По уверениям экспертов и СМИ, в ближайшее время развернется массовое производство наноматериа-лов, а значит, наночастицы станут загрязнять окружающую среду. И кто знает, как это отразится на самочувствии живых организмов? Данные о том, как влияют наиболее «употребительные» наночастицы на обитателей водоемов, собрали воедино сотрудники Института проблем экологии и эволюции им. А.Н.Северцова РАН.

Обычно наночастицы плохо растворяются в воде, к тому же склонны образовывать агрегаты, и это снижает их потенциальную опасность — как для водных существ, так и для наземных, внутренняя среда которых тоже главным образом водная. Амебы, инфузории, ветвистоусые и веслоногие рачки могут захватывать вместе с пищей углеродные наночастицы. Не вполне понятно, способны ли эти частицы проникать во внутренние органы многоклеточных животных. Например, когда водные малощетинковые черви жили в среде, содержащей углеродные нанотрубки, меченные МС, метка обнаруживалась только в пищеварительном тракте, но не в других органах и тканях. Кстати, точно так же дело обстояло и у наземных дождевых червей.

Обычные фуллерены С60 проникают в икру рыбки данио, любимой экспериментаторами и аквариумистами, а вот гидроксилированные молекулы фуллерена С60(ОН)24 — не проникают, как и крупные агломераты одностенных углеродных нанотрубок. А после того как в воде с нанотрубками поплавали радужная форель, аксолотли (личинки мексиканской саламандры) и головастики шпорцевой лягушки, нанотрубки у них были найдены не только в кишечнике, но и в жабрах.

Следующая подозрительная группа наночастиц — оксиды металлов. Наночастицы оксидов титана, алюминия, цинка накапливаются в пищеварительном тракте рачков-дафний, а если пересадить их в чистую воду — выводятся медленно. С другой стороны, наночастицы ТЮ2 не накапливались во внутренних органах форели — распределение их по рыбьим органам удалось посмотреть, лишь введя суспензию внутривенно. Зато исследователи обнаружили, что титан аккумулируется в мышцах и печени карпов, которых содержали в воде с этими наночастицами. Как показали эксперименты самих авторов обзора, если в воду с суспензией наночастицгидратированного диоксида олова поместить гуппи, олово накапливаются в жабрах, печени и селезенке рыбок. Аналогичные результаты получены на данио для наночастиц оксида цинка.

Наночастицы серебра легко проникают в икринки данио путем пассивной диффузии. Есть похожие данные и для наночастиц меди, хотя неясно, проникают ли в жабры сами наночастицы или медь в виде ионов.

Трудно предположить, что в прудовой воде окажется много квантовых точек, слишком высока их себестоимость. Но поскольку эти наночастицы могут флуоресцировать, их удобно наблюдать. У дафнии квантовые точки попадали не только в кишечник, но и в другие части тела.

Насколько опасно присутствие наночастиц в тканях животных? Может, они биологически инертны, тогда и говорить не о чем. Сравнительно большие дозы фуллеренов С60 и С70 (200 мкг/л) вызывали уродства и гибель эмбрионов данио. Гидроксилированные фуллерены менее токсичны. Углеродные нанотрубки повредили здоровью форели в концентрациях 100—500 мкг/л, и только 500 мкг/л оказались токсичными для головастиков шпорцевой лягушки. Для наночастиц оксидов металлов не показано острой токсичности. Например, TiO2 лишь в концентрациях до 1 мг/л вызвал у радужной форели патологии внутренних органов. У наночастиц меди и серебра ЛД50 за 48 часов для дафний составила 60 и 40 мкг/л соответственно, для рыбок данио — 0,9 и 7,2 мг/л. Высокие концентрации наночастиц серебра влияли и на развитие икринок данио.

Известно, что на биоактивность наночастиц влияют и их модификации. Наночастицы в пруду могут претерпевать превращения, как уменьшающие, так и увеличивающие их доступность. Например, гуминовые и фульвовые кислоты, содержащиеся в донных отложениях (и в воде торфяных озер, например), делают суспензии нанотрубок и фуллеренов более стабильными. А внутри живых организмов наночастицы могут соединяться с белками, фосфолипидами и ДНК, могут путешествовать по пищевым цепям, о чем известно очень мало. Очевидно, что дополнительные исследования в этой области необходимы. И лучше бы сначала в лабораторных условиях, а не сразу в полевых.