История биотехнологии

На основании дошедших до нас документов сложно установить место, время и конкретную отрасль хозяйства, где впервые использовали микроорганизмы. Однако первым достоверно установленным микробиологическим процессом, использованным в практике, было брожение. Возбудителями бродильных процессов являются бактерии, дрожжи, плесневые грибы, которые с глубокой древности применяли для переработки сельскохозяйственного сырья. Не зная о существовании микроорганизмов и ими осуществляемых процессах, люди довольно часто разрабатывали относительно сложную технологию. Приемы обработки пищевых продуктов часто были сходны между собой, хотя разрабатывались на разных территориях независимо друг от друга. Использование процессов брожения связано с легкостью культивирования, быстрым размножением микроорганизмов, синтезом в сравнительно простых условиях ферментов, вызывающих химические изменения сложных органических веществ. Микробные клетки легко попадали в субстрат из окружающей среды - почвы, воды, плодов и т.д.

Хлебопечение - древняя область применения деятельности микроорганизмов. Случайно попавшая в приготовленную мучную кашицу микрофлора могла вызвать брожение, которое сопровождалось выделением CO₂, увеличивающего объем теста. Разрыхленное тесто способствовало улучшению вкуса изделий. В Ветхом завете упоминается об использовании в качестве закваски для выпечек части теста от предыдущей выпечки.

Не менее древней областью практического использования процессов, вызываемых микроорганизмами, является виноделие. Емкости для приготовления вина находят на территории Греции, Азербайджана, Армении, Грузии, причем в Армении готовили и крепкое вино. До XVII в. в России было распространено медоварение, любимыми напитками считались брага и хлебный квас. В Вятской летописи XII века сообщалось об изготовлении в Древней Руси винного спирта. До XX в. получение этанола путем перегонки перебродивших жидкостей было единственным микробиологическим производственным процессом, где использовалась сложная аппаратура. Позже принцип осаждения паров спирта был применен для получения других соединений, дистиллятор и конденсатор стали важнейшей составной частью лабораторного оборудования химической промышленности органического профиля.

Сталкиваясь с негативными последствиями деятельности микроорганизмов: инфекционными болезнями, порчей пищевых продуктов, жилищ, люди разрабатывали эмпирические методы борьбыс ними, хотя возбудители этих явлений известны не были. Создавались методы переработки и хранения пищевых продуктов: сушка, замораживание, засолка, квашение, заливка мяса жиром и т.д. Хотя древние ученые-мыслители задумывались над природой брожения, болезней, но понимание подлинной сущности этих процессов при существовавшем в этот период уровне развития науки и техники было невозможным.

Открытие мира микроорганизмов произошло после создания достаточно сильных оптических приборов. Приоритет принадлежит голландскому натуралисту-любителю Антини ван Левенгуку. С этого момента начался описательный этап развития микробиологии. Но ученая мысль XVIII столетия связывала микроорганизмы в основном с возникновением тех или иных заболеваний.

На развитие микробиологических производств большое влияние оказали успехи химии. Поднимаясь на уровень науки, химия в XVII-XVIII вв. взаимодействует с физикой, математикой. После открытия во второй половине XVIII в. закона сохранения массы веществ в химических реакциях (М.В.Ломоносов, А.Лавуазье) получило развитие аналитическое направление. Уже в XV-XVI вв. в химии утвердился термин "ферментация", процесс брожения стали связывать с наличием дрожжей или ферментов, природа которых еще была неизвестна. Большие успехи в изучении химизма брожения связаны с исследованиями А. Лавуазье. Он установил весовые пропорции водорода, углерода, кислорода, в конечных продуктах брожения. В 1793 г. отметил активную роль дрожжей в процессе, однако, на том этапе эта мысль не получила должного развития.

С XVII в. во Франции, а затем в России и в других странах для рыхления теста использовали дрожжи, которые применяли при производстве пива. В первой половине XIX в. в большинстве стран произошла смена технологии пивоварения, при этом пивные дрожжи стали для хлебопечения не пригодны, поэтому стали применять дрожжи спиртового производства.

Развитие техники микроскопирования, описание микроорганизмов, изучение химических превращений при брожении - важная предпосылка для становления микробиологии и биохимии. Биотехнологическое направление возникло в процессе слияния раздельного производства и науки. Изучение гидролиза полисахаридов растительного сырья до моносахаридов имело большое значение для развития химии и возникновения энзимологии. Процесс осахаривания крахмала изучали с конца XVIII в., но сущность этого процесса была выяснена академиком Петербургской Академии наук К.С.Кирхгофом (1764-1833). Он открыл реакции кислотного и ферментативного гидролиза растительных тканей: гидролиз крахмала под действием минеральных кислот и ферментов солода. Значительны его работы, посвященные осахариванию мха, сохранению молока и яиц при высушивании и т.д. С начала XIX в. проводились работы по биологическому катализу, связывающему брожение с жизнедеятельностью микроорганизмов (Л.Ж.Тенар, Х.Эркслебен, Н.Щеглов, Щ.Каньяр де Латур, Ф.Кютщинг, Т.Шванн). Однако был очень высок авторитет химиков: Ю.Либиха, Ф.Велера, И.Я.Берцелиуса, Э.Митчерлиха, сторонников теории химического брожения. Несмотря на то, что было выделено достаточно много ферментов, доказано значение их в процессе брожения, однако, сделан неверный вывод о практическом неучастии в нем микроорганизмов.

Огромное значение по созданию научных основ микробиологических производств оказали труды Луи Пастера (1822-1895). Исследуя причины нарушения технологических процессов в ряде производств, он сделал фундаментальные открытия, заложившие основы современной технической микробиологии и физиологического направления общей микробиологии, доказал, что брожение, инфекционные болезни, гниение вызываются микроорганизмами. Совместно с Ш.Шамберланом сконструировал установку для культивирования анаэробных микробов. Своими работами Луи Пастер заложил научные основы виноделия, пивоварения, производства уксуса, этилового спирта, борьбы с инфекционными болезнями (сибирская язва, бешенство и др.), заболеваниями шелкопряда, что произвело революционный переворот в этих направлениях. Оценивая заслуги Л.Пастера, К.А.Тимирязев подметил, что сорок лет теории дали человечеству больше, чем сорок веков практики, а Т.Гексли сказал, что Л.Пастер своими открытиями возместил Франции большую часть контрибуции, уплаченной Германии. Несмотря на то, что у Л.Пастера были предшественники, его заслуги в том, что он свел крупнейшие открытия в форму теоретической науки.

В 70-х годах XIX в. во многих странах, как и в России, начали создаваться специализированные лаборатории, занимающиеся определением связей между микроорганизмами и средой их обитания. В этом направлении в России работали Л.С.Ценковский (1822-1887), А.С.Фаминицын (1835-1918), С.Н.Виноградский (1956-1953). Л.С.Ценковский выделил и изучил возбудителя ослизнения свекловичного сока Leuconostoc mesenterioides, применяемого для изготовления спирта. С.Н.Виноградский и В.Л.Фрибис изучали микрофлору промышленного процесса мочки лубяных культур и выделили анаэробную бактерию, разрушающую пектиновые вещества и вызывающую рыхление льняных волокон. С.Н.Виноградский открыл на примере серобактерий, железобактерий и нитрификаторов процесс хемосинтеза, выделил и описал свободноживущий анаэробный микроорганизм, названный в честь Л.Пастера, Clostridium pasterianum. Подобные исследования и вытекающие из них открытия стали возможным благодаря новому оригинальному методу элективной культуры, введенному в науку С.Н.Виноградским. Открытие им аэробных почвенных бактерий, разрушающих клетчатку, имело большое значение для сельского хозяйства. Существенный вклад в изучение анаэробного разложения клетчатки с образованием СН₄ и Н₂, физиологии нитрифицирующих, пектинразлагающих и других микроорганизмов внес В.Л.Омелянский (1867-1928). В первой половине XX в. в России проводились большие исследования по изучению маслянокислого брожения, по селекции рас дрожжей для виноделия. В Латвии П.Делла обосновал закон консервирующего действия сахарозы и спирта в природных растворах органических кислот (продукты брожения, плодово-ягодные соки).

Истинный переворот в развитии технической микробиологии, биохимии микроорганизмов произвела разработка, введение в практику и последующее усовершенствование во второй половине XIX в. метода получения чистых культур (Ф.Кон, О.Брефельд, Л.Пастер).

Этот метод начал быстро внедряться в практику, способствуя глубоким преобразованиям в микробиологических производствах (пивоварении, виноделии, хлебопечении и др.).

Ощутимое влияние на практику микробиологических производств оказали работы по селекции микроорганизмов, основы которых также заложил Л.Пастер. И сейчас, при получении резистентных форм к антибиотикам, ядам, фагам, повышенной температуре, недостатку питательных компонентов и т.д., используется его методический подход. Применение синтетических и полусинтетических сред известного состава дало возможность изучать пищевые потребности культур различных микроорганизмов (Л.Пастер, М.Ролэн, Ф.Кон).

История открытия первого антибиотика, нашедшего широкое применение в медицинской практике, связана с именем шотландского микробиолога А.Флеминга (1881-1955). Однако исследования по изучению микробного антагонизма и применения его в практической медицине проводились значительно раньше. Так, В.А.Манассеин (1871) и А.Г.Полотебнов (1872) изучали антимикробное действие плесени. Повязки из экстрактов зеленой плесени использовались А.Г.Полотебновым для лечения гнойных ран. М.Г.Тартаковский применял зеленую плесень для лечения кур. Из синегнойной палочки в Германии и в России (Н.Ф.Гамалея) были выделены антибиотические вещества, которые использовали для борьбы с сибирской язвой. Учение об антагонизме микробов и научное обоснование его широкого практического применения созданы И.И.Мечниковым, который для борьбы с гнилостными микроорганизмами в кишечнике человека предложил использовать молочнокислые бактерии, а для борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений - патогенной для вредителей микрофлоры. Н.Ф.Гамалея разрабатывал способ бактериологической борьбы с сусликами, а К.С.Мережковский и Б.Л.Исаченко с мышами, крысами и другими грызунами.

Изучение азотфиксирующих и целлюлозоразлагающих микроорганизмов привело к разработке практических вопросов, связанных с бактериальными удобрениями. В учение о плодородии почвы большой вклад внесли ученые-микробиологи.

Трудами С.Н.Виноградского, Г.А.Надсона, В.Л.Омелянского, Б.Л.Исаченко заложены основы геологической микробиологии. Они рассматривали вопросы участия микробов в превращениях природных ископаемых.

О популярности микробиологических исследований в России в дореволюционный период может свидетельствовать тот факт, что деньги на организацию бактериолого-агрономической станции в Москве были пожертвованы частными лицами.

Во время первой мировой войны возросшие потребности привели к появлению новых производств, в том числе и микробиологических. Милитаризованная промышленность нуждалась в глицерине и ацетоне. В мирное время глицерин получали из растительных, но в основном из животных жиров. Дефицит продуктов питания способствовал интенсивному поиску дешевого производства. Изучение биохимических процессов, лежащих в основе синтеза глицерина, позволило наладить его микробиологическое производство в Германии с помощью гриба Endomyces vernalis из сахара и мелассы. В Англии микробиологическое производство ацетона было организовано из кукурузной муки, в Америке ацетон и бутиловый спирт с помощью бактерий получали из сахара.

Одна из наиболее острых проблем современности - дефицит белка в питании. Свыше 50% населения планеты не получают полноценного по аминокислотному составу белка, что приводит к снижению иммунитета, увеличению смертности, снижению работоспособности взрослого населения, возникновению ряда заболеваний. В пище населения развитых стран содержание общего белка составляет 90 г/сут, а животного 44 г/сут, что близко к норме. В развивающихся странах - 58 и 9 г/сут соответственно. Актуальность проблемы белка возрастает в связи с ростом населения, сокращением посевных площадей, вызванным урбанизацией, индустриализацией; загрязнением окружающей среды.

Дефицит белковых веществ ощущался и на предыдущих этапах развития человечества, но лишь относительно недавно было установлено, каким по составу должен быть оптимальный пищевой и кормовой рацион, определены качественные и количественные потребности в белке организма, а это обострило интерес к проблеме сбалансированного питания.

Составные части белков - аминокислоты - человек и высшие животные могут синтезировать ограниченно. Источником аминокислот служит в основном белок, содержащийся в животной, рыбной, растительной пище, в биомассе микроорганизмов, большинство которых способно к синтезу всех аминокислот.

В последние десятилетия существенную значимость приобретает получение белка из низших организмов. Преимущества их белка велики. Эту биомассу можно производить круглогодично на дешевом сырье, в ней содержится белка в пределах 40…85%. Для сравнения, содержание белка в продуктах животноводства (%): говядина - 16,5; свинина - 10,2; птица - 18,6; яйца - 12,9; молоко - 3,5. По содержанию большинства незаменимых аминокислот (лизин, треонин, триптофан и др.) белок многих дрожжей и бактерий соответствует эталону - белку женского молока, яиц, но количество серосодержащих аминокислот (метионина и цистина) в белке одноклеточных ниже. Состав биомассы микроорганизмов поддается технологическому и селекционному контролю, можно подобрать или создать методами генетической инженерии микроорганизмы, имеющие избыток дефицитных для растительных кормов аминокислот и подобным образом их сбалансировать. Использование микробного белка в качестве кормовых добавок позволяет при одном и том же количестве кормового зерна получить в 1,5…2 раза больше продукции животноводства. Себестоимость белка одноклеточных организмов примерно такая же, как и растительного белка, однако, по биологической ценности и составу кормовые препараты из них более полноценны.

Белоксодержащая масса дрожжей производилась в небольших количествах в период предыстории биотехнологии. Но только в настоящее время при современном уровне развития науки и техники стало возможным создание крупных рентабельных предприятий по микробиологическому синтезу белка. Первоначально получение белка путем микробиологического синтеза осуществлялось в основном на пищевых отходах некоторых производств. Из-за ограниченности ресурсов предприятия были небольшими с низкой производительностью. Развивались гидролизные предприятия, на которых производились кормовые дрожжи. Крупнотоннажное производство белка одноклеточных основано на углеводородах нефти. Эта новая отрасль возникла благодаря достижениям в области комплексной переработки нефти и газа, обеспечивающей сырьем микробиологическую промышленность, а также разработке научных основ культивирования микроорганизмов на углеводородах.

Углеводородное сырье более технологично, чем растительное, вырабатывается в большом количестве, может легко транспортироваться. Заводы можно строить и вблизи нефтеперерабатывающих предприятий (выход биомассы микроорганизмов на парафинах - 100…110%, против 50% на углеродном сырье).

В 1923 г. налажено первое микробиологическое промышленное производство лимонной кислоты, позже молочной, глюконовой и ряда других органических кислот. Вплоть до 40-х годов производство многих органических кислот, ацетона, бутанола, пропанола, этанола, глицерина в большинстве случаев осуществляли микробиологическими способами. В результате усовершенствования методов органического синтеза и очистки некоторые вещества стали производить химическим способом. Однако в связи со снижением энергетических ресурсов вновь возвратились к микробиологическим методам.

Разработка механизмов образования лимонной кислоты (В.С.Буткевич, С.П.Костычев) способствовала созданию первого промышленного производства ее в СССР в 1933 году. Для получения таких необходимых продуктов как спирт, фурфурол, кормовые дрожжи в эти годы стали применять целлюлозное сырье.

С ростом крупных производств пищевой промышленности необходимо было менять технологические схемы приготовления пищевых продуктов. Поэтому усилия многих крупных ученых (В.Л.Омелянского, В.А.Николаева, Г.Л.Селибера) были направлены на изучение микроорганизмов хлебопекарного производства, разработку научных основ брожения теста, на изучение молока и молочных продуктов. Для развития сельского хозяйства активизировались исследования по бактериальным удобрениям и силосованию кормов.

Развитие индустрии, обусловленное техническим подъемом народного хозяйства, вызвало необходимость получения биологическими методами ряда веществ, которые невозможно или нерентабельно было получать путем химического синтеза. В 30-е годы в СССР было налажено производство технических препаратов некоторых ферментов и витаминов.

Развитие биохимии, технической микробиологии, генетики, селекции микроорганизмов, технологии и техники привело к появлению научных и технических возможностей для создания новых и усовершенствования старых производств.

В 20-40-е годы ХХ века во многих странах, включая и СССР, активно развивалась генетика, работы в этой области оказали большое влияние на становление современной биотехнологии. К 1930 г. по генетике публиковалось ежегодно до 4000 работ (Гайсинович А.Е., 1967). Приоритетным достижением было открытие советскими учеными Г.А.Надсоном и Г.С.Филипповым (1925) мутагенного действия рентгеновского изучения на микроорганизмы, а с начала 40-х годов микроорганизмы стали объектом интенсивных генетических разработок, так как скорость размножения их на порядок выше, чем у макроорганизмов. Использование мутагенов резко увеличило частоту мутаций, поэтому работа по изучению этого явления занимала намного меньше времени, чем выявление мутаций спонтанных.

С 40-х годов началась новая эпоха в генетических исследованиях, что связано с проникновением в эту науку методов физики, химии, математики, все шире генетические эксперименты начали осуществляться на микроорганизмах. Генетика микроорганизмов формируется как наука.

Несмотря на глубокие разработки в промышленной микробиологии, технология микробиологических процессов развивалась слабее. Большинство процессов очень долго основывались на поверхностном культивировании, в этом случае микроорганизмы растут на поверхности плотных питательных сред. Такая технология требует больших площадей, плохо поддается механизации, отсутствует высокий выход продукта. Глубинное выращивание применяли лишь для анаэробных микроорганизмов. Однако использование подобного метода для культивирования аэробов позволяет получать большую их биомассу.

Вначале глубинное выращивание применяли лишь в процессе получения пекарских дрожжей, затем кормовых, позже при производстве органических кислот. Применение чистых культур в промышленности потребовало совершенствования оборудования и технологии для выращивания клеток в асептических условиях.

Новый этап в развитии микробиологической промышленности связан с началом производства антибиотиков, которые в практику были внедрены 40-х годов. Потребность в этом препарате сразу же стала очевидной. Необходимость разработки для биотехнологических производств аппаратуры и новых технологий вызвала резкое повышение значения в микробиологической промышленности технических наук. В ходе развития отрасли микроорганизмы использовали в качестве продуцентов веществ, для получения которых использовали либо растения, либо животных. Ферменты бактерий, грибов все шире применяют в науке, в народном хозяйстве, вытесняя ферменты животного и растительного производства. А витамин В₁₂ можно синтезировать только с помощью микроорганизмов.

Значительным достижением в технологии микробиологических процессов была разработка (Шюценбах, 1823; С.В.Лебедев, 1915) теории и широкое применение в практике непрерывного культивирования микроорганизмов. В 30-40-х гг. изучением непрерывного культивирования занимались многие ученые как за рубежом, так и в нашей стране. Непрерывные процессы легче внедрить в производство, где получение целевого продукта пропорционально росту культуры, а культивирование осуществляется на средах, мало подверженных инфицированию. Однако широкое распространение этого метода в промышленности отмечено лишь во второй половине ХХ века. Это было связано с разработкой математических основ процесса, основ регуляции роста и развития микроорганизмов, способов влияния на их метаболизм, создания аппаратуры для контроля и управления биотехнологическими процессами.

Большое значение имело открытие у некоторых продуцентов механизма сверхсинтеза аминокислот, витаминов, антибиотиков и других веществ. Возрос и перечень видов сырья, используемого для микробиологического синтеза. Наряду с традиционными источниками углеродного сырья - углеводами, применяют жидкие и газообразные углеводороды (парафины нефти, природный газ), окисленные производные (метанол, этанол), молекулярный водород, использование сахаров гидролиза древесины.

Микробиология внедрилась в производство энергетически удобных видов топлива: биогаз, спирты, в добычу нефти, угля, металлов.

В заключение можно сказать, что развитие человечества связано с научно-техническим прогрессом, несущем в конечном итоге выгоду и преимущество. Значительная часть работ в этом направлении осуществляется в русле биотехнологии, которая включает микробиологический синтез, генетическую, белковую инженерию, инженерную энзимологию. Биотехнология находится в авангарде наиболее приоритетных направлений. Она зародилась в недрах микробиологии, поэтому исследования микробиологов играли и будут играть большую роль в развитии экономики той или иной страны, общества в целом.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1 Что такое биотехнология?

2 Является ли биотехнология наукой, почему?

3 Науки, развивающие биотехнологию, их значение.

4 Древние биотехнологические процессы.

5 В чем заслуга Л.Пастера в развитии биотехнологии?

6 Укажите основные открытия ученых-химиков, влияющих на развитие микробиологических производств.

7 В чем состоит ошибка химиков Ю.Либиха, Ф.Веллера и др. при оценке причины брожения?

8 Значение биотехнологии для сельского хозяйства.

9 Микробный антагонизм, как он используется в медицине, ветеринарии?

10 Дефицит белка, влияние его на человечество.

12 Пути устранения дефицита белка.

13 Направления развития крупнотоннажного производства белка.

14 В чем выражается заслуга генетики и селекции в развитии биотехнологии?

15 Значение непрерывного культивирования микроорганизмов, сверхсинтеза аминокислот, витаминов, ферментов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Аристов Н.Я. Промышленность Древней Руси. Спб., 1866.

2. История естествознания в России / Под ред. Л.Я.Бляхера и др. - М., 1962.

3. История биологии с древнейших времен до начала ХХ века / Под ред. С.Р.Микулинского. - М., 1972.

4. История биологии с начала ХХ в. до наших дней / Под ред. Бляхера. - М., 1975.

5. Метелкин А.И., Ценковский А.С. - основоположник отечественной школы микробиологов. 1822-1887. - М., 1950.

6. Работнова И.Л. Некоторые итоги развития советской технической микробиологии за 50 лет // Микробиология. - М., 1967. - Т.36, вып. 5. - С. 811-848.

7. Овчинников Ю.А. Биотехнология сегодня и завтра // Экон. сотрудничесвто стран-членов СЭВ: Информ. бюл. Междунар. журн. - 1985, № 3. - С. 15-19.

8. Баев А.А. Биотехнология: направления развития // Вест. с.-х. науки. - 1986, № 6. - С. 63-69.

9. Биотехнология микробного синтеза / Под ред. М.Е.Бекера. - Рига, Зинатне, 1980. - 350 с.

10. Биотехнология / Под ред. А.А.Баева. - М., Наука, 1984. - 310 с.

11. Шамин А.Н. История химии белка. - М., Наука, 1977. - 349 с.

12. Гутина В.Н. Биохимия анаэробного разложения углеводов. - М., Наука, 1974. - 216 с.

13. Тимирязев К.А. Луи Пастер: Лекция, прочитанная в 1895 г. / Сочинения. - М., Сельхозгиз, 1938. - Т. 5. - С. 191-226.

14. Полотебнов А.Г. Патологическое значение плесени // Мед. вестн. - 1872. - Т. 12. - С. 273-276, 352-357, 397-399, 433-434, 441-444, 459-463.

15. Мечников И.И. Молочные микробы и польза, приносимая ими здоровью. СПб.: М.П.Петров, книгоизд-во А.Ф.Сухова, 1911. - 31 с.

16. Надсон Г.А. Проблемы изменчивости микробов. - М., Л., ГИЗ. - 1931, 16 с.

17. Толстогузов В.Б. Искусственные продукты питания. - М., Наука, 1978. - 231 с.

Объекты и классификация биологических производств

Объектами биотехнологии служат представители групп живых организмов – микроорганизмы (бактерии, вирусы, дрожжи, простейшие, одноклеточные водоросли), растения, животные, а также изолированные из них клетки, культуры клеток и субклеточные компоненты. Биотехнология базируется на протекающих в живых системах физико-химических, биохимических, физиологических процессах, в результате которых происходит выделение энергии, синтез и деградация продуктов, формирование организованных структур. Исходя из этого можно сделать вывод, что в биотехнологии для решения научных, производственных задач в готовом виде имеется объективная база. Трудности в ее использовании вызваны неполнотой знаний о живых объектах, протекающих в них процессах, недостаток техники и методов оперирования ими, жесткие требования к уровню рентабельности разрабатываемых технологий. Все биотехнологические процессы можно разделить:

по типу применяемых объектов (рисунок 2);

Рисунок 2 – Объекты биологических производств

по степени усовершенствования применяемого объекта, количеству и качеству вложенного в него труда:

стихийно возникающие биоценозы микроорганизмов неизвестного состава;

чистые культуры микроорганизмов, их осознанная селекция, специально подобранные ассоциации;

мутанты микроорганизмов с измененной наследственностью; ферменты, выделенные из организмов;

иммобилизованные ферменты и клетки, клеточные культуры многоклеточных организмов, субклеточные элементы; культуры с заранее заданными свойствами, сконструированные методами генной инженерии.

Наряду с конкретными задачами науки и производства, биотехнология решает глобальные методологические задачи: расширяет и ускоряет масштабы воздействия человека на живую природу, способствует адаптации живых систем к условиям существования человека, выступая в роли активного фактора антропогенной адаптивной эволюции. В недалеком прошлом на живые системы человек влиял с помощью искусственного отбора, в настоящее время искусственный отбор входит в формирующуюся биотехнологию. Биотехнология экологически чистый и потенциально неисчерпаемый поставщик продукции, по-видимому, все больше и больше будет вытеснять экологически вредные трудоемкие химические технологии. Однако биотехнология нуждается в успехах фундаментальных и совершеннейших методах регуляции живыми системами.