Микробы-старатели и… чистюли
Экологи давно уж бьют тревогу, упрекая технологов, что применяемые ими методы добычи полезных ископаемых и их переработки вредят природе. И если так пойдет дальше, то наша планета вскоре превратится во вселенскую помойку. Что же делать? Изменить технологический подход, использовать щадящие способы достижения нужных нам результатов хотя бы при добыче полезных ископаемых. Вот какие методы, предлагают сотрудники Института микробиологии имени С.Н. Виноградского Российской академии наук.
По словам руководителя разработчиков, члена-корреспондента РАН Григория Ивановича Каравайко, около 80 % российских запасов золота находится в рудных месторождениях, и только 20 % — в россыпях. Однако 4/5 золота мы добываем именно из россыпей. Потому что извлечь желтый металл из руды очень тяжело. Для этого приходится применять цианиды и другие ядовитые соединения. Тем не менее, большое количество золота и серебра остается в отходах…
Однако если такие отходы или просто бедную руду полить жидкостью, содержащей определенные виды микроорганизмов, то они начнут переводить твердые компоненты руды в растворимое состояние. При этом ионы золота или серебра также попадают в раствор, извлечь из которого их намного легче…
Такая технология позволяет перерабатывать даже так называемые «упорные концентраты» драгоценных металлов, в том числе содержащие до 30 %» мышьяка; при этом совершенно исключается образование и выделение ядовитых летучих форм вещества.
Высокая эффективность разработанной биогеотехнологии подтверждена испытаниями. Внедрение ее только на одном из месторождений Красноярского края позволит получать 10–11 т золота в год дополнительно.
Помогают справиться невидимые работники и с проблемой обезвреживания циансодержащих стоков золотодобывающих предприятий. До недавнего времени такие стоки обезвреживали в основном химическими способами — щелочным хлорированием и окислением сернистым ангидридом в присутствии медного катализатора. Оба они имеют свои существенные недостатки: щелочное хлорирование оставляет после себя высокие концентрации хлора и хлорорганические соединения, а окисление недостаточно эффективно обезвреживает цианид и совершенно не разлагает тиоцианат.
И вот сотрудники Института микробиологии совместно с коллегами из Центрального научно-исследовательского геолого-разведочного института цветных и благородных металлов предложили комбинированный химико-бактериальный способ обезвреживания цианидов и их производных. Сначала в течение 30–90 минут отходы производства обрабатывают метабисульфитом щелочного металла в присутствии сульфата меди в качестве катализатора. Затем за дело принимаются бактерии Pseudomonas putida штамм 21 и Pseudomonas stutzeri штамм 18, выведенные путем длительной селекции. И за сутки они окончательно обеззараживают стоки.
Микробы оказались также весьма полезны и при добыче «черного золота». По словам доктора биологических наук Сергея Семеновича Беляева, для некоторых видов микробов нефтяная среда — как для нас хлеб с вареньем. Они вырабатывают соединения, которые отделяют нефть от породы и увеличивают подвижность драгоценной жидкости.
Только вот чтобы размножаться в свое удовольствие, микробам, бывает, не хватает некоторых веществ. Поэтому ученые составляют для них «индивидуальное меню» и начинают прикармливать своих невидимых подопечных — закачивают в нефтяной пласт аэрированную воду, минеральные соли… Благодарные микробы принимаются за дело, и вскоре добыча нефти возрастает.
«Новый метод уже внедрили на нескольких месторождениях Татарстана, где микробы выдали сверхплановые 450 тыс. т нефти, — сообщил кандидат биологических наук Игорь Анатольевич Борзенков. — А недавно специалисты института провели показательные испытания метода в Башкирии и Западной Сибири, а сейчас демонстрируют свою технологию в Китае».
Еще одна насущная проблема наших дней — при нефтедобыче и транспортировке «черного золота» довольно часто происходят разливы. При этом не только теряется драгоценное сырье, но и страдает экология региона, где произошла авария. Теперь на выручку ремонтникам и спасателям может прийти препарат «Деворойл», который, опять-таки с помощью микробов, позволяет максимально быстро очищать от загрязнения нефтью и нефтепродуктами воду и почву.
По данным сотрудников Московского института гигиены имени Ф.Ф.Эрисмана, при очистке водоемов «Деворойл» значительно превосходит по эффективности многие отечественные и зарубежные препараты, обладает «всеядностью», справляясь с углеводородами любой структуры, активно внедряется в толщу слоя нефти, восстанавливает процессы аэрации водоема и образует донный ил.
После обработки биопрепаратом почвы, загрязненной нефтью, в грунте остается легко разлагающийся бактериальный белок и экологически чистые нейтральные продукты окисления углеводородов нефти, которые способствуют развитию естественной микрофлоры экосистемы.
С. НИКОЛАЕВ
Подарок от красной рыбы
Биологи знают: взрослый организм, как правило, живет раз в 10 дольше, чем длится период его взросления. Но есть существа, которые это правило опровергают. Небольшие моллюски с красивым названием «жемчужницы» живут практически вечно.
Коллизии с корюшкой
Потомственный донской казак, доктор биологических наук, заведующий лабораторией экологии и эволюции биосистемы Института биологии развития РАН Валерий Валерьевич Зюганов с ранних лет любит физкультуру, ближние и дальние путешествия. Деды, похожие на шолоховских персонажей, в детстве часто брали его с собой на рыбалку. Может быть, именно поэтому, закончив школу, Зюганов и решил стать ихтиологом, специалистом по рыбам и прочим живым существам, обитающим в воде. Благополучно поступил на биофак МГУ. И здесь с ним произошло событие, повлиявшее на всю дальнейшую судьбу.
— Случилось так, что я проспал поезд, — вспоминает Валерий Валерьевич. — А потому приехал на летнюю практику на Камчатку сутки спустя после всех…
— Сам виноват, — сказал ему профессор. — Всех интересных рыб уже разобрали. Будешь заниматься… ну хотя бы корюшкой, — и он кивнул на мелькнувшую в прозрачной воде невзрачную небольшую рыбку.
Так студент Зюганов впервые познакомился с объектом своих будущих исследований, которые затянулись потом на целых три с лишним десятилетия. Рыбка эта — один из самых неприметных представителей отряда лососеобразных — оказалась в полном смысле «золотой»: во время Великой Отечественной войны ее жиром смазывали ожоги танкистов и летчиков, отмороженные руки, ноги пехотинцев. И заживление шло во много раз быстрее, чем при обычном лечении…
Цикл развития и миграции лосося.
Студента Зюганова этот факт заинтересовал. И он стал выяснять, откуда у рыбки такие уникальные особенности.
Оказалось, что, когда самка корюшки мечет икру, самец вырабатывает специальный секрет — мукус, поливает им икру и сторожит ее, обмахивая плавниками. (Этот же секрет, кстати, корюшка использует и для заживления ран, и как лекарство от стресса после боев с другими самцами.) А главное, если программа развития в икринке ошибается, мукус, как выяснил Зюганов, дает ей команду на самоуничтожение, чтобы на свет не появилась нежизнеспособная особь.
Все это настолько заинтриговало Зюганова, что он вывел долгоживущую популяцию корюшек, перевез рыбок с Камчатки в Карелию, где проще было вести наблюдения, и на долгие годы забыл, что такое отпуск, проводя летние месяцы в ледяной воде, наблюдая за своими подопечными.
Со временем выяснилось, что мукус обладает вообще чудодейственными свойствами. Он лечебен не только для самих корюшек, но и спасает других рыб с безусловно смертельным заболеванием — некрозом плавников. Уже через 3–5 дней после обработки ран мукусом у большинства из них плавники отрастали заново. А когда во время очередной экспедиции в Мурманскую область ему как-то пожаловалась на незаживающие язвы работница местного рыбзавода, Зюганов предложил и ей помазать раны на коже мукусом. И что же?
Долголетние язвы зажили в считаные дни! Потом кто-то обратился с обострением псориаза, кто-то пожаловался на фурункулез…
Рассказы о чудесном исцелении, как водится, передавались из уст в уста. И однажды Зюганова упросил дать ему «эликсира» местный житель с онкологической опухолью. Исследователь не смог ему отказать — человек был, что называется, на грани смерти. А через пару месяцев врачи констатировали уменьшение опухоли…
— Вы не побоялись экспериментировать на людях? — в лоб спросил я Зюганова. — Это же все-таки не рыбы, не подопытные кролики…
— Я прежде испробовал мукус на себе, — ответил он. — И как можете убедиться, неплохо выгляжу, прекрасно себя чувствую…
С.М. Калюжин и В.В. Зюганов отлавливают молодь лосося для исследований.
Жемчужница дарит бессмертие?
Достигнув первого успеха, Зюганов расширил фронт исследований и обратил внимание на других лососевых. И тут его внимание привлекла речная жемчужница Маргаритифера. Целые колонии ее раковин, наполовину зарывшись в песок, медленно шевелят створками на дне северных рек, добывая себе пропитание — всякую мелочь из речной воды.
— Жемчужницы живут по 150–200 лет, фактически не старея, — продолжал свой рассказ Валерий Валерьевич. — И умирают от… голода: со временем раковина становится настолько толстой и тяжелой, что моллюск уже не в силах ее удерживать. Жемчужница буквально валится «с ног», не может продолжать охоту и гибнет от бескормицы…
Уже сам по себе этот феномен достаточно интересен. Но как он связан с лососевыми? Оказывается, жемчужница — паразит. Ее личинки вынашивает в своих жабрах семга, приплывающая в реки на нерест. Когда рыба проплывает поблизости, жемчужница выстреливает в ее сторону мириады мельчайших личинок-прищепок. Те с током воды попадают под жаберные крышки и закрепляются.
Симбиоз лосося и жемчужницы развивается весьма своеобразно.
А — колонии жемчужниц; Б — нерест лосося на колонии жемчужниц; В — глохидии в потоке воды; Г — прикрепление глохидии к жабре лосося.
— Затем начинается самое интересное, — рассказывает Зюганов. — Чтобы в жабрах семги не началось нагноение, отторжение чужеродных тел, личинки умело маскируются. Они опять-таки выделяют особый химический секрет, который, во-первых, по кроветоку подает в нервную систему хозяина сигнал «я свой». Во-вторых, этот секрет заставляет окружающие клетки жабер усиленно расти и делиться, покрывая личинку своего рода защитной капсулой. Получается своего рода доброкачественная опухоль, внутри которой и развивается моллюск в течение многих месяцев.
Более того, сидя в своем убежище, он продолжает, словно инопланетянин из фантастического фильма, управлять своим хозяином. Обычно ведь после нереста большая часть лососевых погибает. Лишь некоторые уходят назад в океан подкормиться. Но пораженные паразитом рыбы и не гибнут, и не уходят в море. Они остаются в реке на несколько месяцев, до тех пор, пока личинки не вырастут настолько, что смогут продолжать самостоятельную жизнь.
Но когда им приходит пора выйти на волю, то опять-таки они выделяют особый секрет, который рассасывает новообразования бывших капсул в считаные дни, запуская процесс смерти клеток, — продолжает Валерий Валерьевич. — Это и навело меня на мысль, что и жемчужницы могут стать основой нового интересного лекарства. Ведь по существу личинки жемчужниц отключают у семги программу ускоренного старения. После таких «инъекций» рыба зимует в реке и живет потом до 6, 7 и даже 13 лет, несколько раз возвращаясь на нерест в те же реки и подхватывая новых личинок жемчужницы.
Жемчужница живет по 200 лет, не старея.
Лекарство природы
Сейчас Валерий Зюганов вместе с доктором биологических наук Андреем Лучником и другими российскими и зарубежными учеными выделили из мукуса корюшки и секрета жемчужницы те соединения, которые чудодейственным образом влияют на живой организм. Медики после серии экспериментов дали заключение: препарат нетоксичен и даже при разведении в 200 раз обладает уникальными свойствами и эффективен для лечения раз личных, в том числе самых тяжелых, заболеваний. Лишь после этого появились первые научные публикации Зюганова и его сотрудников в научных журналах.
Зюганов торопится. Во-первых, промедление оборачивается тем, что каждый день гибнут люди, которых можно бы было спасти, продлить им жизнь. Во-вторых, у нас на глазах ныне весьма быстро меняется экология. Если так пойдет дальше, то вскоре в реках нашей страны не останется ни одной жемчужницы, ни одной семги, даже корюшку придется заносить в Красную книгу.
— Работы Зюганова принципиальны и в фундаментальном научном плане. Он доказал, что в живых организмах существует программа старения, и одно живое существе может отменить ее в другом, — считает директор Института физико-химической биологии академик РАЕ В.П. Скулачев. — Таким образом, препарат, который он получил, заслуживает самого серьезного изучения…
Говоря иначе, академик считает, что у человека есть громадный резерв для продления жизни. Уже сегодня люди живут в среднем гораздо дольше, чем тысячу или даже сто лет назад. Но пока феномен долгожительства развивается в основном за счет улучшения условий жизни. Вот если бы удалось научиться управлять программой старения, как жемчужница управляет процессами жизнедеятельности семги!.. Тогда бы перед нами открылись перспективы не только эффективного лечения многих болезней, но и продления жизни человека.
Станислав ЗИГУНЕНКО