Исследования авторов в области экологии показывают всю сложность возникшей экологической ситуации и вызванные этим проблемы. Остановимся кратко лишь на отдельных аспектах.
Нельзя забывать, что процесс изменения среды обитания никогда не протекал так стремительно, как в наши дни. Ежегодно на земном шаре синтезируется около 200 тыс. новых химических соединений, а результаты их воздействия человека и животных мы практически не знаем. А ведь некоторые из этих веществ имеют глобальное распространение. Ядовитые органические вещества – побочные продукты промышленного и сельскохозяйственного производства, выбрасываемые в воздух во всех странах нашей планеты, попадают в легкие каждого ее жителя. Причем многие из них вызывают генетические мутации и раковые заболевания. Их находят в воде и в почве, в тканях рыб, животных и человека. Причем на всех континентах. Это бесцветные газы или невидимые частицы, не имеющие запаха и даже не вызывающие одышки, но они вторгаются в тончайшие механизмы работы клетки. Их количества, которые переносятся ветром, измеряются в миллиардных, триллионных и даже квадраллионных (миллион миллиардов) долях, однако и при таких уровнях они оказывают свое разрушающее действие. Причем некоторые из них, такие как, ароматические хлорированные углеводороды, могут накапливаться в жировых тканях организма месяцы и годы и постепенно доходят до опасного уровня. Самыми опасными являются диоксины. Согласно официальному заявлению Управления по охране окружающей среды США самый опасный из диоксинов ТХДД (2,3, 7, 8-тетрахлордибензол-диоксин) считается в 150 000 раз более ядовитым, чем цианид при содержании 3,1 x 10-9 моль/кг. Сильнее действует лишь природный яд – токсин бактерии ботулизма. Большую опасность вызывают также фураны. Многие из этих органических соединений могут взаимодействовать друг с другом и образовывать новые соединения. Причем имеет место синергизм, когда одно соединение может резко увеличивать токсичность другого. Токсичные газы опасны тем, что мельчайшие капельки, в которые они конденсируются, столь малы, что видны лишь под электронным микроскопом и они, практически не осаждаясь, пролетают с воздушными потоками огромные расстояния, в то время как частички обычной пыли вымываются из атмосферы с дождями или оседают на землю под действием силы тяжести. Капли токсичных газов могут оседать на частицах пыли и распространяться вместе с ними.
В промышленности все большее применение находят редкие металлы и их соли, некоторые из которых обладают мутагенными и канцерогенными свойствами. Важную биологическую роль в организме человека играют микроэлементы: олово, цинк, медь, кобальт. Причем их дефицит для организма также опасен, как недостаток в нем витаминов. Но избыток металлов в результате постепенного накопления в организме может нанести непоправимый ущерб здоровью. Причем накопление кадмия происходит в печени и почках, олова – в сердце, меди – в печени, свинца – в печени, почках и нервных клетках. А особенно ядовитые органические соединения свинца накапливаются в клетках мозга. При длительном воздействии больших доз металлов, весь организм обезоруживается перед лицом внешних опасностей.
В медицину, сельское хозяйство, бытовую химию и пищевую промышленность проникают новые вещества. Если человек просто не успевает адаптироваться к потоку новых химических соединений, то многие виды микроорганизмов, которые отличаются быстрой сменой поколений и высокой способностью к воспроизводству, успешно приспосабливаются ко всем переменам. В результате чего происходит искусственна эволюция живых существ. В частности, возникают расы насекомых устойчивые к ядохимикатам и расы микроорганизмов, на которые не действуют антибиотики. То есть, появляются враги, против которых человек пока еще не имеет действенных средств защиты. Однако организм человека обладает универсальными средствами защиты, которые не имеют определенного направленного действия и на уровне целого организма, и на клеточном уровне. В каждой клетке организма находятся десятки тысяч генов – участков гигантской полимерной молекулы ДНК, содержащих наследственную информацию. Молекула же ДНК способна вступать в реакции с различными химическими веществами, она может рваться, из нее могут выпадать отдельные части. Но в каждой клетке действует как бы «бюро ремонта» – система репарации. Оно способно сшивать разорванные молекулы ДНК и даже восстанавливать утраченные куски. Благодаря системе репарации поддерживается удивительная устойчивость генетической структуры. С перебоями в работе системы репарации обычно связаны нарушения в функционировании генетического аппарата. Однако система репарации работает в полную силу не всегда, а лишь в кризисных ситуациях. Для ее включения необходим особый сигнал – появление мутагена. Но если концентрация мутагенов проникших в клетку большая, система репарации начинает «захлебываться» и не успевает восстанавливать повреждения.