Джей Берресон - Пуговицы Наполеона. Семнадцать молекул, которые изменили мир
Три разные молекулы — хинин, ДДТ и гемоглобин — связаны между собой через одну из самых страшных болезней. Кроме того, они являются типичными представителями тех групп молекул, о которых мы говорили в книге. Хинин — природное вещество растительного происхождения, которое оказало серьезное влияние на развитие цивилизации. Гемоглобин — тоже природная молекула, только животного происхождения. Кроме того, гемоглобин относится к полимерным молекулам, а полимеры, как мы видели, ответственны за важнейшие перемены в жизни человека. А на примере ДДТ хорошо видна дилемма, часто возникающая при использовании неприродных синтетических соединений. Трудно сказать, лучше или хуже был бы мир без синтетических веществ, которые появились на свет благодаря гению создавших их ученых.
Послесловие
Исторические события почти всегда имеют не одну, а несколько причин, так что было бы слишком большим упрощением объяснять все перечисленные в этой книге события исключительно структурой химических молекул. Но не будет преувеличением сказать, что структура химических веществ сыграла важную (и часто непризнанную) роль в развитии цивилизации. Когда химик определяет структуру ранее неизвестного природного вещества или синтезирует новую молекулу, влияние небольшого изменения структуры (перемещение двойной связи, замена атома кислорода на другой атом, замена боковой группы) часто кажется малозначащей. И только оглянувшись в прошлое, мы можем оценить силу того влияния, которое оказала эта небольшая замена.
Возможно, поначалу представленные в этой книге химические формулы казались вам сложными и ненужными. Надеемся, что постепенно они перестали быть для вас загадкой, и вы стали понимать, что строение молекул подчиняется определенным правилам. Но даже в рамках этих правил существует бесконечное разнообразие возможных химических структур.
Соединения, которые мы выбрали для иллюстрации важных и интересных событий в истории человечества, можно разделить на две группы. К первой группе относятся вещества природного происхождения, обладающие какими-либо ценными для людей свойствами. Потребность в этих веществах была причиной многих человеческих поступков в древности. В последние полтора столетия более важную роль стали играть вещества второй группы. Это синтетические вещества, созданные в лабораториях или на производстве. Некоторые из них, такие как индиго, являются абсолютными копиями природных веществ, а другие, такие как аспирин, представляют собой производные природных веществ. Однако среди них также есть вещества, которые являются совершенно новыми и не имеют аналогов в природе (например, ХФУ).
К этим двум группам можно добавить еще одну: молекулы, которые могут оказать огромное, но непредсказуемое влияние на развитие цивилизации в будущем. Сюда относятся вещества, созданные природой, но по заказу и под руководством человека. Генетическая инженерия (или биотехнология — неважно, каким термином назвать тот искусственный процесс, в результате которого в живой организм встраивается новый генетический материал) позволяет получить вещества, которых в природе никогда не существовало. Например, “золотой рис” — это генно-инженерный штамм риса, продуцирующий β-каротин (желто-оранжевый пигмент, которого много в моркови и в других желтых овощах и фруктах, а также в темно-зеленых листовых овощах)[27].
β-каротин
В организме человека β-каротин необходим для синтеза витамина А. Однако в рационе миллионов людей во всем мире, и особенно в Азии, где едят много риса, β-каротина недостаточно. Дефицит витамина А приводит к заболеваниям, которые могут закончиться слепотой и даже смертью. В рисе практически нет β-каротина, так что его искусственное добавление в зерно может иметь существенное значение для улучшения здоровья людей, для которых рис является основной пищей.
Однако у генетической инженерии есть и оборотная сторона. Хотя β-каротин встречается в природе во многих растениях, критики биотехнологии задаются вопросом: насколько безопасно встраивать эту молекулу в растения, в которых его никогда не было? Может ли эта молекула оказать негативное влияние на другие вещества, которые есть в этом растении? Не может ли она стать причиной аллергических реакций у некоторых людей? Каковы долгосрочные последствия от подобного вмешательства в природу? Кроме того, высказываются опасения по поводу того, что биотехнологическими исследованиями зачастую движет погоня за прибылью, а результатом подобных исследований может стать сокращение разнообразия сельскохозяйственных культур и глобализация сельского хозяйства. В этой связи нам следует быть чрезвычайно осторожными и осмотрительными, несмотря на все кажущиеся очевидные преимущества изменения природы в нужном человеку направлении. Как мы видели в случае ХФУ и ДДТ, многие химические соединения могут быть одновременно и полезными, и вредными, и вначале не всегда понятно, какой стороной обернется применение вновь созданного вещества. Вполне возможно, что люди создадут новые сложные химические молекулы, которые позволят выращивать лучшие сорта растений, избавиться от пестицидов и устранить болезни. Но может случиться так, что подобные манипуляции вызовут новые и совершенно неожиданные проблемы, которые будут угрожать существованию жизни на Земле.
Возможно, в будущем люди оглянутся назад и попытаются ответить на вопрос о том, какие же химические молекулы наиболее серьезным образом повлияли на нашу цивилизацию в XXI веке. Что они выберут? Природные гербициды, встроенные в генетически измененные сельскохозяйственные культуры и уничтожившие множество других растений? Или лекарства, поддерживающие наше физическое и психическое здоровье? Или, может быть, новые нелегальные психотропные препараты, с которыми связана террористическая деятельность и организованная преступность? Или токсичные молекулы, еще сильнее отравившие окружающую среду? Или вещества, открывающие доступ к новым и еще более эффективным источникам энергии? Или антибиотики, неограниченное применение которых привело к возникновению новых резистентных штаммов микроорганизмов?
Колумб не мог предвидеть последствий поисков пиперина. Магеллан не мог знать, к чему приведет его охота за изоэвгенолом. Шенбейн, несомненно, был бы крайне удивлен, если бы узнал, что полученная им из фартука супруги нитроцеллюлоза положила начало производству тканей и взрывчатых веществ. Перкин не мог предугадать, что его эксперимент приведет к производству не только красок, но также антибиотиков и других фармацевтических препаратов. Маркер, Нобель, Шардонне, Карозерс, Листер, Бакеланд, Гудьир, Хофман, Леблан, братья Солвей, Харрисон, Мидгли и многие другие, о ком мы рассказали, не представляли себе исторического значения своих открытий. Неплохая компания! Выходит, мы с вами не одиноки в своих колебаниях в выборе той самой молекулы, о которой наши потомки смогут сказать: “Это она изменила жизнь на нашей планете”.
Благодарности
Эта книга не появилась бы на свет без поддержки наших родных, друзей и коллег, и мы хотим выразить благодарность всем им: мы признательны за все замечания и комментарии, включая те, которые не смогли учесть.
Наверное, профессор Кон Камби из Университета Окленда в Новой Зеландии не думал, что, выйдя на пенсию, продолжит заниматься проверкой структурных диаграмм и химических формул. Мы благодарны ему за то, что он согласился это сделать, за его острый глаз и горячую поддержку нашей затеи. Если в тексте и остались ошибки, то исключительно по нашей вине.
Мы благодарим нашего агента Джейн Дистел (“Джейн Дистел литерари менеджмент”) за то, что она сочла интересными для других людей наши исследования связи между химическими структурами и историческими событиями.
Венди Хабберт, редактор из издательства “Тарчер/Патнэм”, сказала, что узнала много нового (о химии) в процессе редактирования нашей рукописи, но мы думаем, что сами узнали от нее гораздо больше. Благодаря ее требовательности материал предстал перед читателем не в виде набора разрозненных фактов, а как цельное повествование.
Наконец, мы восторгаемся любопытством и талантом ученых и естествоиспытателей, которые трудились до нас. Без их вклада в науку мы никогда не смогли бы узнать и полюбить эту увлекательнейшую область знания — химию.
Избранная литература
Allen, Charlotte The Scholars and the Goddess // Atlantic Monthly. January 2001.
Arlin, Marian The Science of Nutrition. New York: Macmillan, 1977.
Asbell, Bernard The Pill: A Biography of the Drug that Changed the World. New York: Random House, 1995.
Aspin, Chris The Cotton Industry. Series 63. Aylesbury: Shire Publications, 1995.
Atkins, P. W. Molecules. Scientific American Library series, no. 21. New York: Scientific American Library, 1987.
