Фред Раинеи стајао је на провалији дугој 100 метара од мочварне обале Луизијане и љуљао се на нагибима од четири метра. Свуда около, платформе за подизање нафтних мрежа подизале су се попут небодера из високих вода „нафтне крпе Мексичког заљева“, дионице плитког океана површине 64.000 квадратних километара, где 4.000 челичних платформи пумпа довољно петролеја да би представљало трећину нације производња. Али Раинеи није тражио нафту. Амицробиолог са Државног универзитета Лоуисиана, био је на трагу мало вероватног каменолома: слузи. Конкретно, тражио је алге, спужве, морске јежуре, меке кораље и друге тиквице, углавном непокретне организме који су се на доњим странама нафтних платформи причврстили у запетљане простирке дебљине до сто и пол.
Научници верују да из тако слабо морских створења једног дана може да се добије низ лекова. Једињења из морских извора сада се тестирају као лекови за хронични бол, астму и разне малигнитете, укључујући рак дојке. (Нова генерација индустријских хемикалија - посебно снажна лепила - налазе се на хоризонту.) Слиме, испада, апсолутно је сјајно за производњу корисних биохемикалија.
Ботаничари и хемичари дуго су трагали у тропским шумама и другим земаљским екосистемима за необичне супстанце које би задовољиле људске потребе. Али светски океани, који могу садржати чак два милиона још неоткривених врста, остали су углавном неискоришћени. Становници егзотичних, тешко доступних локација, попут дубокоморских врућих отвора и седимената на морском дну, тешко да су документовани. Међутим, како напредак у ронилачкој технологији отвара нова подводна подручја за истраживање, а развој молекуларне биологије и генетике омогућава лабораторијама да изолирају молекуле темпом какав је био незамислив још пре десетак година, потенцијал мора као биохемијског ресурса постаје очигледан. У протеклих 30 година научници су из морских створења извукли најмање 20 000 нових биохемијских супстанци. Десетине су стигле до клиничких испитивања; ФДА би могла ускоро прегледати ФДА ради могућег одобрења. „Будући да ми људи живимо на копну, то смо увек гледали“, каже органски хемичар Вилијам Феницал, директор Центра за морску биотехнологију и биомедицину при Скеппс институцији за океанографију у Ла Јолли, у Калифорнији. „Али ако бисте испочетка питали„ Где да истражимо? “ одговор би увек био море. Сада смо ту. "
Раинеи, лако родом из Белфаста, Северна Ирска, сакупљао је микробе на високим арктичким острвима и изузетно сувим пустињама, укључујући Атацаму на северу Чилеа. Непоколебљив ронилац, тврди да није у стању да идентификује већину морских узорака који нису микроби - осим можда морске звезде. "Ако то можете видети голим оком, вероватно вам не могу помоћи", задиркује он. Први пут кренуо је у морску биолошку претрагу 2001. године, када је Министарство унутрашњих послова затражило од Државног универзитета Лоуисиана да испита облике живота на платформама нафте и природног гаса у Мексичком заљеву. Морски биолози (и риболовци) већ су дуго свесни да оффсхоре нафтне платформе функционишу као умјетна острва, стварајући нове границе посебно за сједеће или непомичне организме попут сунђера и кораља; ти се организми размножавају отпуштањем јајашца и сперме који, када се оплоде, постају лар вае. Личинке, заузврат, могу испливати на стотине километара пре него што се вежу за нешто чврсто.
Недавно је истраживачки тим на челу са Раинеием који је укључивао стручњаке за мекушце, алге и фораминиферу (малени једноцелични грађевинари шкољки) спровео тродневну сакупљачку експедицију на броду, чартер. Укрцали су се из Порт Фоурцхона у Луизијани, засеоку окруженом сланим водама које пробијају гигантске инсталације за нафтну индустрију и повремена чајанска рибарска барака. План је био да се прикупе узорци на пет платформи за производњу нафте. Истраживачи и неколико ронилаца довезали су се до пристаништа са гомилама зупчаника и замрзивачем високим шест стопа за складиштење узорака. Приковали су га на горњој палуби Спрее-а и закачили га тракама индустријске снаге. Скипер, који је инсистирао да му се обрати као капетан Франк, био је крупан, храпав човек, са пламеном црвеном косом; стопала су му била гола, нокти нокти обојени љубичасто. Личио је на викиншке марадоре који се пресвукао у шорц и мајицу.
Одјахали смо и упознали се у кабини да разговарамо о стратегији. При сваком постављању, рониоци би клесали неколико килограма онога што расте на ногама платформе на дубинама од 60 и 30 стопа и на сучељу између мора и зрака. Такође би користили велике стерилне шприцеве за сакупљање морске воде (а тиме и микроба који је обитавају). Воде око нафтних платформи су опасно окружење. Плимне струје и струје могу ударити рониочеву главу о челичну платформу. Ноге и крижне платформе садрже остатке комерцијалних риболовних мрежа, а да не спомињемо линије опремљене кукама за рибу. Неке су платформе опремљене великим доводним цевима које извлаче огромне количине воде; ронилац који се приближио преблизу могао би бити усисан и утопљен.
За сат времена били смо у отвореној води, мада се са свих страна град челичних нафтних платформи протезао до хоризонта. У неким тренуцима могао бих бројати 50 одједном. Најмањи се састојао од свега неколико носача и цеви, који се уздизао 20 или 30 стопа из воде. Највећа - гаргантуанска склопка опремљена степеништем, цевоводима, витлама, шуповима, резервоарима и сателитским прибором - спуштала се 100 стопа или више. Хеликоптери су зујали један од другог, бацајући посаде. Риболовни су бродови поскакивали свуда: на платформи су магнетни магнети. Неке се рибе скривају од грабежљиваца, а друге како би нахраниле организме који су платформу направили код куће.
Прва платформа коју смо посетили, 42-Ц, било је захрђало жуто чудовиште удаљено 16 километара од обале у око 100 метара мутне зелене воде. Сједио је на три масивне ноге, његових девет добро стабљика, дебелих као корисни стубови, који се пробијао кроз средину перона. Отоци од два метра опрали су се низ њену водену линију, откривајући највиши слој онога што су научници тражили: наборану кору барунака дебљине шест центиметара. Ацревман је тешким конопом везао структуру.Адивер, Сам Салво, завукао се преко њега и причврстио јарко жуту сигурносну линију на једну ногу око 20 стопа. Раинеи је имао велике наде. "Овде је толико микроба", рекао је са леђа. "Половина онога што они врате биће ново у науци."
Људи већ дуго искориштавају моћне хемикалије које производе морска створења. У царском Риму историчари нагађају, Неронова мајка, Агриппина млађа, утрла је пут владању свог сина, вежући храну несретних рођака отровом извученим из шкољки без шкољке познат као морски зец. На хавајском острву Мауи домородачки ратници бацали су копља у смртоносни кораљ плимног базена; непријатељи су подлегли ако су били толико покрадени.
Научници су с неким успехом истражили такве историјске трагове. Издвојили су низ снажних токсина из Долабелла аурицулариа - морског зеца који је највероватније био извор отрова који је отпустио Неронове ривале. Данас, истраживачи, укључујући групу са Државног универзитета у Аризони, истражују једињења, названа доластатини, због њихових потенцијалних антиканцерогених својстава. Хемичари су такође открили можда још отровније једињење - палитоксин, из меког кораља Палитхоа токица, вероватно на организам који је Хавајске ратнике користио смртоносно. Истраживачи са Универзитета Харвард, Северозападни и Рокфелер покушавају да утврде потенцијал овог једињења.
Посао који је током година урађен у лековитој ботаници био је главни подстицај за морску биолошку претрагу. Више од 100 важних лекова потиче или као директни екстракти или синтетички редизајни биљних молекула, укључујући аспирин (из коре врбе), дигиталис (из листопадне листопадне биљке), морфиј (из опијумских макова) и антималаријски лек кинин (из коре стабло цинконе).
Истраживачи су у великој мери превидели океане као извор лекова све до појаве технологије за роњење, која је први пут тестирана 1943. године. Међу пионирима биолошке претраге у мору био је и Паул Сцхеуер, органски хемичар и избеглица из нацистичке Немачке, који је завршио на Хавајском универзитету у Маноа 1950. године. Почео је да скупља, идентификује и проучава задивљујућу лепезу организама - нарочито меких, седећих створења. Оно што је заинтригирало Сцхеуера и друге је да су, иако таква створења нису имала очигледан одбрамбени механизам против грабежљиваца - без зуба, канџи, пахуљица за бекство или чак од чврсте коже - успевала. Сцхеуер и други претпоставили су да организми имају снажне хемијске одбране које би се људима могле показати корисним, па су започели потрагу за једињењима испробаним и истинитим методама биохемије: мљевењем узорака, растварањем материјала у разним растварачима, а затим тестирањем добивених екстрактима за низ својстава, укључујући способност убијања бактерија, реакцију са нервним ћелијама или нападање малигних ћелија.
До 1970-их, амерички Национални институт за рак (НЦИ) и други истраживачки центри почели су финансирати експедиције широм света ради прикупљања морских узорака. До сада је НЦИ прегледао десетине хиљада морских екстраката, а институт и даље прима отприлике 1.000 организама из поља сваке године. Давид Невман, хемичар из НЦИ-јевог програма за природне производе, каже да је масовно премјештање материјала потребно јер само један од сваких неколико хиљада састојака показује било каква обећања. „Могли бисте очекивати да ћете се боље вратити играјући Повербалл“, каже Невман. "Али са дрогом, када је удариш, погодиш је великом."
Неки научници кажу да ће се напоран процес идентификације и испитивања морских једињења знатно убрзати. Аутоматизиране хемијске сонде потражит ће занимљиве дијелове генетског материјала у шаржи морске воде или приземне спужве; тада, размишљања иду, технике копирања гена омогућит ће истраживачима да створе обиље било којег једињења за које је ген одговоран. "Сада имамо више начина да пронађемо генске кластере који производе ове материје и клонирамо их тако да могу произвести више", каже Билл Гервицк, морски биохемичар са Универзитета Орегон Стате, који проучава плавозелене алге са Кариба и јужног Тихог океана. Недавно је молекуларни биолог Цраиг Вентер, председник Института за биолошке енергетске алтернативе, започео секвенционирање ДНК сваког микроба у Саргассо Сеа, региону Атлантског океана.
Већина "открића" не пропада, било зато што резултати епрувете не преводе на проблеме у стварном свету или корисна једињења такође могу произвести штетне споредне ефекте. Као резултат, можда само једно или два од сваких стотина једињења која достигну фазу предклиничког тестирања даје потенцијални лек - после негде између 5 и 30 година. "И лепота и пропадање ових једињења је у томе што су им егзотична и компликована", каже Цхрис Иреланд, морнарички хемичар са Универзитета у Јути.
Део једињења која су изведена из морских извора тестира се у клиничким испитивањима: једно такво једињење, трабектедин, издвојено је из Ецтеинасцидиа турбината, медитеранског и карипског плашта, чије колоније личе на прозирно грожђе наранџе. Фармацеутска компанија са седиштем у Шпанији, ПхармаМар, тестира лек Ионделис из овог једињења на неколико врста рака. Друго једињење, контигнастерол, извор је потенцијалног лечења астме коју је развила канадска компанија Инфлазиме. Лек, заснован на материји која се налази у пацифичкој спужви, Петросиа цонтигната, наводно производи мање нуспојава од постојећих лекова и може се прогутати уместо инхалирати.






У Сједињеним Државама је лек који потиче од мора, који је интензивно тестиран за лечење хроничног бола, Приалт. Заснована је на отровима типичног конуса пухача, чији отровни штапићи у облику харпуна могу да паралишу и убију рибу и људе. Најмање 30 људи је умрло од напада конуса. Биохемичар Балдомеро Оливера са Универзитета у Јути, који је одрастао на Филипинима и као дечак је сакупљао шкољке конусних пужева, спровео је истраживање које је довело до открића лека. Он и његове колеге извукли су пептид из отрова Цонуса магуса (конча магичара). "Мислила сам да ако су ови пужеви толико снажни да могу да паралишу нервни систем, мање дозе једињења из отрова могу имати корисне ефекте", рекла је Оливера. „Конусни пужеви су од изузетног интереса јер су молекули које праве врло мали и једноставни, лако се могу репродуковати.“ Ирска фармацеутска компанија Елан у јануару је објавила да је завршила напредна испитивања на Приалту у Сједињеним Државама. Лијек, дјелујући на нервне путеве ради ефикаснијег блокирања боли од традиционалних опијата, чини се да је хиљаду пута јачи од морфијума - и, кажу истраживачи, недостаје овиснички потенцијал морфија и показује смањени ризик од промјене споредних ефеката. Један истраживачки субјект, мушкарац из Миссоурија у својим тридесетима, који је патио од ретког карцинома меког ткива од своје пете године, известио је научнике из Истраживачког медицинског центра у Кансас Цитију да се његова бол смањила у року од неколико дана од примања Приалта. Око 2.000 људи је примило лек експериментално; Елан планира да податке достави ФДА на преглед и могуће одобрење Приалта, а одлука се очекује већ следеће године. Други истраживачи истражују потенцијал отровних коњушара, чији састојци могу бити и до 50.000, у лечењу нервних система као што су епилепсија и мождани удар.
За два антивирусна лека која се већ налазе на тржишту могло би се рећи да су инспирисана хемијом морских производа: Ацицловир, који лечи херпес инфекцијама, и АЗТ, који се бори против вируса АИДС-а, ХИВ-а. Ти лекови се могу пратити до нуклеозидних једињења која је хемичар Вернер Бергманн изоловао из карипске сунђере, Цриптотхеца црипта, 1950-их. „Ово су сигурно прве морске дроге“, каже Давид Невман.
Морски производи који нису лекови већ су на тржишту. На пример, две есенцијалне масне киселине које се налазе у мајчином млеку такође производе морска микроалга, Цриптоцодиниум цохнии. Произвођачи формуле новорођенчади користе неке супстанце добијене алгама у неким производима. Ензим синтетизован из микроба који се налазе у подморским хидротермалним отворима показао се врло ефикасним у смањењу вискозитета подземне нафте - а самим тим и повећавању приноса нафте. Произвођачи аутомобила већ користе једно једињење, на основу лепкова које је направила обична плава дагња, како би побољшали пријањање боје; затварање рана без шава и фиксати за зубе су друге могуће примене. Нове сорте вештачких коштаних трансплантата, добијене од приземних корала, поседују порозност која прецизно опонаша људску коштану ткиву. Скупина једињења са анти-упалним својствима која се називају псеудоптеросини екстрахирана је из карипског горгонија (меки кораљ) и укључена је у крему против бора коју продаје Естее Лаудер.
Са пољем хемије морских производа који показује такво обећање, појавила се нова раса хибридног научника: хемичари за роњење. Они углавном проводе половину времена тресајући чаше у лабораторији, а друга половина стругајући чудним погледом на подводне стијене. Јим МцЦлинтоцк, универзитет Алабама, морнарички еколошки еколог у Бирмингхаму, прикупља дно становнике у водама крај Антарктика. Тамо напредује можда неочекивана разноликост организама, само са више од 400 врста сунђера. Да би истражили то окружење, МцЦлинтоцк и његови истраживачи морају да изваде ледени морски отвор дебљине осам до десет стопа ланчаним тестерама, бушилицама или чак динамитом. Носе ронилачку опрему од 100 килограма, укључујући посебне врсте супер изолованих ронилачких одијела, познатих као суха одијела, и спуштају се у дубоке, уске рупе - често са само два инча зазора испред носа. У овом херметичном свету вода може изгледати као црна или сјајно осветљена, у зависности од тога колико снега покрива лед изнад главе. Леопардови туљани, предаторски органи од 1.000 килограма који прождиру пингвине и друге туљаве, могу показати занимање за рониоце. Мц-Цлинтоцк се сјећа како је видио како се бехемотх нагло пуни и израња кроз пукотину у леду да би прешао на врх истраживача. „Покушавам да останем ван ланца исхране“, каже он. На Универзитету у Алабами, МцЦлинтоцков колега, молекуларни биолог Ериц Сорсцхер, прегледава антарктичке организме ради једињења; идентификовао је неколико који се могу тестирати на лечење цистичне фиброзе. Фармацеутска фирма са седиштем у Пенсилванији Виетх недавно је открила антибиотска и антиканцерогена својства у екстрактима с антарктичких сунђера и плашта.
Тропске воде представљају своје опасности. Билл Гервицк, који плаво-зелену алгу коју проучава назива „рибњачким муљаром“, каже да његови примерци преферирају исте замрачене увале погодоване убодима медуза, морским крокодилима и морским псима. Његов колега, Пхил Цревс, хемичар природних производа на Калифорнијском универзитету у Санта Црузу, људе сматра претњом. У Новој Гвинеји 1999. године, мештани, у страху да ће научници напасти риболовна места на њиховом острву, напали су посаде копљима и праменовима. Други пут, банда за митраљеске руке младих индонезијских војника укрцала се у истраживачки брод Цревс и тражила новац. "У основи", каже Цревс, "дошли смо с довољно готовине."
Идентификовао је више од 800 једињења у тропским спужвама. Један обећавајући извор супстанци против рака су једињења која се називају бенгамиди, након лађије Фиџи Бека (изговара се „Бенга“), где су посаде сакупиле оригиналне примерке. Гервицк је изоловао супстанцу коју је крстио калкитоксин, из алги сакупљених на карипском острву Курацао; каже да има потенцијал као лечење неких неуродегенеративних поремећаја и вероватно рака, као и за контролу боли.
Технологија отвара дубоко море биопроспекторима. У прошлости, биолози који су се надали да ће узети узорке из воде дубоке чак 3.000 стопа могли би учинити нешто више од потонућа мрежа за вучу и надати се најбољем, каже Ами Вригхт, органска хемичарка из Океанографске институције Харбор Бранцх у Форт Пиерцеу на Флориди. Али од 1984. године, Рајт је сакупљао изнутра Јохнсон-Сеа-Линк-И и ИИ дубоководне подморнице опремљене роботским канџама и високопразни вакууми. Омогућили су јој да окупи осјетљиве морске обожаватеље и мноштво других организама нетакнутих, углавном са Атлантика и Кариба. "Увек је изненађење", каже она. Спој са карипске сунђере, Дискодермија, „сада је у клиничким испитивањима за лечење карцинома панкреаса и других карцинома“.
Дубоко море појавило је водеће кораке у потрази за океанским лековима. Фирма за биотехнологију са седиштем АСан Диего, Диверса, објавила је пре две године да су њени научници секвенционирали геном Наноарцхаеум екуитанс, необичног организма прикупљеног из морског дна северно од Исланда. Организам, мањи и једноставнији и са мање ДНК од било које познате бактерије, проучава се као могућа минус, жива фабрика за производњу морских хемикалија. „Можемо искористити оно што научимо од Наноарцхаеоте да смислимо нешто веома основно: који су гени неопходни и без којих не можемо“, каже Мицхиел Ноордевиер, истраживач из Диверса. "Ово је најмањи геном који је икада пронађен."
Одједном се ескадра плавих риба, конвергирајући се у нахрањивање, напукнуо из таласа и почео пуцкетати на површинама набреклих - подсећање на задивљујућу разноликост морског живота око нафтних платформи Мексичког заљева. Неколико минута касније рониоци су се појавили један по један и успињали се на палубу - управо на време. Оно што је изгледало као да је плавокоса морског пса лепршала у води 100 стопа од десног бока. Извукли су врећицу са примерком из воде и стали на сто.
Оно што је испливало из торбе величине веша било је језиво. Усред матрице разноврсних, аглутинованих баркана - њихове се шкољке отварају и затварају, радећи прековремено у ваздуху - израстале су сићушне црвасте глисте; низови телесто корала, разгранати се попут минијатурних рогова Царибоу; и хидроиди, организми који се хране филтрима налик папрати. Јуан Лопез-Баутиста, стручњак за алге експедиције, пробијао се кроз запетљану масу дугим пинцетама, издишући летеће мрље љубичасте и зелене боје. Свака ситна тачкица, рекао је, вероватно садржи неколико врста алги. Ситне ракове, крхке звијезде, амфододи попут шкампи и њежни, зелени морски црви искакали су се из блатне топове. Нешто веће се помиловало са погледом. Раинеи се брзо повукла. Свијетли црвени чешљани црв, створење налик стотинки и шиљато бодљикавим отровима који извирују из његовог тијела дугачког шест центиметара, спустио се на палубу. "Не дирајте то", рекао је. „Болиће као пакао. У најмању руку. "Замахнуо је четкицом дугим пинцетама и опрезно је ставио у теглу, говорећи:" Нарежићемо ти црева и видети какве микробе имаш. "
Истраживачки тим није успео да пронађе ни једно створење које су посебно тражили: бујола бугула неритина, малени, шиљасти водени организам који изгледа као комад маховине величине четвртине. Добија се једињење које се тренутно тестира као лек против рака; ово једињење првобитно је идентификовао Џорџ Петтит, органски хемичар са Универзитета у Аризони, који је сакупљао бриозане са западне Флориде. Открио је да једињења из Бугуле показују антиканцерогена својства, а 1981. је изоловао једињење које је крстио бриостатин. Лабораторијским тестовима откривено је да напада различите малигнитете. Тренутно је у току напредних покуса на људима у Сједињеним Државама, Канади и Великој Британији.
Више од две деценије након Петтитиног открића, научници на Харварду и у Јапану синтетизовали су мале количине сложеног молекула, што је велика потражња. Истраживачи у Калифорнији открили су популацију Бугуле која расте на нафтним платформама Западне обале. Тим се надао да ће наћи залив Бугула у Заливу. Али не данас.
Рано следећег јутра, како се дан ведрио, морски је плутао у мирном мору поред 82-А, велике платформе која лежи 27 миља напољу у бистрој плавој води. Рониоце смо могли видјети 20 стопа доље. Португалски ратни мушкарац је лебдио; школе храњења рибом, које се простиру на све стране можда пола јутара, блистале су на површини. Баррацуда дугачка преко стопала крстарила је истрагом. Тада су рониоци почели да се поново разилазе; за неколико минута сви су се попели на брод. Ово време је такође било заслепљујуће - екстравагантне ружичасте шкољке, шиљасти морски јежери величине пола долара и простирке онога што биолози називају „смечом“, гомиле конгломерације бактерија и алги.
Следећа платформа, лежећи такође у плавој води, нудила је звонасте кораље, ситне љубичасто-беле боје хоботнице и - на крају - неколико нити наизглед неимпресивних црвенкастих маховина, вероватно тражену бриозоан Бугула неритину. "Морат ћемо причекати док се не вратимо у лабораторију", рекла је Раинеи. "Све ове ствари изгледају слично."
Када смо стигли до четврте платформе, вратили смо се у блатњаве воде, непрозирне блато реке Миссиссиппи, која такође може садржати загађиваче у распону од нафтног отпада и живе од емисија из електрана до сирове канализације. Можда најотровније за живот мора је хемијско ђубриво, испрано са узгајалишта узгајалишта. У ствари, многа окружења у којима је водни живот некада успевао, једноставно су нестала; естуарији и увале дуж већег дела обалних Сједињених Држава одавно су биле напуњене или на други начин уништене. Иронично је да нафтне платформе удаљене од обале могу представљати посљедњу најбољу наду за неке морске организме.
Поток је стигао до последњег локалитета, 23-ЕЕ, баш када се с југа дигао јак ветар. Посада је пловило причврстила за постројење, али Спрее није остао спреман; ветар и супротна северна струја превалили су нас на нашем привезишту. Шта да радим? Рониоци су рекли да могу избјећи да их сруше чамци за бацање - али само ако могу разабрати пловило одоздо, што није било вјероватно. Око 60 стопа ниже, видљивост би била нула. Ипак нико није хтео да одустане. "Па, шта је најгоре што се могло догодити?", Питао је један ронилац. „Изгубили смо се или умремо.“ Сви се нервозно смеју.
"Па, ако се изгубите, потражит ћу вас", рече капетан Франк. „Барем неколико сати, у зависности од тога колико новца сте оставили у новчанику.“ Више узнемирен смех.
„Шта је са површинским узорком?“ Упита Раинеи.
"То је никако", рекао је Марк Миллер, један од ронилаца. Бијели оштри четвероножни бубњићи прилијепљени су уз ноге платформе, који су били обасјани неколико центиметара оштрим шкољкама шкољки.
"Напустимо ово", рекла је Раинеи. „Не вреди ризиковати.“ Можда је микробиолог који се не мота, али је поштовао снагу океана. Без обзира на то што је та слина била обећавајућа, требало би сачекати још један дан.