А-П

П-Я

 

животное падает на щупальца актинии, которая торопливо заталкивает его в себя и поедает…
«Крупным нашим везением было то, что актинии первого же из добытых видов относились к наиболее токсичным. Прямо на борту «Профессора Богорова» мы получили пять высокоактивных полипептидов – веществ белковой породы, отличающихся по химической структуре сравнительно короткой цепочкой аминокислот: их в молекуле больше десятка, но меньше сотни. Опыты на мышах, грибах, микробах различных штаммов показали, что эти вещества имеют отношение к проведению нервного импульса».
Исследования нейротоксинов были продолжены. Ученым удалось многое выяснить в механизмах функционирования живой клетки. На нынешнем этапе важнее всего понять связь между химической структурой токсинов и той функцией, которую они выполняют. Для этого необходимо установить, каковы их рецепторы, то есть с молекулами каких именно веществ, входящих в состав клеточной мембраны, токсины вступают во взаимодействие, в чем конкретно состоит его химический смысл. Тогда удастся составить более точное представление об устройстве ионного канала в мембране клетки и о принципах его функционирования. Со временем это позволит «регулировать» механизм передачи нервного импульса. В дальнейшем эти знания должны открыть большие перспективы в диагностике и лечении некоторых нервных заболеваний.
Отрадно, что, проводя исследования по поиску физиологически активных веществ в морских животных и водорослях, выясняя тонкий механизм действия этих веществ, ученые заглядывают вперед, думают о проблемах, которые возникнут в случае массовой потребности в найденных веществах для нужд практической медицины.
Они считают, что в подобных обстоятельствах нельзя превращать живые организмы океана в промышленное сырье, ибо это может привести даже к необратимым изменениям в природе, к исчезновению целых биологических видов.
Отсюда вывод: природа должна дать только модель полезного вещества. Задачи ученых ясны: досконально изучить химическое строение нужного вещества, а затем научиться создавать это вещество с помощью методов органического синтеза или биосинтеза. Только такой путь создания лекарственных препаратов на основе модели природных физиологически активных веществ может быть принят в настоящее время.
В дальнейшем ученые ТИБОХ получили в свое распоряжение новое НИС «Академик Опарин». Это было одно из четырех специализированных, среднетоннажных НИС водоизмещением 2600 т, построенных для АН СССР также в Финляндии в 1984–1985 гг.
Из четырех НИС три строились для гидрофизических исследований водных масс океанов и морей, исследования океанского дна и слоев атмосферы, прилегающих к поверхности океана. А НИС «Академик Опарин» предназначено именно для исследований по профилю ТИБОХ – для гидробиологических исследований. Исходя из этого и спроектирован установленный на нем научно-исследовательский комплекс.
И безусловно, название гидробиологического судна было выбрано не случайно. Герой Социалистического Труда академик Александр Иванович Опарин (1894–1980) был виднейшим советским биохимиком, создателем научно обоснованной теории возникновения жизни на Земле, в основе которой лежит идея, что жизнь – результат эволюции углеродных соединений. Эта теория, созданная ученым в результате многолетних изысканий, явилась крупным достижением материалистической, мысли и во многом определила пути развития исторической биохимии.
НИС «Академик Опарин» – это плавучий филиал ТИБОХ. Судовое научное оборудование специально скомплектовано для полноценного проведения химических и биохимических исследований морских организмов с целью поиска, выделения и исследования структуры и физиологической активности соединений, обладающих антибиотическим, противоопухолевым и иммуностимулирующим действием.
В носу на главной палубе расположена химико-технологическая лаборатория. В ней установлены приборы и устройства для выделения физиологически активных соединений из морских организмов.
Для исследования химического строения выделенных из морских организмов веществ предназначены пять лабораторий: три биохимические, спектроскопическая и физико-химическая. Размещенное в них оборудование сделало бы честь лучшему биохимическому НИИ в любом академическом центре. Это, в частности, несколько жидкостных /и газовых хроматографов; инфракрасных, ультрафиолетовых видимых и флуоресцентных спектрофотометров; аминокислотных и углеводных анализаторов.
В гидробиологической лаборатории ученые разбирают, фиксируют и определяют видовую принадлежность выловленных морских организмов. Работу с культурами тканей и микробиологические испытания проводят в лаборатории и боксе биоиспытаний и в микробиологической лаборатории с ламинарным боксом (боксом повышенной стерильности).
В расположенной на палубе ходового мостика лаборатории биосинтеза установлена уникальная аппаратура, в том числе жидкостный сцинтилляционный счетчик и программируемый многоканальный анализатор для изучения механизмов биосинтеза с помощью радиоактивных изотопов.
Помимо лабораторий, на судне имеется ряд специфических вспомогательных научных помещений: стеклодувная мастерская, виварий, где содержатся подопытные мыши, морские свинки и др. и фотолаборатория. Имеются специальные холодильные камеры, где биологический материал хранится при температуре ниже – 45 °C.
Для сбора биологического материала методом траления на глубинах до 500 м на судне установлена специальная лебедка и П-образная рама. Предусмотрен сбор морских животных и растений водолазами. Для этого на судне имеется пять рабочих катеров и комплекты снаряжения для водолазов. Поиск рыбных скоплений производится при помощи рыбопоискового гидролокатора.
С получением НИС «Академик Опарин» ученые ТИБОХ получили возможность вести работу по поиску физиологически активных веществ в морских организмах на неизмеримо более высоком уровне, чем ранее. Это подтвердили результаты первых же экспедиционных рейсов.
Особенно плодотворным в научном плане был многомесячный рейс, закончившийся в сентябре 1987 г. Экспедиция получила в свое распоряжение судно, специально построенное для исследований в области морской биологии и биохимии. Ученые привезли сотни штаммов микроорганизмов-продуцентов. Руководитель научной экспедиции академик Г. Б. Еляков, подводя итоги рейса, отмечал, что многие считают сегодня эру антибиотиков прошедшей. Природа такого пессимизма понятна: при массированном использовании антибиотиков возникают устойчивые штаммы болезнетворных микроорганизмов. Большинство антибиотиков имеет наземное происхождение, то есть в эволюционном плане они встречались с возбудителями болезней, часть которых выработала и сохраняет в генетической памяти устойчивость.
Именно поэтому ученые ищут оружие против опасных инфекций среди морских звезд, ежей, моллюсков и множества других обитателей Мирового океана. Морские и земные организмы разделены по крайней мере двумя миллиардами лет эволюции. Отсюда и надежда ученых обнаружить соединения, к которым патогенные микроорганизмы приспособиться не смогут.
Науке необходимы вещества, которые могут служить как тончайшие инструменты исследования живой клетки. К ним относятся анемонотоксины, выделяемые из актиний, с помощью которых можно изучать механизм передачи нервного возбуждения. Так называемые ферменты обмена нуклеиновых кислот, способные резать в определенных местах и соединять ДНК, необходимы для решения проблем генной инженерии. Ученые института занимаются изучением целой серии таких ферментов, продуцируемых морскими организмами.
Говоря о возможности использования биоресурсов океана в медицинских целях, директор ТИБОХ с оптимизмом сказал, что «когда речь идет об океане, самые дерзкие прогнозы не выглядят фантастическими. Ну а в нашем случае вера опирается на факты. Директору американского института исследований рака Дж. Петтиту – он был гостем на судне – удалось выделить из морского объекта вещество, которое сейчас испытывается как эффективное средство лечения злокачественных опухолей.
Конечно, и мы проверяем серию экстрактов в качестве противораковых соединений. Понятно и напряженное внимание ко всему, что связано со СПИДом… Возможности «Академика Опарина» позволяют начать широкие исследования морских организмов с целью выявления соединений против СПИДа».
Ясно одно – впереди у морских биологов и биохимиков удивительные находки и открытия.
Тайны Амазонки и океан
В 1983 г. жители прибрежных поселков на Амазонке с любопытством рассматривали проплывавшее по реке белоснежное судно с красным флагом и вымпелом АН СССР на мачтах. Это было морское НИС «Профессор Штокман». Да, авторы не ошиблись: морское судно отправилось в экспедицию по реке. И в рейсе приняли активное участие ученые-океанологи.
Все это совсем не случайно. Как известно, Амазонка по своим глубинам, ширине, протяженности глубоководного фарватера в нижнем течении, по разнообразию фауны и флоры в реке и на ее берегах представляет собой нечто среднее между рекой и морем. В ней, например, водятся дельфины, многие гигантские рыбы, которые не встречаются в других реках. Некоторые ученые считают, что по влиянию на природные процессы, происходящие в атмосфере над сушей и в атлантических водах, Амазонку можно сравнить с таким величайшим океанским течением, как Гольфстрим.
Именно поэтому и была проведена экспедиция по реке Амазонке и в прибрежных водах Бразилии, организованная Институтом океанологии совместно с Институтом Латинской Америки АН СССР… Судно пересекло Атлантический океан, вошло в дельту и поплыло вверх по течению по одной из величайших рек мира.
Главной задачей, которая была поставлена перед участниками экспедиции, было исследование вод Амазонки и ее притоков, определение количества и химического состава содержащихся в них веществ, состава донных осадков, выявление влияния вод Амазонки на воды Атлантического океана. Экспедицию возглавил заместитель директора Института океанологии АН СССР член-корреспондент АН СССР M. E. Виноградов.
Учитывая важность этих исследований для познания природы страны и прибрежных вод, правительство Бразилии приняло специальный декрет, разрешающий советским ученым выполнять все необходимые исследования в бассейне Амазонки и прибрежной шельфовой зоне.
Работа экспедиции явилась блестящим примером интернационального содружества ученых разных стран. В ее проведении приняли участие семь бразильских ученых, экспедиция получила помощь со стороны ряда бразильских национальных научных организаций. В свою очередь, советские ученые предоставили все результаты проведенных в рейсе исследований в распоряжение бразильских коллег.
При плавании по реке экспедиция исследовала ее воды на 67 станциях. В заранее намеченных точках ученые погружали в речные воды разнообразные, зонды, сообщавшие сведения о температуре, солености, плотности, прозрачности на различных глубинах. Производился отбор проб воды с нескольких горизонтов и грунта дна. Пробы донных отложений были взяты в русле реки, на шельфе и в прилегающих глубоководных районах океана. Все эти данные оказались неоценимыми для определения законов образования осадочных пород на дне океана.
Не менее ценными были и биологические исследования, проведенные в ходе экспедиционного рейса. Флора и фауна Амазонки уникальны. Участник экспедиции кандидат биологических наук С. Кашин рассказывал позже, что, по мнению ученых, разнообразие видов рыб, обитающих в Амазонке (более 1300 видов), возникло под влиянием условий существования их в реке. Многие виды рыб, живущих в так называемых белых водах (это как бы жидкая грязь, напоминающая пульпу, перекачиваемую земснарядами), не имеют зрения, которое здесь было бы бесполезно. Такие рыбы распознают предметы в воде с помощью электрических импульсов, которые, отражаясь от неподвижных и движущихся объектов, воспринимаются особыми электрическими органами чувств.
В водах, бедных кислородом, у рыб появились органы, поглощающие его из атмосферы. Так, в частности, своеобразными легкими служат у них плавательные пузыри.
Встретились ученые экспедиции и со знаменитыми пираньями. Эти рыбы главным образом растительноядные, а крепкие острые зубы нужны им, чтобы разгрызать падающие с деревьев и кустарников в воду орехи и плоды. Но существуют и пираньи-хищницы, опасные для человека.
Обычные сети, применявшиеся везде для ловли рыб, здесь на Амазонке не могли быть использованы: запутавшихся в них рыб, разрывая сети, мгновенно, обгладывали другие рыбы-хищники. Лески, даже самые прочные, через минуту-другую перекусывались хищниками. Пришлось ученым обратиться за помощью к местным жителям, использующим для рыболовства сети особой, незнакомой до этого советским ихтиологам конструкции.
Уловы были обильными и ценными. Некоторые из выловленных рыб оказались неизвестными даже бразильским ученым. Экспедиция привезла домой экспонаты рыб примерно ста видов. Кроме того, было привезено около 250 экземпляров растений, насекомых и животных, не встречающихся в Европе и Азии. Таковы первые итоги этого примечательного рейса.
Мы уже упоминали о «профессорской» серии специализированных НИС, к которым принадлежит и НИС «Профессор Штокман». При постройке НИС «Профессор Богоров» и «Профессор Куренцов» предназначались для геолого-геофизических и гидрофизических исследований, НИС «Профессор Водяницкий» – для гидробиологических исследований, а «Профессор Штокман» – для гидрогеофизических исследований.
Все эти суда по тому времени были неплохо оснащены для работы в океане, имели гидролокатор кругового обзора и два глубоководных эхолота, в том числе один узколучевой на стабилизированной платформе. С помощью эхолота можно осуществлять непрерывную высокоточную съемку рельефа дна на пути следования судна.
Следует отметить, что конструкторы исключительно тщательно продумали размещение на этих судах всего комплекса научного оборудования. Так, на трех судах (кроме биологического НИС «Профессор Водяницкий») этот комплекс разместили в четырех рабочих зонах. В носовой зоне, где осуществляется взятие геологических проб грунта морского дна, постановка буйковых станций, опускание за борт приборов для сбора гидрологических данных и забора проб воды с глубины до 7000 м, находятся две исследовательские лебедки, грузовой кран и вываливаемая за борт П-образная рама для вывода троса с приборами за борт.
Расположение гидрофизической, гидрохимической и геологической лабораторий в надстройке на главной палубе обеспечивает удобный и кратчайший путь транспортировки с носового участка палубы собранных проб для последующей обработки.
В кормовой рабочей зоне установлен такой же кран, как в носу, вываливаемая П-образная рама и три кабельные лебедки различного назначения, используемые при сейсмопрофилировании, буксировке автоматических зондов, зондировании океанских глубин при нахождении судна в дрейфе, сборе биологических проб и т. п.
Одна из кабельных лебедок используется для спуска за борт системы приемников-гидрофонов, называемой «сейсмографической косой». Для сейсмографических исследований в качестве источника звука применяются системы электроискрового возбуждения и пневматических взрывов. И в том и в другом случаях получаемые при проскакивании искры или выбросе в воду воздушных пузырей под высоким давлением звуковые волны пронизывают осадочные породы на океанском дне, выстилающие дно магматические породы– и, отразившись, возвращаются к приемникам сейсмографической системы. Полученные таким образом данные о времени прохождения, характере преломления и отражения звуковых волн обрабатываются в геофизической лаборатории и лаборатории сбора информации.
Центральная рабочая зона включает вычислительный центр и лабораторию сбора информации. Эта зона оборудована комплексом электронно-вычислительной аппаратуры, обеспечивающим сбор и обработку всей научной информации в рейсе, а также управление натурными экспериментами. Четвертая верхняя зона включает штурманскую рубку, где установлен навигационный комплекс, и промерную лабораторию с эхолотами.
Появление в составе исследовательского флота нашей страны судов «профессорской» серии позволило значительно расширить объем и повысить эффективность проведения научных исследований в океане.
В середине 1987 г. в центральном и южном районах Атлантики ученые Морской арктической, геологоразведочной экспедиции выполняли комплексную программу по изучению глубинного строения дна океана (проект «Литое») на двух НИС «Профессор Куренцов» и «Геофизик».
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24