2019-12-26T14:36:41+03:00

Лекарство от рака скрыто на глубине 10 000 метров

О том, какие тайны скрывает от нас Мировой океан и зачем нам надо его тщательно изучать, рассказывает вице-президент РАН, доктор биологических наук, профессор Андрей Адрианов
Поделиться:
Комментарии: comments3
Вице-президент РАН, доктор биологических наук, профессор Андрей Владимирович Адрианов. Автор фото: НИКОЛАЙ ЗЕЛЕНЫЙВице-президент РАН, доктор биологических наук, профессор Андрей Владимирович Адрианов. Автор фото: НИКОЛАЙ ЗЕЛЕНЫЙ
Изменить размер текста:

- Андрей Владимирович, ваши ровесники в детстве в основном мечтали о космосе. Почему вы выбрали океан?

- Так это ведь такой же космос. Морские глубины часто так и называют «гидрокосмос». Он такой же бездонный, как космос, но гораздо меньше изучен. Вот скажите, сколько всего слетало в космос людей?

- Несколько сотен.

- Порядка 570. А на глубины более десяти километров спускалось всего четверо. В 1960 году лейтенант ВМС США Дон Уолш и швейцарский океанолог Жак Пикар, в марте 2012 года американский кинорежиссёр Джеймс Кэмерон и совсем недавно, в апреле этого года, - американский бизнесмен и исследователь Виктор Весково. Сейчас к такому погружению готовятся китайцы. Вот такое соотношение, 570 против четырёх. И оно хорошо отражает степень изученности Мирового океана по сравнению с ближним космосом. Клуб пилотов, покоривших 7 000 метров, побольше, но все равно насчитывает не более полутора десятков человек.

- Но почему такое неуважение к океану? Который к нам и ближе, чем космос, и с практической точки зрения важнее?

- Это действительно интересный вопрос. И прямого ответа у меня нет. На мой взгляд, изучение океана, его ресурсов - необычайно важно для человечества. Численность народонаселения на планете растёт, причем растёт экспоненциально, постоянно ускоряясь. Сейчас нас уже больше семи миллиардов семисот миллионов человек. Через некоторое время мы достигнем девяти-десяти миллиардов. А ресурсы суши ограничены.

- Хотите сказать, грядёт великий голод?

- Не так кардинально, но уже сейчас мы говорим, что порядка миллиарда человек на планете недоедают. А питание еще порядка трех миллиардов можно существенно подкорректировать в лучшую сторону. Решение проблемы как раз и может предложить Мировой океан.

Перед погружением в Марианскую впадину на подводном аппарате Deepsea Challenger кинорежиссер Джеймс Кэмерон беседует с исследователем океана Доном Уолшем, который уже совершал подобное путешествие в 1960 году со швейцарским океанографом Жаком Пиккаром

Перед погружением в Марианскую впадину на подводном аппарате Deepsea Challenger кинорежиссер Джеймс Кэмерон беседует с исследователем океана Доном Уолшем, который уже совершал подобное путешествие в 1960 году со швейцарским океанографом Жаком Пиккаром

Без труда не вытащишь рыбку из глубокого пруда

- Рыбы на всех хватит? На десять миллиардов?

- Раньше нам казалось, что не хватит. Ведь наши представления о ресурсах океана базировались в основном на изучении относительно поверхностных слоев. Куда проникают солнечные лучи и где в результате процесса фотосинтеза формируется первичная продукция. Этот слой составляет порядка двухсот метров. И подавляющее большинство рыбных ресурсов мы черпаем именно оттуда.

- Так глубже если что и есть поесть, то немного. Мы все – дети Солнца. Нет Солнца – нет жизни.

- Оказалось, что это не совсем так. Конечно, в том, что на больших глубинах есть жизнь никто не сомневался, но считалось, что биологические ресурсы там невелики. И вот буквально в последние 10-15 лет, благодаря применению глубоководной робототехники наши представления существенно изменились. Сейчас мы знаем, что вся толща воды наполнена жизнью. Не только на поверхности, но и на самых больших глубинах.

- Как же она там живёт без Солнца и без фотосинтеза?

- Где-то на глубинах жизнь существует за счет хемосинтеза, химической энергии. Но даже если говорить про привычные нам биологические ресурсы, про рыб, и здесь всё не совсем так, как мы представляли раньше. Еще лет семь назад считалось, что биомасса рыб в Мировом океане порядка двух миллиардов тонн рыбы. Из них где-то половина – в эпипелагиали, то есть обитающая на глубинах до двухсот метров, а другая половина - в мезопелагиали, на глубинах от двухсот до тысячи метров. Мезопелагиаль – это уже зона мрака.

- Царство тьмы?

- Мрака, но не абсолютной тьмы. Все-таки один из 10**24 фотонов, падающих на поверхность океана, на километровую глубину проникает. Мезопелагические рыбы – это в основном так называемые «светящиеся анчоусы».

- Не думал, что анчоусы так глубоко живут.

- Не путайте с теми анчоусами, которые живут на поверхности, и которых мы едим. Эти - другие. Это несколько семейств рыб, они просто называются так – «светящиеся анчоусы». Когда раньше пытались оценить, сколько живет рыбы в мезопелагиали, использовали традиционные методы – траловую съемку. По расчетам, получался примерно миллиард тонн. Но при расчетах не учли, что у этих «светящихся анчоусов» есть интересные особенности. У них зрение устроено так, что они хорошо видят в темноте, и обычными тралами их очень сложно поймать. Они от них легко уходят.

Один из тех самых «светящихся анчоусов, обитающих на километровой глубине –Myctophum punctatum. Блестящие точки на чешуе – фотофторы – своеобразные маленькие химические прожекторы. Источник: Wikipedia.org

Один из тех самых «светящихся анчоусов, обитающих на километровой глубине –Myctophum punctatum. Блестящие точки на чешуе – фотофторы – своеобразные маленькие химические прожекторы. Источник: Wikipedia.org

- Нужны другие технологии.

- Да. Когда, например, «прозвонили» мезопелагиаль сонарами, сделали тотальную, сплошную съемку, с удивлением увидели, что этот слой наполнен огромным количеством «светящихся анчоусов». И их в Мировом океане далеко не миллиард, как считали, а порядка 15 миллиардов тонн. Это полностью перевернуло наше представление о том, какие ресурсы потенциально можно взять из океана.

- По две тонны «светящихся анчоусов» на человека? Хороший запас на чёрный день.

- У нас нет пока хороших технологий ловли и подъёма с глубины мезопелагических рыб.

- Что здесь сложного? Закинули широкую сеть, чтобы этим анчоусам не обойти, с мощными грузилами, протралили с сотню километров и вытащили…

- Нет пока и технологий переработки этих довольно «нежных» рыб, которые в трале при подъеме на поверхность с глубины до километра превращаются в желе.

- Может, из такой глубоководной биомассы можно будет формировать различные продукты, как их сейчас формируют из сои?

- Не исключено. Объем этих биоресурсов поистине огромен. Что касается мелководных ресурсов, мы достаточно хорошо изучили их биологию и можем, зная скорость восстановления популяций, рассчитать, сколько можно этого биоресурса изъять без ущерба для этих популяций. Сейчас мы в год из океана всем миром берем порядка 90-95 миллионов тонн продукции. Можем брать сто, но дальше уже нельзя. Так считалось исходя из тех старых данных. Но сейчас получается, что, если взять в расчет только мезопелагических рыб, при самом щадящем подходе мы можем брать только из мезопелагиали около двухсот миллионов тонн.

- Чуть больше одного процента.

- Да, это очень щадящий подход. И в то же время, это может дать дополнительно порядка 150-200 миллионов тонн рыбопродукции. А что это значит? По рекомендациям Минздрава России, нам следует потреблять не менее 18, а лучше 22-24 килограмма рыбы в год. Так вот, если принять эти рекомендованные Минздравом 22 килограмма, то описанная прибавка позволит соблюдать норму Минздрава всему человечеству.

На дне

- И это слой морской толщи всего в один километр. А что глубже?

- Глубже, мы уже и сонаром посмотреть не можем. До глубины в километр у рыб обычно еще сохраняется плавательный пузырь. Он наполнен воздухом, воздух резонирует, поэтому сонаром скопления таких рыб можно видеть. А глубже использовать для регулирования плавучести воздух рыбам уже не выгодно. Энергозатратно, поскольку давление слишком большое.

- И что они вместо воздуха используют?

- На больших глубинах плавучесть регулируется за счет жира. Поэтому глубже одного километра мы пока «посмотреть» и посчитать не можем. А ведь там еще огромная водная толща, тоже наполненная жизнью. Но на дне – опять можем и посмотреть, и посчитать.

- Как?

- С помощью подводных роботов. Использование этих технических средств позволило увидеть, что дно океана наполнено жизнью даже на самых больших глубинах. Есть, например, удивительные картины как на огромных глубинах пасутся неисчислимые стада глубоководных голотурий. Вы когда-нибудь ели трепангов или кукумарий?

- Было дело, на Дальнем Востоке угашали. Вкусно, но уж больно дорого. По тысяче рублей за штуку.

- Это тоже голотурии, которых еще называют морскими огурцами. Трепанги и кукумарии – их промысловые виды, живущие на небольших глубинах. А в глубоководье обитают их ближайшие родственники. На бескрайних абиссальных равнинах в некоторых районах Мирового океана глубоководные голотурии образуют огромные скопления, миллионы тонн. Но, опять-таки, встаёт вопрос: как их изъять и, главное, сколько можно изъять? На больших глубинах метаболизм протекает медленнее, организмы живут гораздо дольше, размножаются тоже медленно. И пищевые ресурсы у них ограниченны. Мы пока не знаем, с какой скоростью будут восстанавливаться их популяции, если мы даже немножко, хотя бы один процент изымем. Как это повлияет на глубоководные экосистемы?

Морской огурец Cucumaria miniata обитает на дне Жёлтого моря Источник: Wikipedia.org

Морской огурец Cucumaria miniata обитает на дне Жёлтого моря Источник: Wikipedia.org

- Неужели, один процент может сыграть какую-то роль?

- Поскольку мы еще очень мало знаем об особенностях биологии глубоководных организмов, надо быть очень осторожными при принятии таких решений. Когда поймем, сколько можем оттуда безболезненно взять, когда технологии позволят это сделать, тогда дополнительно сможем получить из океана очень существенные биологические ресурсы. Сейчас они нам, как источник дополнительного продовольствия, не очень-то и нужны, но…

- На будущее пригодится?

- Именно, на будущее. Придет время – они понадобятся. И тот, кто будет больше знать, тот, у кого будут необходимые технологии и технические средства, тот будет в плюсе.

- А кроме этих огурцов там ещё кто-то обитает?

- Там очень большое биологическое разнообразие! За последние годы наши представления о нем претерпели кардинальные изменения. Мы даже не предполагали, что биоразнообразие в океанских глубинах может быть столь же высоким, как и в хорошо изученных мелководных районах. До недавнего времени господствовала парадигма, что биологическое разнообразие на суше существенно больше, чем в океане. Действительно, на суше биологических видов сейчас описано в пять раз больше, чем в море, но это отражает лишь степень изученности этого видового богатства. Считается, что в океане наибольшее биологическое разнообразие сосредоточено в высокопродуктивных мелководных экосистемах, например, на коралловых рифах. Ну, а в глубинах что? Пищи-то там мало, только то, что падает сверху, из верхних, богатых пищей слоев. Но в каждом последующем слое - свои «рты», и до самых глубоких слоев доходит очень мало. Поэтому и жителей глубин много быть не может. Так считалось до недавнего времени.

- Разве неправильно?

- Выяснилось, что существуют глубоководные экосистемы, где жизнь основана на процессах хемосинтеза, где есть хемосинтезирующие бактерии, где биомасса и плотность живых организмов может быть в разы больше, чем в самых высокопродуктивных мелководных экосистемах. И эта жизнь, существующая, например, в зонах гидротермальной активности, удивительно богата и интересна. Даже в глубоководных желобах глубже шести километров мы видим очень высокое биологическое разнообразие. Когда начали использовать робототехнические средства для изучения этих глубоководных сообществ, благодаря новым технологиям отбора донных осадков, собрали сотни и сотни новых видов морских организмов. Мы уже подходим к пониманию, что никогда не сможем все эти новые для науки виды описать.

Эту амфиподу (бокоплава) Hirondellea gigas Джеймс Кэмерон встретил на глуубине 10 900 метров Источник: Wikipedia.org

Эту амфиподу (бокоплава) Hirondellea gigas Джеймс Кэмерон встретил на глуубине 10 900 метров Источник: Wikipedia.org

- Времени не хватит.

- Не хватит при нынешних темпах и технологиях. На сегодняшний день описаны около двух миллионов видов живых организмов. Чтобы очередные два миллиона описать, нам потребуется при нынешних темпах около ста лет. Но за это время будут открыты новые миллионы видов.

- Так уж и миллионы?

- Вполне вероятно, учитывая крайне слабую изученность реального биологического разнообразия

Голубая аптека

- Ну, не можете описать – и горевать нечего. Жили мы, не зная ничего про этих глубоководных тварей, Бог даст – и ещё проживём…

- Можно, конечно, и так сказать. Но здесь другой вопрос встает. Каждый новый биологический вид – это новые вторичные метаболиты, новые вещества, которые эти организмы вырабатывают в ходе своей жизнедеятельности. Многие из этих веществ обладают выраженной биологической активностью и могут быть использованы для создания новых лекарственных средств. На смену зеленой аптеке может прийти аптека голубая. Здесь огромные перспективы. Некоторые страны специально организуют глубоководные экспедиции для сбора различной глубоководной живности и проводят скрининг добытых биологических материалов на предмет новых биологически активных веществ.

- Неужели такие глубоководники могут победить рак или справиться со смертельными инфекциями?

- В том числе. Многие новые соединения из глубоководных организмов как раз демонстрируют высокую противоопухолевую активность против различных форм рака. Интересно, что сами эти организмы не болеют онкологическими заболеваниями. Похоже, природа не заложила для них этот механизм регулирования численности популяций.

- Но если у них нет онкологии, как они могут помочь с ней бороться?

- Но у них как раз и обнаруживаются химические соединения, демонстрирующие противоопухолевую активность и подавляющие онкологию.

- А что с инфекциями?

- Из глубоководных организмов выделены химические соединения, демонстрирующие и антимикробную активность. У бактерий нет зубов и когтей, они борются за жизненное пространство, вырабатывая химические вещества, убивающие других бактерий.

- Знаем, знаем, антибиотики.

- Да. Учитывая, что многие антибиотики из наземного сырья уже утратили свою эффективность, патогенные микроорганизмы организмы к ним приспособились, глубоководные организмы как раз могут стать источником новых антибактериальных препаратов. На суше эту «антимикробную колоду» мы уже много раз перетасовали, 80% антибиотиков уже не работают. А в океане эта «колода» еще почти не тронута. Наши патогенные микробы с глубинными антибиотиками ещё не знакомы, и приспосабливаться к ним будут долго.

- Приспособятся земные бациллы к одному антибиотику – океан даст новый? Гонка вооружений на опережение…

- Именно так. И глубоководная фармакология имеет огромные перспективы. Кроме этого, надо иметь в виду, что некоторые глубоководные организмы, образующие огромные скопления в океанских глубинах, могут представлять большую ценность в качестве новых биоресурсов и источников функционального питания. Сейчас во многих странах, не только в развитых, но и в развивающихся, изучению океана уделяется особое внимание. Потому что люди осознали: если совсем загадим Землю и исчерпаем ресурсы суши, вряд ли сможем сбежать на другие планеты – это в самой далекой перспективе. А океан – вот он рядом, это ближайшая перспектива. При бережном использовании – это ресурс для многих поколений.

Понравился материал?

Подпишитесь на еженедельную рассылку, чтобы не пропустить интересные материалы:

 
Читайте также