100 великих загадок природы - Николай Непомнящий

— Это настоящая мистерия океанских глубин, — говорит Фокс, — мы слышим звуки самой различной частоты, некоторые человеческое ухо едва улавливает, другие шумы слышны отчетливо, но их тон нам совершенно не знаком.

У исследователей «под подозрением» и вулканические извержения, и айсберги, и даже не известные до сих пор морские животные. Фокс ничего не хочет исключить из этого списка и говорит, что если в один прекрасный день станет известно о некоем морском гиганте, производящем эти звуки, он не очень удивится. Свои исследования экспедиция ведет с использованием самой современной аппаратуры, способной слушать океан. Расположенные под водой микрофоны передают каждый звук в установку, являющуюся реликтом времен «холодной войны». Она называется Система звукового контроля и в свое время использовалась военно-морскими силами США для прослеживания передвижения советских подводных лодок. С 1991 года система стала доступна для гражданских организаций, ведущих научно-исследовательскую работу в Мировом океане.

Безмолвие подводного царства оказалось мифом. Морские воды пронизаны множеством различных звуков. Через установленные под водой микрофоны на инфразвуковых частотах ниже 16 герц исследователям слышится прямо настоящая какофония.

Как раскаты грома при грозе звучит под водой землетрясение. Песни горбатых китов напоминают птичье щебетание. Звенящим стаккато предают на сотни километров свои любовные призывы голубые киты. Члены экспедиции Фокса, по имеющимся у них графическим изображениям прохождения частот, могут идентифицировать большинство звуков. По разработанным характеристикам легко определяется, кто является их носителем — голубой кит, корабль или землетрясение. Это помогает изучать пение китов, характер подводных землетрясений, локализовать вулканические выбросы.

Однако за минувшие годы Кристофер Фокс и его команда должны были не раз пасовать — они не могли определить источник звуков. Так, загадкой осталось зафиксированное подводными микрофонами в разных районах Атлантики громкое «ворчание». Высказано предположение, что оно связано с вулканической активностью подводных горных кряжей на полпути между Новой Зеландией и Чили: резонанс от столкновения лавы с водой мог породить такое звучание. Особенно интригующими для морских акустиков являются звуки, напоминающие песни китов, но отличающиеся более громким звучанием. Означает ли это, что в океанских глубинах находятся живые существа, которые до сего времени сумели остаться неизвестными для человека? Мореплаватели на протяжении столетий сообщали о морских чудовищах, которые были способны унести в пучину целый корабль. На пляжах Австралии и Новой Зеландии до сих пор находят выброшенных морем мертвых осьминогов огромных размеров. Этих морских гигантов живыми никто не видел, но по своим биологическим особенностям они не способны производить звуки. Так что вопрос о том, кто же поет в океанских глубинах, остается открытым.

По мнению некоторых экспертов, за отдельные шумы ответственность несут арктические льды. Это подтверждается рядом исследований. В мае 1997 года недалеко от экватора были зафиксированы в течение семи минут звуки, которые были похожи на те, что производят трущиеся друг о друга гигантские поверхности. Замеры показали, что их источник был на большом удалении от места исследования — сигнал прошел в воде сотни километров из района Антарктиды. Ученые сделали вывод: зафиксированные шумы родились благодаря трению огромных ледяных пластов у берегов шестого континента. Ледяной панцирь Антарктиды может принести исследователям в ходе акустических исследований много неожиданностей. Новые гидрофоны уже установлены в ряде мест антарктического побережья. Неутомимый Фокс связывает с этим свои надежды узнать, принадлежат ли загадочные звуки морских глубин глубоководному чудовищу, или это только хруст части ледника, сползшей в океан.

МИР БОТАНИКИ

ПРОТЕИНЫ — ПОДЛИННЫЕ ТВОРЦЫ ЖИЗНИ?

Это случилось 15 мая 2000 года на пресс-конференции в Белом доме, где руководитель фирмы «Cetera Genomics» Крейг Вентер заявил: «Это — величайшее событие за все сто тысяч лет человеческой истории…» Сенсацией стала «расшифровка» генома — совокупности человеческих генов.

Сразу же оговоримся, что под фразой «расшифровка генома», столь прижившейся на страницах журналов и газет, здесь и далее понимается составление точной последовательности нуклеотидов, что содержатся в молекуле человеческой ДНК, а не открытие всех имеющихся в ней генов.

В то же время в Лондоне проходила другая пресс-конференция, на которой главный редактор авторитетного журнала «Nature» Филип Кэмпбелл урезонивал ликующую публику: «Я перестаю понимать что-либо. Карта генома составлена на 97 процентов, расшифрована всего на 85 процентов, а истолкована лишь на 24 процента. Для чего они устроили эту пресс-конференцию?»

Многие противники Вентера также не понимали шумихи, развязанной вокруг расшифровки генома, ведь знание последовательности четырех нуклеотидов, из которых составлена нить ДНК, еще не дает никакого представления о том, как действует вся эта схема. Точно так же детали автомобиля, сложенные в одну огромную коробку, не помогают понять, с какой скоростью машина, собранная из них, домчится из пункта А в пункт В.

Важно знать не только набор непонятных значков, но и разобраться, где в этом странном тексте скрыты те или иные слова (гены). В генах — отдельных значимых участках ДНК — заложена информация о том, как изготавливать различные протеины и ферменты: эти вещества руководят всеми химическими процессами, протекающими в организме. Именно от генов зависит, какой протеин или фермент будет построен или с какой частотой будут повторяться соответствующие химические процессы.

Однако выявить гены нелегко. Точное число их неизвестно. В спирали ДНК имеется три миллиарда двести миллионов нуклеотидов, но в основном это «биологический» мусор, «чистая пленка», на которой ничего не записано. Гены занимают очень небольшую часть ДНК — около пяти процентов. Поэтому, даже расшифровав геном, ученые остаются в неведении, где тут гены, а где ничего не значащие участки. Представьте себе, что перед вами лежит видеокассета без всяких ярлычков. Разве вы сумеете по внешнему виду определить, есть ли на ней запись или нет?

Итак, надо выделить все наши гены, а потом выяснить, какую роль они играют в человеческом организме. Сразу же возникает один серьезный вопрос: сколько у человека генов? Еще учебники по биологии, написанные в 70-е годы прошлого века, утверждали, что у человека имеется от 70 до 100 тысяч генов. Лаборатории, занятые расшифровкой генома, поначалу надеялись, что удастся обнаружить (и запатентовать!) 150 000 генов. Однако по новейшей оценке ученых у нас всего 40 000 генов. Выходит, что в организме человека — «венца природы», способного на сложнейшие действия, только в два раза больше генов, чем в тельце червя Caenorhabditis elegans, состоящего всего из 959 клеток.

Странно! Неужели мы мало чем сложнее червя? Для чего нужен весь остальной «хлам»? Непонятно назначение всех этих «пустых» участков генома. Словом, поиск и истолкование генов, очевидно, займет гораздо больше времени, чем «расшифровка» генома. Вот они, многолетние будни генетиков!

Но вначале был праздник. «Мы делаем что-либо не потому, что это легко, а потому, что это тяжело. Только так можно достичь величия» — такими словами в понедельник 26 июня 2000 года президент США Билл Клинтон объявил об «одном из величайших достижений мысли за всю историю человечества». Впрочем, последнюю оценку дал не Клинтон, а один из главных участников этого события — Майкл Декстер, руководитель британской части международного проекта HGP (Human Genom Project — Проект по изучению человеческого генома).

В торжестве в Белом доме, благодаря спутниковой связи, принимали участие британский премьер Тони Блэр, а также исследователи генома Крейг Вентер и руководители проекта HGP. Конечно, пришлось проявить дипломатические таланты, чтобы одновременно пригласить непримиримых соперников в области расшифровки ДНК При составлении карты человеческого генома между ними шел упорнейший спор. Сотрудники фирмы Celera оказались быстрее, расшифровав за полтора года, как сообщил Вентер, 99 процентов генома. Их конкурентам, участникам проекта HGP, потребовалось 10 лет, чтобы разгадать 97 процентов генома.

«По своему значению это превосходит высадку человека на Луну. Я могу сравнить это открытие лишь с изобретением колеса, — восторженно заявил Майкл Декстер, явно укрупняя масштаб достигнутого. — Генетический код является квинтэссенцией человечества и будет актуальным, пока существуют люди».

Отклики прессы тоже были самыми восторженными. Газета «Нью-Йорк таймс» оповестила читателей о «революции в медицине». Произошло «важнейшее событие в науке за последние сто лет» — вторила ей канадская газета «Глоб энд мейл».