Проблема постоянно возрастающих потребностей

Становится очевидным, что проблему постоянно возрастающих потребностей человечества в пищевых продуктах представляется возможным решить, лишь осуществив обширную комплексную программу научных и технических мероприятий.

Биологи должны будут предоставить в распоряжение сельскохозяйственного производства виды и сорта растений, способные с максимальной эффективностью использовать световую энергию для синтеза органических веществ, для формирования полезных элементов урожая. Комплекс агротехнических и мелиоративных мероприятий должен будет предоставить растениям оптимальные условия для фотосинтеза, обеспечивая их необходимым количеством воды, элементов минеральной пищи, включая даже углекислоту, количество которой в атмосфере, непосредственно окружающей зеленые части растений, будет ограничивать КПД фотосинтеза. Возникает ряд проблем, касающихся рационального сочетания объемов производства в растениеводстве и животноводстве, так как в большинстве случаев использование растительной продукции для корма сопряжено со значительными потерями энергии, накопленной в продуктах фотосинтеза,

Все это означает, что сельскохозяйственному производству предстоит научнотехническая революция, сопоставимая с развитием промышленности, которое часто именуется технической революцией XX в. Очевидно, это закономерный путь проникновения науки в сферу деятельности человека. При этом достаточно лишь вспомнить, что главной предпосылкой технической революции были и остаются расцвет физики, химии и математики, а также наличие относительно легкодоступных энергетических ресурсов в недрах Земли.

Энергетические ресурсы

Характерными для последних десятилетий являются фантастические успехи в области биологических наук. Очевидно, именно успехи биологических наук во многом определят судьбу цивилизации в тот период, когда имеющиеся в недрах

Земли энергетические ресурсы будут приближаться к концу.

В повседневной практике мы наглядно убеждаемся, что доля энергии, которую человечество тратит в виде пищи, составляет лишь меньшую часть в общем энергетическом балансе. В среднем расходы энергии на одного человека сейчас в

17 раз превышают то количество энергии, которое необходимо для поддержания его жизни. В экономически развитых странах общие энергетические расходы даже – в

100 раз превышают жизненные потребности человека. Таким образом, человеку как биологическому существу, сравнимому с одной 100-ваттовой электрической лампочкой, постоянно светит огромная люстра современной цивилизации, быстро истощающая энергетические запасы недр Земли.

Практически не приходится надеяться, что фотосинтез, осуществляемый культурными растениями, по своему объему в будущем значительно превысит потребности человечества в пищевых продуктах. Однако все укрепляющиеся связи биологических и технических наук открывают реальную перспективу, что биологические принципы аккумуляции световой энергии будут применены для создания новых трансформаторов энергии биологического типа. С первыми устройствами такого рода уже сейчас можно познакомиться в лабораториях биоэнергетиков. Это миниатюрные генераторы – электрического тока, в которых в качестве рабочего элемента функционируют бактериородопсин или комплексы молекул хлорофилла, выделенные из хлоропластов или фотосинтезирующих бактерий.

Поиски технического решения проблемы

При освещении этих биологических фотоэлементов регистрируется электрический ток, полюсы элемента заряжаются противоположными электрическими, зарядами. Эти фотоэлементы пока генерируют напряжение всего лишь 0,3 В, а сила тока не превышает одну миллиардную часть ампера. Тем не менее энергетическая перспективность этих трансформаторов энергии не вызывает сомнений.

Предполагается, что такого рода биологические фотоэлементы будут применены для опреснения морской воды и для решения Других технологических процессов.

Во многих лабораториях мира сейчас ведутся интенсивные поиски технического решения проблемы использования системы или принципа растительного фотосинтеза для производства водорода из воды. Как уже отмечалось выше, эту реакцию – фотолиз воды – за счет световой энергии катализирует фотосистема II хлоропластов. При участии обеих фотосистем водород накапливается в составе молекулы НАДР Н2. Биохимики, создав гибрид хлоропластов и бактериального фермента гидрогеназы, уже смогли получить водород в молекулярной форме.

Предполагается, что в будущем трубопроводы, поставляющие водород фотосинтетического происхождения, смогут заменить в энергетике сеть электропроводов.

При создании технических устройств, основанных на принципе действия биологических систем, пока приходится пользоваться природными системами ферментами и их комплексами, которые выделяются из живых организмов. Эту проблему решает интенсивно развивающееся направление биологических и химических наук, перед которым стоит задача найти способы стабилизации биологических катализаторов.

Предлагаем посмотреть другие страницы сайта:
← Доказано — есть жизнь после смерти | Встреча с паранормальным – призраки и приведения →