Структура биологической катастрофы

Структура биологической катастрофы может быть весьма замысловатой. В качестве иллюстрации приведу несколько цитат об одной потенциально опасной ситуации. (Из неё мы увидим, как давно появились биологические угрозы, — а значит, насколько зрелой уже является эта опасность.)

«Генный кризис начался летом 1971 года. В это время молодой учёный Роберт Поллак в лаборатории Колд-Спринг-Харбор (на Лонг Айленде, штат Нью-Йорк, США), руководимой Д.Уотсоном, занимался проблемами рака. Круг научных интересов Поллака был широк. Он не только вёл исследования, но и преподавал студентам биологию и выступал в качестве ведущего радиопрограмм, посвящённых обсуждению возможных злоупотреблений в бионауках, в частности, зарождающейся тогда генной инженерии.

И вот Поллак узнаёт, что в другой лаборатории (в Пало-Альто, в Калифорнии) у Поля Берга планируются эксперименты по встраиванию ДНК онкогенного (могущего вызывать раковые заболевания) вируса SV 40 в геном кишечной палочки. Последствия таких опытов? А не возникнет ли эпидемия рака (было известно, что почти безвредный для обезьян, вирус SV 40 вызывает рак у мышей и хомяков)? Начинённые опасными генами бактерии, плодясь миллиардами за сутки, по мнению Поллака, могли бы представлять серьёзную опасность.

Поллак тут же позвонил П. Бергу по междугороднему телефону и спросил его, отдаёт ли он себе отчёт об опасности экспериментов? Не станут ли бактерии с генами вируса SV 40 биологической бомбой замедленного действия?

Этот телефонный разговор и был началом той тревоги, которая охватила молекулярных биологов. Берг отложил свои исследования. Он стал размышлять, может ли реально E. Coli со встроенными в неё SV 40 вызывать рак? Мучительные раздумья мало что прояснили. Чёткого ответа не было из-за скудности сведений, имеющихся у специалистов в то время» [Чирков 1989].

«Некоторые доклады учёных (в Асиломаре, 1975) носили сенсационный характер. Так выяснилось, что в США в громадном масштабе был уже поставлен невольный эксперимент на человеке. Оказалось, что вакцина против полиомиелита заражена жизнеспособным вирусом SV 40. За 10 летний период, с 1953 по 1963 год эту заражённую вакцину привили примерно сотне миллионов детей. Причём проверка показала, что вирус SV 40 сохраняется в организме. Однако, к счастью, никакого увеличения частоты раковых заболеваний у этих детей выявлено не было» [Чирков

1989].

«Эдда Вест в своей статье "Полиомиелит", сообщает о связи вируса SV-40, которым заражались полиовакцины, с опухолями человека: "К концу 1996 г. десятки учёных сообщили об обнаружении вируса SV-40 в различных опухолях костей и мозга, которых стало больше на 30 % за последние 20 лет. Затем итальянские учёные обнаружили SV-40 в семенной жидкости 45 % и в крови 23 % здоровых доноров. Это означало, что SV-40, очевидно, передавался половым путём и от матери ребёнку. Вероятно, ныне этот вирус встроен в наш геном.»1 Другие опровергают эти данные. Однако отсюда видно, что развитие биотехнологий создаёт далеко неочевидные угрозы.

Уже сейчас биологическое оружие считается одним из самых дешёвых — стоимость причинения смерти им в расчете на одного человека несколько центов. С другой стороны, для производства современных реагентов вроде сибирской язвы в военных целях нужны большие защищённые лаборатории и полигоны. Оно может быть ещё дешевле, если учесть способность агента саморазмножаться. Теперь подержанный ДНК секвенсор можно купить за сумму от 200 долларов, и с каждым годом цена этих устройств падает в разы, а качество растёт. См. текст «Генетический хакер может создать биологическое оружие у себя дома»2, рассказывающий о человеке, не имеющем познаний в области биологии, который берётся вывести — и выводит — генетически модифицированную флуоресцирующую колонию дрожжей за небольшой срок и небольшую сумму денег. И затем делается предположение, что почти также просто можно было бы вывести некий опасный вариант.

Уже сейчас создание биологической супербомбы в тысячи раз дешевле, чем создания ядерного оружия сравнимой поражающей силы. Когда распространятся дешевые технологии производства произвольных живых организмов с заранее заданными функциями, цена изготовления такого оружия может упасть до несколько сотен долларов.

Часто говорят, что биологическое оружие не годится в военном деле. Тем не менее у него может быть особое назначение — как оружие криптоударов в тылу врага и как универсальное оборонительное оружие -машина судного дня.

Ещё одна опасность — это бессмертные линии раковых клеток вроде Hela. В природе известно только два вида передающегося рака — у собак и тасманийских дьяволов. Причём у собак он не смертелен, а у дьяволов приводит к полной гибели популяции. Про Hela известно, что она очень сильно заразила другие клеточные линии и что в процессе её 50-летнего исследования произошла определённая эволюция и приспособление этой клеточной линии к жизни in vitro и, возможно, к размножению в разных тканях.

4.3 «Саморазмножающейся» синтезатор ДНК

Биотехнологии могут потенцировать сами себя — то есть возможно возникновение промежуточных биологических форм, которые упрощают написание и выращивание новых вирусов. Например, это может быть культура бактерий, которая непосредственно переводит последовательность электрических сигналов в цепочку ДНК, или, наоборот, считывает ДНК и превращает эту информацию в цепочку вспышек света, которые может считывать компьютер. Само распространение такого устройства, которое можно назвать «бион», вместе с библиотекой генетических кодов (в цифровом виде) основных вирусов и белков было бы катастрофой.

 

4.4 Множественный биологический удар

Хотя распространение одной эпидемии, скорее всего, можно остановить, но эпидемию, вызванную несколькими десятками видами разнородных вирусов и бактерий, вышедших из-под контроля одновременно во многих местах земного шара, остановить невозможно даже технически, потому что в человека невозможно одновременно ввести несколько десятков разных вакцин и антибиотиков — он умрёт. Если вирус с 50 % летальностью был бы просто очень большой катастрофой, то 30 разнородных вирусов и бактерий с 50 % летальностью означали бы гарантированное истребление всех, кто не спрятался в бункеры. (аналогичный результат может быть от 100 разных организмов с 10 % летальностью.)

Множественный удар мог бы быть и мощнейшим средством ведения биологической войны, и «оружием судного дня». Но он может произойти и сам по себе, если одновременно произойдёт множество актов распространения биологических агентов — даже и случайных, например, в ходе активного «соревнования» биохакеров. Даже несколько по отдельности несмертельных агентов могут настолько ослабить иммунную систему человека, что дальнейшее его выживание станет маловероятным.

Именно возможность множественного применения биологического оружия делает его одним из самых значительных факторов глобального риска.

 

4.5 Биологические средства доставки

Чтобы представлять угрозу человечеству, биологическое оружие должно быть не только смертельным, но и заразным и легко распространяющимся. Генетические технологии дают огромные возможности не только для создания летального оружия, но и для создания способов его доставки. Не нужно обладать великой фантазией, чтобы представить себе генетически модифицированного малярийного комара, который может жить в любой среде и с огромной скоростью распространиться по всей планете, вводя при укусах некий биоагент. Или вошь. Или саранчу, заодно поедающую всё живое и распыляющюю споры сибирской язвы. Но у будущих биоконструкторов будет гораздо больше фантазии.

Однако и бактериологическую войну можно пережить в убежище, хотя заражение от неё может быть более длительным, чем радиоактивное. Кроме того, переход на «механические тела», загрузка сознания в компьютер и освоение нанотехнологий резко снижают уязвимость «человека» к любым биологическим ядам и агентам, однако сделают его уязвимым к другим саморазмножающимся агентам, таким как компьютерные вирусы и нанороботы.

В фантастике распространен образ атаки мутантов на последний человеческий бункер. Обычная радиация не способна порождать агрессивных мутантов. С другой стороны, в природе существует вирус бешенства (Neuroiyctes rabid), который влияет на поведение животных так, что они начинают его более активно распространять (укусами). Нетрудно представить себе более продвинутое изделие генно-инженерной техники, которое превращает любое животное в существо, агрессивно настроенное против человека. Сама фантастичность такого проекта может быть стимулом к его реализации, поскольку современная культура пропитана идеями про вампиров и зомби, возникающих в результате опытов в лабораториях (например, недавний фильм «Обитель зла»- «Resident Evil»). Иначе говоря, идея изготовить зомби-вирус могла бы быть привлекательным вызовом для биохакера. При этом заражённые люди и животные обладали бы достаточным умом и техническими средствами, чтобы взломать разные виды защиты.

Похожий сюжет был с терактами 11 сентября, когда выяснилось, что голливудские фильмы были не фантастическими видениями, а самосбывающимися пророчествами. Иначе говоря, культура способна превратить крайне маловероятный сценарий в важную цель.

 

4.6 Вероятность применения биологического оружия и её распределение

во времени

Я оцениваю вероятность того, что биотехнологии приведут к вымиранию человечества (в условиях, когда их эффект не перекрывается другими технологиями) в десятки процентов. Эта оценка основана на предположении о неизбежном широком распространении очень дешевых устройств, позволяющих создавать множество разнообразных биологических агентов, то есть на предположении о столь же широком распространении биопринтеров, как сейчас обычных компьютеров.

Перечислю свойства опасного биопринтера (дешёвой минилаборатории) ещё раз:

неизбежность возникновения,

дешевизна,

широкая распространённость,

неконтролируемость властями,

способность осуществлять разработку принципиально новых биоагентов,

простота применения,

разнообразие создаваемых объектов,

привлекательность как устройства для производства оружия (в духе вирусов индивидуального наведения) и наркотиков.

способность к саморепликации ключевых элементов, основанная на их биологической природе.

Я полагаю, что устройство, удовлетворяющее этим требованиям, будет состоять из обычного компьютера, пиратски распространяемой программы с библиотекой исходных элементов, и собственно биологической части биопринтера, которая будет генетически модифицированным живым существом, то есть способным к саморазмножению. (Плюс набор относительно доступного оборудования, вроде сосудов для химреактивов и система связи биологической части с компьютером.) Каналом распространения этого комплекта могут быть преступные сообщества, производящие наркотики. Поскольку компьютеры уже доступны, а программа, и сама живая часть биопринтера способны к неограниченному копированию, то цена этого устройства в сборе будет неограниченно мала, а привлекательность крайне велика, что сделает контроль за использованием очень сложным.

Кустарно изготовляемые биопринтеры — не единственный способ создать биологическую опасность. То же самое произойдет и при распространении неких стандартных компактных минилабораторий по биосинтезу (вроде ДНК-синтезаторов), или при сетевом производстве биологических компонентов, которое уже имеет место, когда ингредиенты заказываются в разных фирмах по всему миру.

Вероятность глобальной катастрофы с участием биопринтеров будет очень быстро возрастать по мере совершенствования таких устройств и их распространения, то есть мы можем описать плотность вероятности в виде некой кривой, которая сейчас соответствует малой, но уже не нулевой величине, а через некоторое время взмывает до очень большой величины. При этом интересна скорее не точная форма этой кривой, а то время, когда она начнёт резко расти.

Я оцениваю это время в величину порядка 10-15 лет от 2008 года (2018-2023 годы). (Независимая оценка дана сэром Мартином Рисом, который в 2002 году сделал ставку в 1000 долларов, что до 2020 года произойдёт биотерракт с миллионом жертв, хотя и надеется проиграть [Rees 2003].) Эта оценка основана на анализе планов индустрии по удешевлению полного распознавания человеческой ДНК — по этим планам, к 2015 году такое распознавание будет стоить около 1000 долларов. Эти планы предлагают некоторый набор перспективных технологий и экспоненциальную кривую удешевления, которая устойчиво соблюдается до настоящего момента. Если к 2015 году распознавание действительно будет стоить столько, то это будет означать, что будет создана ключевая технология по очень быстрому считыванию ДНК, и можно предположить, что такая же технология будет создана для дешёвого ДНК синтеза (фактически синтез проще, и технология уже есть). На основании этих технологий будет создана библиотека значений разных генов, что приведёт к взрывному пониманию принципов работы организмов, а развившиеся к тому времени компьютеры смогут моделировать последствия тех или иных мутаций. Всё вместе это позволит создать описываемый выше биопринтер. То, что рост плотности вероятности приходится, по моей оценке, на время около 2020 года, не означает, что уже сейчас какие-либо террористы не разрабатывают штамм очень опасных вирусов в разных лабораториях мира.

Вероятность применения биотехнологий, ведущего к глобальной катастрофе, может быть снижена следующими факторами:

Биоатаку можно пережить в убежищах.

Первая же серьёзная катастрофа, связанная с утечкой опасных биотехнологий приведёт к настолько драконовским мерам контроля, что их окажется достаточно для предотвращения создания или распространения биопринтера.

ИИ и нанотехнологии разовьются раньше, чем появится и распространится биопринтер.

Ядерная война или другое бедствие прервёт развитие биотехнологий.

Возможно, что биотехнологии позволят создать нечто вроде универсальной вакцины или искусственной иммунной системы быстрее, чем распространятся опасные минилаборатории.

К сожалению, имеется следующая неприятная цепь обратной связи, связанная с защитой от биологического оружия. Для лучшей защиты мы должны подготовить как можно большее число первоклассных специалистов по вирусам и вакцинам, но чем больше таких специалистов в мире, тем больше шансов, что один из них станет «террористом».

Кроме того, есть определенная вероятность создания биологической «зелёной слизи»1, — то есть неких универсальных всеядных микроорганизмов, способных с большой скоростью переварить в себя всю биосферу. Для этого надо собрать в одном микроорганизме свойства, имеющиеся по отдельности в разных микроорганизмах — способность улавливать солнечный свет, растворять и усваивать минералы, размножаться со скоростью кишечной палочки, заражать своими копиями, как вирусом, другие клетки, и ряд других — причём собрать не актуально, а потенциально, в виде участков ДНК и механизмов переключения между ними. Обычно такой сценарий не рассматривается, так как полагается, что микроорганизмы уже достигли абсолютной степени совершенства, а значит, если бы «зелёная слизь» была бы возможна, то она бы уже возникла. Однако до того как возникли эукариоты, тоже прошли миллиарды лет, и быть может, такая сверхбактерия тоже могла бы возникнуть только после десятков миллиардов лет естественной эволюции. Однако люди могут целенаправленно сконструировать её, может быть даже случайно — как средство борьба с отходами. Не обязательно сочетать все эти признаки в одном существе — одновременная атака несколькими видами «зелёной слизи» была бы неизмеримо опаснее. Есть мнение, что усилия по созданию полезных сельскохозяйственных культур, устойчивых к вредителями, может привести к возникновению «суперсорняка», способного вытеснить большинство естественных растений из их экологических ниш. Именно это событие является серьёзным риском при создании генетически модифицированных продуктов, а не то, что они окажутся несъедобными. Последнее гораздо проще обнаружить и предотвратить.

У.Уэллс описывает существующую в разновидность планктона (динофлагеллаты, ответственные за так называемы красные приливы), способную вырабатывать нейротоксины, очень малые дозы которых оказывают воздействие на человека, даже не вступавшего в непосредственный контакт с ними. Глобальное распространение такого планктона (генетически модифицированного или случайно возникшего в природе), споры которого были бы способны выдерживать высушивание, привело бы к глобальной катастрофе. Или можно представить себе генетически модифицированную бактерию, вырабатывающую прионы, например вызывающие болезнь куру или другие формы губчатого энцефалита. Такие прионы имеют очень большой инкубационный период, до 30 лет, а бактерия могла бы распространиться по всему миру и заразить прионами большинство людей до того, как опасные эффекты вырабатываемого ею приона стали бы заметны. Или некий биохакер может сделать малярию более адаптированной к северным комарам и другим видам комаров, кроме малярийного, что значительно увеличит число жертв. Не трудно придумать много таких сценариев, не вставая с дивана

Вывод: существует огромное множество способов применить биотехнологии во вред человечеству, и это множество пока ещё до конца не описано. Хотя каждое отдельное применение биотехнологий можно предотвратить или ограничить его последствия, дешевизна, секретность и распространённость этих технологий делают их злонамеренное применение практически неизбежным. Кроме того, многие биологические риски могут быть малоочевидными и отложенными во времени, поскольку сама биологическая наука ещё развивается. Широкомасштабное применение биологического оружия значительно опаснее и значительно вероятнее, чем классическая ядерная война.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
SQL - 48 | 0,122 сек. | 12.62 МБ