Знание-сила, 2008 № 10 (976)

Загадочные верблюды

В конце 2007 года в Саудовской Аравии произошло несчастье. Разом и совершенно загадочным образом погибли 2000 верблюдов (по неофициальным данным — даже 5000). Верблюды мало употребляются сейчас в арабских странах по своему древнему караванному назначению, зато приобрели куда большую ценность как скаковые животные (они могут долго бежать со скоростью 45 километров в час, а недолго — даже 65), и гонки на верблюдах стали в Саудовской Аравии, Кувейте и эмиратах Персидского залива своего рода арабским эквивалентом западных ипподромов, с той разницей, что ставки здесь куда больше и достигают порой сотен тысяч долларов. Потеря ценных животных в таком количестве была достаточно серьезной, чтобы ею занялся сам министр сельского хозяйства. Причиной таинственной смерти могло быть либо заболевание, либо пищевое отравление, и после первой проверки врачи склонились ко второй гипотезе, однако для надежности послали материалы в Европу, на вторую, более тщательную проверку.

Вообще говоря, трудно было думать, что верблюды, прожившие в арабских странах столько миллионов лет, вдруг станут массами погибать от какой-то неизвестной болезни. Ведь приспособленность этих животных к местным условиям феноменальна. В этом отношении верблюд — просто чудо эволюции. Судите сами. В песчаных пустынях главное для выживания животного — способность долго обходиться без воды и способность ходить по песку. Для хождения и даже бега у верблюда имеются прекрасно приспособленные для песка широкие двупалые ступни, а для сохранения воды — целый набор особых биологических приспособлений. Их красные кровяные тельца имеют не круглую, как у других животных, а овальную форму, и это, как показали исследования, позволяет крови циркулировать по сосудам даже в обезвоженном состоянии. Кроме того, эти овальные кровяные клетки более устойчивы к разнице давления воды внутри и снаружи, что позволяет верблюду выпивать разом огромное количество воды (от 100 до 150 литров). Но верблюды приспособлены не только к большим перепадам водоснабжения, но и к другой пустынной особенности — большим перепадам температуры. Это единственные животные, у которых тело меняет температуру от 34 градусов ночью до 41 днем, и они не потеют при этом. Другие животные при таких перепадах погибают, а верблюд начинает потеть только после 41 градуса.

Потеет он тоже экономно. Испарение влаги происходит не с кончиков волосиков шерстяного покрова, а прямо с кожи, и это существенно повышает КПД охлаждения за счет испарения: верблюд может сохранять температуру тела, теряя меньше влаги, чем другие животные в тех же условиях. Кроме того, ноздри верблюда устроены так, что выдыхаемая вместе с воздухом влага собирается в нижней губе и попадает обратно в организм. Все это вместе позволяет верблюду сохранять достаточно воды в крови, даже если его ткани теряют 20 — 25% своей воды. Другие животные уже при потере 3 — 4% воды в тканях погибают от инфаркта, вызванного обезвоживанием и, как следствие, сгущением крови.

Но мало того, что с помощью всех этих приспособлений верблюд может до двух недель обходиться без воды, что незаменимо в пустыне, он также идеально приспособлен к ее климату. Короткая толстая шерсть верблюда отражает много солнечного света, защищая его не только от прямых лучей солнца, но также от того света, который в больших количествах рассеивается зернами песка. Длинные ресницы и волосы в ушах защищают от попадания песчинок в глаза и уши. Почки и мочевой пузырь чрезвычайно эффективно сохраняют воду: моча верблюда густа, как сироп, а кал настолько сухой, что его можно сразу бросать в костер для растопки. Даже бег верблюда когда двигается иноходью, выбрасывая обе ноги с одной стороны, а потом обе с другой, — и тот, как оказывается, наиболее эффективен именно на песчаной почве, позволяя ему не утопать в песке. Не случайно верблюды и стали сейчас скаковыми животными Востока.

Но, пожалуй, самую интересную особенность верблюжьего организма открыли иммунологи. Рассказ об этом открытии существует в двух версиях — легендарной и серьезной. Обе версии схожи в том, что открытие было сделано случайно. Согласно легендарной версии, студенты бельгийского иммуннолога Раймонда Хамерса попросили его дать им «что-нибудь интересненькое» для исследования, и он, желая отделаться, предложил им выделить иммунные антитела из имевшейся у него случайно в запасе крови верблюда. Согласно серьезной версии, Хамерс сам попробовал заменить в одном из своих экспериментов кровь мыши на верблюжью кровь. Как бы то ни было, оказалось, что кровь верблюда необычна не только свойствами своих красных кровяных телец, но и свойствами своих иммунных антител. Кроме антител обычного вида, имеющихся у других животных, у верблюдов есть еще один набор антител, много меньшего размера. Но дело не только в размере. Обычные антитела состоят из двух видов белков (их называют тяжелой и легкой цепью соответственно), между тем как антитела второго верблюжьего набора состоят только из белков одного вида (тяжелой цепи). Любопытно, что такая вторая система есть не только у одногорбых ближневосточных и северо-африканских дромадеров, но также у всех их родственников — бактрийских двугорбых верблюдов и южно-американских лам, альпак, гуанак и викуний. Это значит, что она возникла уже 50 миллионов лет назад, когда ветвь верблюжьих уже отделилась от других животных, но еще не разделилась на подгруппы.

Поскольку верблюжьи антитела второй системы состоят только из белков одного вида, они меньше обычных по размеру. Но главное в том, что их «рабочие концы» — те, которыми всякое антитело цепляется к чужеродному белку вируса или бактерии и помогает блокировать вредное действие этого патогена, — не имеют «пары» в виде белков легкой цепи, а потому лишены «клейкости». Эти концы способны цепляться к патогенам сами по себе, и если их отделить от остальной части антитела, получатся нано-антитела, в 10 раз меньше обычных антител, но такие же эффективные и к тому же не «склеивающиеся» друг с другом, как склеиваются отделенные концы обычных антител.

Эти две особенности — неклейкость и малые размеры — делают верблюжьи нано-антитела потенциально перспективным средством терапии, и они уже привлекли внимание исследователей в некоторых фармацевтических фирмах (использованию для терапии обычных антител мешают как раз их клейкость и большие размеры). Вдобавок верблюжьи нано-антитела оказались устойчивей обычных к высоким температурам, и это заинтересовало американские военные лаборатории, которые сейчас испытывают их в биосенсорах для борьбы с биотерроризмом в жарких условиях. Мюнхенский биохимик Х. Леонард соединил верблюжьи нано-антитела с флюоресцентными маркерами, чтобы прослеживать движение молекул в живых клетках.

Да, так от чего все-таки погибли тысячи этих замечательных животных в Саудовской Аравии? Исследования показали, что виной было действительно пищевое отравление — непривычный для верблюдов антибиотик, находившийся в сухих пищевых добавках. Бедные верблюды!