Пламенный насос. Естественная история сердца - [21]
Однако есть некоторые многообещающие разработки, как я узнал от биолога Джона Танакреди, директора Центра экологических исследований и мониторинга океанического побережья в колледже Моллой. Танакреди и его команда содержат единственную в США гнездовую колонию для разведения мечехвостов, созданную на месте старого инкубатора на южном берегу Лонг-Айленда. В дополнение к этим мелкомасштабным, но популярным на местном уровне усилиям он и его коллеги упорно работают над защитой Limulus polyphemus, объявив его объектом Всемирного наследия Организации Объединенных Наций. Но даже если их усилия и увенчаются успехом (а вероятность этого довольно невелика) Танакреди считает, что вымирание местной популяции мечехвостов, а то и худший исход неминуем, если: а) не прекратится их добыча для использования в качестве приманки или для нужд биомедицинской промышленности; б) их по-прежнему будут употреблять в качестве «экзотической пищи»; в) из-за строительства или загрязнения будут разрушаться жизненно важные места обитания мечехвостов, особенно места размножения.
Однако, возможно, лучший ответ на проблему мечехвостов появился благодаря работе сингапурского биолога Джик Лин Дин в 1980-х>25. Дин попыталась перенести ген мечехвоста, отвечающий за мощную реакцию LAL на эндотоксин, в ДНК микроорганизма. Подобная технология рекомбинантной ДНК уже позволила фармацевтическим компаниям производить человеческий инсулин в больших чанах с дрожжами. В конце концов Дин и ее исследовательская группа смогли идентифицировать ген, регулирующий выработку «фактора С», вещества в крови мечехвостов, ответственного за образование сгустков. С помощью вирусов ученые ввели фактор С в культуру клеток кишечника насекомых (популярный тип клеток для подобного рода задач), которые превратились в крошечные фабрики, производящие сгусткообразующий реагент для LAL. Патент Дин на набор для тестирования с рекомбинантным фактором С был одобрен в 2003 году, но фармацевтическая промышленность не проявила особого интереса. В то время подобный набор производила только одна компания, и она ожидала одобрения FDA. Из-за этого биомедицинская промышленность явно сопротивлялась уходу от продукта, который успешно применялся в течение десятилетий – LAL на основе крови мечехвостов.
Однако недавно рекомбинантный фактор С начала производить вторая компания. Хотя большинство биомедицинских компаний, выпускающих LAL, еще не приняли новые тестовые наборы, одна из них начала предлагать кроме наборов, произведенных из мечехвостов, и рекомбинантные. И – отличная новость для любителей мечехвостов со всего мира – фармацевтический гигант Eli Lilly начал использовать рекомбинантный фактор С для тестирования качества своих новых препаратов. Можно только надеяться, что это лишь начало полноценного перехода к неразрушительным технологиям выявления эндотоксинов и когда-нибудь в скором времени идея протыкать мечехвостов и сливать их кровь пойдет по пути контроля пирогенности на кроликах[43].
4
Насекомые, гидронасосы, жирафы и Мотра
По мере увеличения размеров насекомого потребность в кислороде будет возрастать пропорционально его длине в кубе, а возможность снабжения им – пропорционально лишь квадрату длины… В результате всего этого Мотре придется добавить много трахеальных трубок, чтобы поддерживать достаточный запас кислорода.
Майкл С. ЛаБарбера, «Биология монстров из фильмов категории “В”»
Узнав о коллегиальных взаимоотношениях между кровеносной и дыхательной системами, испытываешь некоторое потрясение, обнаружив, что у многих беспозвоночных, особенно у подавляющего большинства насекомых, кровеносная система не переносит кислород или углекислый газ. Вместо этого богатый кислородом воздух поступает в организм через крошечные отверстия, называемые дыхальцами, или стигмами, а затем проходит через ряд все меньших и меньших трубок (трахея и трахеолы), пока в конечном итоге не достигнет тканей тела. Выходя, воздух совершает обратный путь, на этот раз лишившись большей части кислорода и набрав СО>2; и то и другое происходит в процессе диффузии.
Строение трахеальной системы объясняет, почему многие виды насекомых способны вести активный (а иногда и гиперактивный) образ жизни без связей между кровеносной и дыхательной системами, наблюдаемой у других групп животных>26. Интересно, что такая связь, возможно, когда-то существовала и у насекомых: в гемолимфе некоторых из них, например веснянок, содержится пигмент гемоцианин, переносящий кислород. Это говорит о том, что некоторые древние (или базальные[44]) насекомые, возможно, сохранили полученный от предков механизм газообмена с помощью крови, который позже был утерян в ходе эволюции, когда стигмы взяли эту работу на себя>27. Дополнительное подтверждение этой гипотезы было получено в исследовании, когда в эмбриональной гемолимфе кузнечика обнаружилось соединение на основе меди, отсутствующее на более поздних стадиях развития.
Системы кровообращения насекомых тоже необычны по одной дополнительной и очень неожиданной причине: у насекомых нет сердца.
