Химическая гонка вооружений

Как мы видели ранее, в темном мире под землей обитает огромное и в значительной степени неизведанное разнообразие форм жизни с потенциалом практического применения для решения многих наших современных проблем. Под электронным микроскопом актинобактерии выглядят скорее как грибы с длинными нитями, которые проходят через почву, где они выполняют несколько жизненно важных функций, включая фиксацию азота и разложение.

Чтобы выжить в условиях тестирования, они разработали химические средства защиты, которые стали основой большинства современных антибиотиков. Одна группа, Streptomyces, производит более двух третей клинически полезных антибиотиков природного происхождения, включая эритромицин, неомицин, тетрациклин и цефокситин.

Гонка вооружений, которая длилась сотни миллионов лет в почве, теперь повторяется в больничных палатах и на фермах. Мы сопротивляемся нападению микробов с помощью антибиотиков, изобретенных в борьбе между организмами, которых мы даже не видим. И борьба с бактериальной инфекцией никогда не закончится, как и потенциальная способность микробов преодолевать нашу защиту. Мы можем и должны использовать антибиотики более осторожно, особенно на фермах, где их чрезмерное использование для предотвращения инфекции (а не для ее лечения) ускорило появление устойчивых бактерий.

Затем они проникают в больницы, где некоторые антибиотики против них бесполезны. И мы также должны признать жизненно важное значение других антибиотиков, которые уже изобретены природой и которые мы еще не нашли.

В почвах обитают другие организмы, которые могут помочь в будущих открытиях в медицине.

Например, естественные токсины, вырабатываемые некоторыми другими почвенными бактериями, являются одними из наиболее эффективных известных противораковых агентов. Огромное неизученное разнообразие жизни в почвах также имеет потенциал для коммерческого использования в других областях, помимо медицины, в том числе при разработке новых промышленных процессов, сельском хозяйстве и очистке от загрязнений.

Нашему здоровью и благополучию способствуют не только микроорганизмы. Крабы-подковы произошли из далекого эволюционного прошлого. Похоже на трилобитов, появившихся во время кембрийского взрыва, предки этих животных насчитывают около 350 миллионов лет. На самом деле это не крабы в обычном смысле этого слова, а скорее пауки и скорпионы.

Среди решений по выживанию, которые эти существа разработали в своем долгом путешествии, есть кровь на основе меди. В своем морском мире крабы живут в супе из бактерий, и их кровь - тщательно отточенный ответ на вездесущую угрозу заражения.

У этих животных есть необычно большие клетки крови, которые вырабатывают свертывающий агент, который, как было обнаружено, обладает довольно полезными свойствами. При контакте с бактериальными токсинами возникает реакция свертывания. Это свойство было использовано для проверки стерильности лекарств, вакцин и других медицинских приложений. Крабов вылавливают в море и перевозят в лаборатории, где берут часть их крови. Удаляют до 30 процентов, а затем выпускают крабов.

Кровь этих примитивных существ спасла множество человеческих жизней (а также жизни многих кроликов, которые ранее использовались для проверки стерильности партий лекарств). На сегодняшний день не изобретено никакого синтетического теста, который бы превзошел надежность теста, полученного на основе крови подковообразного краба.

Если вам когда-нибудь делали укол, то это очень хорошо, что эти животные все еще здесь. Тот факт, что они выжили в течение стольких миллионов лет, пережили великие события, в результате которых погибло так много других, и поделились с нами некоторыми секретами, хранящимися в их замечательной крови, сделал рутинные меры по улучшению жизни намного безопаснее.

Решения для выживания, разработанные группой животных, называемых конусными улитками, однажды также могут значительно улучшить благосостояние человека. Эти существа имеют давнюю родословную, принадлежащую к группе моллюсков, впервые появившихся в кембрийской эре.

Это хищные животные, обитающие в мелководных тропических водах мангровых зарослей и коралловых рифов, где они используют коктейль из токсинов, чтобы парализовать свою добычу. Они используют комбинации различных токсичных белковых молекул, которые доставляются в тело несчастного существа, которое они планируют съесть, через своего рода иглу для подкожных инъекций в их хоботке.

Они постоянно пересматривают смесь токсичных соединений, чтобы не дать животным, на которых они охотятся, выработать сопротивление.

Конусные улитки популярны и собираются из-за чудесных замысловатых узоров на их раковинах, и они были ценным предметом торговли на протяжении сотен лет. Однако именно вещества, которые они развили, чтобы обездвижить свою добычу, могут иметь гораздо большую ценность, чем их парадоксально украшенная броня.

Некоторые из токсинов, используемых шишковидными улитками, исследуются в качестве потенциальных новых методов лечения некоторых аспектов хронической нервной боли, которая оказалась устойчивой к большинству известных болеутоляющих средств.