Симбиоз Жемчужница – Лосось для продления жизни человека
История создания эликсира «Леюрус Арктика плюс»
Это первая статья из цикла, посвященная цепочке научных открытий доктора биологических наук Валерия Зюганова, которая привела его к созданию эликсира «Леюрус Арктика плюс».
В подготовке цикла мы опирались, с согласия авторов, на книгу «Симбиоз „Жемчужница — лосось“. Популяционный и биомедицинский аспекты» (© Valery v. Ziuganov, Maria v. Ziuganova, Moscow, 2014). Так как книга рассчитана на малакологов (раздел зоологии, посвящённый изучению мягкотелых, или моллюсков. — Прим «АН»), специалистов в области экологии, охраны природы, биологов широкого профиля, специалистов в области биомедицины, аспирантов и студентов соответствующих учебных заведений, то мы благодарны Валерию Зюганову за совместную работу по популяризации данного труда.
Вступление
На нашей планете жемчуг является одним из самых популярных драгоценных камней. На этот прекрасный биоминерал человек обратил своё внимание ещё в античные времена. Многие привыкли связывать его образование с морем. Однако мало кто знает, что на протяжении многих веков в России для украшения и царского двора, и крестьянских девушек жемчуг добывался из чистых северных рек. Он зарождался в мантии моллюска — речной жемчужницы Margaritifera margaritifera.
В Средние века никто и не мог представить, что в самом конце XX века обнаружатся противоопухолевые свойства жемчужниц. В те времена трудно было бы поверить, что в начале ХХI века появятся первые доказательства того, что секрет жабр лосося, в которых обитает симбионт — зародыш жемчужницы, будет благотворно влиять на онкологических больных, а также нормализацию иммунитета человека.
Первое знакомство
История моего первого знакомства с жемчужницей началась в конце августа 1986 года. Тогда, во время экспедиционного сплава на катамаране по одной из красивейших таёжных заполярных рек Кольского полуострова, я — 30-летний ихтиолог — случайно пропорол на перекате резиновый баллон при ударе об острый камень. Пришлось остановиться на незапланированную днёвку для починки плавсредства и ночевать рядом с местом аварии. Тот год был сухой и маловодный, река сильно обмелела, и многочисленные колонии моллюсков почти обнажились и были хорошо видны сквозь тонкий слой прозрачной воды. На ночь я поставил небольшую сеть на плёсе за перекатом и наутро обнаружил, что в нижнюю часть сети попался атлантический лосось (местное название — сёмга). С помощью портативного микроскопа «Биолам», который в походах всегда со мной, я увидел на жабрах рыбы розоватые пупырышки-цисты, внутри которых находились микроскопические (0, 05 мм) зародыши жемчужницы. Как позже выяснилось, эти зародыши используют рыбу как «суррогатную» мать, в «плаценте» которой они растут и развиваются. Очевидно, ночью самка моллюска выметала своих личинок (по латыни — глохидиев) на оказавшуюся рядом в сети сёмгу.
Первые исследования
Моё удивление от завораживающего зрелища в поле микроскопа хлопающих створками, как крыльями, эмбрионов жемчужницы было столь велико, что на следующий год мне удалось основательно подготовить исследовательский проект. Этот проект выиграл первый в истории Академии наук СССР мегагрант для научной молодёжи (1987 г.), что позволило организовать серьёзную экспедицию на ту же речку. Полевой отряд был экипирован всем необходимым научным оборудованием и укомплектован сотрудниками — специалистами в области физиологии и биохимии животных. И к осени 1987 г. в ходе экспериментального содержания лососей в садках в реке мы выяснили, что деградирующие после нереста лососи выздоравливают, если им искусственно внедрить в жабры нужное количество зрелых глохидиев жемчужниц.
Симбионт оказался просто благодетелем.
А далее в ходе работ 1988—2013 гг. развернулся проект при финансировании АН СССР — РАН — Минприроды — Минрыбхоза. Название проекта «Жемчужница — Лосось». Он включал в себя как фундаментальные исследования уникального симбиоза, так и практические действия по сохранению жемчужницы.
Позже мы обосновали организацию Варзугского жемчужно-лососёвого биологического заповедника областного статуса (действует в Мурманской области с 2001 года). В 1989—1991 гг. вывезли на вертолётах Ми-2 и Ми-8 крупную колонию из загрязнённой воды и расселили 35 тыс. жемчужниц по труднодоступным чистым речкам. Проект «Заповедник» и операция по спасению многотысячной популяции жемчужниц реки Пана были организованы совместно с фондом культуры СССР при личном активном участии заместителя председателя фонда Раисы Максимовны Горбачёвой (подробнее об этом мы расскажем в следующих номерах. — Прим «АН»). В конце ХХ века мы обосновали совместно с известным малакологом проф. Я. И. Старобогатовым из Зоологического института РАН, Санкт-Петербург, официальное включение всех видов российских речных жемчужниц в Красную книгу Российской Федерации.
Биология и проблемы восстановления
В части 1 данной книги мы рассмотрим биологию и проблемы восстановления моллюсков, относящихся к семейству настоящих жемчужниц (Margaritiferidae), большинство видов которых из-за перепромысла, загрязнений и разрушений биотопов ныне относятся к вымирающим.
Из всей группы лучше всего изучена европейская жемчужница M. margaritifera. Работы по исследованию её биологии ведутся с конца прошлого века. На 2013 г. опубликовано более 2, 5 тыс. работ. Помимо прикладного значения (биофильтратор, источник жемчуга) жемчужницы обладают рядом интересных особенностей, делающих этих животных объектом, достойным внимания биологов. В отличие от подавляющего большинства других пресноводных двустворок, которые живут в кальцинированной жёсткой воде, жемчужницы предпочитают жить в крайне маломинерализованной чистой воде с низким содержанием ионов кальция. В то же время они имеют тяжёлую массивную раковину с большим содержанием карбоната кальция. Ещё одной их особенностью являются необычайно длинный срок жизни — до 280 лет и огромная плодовитость при микроскопических размерах личинок.
Для сравнения, у других моллюсков — короткий (как правило, до 10 лет) срок жизни и низкая плодовитость при относительно крупных размерах личинок. При огромной площади ареала жемчужниц (восток и запад Северной Америки, Европа, Дальний Восток Азии) они предпочитают узкие пределы основных факторов среды и являются стенобионтными видами (имеющие узкий диапазон толерантности ко всем экологическим факторам среды. — Прим. «АН»).
Наконец, в отличие от многих других пресноводных моллюсков жемчужницы Margaritifera узкоспецифичны к видам рыб-хозяев, в которых происходят развитие и метаморфоз их личинок (глохидиев). Большинство (не все) видов жемчужниц приурочено только к лососям семейства Salmonidae.
Результаты исследований по биологии жемчужниц, разбросанные в разных работах, использовать в полном объёме весьма затруднительно. К тому же данные по биологии жемчужниц неполные. Так, не известны до конца круг хозяев, популяционная структура, пределы экологической толерантности, особенности эмбрионального и личиночного развития, систематика, иммунные взаимоотношения «глохидий — рыба», влияние фильтрационной активности на водоём. Наконец, отсутствует единая программа охраны и восстановления видов в России и других странах.
Нужно сказать, что большие запасы жемчужниц в настоящее время сосредоточены на территории России и по количеству особей, и по числу описанных видов. Вместе с тем для зарубежных специалистов почти вся информация об отечественных видах является «белым пятном». Кроме того, для биологически грамотного использования жемчужниц, включённых в Красные книги России и Международного союза охраны природы, необходима продуманная стратегия восстановления видов.
Выключить старение
В части 2 монографии анализируется уникальная ситуация, когда программа быстрого старения лососей семейства Salmonidae (прогерия) может выключиться под воздействием личиночного паразита жабр лосося — жемчужницы. В итоге предельные сроки жизни лососей рода Salmo — хозяев жемчужницы — достигают 13 лет. На примере системы «моллюск — рыба» будет выявлено, что паразит может ингибировать старение хозяина и стимулировать неспецифическую устойчивость к стрессам, т. е. регулировать продолжительность жизни.
Предполагается, что паразит нейтрализует старческие изменения в клеточной системе лосося. Исследование целебных биомолекул у глохидиев жемчужницы имеет хорошие перспективы, так как нейроэндокринная и иммунная системы у всех позвоночных животных (включая гомо сапиенс) построены по единому проекту.
Заключение
Предлагаемая работа написана на основе оригинального материала, полученного за длительный период исследований в группе экологиии эволюции биосистем Института биологии развития им. Н. К. Кольцова РАН и лаборатории экологии и эволюции биосистем Варзугского научно-исследовательского центра в лабораторных и полевых условиях, в экспедициях по Карелии, Ленинградской обл., Кольскому полуострову, Дальнему Востоку.
Я надеюсь, что результаты и гипотезы, изложенные здесь, окажутся полезными будущим исследователям этой группы животных, тем биологам, кто берёт на себя благородную задачу восстановления природы.
Аргументы Недели, Николай Тоноров (№ 32(625) от 16.08.18)