|
Сто великих загадок природы Николай Николаевич Непомнящий
Тайны неживой природы
Аптека под названием «океан»
В поисках новых лекарств ученые устремляют свой взор в глубь океана. Их интересуют водоросли, морские губки, моллюски. Ткани этих растений и животных содержат ценные вещества, которые можно использовать в борьбе с раком и СПИДом.
Калифорнийский Институт океанографии расположен в курортном месте. Зеленовато-синие волны мерно набегают на золотистый песок. Пляж пестрит от зонтиков и шезлонгов. Любители серфинга скользят по морским валам, провожаемые верещанием чаек. Воздух пьянит ароматами.
Однако в самом здании института этой идиллии нет и в помине. Искусственный свет резко очерчивает лабораторные столы, на которых громоздятся склизкие, дурно пахнущие морские твари — моллюски и горы полувысохших водорослей. В затхлой воде бассейна кишат микроорганизмы, а биореакторы пестуют все новые полчища бактерий, снабжая их пищей и кислородом.
«Эти морские организмы, — объясняет руководитель института Уильям Феникал, — изобретают будущие лекарства». На лицах посетителей, обескураженных непрезентабельным зрелищем и ужасными запахами, читается удивление. Сделав красноречивую паузу, Феникал — сей «проводник в ад подводного мира» — продолжает: «Нам очень нужны новые виды лекарств, которые помогли бы в борьбе с теми возбудителями болезней, что давно уже не реагируют на привычные медикаменты. Нам нужны препараты и против таких недугов, как рак или болезнь Альцхгеймера, ведь медики пока не знают, как справиться с ними».
Вот зачем фармацевты забрасывают сети в море. Там таится настоящая кладовая лекарств, чьи запасы мы не в состоянии даже представить. Темные воды океана населяют десять миллионов видов водорослей, три миллиона штаммов бактерий и полмиллиона видов животных, большинство из которых до сих пор еще не исследованы.
Оптимизм фармацевтов, ищущих новые снадобья, основан не только на обилии организмов, обитающих в океане, но и на том, что эволюция морских растений и животных шла совсем иным путем, нежели развитие сухопутных видов. Приноравливаясь к водной среде, ее обитатели придерживались совсем иной стратегии выживания. Так, морские животные редко ведут одиночный образ жизни. Чаше всего они селятся колониями, вступая в симбиоз с другими организмами — прежде всего с бактериями и грибами, выделяющими очень действенные вещества, способные исцелять от различных недугов. Кроме того, морские животные — в отличие от обитателей суши — общаются посредством неких химических сигналов, идущих в воде. Тут-то и открываются самые широкие перспективы для медицины.
Особый интерес у ученых вызывают те обитатели океана, что постоянно пребывают в стрессе: например, жители коралловых рифов. Здесь царит беспощадная борьба за жизнь. Хищники приканчивают своих жертв с помощью яда; в свою очередь, те придумывают изысканные противоядия, оберегающие их. «Эта гонка вооружений, длящаяся уже миллионы лет, обогатила нас множеством самых необычных химических веществ. Мы и сами не догадываемся, как мы богаты!» — говорит немецкий биолог Петер Прокш. Его внимание привлекают губки. Животные эти, ведущие неподвижный образ жизни, впитывают вместе с морской водой различные бактерии и одноклеточные организмы. Продукты обмена веществ этих микробов являются своего рода химическим оружием, направленным против тех, кто попытается полакомиться губкой. Итак, морские губки и бактерии образуют настоящий симбиоз, от которого выигрывают и те, и другие: бактерии обретают надежное убежище, а их «домовладельцы» вооружаются, грозя отравить всех, кто на них нападет. Используемые ими химикаты можно применить на благо людям.
Уже сейчас ученые выделили более 2000 весьма эффективных субстанций — в том числе вещества, сдерживающие воспалительные процессы или же способные спасти человека от малярии. «Сейчас малярия — самая распространенная в мире инфекционная болезнь, хотя страдают от нее в основном жители беднейших стран мира. Поэтому поиск лекарств от малярии окупится с трудом, — говорит профессор биологии Габриэла М. Кониг. — Со дна моря выгоднее добывать противоопухолевые препараты; на них выше спрос».
Лучший тому пример — судьба таких противораковых препаратов, как эзтеинасцидин-743 и асцидин. Медики выделили их из организма асцидий — небольших мешковидных животных, лишенных глаз. Чаще всего они образуют колонии на дне моря и ведут неподвижный образ жизни.
Уже первые исследования показали, что под действием препарата ЕТ-743 злокачественные образования в легких и груди стали резко уменьшаться в размерах. Акции испанской фирмы «Pharma Mar», которой принадлежат права на это лекарство, в кратчайший срок выросли в цене втрое. Сейчас испытания этого морского «чудо-лекарства» продолжаются. Если оно и впрямь будет изживать смертоносные опухоли из организма, оборот этой фирмы достигнет, по оценке экспертов, миллиарда долларов в год.
Однако изготовление животворного препарата обходится очень дорого. Это «та же добыча радия»: чтобы получить один грамм (!) лекарства., надо переработать тонну асцидий. Если действовать по старинке, придется плавать по всем морям и океанам в поисках их колоний. Понятно, что подобное примитивное собирательство не окупилось бы. Кроме того, асцидий со временем были бы обречены на вымирание. Вот почему в Средиземном море, близ острова Фор-ментера, строится подводная ферма, на которой будут разводить этих неприметных морских животных, столь ценных для людей.
Вот еще пример удачного подводного бизнеса: крем «Resilience», выпущенный знаменитой фирмой «Estee Lauder», содержит экстракт рогового коралла, смягчающий воспаления кожи. Открыл этот препарат профессор Феникал Теперь косметическая фирма каждый год перечисляет его институту 750 000 долларов — своего рода процент от прибыли за продажу крема. По мнению экспертов, сумма эта в будущем лишь умножится. Ведь фирма начала выпуск еще и зубной пасты с этим экстрактом, которая оберегает десны от воспалений.
Вообще роговые кораллы (горгонарии), образующие перистые или ветвистые колонии в тропической зоне Тихого, Индийского и Атлантического океанов, кажутся ученым сущей «морской аптекой». Во время клинических испытаний разнообразные препараты, полученные из этих животных, помогали при лечении астмы, артрита и псориаза (чешуйчатого лишая).
А водоросли? Как не сказать о них! Некоторые их виды можно почти без остатка пускать в медицинский оборот. Так, красные водоросли содержат вещества, понижающие содержание жиров в крови. В зеленых водорослях имеются полисахариды, помогающие при язве желудка. В бурых водорослях есть компонент, который препятствует свертыванию крови. Даже невидимые простым глазом микроводоросли не пропадут для практического применения! Ведь они богаты витаминами и протеинами, а также веществами, поднимающими тонус. Недаром их добавляют в косметические маски и лечебные ванны; они помогают при ревматизме и сосудистых заболеваниях и лечат даже целлюлит.
Эти краткие сведения далеко не исчерпывают колоссального потенциала водорослей. На Земле насчитывается около десяти миллионов их видов. По-настоящему же исследованы всего 800 видов.
В последнее время ученые обратили свои взоры даже в те области океана, которые довольно долго не привлекали их внимания. Прежде Мировой океан неизменно делился на две части: считалось, что в теплых водах тропиков жизнь буквально бурлит, зато в приполярных районах флора и фауна очень бедны. Однако некоторые ученые — духовные потомки Фомы-неверующего — восстали против этого установившегося представления. Их внимание привлекли льды Арктики и Антарктики, в которых отыскались микроорганизмы, выделяющие особые ферменты при очень низких температурах. С их помощью можно было бы наладить выпуск необычных продуктов питания: для приготовления их следовало бы ставить в холодильник, а не на огонь.
Здесь же, в паковых льдах Арктики, нашлись микроорганизмы другого рода — те, что защитят нашу кожу от солнечных ожогов. В летнее время ультрафиолетовые лучи проникают здесь почти беспрепятственно к поверхности планеты. Казалось бы, они должны выжечь все живое, но микробы стойко выдерживают радиационную атаку. Теперь ученые надеются раскрыть их тайну, чтобы использовать ее для изобретения особо эффективных солнцезащитных кремов.
Еще один морской обитатель — брюхоногий моллюск Conus magnus, что водится в Красном море, — способен помочь врачам-анестезиологам. Охотясь на рыбешек, он пускает в ход ядовитый зуб, напоминающий крохотный гарпун. Это орудие убийства изливает в тело жертвы коктейль из восьмидесяти различных ядов. Среди них есть и два вещества, которые мгновенно парализуют настигнутую рыбу, прерывая передачу всех сигналов нервной системы. Эти яды в сотни, а то и в тысячи раз сильнее морфия. В определенных дозах они подействуют и тогда, когда обычная анестезия откажет.
Впрочем, Мировой океан — это не только огромная аптека, в которой найдутся рецепты против всех человеческих недугов. Это еще и уникальная лаборатория селекционеров! Австралийский биолог Джим Бернелл, обследуя Большой Барьерный риф, обнаружил, что здешние растения очень медленно растут. И это на рифе, где прижилось столько животных! Быть может, здесь выделяются какие-то вещества, которые сдерживают рост подводной травы? Используя новейшую технику, Барнелл попробовал отыскать эти вещества. Он взял пробы примерно у пяти тысяч организмов, замеченных в окрестностях рифа, и проанализировал эти образцы. Еще пару десятилетий назад ученые могли провести за день всего сотню подобных тестов. Современные роботы, обученные методу «просеивания» (скринингу), выполняют до трехсот тысяч тестов в день. Тысячи раз подряд они меняют молекулярную структуру образцов, вновь и вновь определяя, как эта вариация повлияет на биосистему.
В конце концов, Барнелл нашел группу веществ, которые снижают в растениях действие определенного фермента, тормозя их рост. Конечно, мир растений очень разнообразен, и не все из них страдают от химической атаки, столь эффективной в подводном сообществе. Важно, что сорняки, столь досаждающие нашим полям, тоже прекращают расти, стоит подействовать на них этим веществом. До сих пор с сорняками справляются, применяя в основном гербициды: искусственные яды, от которых страдает вся окружающая среда — от полезных растений до пчел, птиц, людей. Новое химическое оружие куда приятнее гербицидов! Оно подавляет лишь рост сорняков и никак не вредит организмам, случайно оказавшимся рядом.
Вот и в судостроении на смену ядам идут химикаты, извлеченные из недр океана, — своего рода «точечное оружие» XXI века. Сейчас остовы кораблей выкрашивают ядовитыми красками, иначе они быстро покроются огромным ковром водорослей. Однако недавно ученые открыли фермент, который сдерживает рост водорослей, бактерий и грибов, не вредя окружающей среде. В природе этот фермент защищает листья подводных растений от всяческих паразитов, готовых укорениться в их ткани. Если добавить его в краску, которой покрывают нижнюю часть корабля, то водоросли не будут к ней приставать и не помешают свободному ходу судна.
Даже фирмы, занятые выпуском моющих средств, заинтересовались дарами моря. Недавно из организма одной морской бактерии удалось извлечь фермент, разлагающий протеины. Он нечувствителен к действию кислот и колебаниям температуры, зато усиливает моющий эффект.
Итак, Мировой океан — это подлинная кладовая. Но пользоваться ею значит безжалостно истреблять морских животных и подводную растительность. Жертвой недальновидных людей, готовых ради сиюминутной выгоды избавить планету от многих видов живого, могут стать не только колонии мшанок или кораллы, но и акулы. Четыреста миллионов лет эти подводные охотницы не знали себе равных, владея всеми океанами от Арктики до Антарктики, и вот теперь их будущее оказалось в руках человека — хищника, еще более ужасного и брутального, чем акула. Ежегодно в мире добывают около 680 000 тонн акульего мяса. Люди научились выделывать из тела акул сырье для косметики, мази для спортсменов, масла для двигателей. Из хрящей акул изготавливают «противораковый порошок». И еще ее очень «полюбили» охотники за трофеями. Стены скольких квартир украшают челюсти этой нещадно преследуемой хищницы!
Что же делать? Как защитить живое, ставшее на пути человека? К счастью, ученым постепенно удается синтезировать вещества, которые иначе пришлось бы добывать, умерщвляя множество морских животных. Что же касается бактерий, то их легко разводить.
Поиск новых полезных нам организмов продолжается. Ученые в особенности рассчитывают на бактерии и грибы. Нам известен, пожалуй, лишь один процент из всего многообразия их видов. А ведь знаменитый пенициллин тоже был открыт благодаря особым грибам — Penicillium chrysogenum и Penicillium notatum. Почему бы где-нибудь в толще Океана нам не могут встретиться микроорганизмы, способные победить СПИД? У каждого яда имеется свое противоядие.
Лекарство против «чумы XX века» наверняка лежит где-нибудь на дне морском и ждет своих сообразительных открывателей.
|
