Проблема, попытка решения которой повлекла за собой такую цепь катастроф, является спутником нашего современного образа жизни. Задолго до появления человека Землю населяли насекомые — чрезвычайно разнообразные и легко приспосабливающиеся существа. С течением времени, после появления человека на Земле, некоторые насекомые, составлявшие лишь небольшой процент от более чем полумиллиона их видов, стали помехой людям как конкуренты в борьбе за пропитание и как носители болезней.
Насекомые — носители болезней — опаснее там, где люди живут скученно, особенно при плохих санитарных условиях, во время народных бедствий и катастроф, во время войны или в условиях крайней нищеты и лишений. Тут какая-то борьба с насекомыми становится необходимой. Однако, как мы скоро увидим, широкое применение химических средств не всегда эффективно и может даже ухудшить то самое положение, которое оно призвано исправить.
В условиях примитивного сельского хозяйства проблема борьбы с насекомыми почти не возникала. Она появилась с интенсификацией сельского хозяйства, когда под одну культуру стали отводиться огромные площади земли. Такая система привела к быстрому размножению некоторых видов насекомых. Выращивание одной культуры вступает в противоречие с принципами, на которых базируется природа. Природа внесла в ландшафт великое разнообразие, однако человеку захотелось упростить его. Он начинает разбивать преграды и нарушает равновесие, при помощи которого природа ограничивает распространение определенных видов. Одной из важнейших естественных преград является ограниченность места обитания для каждого вида насекомых. Ясно, что насекомое, живущее на пшенице, может быстрее размножаться на ферме, где выращивают только пшеницу, чем там, где пшеница перемежается с другими культурами, к которым это насекомое не приспособлено.
То же самое наблюдается и в других случаях. Примерно лет тридцать назад во многих американских городах улицы украсились рядами благородного вяза. Теперь эта красота находится под угрозой полного уничтожения, так как вязы поражены жучком, который вряд ли мог бы так размножаться и распространяться, если бы вязы составляли лишь часть разнообразной растительности городов.
Другой аспект современной проблемы борьбы с насекомыми нужно рассматривать на фоне истории геологии и истории человечества. Речь идет о распространении тысяч различных видов организмов на новые территории. Эта миграция, наблюдаемая во всем мире, была изучена и описана английским экологом Чарлзом Элтоном в опубликованной недавно книге «Экология вторжений». Сотни миллионов лет назад, во время мелового периода, разлившиеся моря перерезали многие земельные мосты между континентами, и все живые существа оказались заключенными, как говорит Элтон, в «огромные отделенные друг от друга естественные заповедники». Изолированные от себе подобных, они развились во множество новых видов. Около 15 миллионов лет назад, когда некоторые земельные массивы вновь соединились, эти виды двинулись на новые территории. Этот процесс миграции не закончен, он продолжается при значительной помощи человека.
Ввоз растений играет первостепенную роль в распространении насекомых, поскольку последние, как правило, перекочевывают вместе с растениями, а карантин — дело сравнительно новое и не вполне эффективное. Одно лишь Управление по распространению растений ввезло в Соединенные Штаты около 200 тыс. видов и разновидностей растений, собранных со всего света. Из тех примерно 180 главных видов вредителей растений, которые распространены в Соединенных Штатах, почти половина завезена па других стран, причем большинство их прибыло «зайцами» на растениях.
На новой территории, вдали от своих естественных врагов, мешавших их распространению на родине, растения и животные способны размножаться с невероятной быстротой. Поэтому не случайно, что наибольшее беспокойство нам причиняют вредители, завезенные из других стран.
Это вторжение вредителей растений на новые территории, как естественным путем, так и с помощью человека, видимо, будет продолжаться бесконечно. Карантин и массовая химическая обработка являются лишь дорогой ценой за отсрочку. По словам д-ра Элтона, нам «абсолютно необходимо не только найти новые средства борьбы с тем или иным растением или насекомым», но и хорошо изучить животный мир и его взаимоотношения с окружающей средой, что «поможет установить равновесие и подавить внезапные вспышки размножения и новые вторжения».
Многие необходимые знания уже имеются, но мы не используем их. Мы обучаем экологов в наших университетах и даже берем их на работу в правительственные учреждения, однако редко следуем их советам. Мы прибегаем к помощи смертоносного химического дождя, как будто нет других способов борьбы, тогда как в действительности их много, и наша изобретательность, если будет возможность, докажет, что их может быть еще больше.
Может быть, мы впали в гипнотическое состояние, которое заставляет нас принимать за неизбежное то, что плохо и вредно? Может быть, мы утратили волю и способность стремиться к хорошему? Как утверждает эколог Поль Шепард, сторонники подобных взглядов «идеализируют такое существование, когда лишь голова торчит на поверхности воды». Почему мы должны терпеть диету из слабодействующих ядов, жизнь в скучном окружении, среди существ, которые почти враги нам, среди шума моторов, которые чуть ли не сводят нас с ума? Кому хочется жить в почти пагубном для человека мире?»
И тем не менее нам навязывают такие условия жизни. Крестовый поход за создание химически стерилизованного, свободного от насекомых мира породил фанатический пыл у многих специалистов и большинства так называемых агентов по борьбе с насекомыми. Факты свидетельствуют, что люди, занимающиеся применением инсектицидов, наделены огромной властью и неумолимо ею пользуются. «Чтобы добиться выполнения своих приказов, бюрократы-энтомологи… действуют, как обвинитель, судья и присяжный заседатель, как податной чиновник, сборщик налогов и шериф, вместе взятые», — говорит Нили Тернер энтомолог из Коннектикута. Самые вопиющие злоупотребления остаются непроверенными ни федеральными органами, ни организациями штатов.
Я не хочу сказать, что химические инсектициды никогда не следует употреблять. Но я утверждаю, что ядовитые и биологически сильнодействующие химические вещества мы неосторожно предоставили людям, которые почти или совершенно не понимают, какой вред они могут принести. Мы заставили множество людей без их согласия, а зачастую и без их ведома, соприкасаться с этими ядовитыми веществами. Если в Декларации прав человека нет статьи, гарантирующей человеку безопасность от смертоносных ядов, распространяемых частными лицами или представителями государственных организаций, то это, конечно, только потому, что наши предки, несмотря на всю их мудрость и прозорливость, не могли и представить себе возникновение такой проблемы.
Я утверждаю далее, что мы допустили применение этих химических веществ без достаточного, а может быть, и вообще без серьезного предварительного изучения их воздействия на почву, воду, животный и растительный мир и на самого человека. Будущие поколения вряд ли простят нам отсутствие предусмотрительности в вопросе о сохранении целостности природного мира, составляющего основу всего живого.
Нам еще недостаточно известно, чем все это чревато. Нынешний век — это век специалистов, каждый из которых занят своей собственной проблемой и не задумывается или не хочет думать о всем комплексе, частью которого она является. Это век, в котором доминирует промышленность и в котором редко оспаривается право любой ценой заполучить лишний доллар. Когда общественность, столкнувшись с совершенно очевидными пагубными последствиями применения инсектицидов, начинает протестовать, ее кормят маленькими успокоительными пилюльками полуправды. Нам надо немедленно покончить с этими фальшивыми заверениями, с подсахариванием неудобоваримых фактов. Народу предлагают пойти на риск, необходимый по мнению тех, кто занимается борьбой с насекомыми. Народ и должен решать, хочет ли он и дальше идти по этому пути; а решать народ может только в том случае, если ему известны все факты. Как сказал Жан Ростан, «обязанность сохранить жизнь дает нам право знать».
3. Эликсиры смерти
Впервые в истории нашей планеты каждый человек соприкасается сейчас с опасными химическими веществами на протяжении всей своей жизни. Менее чем за два десятилетия их применения синтетические средства борьбы с вредителями настолько заполнили весь живой и неживой мир, что фактически их можно встретить повсюду. Они — в большинстве крупных речных систем и даже в незримо текущих подземных потоках по всему земному шару. Остатки этих химических веществ задерживаются в почве, куда они внесены лет десять назад. Они проникают и отлагаются в организме почти всех рыб, птиц, пресмыкающихся, домашних и диких животных; ученые, проводящие опыты над животными, убедились в почти полной невозможности отыскать существо, свободное от такого заражения. Их находят в рыбах, обитающих в далеких горных озерах, в земляных червях, в птичьих яйцах и в организме самого человека. Эти вещества накапливаются в организмах огромного большинства людей независимо от возраста. Они встречаются в материнском молоке и, вероятно, даже в тканях еще не родившегося ребенка.
Причиной всего этого является внезапное появление и невероятный рост производства искусственных или синтетических ядохимикатов для борьбы с насекомыми. Это производство является порождением второй мировой войны. В процессе разработки средств химической войны было обнаружено, что некоторые вещества, созданные в лаборатории, являются смертельными для насекомых. Открытие это не было случайным: насекомые очень широко использовались для испытания химических веществ, предназначенных для истребления человека.
В результате появилось, видимо, бесконечное множество синтетических средств истребления насекомых. Будучи созданными искусственно, путем изобретательных манипуляций молекулами, заменой одних атомов другими, а также изменением структуры молекул, они резко отличаются от более простых инсектицидов, применявшихся в предвоенные годы. В то время средства борьбы с насекомыми приготовлялись из природных минералов и растительных продуктов — соединений мышьяка, меди, свинца, марганца, цинка и других элементов; пиретрум — из сухих цветов хризантемы; никотин-сульфат — из некоторых растений, родственных табаку, и ротенон — из стручковых растений, распространенных в Ост-Индии.
Новые синтетические инсектициды отличаются своей огромной биологической активностью. Они не только очень ядовиты, но и способны включаться в большинство жизненно важных процессов, происходящих в организме, и оказывать на них опасное, а часто даже смертоносное действие. Как мы убедимся далее, они разрушают сами энзимы, функция которых состоит в защите организма от вредных воздействий, задерживают процессы окисления, являющиеся источником энергии для живого организма, нарушают нормальное функционирование различных органов и, наконец, могут положить начало медленному и необратимому изменению некоторых клеток, ведущему к пагубному исходу.
И тем не менее из года в год появляются все новые и все более смертоносные ядохимикаты, изобретаются новые способы их применения, в результате чего контакта с ними не удается избежать практически никому. Производство синтетических средств борьбы с вредителями в Соединенных Штатах резко возросло: с 124 259 тыс. фунтов в 1947 году до 637 666 тыс. фунтов в 1960 году, то есть более чем в пять раз. Всего этих продуктов продано на сумму, значительно превышающую 250 млрд, долларов, и это лишь начало осуществления колоссальных планов их производства.
Вот почему все мы должны заинтересоваться пестицидами. Если мы намерены жить с ними в тесном контакте, вводя их вместе с едой и питьем внутрь нашего организма, даже в костный мозг, то нам следует поближе познакомиться с их природой и силой их воздействия.
Хотя после второй мировой войны и произошел поворот от использования неорганических химических веществ в качестве пестицидов к удивительному миру углеродных соединений, тем не менее некоторые старые вещества все еще продолжают использоваться. Главным из них является мышьяк — основная составная часть самых разнообразных средств борьбы с сорняками и насекомыми. Мышьяк — очень ядовитый элемент, часто встречающийся вместе с рудами различных металлов и в очень небольших количествах в вулканических извержениях, в морской и ключевой воде. Человек давно знаком с ним. Поскольку соединения мышьяка в большинстве своем не имеют вкуса, еще задолго до Борджиа их начали использовать и используют до сих пор в качестве средства тайного отравления людей. Мышьяк содержится в печной саже и вместе с некоторыми ароматическими углеводородами делает сажу канцерогенной; это свойство сажи было открыто одним английским врачом около двухсот лет назад. Истории известны эпидемии хронического отравления мышьяком целых народов на протяжении длительных периодов времени. Зараженная мышьяком среда также являлась причиной болезней и гибели лошадей, коров, коз, свиней, оленей, рыбы и пчел. Несмотря на все это, мышьяковые растворы и дусты и по сей день широко применяются. На юге Соединенных Штатов, где борьба с вредителями хлопка ведется при помощи опрыскивания мышьяковистыми соединениями, пчеловодство как промысел почти целиком исчезло. Фермеры, применяющие длительное время мышьяк для опыления своих посевов, страдают хроническим мышьяковым отравлением; скот также травится в результате обработки посевов ядохимикатами, содержащими мышьяк. Облака мышьякового дуста, образующиеся в результате опыления посадок голубики, распространяются на соседние фермы, заражая реки, отравляя пчел и коров, вызывая болезни у людей. «Вряд ли возможно… обращаться с мышьяком более небрежно, совершенно не заботясь о своем здоровье, чем это делается в нашей стране на протяжении последних лет», — заявил специалист по раковым заболеваниям д-р Хупер (из Национального онкологического института). «Каждый, кто наблюдал за рабочими, занятыми распылением и разбрызгиванием ядовитых мышьяковых инсектицидов, не мог не удивиться почти полному отсутствию мер предосторожности».
Современные инсектициды еще более смертоносны. Подавляющее их большинство относится к одной из двух больших групп химических веществ. Одна группа, представителем которой является ДДТ, известна под названием «хлорированных углеводородов». Другая группа состоит из органических фосфористых инсектицидов и представлена достаточно хорошо известными малатионом и паратионом. Все они обладают одним общим свойством. Как уже упоминалось выше, все они имеют в своей основе атомы углерода, которые также являются неотъемлемыми строительными кирпичиками живого мира и поэтому называются «органическими». Для правильного их понимания мы должны проанализировать, из чего они состоят и каким образом поддаются (хотя они и связаны с основным химизмом всего живого) модификациям, превращающим их в смертоносные вещества.
Основной элемент — углерод — является тем элементом, атомы которого обладают почти безграничной способностью соединяться друг с другом, образуя цепи, кольца и другие структуры, а также соединяться с атомами других веществ. Невероятное множество различных живых существ — от бактерии до огромного голубого кита — обязано своим существованием этой способности углерода. Сложная молекула протеина имеет в своей основе атом углерода, так же как и молекулы жиров, углеводов, энзимов и витаминов, а также огромного большинства неживых веществ, поскольку углерод не обязательно символ жизни.
Некоторые органические соединения являются просто соединениями углерода и водорода. Простейшее из них — метан, или болотный газ, образующийся в природе посредством бактериального разложения органических веществ под водой. Будучи смешанным с воздухом в должных пропорциях, метан превращается в страшный «рудничный газ» в каменноугольных шахтах. Структура его удивительно проста; метан состоит из одного атома углерода, к которому присоединены четыре атома водорода.
Химики установили, что можно отделить один или все четыре атома водорода и заменить их другими элементами. Например, заменив один атом водорода одним атомом хлора, мы получим хлористый метил. Убрав три атома водорода и заменив их тремя атомами хлора, получим наркотическое вещество — хлороформ. При замене всех четырех атомов водорода атомами хлора получается четыреххлористый углерод, известный как моющее средство.
Описанные выше изменения основной молекулы метана в простейшей форме показывают, что представляет собой хлорированный углеводород. Однако этот пример — лишь слабый намек на сложность химического мира углеводородов или операций, посредством которых химик-органик создает бесконечное разнообразие материалов. Ведь вместо простой молекулы метана, в состав которой входит лишь один атом углерода, он может работать с молекулами углеводородов, состоящими из многих атомов углерода, расположенных кольцами или цепями (с боковыми цепями и разветвлениями), удерживающих подле себя посредством химических связей не только простые атомы водорода или хлора, но и самые разнообразные химические группы. При внесении, казалось бы, небольших изменений меняется весь характер вещества. Так, например, большую роль играет не только что присоединяется к атому водорода, но и в каком месте. Путем таких искусных модификаций создается множество необычайно сильных ядов.
ДДТ (сокращенное название дихлордифенилтрихлорэтана) был впервые синтезирован немецким химиком в 1874 году, однако его свойства как инсектицида были открыты лишь в 1939 году. Почти немедленно ДДТ был признан эффективным средством борьбы с болезнями, передаваемыми насекомыми, средством, которое в состоянии дать фермерам возможность быстро одержать победу в их войне с вредителями полей. За это открытие ученый Пауль Мюллер (Швейцария) получил Нобелевскую премию.
В наши дни ДДТ используется настолько широко, что многие совершенно забыли о его вредоносности. По всей вероятности, миф о безвредности ДДТ покоится на том факте, что одно из первых его применений состояло в опылении во время войны одежды многих тысяч солдат, беженцев и военнопленных в целях борьбы со вшами. Многие считают, что, поскольку столь большое число людей не пострадало заметным образом от близкого соприкосновения с ДДТ, значит, это химическое вещество совершенно лишено вредоносных свойств. Это вполне понятное заблуждение происходит из-за того, что в отличие от других хлорированных углеводородов ДДТ в виде порошка с трудом поглощается через кожу. Однако, будучи растворенным в масле, как это обычно и бывает, ДДТ представляет собой токсическое вещество. Если его проглотить, то оно постепенно проникает через стенки пищеварительного тракта; оно может проникать и через легкие. Попав в организм, ДДТ накапливается главным образом в органах, богатых жировыми веществами (поскольку ДДТ сам растворяется в жирах), например в надпочечниках и щитовидной железе. Сравнительно большое количество ДДТ откладывается в печени, почках, а также жировых тканях больших предохранительных брыжеек, охватывающих кишки.
Накопление ДДТ начинается с проникновения в организм малейших его количеств (обычно вместе с пищей) и продолжается до тех пор, пока содержание его не достигнет довольно высокого уровня. Жировые склады в этом случае выполняют роль биологических усилителей. Так, если в нашей пище ДДТ содержится всего от 1/10 до 1 части на миллион, то в организме накапливается примерно 10-15 частей на миллион, то есть в сто раз больше. Этот факт, привычный и понятный химику или фармакологу, совершенно неизвестен большинству из нас. Одна часть на миллион кажется очень небольшим количеством — и, действительно, так оно и есть. Однако вещества, подобные ДДТ, действуют настолько сильно, что самое ничтожное их количество может вызвать огромные изменения в организме. При проведении опытов над животными было установлено, что доза в три части на миллион способна подавлять жизненно важный фермент в сердечной мышце; пять частей на миллион вызывали некроз или распад клеток печени. Подобное же действие оказывали всего лишь 2,5 части на миллион диелдрина и хлордана, родственных ДДТ.