Изложенный ниже материал написан в соавторстве с Анастасией Новосадской @anastasiamrrи Владиславом Светлаковым @svetlakoff. Авторы позволили себе лёгкую фантазию, некоторые социальные допуски, но придерживались известных научных фактов. Мы попробуем гипотетически представить ряд решений, которые могли бы существовать и что они могли бы за за собой повлечь. Если у вас есть вопросы и свои мысли по этому поводу — рады обсудить их в комментариях. А пока что. приятного чтения. Поехали!
Этика — нужная вещь. Она была создана с целью создать благоприятные отношения внутри социума, развить социальные институты и защитить от агрессивности. Этика воплощалась в самых разных лицах, начиная от древнегреческих философов и церкви, заканчивая весьма определёнными документами, которые формально разделяют всё на чёрное и белое. Однако, получится ли у вас, даже при всём желании, проводить такие разделяющие поверхности? Как показывает практика, эта самая поверхность способна передвигаться со временем в самых разных направлениях. Это происходило настолько часто, что для такого явления ввели понятие Окна Овертона. То, что некогда казалось абсолютно невообразимым, диким и “животным”, со временем может стать фактически поощряемым в обществе. Думаем, что читатели способны вспомнить и отметить достаточно примеров из жизни, нехватки данного явления точно не наблюдается. Но сегодня мы затронем тему, питания и потребления белковой пищи, полученной не из какого-то другого животного, а от самого человека. Этично ли есть собственное мясо, пусть и выращенное в пробирке? В этой статье (да и во многих других) не будет попытки ответить на этот вопрос, он является риторическим. Ниже будут приведены биологические факты, логические цепочки, в общем — “пища для размышлений”, а уж ответ остаётся за каждым из читателей.
Биологическая возможность, эффективность выращивания мяса
Для начала стоит рассказать про сам процесс выращивания эукариотических культур клеток. И здесь есть достаточно логичное разделение на выращивание растительных и животных клеток (другие эукариотические царства опущены). Сравним их между собой, чтобы получить более полное представление.
Выводить культуры растительных клеток научились относительно недавно (1922 год — выращивали меристемы кончиков корней, 1932 — каллусные культуры, камбий, паренхиму). Ключевых особенностей, которые позволили поставить это на поток, несколько:
-
Растительные клетки относительно нетребовательны к ресурсам. Они способны самостоятельно произвести всё разнообразие органических веществ из неорганических, как благодаря фотосинтезу, так и благодаря множеству метаболических путей. Растения, как это не удивительно, постоянно находятся в почве и не способны к активному передвижению. В таких условиях вокруг них вряд ли постоянно будет большая концентрация органических веществ, а вот неорганических, как правило, много. В ходе эволюции растения вырабатывали сложные и многоуровневые метаболические пути. Исследователи посмотрели, как работает метаболизм растений в природе, и смогли реализовать всё в лабораторных условиях. Для поддержания культуры растений или самих растений в условиях in vitro нужно определённое количество неорганических веществ. Зная то, каким клеткам растений какие вещества нужны, исследователи могут готовить специальные питательные среды. На таких средах растения могут расти без почвы при минимальных капиталовложениях. Затем их можно употреблять в пищу.
-
Второй пункт частично связан с первым. У растений есть система гормональной регуляции. Да-да. Гормоны. У растений. Понимание гормональной системы растений позволило ученым напрямую влиять на процессы дифференциации и дедифференциации клеток. Что это значит? При помощи манипуляций с растительными гормонами, например ауксинами или цитокининами, у ученых появляется возможность менять “профиль” (специализацию) клеток. Так исследователь может из одной и той же клетки вырастить абсолютно разные ткани. Таким образом получали каллусную клеточную культуру, то есть клетки, которые по “философии” (очень образно) близки к нашим стволовым клеткам. Впоследствии из таких клеток можно выращивать полноценные растения. При этом не нужно думать о том, чтобы размножить растения традиционным образом. Достаточно просто из клеток одного растения сделать каллусные (напоминаем, это “аналог” человеческих стволовых клеток), и из отдельных клеток создать тысячи клонов данного растения со всеми плюсами родителя. Это называется “микроклональное размножение растений”.
Схема микроклонального размножения растений
-
Описанное в пункте два встречается в природе. Каллусная ткань разрастается в ответ на повреждение растения. Иными словами, вывод каллусных культур это не чёрная магия, а просто подталкивание естественного механизма на более скорое и эффективное прохождение. Точно также, как выращивают животные стволовые клетки.
Влияние различных фитогормонов на растения
Для чего могут быть полезны клеточные культуры? Применений множество. Это и исследовательская сфера, и сфера цветоводства, и сфера выращивания растений для питания. Для справки, можно отметить, что многие цветы в цветочных магазинах являются клонами друг друга и они выращены как раз методом микроклонального размножения. Это очень дёшево и быстро. Такой же дешёвый и быстрый материал можно получать в сфере растительного питания.
Растительные культуры также активно используются в исследовательских целях, когда необходимо изучить внутренние механизмы клетки, убрав лишние “шумы” целого организма. Более того, при помощи таких клеточных культур можно проводить генетические исследования и модификации.
А теперь перейдем к животным клеткам. Культивирование клеток животных гораздо сложнее. В процессе эволюции, животные развивались совсем иначе. Это связано с возможностью активного передвижения и поиска пищи. При этом животным не нужно адаптироваться к окружающим условиям так, как это делают растения. Животное просто уйдет с того места, где ему плохо. А вот растение нет. В итоге, животные клетки оказались гораздо более нежными и капризными, чем растительные. Они требуют много витаминов, всяких питательных веществ, белков, аминокислот, определённого уровня температуры и много чего ещё. Такую клетку в принципе не волнует, где её организм найдёт всё это. Она считает, что ноги есть — значит побродит и где-то да найдёт. И на самом деле так и есть. Организм животного по совместительству является ещё неплохой фабрикой химических соединений, которые работают на то, чтобы снабжать клетки тем, что им нужно. Как бы человек не пытался нарушить это равновесие, при помощи травм, неправильного питания, спиртного, у него на это может уйти значительное время. Способность поддерживать постоянство внутренней среды называется гомеостазом. Если он нарушается настолько, что организм не может это побороть, то он умирает.
Собственно в статье не зря уделено внимание сложности жизнеобеспечения животных клеток. Естественно, исследователям было интересно изучить животные клетки ближе, в рамках изолированной культуры. И тут, обращаясь к предыдущему абзацу, наше рвение разбивается о суровую реальность: в рамках лабораторных условий поддерживать культуру соматических клеток очень трудно. Нужны специфические питательные среды (некоторые компоненты настолько сложны в искусственном производстве, что в качестве основы могут использовать только биологические жидкости других животных, классический пример — ФБС (фетальная бычья сыворотка) — классический компонент многих питательных сред для животных клеток), нужны инкубаторы, способные поддерживать 20-процентное содержание углекислого газа (примерно такой же процент наблюдается в тканях), а также температуру. И всё это в условиях строжайшей стерильности. Для растений стерильность в целом не так важна. Кроме того, для выращивания данных клеток часто используют специальные биореакторы, любопытные ёмкости под названием “матрасы”.
“Матрас”
И самое страшное то, что эти клетки всё время нуждаются в пересадке. Вот они выросли на своей среде, всё там загадили своими метаболитами — и всё. В организме этот вопрос решается лимфатической и кровеносной системой. Они приносят питательные вещества и забирают метаболиты. А в лабораторных условиях приходится убирать за ними. И такие пересадки являются особенно сложными. Плюс к этому, соматические животные клетки склонны к вырождению. Вот они растут растут себе. А потом хлоп и перестали. Перестают расти из-за того, что клетки не могут просто так бесконечно делиться. Правда, есть лайфхак, раковые клетки лишены такого недостатка. Так, в научной среде активно используется линия раковых клеток “HeLa”. Линия была получена 8 февраля 1951 года из раковой опухоли шейки матки пациентки по имени Генриетта Лакс, умершей от этого заболевания 4 октября того же года. Причём эту линию клеток забрали без разрешения и потом хранили в тайне. Того, кто это сделал потом сильно ругали, ведь он по сути похитил кусок человека и выращивал его. Но, польза от этого для науки такая, что все на это закрыли глаза. Хотя этически этого нельзя простить. В общем, проблем с выращиванием животных клеток очень много.
Для справки, соматическая животная клетка способна поделиться примерно 52 раза, а растительная — около 200. Данный феномен называется Предел Хейфлика.
Мясо в пробирке?
Неужели, после вышеобозначенного, кто-то решит, что выращивать мясо, причём любого животного, в пробирке, экономически рентабельно? Научные исследования, по крайней мере на первых этапах, не всегда берут в основу экономическую рентабельность, наверное поэтому они и имеют шанс на воплощение в жизнь. Ситуация с мясом в пробирке не стала исключением, и уже в 90-ых годах на Западе проводились похожие эксперименты. Первое обоснование данных экспериментов выдвинуло НАСА — было необходимо обеспечить астронавтов разнообразным питанием, наравне с овощами, которые успешно удаётся выращивать посредством аэро- и гидропоники. Основной научный принцип эксперимента, лежащий в основе выращивания искусственного мяса — преобразование стволовых клеток в мышечную ткань посредством обработки специальными гормональными факторами. На тот момент технология была отработана плохо, и стоимость даже небольшого кусочка была огромной. На тот момент, 300 грамм мяса могли стоить около миллиона долларов. Однако, уже тогда было понятно, что высокая стоимость такого мяса может быть обусловлена лабораторными протоколами выращивания, которые нацелены на экспериментальную, нежели промышленную деятельность. По этим причинам следующие шаги были сделаны в сторону оптимизации промышленного выращивания. Возможно многие из вас помнят эту новость 2013 года, про первый бургер из искусственного мяса стоимостью в 330 тысяч долларов. С того момента очень многое поменялось, и стоимость снизилась практически в 30 тысяч раз.
Что касается потребительских качеств, подобное мясо имеет ряд недостатков. Во-первых, поскольку процесс выращивания происходит в искусственной среде, не происходит должного образования жировой ткани, что естественно для натурального мяса. По этой причине теряются вкусовые качества. Помимо этого для выращивания мяса применяется большое количество искусственных гормонов и антибиотиков, потому что без первых невозможно правильно преобразовать стволовые клетки в мышечные, а без вторых — невозможно полностью исключить бактериальное заражение культуры. В рамках целого организма, как говорилось ранее, это всё происходит само собой, нужные вещества доставляются при помощи различных систем доставки, а вместо антибиотиков есть невероятно точная иммунная система. Таким образом, выращенное искусственным путем мясо сложно назвать полностью натуральным. Исходя из того, что искусственное мясо не является полностью идентичным натуральному, остается спорным его итоговое влияние на человеческий организм. Например, ввиду другого соотношения питательных веществ в искусственном мясе, у человека могут нарушаться собственные метаболические процессы, в случае продолжительного употребления.
Однако у такого подхода есть и плюс — не страдают животные 🙂 Многие также считают, что переход на искусственное выращивание уменьшит выбросы парниковых газов, хотя данный вопрос тоже остаётся спорным. А спорным он является по той причине, что при выращивании мяса, как уже говорилось ранее, требуется обеспечить систему жизнеобеспечения клеток, а также соответствующее питание. Всё это потребляет энергию, которая производится вместе с углекислым газом, который является парниковым. В свою очередь, некоторые считают, что выращивание животных (например, жвачных) может провоцировать выбросы метана в атмосферу. Кишечник таких животных населен бактериями, которые активно производят метан. А метан является очень сильным парниковым газом. Впрочем, до спасения мира от глобального потепления, вызванного пуканьем и отрыжкой коров, нам всё равно ещё очень далеко.
Вернёмся к мясу. У людей удачно получается выращивать мясо индейки, говядины и курицы. Однако что можно сказать про человеческое мясо? И вот тут стоит поговорить про этическую сторону. С биологической точки зрения, человеческая клетка не сильно отличается от клетки других высших животных, поэтому её культивирование принципиально не отличается от остальных. Но пробовали ли их на вкус? Информация, доступная в свободных источниках, не отражает такого же разнообразия блюд из искусственного человеческого мяса, как отражает запрос о любом другом искусственном мясе. На наш взгляд, основная причина — человеческая этика. Для многих действительно может быть диким есть мясо, пусть и искусственное, состоящее из клеток организма твоего вида.
Как бы то ни было, уже упоминалось выше, что этика способна быстро менять свои границы. А что, если представить, что выращивание именно человеческого мяса станет экономически выгоднее выращивания всего остального? В истории имеется схожий пример, когда что-то абсолютно невообразимое в качестве пищи со временем становилось вполне допустимым — котлеты из сверчков и прочих насекомых можно встретить в некоторых европейских магазинах. И это очередной пример Окна Овертона, поскольку предложи кто-нибудь эту идею 50 лет назад — он был бы признан сумасшедшим. Поэтому идея выращивания человеческого мяса в качестве пищи может и не будет такой безумной, через какое то время. Наверное. Впрочем, можно отметить, что чисто с точки зрения жизнедеятельности человека, мы постоянно едим сами себя. Каждый день у нас происходит отслаивание эпителия носоглотки, пищевода, желудка, кишечника. Это всё попадает к нам в пищеварительную систему и мы благополучно поедаем себя. Конечно, это совсем другое, скажут многие, но что, разве никто не отсасывал свою собственную кровь, когда она текла из раны? Возможно, кому-то может показаться уместным кушать котлеты, в качестве которых ты точно уверен. Впрочем, самопоедание скорее всего не покажется нормальным большинству людей. Всё же, мы как многие живые существа, скорее не примем перспективу того, чтобы что-то “наше” было съедено. В любом случае, вопрос об актуальности такого развития событий скорее всего ляжет в раздел этики будущих поколений. Задачей данного поста являлась демонстрация развития технологий, допускающая такое развитие событий. В принципе, если вы работаете в лаборатории, то можете вырастить и самого себя при большом желании. Этический комитет скорее всего ничего не скажет, по аналогии с тем, как врачи заражали себя во благо других. А ещё это дорого. Сейчас наиболее оптимальная цена выращивания своего мяса находится в прайсе фитнес-центров. И не для еды, а для здоровья! Если вам понравился материал, то ждем комментарии. Спасибо!
