется "профильтровать" упомянутые дары через его организм. А это означает затраты на перевозку кормов, их приготовление и подачу на стол.
Согласитесь, что обидно тратиться на такую дорогую фильтрацию, зная, что, по существу, "нет ни растения, ни животного, а есть один нераздельный органический мир" (К. Тимирязев). К тому же что такое трава? "Трава она и есть трава. Ее много. Она везде. В лесу, в поле, в степи, на горах, даже в пустыне..." (В. Солоухин).
И если в жилах зеленых растений действительно течет "зеленая кровь" сок, белковые свойства которого недалеко ушли от молока, то...
- Итак, переходим, на "соки-воды"... Я в родной стороне пил березовый сок... Нечего сказать - заманчивая перспектива!
- Для питания человека - действительно пока перспектива. Хотя и не столь уже отдаленная. А вот для домашних животных...
- Ну их-то вы можете поить сколько угодно!