Эрик Дрекслер - Безграничное будущее: нанотехнологическая революция

Если создание и мониторинг защитников экосистем, по-видимому, сопряжены с большими трудностями даже только для того, чтобы просто отсеять чужеродные виды, представьте, какие разрушения окружающей среды эти виды могут вызвать. Незадолго до Второй мировой войны южноафриканский вид огненного муравья был случайно завезен в Соединенные Штаты. Сегодня на зараженных территориях может быть до пятисот этих муравьев на квадратный фут. «The National Audubon Society»— принципиальный противник безответственного использования пестицидов — вынуждено было прибегнуть к опрыскиванию своих островов-убежищ возле города Корпус-Кристи, когда они обнаружили, что эти муравьи уничтожили более половины детенышей вымирающего вида коричневого пеликана.

В Техасе было показано, что новые муравьи убивают местные виды муравьев, сокращая биоразнообразие. Сэнфорд Портер из USDA утверждает, что благодаря им «Техас может оказаться в центре подлинной биологической революции». Муравьи направились на запад и появились в Калифорнии. Без защитников экосистем или чего-то похожего на них экология во всем мире будет продолжать подвергаться угрозе неестественных вторжений. Люди открыли новые пути миграции организмов, и наша обязанность — защитить местные виды, ставшие вдруг уязвимыми.

Сегодня жизнь большинства людей не связана с землей, поскольку они заняты в промышленности 20-го века. В последующие годы ее заменят молекулярными системами, которые в большинстве своем действуют самостоятельно. Необходимости уничтожать землю будет меньше. А времени, доступного для восстановления земли, больше. Конечно, для этого потребуется использовать больше энергии.

Для восстановления разрушенных ландшафтов потребуются усилия и умение. Защитники экосистем могут выполнять работу по уничтожению мух и сорняков, с которой не могли справиться люди. Земля была очень сильно разворочена машинами, подчинявшимся поспешным действиям. Она может быть постепенно восстановлена терпеливыми руками, голыми, в перчатках или направляющими машины, способные восстановить разрушенную гору, не повредив почву.

Зеленые богатства, которые могут принести нанотехнологии, породили большие надежды у некоторых экологов. В своей статье в «Обзоре всей земли» Теренс МакКенна предполагает, что «это будет способствовать… ощущению единства и баланса природы и нашей собственной человеческой позиции в этом динамичном и развивающемся процессе». Возможно, люди научатся ценить природу больше, когда увидят ее отчетливее, потому что их глаза не будут затуманены горем и виной.

Наши тела заполнены сложными, активными молекулярными структурами. Когда они повреждены, здоровье страдает. Современная медицина может влиять на работу организма разными способами, но с молекулярной точки зрения она действует очень грубо. Молекулярное производство должно создать целый ряд медицинских инструментов и устройств с большими возможностями. Тело — это чрезвычайно сложный мир молекул. С помощью нанотехнологий мы научимся их ремонтировать.

Чтобы понять, что нанотехнологии могут сделать для медицины, нам нужно представить, как выглядит тело с молекулярной точки зрения. Человеческое тело можно рассматривать как верфь, строительную площадку и поле битвы для молекулярных машин. Оно функционирует замечательно хорошо, используя системы настолько сложные, что медицина до сих пор не понимает, как многие из них действуют. Неудивительно, что довольно часто это приводит к неудачам.

Молекулярные машины выполняют всю повседневную работу организма. Когда мы жуем и глотаем, эти движения совершаются с помощью мышц. Мышечные волокна состоят из пучков молекулярных волокон, которые сокращаются, скользя относительно друг друга.

В желудке и кишечнике молекулярные машины, которые мы называем пищеварительными ферментами, расщепляют сложные молекулы пищевых продуктов, образуя меньшие молекулы для использования в качестве топлива или в качестве строительных блоков. Молекулярные устройства в слизистой оболочке пищеварительного тракта переносят полезные молекулы в кровеносную систему.

В легких, молекулярные накопители, называемые молекулами гемоглобина, поглощают кислород. Сердце, приводимое в действие молекулярными волокнами, перекачивает в клетки кровь, наполненную топливом и кислородом. Мышцы сокращаются, расходуя их. В мозге они управляют молекулярными насосами, которые заряжают нервные клетки необходимой энергией. В печени они управляют молекулярными машинами, которые строят и разрушают целый ряд молекул. Так можно описать всю работу тела.

Тем не менее, каждая из этих функций иногда перестает работать из-за повреждения или врожденного дефекта.

Для роста, заживления и обновления тканей тело является строительной площадкой. Клетки берут строительные материалы из кровеносной системы. Молекулярный механизм, запрограммированный генами клетки, использует эти материалы для формирования костей и коллагена, для создания совершенно новых клеток, для обновления кожи и для заживления ран.

За исключением зубных пломб и других искусственных имплантатов, все в человеческом теле создается с помощью молекулярных машин. Они строят молекулы, в том числе и другие молекулярные машины. Они убирают старые или ненужные структуры, иногда используя для этого такие механизмы как пищеварительные ферменты, чья цель расщеплять сложные молекулы.

Во время создания ткани целые клетки движутся, подобно амебам: вытягиваются вперед, прикрепляются, подтягивая материал внутри себя, и освобождают прежнее место прикрепления. Отдельные клетки представляют собой активную структуру, состоящую из компонентов, которые могут быть разрушены или заменены. Некоторые молекулярные машины в клетке специализируются на уничтожении молекул, которые имеют признаки повреждения, что позволяет заменить их свежими молекулами, созданными в соответствии с генетическими программами. Компоненты внутри клеток образуют свои сложные связи за счёт самосборки, то есть за счёт прилипания к надлежащим партнёрам.

Способность восстановления уменьшается с возрастом. Зубы изнашиваются и крошатся и не заменяются; волосяные фолликулы перестают работать; на коже появляются морщины. Форма глаза становится более неподвижной, развивается дальнозоркость. Молодые тела могут быстро сращивать сломанные кости, делая их крепче, чем раньше, но остеопороз делает старые кости настолько хрупкими, что они ломаются при небольшом нажиме.