Трудно представить, чтобы жители Калифорнии или Флориды когда‑нибудь обрадовались появлению в небе ещё одного комара. Но в ближайшие дни, после того как отшумят общественные слушания и своё слово скажет Агентство по охране окружающей среды США, этих насекомых, возможно, начнут встречать едва ли не как санитаров. Материнская компания Google — холдинг Alphabet — через свою дочернюю лабораторию Verily просит разрешения выпустить в двух южных штатах до 32 миллионов комаров за два года. Звучит как начало фантастического романа, однако за заявкой стоит не безумный эксперимент, а многолетний научный поиск способа обезвредить самого опасного для человека комара без единой капли ядохимикатов. Всё решат ближайшие недели, а пока попробуем разобраться, как биология, помноженная на искусственный интеллект, способна перевернуть правила игры в вековой войне с крылатыми переносчиками болезней.
Маленький чёрно‑белый убийца и его безнаказанность
Комар Aedes aegypti — тот самый, с белыми отметинами на лапках и такого же цвета лирой на спинке, — давно заслужил репутацию идеального городского захватчика. В отличие от своих болотных сородичей, он не признаёт дальних перелётов над лесами и полями. Его стихия — подвал многоэтажки, горшок с засохшим цветком на балконе, забытое ведро у гаража. Ему хватает чайной ложки воды, чтобы вывести потомство прямо у вас под носом. И при этом самка Aedes aegypti отличается завидной наглостью: кусает она преимущественно днём, причём несколько раз подряд, пока не напьётся крови. Именно с этими незаметными укусами в человеческую кровь попадают вирусы, способные сломать тысячи судеб.
Всемирная организация здравоохранения давно бьёт тревогу: «Денге является одной из наиболее быстро распространяющихся вирусных болезней в мире». Сегодня до 400 миллионов человек ежегодно переносят лихорадку денге, и далеко не всегда всё заканчивается ломотой в костях и высокой температурой. Тяжёлая геморрагическая форма уносит жизни примерно 20 тысяч пациентов в год, причём больше половины из них — дети. А ещё этот же комар переносит вирус Зика, который во время эпидемии 2015–2016 годов заставил содрогнуться целые континенты: тысячи младенцев родились с микроцефалией — необратимым пороком развития мозга. Добавьте сюда чикунгунью, после которой суставы остаются разбитыми на месяцы, и картина складывается безрадостная.
Казалось бы, привычные средства — распылить инсектициды, осушить подвалы — должны работать. На деле же травить химией каждый тёмный угол бессмысленно и опасно. Комары быстро привыкают к отравам, а вместе с ними гибнут пчёлы, бабочки и десятки других полезных насекомых. Осушение всех уличных поилок для птиц и блюдец под цветами в масштабах мегаполиса тоже превращается в утопию. Именно поэтому учёные всё чаще говорят не о тотальном уничтожении комаров, а о том, чтобы поломать сам механизм их размножения. И здесь в игру вступает крошечный внутриклеточный союзник.
Бактерия, которая делает любовь бесполезной
История началась не в Кремниевой долине, а в тишине университетских лабораторий, где ещё почти сто лет назад обнаружили странную бактерию Wolbachia. Сама по себе она не представляет никакой угрозы для человека — в наших клетках жить не умеет. Зато с завидной лёгкостью прописывается в организмах насекомых, и примерно у 60 процентов всех видов членистоногих она уже есть. Aedes aegypti от природы лишён этой бактерии, и в этом учёные увидели лазейку. Если искусственно заразить самца Wolbachia, ничего страшного с ним не произойдёт: он всё так же будет летать, питаться нектаром и искать самку. Он даже не кусается — у самцов нет колюще‑сосущего аппарата, так что для человека они не опаснее тополиного пуха.
Вся драма разворачивается в момент спаривания. Когда такой заражённый самец встречает дикую самку, их генетический материал просто не может образовать жизнеспособный эмбрион. На микроскопическом уровне возникает цитоплазматическая несовместимость, и яйца, отложенные после такого союза, никогда не превратятся в новых комаров. При этом биологи подчёркивают: никто не вмешивается в ДНК самого насекомого, никаких чужеродных генов туда не вшивают. По сути, это естественный природный предохранитель, который исследователи лишь перенесли из одного вида в другой.
Профессор Скотт О’Нил, возглавляющий Всемирную программу по борьбе с комарами, в публичных выступлениях неизменно подчёркивает: «Wolbachia совершенно безопасна для людей, животных и окружающей среды. Она существует в естественных экосистемах повсеместно и не способна инфицировать позвоночных». Опыт многих стран подтверждает эти слова. В Бразилии, Сингапуре и Австралии после выпуска комаров с Wolbachia число заболевших денге сокращалось на десятки процентов. Люди просто реже сталкивались с голодными заражёнными самками. А доцент Университета Флориды Эрик Карагата, комментируя новую инициативу Google, честно признал, что старый арсенал почти исчерпан: «Традиционные способы борьбы — пестициды и осушение водоёмов — либо токсичны, либо малоэффективны». По его словам, бактерия Wolbachia давно зарекомендовала себя в подобных программах, и теперь вопрос в том, как доставить эту бактерию в каждый городской квартал. Именно тут за дело берётся инженерный гений Verily.
Фабрика комаров, дроны и искусственный интеллект
Если представить себе цех, в котором круглосуточно выращивают миллионы насекомых, картина скорее напомнит хирургический стационар, а не зловещую лабораторию. Процесс начинается с крошечных яиц, в которые под микроскопом вводят микрокаплю с бактерией Wolbachia. Затем из них выводят куколок — стадия, когда комары неподвижны и похожи на запятые. Вот здесь‑то и вступает в дело машинное зрение. Конвейер с куколками проносится под камерами высокого разрешения, и искусственный интеллект за доли секунды определяет пол будущего насекомого по размеру и форме брюшка. От точности этой сортировки зависит всё: если в партию случайно попадёт заражённая самка, она начнёт кусаться и передавать Wolbachia дикой популяции, что может смазать весь план подавления численности.
Инженеры Verily откалибровали алгоритм с такой дотошностью, что процент ошибок стремится к нулю. После сортировки самцов, которые и станут нашим «стерильным десантом», упаковывают в лёгкие контейнеры. Тут на сцену выходит логистика, основанная на больших данных. Картографическая платформа анализирует спутниковые снимки, данные о прошлых вспышках заболеваний, розу ветров и даже расположение подвальных окон. На основе этого расчёта строится маршрут: специальные грузовики выезжают в городские кварталы и через трубки‑дозаторы методично выпускают взрослых комаров порциями в строго заданных точках. В будущем не исключается и применение дронов, которые уже тестируют на Гавайях. Лайнус Апсон, который в своё время возглавлял проект Debug в Verily, в одной из публикаций на сайте компании написал: «Debug — это попытка понять, можно ли, объединив биологию и технологии, дать людям принципиально новые инструменты для решения глобальных проблем здравоохранения».
Собственно, Гавайи уже сегодня служат трогательной иллюстрацией того, как стерильные комары спасают не только людей, но и хрупкую природу. Там комары‑чужаки завезли птичью малярию, смертельную для местной алой птицы и’иви. Яркая, будто нарисованная алым фломастером, и’иви гибнет после одного‑единственного укуса в почти 90 процентах случаев. Чтобы не дать исчезнуть виду, с вертолётов каждую неделю сбрасывают по 250 тысяч стерильных самцов — методику ранее успешно испытали в Китае и в Мексике, где численность комаров на опытных площадках падала более чем на 80 процентов. Теперь этот подход хотят превратить в отлаженную высокотехнологичную услугу, доступную любому региону, измученному эпидемиями. Решение американского регулятора ждут буквально со дня на день, и если оно окажется положительным, 32 миллиона крошечных существ, созданных ради одной большой цели, навсегда изменят представление о том, как человечество может договариваться с природой.
Подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить новые статьи и ставьте нравится.
