Стоимость их создания и эксплуатации превосходит в 1,5–2 раза стоимость того же для транспортных судов аналогичных размеров, которая сама по себе не мала. И это без учета затрат на содержание научной экспедиции и приобретение специального научного оборудования. Вместе с тем необходимость их постройки и напряженного использования неоспорима.
Ведь каждое направление требует оснащения исследовательского судна специальным, специфическим оборудованием. Так, для проведения гидрологических исследований необходимо наличие на судне средств для замера температуры воды на различных глубинах, скорости и направления течений, определения прозрачности, степени турбулентности (завихрения) и перемешивания водных масс, параметров волнения (в первую очередь высоты и периода волн).
А геофизические исследования невозможны без наличия средств замера магнитных, гравитационных и электрических полей, без источников акустических волн и гидрофонов для приема отраженных акустических волн при проведении сейсморазведки и просвечивания акустическими волнами осадочных пород и океанской земной коры.
Геологические исследования предусматривают размещение на исследовательских судах средств для забора проб грунта, в первую очередь в виде длинных грунтовых колонок, и приборов для выполнения анализа проб в судовых лабораториях. Гидрохимические исследования состоят из забора проб воды с различных глубин и дальнейшего их анализа на содержание различных компонентов, а также определения солености.
Особые приборы и оборудование необходимы для проведения с борта исследовательского судна гидроакустических исследований, связанных с изучением 'законов распространения звука в морской воде. Совсем другие приборы и оборудование используются для выполнения метеорологических исследований, включающих определение температуры, влажности и давления воздуха на различных высотах, скорости и направления ветра, интенсивности потоков прямой и отраженной от поверхности моря солнечной радиации, наблюдения за облачностью.
И совсем особое, специфическое оборудование, включающее широкий набор устройств и приборов от тральной лебедки до инкубатора для выращивания из икринок рыбной молоди и вивария для содержания белых мышей и морских свинок, требуется для проведения на борту НИС биологических исследований, направленных на всестороннее изучение животного и растительного мира океана.
Как разместить на НИС все это объемное и сложное оборудование? Как спланировать размещение на судне в течение длительного экспедиционного рейса и, главное, эффективную работу различных научных отрядов гидрофизиков, гидрохимиков, гидробиологов, геологов, метеорологов, каждый из которых имеет свои специфические задачи и приемы их решения?
Жизнь, практика проведения исследований подсказали ученым и конструкторам, как найти выход из этих объективных трудностей, как шире развернуть исследования Мирового океана при максимально возможной, но разумной и ответственной экономии денежных и материальных ресурсов.
Стало ясно, что наряду с большими НИС типа «Витязь», «Академик Курчатов» необходимо строить НИС меньшего водоизмещения для выполнения специализированных исследований по одному из направлений изучения океана. Не везде и не всегда нужны более дорогостоящие при постройке и тем более в эксплуатации НИС водоизмещением 5–6 тыс. т. Это не означает, разумеется, что комплексные океанологические исследования с борта одного НИС изжили себя. Более того, решение наиболее сложных и глубоких проблем современной океанологии немыслимо без проведения именно таких комплексных исследований.
В связи с потребностью в специализированных НИС ученые – заказчики судов и конструкторы – разработчики проектов новых судов задумались над такой проблемой: что же, разрабатывать отдельный проект НИС для проведения каждого из направлений исследований? Безусловно, нет. И тогда все большую значимость и распространение приобрела идея об унифицированном проекте НИС, то есть о создании проекта судна, который может быть сравнительно легко приспособлен к строительству судов для рационального проведения того или иного определенного вида исследований.
В 1974 г. вступило в строй НИС «Валериан Урываев» для метеорологических исследований, названное именем известного советского ученого-гидролога. Это судно явилось головным не только в серии судов погоды, но и для геофизических НИС типа «Морской геофизик» для комплексных геолого-геофизических исследований, гидрологических типа «Яков Гаккель» (названное именем известного советского полярного океанолога), гидробиологических типа «Дальние зеленцы» и, наконец, «Вулканолог», о котором мы уже упоминали. Суда всех этих пяти типов созданы на базе одного проекта.
Лекарства из морских организмов – химера или реальность?
Человечество издавна мечтает о «волшебных пулях» – лекарствах для активного избирательного воздействия на своих злейших врагов: болезнетворных грибков, микробов, вирусов. Ученые разыскивают чудодейственные лекарственные вещества повсюду, пытаются выделить их из клеток некоторых растений и животных, воссоздать заново в лабораторных колбах и ретортах.
Именно с целью поиска и изучения таких природных соединений была создана во Владивостоке академическая лаборатория, которая в 1964 г. была преобразована в Институт биологически активных веществ.
В начале 70-х гг. ученые института прозорливо сосредоточили свои усилия по поиску биологически активных веществ в океане. Здесь уместно привести пророческие слова выдающегося советского гидробиолога академика Л. А. Зенкевича: «Человечеству необходимо «перестраиваться» на океан. Это неизбежно, и в этом деле нельзя проявлять близорукости, иначе за нее придется расплачиваться тяжелой ценой».
Да и тысячелетний опыт многих народов свидетельствовал об эффективности лекарств, изготовленных из морских организмов. В Китае и Японии издавна использовали для лечения ряда болезней икру некоторых видов рыб, некоторых представителей класса иглокожих, например толченые голотурии, навары из водорослей. Снадобья из морских организмов употреблялись и в качестве стимуляторов жизненной активности человека, для повышения общего тонуса и жизнедеятельности отдельных органов.
Ряд обстоятельств во многом способствовали тому, что для последних 20–25 лет характерно именно бурное развитие биоорганических морских исследований. Во-первых, к концу 60-х гг. гидробиологи четко определили картину исключительного разнообразия форм жизни в океане и точно установили наличие в организмах некоторых морских животных и растений таких физиологически активных соединений, которых нет у животных и растений суши.
Во-вторых, усовершенствовались методы выделения, очистки и определения химической структуры биологических регуляторов и стимуляторов. И наконец, самое главное заключалось в том, что ученых подталкивала общественная потребность – человечество ощущало острейший дефицит новых эффективных средств лечения таких болезней, как сердечно-сосудистые, психические, вирусные, онкологические.
Директор Тихоокеанского института биоорганической химии – ТИБОХ (так с 1973 г. стал называться академический Институт биологически активных веществ) академик Георгий Борисович Еляков считал, что именно все эти причины и привели к тому, что ученые, в первую очередь США, Японии, СССР, развернули серьезные исследования физиологически активных веществ, содержащихся в морских организмах.
Он отметил, что многие подобные вещества уже приняты медиками для практического использования. Так, например, хорошо зарекомендовала себя каиновая кислота, выделяемая из красных водорослей. Голотоксин – активный компонент мышечной ткани голотурий – запатентован как препарат против кожных грибковых поражений. Из карибской губки выделено лекарство против вирусных заболеваний. Из представителей животного и растительного мира океана ученые выделили простагландины – группу физиологически активных веществ, с помощью которых снижают кровяное давление, облегчают дыхание при асматических заболеваниях, воздействуют на некоторые компоненты крови. Значительную роль в практической медицине и биохимических исследованиях играют определенные полисахариды, выделяемые из водорослей.
Для науки самое главное понять, какова роль тех или иных физиологически активных веществ в жизни морских организмов. Поняв это, ученые смогут сделать поиск новых целебных средств строго направленным, освободить его от игры случая.
Руководитель дальневосточных биооргаников четко определил причину интереса ученых именно к морской фауне и флоре. Обитатели океана – по всей видимости, самые древние жители нашей планеты. Иные их виды существуют уже десятки миллионов лет, практически мало изменяясь. Значит, в ходе эволюции; на более ранних этапах природой были придирчиво отобраны варианты их приспособления к морской стихии. Среди них различные химические соединения, которые не только обеспечивают жизнедеятельность того или другого отдельного организма, но и регулируют отношения между особями одного вида, между представителями дружественных или враждебных видов. Можно лишь удивляться тому, насколько готовы некоторые обитатели океана буквально к любой подстерегающей их случайности. Как тут не вспомнить мудрые слова Геродота: «За долгое время может случиться все, что возможно». Впрочем, один из выдающихся химиков-биооргаников наших дней, французский ученый М. Барбье, рассуждая об адаптации морских организмов, удачно дополнил суждение Геродота, заметив: «За долгое время может сохраниться лишь то, что необходимо».
Исследования ученых показали, насколько велик и разнообразен набор химических соедингний, которые служат морским организмам. Тут и вещества для защиты от хищников, для уничтожения болезнетворных бактерий, подавления конкурирующих видов, поиска пищи, для того, чтобы особям противоположного пола найти друг друга, для маскировки, прикрытия бегства, сообщения об опасности и для обеспечения многих других биологически крайне важных действий. Академик Г. Б. Еляков считает, что химическая информация определяет важнейшие акты поведения морских организмов, а из обитателей суши только у насекомых она играет в жизни такую же важную роль.
Эволюция в течение миллионов лет хорошо потрудилась, чтобы снабдить обитателей океана способами защиты от разносчиков всевозможных болезней – микробов и грибков. Для этого применяются зачастую весьма простые и эффективные методы. Один из них – галогенерирование, то есть введение атомов хлора в продукты обмена веществ. Дело облегчается тем, что в морской воде хлор имеется в большом количестве в составе солей, растворенных в ней. Благодаря этому «шлаки» морских организмов приобретают антимикробные свойства. Если же хлорные соединения оказываются малоэффективными, то природа позаботилась об использовании для тех же целей более активных соединений йода, брома и бора.
Такие антибактериальные соединения, синтезированные водорослями, попадают к растительноядным животным, которые эти водоросли поедают. Причем у некоторых животных они могут накапливаться, значит, облегчается их извлечение и использование в качестве основы лекарственных препаратов.
Как видим, ученым было чему поучиться у природы. Теоретические предпосылки и практические наблюдения, о которых рассказал директор ТИБОХ, послужили ученым-тихоокеанцам твердой платформой для развертывания исследований. Безусловно, важнейшую роль в их проведении сыграли экспедиционные рейсы на НИС для сбора биологического материала в морях и океанах.
Размах исследований значительно возрос после прибытия на Дальний Восток среднетоннажного специализированного НИС «Профессор Богоров» водоизмещением 1677 т. Это было одно из четырех НИС «профессорской» серии, построенных в Финляндии для АН СССР в 1976–1979 гг.
Такое необычное название серия получила из-за того, что суда были названы именами видных советских ученых, чья деятельность была тесно связана с изучением морей и океанов, а также отдаленных регионов нашей Родины: профессоров Вениамина Григорьевича Богорова, Алексея Ивановича Куренцова, Владимира Алексеевича Водяницкого и Владимира Борисовича Штокмана.
Научный комплекс НИС «Профессор Богоров» включает 11 прекрасно оснащенных лабораторий, где могут работать 28 научных сотрудников. Для изучения биологических объектов предназначены три биохимические, одна вспомогательная и одна приборная лаборатории. Есть на судне и виварий с подопытными животными. Комплекс технических средств, установленный на судне, позволяет выполнять различные виды океанологических измерений с достаточно высокой точностью. Очень важно, что судовой многопроцессорный вычислительный комплекс на базе ЭВМ третьего поколения позволил осуществить комплексную автоматизацию исследовательских работ в море путем оперативной обработки собранных учеными данных в реальном масштабе времени.
Ученые института активно использовали новое НИС для решения научных задач, поставленных перед ТИБОХ на конец 70-х и 80-х гг. Судно побывало у берегов Вьетнама, где ученые собрали значительную коллекцию целебных препаратов, выделенных из морских беспозвоночных. Сбор морских организмов проводить не просто. Главная роль в этом отводится аквалангистам. На поиски биологически активного материала выходят обычно по 15–20 ученых и водолазов. Остальные члены биохимического экспедиционного отряда в это время упорно трудятся в лабораториях над обработкой находок, приготовлением препаратов, определением их физиологической активности.
Об условиях работы аквалангистов живо рассказал заместитель директора ТИБОХ по научной работе доктор химических наук Юрий Семенович Оводов: «Условия эти иной раз и впрямь бывают необычными, особенно когда приходятся нырять вблизи коралловых рифов. Тут ведь и акулы встречаются, и скаты, и много разных рыб. Надо знать, с кем как себя вести. Ну и, конечно, надо найти ту живность, которая требуется, поднять ее на поверхность, доставить в лодку – мы называем ее «мыльницей». Отсюда уже добычу перегружают в рабочий бот, где оборудованы бидоны и ванны.
А при этом, даже увлекшись охотой, нужно суметь не поцарапаться о кораллы, не наступить на морского ежа – вообще не получить никакой травмы. Тот, кто поранился в воде, у нас в героях не ходит, а зачисляется в грубейшие нарушители техники безопасности. Травм от рейса к рейсу становится все меньше. И это красноречиво говорит о том, что с работой в дальних районах мы хорошо освоились».
Ученый отметил, что теперь в тропиках крайне редко попадаются животные или растения совершенно неведомых видов. Он считает, что это самое убедительное доказательство того, что многолетний поиск обитателей моря, синтезирующих различные физиологически активные соединения, принес вполне заметные результаты. Ученые своих «подопечных» по большей части «знают в лицо». Наступает новый этап. Впереди – более глубокое проникновение в механизм интимных процессов, происходящих в организме, детальное изучение роли каждого биорегулятора и биополимера в борьбе живого существа против всевозможных неблагоприятных воздействий.
В 1979 г. НИС «Профессор Богоров» с научной экспедицией института побывал на Мальдивских и Сейшельских островах, Мадагаскаре, у берегов Шри-Ланка. Один из научных отрядов возглавляла заведующая лабораторией института кандидат химических наук Эмма Павловна Козловская. Ее интересовали различные виды актиний. Это животные, которые относятся к классу кишечнополостных беспозвоночных. Они ведут неподвижный образ жизни, прикрепляясь к скалам или коралловым образованиям. Букеты щупалец делают их похожими на цветы красной, зеленой, бежевой, кремовой окраски. Своеобразные «цветники» – заросли актиний – опасны для человека. Подобно многим другим обитателям моря, эти существа вооружены стрекательными клетками – нематоцистами. Когда мимо проплывает какое-либо животное, актиния выбрасывает их наружу. Остреньким краешком нематоциста впивается, словно игла, в тело неугодного пришельца, рвется капсула, токсин проникает в жертву.
Надо сказать, что выброс стрекательных клеток для актиний – как бы универсальное проявление жизнедеятельности. Если «уколу» подвергается враг, посягающий на ее жизнь, он, испытав неприятное ощущение (ожог, временную потерю чувствительности), отказывается от своих агрессивных намерений и отправляется на поиск добычи поспокойнее. Если же нематоциста угодит в какое-нибудь небольшое безобидное животное, токсины парализуют его;
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24