Рабочий скот науки: как лабораторные животные спасают жизни людей
«Подопытный кролик», «собака Павлова», «морская свинка»… Смысл этих выражений понятен даже людям, далеким от экспериментальных наук
Существование животных, предназначенных исключительно для научных и медицинских опытов, представляется многим из нас естественным и само собой разумеющимся. Между тем необходимость в специально выведенных для этой цели лабораторных животных возникла сравнительно недавно.
Сразу оговоримся: опыты на животных известны с античных времен. Именно они позволили знаменитому древнегреческому философу и теоретику медицины Алкмеону Кротонскому связать психику с головным мозгом и нервной системой в целом, а также заложить основы эмбриологии.
Великий Аристотель анатомировал морских ежей и изучал развитие зародыша в курином яйце. Знаменитый римский врач Гален препарировал собак, чтобы иметь представление о внутреннем строении человеческого тела. Не приходится сомневаться, что подобные опыты проводились в примитивных обществах и до возникновения древних цивилизаций. Живший в XVII веке доминиканский монах Ажилду да Эспиноса описал изготовление ядовитого зелья в африканской деревне на территории современного Конго: желая убедить европейского гостя в действенности яда, участники церемонии напоили им собаку, тут же скончавшуюся.
Долгое время для подобных целей ученым и медикам хватало тех животных — домашних и диких, — что были под рукой. Еще в XVIII веке, когда Луиджи Гальвани исследовал роль электричества в живых организмах, а Ладзаро Спалланцани изучал регенерацию частей тела у тритонов и улиток и ориентацию летучих мышей в темноте, материал для этих и других исследований черпался по мере надобности из природы.
Даже бурное развитие судебной токсикологии в первой половине XIX века поначалу ничего не изменило: смертоносное действие ядов проверялось опять-таки на бездомных собаках или обычных лягушках. Однако физиология и медицина стремительно развивались, животных для опытов требовалось все больше, городские улицы и пригородные болота уже не справлялись с растущим спросом.
К середине века царицей экспериментальной медицины стала микробиология. Для определения возбудителя очередной болезни и создания вакцины против нее ученому требовалось множество животных. При этом их приходилось долго выдерживать в карантине, чтобы исследователь мог быть уверен, что они не принесли изучаемую болезнь (или, напротив, невосприимчивость к ней) с собой. А для этого нужны были животные, родившиеся и выросшие в стерильных условиях лаборатории.
Избранники
Самым, пожалуй, популярным объектом в экспериментальной физиологии того времени были обычные лягушки — травяные и прудовые (вспомним хотя бы пристрастия тургеневского Базарова). Их ценили за поразительную живучесть и неприхотливость: лягушек можно держать в тесных ящиках, ничем не кормя неделями и даже месяцами (заботясь лишь, чтобы кожа амфибий не пересыхала), и им это никак не вредит. Казалось бы, лягушке на роду написано стать одним из главных лабораторных животных.
Но для того чтобы создать в лаборатории культуру (устойчиво воспроизводящуюся популяцию) лягушек, нам понадобятся довольно сложно устроенные террариумы с высокой влажностью воздуха, оборудованные обогревателями, укрытиями, обязательными водоемами и тренажерами. Кормить пленниц придется только живым кормом — они не видят неподвижные объекты.
Еще сложнее добиться размножения лягушек: в природе они мечут икру только раз в году, причем этот процесс запускается сложным сочетанием температуры окружающей среды, длины светового дня и физиологических циклов самой лягушки. Икра и появляющиеся из нее личинки-головастики развиваются в воде и довольно чувствительны к содержанию кислорода и температурному режиму. А покинув воду, головастик превращается в крохотного лягушонка весом всего в доли грамма. Для использования в экспериментах это существо нужно растить по крайней мере еще года два.
Понятно, что для массового разведения такие животные не годятся, и их проще по-прежнему ловить в природе и сохранять живыми в холодных садках. Так и делается до сих пор. И хотя у исследователей-физиологов лягушки уже не так популярны, как полтора столетия назад, они по-прежнему остаются самым распространенным объектом студенческих практикумов.
Итак, какими же качествами должны обладать кандидаты в лабораторные животные? Им предстоит жить на очень ограниченной площади. Они должны терпимо относиться к собственным сородичам, размножаться в любые сезоны, не нуждаться в каких-то особых условиях содержания. Ценятся высокая плодовитость и быстрое созревание, а вот крупные размеры животного снижают его шансы попасть в число лабораторных.
Немаловажное достоинство — дешевизна в содержании: научным учреждениям денег всегда не хватает, а животных нужно много. Уход за ними должен быть несложным, а сами они должны быть безопасны для работающих с ними людей. Наконец, жизнь в клетках и ящиках должна быть для них не просто терпимой, но вполне комфортной: если подопытные животные проводят свой век в состоянии хронического стресса, то полученным на них экспериментальным данным часто оказывается грош цена.
Удовлетворить всем этим требованиям не смог даже верный спутник человека — собака: она слишком велика, слишком медленно взрослеет, слишком дорого обходится. Зато, как только разведение подопытных животных в лабораториях стало массовым, на первые роли выдвинулись различные грызуны: мыши, крысы, хомячки.
Все они прекрасно живут в небольших, замкнутых, лишенных солнечного света пространствах в компании множества сородичей, питаются недорогими сухими кормами, обходятся минимумом воды. Когда-то именно эти особенности биологии позволили им освоить человеческие жилища и хозяйственные постройки. Кроме того, грызуны плодовиты и быстро взрослеют: через 5–7 недель после рождения домовая мышь уже может забеременеть, а еще через 20 дней на свет рождаются 5–7 зверьков следующего поколения.
