Выяснение конкретной молекулярной природы того или иного фактора (будь это организм вируса или отдельное вещество, обеспечивающее коммуникацию или регуляцию организмов) всегда дает эффективные пути создания средств. Приведем один пример. В работах Боннера (1983) установлена химическая природа веществ, вызывающих видоспецифическую агрегацию миксомицетов. У этих почвенных организмов колониальная форма, образующаяся в результате агрегации клеток, является необходимым этапом цикла развития.
Оказалось, что у миксомицета Dictyostelium агрегация вызывается циклическим аденинмонофосфатом, а у Polysphondylium violaceum — дипептидом глорином, который состоит из глутаминовой кислоты и орнитина (у глорина аминогруппа глутаминовой кислоты блокирована пропионильной группой, карбоксильная —этерификацией, аминогруппа орнитина—лактамовым кольцом).
Такие знания дают возможность для создания избирательных экологических регуляторов.
Открыты целые классы регуляторов, например ферамоны насекомых, гормоны линьки и окукливания, химические сигналы морских беспозвоночных и т. д. Все эти знания дадут возможность создавать специфические «инструменты», а знания о том, как и когда их применять, получают на основе системных концепций биологии, биохимии и биофизики.
Экологические концепции
Концепция экстремофилии
Известно, что некоторые организмы, прежде всего микроорганизмы, способны жить в условиях, которые выходят за наши привычные представления о границах существования жизни: при высоких или, наоборот, низких температурах, высоких давлениях, крайних значениях рН, при значительных концентрациях солей или токсичных металлов, в интенсивных потоках ионизирующей радиации и т. п., а также при комбинации различных экстремальных факторов.
Организмы, приспособленные к существованию в экстремальных условиях, могут быть названы экстремофилами. Термин этот не совсем точен, так как все организмы, способные поддерживать активную жизнедеятельность в экстремальных условиях, могут быть разделены на два типа: истинные экстремофилы — организмы, для которых эти условия являются необходимым фактором их существования, и адаптивные экстремофилы — организмы, которые лучше развиваются в условиях, близких к стандартным для земной жизни, но способны определенное время пребывать в экстремальной среде.
Приведем несколько примеров. Из источников с температурой 90° С были выделены серные бактерии с оптимальной температурой роста 80—90° С (Логинова и др., 1973, 1977), а совсем недавно были описаны бактерии, размножающиеся при температуре 250° С и давлении 256 атм., которые живут в зоне выхода горячих источников на поверхность дна океана (см.: Дуда, 1984).
Известны водоросли и бактерии, проявляющие активность при температурах —2° С, бактерии, грибы и водоросли с оптимумом роста при рН 2, сине-зеленая водоросль, способная расти при рН 13; хорошо изучены галофильные бактерии, обитающие в соленых озерах, где концентрация солей доходит до 30 г на 100 мл воды или в искусственных средах, где оптимум их развития достигается при концентрациях солей 2,5—5,2 М; исследуются инфузории, для которых доза ионизирующей радиации, оставляющая в живых 37% организмов, равна 3,5*104 рад, и бактерии, способные выжить при дозе 5*105 ряд (Кашнер, ред., 1981), выдерживающие 20% Н2О2 и т. д.
«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков