Текст
                    ISSN 0130-5972
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
8
1984


р-Ш А ^ • '4"ий
химия и жизнь Издастся с 1964 годе Ежемесячным научно-популярным журнал Академии наук СССР № 8 август * ~сква 1984 Эк< 1*мика, производство Рпшь Л1ления Интервью Элемент № ... Технология и природа Болезни и лекарства Проблемы и методы современной на>кн Справочник Зсм чя и ее обитатели Полезные советы химикам Справочник Размышления В зарубежных лабораториях ! LUUOpOC Пог гре.ы Фантастика В. Полищук. РЕАЛЬНЫЙ ВАРИАНТ М. А. Девочкин. КОЭФФИЦИЕНТ ВРЕДНОГО ДЕЙСТВИЯ А. Л. Яншин: «В ГЕОЛОГИИ — ВРЕМЯ БОЛЬШИХ ПЕРЕМЕН» Г. Н. Батурин. ЗОЛОТО В ОКЕАНЕ М. Т. Илюшина. ВОДА ВОЗВРАЩАЕТСЯ В ДРЕВНИЕ РУСЛА ФЕБО В МОСКВЕ А. Ф. Блюгер. ПАРАДОКСЫ ПЕЧЕНИ А. Л.Рылов. «КАК ХОРОШО БЫТЬ ГЕНЕРАЛОМ...» A. Д. Турова. ЦЕЛЕБНЫЕ РАСТЕНИЯ B. Данилова. «ТРАВА ТА ВЕЛЬМИ ДОБРА...» И. М. Скурихин. МЯСО И МЯСНЫЕ ПРОДУКТЫ А. Е. Мамчур, М. Я. Курбала. СЕЛЕКЦИЯ НА ПРИУСАДЕБНОМ УЧАСТКЕ А. Потапов. РЫБЫ С ЖАЛОМ ЗМЕИ А. Е. Арбузов. РУКОВОДСТВО ПО САМОСТОЯТЕЛЬНОМУ ИЗУЧЕНИЮ СТЕКЛОДУВНОГО ИСКУССТВА (окончание) С. Педенко. ЧТО НАРИСОВАНО НА ПРИБОРНОЙ ПАНЕЛИ Р. И. Салганик. «ЭКОНОМИКА» ЖИВОЙ КЛЕТКИ Г. Л. Аврех. ЕСТЬ ЛИ БЮРОКРАТИЯ В ЖИВОЙ КЛЕТКЕ? А. Лучник. КЛЕТОЧНАЯ ХИРУРГИЯ — БЫТЬ ЕЙ ИЛИ НЕ БЫТЬ? П. Катинин. ВСЕ ПОКА ПО-СТАРОМУ СТРАННЫЕ ОПЫТЫ РУПЕРТА ШЕЛДРЕЙКА А. Я. Бушков. ШАХМАТНАЯ ЛОГИКА ВУДВОРДА О. Либкин. РАЗГОВОР С ГРОССМЕЙСТЕРОМ Д. И. Бронштейн. ОТРЫВКИ ИЗ САМОУЧИТЕЛЯ Кир Булычев. АГЕНТ КФ 2 7 10 12 16 20 23 30 36 39 41 46 49 56 60 64 70 72 15 76 77 80 82 84 НА ОБЛОЖКЕ — рисунок А. Лебединского к статье «Шахматная логика Вудворда». НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ — миниатюра Реза Аббаси (ок. /575-1635) «Три охотника» (Париж, частная .коллекция). В тех краях, где много солнца и мало воды, влага поистине живительна. О ее поисках, о бережном вмешательстве в дела пустыни рассказывает статья «Вода возвращается в древние русла». БАНК ОТХОДОВ ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК КОНСУЛЬТАЦИИ ОБОЗРЕНИЕ ПРАКТИКА КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... ПЕРЕПИСКА 9 19 22 35,48 44,52 51 54,92 62 93 94 96
vrr-
3i^hcmi ii а, производство Реальный вариант Когда заходит речь о строительстве нового химического производства, обязательно считают, сколько гектаров земли придется изъять для его размещения из сферы сельскохозяйственного производства, какой урожай могла бы эта земля дать. Пойдем от противного. Посчитаем урожай, собираемый на территории предприятия — современного, химического. Объединение «Нижнекамскнефтехим» специализируется на выпуске синтетических каучуков. 3500 гектаров не слишком плодородной земли, занимаемых предприятием, дают каучука столько же, сколько сотни тысяч гектаров каучуковых плантаций в какой- нибудь тропической стране. Вот и сравнивайте урожайность... Эти заметки — о том, как ее продолжают повышать, сберегая государству многие миллионы рублей. И о территории, окружающей крупнейший в Европе нефтехимический комбинат. БИВЕНЬ В КАРЬЕРЕ — Мамонта нашли! Экскаватор, выгребающий глину для кирпичного завода в карьере, что на краю города, подцепил длинную крепчайшую изогнутую кость. Это случилось во время моей командировки в Нижнекамск. Работа в том месте была немедленно остановлена, вызвали специалистов, и те подтвердили: здесь, в глине, действительно лежит череп, а может быть, целый скелет давно вымершего гиганта. Когда комбинатский «рафик» подбросил меня к месту находки, там уже было сооружено нехитрое ограждение от чересчур любознательных мальчишек и стоял знающий человек, разъясняющий толпе, что к чему. По дороге же из города время от времени подкатывали автобусы со школьниками. Экскурсии, как и многое другое, в Нижнекамске умеют налаживать мгновенно. На торчащий из земли бивень и просматриваемый за ним коренной зуб, похожий на рифленую подметку, взирали с почтением. И кто знает, может быть, именно здесь, в городе, который моложе большинства своих, тоже в среднем очень молодых жителей, такая реликвия особенно нужна и уместна. Жили, мол, тут и до нас, мамонты даже водились — мы, глядишь, тоже корни пустим... Останки гиганта, который ценою своего существования (так считают некоторые знатоки) сохранил жизнь нашим предкам в страшную эпоху оледенения, напомнили о проблемах, актуальных в XX веке и прямо относящихся к промышленным делам. Почти всю свою продукцию комбинаты, подобные нижнекамскому, изготовляют на установках такого размера, что мамонт или даже динозавр рядом с ними выглядел бы мелкой зверюшкой. Говорю это без особого восхищения, потому что, честно говоря, не принадлежу к числу поклонников гигантского. У человека гигантизм — признак тяжелой болезни. Если же говорить о существах менее совершенных, то, как правило, неумеренный рост возникает в качестве дерзкой попытки юных, совсем еще неискушенных организмов завоевать полную независимость от переменчивых условий бытия. Рано или поздно от гордых, но неповоротливых великанов остаются лишь трогательные легенды, а в жизни берут верх скромные на вид, зато верткие, чутко реагирующие на события внешнего мира реалисты. До недавних пор сказанное можно было относить только к миру живого — но разве не напоминает земная, только что, по историческим меркам, зародившаяся индустрия новую, буйно растущую жизнь, сотворенную из железа, резины, пластмасс и прочих неживых материалов? И разве не метнуло ее сразу же в ту самую сторону — к гигантизму? Ничего с такими ее свойствами не поделаешь, другого способа собирать с гектара сотни тонн нужных нам веществ пока не придумано. Надо, стало быть, управляться с промышленными голиафами, такими, какие они есть, и притом наилучшим, наивыгоднейшим образом. Однако в то же время необходимо, чтобы технология совершенствовалась, чтобы промышленные установки время от времени усваивали новые повадки. 1* 3
Но именно это дается гигантам особенно туго — потому-то и кажется, что их век когда-нибудь кончится. Вот что сказал генеральный директор «Нижнекамскнефтехима», доктор технических наук Н. В. Лемаев: «Будущее, скорее всего, за гибкими, перестраиваемыми по мере надобности комплексами и схемами. Ведь в промышленности все определяется себестоимостью, ценой продукции. На сегодняшний день строить громадные установки выгодно — и никуда вы от этого не денетесь. Но представьте: у вас действует комплекс на полмиллиона тонн продукта в год, а конъюнктура изменилась, требуется всего сто тысяч. Что делать? Выход один: избыток мощности загрузить другим делом. Однако для этой и других подобных, нередких на производстве ситуаций нужно иметь в запасе взаимозаменяемые технологии, универсальные катализаторы». Кому решать такую задачу? Кроме науки, некому. Задача, между тем, не из школьного учебника: как вы думаете, легко ли перевоспитывать динозавров? БЕЗРАБОТНАЯ ЗАДВИЖКА Первые партии нижнекамского дивинила получены всего десять лет назад, в 1974-м. В 1978 году этот продукт был удостоен Знака качества. А вскоре стало ясно, что технология его изготовления устарела. Это не был давний, лебедевский способ синтеза, применявшийся полвека назад на первых в мире советских заводах СК. Дивинил в Нижнекамске делали не из спирта, а из бутановой фракции нефти: от молекул бутана отщепляли сначала по одной, а потом и по второй молекуле водорода. Однако сам способ отщепления оставлял желать лучшего. Он еще сохранился, тот старомодный способ, на начальной стадии процесса — там, где отрывается первый водород. И я видел, какой это дается ценой. Воздвигнуты две колонны 35-метрового роста. В одной из них слой измельченного алюмохромового катализатора, «кипящий» под действием идущего снизу, сквозь решетку, газового потока. Срок действия слоя всего 10—15 минут, после чего поверхность частиц забивается коксом и катализатор теряет активность. Его приходится перекачивать пневмотранспортом по особому трубопроводу во вторую колонну — регенератор, а там выжигать кокс в потоке воздуха, смешанного с топливным газом. Потом перекачивать обратно. Отщепить от насыщенной молекулы бутана водород — дегидрировать ее — очень нелегко, требуются немалые энер- » гетические затраты. Газ приходится сжигать не только для истребления кокса, но и для того, чтобы раскалить катализатор (дегидрирование требует температуры свыше 500 °С). Недостатки технологии очевидны: низкая и не очень-то надежная эффективность работы (целевых продуктов — бу- тенов нормального строения в смеси газов, выходящей из колонны, всего около 28 %), отсутствие главного признака технического совершенства — непрерывности процесса. Постоянные перекачки катализатора туда-обратно приводят и к другим неприятным последствиям. Немалая доля его мелких частиц при этом уносится, а они далеко не безвредны для окружающей среды, так что на выходе системы приходится держать громоздкий, дорогостоящий блок электрофильтров. Унос же периодически возмещать новым катализатором, а он тоже стоит денег, и немалых. Вторая стадия процесса — отщепление водорода от бутенов, выделенных из I смеси с помощью многоступенчатой очистки,— до недавних пор делалась почти так же, только без перекачки катализатора. Взамен наличествовал другой недостаток: смесь, вдуваемую в реактор, приходилось сильно разбавлять перегретым паром. Он служил средой, предупреждающей полимеризацию, да вдобавок подкачивал дополнительную тепловую энергию. На трубопроводах — громадные задвижки с гидроприводом. Они «отсекали» поток, несущий ежеминут- ■ но сотни кубометров смеси, переправляя его с отработавшего свое реактора на свежий, прошедший регенерацию выжиганием. Теперь на двух системах из четырех, составляющих установку второй ступени дегидрирования, эти задвижки не у дел. Отсекать им нечего, про- ч цесс стал непрерывным. Слово «установка» у химика, привыкшего к лабораторным опытам, ассоциируется с несколькими колбочками, подвешенными на штативах и соединенными стеклянными трубками да резиновыми шлангами. Реакторы второй ступени, смонтированные на «этажерке», отдаленно напоминающей лабораторные штати- 4
вы, и сами похожи на милые классические трехгорлые колбы. Только диаметр каждого около восьми метров, и до его верхушки — «горлышек», через которые подается исходная смесь и выводится продукт, приходится долго карабкаться по крутым железным лесенкам... Задвижки остались без работы потому, что в реакторы засыпали новый катализатор, а в исходную смесь ввели еще один компонент — тщательно дозируемый кислород. Результаты: отщепление водорода стало энергетически выгодным, экзотермическим (еще бы, ведь теперь он связывается в виде прочнейших молекул воды) — это раз; появилась возможность резко уменьшить подачу пара — два. И, кроме того, отпала надобность в регенерации катализатора — в присутствии кислорода это происходит само собой. Вот вам три отличия новой технологии от старой. Экономический эффект: четыре миллиона рублей годовой экономии на каждой системе. Сейчас на новый способ перевели две, но к концу пятилетки перейдут все четыре. Себестоимость получаемого дивинила самая низкая в отрасли. Чтобы добиться такого эффекта, химики из комбинатской ЦНИЛ (центральной научно-исследовательской лаборатории, вернее было бы величать ее институтом — здесь работают около 400 человек) и НИИ мономеров для СК (Ярославль, лаборатория, возглавляемая А. Л. Цайлингольдом) трудились несколько лет. Требовалось не только подобрать подходящий катализатор, но и отработать режим его применения, приспособленный к конкретным условиям, к реальному, уже действующему оборудованию. И организовать переход на новую технологию так, чтобы это самое оборудование не стояло ни дня: день его простоя — десятки тысяч рублей. Евгений Михайлович Давыдов, руководящий в ЦНИЛе лабораторией синтеза мономеров (она курирует производство дивинила), рассказывал, что в мировой практике, чтобы избежать такого простоя, идут на все: сооружают рядом с действующей установкой новую, занимающую новые гектары территории; ускоренными, авральными методами демонтируют старую, еще, как правило, вполне работоспособную. Случается, просто взрывают ее... О том, в какую копеечку влетают подобные мероприятия, говорить не приходится. В Нижнекамске же, чтобы впервые в нашей стране перевести дегидрирование на окислительный вариант, потребовалось только одно: во время очередной загрузки катализатора засыпать в реактор новый, привезенный из Ярославля. Тамошние химики наработали его сами, в своем опытном цехе, следующие же партии будут делать здесь, на месте. Вот как капитальна была предварительная научная и инженерная проработка проекта! Железный динозавр обзавелся новыми внутренностями, новым «пищеварением» и сам того не заметил. ОХРАНЯТЬ ПРИРОДУ ВЫГОДНО! Скопление на небольшой площади толпы крупных технологических установок — тяжкая нагрузка для окружающей среды. Отрицать это наивно. Тем не менее несправедливо было, бы утверждать, будто химическая промышленность фатально, неизбежно враждебна природе. В заводском реакторе происходит, в сущности, то же, что в живом организме,— превращение веществ, взятых из природной среды, в другие, нужные и полезные либо этому, либо другим организмам, живущим с ним в симбиозе. Важно лишь, чтобы все вещества попадали по назначению — туда, где они действительно полезны. Естественная «технология», по которой совершается кругооборот органической материи, тоже не обходится без отходов, однако в многоопытных природных экосистемах налажена настолько четкая утилизация, что нам остается лишь ей подражать: потребитель — микроорганизм, грибок, хищник — ищет чужие отходы сам, да еще как энергично! Мало того, при случае даже приспосабливает к ним свой метаболизм. Промышленность пока может о таком только мечтать; на сегодняшний день побочный продукт рациональнее превращать в нечто товарное сразу, едва он возникает. Это в Нижнекамске осознают от~ четливо и действуют решительно. Отходы стирольного производства — кубовые остатки, долго не находивший делового применения, сделали основой для КОРС — лака, образующее превосходные противокоррозионные покрытия. Как объяснил Николай Василье-. вич Лемаев, если лаком покрывать трубы, используемые при мелиорации, то можно снизить толщину их стенок с 10-— 12 до 2—3 миллиметров. Ведь высокого *
давления в дренажных системах нет, такой запас делается только на потребу коррозии. Трубы эти изготовляют многими тысячами тонн — экономию металла прикиньте сами. Готовится к производству новая клеевая композиция, разработанная совместно с химиками из Казанского химико- технологического института. Основа ее — отходы изобу тиле нового производства, до недавних времен тоже порой попадавшие волею неразворотливой технологии в разряд «вредных отбросов». Вот какие цифры мне показали в отделе охраны природы, действующем при объединении. Выброс вредных веществ в первой половине прошлого года по сравнению с тем же периодом 1982-го сократился, если считать на тысячу рублей товарной продукции, почти вдвое. Степень утилизации отходов достигла 94,5 %. Товары, изготовляемые здесь из отходов, вывозят более чем в 30 городов. Доход от внедрения предложений природоохранительного характера превысил в прошлом году 2 миллиона рублей. Расходы же на их реализацию не достигали и 95 тысяч... Итог, который может показаться неожиданным для человека с рутинным мышлением: охранять-то природу доходно! С тех же площадей снимается дополнительный урожай ценою в миллионы. Конечно, эти миллионы растут не на пустом месте. В объединении налажен железный учет всех отходов; ни одна машина с ними не выедет с территории без паспорта и разрешения на вывоз. И если ее груз хоть куда-то пригоден — на сырье ли, на топливо, разрешения не дадут. Каждый факел, в котором сжигают «хвосты», (кстати, эти круглосуточно пылающие факелы — не расточительство, а техническая необходимость), снабжен индикатором, который следит, чтобы мало-мальски полезные вещества в огонь или в дым не попадали. Проблемы утилизации отходов в объе- дине нии изучают две лаборатории, однако — что показалось еще более существенным — об этом думают, хлопочут не только те, кто охраняет природу по служебной обязанности. Люди понимают: в окружении этой природы жить им самим и их детям... На той же установке окислительного дегидрирования бутенов мне озабоченно объяснили, что с экологией здесь пока не все в порядке. Новый процесс — новые побочные продукты. С ними надо освоиться. Как людям, так и микроорганизмам, занятым нейтрализацией сточных вод в системах биологической очистки. Однако дорого то, что от проблемы не отмахиваются, не прикрываются миллионными прибылями, а готовят конкретные технические меры. Ну а в том, что с реализацией таковых в Нижнекамске канителиться не привыкли, читатель уже имел случаи убедиться. Окислительное дегидрирование, позволившее, помимо прочего, повысить производительность действующей установки почти в полтора раза,— не единственный пример того, что в одной из посвященных «Нюкнекамскнефтехиму» публикаций «Химии и жизни» A982, № 2) названо наращением. Завод, выпускающий изопрен, дает его наполовину больше, чем предусмотрено проектом. Установка, делающая из этого мономера каучук, действует еще эффективнее — первоначальная мощность превышается на две трети. И достигнуто это с небольшими капитальными вложениями (что-то из оборудования убрали, другое добавили), главным образом благодаря решительному усовершенствованию технологии, улучшению катализаторов, уменьшению потерь — всему тому, что представляет собой реальный вариант восхождения современной крупной индустрии на следующую, гуманную ступень совершенства. В. ПОЛИЩУК, специальный корреспондент «Химии и жизни» б
Коэффициент вредного действия Коэффициент полезного действия — характеристика технической эффективности преобразования энергии — показатель важный, популярный, всем понятный и весьма уважаемый. Популярности, безусловно, способствовала его простота. В самом деле, не нужно знать нюансов высшей математики, физики или энергетики, достаточно поделить то, что получено для пользы дела, на то, что затрачено, и мы можем сделать вывод о рациональности и эффективности процесса, двигателя, способа преобразования энергии. Один-единственный показатель дает нам право судить об объекте исследования: хорош он или нет. Это удобно. В любом современном производстве есть не только энергетические потери, величину которых оценивает к. п. д., но и отходы. Тепловые электростанции, например, выбрасывают в атмосферу оксиды углерода, азота, серы, ванадия, а также высокопотенциальное тепло — температура отходящих газов от 100 до 400 °С. В реки и моря выливаются стоки с их низкопотенциальным теплом. Все эти и тепловые, и химические отходы, избавиться от которых чрезвычайно трудно, а порою и вообще невозможно (по крайней мере сегодня), загрязняют окружающую среду. Одна из самых совершенных наших тепловых электростанций — Костромская ГРЭС имеет довольно высокий для паротурбинных схем к. п. д., примерно 38 %. Эта величина определяет себестоимость продукции, и электроэнергия, которую вырабатывает станция, получается относительно дешевой. Однако высокий к. п. д. в значительной степени обесценивается из-за выбросов: окислы серы и азота из дымовых труб наносят ущерб природе, который мы до сих пор не принимаем во внимание, оценивая общую эффективность электростанции. А вот противоположный пример: у известного цикла академика С. А. Христиановича сравнительно невысокий для парогазовых систем к. п. д. Но у работающих по этому циклу установок практически нет химических отходов*. Иными словами, высокий к. п. д. можно считать достаточным условием для оценки полезного действия лишь безотходных производств. Поднимая руку на столь заслуженный и общепризнанный показатель энергетической эффективности, как коэффициент полезного действия, нельзя не упомянуть еще об одном его недостатке. Он учитывает не все исходные природные ресурсы. Скрупулезно подсчитывая расход угля, мазута, бензина, мы привычно опускаем затраты кислорода, который необходим для сжигания топлива. Автомобилисты, мечтая тратить три литра горючего на сто километров пробега, и не думают экономить на окислителе — за него никто не платит, его не покупают на бензоколонках. Предприятия США потребляют не только свой кислород, но еще и канадский и мексиканский, но не несут за это никакой ответственности. Атмосферный кислород сегодня, как и сто лет назад, считается «божьим» даром, которого хватает всем. Не металл, не топливо, не хлеб, не деньги — на кислород Нет ни лимитов, ни фондов. Так зачем считать, да еще учитывать при расчете эффективности 'процесса? Грубый просчет. Двигатели огромного реактивного самолета за короткий, по.нынешним меркам, тысячекилометровый полет расходуют столько кислорода, сколько дают его подмосковные леса за год. Представьте себе тепловую электростанцию, построенную не на Земле, а на Сатурне или Уране. Там-то неизбежно придется платить не за топливо, а за кислород: атмосфера этих планет состоит, как известно, из водорода и метана... Автор далек от мысли сдать к. п. д. в музей техники; бесспорно, этот показатель еще послужит человечеству. Но сейчас для про- * Подробно об этом цикле можно прочитать е№ 2 «Химии и жизни» за 1971 г.— Ред.
мышлеиности, транспорта, энергетики жизненно необходим еще один критерий, который в отличие от к. п. д. учитывал бы все не только полезные, но и вредные действия и воздействия. Его можно будет назвать коэффициентом вредного действия. Впрочем, не в названии дело, название придумают. Давайте пока говорить о некоей величине А, которая сможет служить критерием и энергетической бережливости, и экологической чистоты. Как же вычислить это магическое А? До сих пор, говоря об эффективности тепловых электростанций, мы относим выход продукции к расходу топлива (или наоборот), теперь же пришло время оперировать более сложной схемой. В ней к потокам топлива и материалов добавляются текущие на станцию потоки воды и атмосферного воздуха. На выходе кроме электрической реки должны быть изображены нечистые речки и ручьи тепловых и химических отходов, текущие в атмосферу, водоемы, почву. Но как привести к общему знаменателю все эти потоки: электрический ток и угарный газ, сернистый ангидрид и тепло, топливо и кислород? Общий знаменатель давно известен, куда более известен, чем к. п. д. У нас он называется рублем. Универсальный по своей природе, он легко вскрывает добро и зло, наказывает расточителя и поощряет бережливого. По некоторым оценкам, одна тонна двуокиси серы, выбрасываемая через дымовую трубу, может причинить ущерб около 200 руб.. тонна двуокиси азота — до 300 руб., тонна нетоксичной золы — 150 руб.* Короче, ущерб, сумма всех вредных действий поддается учету. Не менее точно можно рассчитать и полезный эффект: стоимость всей произведенной продукции минус стоимость сырья или природных ресурсов (топлива, кислорода, чистой воды), материалов, купленной энергии, а также ущерба, о котором мы уже говорили. Остается поделить ущерб (в рублях) на эффект (в них же), и мы получим безразмерный показатель А, коэффициент вредного действия: А=: УЩеРб эффект Критерий А наиболее полно характеризует эффективность любого процесса, сопровождающегося образованием отходов. Если у тепловой электростанции, работающей с к. п. д. 38 %, А=0Д значит, рано бить в литавры, значит, энергетики еще не все сделали для охраны природы. Анализ величины А позволяет сделать вывод о том, что ТЭЦ экологичнее, а потому и эффективнее, чем ГРЭС с такими же котлами. Еще ниже, чем у ТЭЦ, будет коэффициент вредного * По данным Л. Мельника («Экономические науки», 1983, № 2, с. 58—63). действия у некой тепло-огуречно-электро-фо- релевой централи. И вообще появится еще одно веское и наглядное доказательство эффективности многоцелевых комплексных производств, предельно полно использующих сырье и дающих минимум отходов. Ясно, что у многоцелевой атомной станции показатель А ничтожно мал (АЭС дает электричество, пресную воду и тепло, не потребляя кислорода и не загрязняя окружающую среду), а у работающей на угле газотурбинной тепловой электростанции А может быть даже больше единицы (низкий к. п. д., большой расход топлива и кислорода). По существу, речь здесь идет не только о к. п. д., но и о всех производных технико-экономических показателях: удельном расходе топлива и тепла, о себестоимости и т. д. Давно пора дополнить их теми или иными производными критерия А, которые будут вскрывать, а не маскировать уровень отходности. Давно пора включать в себестоимость продукции экологическую составляющую: расходы на воду и воздух, ущерб от отходов производства. Предприятия в этом случае будут заинтересованы экономить не только на привычных издержках, им волей-неволей придется отказаться от экономии на охране природы. Невозможно даже просто перечислить все прогрессивные процессы, технологии, установки, создание которых может стимулировать показатель вредных действий. И начинать надо с того, чтобы критерий А, или как там его назовут, детально разработанный экономистами, был включен в число важнейших планово-экономических показателей всех предприятий, отраслей и вообще природопользования. Ведь он заставит, наконец, выпускать на тепловых электростанциях и продавать ванадий, серную кислоту и азотные удобрения — из золы и дыма. Содержащие кремний остатки не попадут ни в атмосферу, ни в отвалы, а превратятся в шлакоблоки. Коэффициент вредного действия подскажет оптимальные размеры откормочных комплексов, позволит выбрать самое выгодное тепличное хозяйство для каждой климатической зоны, четко укажет области и объемы применения гербицидов и ядохимикатов. Критерий А может диктовать площади осушаемых болот. Он поможет решить проблему «волки и лоси», подскажет, сколько держать тракторов и комбайнов на сто гектаров угодий и в каких случаях уместно отказаться* от трактора в пользу старой доброй лошадки. Как было бы хорошо, если бы у проходной каждого завода и фабрики, у въезда в любой совхоз и колхоз висел плакат: «Наше предприятие работает с коэффициентом А—0». То есть без ущерба, только с полезным действием. Кандидат технических наук М. А ДЕВОЧКИН 8
\ л л Д л л л л /\ л л л л д л л л д л^\ об отходах смоляных и клеящих веществ. Просим предприятия, имеющие такие отходы и заинтересованные в их реализации, дать подробную характеристику этих продуктов: физико- химические свойства, стоимость, годовой объем и другие возможные сведения. Наша лаборатория на основе синтетических связующих — отходов химических производств разрабатывает пленкообразующие растворы и герметизирующие пасты для предотвращения потерь сыпучих грузов при железнодорожных перевозках. Научно-исследовательская лаборатория сохранности грузов -Новосибирского института инженеров железнодорожного транспорта. 630023 Новосибирск-23, ул. Дуси Ковальчук, 191, тел. 20-75-27. о наличии, объеме и составе имеющихся на предприятиях и не используемых отходов, которые содержат Na2CO.„ N*HCO:<, NaOH, К2СО-1* КНСО*. Содо-щелочные отходы могут найти применение в некоторых производствах в качестве сырья вместо товарной соды. ХНПО «Карбонат». 310125 Харьков, ул. Дзержинского, 25, тел. 76-00-40. промышленных отходов плавких фторопластов марок Ф-4МБ, Ф-2М, Ф-40Ш в виде порошка и крошки 5—7 мм. Количество отходов 20—30 т в год. Всесоюзный проектно-конструкторский и технологический институт вторичных ресурсов (ВИВР). 141006 Мытищи Московской обл., Олимпийский пр., 22, тел. 581-94-92. Расчетный счет № 52006 в Мытищинском отделении Госбанка. на изготовление кроя и полуфабрикатов предметов ширпотреба из отходов хлопчатобумажной ткани (артикулы 3202 и 3217) площадью от 10 до 100 см2. Количество отходов 24 т в год. Дом моделей специальной и рабочей одежды. 129344 Москва, Осташковская ул., 4, тел. 472-24-27. Расчетный счет № 321801 в Бабушкинском отделении Госбанка. отходы, образующиеся в испарительной установке,— твердое смолистое вещество темно-коричневого цвета, с температурой плавления 70 'С Состав: диметилформамид A5—20 %), хлориды щелочных металлов A5%), муравьиная кислота @,5—1 %), поверхностно-активное вещество ОП-10 (до 0,5 %), остальное — вода. Количество отходов 80 т в год. Луцкий завод синтетических кож. 263019 Луцк Волынской обл., ул. Карбышева, 1, тел. 3-24-90. Расчетный счет № 32001 в Луцком городском управлении Госбанка. отходы производства, которые образуются при травлении напильников: соляная кислота B0—24 %), содержащая хлористое железо E0—150 г/л). Количество отходов 2 тыс. т в год. Ворошиловграде кое инструментальное производственное объединение. 348019 Ворошиловград, ул. Рудя, 17, тел. 2-54-60. Спецссуд- ный счет № 9227201 в Железнодорожном отделении Госбанка.
Mhtp.j *. .* Академик А. Л. Яншин: «В геологии — время больших перемен» В Москве с 4 по 14 августа проходит XXVII сессия Международного геологического конгресса. Около 5000 участников, более 3000 из них — зарубежные специалисты, почти 7000 докладов и научных сообщений. Международные геологические конгрессы собираются регулярно, раз в четыре года, уже больше ста лет. Пленарные доклады нынешней сессии конгресса посвящены достижениям мировой геологической науки за последние годы; их сделают наиболее авторитетные ученые — геологи СССР, США, Франции и других стран. Среди них — вице- президент Академии наук СССР академик Александр Леонидович ЯНШИН. Незадолго до конгресса он дал интервью корреспондентам «Химии и жизни» В. Сганцо и венгерского научно-популярного журнала «Тер- мест Вилага» («Мир природы») Г. Немету. Расскажите, пожалуйста, о сотрудничестве советских ученых-геологов с геологами других стран. Обобщение мировых геологических материалов не только по литературным данным имеет одинаково важное значение для всех стран. Советским геологам в последние годы приходилось работать, в том числе в полевых условиях, в тридцати с лишним странах. Пользу это принесло обоюдную. Найдены, к примеру, новые месторождения фосфоритов в Монголии, можно еще привести примеры. Но, с другой стороны, эта работа позволила нам увидеть, узнать месторождения неизвестных прежде типов. «Практический эквивалент» этого знания уже проявился. Сейчас говорят не только о научно-технической, но и о геолого-географической революции, имея в виду прежде всего тектонику плит. Как вы относитесь к этой гипотезе? Или уже теории? Я не очень согласен с теми, кто считает тектонику плит некоей революционной, а главное, новейшей гипотезой. Что есть, собственно, тектоника? Раздел геологической науки, изучающий изменения структуры земной коры вследствие движений и деформации. Начало тектоники плит заложил еще в 1912 г. немецкий геофизик Альфред Л отар Вегенер, выдвинув идею дрейфа материков. Дрейф подразумевал плавание: материки или поддерживающие их плиты плавают по более пластичному разогретому веществу мантии. Однако в начале 20-х годов югославский геофизик и сейсмолог Андрей Мохоро- вичич исследовал границу между земной корой и мантией и выяснил, что плотность вещества на этой границе скачкообразно меняется. Сейсмическое зондирование, проводившееся уже в 30-х годах, однозначно показало, что ниже границы Мохоровичича лежат породы, более плотные, слитные и тяжелые, чем лежащие выше. По веществу таких пород «плавание» материковых глыб было невозможно. Последовала волна отказов от представлений Вегенера, которого уже не было в живых. Он погиб во льдах, возвращаясь из экспедиции к центру Гренландии. Горизонтальное перемещение менее плотных твердых тел по более плотным в планетарных масштабах казалось невозможным. Однако факты, говорящие в пользу гипотезы о дрейфе материков, появлялись и позже. Уже после войны на атлантическом берегу Южной Америки нашли древние ледниковые отложения с валунами таких пород, которых на этом континенте нет — но они есть в южной части Африки. Это означало, что в конце каменноугольного периода Атлантического океана еще не было, и Африка с Южной Америкой соприкасались... Дальше — больше. В окончательном виде теория, которую теперь называют тектоникой плит, оформилась к концу 60-х годов и постепенно заняла главенствующее положение. Во вся- 10
ком случае, из многих тысяч геологов, работающих в нашей стране, я знаю лишь трех убежденных и последовательных ее противников. И все же материкам ли, плитам ли непросто скользить по некоей твердой поверхности, подобно конькобежцу... Слой, по которому могут перемещаться материки,— так называемая астеносфера, начинается под океанами на 50—60 км, а под материками на 100—120 км ниже поверхности Земли. В этом слое находятся корни вулканов, здесь накапливается тепло радиоактивного распада. Местами этот слой застыл, кристаллизовался, но большая часть его не отвердела; по ней и «скользят» плиты... Когда говорят о Теологической революции, имеют в виду не только новые теории, но и характер нынешней практической геологии? Старый девиз геологов: «Mente et malleo» — молотком и умом. Геологический молоток, однако, давно уже перестал быть нашим главным инструментом. Еще в 60-х годах вся огромная территория нашей страны была занесена на геологические карты масштабом два километра в сантиметре. Это значит, что человек с молотком прошел везде, геологическая съемка поверхности, по существу, закончена. И рассчитывать на открытие новых месторождений, лежащих на поверхности в прямом и переносном смысле, не приходится. В геологии настало время больших перемен, начался новый этап отношений человека с земными недрами. Это время открытия месторождений, которые на поверхность не выходят, время геофизических и геохимических методов поиска. Вам, очевидно, известно, что за многие десятилетия работы Магнитогорского металлургического комбината знаменитая в прошлом гора Магнитная на Урале перестала существовать. Однако комбинат и сегодня успешно работает. Потому что немного восточнее, в Кустанайской области Казахстана, на глубине около ста метров геофизическими методами было выявлено невидимое продолжение Урала с более мощными месторождениями железных руд, чем на самой горе Магнитной. Или другой пример, столь же хрестоматийный. Старые нефтяные месторождения в Азербайджане, к примеру,— заявляли о себе поверхностными проявлениями. В районе Баку еще в начале этого века нефть кое-где черпали из ям. Западносибирские же месторождения, дающие сегодня 60 % общесоюзной добычи и весь ее прирост, с поверхности никак себя не проявляли. Прогноз нефтеносности этого района основывался, с одной стороны, на теоретических предпосылках, с другой — на геофизических и геохимических методах разведки. Очень тщательно обрабатывались данные опорного бурения, большую информацию дало геохимическое исследование кернов. И на основе этих данных академик Андрей Алексеевич Т^кэфимук еще в начале пятидесятых годов пришел к выводу, что в Западной Сибири нефть будет,— и указал, в каких слоях, какого возраста, на каких глубинах. Поэтому в 1959 г. на определенные горизонты были заложены уже не опорные, а поисковые скважины. Что было потом, вы знаете: первые фонтаны Шаима и Мегиона... Выходит, сегодня главные «партнеры» современной геологии — это уже не традиционные науки о Земле? В известной мере. Сегодня нам гораздо полезнее химики и физики, чем географы. Без современных физико-химических методов нечего было бы и мечтать об освоении минеральных и топливно-энергетических ресурсов акватории Мирового океана. А сейчас, к примеру, такая страна, как Англия, практически всю добычу нефти и газа ведет на морских приисках. Началось использование железомар ганце вы х конкреций с океанского дна. Это ценнейшее комплексное сырье для металлургии близкого будущего. Вообще быстрое развитие исследований по геологии Мирового океана — одна из существенных черт нашего времени, и она, несомненно, отразится в работе XXVII сессии Международного геологического конгресса. Другой пример: разрабатываются методы прямого электрометрического обнаружения нефтегазовых пластов. И еще две очень важных черты: математизация геологии по мере накопления огромного количества фактических данных и несравненно возросшая техническая вооруженность практической геологии и горного дела. Сегодня нам под силу снять стометровый слой так называемой пустой породы, чтобы разрабатывать рудное тело или каменноугольный пласт открытым способом. Будут ли на вашем конгрессе специально рассматриваться проблемы взаимоотношения человека и окружающей среды — их геологическая сторона? Естественно. Нас интересует и комплексное использование того, что мы разведали, и выявление закономерностей во взаимоотношениях человека с геологической средой, и вода — как источник не только ж&гзни на Земле, но и минерального сырья. Будет ли выделена в специальную секцию космохимия? Будут секции «Геохимия и космохимия», «Дистанционное зондирование», «Планетология». Предполагается, в частности, заслушать научные сообщения о методах измерения физических полей из космоса, об использовании космических аппаратов для поисков новых месторождений, о геохимии Луны и планет Солнечной системы. Впрочем, это уже не совсем оология — все-таки наша наука идет от Геи, древнегреческой богини, олицетворявшей Землю. 11
Элемент № ... Золото в океане Доктор геолого-.минералогических наук Г. И. БАТУРИН Став когда-то всеобщим обменным эквивалентом, золото заняло несколько особое положение среди всех металлов, возбудило к себе особый интерес. В большинстве случаев интерес этот небескорыстен. Однако он возбуждал предприимчивость и упорство. Оттого человечество обязано золоту многими достижениями естественных наук — химии, географии, геологии, даже океанологии. Запасы золота в известных месторождениях — около 20 000 т. Потребности промышленности в этом исключительно ковком, тепло- и электропроводном, коррозионностойком металле растут. Нужны новые его источники, и мировой океан давно уже рассматривается как один из них. Сразу оговоримся: океан — это не только 71 % земной поверхности, но и скрытые под водой разнообразные геологические породы, и донные осадки, и бесчисленные организмы, его населяющие. ЗОЛОТО В ВОДЕ Содержание золота в океанской воде впервые определил еще в 1872 г. немецкий химик Э. Зонштадт. Он брал образцы в Ирландском море близ острова Мэн и обычными для того времени аналитическими методами определял содержание растворенного в воде золота. Получил 67 мг/т: в тонне морской воды 67 миллиграммов золота. Вроде бы немного, однако все последующие определения давали еще меньшие цифры. Спустя 30 лет, в 1902 г., известнейший шведский химик, автор теории электролитической диссоциации Сванте Ар- рениус, проанализировал все полученные к тому времени результаты и принял в качестве среднего содержания золота в океанской воде 6 мг/т — примерно столько же, сколько в породах земной коры. Однако из тех же цифр (элементарный расчет) следовало: в океане заключены колоссальные запасы золота — около 8 млрд. тонн, примерно по три тонны на каждого жителя Земли. Эта цифра произвела впечатление, к 1925 г. немецкими, английскими и французскими специалистами было взято около 30 патентов на различные спо-
собы извлечения золота из морской воды. Не все патенты, как известно, реализуются, но кое-где за дело взялись всерьез. Нобелевский лауреат Ф. Габер в двадцатых годах предпринял первую попытку извлечь золото из морской воды в промышленных масштабах — для выплаты государствам Антанты военного долга своей страны. Естественно, потребовались систематические исследования: сколько золота в океане, каковы колебания концентраций и их причины. Со специального судна собрали около полутора тысяч проб воды из разных морей и океанов. Количество золота в пробах определили усовершенствованными самим Габером аналитическими методами. Получили совсем не те результаты, на которые он рассчитывал: содержание золота в морской воде — от 0,002 до 0,044 мг на тонну — в тысячи раз меньше, чем считал Сванте Аррениус! При таких концентрациях любая технология извлечения золота из морской воды оказалась бы совершенно нерентабельной. И Габер решил отказаться от этой идеи. Шли годы. После второй мировой войны вновь были попытки разработать рентабельный способ добычи золота из вод океана. Надежду подогревали новые материалы и методы тонкого разделения веществ. Однако и они не привели к успеху. Так, в шестидесятых годах химики из известной корпорации «Доу Кемикл» по собственной новой схеме переработали (с целью извлечения металлов) 15 тонн морской воды. Золота получили сотые доли миллиграмма. Общая его стоимость оказалась менее одного цента. Эта попытка овладеть океанским золотом — одна из м ногих и отнюдь не самая неудачная. Попытки продолжаются и сегодня. Однако уже очевидно: из-за того, что золото в океанской воде находится в ультрарассеянном состоянии, извлекать его имеет смысл только при комплексной переработке океанской воды, извлечении из нее многих редких и рассеянных элементов. И, конечно, при рациональном использовании главных компонентов этого самого распространенного на Земле раствора. По американским данным, при комплексной переработке воды с извлечением из нее 33 компонентов золото по стоимости оказывается на 19-м месте. Ценнее его даже прозаические хлориды (поваренная соль!) и сульфаты. ЗОЛОТО СО ДНА Если исключить сокровища затонувших корабле й, то вопрос о золоте со дна океана возник сравнительно недавно. Минералы и породы, слагающие дно,— один из источников растворенного в воде драгоценного металла.
Самородное золото с примесью меди (темные круглые пятна в центре) в железомарганцееых конкрециях. Увеличение 20 000. Диаметр * самородка» около 1JS микрона Повышенные концентрации золота характерны цдя прибрежных вод. Это результат действия речного стока. В вертикальном разрезе водной толщи золото распределено неравномерно; многие исследователи отмечали его повышенные концентрации в верхних слоях. Вероятно, это обусловлено влиянием минеральной взвеси и морского планктона, в которых содержание золота выше, чем в самой воде. Однако взвеси в океанской воде сравнительно мало, и потому, как считают, на ее долю приходится не более 10 % океанического золота. Остальное находится в растворенном состоянии, в основном в виде хлорид- ных и органических комплексов. Дно океана покрыто рыхлыми осадками, под ними более плотные осадочные породы, а кое-где и скальные. Все это потенциальные источники золота. Каков может быть их «вклад»? Морские и океанские' осадки сложены из материалов различного происхождения: частицы континентальных пород, остатки морских организмов, вулканогенные взвеси. Эти осадки на золото систематически не исследовались. О его распределении в них имеются лишь самые общие представления. Известно, что в некоторых шельфовых районах океана ^ущеехвуют некогда затопленные речные долины с золотоносными и платино- носными россыпями. Таковы, ыацример, долины Энвил Крик и Салмон Ривер на Аляске. Здесь содержание драгоцен- Частички самородного золота на зерне кварца в фосфоритовой конкреции. Увеличено в 24 000 раз. Образец взят с подводного плато Агульяс у побережья Южной Африки на глубине 500 м ных металлов достигает нескольких граммов на тонну. Но таких мест мало. В обычных же морских и океанских осадках содержание золота примерно такое же, как в континентальных породах. К примеру, в песках и глинистых илах Балтийского и Средиземного морей содержание золота колеблется от 0,1 до 9 мг/т. В известняковых биогенных осадках того же Средиземного моря среднее содержание золота — 3,1 мг/т. В осадках Черного моря золота заметно больше — от 2 до 24 в терри- генных (континентального происхождения) и от 4,6 до 150 мг/т в известняковых. Больше всего золота оказалось в черноморских осадках, состоящих из раковин двустворчатых моллюсков, но эта особенность, видимо, свойственна только Черному морю и пока не объяснена. В глубоководных осадках Тихого и Атлантического океанов золота намного меньше — от 0,6 до 31 мг/т. Почти столь же бедны коренные породы дна океанов, среди которых преобладают базальты. Первые определения, выполненные в 1964—1969 гг., показали, что океанские базальты содержат довольно много золота — от 6 до 195 мг/т. Однако после более детальных и точных измерений выяснилось, что его намного мень- -ше»_Свежие, не подвергшиеся подводному гидрохимическому—ра^рушеиито^ 14
породы со дна Атлантики содержат в среднем 0,49 мг/т золота, а более древние — 0,36 мг/т. Несколько иная картина в островных базальтах, образцы которых взяли близ побережья острова Таити. В них естественное выветривание несколько увеличило содержание золота — с 0,31—0,50 до 0,61—0,90 мг/т. Наиболее изолированные от внешних воздействий океанские базальты, вскрытые скважинами глубокого бурения в зоне подводного Срединно-Атлантического хребта, обогащены золотом до 2,9 мг/т. Однако объяснения этому феномену пока нет. Есть единичные сообщения о содержании золота в других магматических горных породах со дна океана, в пеплах и мелких обломках лав. Это не меняет общей картины — золото со дна океана не более доступно, чем из водной толщи. ЗОЛОТО В ОКЕАНСКИХ РУДАХ Но ведь дно океана стало вместилищем не только тривиальных глин и илов. В нем и на нем есть реальные и потенциальные полезные ископаемые. Это прежде всего железомарганцевые конкреции. Есть и металлоносные осадки, и выходы разнообразных сульфидных руд, а также фосфоритов. Исследуя эти полезные ископаемые, в них иногда попутно определяли и содержание золота. Железомарганцевые конкреции, как правило, небольшие образования разной формы. Они, вопреки названию, содержат не только железо и марганец, но и до 3 % меди, никеля, кобальта. Мировые запасы конкреций оцениваются астрономическими цифрами — сотни миллиардов тонн. Поэтому, несмотря на множество технологических трудностей, их промышленная добыча и пере-, работка уже начинается. А нет ли в конкрециях и драгоценного желтого металла? Первые же анализы на золото, выполненные в 1968 г., показали, что конкреции со дна Тихого океана в среднем содержат его 2,66, Атлантического — 3,02, Индийского — 0,81 мг/т. Позже, в 1976 и 1978 гг., были получены менее утешительные результаты: 0,38 для конкреций из Тихого, 0,28 мг/т — Атлантического и Индийского океанов. Во всяком случае, серьезных надежд на серьезную золотоносность железомарганцевых конкреций пока нет. И, видимо, не будет. Не богаты золотом и другие металлоносные осадки океанского дна, хотя есть исключения. Известны рудоносные впадины центральной части Красного моря, заполненные полужидкими илами. Высушив их, выяснили, что главные компоненты здесь — гидроокиси железа и марганца, а также обычная морская соль. Но и золота в этом сухом остатке оказалось много — до 5600 мг/т. В последние годы на дне так называемых рифтовых зон Тихого океана найдены сульфидные руды, обогащенные серебром, золотом и платиной. При этом в самостоятельную минеральную фазу выделяется только серебро, а золото и платина находятся в тонкодисперсном состоянии, не образуя частиц, видимых под минералогическим микроскопом. И все же самородное золото в некоторых океанских глубоководных осадках и рудах обнаружено. В 1981 г. журнал «Известия АН СССР. Серия геологическая» (№ 7, с. 151) сообщил, что в металлоносных осадках, поднятых со дна Тихого океана, найдены мелкие зерна, состоящие в основном из кераргирита (AgCl) с микроскопическими включениями золота. Ультрамикроскопические частицы самородного золота находили и в железомарганцевых и фосфоритовых конкрециях. Исследователи считают, что в последнем случае самородное золото связано, по всей видимости, с материалом континентального происхождения. А вот источник золота в железомарганцевых конкрециях пока остается неясным. Что можно сказать в заключение? Золота в океане действительно очень много, но находится оно в чрезвычайно рассеянном состоянии, и практически полезным оно, если и станет, то нескоро и только при более развитых и совершенных, чем нынешние, способах комплексного использования богатств океана. В том числе океанской воды и подводных ископаемых. 15
••* *< **<• jtT~ •^ 4 ?/. *.* ?N а*ПЕ.
Техл "пиу i прирог Вода возвращается в древние русла Долгие тысячелетия в долинах великих среднеазиатских рек процветали города и государства. Там, где сейчас простирается пустыня, к югу и востоку от Аральского моря, некогда жили земледельцы. Свидетельства тому — древние сухие русла, то глубоко врезанные, то засыпанные песками или размытые, высохшие арыки возле развалин древних крепостей, расплывчатые приканальные валы и следы давней планировки полей. Ныне эти земли запустели. На то было много причин, природных и социальных: изменение климата, полчища Чингисхана, движения земной коры. Тектонические движения и заставили русла рек перемещаться. Так, Сырдарья течет теперь намного севернее, чем раньше, потому что ее прарусла (Инкадарья, Жанадарья, Кувандарья) постепенно отступали на север. Соседство гигантского песчаного массива Кызылкумов и сильные ветры постоянно угрожали землям, уже освоенным человеком. Даже орошение пустыни — казалось бы, неоспоримое благо — в конце концов само себе мешает. Например, новые и новые слои ирригационных отложений, накапливаясь из года в год, все более затрудняют. подачу воды на орошаемые поля (вот почему с таким почтением здесь относились к чигирю — водоподъемному колесу). И до сих пор не решен до конца вопрос о вторичном засолении орошаемых земель — ведь вода несет с собою растворенные соли... И все же многие археологи (С. П. Толстое, Б. В. Андрианов и другие) видели основную причину запустения этих издревле богатых земель в разрушительных войнах, особенно в нашествиях Чингисхана и Тимура в XIII и XIV веках. Тогда были разрушены гигантские ирригационные системы, стерты с лица земли города и поселения. Да и позже в бесконечных феодальных распрях враждующие ханы понуждали земледельцев бросать уже освоенные земли. Не верится даже, что еще в начале прошлого века сухое русло Жанадарьи было до краев заполнено водой и вокруг зеленели возделанные поля. Но хивинцы, враждовавшие с кокандцами, построили плотину, перехватили сток и лишили воды все земли вниз по течению. Легенда повествует, что батыр Бахардей в 1852 г. разрушил ту плотину и русло вновь наполнилось водой на 350 верст. Однако уже через десятилетия ирригационные сооружения были разрушены, русло Жанадарьи вновь стало сухим и на месте заброшенных поливных участков через каких-то двадцать лет появились безжизненные такыры. Так отчего же сейчас надо оглядываться на старое? Чтобы подумать о новом. Равнина Жанадарьи вновь становится ареной хозяйственной деятельности. Пустыня легко ранима, и разрушенное за годы может здесь не восстановиться и за десятилетия. Здесь, как, может быть, нигде в ином месте, надо отмерять и отмерять, прежде чем отрезать... Это относится прежде всего к проектируемой переброске части стока сибирских рек в Среднюю Азию: канал пересечет Восточное Приаралье, перережет современные и древние речные долины. Как он повлияет на природные процессы, что нового привнесет в них? Уже одно это заставляет тщательно изучать водный режим в регионе. Но есть не только это. В сухое русло, начиная с 1956 г., когда была сооружена Кзыл-Ординская плотина, стали сбрасывать излишки оросительной воды. Теперь по весне вода заходит в русло более чем на 500 километров на юго-запад от Кзыл-Орды; правда, к концу лета вода остается только в разобщенных омутах. Орошаемое земледелие по староречью пока не возобновилось, прежде всего из-за нехватки оседлого населения. Однако здешние места вполне освоены животноводами, а русло староречья с его непостоянным стоком не в состоянии полностью снабдить водой даже отгонное животноводство. За поиски пресной воды взялись гидрогеологи и ландшафтоведы. С давних пор было замечено, что некоторые растения как-то связаны с подземной водой — они указывают глубину ее залегания и минерализацию. Сейчас эти сведения систематизированы и расширены, появилась новая дисциплина — индикационная геоботаника, которая исследует связи различных растений с определенными природными условиями. Благодаря трудам профессора С В. Викторова и его учеников она переросла в индикационное ландшафтоведение, где речь идет уже о единстве внешнего облика местности (включая, конечно, растительность) с ее внутренними свойствами. Вот два примера: сочная зелень верблюжьей колючки, акбаша, в сочетании с мощными кустами саксаула и тамарикса, растущих в котловинах на окраине песчаного массива,— верный признак пресной воды, причем на небольшой глубине. Напротив, понижение между песчаными грядами с зарослями солянок указывает на соленые фунтовые воды, непригодные для питья. Такого рода взаимосвязи позволили гидрогеологам выбрать на Жанадарьинской равни- 17
не сотни мест для артезианских скважин. Теперь ни люди, ни животные не испытывают здесь недостатка в воде. На равнину можно выезжать в многодневные маршруты и не тащить за собой на прицепе бочку с водой. Через каждые десять — пятнадцать километров фонтанирующие скважины с шумом извергают прекрасную пресную воду, иногда даже теплую, порой до 25 литров в секунду. Вблизи таких скважин появились озера, окруженные пышными зарослями тростника, тамарикса, верблюжьей колючки. На воде и в тростниках перекликаются птицы; берега испещрены следами животных, приходящих на водопой. Казалось бы, все хорошо: вода — это жизнь... Но хорошо отнюдь не все. Если скважина пробурена среди песчаного массива или на его краю, избыток воды дарит жизнь растительности. Так повышается продуктивность пастбищ, крупные кусты своими корнями закрепляют пески (а сами служат отличным топливом). Но когда скважины льют воду на такыры — жди беды: засоления та к ы ров. Такыр — это ровное как стол пространство с гладкой глинистой поверхностью, разбитой трещинами на многоугольники. Такие классические такыры — очень, кстати, фотогеничные — издавна использовали для сбора атмосферных осадков, тщательно следя за чистотой поверхности, буквально сметая с нее пыль и песок. Для сохранения собранной воды в самой низкой части такыра обычно выкапывали яму; да и сейчас подобным образом — правда, на более высоком техническом уровне — накапливают, магазини- руют пресную воду. Если вблизи такыров есть развеваемые пески, то поначалу ветер без задержки переносит песок по глинистой корке. Семена растений, разносимые ветром, попадают в трещины, прорастают, и каждая былинка с момента своего появления служит маленьким препятствием для песка и пыли. Возле нее почти сразу образуется песчаная косичка. Растут растения и вместе с ними песчаные косички и бугорки. Постепенно они сливаются в сплошной песчаный плащ, под которым может храниться влага. Глина тонкой такырной корки разрыхляется, а затем и вовсе исчезает, на бывшем такыре начинает формироваться почва, он зарастает пустынной растительностью, превращается в пастбище. Совсем иная картина, когда на такыр проливается вода из скважины. Вот что делается вблизи озерка: узкая, не более пяти метров от берега, полоса голого солончака, за ней — обширный солончаковый луг с кустами солончакового тамарикса и пятнами однолетних солянок да шведок. Эти, с позволения сказать, луга как-то незаметно сливаются с окружающими такырами, по которым кроме типичного для них биюргуна тоже рассеяны солелюбивые растения, свидетельствуя о сильном засолении грунтовых вод. Унылый пояс таких такыров простирается порой на километр от скважины. А так как скважин на равнине много, то и солончаковая деградация распространена. К сожалению, современной науке не известны способы, которые позволили бы вернуть эти такыры к настоящей жизни. Попробуем прикинуть, как повлияет на При- аралье приход больших масс воды из сибирских рек, пропуск воды по древним, давно уже сухим руслам. Очевидно, надвигание песков затормозится: они станут более влажными, а значит, менее подвижными; кроме того, появится ра-.* стительность, закрепляющая пески. Жизненный стимул получат растения, корневая система которых добирается до грунтовых вод. Но пески, удаленные от русел, останутся все же незакрепленными и будут угрожать водотокам. А как с солончаками у скважин? Излишки поливных вод уйдут в те же пониженные места, куда стекают воды из скважин, и оба эти процесса вызовут хотя и временный, но значительный рост солончаков. Потом, по мере расширения сельскохозяйственных площадей, пустая трата воды сойдет на нет и рост солончаков будет остановлен, но надо ли доводить до этого? С одной стороны, вроде бы впечатляет: пустыня — а в ней тут и там скважины. Но вода-то здесь, как и прежде, драгоценна, а траты ее огромны и бесполезны. Их надо прекратить, и немедленно! За 10 лет эксплуатации дебит скважин понижается в несколько раз, из-за огромной отдачи воды из нижних горизонтов могут произойти подвижки горных пород, чреватые отнюдь не радостными неожиданностями. А нужно всего — поставить на скважины задвижки и объяснить, как и зачем их закрывать... Но главная опасность при обводнении равнин — возможность засоления. Наилучшее средство против этой напасти — рачительное использование воды и все виды влаголюбивой растительности, особенно черный саксаул, предохраняющий равнину от подъема грунтовых вод и тем самым от засоления почвы. Нынешние его заготовки на топливо вдоль русла Жанадарьи никак не назовешь дальновидными. На любые изменения природной обстановки первой реагирует растительность. В пустыне она так скудна, что ее можно уничтожить чуть ли не мигом. Восстанавливать же приходится долго, да и не везде это удается. Вмешательство человека в дела пустыни — даже когда он ведет туда долгожданную воду — требует тщательнейшего изучения и осторожности. Впрочем, в этом утверждении нет ничего нового — едва ли не каждая публикация об охране природы заканчивается примерно так же. М. Т. ИЛЮШИНА 18
последние известия Долго ли раскачивалась жизнь? Скачок «неживое живое» в условиях нашей гланеты мог совершиться всего зг нескопько миллионов лет. Земная жизнь — порождение Земли. В незапамятные времена органическое вещество, пройдя таинственный путь самоорганизации, породило нелинейные, далекие от термодинамического равновесия системы, способные к автономному существованию, совершенствованию и воспроизводству из асимметричных молекул строго определенной разновидности. Чтобы оценить, много ли ушло на это времени, физики-теоретики Л. Л. Морозов, В. В. Кузьмин и В. И. Гольданский (Доклады АН СССР, 1984, т. 274, № 6, с. 1497; т. 275, № 1, с. 198) ввели величину-минимум — время ожидания тож, по прошествии которого из хаотического комплекта неживого «сырья», сформированного добиологической эволюцией, может возникнуть ранняя биосфера. Предполагая, что такое перерождение беспорядка в порядок может начаться с флуктуации, случайного возникновения «зародыша» асимметрии, авторы вывели формулу, увязывающую время ожидания со средним интервалом между такими флуктуациями (т0), дисперсией а, характеризующей ширину статистического «разброса» флуктуации, и с еще одной величиной — характерным временем роста зародышей (а), каковое обратно скорости этого роста: Т = Т • € "V 1ож ьо с * где е — основание натуральных логарифмов. Логика этой универсальной формулы несложна: период между флуктуациями надо умножить на «функцию победы» — число таких периодов, достаточное для того, чтобы асимметричные зародыши определенного вида окончательно одержали верх над- всеми конкурентами. Выразив тож через температуру, вязкость и концентрацию исходного «бульона» с неживым- веществом, а также учтя средний размер молекул и* энергию завязывающихся между ними связей, "авторы вычислили, что в условиях, какие были на планете Земля, жизнь должна была раскачиваться не менее миллиона лет. Верхний порог э'гой величины, однако, не сильно превосходит нижний и не может превышать его более чем на один-полтора порядка. То есть реальная величина — несколько миллионов, максимум десятков миллионов лет. Для контроля качества модели по ней были рассчитаны и параметры — те, которыми при оценке времени задавались. Получилось, что асимметричные зародыши на Земле строились из частиц размером порядка 10~7 см, энергия же возникавших при этом связей не превышала 20 ккал/моль. Первое хорошо соответствует размеру обычных макромолекул, второе — энергии водородных связей. «Учитывая грубость сделанных предположений,— отмечают авторы,— совпадение оценок с реальными характеристиками биосферы представляется удивительным». в. иноходцев 19
■> • ■ Ш IMJiEUB ^**tfte ->* >^*^*>с>-^. 40N Of EUDOPfcflN ФЕБО в Москве «Международное сотрудничество ученых способствует росту взаимопонимания, доверия между ними, укреплению мира на земле, оно служит гуманным, благородным целям науки, познающей тайны самого сложного явления природы — жизни»,— с такими словами приветствия обратился к участникам и гостям 16-й конференции Федерации европейских биохимических обществ, проходившей в Москве 25—30 июня, Генеральный секретарь ЦК КПСС, Председатель Президиума Верховного Совета СССР К. У. Черненко. Федерация европейских биохимических обществ (ФЕБО) объединяет биохимические организации 27 стран. Согласно уставу, главная цель федерации — способствовать развитию исследований и образования в области биохимии. ФЕБО издает научные ^куриалы, выделяет стипендии молодым уче ным для работы в ведущих лабораториях мира. Но главная форма ее деятельности — организация научных встреч: симпозиумов, курсов, рабочих совещаний, выставок. Среди них особое место занимают международные конференции, которые привлекают участников из многих стран мира, в том числе и не входящих в федерацию. В 16-й конференции ФЕБО приняли участие 4200 ученых, среди них — 3000 зарубежных гостей из 41 страны. О биохимии XX века говорят, что она пережила бурную, почти головокружительную историю. От общего изучения превращений веществ в биологических системах она обратилась к тонкому, детальному анализу этих веществ, выяснению их природы и свойств. А теперь наступила пора синтеза накопленных данных, объединения созревших представлений в общую структурно- функциональную теорию. Сегодня биохимия исследует все уровни организации биологичеких объектов — от молекул до таких сложных систем, как клетки, ткани и даже целые организмы. 20
Расцвет биохимии в середине XX века совпал с возникновением и бурным развитием новых областей науки о живой природе: биоорганической химии, молекулярной биологии, молекулярной биофизики. В совокупности с биохимией весь этот комплекс научных дисциплин объединился теперь в одном понятии — физико-химической биологии. Успехи этой области знания во многом определяют сейчас научно-технический потенциал всех развитых стран, они оказывают влияние на важнейшие области практической деятельности человека. В нашу жизнь уже прочно вошли такие понятия, как биотехнология, генная инженерия, которые закладывают основы промышленных процессов будущего, открывают перспективы направленного воздействия на наследственность организмов. На^ практике это означает качественно новый уровень в селекции растений, животных, микроорганизмов, возможность производить в больших масштабах ценные биологически активные вещества, дефицитные белки. Иными словами, развитие всего комплекса наук, в фундаменте которых лежат биохимические представления, будет способствовать решению таких глобальных проблем, как увеличение производства продовольствия, сохранение здоровья человека, освоение новых источников энергии, охрана окружающей среды. Все эти научные направления нашли свое отражение в насыщенной до предела научной программе конференции, в сделанных на ней 255 докладах и 1910 стендовых сообщениях, в дискуссиях за круглым столом. На конференции прозвучало множество интересных научных новостей, которые в этой краткой информации невозможно даже перечислить. Некоторые достижения биохимии и смежных с ней наук, о которых здесь шла речь, уже освещались на страницах «Химии и жизни», другим еще будут посвящены наши публикации. Широкий обмен научной информацией, совместные обсуждения участниками конференции проблем и перспектив физико-химической биологии, несомненно, послужат делу дальнейшего прогресса этой отрасли науки. Но дело не только в этом. Конференция сыграла важную роль в установлении и укреплении личных контактов между деятелями науки разных стран, в развитии международного сотрудничества ученых. 16-я конференция ФЕБО была юбилейной: 20 лет назад, в 1964 году, была основана Федерация европейских биохимических обществ. Президентом ФЕБО на 1984—1986 гг. стал вице- президент Академии наук СССР, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и Государственной премий академик Ю. А. Овчинников. В этом же году отмечает свое 25-летие возглавляемый им Институт биоорганической химии им. М. М., Шемякина АН СССР. А 2 августа Юрию Анатольевичу Овчинникову исполняется 50 лет. Редколлегия и редакция «Химии и } жизни» сердечно поздравляет юбиляра j и желают ему крепкого здоровья и ' новых успехов. 21
Информация КНИГИ (III квартал) Издательство «ХИМИЯ»: Бок Р. Методы разложения в аналитической химии. Пер. с англ. 36 л. 2 р. 70 к. Бутов В. В., Перцовский С. А. Бережливость — дело общее. 5 л. 25 к. Бухина М. Ф. Техническая физика эластомеров. 14 л. 2 р. 10 к. Бюллер К.-У. Тепло- и термостойкие полимеры. Пер. с нем. 60 л. 4 р. 40 к. Гутник С П., Кадоркииа Г. Л., Сосонко В. Е. Примеры и задачи по технологии органического синтеза. Учебное пособие для техникумов. 12 л. 35 к. Конарев Б. Н Любознательным о химии. Неорганическая химия. 2-е изд., перераб. 10 л. 45 к. Лебедев Н Н., Манаков М. Н., Швец В. Ф. Теория химических процессов основного органического и нефтехимического синтеза. Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. 26 л. 1 р. 10 к. Моделирование и оптимизация экструзии полимеров. 10 л. 50 к. Огородников С К. Формальдегид. 15 л. 75 к. Прикладная электрохимия. Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. 35 л. 1 р. 50 к. Прохоров В. А. Основы автоматизации аналитического контроля химических производств. 25 л. 1 р. 50 к. Русинов Л. А. Автоматизация аналитических систем определения состава и качества веществ, 10 л. 50 к. Синицын А. И. Контроль и управление процессами комприми- рования газов в химических производствах. 19 л. 1 р. 20 к. Сорокин Ю. Г'., Сибилев М. С. Охрана труда в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Руководящие материалы. Справочник. 28 л. I р. 70 к. Степанов Б. И. Введение в химию и технологию органических красителей. Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. 40 л. 1 р. 60 к. Тодес О. М-, Себалло В. А., Гольцикер А. Д. Массовая кристаллизация из растворов. 19 л. 2 р. 90 к. Трегер Ю. А., Карташов Л. М., К ришта ль Н, Ф. Основные хлорорганические растворители. 17 л. 1 р. 10 к. Тулупов П. Е. Стойкость ионообменных материалов. 15 л. 2 р. 30 к. Фридрихсберг Д. А. Курс коллоидной химии. Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. 25 л. 1 р. 10 к. Харчевников В. М., Корчем- кин С. Н Вулканизация эластомеров 7 л. (Библиотечка рабочего по переработке полимерных материалов). 15 к. Хачатрян С С, Арунянц Г. Г. Автоматизация проектирования химических производств. 16 л. 1 р. 10 к. Химикаты для полимерных материалов. Справочник. 26 л. 1 р. 60 к. Шерышев М. А., Ким В. С Переработка листов из полимерных материалов. 15 л. 75 к. Шульпин Г. Б. Эта увлекательная химия. 10 л. 30 к. Издательство «МИР»: Агнихортри О., Гупта Б. Селективные поверхности солнечных установок. Пер. с англ. 19 л. 2 р. Браун Г., Массет А, Недоступная Земля. Пер. с англ. 21 л. 3 р. 50 к. Грант В. Видообразование у растений. Пер. с англ. 34 л. 5 р. 40 к. Граселли Д ж., Сне йви ли М., Балкин Б. Применение спектроскопии КР в химии. Пер. с англ. 12 л. 1 р. 90 к. Девис Р., Ботстайн Д., Рот Дж. Методы генетической инженерии. Генетика бактерий. Пер. с англ. 10 л. 1 р 55 к. Мощиц Г., Хорн П. Проектирование активных фильтров. Справочник. Пер. с англ. 19 л. 1 р. 30 к. Нейлье П., Нейпье Дж. Обезьяны. Пер. с англ. 19 л. 3 р. 50 к. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. В 2-х книгах. Пер. с англ. Кн. 1 — 23 л., 2 р. 60 к.; кн. 2 — 23 л., 2 р. 60 к. Эттенборо Д. Жизнь на Земле. Пер. с англ. 36 л. 8 р. 10 к. Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВНЦ АН СССР выпускает МЕТИЛОВЫЕ ЭФИРЫ L-АРАБИНОЗЫ, D КСИЛОЗЫ, L-РАМИОЗЫ, L-ФУКОЗЫ, D-ГЛЮКОЗЫ, применяемые при изучении структуры угле водсо держащих соединений. Больше нигде в мире эти реактивы не производятся. Реактивы отпускаются в запаянных ампулах по 20 мг с неограниченным сроком хранения. Цена 5 руб. за 1 мг. Обращаться по адресу: 690022 Владивосток, просп. 100-летия Владивостока, 159, ТИБОХ ДВНЦ АН СССР. В Ереванском отделе неорганических материалов ВНИИ химических реактивов и особо чистых химических веществ РАЗРАБОТАНЫ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ АБРАЗИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ для прецизионной обработки (класс точности 14) керамических, стеклянных и металлических поверхностей: тонкодисперсных порошков на основе а-АЬО» A — 3 мкм); суспе нзи й высокой степе ни чистоты на основе к ре мне золей @,2—0,5 мкм). Абразивные материалы в стандартной упаковке (до 20 г) могут быть переданы заинтересованным организациям без взаимных расчетов для проведения испытаний и выработки рекомендаций. Обращаться по адресу: 375005 Ереван 5, 4-й пер. ул. Бакви, 10а. Тел.: 45-75-82, 45-15-60. 22
ft-u . . каре >а Парадоксы печени Академик АН Латвийской ССР А. Ф. БЛЮГЕР Исследование, о котором я хочу рассказать, началось со скромного наблюдения, сделанного лет десять назад в Рижской республиканской инфекционной больнице, где находится клиника Латвийского гепатологического центра (ЛГЦ). Это, кстати, одно из крупнейших в стране учреждений по изучению печени и ее болезней, за год здесь получают лечение более 3500 больных из многих городов страны, тут издается всесоюзный ежегодник «Успехи гепато- логкл* и проводятся школы для профессоров и преподавателей медицинских ву- 301'. Тэк вот, врачи ЛГЦ, которые курировали больных вирусным гепатитом, подметили непонятную, однако явно прослеживавшуюся закономерность: в разгар болезни пациенты, страдавшие бессонницей и получавшие поэтому снотворное в обычных дозах, по-прежнему не спали по ночам — снотворное на них не действовало! Как быть — увеличить дозу? Боязно — печень-то больная, а все авторитетные фармакологические справочники предостерегают: в больной печени замедлен обмен лекарственных веществу и, значит, щажения ради нужны меньшие, а уж никак не большие дозы. Но, может быть, у этих больных просто индивидуальная нечувствительность к снотворным? Приняв все меры предосторожности, рискнули увеличить дозу. Спят! Похоже, дело и вправду в каких-то отклонениях, хотя и странно, что у нескольких пациентов сразу... А потом больные стали выздоравливать» Вот тут нас и ждал сюрприз: те самые пациенты, которым в остром периоде болезни давали двойную дозу снотворного, теперь крепко спали и от половинной. Ясно, что индивидуальные особенности организма тут ни при чем. Тогда, может быть, это очередные шутки печени, еще один ее парадокс? Вот с той ниточки — со снотворного — и начал разматываться клубок. 500 ТЫСЯЧ МИНИАТЮРНЫХ ПЕЧЕНЕЙ Печень полным-полна парадоксов. Этот поразительный орган как бы собран из полумиллиона миниатюрных «печеней» — шестигранных долек от 1 до 1,5 мм в поперечнике, каждая из которых способна выполнять все функции целого. Такая долька состоит из радиально расположенных рядов печеночных клеток — гепатоцитов. Хотя масса печени всего 1,5 кг, однако химические превращения в ней идут так интенсивно, что она вырабатывает более трети внутренней тепловой энергии организма, на ее долю приходится 15 % основного обмена и половина всего ежедневно синтезируемого белка. В печеночной клетке протекает свыше тысячи взаимосвязанных и взаимообусловленных реакций одновременно. Другого такого органа в живой природе нет, даже аналогию провести не с чем. Тридцать лет я изучаю печень и не устаю удивляться ее поразительным возможностям. В моей практике была больная, у которой паразиты-эхинококки разрушили 85 % печени, но все ее функции полностью — полностью! — сохранились. А способность к восстановлению? У крыс 12 раз удаляли полпечени, и она снова отрастала. Видимо, древние подметили нечто подобное — вспомним миф о Прометее: орел по приказу Зевса выклевывал ему печень, а она вырастала вновь и вновь. Не с чем сравнить этот орган и по разнообразию функций; но сейчас нас интересуют прежде всего те, которые связаны с захватом, обезвреживанием и выделением из организма чужеродных ему химических веществ — так называемых ксенобиотиков. В процессе эволюции в печени сформировались различные ферментные системы. Одни ведают химическими превращениями питательных веществ, которые распадаются до простых молекул (аминокислот, глюкозы, жирных кислот и глицерина), сгорают с образованием энергии, входят в структурные компоненты ткани. Другие же системы обезвреживают чуждые вещества, которых, в общем-то, гораздо больше, чем своих. Если в недавнем прошлом наш рацион «загрязняли» главным образом случай- 23
На микрофотографии гепатоцита виден и синусоидальный, обращенный к крови, и билиарный, обращенный к желчи, полюс. Благодаря микроворсинкам и порам мембраны, образующие эти полюса. имеют большую площадь соприкосновения с кровью и желчью Л#Г X. ные ксенобиотики естественного, природного происхождения, то сейчас, в эпоху химизации, большинство из нас каждодневно и регулярно заглатывает, вдыхает и впитывает кожей сотни чужеродных веществ, от косметических добавок до пестицидов. Обезвреживая их, печень выполняет функции, которые медики именуют по-разному: барьерными, дез интоксикационными, выделительными и — вот, по-моему, самое удачное название — функциями химической защиты. Все помогает печени бороться с ксенобиотиками: и анатомическое положение, и строение, и особенности кровоснабжения, и устройство гепатоцитов. Она расположена как некий барьер на пути из кишечника в кровь, причем кровь поступает в нее не по одному сосуду, как во все другие органы, а по двум. Один из них — печеночная артерия — подводит кислород, а другой, удачно названный воротной веной, представляет собою и впрямь ворота для многих веществ, проникающих в организм извне. Воротная вена в три раза крупнее артерии, она собирает кровь из всего желудочно-кишечного тракта. Во всех дольках каждая печеночная клетка тесно соприкасается сразу с несколькими кровеносными капиллярами и с желчным канальцем. Благодаря такому контакту печень поглощает все вещества, приносимые с кровью по воротной вене. И только «профильтровавшись» сквозь печеночный барьер, кровь оттекает от дольки и попадает в общий кровоток. Гепатоцит как нельзя лучше приспособлен к химической защите. Он имеет два полюса: один (синусоидальный) обращен к крови, другой (билиарный) — к желчи. Оба они видны на микрофотографии, сделанной с увеличением 30 000, но для ясности фотография продублирована рисунком. Мембраны, составляющие эти полюса, усеяны микроворсинками, благодаря чему площадь соприкосновения гепатоцита с кровью и желчью увеличивается. Мембраны пронизаны множеством пор, и поэтому печеночные клетки теснейшим образом связаны с кровью. Словом, идеальные условия для захвата веществ из крови и выделения их в желчь. Что же до тонкого строения, то гепатоцит — истинная химическая фабрика. На шероховатых, покрытых зернышками-рибосомами мембранах синтезируется белок, на гладких — обезвреживаются под действием ферментов ксенобиотики. А вся система, которая отвечае т за метабол и зм и вы веде ние ксенобиотиков, получила название био- тра нсформационной. 24
J> ._ >оЛ/»0 , y^Y^jf^ '" ' : v/ ^ Схематическое изображение гепатоцита; рисунок более отчетливо воспроизводит ту же структуру, которая видна на микрофотографии ЧТО ПРОИСХОДИТ С ЛЕКАРСТВАМИ В ПЕЧЕНИ Большинство лекарств — чужеродные соединения, а значит, они подвержены биотрансформации. Обычно из жирорастворимых они превращаются в более полярные, водорастворимые, но не сразу, а чаще всего в две стадии. Первая — метаболическая: в результате реакций окисления, восстановления,* гидролиза и т. д. жирорастворимые ксенобиотики приобретают гидроксильные, карбоксильные и другие полярные группы. Вторая стадия — конъюгация: к этим группам присоединяются уже имевшиеся в организме вещества. Продукты этих реакций хорошо растворимы в воде и поэтому легко выделяются. Лекарства, как правило, проходят обе фазы биотрансформации и обезвреживаются, но некоторые — только одну, а есть и редкие вещества (например, рентгеноконтрастные), которые выделяются в неизменном виде. Случается даже, что в ходе метаболизма вещество обретает дополнительную активность, яд становится еще ядовитее. Так, красный стрептоцид, не действующий сам по себе на бактерии, в процессе биотрансформации становится активным препаратом. Увеличивается токсичность наркотического вещества хлороформа, противоракового препарата циклофосфа- мида, психофармакологического средства аминазина. Четыреххлористый углерод, известный печеночный яд, образует радикал СО;, обладающий гораздо более сильным токсическим действием. Кстати, и ацетальдегид, продукт метаболизма алкоголя в печени, значительно токсичнее этилового спирта. Но особенно опасно, когда вредные соединения вовсе не выводятся наружу, а накапливаются в тканях и подчас встраиваются в тканевые структуры, вызывая тяжелейшие заболевания, а иногда и гибель организма. Это, так сказать, издержки биотрансформации; они получили название летального синтеза. Еще одна опасность — когда вовнутрь попадает вещество, для которого нет обезвреживающих ферментов ни в печени, ни в других органах .и тканях. И если он недостаточно растворим в воде, то последствием может быть повреждение не только клеток в целом, но и их генетического аппарата или раковое перерождение. Правда, у биотрансформационной системы есть кое-какие резервные возможности. Так, она способна активироваться под действием ксенобиотика, печень приспосабливается выводить — понятно, до какого-то предела — возрастающие дозы чужеродных веществ. Некоторые лекарства могут активировать 25
эту систему, усиливая работу ферментов гладких мембран, расположенных в цитоплазме. Таких стимуляторов известно уже более двухсот, в их числе люминал (фенобарбитал) и многие стероиды. Забегая вперед, заметим, что способность люминала усиливать активность ферментов уже используется для лечения некоторых болезней печени. Впрочем, резервы этой системы не бесконечны. Если перенапрячь, чрезмерно подхлестнуть биотрансформацию, то результатом будет срыв: обезвреживающая способность печени резко снизится. Это распространенный механизм медикаментозного повреждения печени, не такого уж редкого, к сожалению, в наше время. ПРОТИВОПОКАЗАНО ПРИ ЗАБОЛЕВАНИЯХ ПЕЧЕНИ... Все это были общие соображения. Биотрансформация между тем процесс во многом индивидуальный, точнее, генетически обусловленный. Скорость его биохимических реакций (а следовательно, способность организма обезвреживать лекарство, или, если хотите, чувствительность к лекарствам) предопределена генетически. Всех людей можно разделить по этому признаку на два типа: на быстрых и медленных метаболи зато ров. Но мно- У прощенная схема поглотительно- выделительной функции печени. Шестиугольник внутри контура печени — условный гепатоцит. Синусоидальной мембраной он захватывает из крови чужеродные (ксенобиотики) и *свои» (эндогенные) вещества, перерабатывает их и выделяет с желчью в кишечник через билиарный и обратно в кровь через синусоидальный полюс. Кривые показывают кинетику веществ: 1 — в крови, 2 — в печени, 3 — в желчи гое, конечно, зависит и от состояния организма. Иногда процессы биотрансформации могут тормозиться — и токсичность лекарства, частота побочных эффектов возрастают. Биотрансформация заторможена, например, в младенческом возрасте (соответствующие ферменты созревают лишь спустя некоторое время после появления человека на свет), во время беременности, в старости. Замедляется она и при голодании, под воздействием ионизирующего облучения и некоторых лекарств, которые либо угнетают ферментные системы, либо выступают конкурентами в борьбе за соответствующий фермент. Считается аксиомой, что при всех заболеваниях печени ее способность к биотрансформации подавлена. Отсюда твердое правило — щадящее назначение лекарств, ограничение или полный запрет многих препаратов. Достаточно посмотреть инструкции по применению тех или иных лекарств — как же часто в разделе «противопоказания» можно прочесть: «при заболеваниях печени»... Но так ли уж незыблема аксиома, всегда ли надо врачам строго придерживаться этих строгих правил? Читатель, видимо, догадывается, что ответ будет отрицательным. Но прежде чем прийти к нему, придется рассказать еще об одной стороне функции химической защиты — о захвате, транспорте и выделении ксенобиотика клетками печени. Вот вкратце схема обезвреживания и выделения лекарства гепатоцитами: 1) захват лекарства из крови; 2) внутриклеточный транспорт; 3) метаболизм и (или) конъюгация, то есть собственно обезвреживание; 4) выделение метаболитов либо в желчь через билиарный полюс, либо в кровь через синусоидальный (в первом случае обезвреженный препарат поступает с желчью в кишечник, а во втором после возврата в кровь выделяется почками с мочой). 'Третья стадия — обезвреживание — изучена гораздо полнее остальных, по- 26
тому что до сих пор не было способов раздельной оценки остальных стадий — захвата, транспорта и выведения препарата. СЛЕДИМ ЗА КРАСКОЙ! ПВФП — назовем так краткости ради поглотительно-выделительную функцию печени. Ее изучают пробами на выделение красок, которые выделяются из печени в желчь. Пробы эти не новы — они известны уже более полувека. Для оценки того, насколько хорошо справляется печень с поглощением и выделением, долгое время был только один критерий: скорость очищения крови от краски (клиренс крови). Краской обычно служил бромсульфалеин. Его вводили внутривенно и затем, забирая через определенные промежутки времени кровь из вены, определяли, насколько уменьшилась концентрация краски. Она снижалась не линейно, а экспоненциально — аналогично радиоактивному распаду. Однако клиренс оказался еще более сложным процессом. Очищение происходит неравномерно: наиболее быстро с 3-й до 15-й минуты, несколько медленнее с 15-й до 30-й, а затем еще медленнее. Иными словами, кривая получалась с двумя изломами... Почти все исследователи полагали, что для диагностики вполне достаточно установить два первых периода падения концентрации, причем самое показательное — то время, за которое концентрация снижается наполовину, наподобие периода полураспада. Скоро, однако, стало понятно, что так нам не узнать скорости возврата в кровь и выделения в желчь, и система в целом остается «черным ящиком». Потом в медицинскую практику вошла бенгальская розовая — краска, меченная изотопом иод-131. Она давала возможность получить три кривые: ту же, что и прежде (то есть характеристику клиренса крови), накопления краски в печени (гепатограмма) и поступления ее в желчь. Увы, и порознь и вкупе они не позволяли проникнуть внутрь «черного ящика». Ведь гепатограмма отражает накопление краски не только в печеночной клетке, но и в окружающих ее жидкостях — крови и желчи, о концентрации в гепатоците по ней судить трудно. Третья кривая тоже искажена посторонними факторами — например, она зависит от скорости, с которой бенгальская розовая продвигается с желчью по кишечнику. В общем, если эти три кривые (как и одна прежняя) удовлетворяли отчасти клиницистов, то характеристики отдельных фаз ПВФП они дать не могли. Тут пришлось прибегнуть к математическому моделированию с использованием ЭВМ. Для полного отражения реального процесса нужна очень сложная модель, поскольку краска захватывается и выделяется многими жидкостями и тканями (вот примеры некоторых пар: гепатоцит — кровь, гепатоцит — желчь, желчь — кишечник, кишечник — печень, кровь — почки). Однако реализовать такую модель чрезвычайно сложно, а экспериментально проверить математические гипотезы просто невозможно. Поэтому мы остановились на двухкамерной модели, в которую входят две главные составляющие ПВФП: кровь, двусторонне связанная с гепатоцитами (первая камера), и гепатоцит, двусторонне связанный с кровью и односторонне — с желчью (вторая камера). Не будем касаться математического аппарата, а заметим лишь, что модель поддавалась экспериментальной проверке. Работа шла таким чередом: сначала, как и прежде, получали экспериментальную кривую клиренса крови для той или иной краски, затем формулировали гипотезу и составляли для нее систему уравнений, решали их на ЭВМ и строили теоретическую кривую, которую сопоставляли с экспериментальной. Если они оказывались близкими, модель можно было считать правильной. Вот так мы впервые смогли раздельно оценить три главных показателя ПВФП, прежде всего — не поддававшийся ранее расшифровке процесс возврата краски в кровь. У нас в руках оказался метод, позволивший в серии широких клинических наблюдений изучить, как в действительности протекают процессы, из которых складывается эта важнейшая функция печени. «БЫСТРАЯ» И «МЕДЛЕННАЯ» ПЕЧЕНЬ Мы стали систематически наблюдать за состоянием поглотительно-выделительной функции у людей со здоровой и больной печенью. Казалось бы, у взрослых людей показатели ПВФП должны подчиняться закону нормального распределения, но это было не так: по скорости поглощения и выделения все люди, как оказалось, делятся на две большие группы — у одних печень работает быстро, у других — медленно. 27
г ч Ц ц Помните, несколько выше упоминались быстрые и медленные метабол и- заторы? Такое распределение было получено при исследовании биотрансформационных систем. Но, как видите, и в других своих проявлениях печень может быть «быстрой» и «медленной». И вот что важно: показатели были сходными, какие бы вещества мы ни брали: и подвергающиеся биотрансформации (бромсульфалеин), и выделяющиеся из печени в неизменном виде (индоцианин зеленый), выделяющиеся с желчью (оба названных), и такие, что возвращаются в кровь и уходят с мочой (ментол). И далее. При патологии печени ее поглотительно-выделительная функция может быть или замедлена, или ускорена — независимо от того, была ли она обусловлена дефектом в звене метаболизма и конъюгации или вовсе с этим звеном не связана. А это свидетельствует о том, что печень, орган химической защиты, работает как одно целое. Следовательно, по частным параметрам ПВФП можно судить о всей цепи химической защиты. И прежде всего о той скорости, с которой организм освобождается от чуждых ему веществ. БОЛЕЗНЬ БОТКИНА И СИНДРОМ ЖИЛЬБЕРА: ДВА ПОЛЮСА От теоретических представлений и экспериментальных методик пора перейти к клинической практике. Как же работает система химической защиты у людей с больной печенью? Результаты оказались неожиданными для нас самих. Мы были просто шокированы, когда, обследовав группу больных вирусным гепатитом (болезнь Боткина) в остром периоде заболевания, обнаружили у них, несмотря на значительное поражение печени, не замедленное, а, напротив, ускоренное поглощение, выделение и биотрансформацию красок! Очевидный парадокс: больная печень работает энергичнее здо- Распределение людей по скорости, с которой работает их печень. Так как кривая с двумя (а не с одним, как при нормальном распределении) горбами, то, значит, есть много людей с «быстрой» и «медленной» печенью, но почти нет со «средней» ровой, и если даже она была «флегматиком», то становится «холериком». Теперь стало понятно, отчего на этих больных не действовало снотворное: оно слишком быстро выводилось из крови. А потом ' наступало выздоровление , «маховик» в печени все замедлялся, и со временем все вернулось на круги своя. Но даже быстрые в норме биотрансформаторы все равно медленнее быстрых при вирусном гепатите, вот наши пациенты и спали при выздоровлении от малой дозы снотворного... Метаболизм шел необычно быстрыми темпами и при многих хронических диффузных поражениях печени, например при компенсированных формах цирроза. Однако вскоре был обнаружен и антипод — синдром Жильбера. Природа этого мало известного широкой публике, однако частого заболевания (оно поражает около 5 % людей от 15 до 25 лет) до недавнего времени оставалась загадкой, до конца она раскрыта в ЛГЦ. Юношескую желтуху врачи привычно считали следствием воспаления печени — вирусного гепатита. В действительности же гепатит (как и пищевое отравление, запой, физическое напряжение) только провоцирует ее. Причина же — в генетическом дефекте, из-за которого нарушен синтез фермента глюку- . ронилтрансферазы. А это — обратите внимание! — ключевой фермент конъюгации, он помогает свободному жирорастворимому билирубину превратиться в связанный водорастворимый. Когда фермента не хватает, это еще полбеды, а беда, если его нет вовсе — тогда новорожденные дети просто тонут в собственном билирубине и часто погибают. Но в общем и целом синдром Жильбера протекает довольно благоприятно, с возрастом дефект компенсируется, периодические желтухи прекращаются. Именно при этом синдроме мы и нашли самое резкое, я бы сказал, колоссальное замедление процессов в печени. Молодые люди, больные юношеской желтухой, спят от минимальной дозы снотворного. У них тормозится поглощение и выделение как конъюгируемых, так и не- конъюгируемых веществ — еще одно доказательство того, что правильно говорить не о быстрых и медленных метабо- 28
ли заторах, а о «быстрой» и «медленной» печени, органа химической защиты. Печень-«флегматик» обычно становится жировым депо. Соединения распадаются в ней медленно, так же медленно утилизируются поступающие вещества — вот и накапливается жир. Так возникает жировой гепатоз, спутник тех, кто страдает диабетом и ожирением, кто злоупотребляет алкоголем. Итак, среди здоровых людей, то есть в популяции вообще, есть люди с быстро и медленно работающей печенью. Те же два типа работы наблюдаются при патологии печени — как генетически обусловленной, так и приобретенной, причем на разных стадиях заболевания «быстрая» печень может стать «медленной» и наоборот. И наконец, фундаментальный факт: поглотительно-выделительная и транспортно-метаболическая функция печени есть единая сопряженно работающая система, и нарушения в одном ее звене влекут за собой искажения в других звеньях. А вот в механизме всех этих явлений (не только парадоксальных) еще много неясного. Но кое-какие просветы уже есть. Очевидно, изменение характера химической защиты при патологии печени — это составная часть тех приспособительных реакций, которые развиваются в организме в стрессовой ситуации, какого бы она ни была происхождения — инфекционного, вирусного или химического. Например, при остром вирусном гепатите, когда гибнет значительная часть клеток печени, оставшиеся клетки резко усили вают деятельность. ПОСЛЕДСТВИЯ В ТРЕХ ОБЛАСТЯХ Напоследок я попрошу читателя поразмышлять вместе со мною, какие последствия могут иметь обнаруженные явления. Для размышления предлагаются три области — статистика, лекарственная терапия и профориентация. Сначала — медико-биологическая статистика, неизменная составная часть любого медицинского исследования. Разве она не должна учитывать по меньшей мере распределение людей по скорости, с которой работает печень? Должна — так же, как она учитывает распределение по группам крови и по резус- фактору. Совершенно некорректно пользоваться для характеристики работы печени какими-то средними данными — их просто нет, поскольку нет нормального распределения. Но еще важнее стратегия и тактика назначения лекарств — и вообще, и при болезнях печени в частности, и при сопутствующих заболеваниях у печеночных больных в особенности. До сих пор мы, врачи, назначая лекарство, учитывали только возраст, массу тела и общее состояние больного. Придется присовокупить еще тип функционирования печени. Если печень «быстрая», доза должна быть несколько увеличена, иначе лекарство не успеет подействовать; если же «медленная», то и дозу следует уменьшить. А ускорение работы при вирусном гепатите и циррозе? Между тем многие лекарства считались прежде недопустимыми при этих заболеваниях — как раз из опасения, будто они «осядут» в организме... Нерешенная проблема — лечение сопутствующих заболеваний у гепатоло- гических больных, особенно у быстрых биотрансформаторов. Скажем, при пневмонии им нужно больше обычного антибиотиков, но это может оказаться опасным для самой печени. А вот новое направление в фармакотерапии: притормаживание чересчур быстрого метаболизма — например, как только появляются предвестники такого тяжелого осложнения, как печеночная кома. И наоборот, ускорение слишком замедленной биотрансформации — допустим, при том же синдроме Жильбера. В этом случае достаточно несколько дней давать больному малые дозы люминала, и желтуха проходит без следа. Наконец, здравый смысл подсказывает, что людей с «быстрой» и «медленной» печенью необходимо правильно ориентировать в выборе профессии. Очевидно, что работа на химических предприятиях или в агрохимической службе не показана тем, у кого замедлена биотрансформация. Но для всего этого нужны экспресс- методы, простые и, конечно, некровавые, позволяющие быстро определить тип функционирования печени, в первую очередь у практически здоровых людей. Такие тесты мы сейчас и разрабатываем. Разумеется, этим практические приложения не исчерпываются. Некоторые читатели (особенно мужчины) могут подсказать еще одну позицию, а именно определение индивидуальной дозы алкоголя, после которой не наступают нежелательные эффекты. Что ж, пожалуй, и это... 29
Проблемы и методы соврем "«и oi ■ray-и «Как хорошо быть генералом...» Кандидат медицинских наук А. Л. РЫЛОВ Взгляни на перехю лужу и е ней найдешь гада, который ирейстаом свои и всех прочих гадов превосходит и затемняет. Л/. Е. САЛТЫКОВ-ЩЕДРИН. История одного города Проект этого закона предложила эволюция, ратифицирован он естественным отбором и навеки нанесен на скрижали наследственности. Это биологический закон доминирования, согласно которому одни животные главенствуют в группах своих сородичей, а другие подчиняются им. Эволюция удостаивает своих избранников высокого положения в группе вовсе не ради того, чтобы удовлетворить их амбицию: закон доминирования существует для того, чтобы сообщество животных возглавляла именно та особь, которая в наибольшей степени способствовала бы выживанию и прогрессивному развитию популяций и целых видов организмов. Животным, объединенным в группы, легче, чем одиночкам, устроиться на этой суровой земле. Легче добывать пищу и воду, завоевывать и удерживать территории, выращивать детенышей и передавать им житейский опыт. Но так как потребности у всех членов группы одинаковые, неизбежна и конкуренция за их удовлетворение. Если бы ничто ее не сдерживало, животный мир сутки напролет сотрясали бы жестокие побоища, которые скоро прекратились бы, впрочем, вместе с самим существованием общественных животных. Чтобы этого не случилось, в ходе эволюции выработались ^различные предохранительные механизмы. Важнейший из них — иерархия, доминирование одних и подчиненность других, когда отдельные особи в сообществе как будто носят разные погоны, от генеральских до солдатских. В установившейся иерархии битвы среди зверей давно отгремели. Мир держится уже не на силе: просто каждый сверчок хорошо знает свой шесток. Сложившийся порядок поддерживают своим поведением и лидеры, и все прочие. А если трения все же возникают, то кровопролитная схватка обычно заменяется ритуальными позами. Сначала их демонстрирует доминант по отношению к подчиненному, предупреждая его о грядущей взбучке. Тот, не доведя дело до рого-, клыко- и лапоприкладства, принимает позу покорности, которая и успокаивает его рассерженное превосходительство. Собаки и волки опускают хвост, крысы опрокидываются на спину, обезьяны чистят «генералам» их мохнатые мундиры и опускают глаза. (Последний знак капитуляции унаследовал от приматов и человек — мало кто из пассажиров, едущих в позднее время в метро или автобусе, отважится долго смотреть прямо в глаза подвыпившему попутчику-задире.) Мы расскажем о том, какие особенности поведения, физиологии и химии мозга отличают животных-генералов от подчиненных, рядовых особей. В отрывочных, не очень понятных, иногда противоречивых, но неизменно интересных данных этологических наблюдений и физиологических экспериментов мы попытаемся прочесть хотя бы несколько параграфов биологического закона доминирования. ПОРТРЕТ ОДНОГО ГЕНЕРАЛА Его превосходительство имеет четыре лапы, длинный чешуйчатый хвост, рубиновые глаза навыкате и белый мундир. Перед нами самец лабораторной крысы- альбиноса. Подчиненных у него всего двое: существо второго ранга — крыса- субдоминант и принадлежащая к низшему рангу крыса-изгой. Вся компания живет в ящике, напоминающем аквариум. Трап ведет к кормушке — устроена она так, что доставать из нее брикетики комбикорма может лишь одно животное. Генерал чаще подчиненных бегает за кормом и ест больше всех. Своих соседей он бесцеремонно отпихивает от кормушки или даже становится на них лапами и через их спины добывает корм. Падает с лесенки генерал редко, он предпочитает спускать с нее подчиненных, а те бессловесно терпят: группка в целом довольно мирная. Генерал не только проворнее и драч- 30
ливее соседей, но и весьма хитер. Спать он укладывается на площадке перед кормушкой, чтобы на следующее утро первым получить первый брикетик комбикорма, который бросит в кормушку экспериментатор. Но у нашего героя есть и некоторые представления о порядочности. Он никогда не занимается грабежом, не выхватывает изо рта у подчиненных корм — этим промышляет преимущественно представитель среднего сословия. Несчастный же изгой до того забит, что и на это у него не хватает смелости. Итак, первый же доминант, с которым мы познакомились, оказался самым боеспособным, ловким, сильным и довольно- таки сообразительным. Потому-то, наверное, он и самый конкурентоспособный? Казалось бы, этого достаточно, чтобы ответить на вопрос, чем отличается мозг животных-доминантов: осталось перечислить те механизмы центральной нервной системы, которые при- частны к проявлению таких качеств. Но как раз здесь-то и начинаются сложности, которые превращают эту проблему в одну из самых трудных, но и пленительных загадок биологии. СИЛА ЕСТЬ — УМА НЕ НАДО? Начнем с агрессивности. Действительно, многие генеральские обязанности можно исполнить, лишь обладая изрядными бойцовскими качествами. У многих видов животных доминант — главный и единственный владелец территории,. где живет группа. Он атакует и изгоняет чужаков-захватчиков, вступает в схватку с животными других видов, возвращает сообществу мир и порядок, когда его подчиненные затевают драки. Он охраняет гарем, если таковой у него имеется, наказывает сородичей при попытках к «прелюбодейству»: новичку, который появляется на территории, принадлежащей компании уличных котов, необходимо передраться с большинством аборигенов, чтобы занять какое-то место в иерархии. Да мало ли зачем еще приходится доминантам выходить на поле брани! Значит, получается, что вожаком стаи становится самое агрессивное животное, побеждающее всех при любой конкуренции? Но не будем спешить с выводами. Лабораторные опыты, где наблюдают не за одной, а за сотнями групп животных, показывают: высокая агрессивность — вовсе не обязательная черта доминантов. Например, в одном из опытов в клетки поселили 133 пары мышей, и в 51 случае доминант выделился без всяких драк. Видимо, есть некая закономерность: чем выше организовано живое существо или чем сильнее у него развиты органы защиты-нападения, тем реже его место среди сородичей определяет сила. И, кстати, тем мягче, лабильнее у таких видов иерархическая структура. У интеллектуалов природы — дельфинов, высших обезьян — и иерархия довольно гибкая, и схватки редки. Нечасто возникают агрессивные стычки у слонов, носорогов, бегемотов — животных, которые могут наносить друг другу смертоносные раны. Не всегда удостаивается генеральства и тот, чье физическое превосходство позволяет ему чаще становиться победителем в схватках. У многих животных, например у американских бизонов, возраст и вес не обязательно определяют доминантность. И хотя у благородного оленя-доминанта обычно наибольший во всей группе вес турнирного оружия — рогов, но, по наблюдениям некоторых этологов, даже его «разоружение» лишь незначительно влияет на его ранг. Нет, дело, оказывается, не всегда в боеспособности... НА БРАННОМ ПОЛЕ И НА БАЛУ С доминированием у животных неразрывно связано половое поведение. Может, именно здесь нужно искать особенности, определяющие, кому быть генералом? Действительно, мы не знаем более мощного естественного стимулятора агрессивности животных, чем половые гормоны. Введение мужского полового гормона, тестостерона грызунам и многим другим животным значительно повышает их драчливость, кастрация — наоборот. Весьма соблазнительно было бы связать доминирование с уровнем выработки половых гормонов. Во-первых, «половая» агрессивность, обусловленная циклическими повышениями уровня половых гормонов, проявляется в период брачных турниров и спаривания, а это очень важный этап для последующей карьеры животного в иерархии сородичей. Во-вторых, для вида в целом было бы, вероятно, выгоднее, чтобы интенсивнее размножались доминирующие особи, которые могли бы передать по- 31
томству наилучшую наследственность, а для этого не лишней была бы усиленная высоким гормональным уровнем репродуктивная способность. И в самом деле, практически у всех животных кастрация равносильна разжалованию доминанта в нижние чины, а вживление таблетки тестостерона под кожу кастрированному оленю — экс- доминанту возвращает ему генеральские эполеты. Но это крайний случай. Если же постоянно вводить тестостерон рядовому животному, то далеко не у всех видов удается превратить его в доминанта. Это может происходить, например, у грызунов или низших обезьян, однако чем ближе к человеку стоят обезьяны, тем сомнительнее получаются результаты. Противоречивые данные были получены в подобных экспериментах не только на разных, но и на одних и тех же видах животных. Плодовитость доминантов, как и уровень выработки половых гормонов, тоже не всегда наивысшая в группе. У большинства приматов, ластоногих и копытных в размножении действительно участвуют только самцы высокого ранга. Однако у китообразных и грызунов, многих хищников, да и птиц подчиненные самцы не обязательно теряют шансы на отцовство. У лабораторных мышей и крыс самое многочисленное потомство (и наименьшее количество мертворожденных детенышей) самки приносят от самцов среднего ранга, а репродуктивная способность генералов много ниже. А если самки, например у обезьян, могут сами выбирать себе супруга, то им далеко не всегда оказывается самый высокопоставленный и воинственный из самцов. Нам, кажется, снова не повезло — опять не удалось отыскать у животных высокого ранга самую что ни на есть первопричинно-генеральскую отличительную черту. «НЕТ ЛУЧШЕГО НА СВЕТЕ, ЧЕМ УМНЫЕ МОЗГИ!» Эту песенку напевало сказочное пугало Страшило, шагая вместе с девочкой Элли и ее собакой Тотошкой к Изумрудному городу. А может быть, и в проблеме доминирования все решают «умные мозги», и мы просто недооценили генералов-животных, решив, что их выдвигают такие примитивные качества, как физическая сила, драчливость или сексуальные возможности? 32 Английская исследовательница Джейн Лавик-Гудолл, почти 20 лет наблюдавшая над группами шимпанзе в джунглях Танзании, рассказывает о таком случае. Самый низкопоставленный в стаде молодой самец Майк, спасаясь от преследовавших его сородичей, наткнулся на пустые канистры из-под керосина. Обидчики в панике разбежались от громкого шума. С тех пор сообразительный Майк научился устрашать других обезьян, ударяя палкой по канистрам. При этом изменился его социальный ранг: бывший рядовой, да еще и самый гонимый, стал генералом! Некоторые этологи утверждают, что именно у приматов сообразительность особенно важна для доминирования. Однако данные довольно строгих экспериментов, в которых сравнивалась рассудочная деятельность животных разных рангов, сходны лишь в одном: самые низкопоставленные особи и соображают хуже всех. Звери же и птицы высшего и среднего ранга то лучше, то хуже справляются с задачками на сообразительность, и чаша победных весов здесь чаще склоняется к золотой середине. Даже если допустить, что ученым действительно удалось сопоставлять разумность животных, а не какие-то приписываемые зверям человеческие признаки, то выходит, что мы опять чуть было не приняли за всеобщую закономерность частое, но не постоянное явление. Доминирующие животные — не обязательно самые разумные в стаде. ГЕНЕРАЛЬСТВО ПО НАСЛЕДСТВУ? Мы понемногу убеждаемся, что, перебирая различные виды поведения, нельзя найти первопричину доминирования. Но для очистки совести обратимся еще к одной возможности. Бывает, что люди получают повышение по службе не только потому, что они умнее или работоспособнее других, а благодаря родственным связям. К такому способу продвижения в жизни можно относиться двояко. Если одаренность, исключительная работоспособность и прочие качества передаются по наследству, то было бы, может, не слишком справедливо, но зато полезно для сообщества, чтобы новые начальники, в обход конкурсов и конкуренции, выдвигались из потомства стареющих шефов. Если же эти качества по наследству не передаются, то система поблажек родственникам и несправедлива, и вредна.
Борьба людей за равенство независимо от происхождения началась задолго до того, как в биологии возникла проблема соотношения врожденных и приобретенных качеств. Но люди не могли не заметить, что дети великих полководцев, политиков, деятелей искусства вовсе не обязательно выделяются своими талантами. Выдающиеся качества людей наследуются в редчайших случаях, в норме же — нет. Но является ли эта закономерность всеобщей для млекопитающих? Может быть, у животных доминирование наследуется? Доминанты «по протекции» родителей среди животных встречаются. Особенно много значит положение, занимаемое родителями, среди обезьян: у многих видов приматов ранг подрастающей особи определяется рангом матери. Но не надо забывать, что наследование высоких чинов и в этом случае может быть обусловлено не генетическими механизмами, а воспитанием! Детеныши приматов дольше, чем у других животных, остаются беспомощными. Больше всего педагогических стараний должны приложить к ним родители. И детеныши доминан- тов с самого раннего детства воспитываются в духе их высокого положения в стаде. Мы уже говорили, что важным показателем иерархического уровня у обезьян служит взаимная чистка шерсти,— так вот, генеральских малышей и взрослые, и сверстники чистят гораздо чаще, чем прочих... ' Видимо, наследование ранга у обезьян можно было бы связать и с генетикой, и с воспитанием. Но ведь у иных животных, где воспитание малышей проще и заканчивается скорее, иерархическое положение наследуется очень редко! Поэтому в целом для животного мира происхождение зверя от царственных родителей вовсе не гарантирует ему скипетр и державу. КЛЮЧ ОТ ДВЕРИ В ТРОННЫЙ ЗАЛ На этом наш этологический обзор стоит закончить. Из него могут следовать, по-видимому, только два предположения. Первое: среди отличительных черт поведения животных нет такой, которая безусловно выдвигала бы в доминанты одну из особей данного вида. Есть несколько физиологических и поведенческих факторов, предрасполагающих к доминированию, и есть изменчивые веяния окружающей среды. Если какой- либо из этих факторов созвучен ситуации, значит, ключ подошел к замку и дверь в тронный зал открывается. Выбор же генерала из нескольких претендентов зависит от того, обладает ли он качеством, которое при данных условиях среды позволит благополучно устроиться всему сообществу. В этологической литературе специально выделяют несколько типов вожаков у животных: лидер, доминант, руководитель. Разные типы генералов могут одновременно находиться в одном стаде, и в зависимости от ситуации звериное сообщество возглавит тот или иной из них. Иначе говоря, есть гене- рал-от-ума, генерал-от-силы, генерал-от- репродукции. В момент опасности в стае волков или стаде оленей доминант-са- мец слагает с себя начальнические функции и группу ведет старая, опытная самка — генерала-от-агрессии и силы сменяет генерал-от-ума... А второе предположение состоит в том, что, хотя нам пока не удалось найти первопричину генеральства у животных, она. все же есть — но она не проявляется однозначно какой-либо одной чертой поведения и не зависит от механизмов мозга, непосредственно отвечающих за формирование именно этой черты. Первопричина доминирования может быть скрыта глубже — из нее, словно из подземного корневища, появляются на свет многие поведенческие побеги: и гиперагрессивность, и успешность в размножении, и победа в пищевой конкуренции. Пока нет устоявшейся точки зрения, в чем состоит эта особенность в строении, физиологии или биохимии мозга, служащая предпосылкой доминирования. Есть лишь гипотезы, об одной из которых мы расскажем. ТРИАДА ПОБЕДИТЕЛЯ Вспомним белую крысу-генерала, о которой мы рассказывали в начале статьи. В одном из опытов в мозг такого доминанта и двух других членов его группы, в расположенные под корой боковые ядра гипоталамуса, вживили электроды для раздражения нервной ткани током. Эти ядра гипоталамуса у млекопитающих считаются центром голода, их раздражение заставляет даже сытое животное приняться за еду. Так вот, для того, чтобы вызвать эту реакцию у генерала, потребовались электрические стимулы значительно меньшей силы, чем у его сородичей низкого ранга. Возбудимость 2 Химия и жи жь № 8 зз
центра пищедобывательного поведения у доминанта была наивысшей. И еще один любопытный факт удалось обнаружить сотруднику НИИ нормальной физиологии им. П. К. Анохина АМН СССР Е. И. Иванову, проводившему эти эксперименты. Во время кормления тех же крыс центр голода самого низкопоставленного животного раздражали электрическим током или же вводили в этот центр норадреналин — вещество, которое повышает активность нейронов, связанных с пищевыми реакциями. И тогда крыса-рядовой все успешнее и успешнее стала добывать пищу! Она уже не сидела, сгорбившись, под трапом, пока ее соседи-начальники набивали себе животы, не умывалась в это время, что очень напоминало утирание неутешных слез. О, нет! Она бодро бегала по трапу, расталкивая генерала и субдоминанта и получая с каждым днем все больше корма. В конце концов четвероногий рядовой стал вести себя так, как раньше вел себя генерал, а генерал — как когда-то его подчиненные. Власть переменилась... Может быть, чем голоднее животное, тем выше его ранг? Но ведь раньше изгой обычно проигрывал в конкуренции за пищу, а следовательно, он и был самый голодный, оставаясь и самым низ- копоставленным. К тому же при нехватке пищи первыми гибнут от голода именно рядовые, но социальный ранг их все равно не меняется. Можно предположить, что доминирование зависит не столько от того, кто голоднее, сколько от того, в чьем мозге эффективнее действует нейрофизиологический механизм, преображающий чувство голода в действия по добыче пищи. Действием этой системы, вероятно, объясняются такие качества животных, которые можно было бы сравнить с человеческими трудолюбием, работоспособностью, целеустремленностью. Животное, обладающее этой триадой качеств, имеет больше шансов победить не только в соревновании за пищу, но и в борьбе за территорию, в выборе полового партнера, выхаживании потомства, защите от хищников и т. д. Но это и есть не что иное, как доминирование! Что же это за нейрофизиологический механизм, столь важный для поддержания «триады победителя» у животного? Нервные клетки передают друг другу управляющие сигналы, как известно, с помощью веществ-медиаторов. Среди сотен миллиардов нейронов мозга есть несколько десятков тысяч, которые выделяют медиаторы так называемой кате- холаминовой группы — норадреналин и дофамин. Власть этой горстки нейронов над поведением воистину магическая: модулирующие влияния, оказываемые катехоламинами практически на весь мозг, необходимы, чтобы мозг мог откликнуться на призывы гипоталамуса и претворить их в действия. И оказывается, что у животных разного ранга активность ферментов, регулирующих обмен катехоламинов, различна. Экспериментальных данных здесь пока явно недостаточно, но все же можно с осторожностью предположить, что у животных-генералов обмен катехоламинов усилен, у них выше резервные возможности этого нейрохимического механизма, его надежность. Не исключено, что это и определяет сильный и уравновешенный тип нервной системы, свойственный доминантам. Катехоламины регулируют работу не только центральной, но и симпатической нервной системы, охватывающей своим влиянием все органы. При физических нагрузках, эмоциональном возбуждении усиливается ее активность, клетки надпочечников выделяют больше адреналина — еще одного медиатора- катехоламина. Так организм приспосабливается к стрессу. И очень может быть, что доминантами становятся те животные, которые, пройдя сквозь огонь, воду и медные трубы борьбы за высокий ранг, способны выдержать наиболее сильный стресс, в то время как менее устойчивые животные проигрывают или уходят от борьбы. У доминантов стресс бывает, очевидно, хотя и сильным, но кратковременным. У особей же низших рангов возникает хронический стресс — этим и определяется их более высокая смертность от болезней. Видимо, не только центральная, но и периферическая катехоламиновая система у доминантов более надежна и устойчива. Была даже сделана попытка предсказать на этой основе, какие из живот- щ ных имеют больше шансов возглавить группу. Сотрудницы Института эволюционной морфологии и экологии животных АН СССР Б. М. Граевская, Н. Н. Золотарева и К. Л. Ляпунова определяли у крыс биохимические показатели, свидетельствующие о характере реакции их катехоламиновой системы на стресс, и выделили по этому признаку «кан- 34
дидатов в доминанты» — тех животных, у которых эта система оказалась наиболее устойчивой и адаптивной. По- *tOM крыс, ранее друг с другом дела не имевших, сажали в одну клетку и по их поведению выявляли доминантов. И из каждых пяти кандидатов, отобранных по особенностям их биохимии, четыре действительно стали генералами! Здесь у читателя может возникнуть вопрос: а нельзя ли и среди людей выявлять таким же способом подходящих кандидатов на руководящие должности? Но на такой вопрос можно сразу и категорически ответить: нет, нельзя. Человек лишь отчасти подчиняется биологическому закону доминирования. В обществе людей гораздо большую роль играют другие, сугубо человеческие детерминанты — социального порядка, в животном мире не существующие. Не случайно только животные были героями нашего рассказа о доминировании; «человеческие» сравнения и метафоры, которыми мы время от времени пользовались, всего лишь внешние аналогии, которые не следует понимать буквально. О том, как далеко может завести этот опасный путь, свидетельствует крах попыток «на научной основе» провозгласить неизбежность существования «прирожденных вождей» и якобы осужденных природой на вечное подчинение групп населения, народов и рас... Если в применении к человеческому обществу и можно говорить о доминировании, то сами функции его качественно иные, куда более сложные, чем в группах животных; они, как и вся психология человека, отнюдь не сводятся к простейшим задачам добывания пищи, самосохранения и продления рода. Настолько же иными должны быть и физиологические механизмы, определяющие человеческое поведение. Выяснение этих механизмов — одна из самых захватывающих проблем, какие стоят перед наукой. И изучение мозга животных- доминантов и рядовых, животных сытых и голодных, жаждущих и дерущихся — лишь один из подходов к решению этой проблемы. Подобные исследования обращены в будущее. Пусть пока их итог — малопонятные для нас мозговые мозаики, пусть мы еще не умеем объяснить, почему природа связала тот или иной тип поведения с тем или иным отделом мозга, с теми или иными химическими или электрическими процессами. Но настанет время, и количество перейдет в качество, белые пятна на мозаиках постепенно заполнятся, и, сравнивая и обобщая их, исследователи создадут теорию деятельности мозга, строящего целенаправленный поведенческий акт,— модель стройного, гармоничного, прекрасного творения природы. Из писем в редакцию Спросите у студентов Если воспринимать вопрос, поставленный автором статьи «Можно ли обойтись без истории?» («Химия и жизнь», 1983, № 9), буквально, то ответ возможен оди н — отри дательный. А вот если говорить о высказанном в этой статье предложении сделать курс истории химии обязательным для студентов всех университетов, то здесь ответ далеко не так однозначен. Может ли обрадовать такая идея самих студентов, у которых без того достаточно экзаменов и зачетов? Спросите у них... У нас, например, на каждый новый курс, вводи мый наши м младшим товарищам, реакция была одна: «Слава богу, хоть нас миновало...» Но дело не только в том. Чтобы преподавать историю науки, мало быть знатоком самой науки — требуются еще особые, гуманитарные способности, талант литератора. Можно ли гарантировать, что люди с таким уникальным сочетанием дарований найдутся в каждом из многочисленных университетов нашей страны? История химии необходима, но, по моему мнению, нет смысла делать ее обязательной, Подлежащей заучиванию Хорошие научно-популярные книги, статьи в журналах, которые с удовольствием прочтут все, в том числе и самые перегруженные студенты,— вот что требуется для того, чтобы ее знали и ценили. Е. ДАНЬКО, Ленинград 2* 35
Целебные растения Фармацевтическая промышленность ежегодно выпускает огромное количество^ лекарственных препаратов. Среди них более тридцати процентов лечебных средств растительного происхождения. Тысячелетия растения кормят и лечат человека, и постепенно человеческий организм приспособился к целебному действию комплекса растительных биологически активных веществ. Природа синтезирует в растениях лечебные вещества, которые одновременно укрепляют защитные силы организма. И сегодня почти в каждой домашней аптечке рядом с аспирином или валокордином лежат пакетики с мятой, ромашкой и зверобоем. Иногда это дань модному траволечению, но в большинстве случаев такое сочетание продиктовано житейским опытом: растительные лекарства «мягче», чем синтетические препараты, и почти никогда не вызывают побочных действий. Весной и летом за городом можно встретить людей, усердно собирающих целебные травы. Казалось бы, что плохого, если в доме будет запас той же мяты или липового цвета? Зимой, когда одолевают простуды, эти растения очень пригодятся. Беда в том, что свойственная человеку запасливость оборачивается форменным разбоем: травы вытаптывают, вырывают с корнем. Получается, что не столько сорвано, сколько испорчено. И не один год потребуется природе, чтобы восстановить разрушенное за час-другой, да и не всегда это возможно. Многие ценные виды лекарственных растений в результате хищнического сбора почти исчезли. Например, сейчас редко встретишь горицвет (адонис), ко- ■ у* .■■■■ ■- .•■•р^?wW&nSJks
торый применяют при сердечных и нервных заболеваниях. Когда-то он рос целыми зарослями, а сейчас занесен в «Красную книгу». А разводить горицвет в культуре удается лишь с большим трудом. Нельзя собирать лекарственные растения, не имея опыта, не научившись отличать одну траву от другой во всех тонкостях; похожая внешне трава может оказаться бесполезной, а то и ядовитой. Ведь даже самый хороший рисунок или фотография в специальной книге не всегда передают истинный вид живого растения. Мало найти целебную траву, надо уметь и заготовить ее впрок. Неправильно высушенное растение может потерять свои свойства. Например, листья мать-и-мачехи, собранные в первой половине лета, сушат на открытом воздухе или под навесом при температуре 30—35 °С; ромашку аптечную — в тени при 35—40 °С; корни одуванчика заготовляют в августе — сентябре, промывают и сушат постепенно, сначала под навесом 3—4 дня, а затем — в специальных, хорошо проветриваемых сушилках. Эти и подобные сведения хорошо известны опытным сборщикам трав, однако мало кто знает, что, например, в горицвете при замедленной сушке образуется сердечный гликозид строфантин, которого в свежем растении почти нет. Алоэ становится адаптогеном только после того, как полежит долгое время на холоде. А корень валерианы лекарственные свойства приобретает после двухмесячного вылеживания на складе; некоторым растениям, используемым как слабительное, надо пролежать почти год, пока в них образуются антрагликозиды. Отечественная фармацевтическая промышленность перерабатывает свыше 30 000 тонн лекарственных растений в год: прибавьте к этому все килограммы, собранные «для себя»,— цифры получатся весьма солидные. Какие же вещества растений лечат наши недуги? Назовем лишь главные, и в первую очередь алкалоиды. Именно они служат основой современной терапии многих болезней. Например, алкалоиды морфин и папаверин получают из мака снотворного, атропин — из красавки, пахикарпин — из софоры толстоплодной, эфедрин — из эфедры хвоще- вой. К слову сказать, лечебные свойства нынешних синтетических алкалоидов иногда уступают свойствам натуральных. Большое количество природных соединений используют при изготовлении лекарств -к для лечения заболеваний сердца. Сердечные гликозиды извлекают из дигиталиса, строфанта, ландыша, желтушника русского и других растений. Синтезировать эти соединения удалось лишь в лабораторных условиях, фармацевтическая промышленность до сих пор работает на природном сырье. Слабительные средства — антрагликозиды получают из сенны (александрийского листа), крушины, жостера, ревеня. Мята, тимьян, полынь, душица, можжевельник, береза, укроп и многие другие растения поставляют эфирные масла. Эти же растения успокаивают боль, стимулируют пищеварение, выделение мочи и пота. Близко к эфирным маслам по своему действию примыкают растительные антибиотики — фитонциды, подавляющие рост болезнетворных бактерий, грибков и простейших организмов. Фитонциды чеснока, лука, редьки, хрена, зверобоя, эвкалипта, тысячелистника используют при гриппе, катаре верхних дыхательных путей, ангине, воспалении десен. В растениях синтезируются и дубильные вещества с противовоспалительными свойствами; горечи, возбуждающие нервную и пищеварительную системы; пектины и слизи, защищающие пищеварительный тракт от вредных бактерий; крахмал и клетчатка, регулирующие пищеварение; макро- и микро- элементы; органические кислоты и так далее. Из растений готовят около 80 % всех маточных и кровоостанавливающих средств, свыше 70 % отхаркивающих препаратов, 77 % желчегонных и желудочных лекарств. Самые простые лекарства из растений готовят на природном растворителе — воде. В водных формах препаратов хорошо сохраняются биологические комплексы растений и так называемые балластные вещества — витамины, хлорофилл и другие, которые поддерживают активность основного соединения, дополняют или усиливают его действие. С помощью воды из растений выделяют алкалоиды, гликозиды, микро- и макроэлементы, витамины С, Ви В2, РР, пантотено- вую кислоту, биофлавоноиды, биотин, холин, инозит. Некоторые лечебные вещества не растворяются в воде, их можно извлечь только с помощью масел — оливкового, подсолнечного, льняного, кукурузного. В маслах растворяются витамины A, D, Е, каротины, каро- тиноиды, эфирные масла. В народной медицине масляные извлечения называют маслами, соответственно использованному растению (зверобойное, облепиховое, масло шиповника и т. д.), это неправильно — настоящее масло получают из прессованных семян соответствующих растений. Наверное, здесь стоит сказать несколько слов о столь популярном сейчас облепиховом масле, вернее, о масляном извлечении целебных веществ из плодов облепихи, которое считают чуть ли не панацеей. Действитель-
но, этот препарат содержит много каротина, . каротиноидов, токоферолов, ненасыщенных жирных кислот. Такое сочетание полезных веществ способствует быстрому заживлению ран, внутренних и наружных язв, эрозий, свищей, пролежней. Заметим, однако, что кустарные масляные препараты не могут заменить лекарства промышленного производства, так как концентрация биологически активных веществ в них ниже медицинской нормы. Готовят домашнее «масло» обычно в нестерильных условиях, поэтому оно может стать источником инфекции. Кроме того, на свету масляные препараты часто прогоркают, при этом в них образуются вредные соединения, и вместо ожидаемой пользы лекарство может принести вред. Особенно опасно облепиховое масло, купленное на рынке. Тут возможны всяческие фальсификации, за которые покупатель зачастую расплачивается собственным здоровьем. И наконец, третий растворитель — винный спирт. Терапевтические дозы спиртовых настоек возбуждают нервную и пищеварительную системы, способствуют выделению пищеварительных соков, обеззараживают кишечник. Напомним, что эти препараты нельзя пить детям и больным гастритами, панкреатитом, язвой желудка и двенадцатиперстной кишки. Конечно, никому из нас не придет в голову самому делать аспирин или стрептоцид. Но лечебные травы мы завариваем сами; в аптеках не продают настои и отвары, хотя, несомненно, это было бы удобно для больного. Но пока такого нет, позволим себе дать несколько советов по приготовлению этих лекарственных форм в домашних условиях. Способ приготовления препарата зависит от того, какое именно биологическое соединение мы хотим извлечь из растения. Например, медвежье ушко, листья брусники или черники, корни валерианы лекарственной чаще готовят в виде отваров. Мелко нарезанные части растения нужно залить холодной водой, а затем кипятить 10—15 минут под крышкой на слабом огне или парить на водяной бане. Водные настои готовят разными способами — горячим и холодным. При горячем способе почечный чай, липовый цвет, ромашку лекарственную надо измельчить, залить кипятком, кипятить 3—5 минут, потом настаивать около часа и наконец процедить. Или' для более полного извлечения веществ, которые медленно растворяются в воде, измельченные цветочные корзинки календулы лекарственной, корни девясила высокого или листья березы заливают кипятком, ставят посуду в духовку и настаивают несколько часов. Получается так называемый напар, его можно приготовить и в термосе. Холодные настои готовят в тех случаях, когда нужно извлечь биологически активные вещества, разрушающиеся при высокой температуре. Например, мелко нарезанный корень алтея лекарственного, лепестки василька синего, цветы боярышника заливают водой комнатной температуры и настаивают от 2 до 8 часов. Для более полного выделения полезных соединений применяют и смешанный способ: лепестки календулы ле- » карственной заливают кипятком и настаивают два-три часа без огня. Иногда одни части растения, например цветы боярышника, готовят в виде холодного настоя, а плоды этого же растения отваривают и после процеживания смешивают. Или растение заваривают как чай (например, цветы липы), настой сливают,- осадок снова заливают водой и кипятят, а затем смешивают настой и отвар. О вреде самолечения знают все, и все-таки при недомогании больной зачастую сам прописывает себе таблетки; ладно, если аспирин, а то ведь случается, что и антибиотики идут в ход. Но если к синтетическим препаратам отношение опасливое — все-таки химия, то лекарства из растений многие пьют почем зря, считая, что трава никакого вреда принести не может. Это неправильно, самолечение травами не менее опасно, чем самодеятельный курс антибиотиков, и чревато неприятными последствиями. Возьмем, к примеру, болезнь желчного пузыря. В одних случаях она вызвана его вялостью и нужно растение, например бессмертник песчаный, усиливающий его сокращения. В других случаях недуг сопровождается патологическим спазмом желчных протоков; тогда требуются другие травы: ромашка, мята. Даже прием вроде бы безобидных слабительных лекарств — сенны, жостера, крушины — показан далеко не каждому больному. При колите и воспалении кишечника они усилят боли. Эти же растения, раздражая кишечник, могут вызвать обострение язвы желудка или двенадцатиперстной кишки. И таких примеров можно привести множество. Врач, знающий фитотерапию, может подобрать лекарственное растение, которое лечит сразу несколько болезней. Это особенно важно для людей пожилого возраста, которые страдают сразу несколькими недугами. Например, если у больного язвой желудка или двенадцатиперстной кишки началась гипертония, то хорошо помогают боярышник, почечный чай, календула, девясил, череда, сушеница. При атеросклерозе и холецистите — желчегонные растения: барбарис, дио- * скорея, бессмертник, одуванчик, золототысячник, шиповник. В народной медицине и фитотерапии популярны смеси лекарственных растений, так называемые сборы. У многих болезней не один, а несколько симптомов. Боли при язве желудка, к примеру, могут возникать от еды, изжоги, бессонницы. В то же время одно растение нередко оказывает свое действие 38
на несколько болезненных проявлений. Ромашка, например, служит и противовоспалительным, и антиспастическим средством. Если возникла опасность кровотечения, к сбору добавляют тысячелистник, крапиву, при изжоге — лапчатку или кору дубовую. Все кажется вроде бы простым — добавил одно-другое растение, на самом же деле фитотерапия сложна, и прежде всего тем, что растения содержат вещества, полезные одному больному и весьма вредные для другого. Конечно, при легкой простуде можно и не бежать в больницу, не выстаивать очередь на прием к терапевту, а заварить шалфей для полоскания горла, на ночь — чай с малиной, отвар липового цвета. Обычно врачи так и советуют поступать. Но серьезное заболевание одной фитотерапией не вылечишь. Настои и отвары действуют медленно, нужная концентрация лекарства в крови накапливается долго. Поэтому при острых случаях врач и назначает лекарства — индивидуальное вещество (возможно, тоже выделенное из растения) или синтетические препараты. И лишь спустя некоторое время, когда больному стало лучше, рекомендует «травку» — фитотерапию. Фитотерапию нередко путают с народной медициной. Что у них общего и в чем разница? И фитотерапия, и народная медицина лечат растениями. Но фитотерапию назначает врач, изучивший течение болезни и особенности организма пациента. Лекарь же оценивает, как правило, лишь симптомы, зачастую не представляя себе всех особенностей болезни и возможности осложнений. Это не означает, что следует пренебрегать опытом народной медицины. Ведь примерно 30 % современных лекарственных средств взято из медицины народной, которая знает в десятки раз больше целебных растений, чем их признано Государственной фармакопеей СССР. Министерство здравоохранения СССР разрешило к применению во врачебной практике и для изготовления лекарственных препаратов около 300 видов растений, остальные, что называется, ждут своего часа. Мы обязаны сохранить все их многообразие. Потенциал ресурсов лекарственных растений необычайно велик — только высших цветковых 21 тысяча. И хотя нынешняя медицина использует огромное количество лекарственных препаратов минерального, животного и синтетического происхождения, спрос на настои, настойки и отвары не уменьшается. Подобному тому как мы охраняем и реставрируем памятники архитектуры, записываем народные песни, возрождаем забытые ремесла, нам следует изучать народные методы лечения. Хорошо, если этим будут заниматься не только специальные экспедиции, но и студенты-медики, выезжающие летом в отдаленные места нашей страны, туристы и все ценители народной медицины. И надо поторапливаться, пока еще живы старики из XIX века. Доктор медицинских наук А. Д. ТУРОВА «Трава та вельми добра...» *, Собирание трав раньше было своего рода искусством. Ждали «благоприятного расположения светил», собирали попостившись, вдали от жилья, где «не слыхать петушиного крику», сбросив одежду, даже выкупавшись в росе и прочтя заклинание. Да еще имея при себе заблаговременно выкопанный без помощи железа корень плакун-травы, отгоняющей, как известно, злое чародейство. Представим себе нынешних заготовителей, выполняющих плаЬ в чем мать родила и заботящихся о том, чтоб траве «не было больно»... Или тех, кто с мешками калечат, словно бульдозеры, целые поляны ради наживы — уж они-то не будут «от многого брать немножко» и шептать заклинания. Тем и хороши древние наставления, что их можно толковать различно. А когда толкуешь, поневоле становишься внимательнее. Петухов раньше не слыхать было там, где природа не задавлена человеком и цветет во всей силе. Там и надо брать травы, но прежде сбросить с себя грязь — телесную и душевную. Так что и раздевание, и купание в росе имели свой смысл, направленный к единению с окружающим миром. Об этом можно размышлять. А можно и кратко сказать: аутотренинг и добрый настрой в работе — большое подспорье. Элементарными же сведениями о травах в старину обладали многие. Тут не требовалось особой науки («и соб.жа знает, как травой лечиться»), люди не записывались к врачу из-за пустяка, устраняемого чаепитием. Но где-то на пути научных достижений, борьбы с невежеством и продления жизни пробудилась в человеке, дотоле неплохо приспособленном к мелким напастям среды, беспомощность, привычка с каждым чихом бежать в поликлинику, требовать срочного вмешатель- 39
ства выдающихся специалистов и рецепта на сногсшибательные заграничные лекарства. Но так уж мир устроен, что всякое «чересчур» вызывает свою противоположность. Когда чрезмерное пристрастие к химио- п ре пара там показало свои дурные стороны, столь же чрезмерно (и не всегда оправданно) взлетела потухшая было популярность фитотерапии. Оживились публикации; тиражи книг о травах не так уж малы — пятьдесят, полтораста, триста пятьдесят тысяч. А вот где они? Когда это было, чтобы врач не мог найти специальную медицинскую книгу? Ныне же он частенько просит ее у пациента. Травы — не ядерная физика, они всем вроде бы понятны и доступны, только успевай сохранять да записывать в «Красную книгу». И пока специалист в узких шорах плановой тематики занят анализом действующего начала, скажем, фиалки трехцветной и все более дробит его на виолакверцитрин, флавоксан- тин, сапонины и прочее, умный дилетант в очередной раз убеждается, что иван-да-марья, с и речь анютины глазки, не просто приносит пользу, когда грудь заложена, а наипаче помогает людям, живущим в той местности, где собрано растение. Экологическая истина, отмеченная еще Парацельсом, но с тех пор основательно забытая и многими медиками, и пациентами, что рвутся за экзотикой. Однако бывает иначе. Несколько упомянутых ниже советов и правил исходят от ревностного последователя па- рацельсовой экологической истины: Наилучшее время сбора травы покажут пчелы. Брать надо растения там, где их много, а значит, условия для них хороши. ...Не надо отвар подогревать вторично. Лучше сделать концентрированный и разбавлять по мере надобности горячей водой. ...Ьерезовый сок подогревать до 30—40 'С, но не выше. Собирать его из подрубленного нижнего сучка, а не травмировать ствол,и сок такой будет чище и слаще. ...Бруснику для сохранности замачивать в отваре собственных листьев. Земляника лесная в вареньях, пирогах, сушеном виде лечебного значения, увы, не имеет. Как и поджаренный корень цикория. ...Чтобы листья крапивы не чернели, сушить их надо на стебле, отделять потом. ...Редька с квасом перед обедом придает аппетит, как бы согревает и к тому же предупреждает некоторые болезни. Или еще совет — о я важности доброго настроя при приеме трав. А пропись от огорчительного мужского недуга дополнена наиважнейшим: «Пе- рестань-ко, брат, водку пить, пиво да красные вина, пойдем на работу!» В огороде возле дома автора этих советов Григория Ивановича Чеснокова на окраине Новосибирска «травки» растут как ни в чем не бывало, словно редиска или петрушка,— на грядках. От крапивы и одуванчика до девясила и ро- диолы розовой, которую и в тайге найти непросто. Составленный им календарь для сбора лекарственных растений (в условиях Западной Сибири) содержит около сотни названий — корней, ягод, трав. Ну, а составы? А прописи? Уважаемому читателю, нетерпеливо интересующемуся рецептурами, остается напомнить то непреступаемое обстоятельство, что правила лабораторной и клинической проверки строги, а время на их исполнение долгое... И на деле получается, что заняться проверкой и оценкой собранных «неспециалистом» богатств народного опыта, идущих от тех самых «дедов из XIX века», просто некому. Бумаг по этому вопросу исписано много. Недостает другого — заинтересованной организации. Пора ей появиться. Врач В. ДАНИЛОВА
Поскольку мясо подвергают тепловой обработке и дома, и в столовых, и на мясокомбинатах (а там около 30 % мяса перерабатывают в колбасу и консервы), то потребителя волнует прежде всего пищевая ценность разнообразных продуктов, термически обработанных. Однако необходимо сказать кое- что и о мясе как таковом. Его главная пищевая ценность заключена в белках. Говядина содержит 18— 20 %, жирная свинина около 12 %, беконная свинина 17 %, баранина 16—20 % белка. Если вы взглянете на первую таблицу, то сразу обнаружите, что в мясе есть все незаменимые аминокислоты, причем в большом количестве. Это означает, что белки сырого мяса полноценны. В той же таблице приведены для сравнения сведения о вареной колбасе, Из серии «Пища и жизнь». Предыдущие статьи — в № 1—7. сосисках и свиной тушенке. Нетрудно заметить, что в продуктах, прошедших тепловую обработку, частично разрушаются серосодержащие аминокислоты — ме- тионин и цистин. Примерно то же происходит при домашней готовке, однако, памятуя о гигиенических требовани ях и вкусо вых свойствах, с этим приходится мириться. От 12 до 15 % белков приходится на белки соединительной ткани — коллаген и в меньшей степени эластин. Оба они неполноценны, так как содержат слишком мало цистина и вовсе не содержат триптофана. От соединительной ткани зависит способ и длительность приготовления: чем ее больше и чем она прочнее, тем дольше надо нагревать мясо. Жирность мяса колеблется в более широких пределах, нежели содержание белка (от 2 до 17 % у говядины и баранины, а у свинины и до 50 %). Жиры содержат преимущественно насыщенные жирные кислоты, однако в свином жире немало (до 10,5 %) полиненасыщенных кислот, в том числе 9,5 % линоленовой, 0,6 % ли ноле вой и 0,4 % арахидоновой, биологически наиболее активной. Из животных жиров свиной, безусловно, самый полноценный. В мясе и мясных продуктах довольно много витаминов группы В: до 0,6 мг% тиамина, до 0,2 мг% рибофлавина и до 5 мг% ниа- цина. Из минеральных веществ (общее содержание около 1 %) отметим фосфор, калий, цинк и железо, причем железо находится в ге- моглобиновой, легкоусвояемой форме — оно усваивается в три раза лучше, чем железо из растительных источников. Мясные продукты вообще, а особенно печень и почки, отличаются значительным содержанием экстрактивных веществ, включая азоти- 41
Аминокислотный состав мясных продуктов, мг на 100 г съедобной части Аминокислоты Говв- дина A8.6 % белка) Свинина жирная A1.7 % белкв) Бврв- ннна A5,6 % белка) Колбаса любительская A2.2 % белка) Сосиски молочные U 1.4 % ослка) Свинина тушеная A4.3 % белка) Незаменимые: валин 1035 831 820 638 630 1047 изолейцин 782 708 754 483 313 580 лейцин 1478 1074 1116 883 757 1070 лизин 1589 1239 1235 922 839 1339 метионин 445 342 356 191 Ш 316 треонин 803 654 688 409 357 606 триптофан 210 154 198 179 203 246 фенилаланин 795 465 611 395 369 536 Заме нимы е* аланин ' 1086 641 1021 600 650 837 аргинин 1043 717 993 741 590 912 аспарагиновая кислота 1771 1016 1442 1064 990 1205 гистидин 710 470 480 332 302 658 глицин 937 572 865 542 642 823 глутаминовая кислота 3073 1754 2459 1888 1700 2129 оксипролин 290 150 295 165 180 167 пролин 685 694 741 481 543 622 серии 780 499 657 426 426 570 тирозин 658 417 524 389 319 471 цистин 259 138 205 80 80 114 стые — креатин, карнозин, пуриновые основания и т. п. Последние из названных (их часто называют просто «пурины») при варке наполовину переходят в бульон, поэтому в отварном мясе их меньше, чем в жареном или тушеном. А так как пурины преобразуются в организме человека в мочевую кислоту и могут при излишнем употреблении вызывать отложения солей и подагру, то становится понятной рекомендация диетологов: с возрастом и при нарушениях обмена веществ ограничивать употребление бульонов и жареного мяса. Мы как-то само собою перешли к мясу, подвергнутому различным кулинар- » ным процедурам — варке, жаренью, тушению. При такой обработке размягчаются ткани, что очень хорошо, однако частично теряются некоторые полезные вещества. Больше всего белков теряется, и притом безвозвратно, когда мясо жарят: 8—12 %. При варке в бульон переходит примерно 10 % белков, но бульон мы используем в пищу, и поэтому общие потери невелики — не более 2 %. Чуть больше белка пропадает при тушении — от 4 до 8 %. Потери жира при варке достигают 25—35 %, и снова из-за перехода в бульон; при тушении они гораздо меньше — 4—8 %. Тепловая обработка затрагивает и витамины. Так, ч тиамина (Bi) теряется до 45 % при варке, до 42 % при жарении и до 30 % при тушении. Несколько меньше потери рибофлавина (Вг) — 43, 18 и 10 % соответственно, и еще меньше ниацина (РР). Минеральные вещества переходят в бульон примерно наполовину, а при тушении теряются только на 7 %. Из рубленого мяса обычно готовят котлеты. Когда их жарят, то потери пищевых веществ примерно вдвое меньше* чем при жаренье или варке натурального мяса. Хлеб, добавленный в котлеты, предотвращает потери: он впитывает мясной сок и не дает ему вытечь на сковородку. Итак, жаренье — наименее выгодная обработка мяса. К тому же румяная корочка, состоящая главным образом из меланоидинов, плохо усваивается организмом и вызывает механическое раздражение пищеварительного тракта. Самые рациональные приемы с точки зрения сохранности пищевых веществ — тушение, 42
Пищевая ценность 100 г мясных продуктов (в скобках — примерная доля от суточной потребности, %) Продукты Жиры, г Углеводы, Минеральные вещества, мг Са Fe Витамины, мг РР Энергетическая ценность, ккал Говядина отварная Говяжьи котлеты Колбаса отдельная Сардельки санные Свинина жареная Соснски молочные 25,8C0) 14,6A8) 11,0A3) 10,1A2) 20,0B4) 11,2A3) 16,8A6) 11.8A2) 20,1B0) 31,6C1) 24,2B4) 24.9B4) — 13.6D) 1,8A) - - - 30D) 22C) 7A) 6«1) 22B) 29D) 184A5) 130A1) 167A4) 139A2) 180A6) 159A3) М(Ю) 1.4A0) 2,1A5) 1,2(9) 1,4A0) 1.7A2) 0,05C) 0.04B) 0,12G) 0,25A5) 0,76D4) - 0,16(8) 0.06C) 0,16(8) 0,12F) 0,16(8) - 3,64A9) 1.67(9) 1,88A0) 1,11F) 2,78A4) - 254(9) 220(8) 232(8) 332A2) 298A0) 270A0) Пищевая ценность бульонов и супов (в скобках — примерная доля от суточной потребности, %) Блюда Белок, г Жиры, г Углеводы, г Минеральные вещества, мг Fe Витамины, мг В^ РР Энергетическая ценность, ккал Бульон нз мяса н костей, 200 г Бульон из костей, 200 г Борщ с картофелем и сметаной, 500 г Суп рисовый с мясом, 500 г 1.2A) 0,6A) 5,8G) 10,2A2) 0,4«1) 0,2«1) 23,1B3) 9,6(9) 0 0 34,3(9) 25,6G) 10A) 14B) 93A2) 66(8) 66F) 146A2) 212A8) 417C5) 0 0,02A) 0 0 3,0B1) 0,16(9) 1,3(9) 0,51C0) 0,02A) 0,28A) 0,02A) 0,10A) 0,14G) 0,81D) 0,11F) 1,65(9) 0 0 18,2B6) 2,4C) 8«1) 4(<1) 270A0) 232(8). запекание, приготовление котлет. В следующей таблице вы найдете подробные сведения о том, сколько основных пищевых веществ содержат некоторые ходовые мясные блюда (понятно, без гарниров). Обратите внимание, насколько существен вклад мяса в удовлетворение нашей потребности в белке, жире, фосфоре, железе, витаминах Bi и PP. Что же касается гарниров, то они очень правильное дополнение к мясным блюдам, особенно овощные гарниры: овощи компенсируют потери витаминов при готовке. Кроме того, каждый из нас нуждается в углеводах, а мясо их практически не содержит. Теперь о бульонах (последняя таблица). В бульон переходят многие полезные вещества мяса, однако назвать его очень питательным нельзя. Примерно 9/10 жира всплывает на поверхность, почти все белки коагулируют, их в виде пены снимают шумовкой. А удалять пену и жир необходимо по вкусовым соображениям, иначе у бульона будет прогорклый запах и неприятный вкус. Вот и получается, что бульоны содержат всего- навсего 0,5 % белка и чуть больше — 0,6 % жира; их калорийность впятеро ниже, чем у чая с сахаром. Вместе с тем в бульон переходят экстрактивные вещества мяса, включая азотистые, не всегда полезные и здоровым людям. Сказанное не значит, будто не надо есть бульонов; просто необходима умеренность. К тому же бульоны заправляют, как правило, овощами и картофелем, и в этом случае пищевая ценность супа зависит почти полностью от засыпки. Если добавить в тарелку немного мяса и сметаны, то ценность еще возрастет. В заключение скажем, что ежедневная норма мяса для взрослого составляет 190 г (в расчете на сырое мясо, с костями, жилами и т. п.). Если учесть отходы и потери при обработке, то получится 80—100 г отварного, жареного или тушеного мяса ежедневно. Фактическое потребление в нашей стране пока несколько ниже — на каждого приходится ежегодно 56 кг сырого мяса в год, то есть около 160 г в день. Вне всяких сомнений, у мяса высокая, редкостная пищевая ценность. Исключать его из питания вовсе, как это делают вегетариан*- цы, неоправданно по отношению к взрослым и абсолютно недопустимо по отношению к детям — это заде рживает их рост и развитие. Однако избыток мяса, более 12 % по калорийности, тоже нежелателен, так как может способствовать нарушению минерального обмена (мясо богато фосфором, но бедно кальцием). Кроме того, необходимы ограничения для тех, кто страдает заболеваниями почек, печени, желудка и поджелудочной железы; многие диеты допускают мясо только в отварном виде. Доктор технических наук И. М. СКУРИХИН 43
ДОМАШНЯЯ ЛАБОРАТОРИЯ Краску цветов можно использовать как индикатор, об этом мы уже не раз писали. Одна наша читательница, сейчас выпускница ленинградской школы № 366, провела целое исследование: получила много природных индикаторов, испытала их в различных средах и решила поделиться с вами опытом. С результатами этой работы вы сейчас и познакомитесь. Приготовить растительный индикатор просто. Небольшое количество свежих ипи сухих плодов, лепестков разотрите в ступке и аккуратно перенесите в пробирку. Наполните пробирку на три четверти горячей водой и нагревайте иа водвной бане 1 —2 минуты. Затем содержимое отфильтруйте, предварительно остудив. Получится красивый окрашенный раствор. Это и есть раствор индикатора. Если теперь индикатор поместить в различные среды, то можно наблюдать изменение окраски. Результаты моих наблюдений помещены в таблицу. Зоя НОСОВА Индинатор Цвет плодов или лепестков Цвет в ней трель ной среде Цвет в кислой среде Цвет в щелочной среде Отвар плодов: красной смородины малины лесной Красный —»— Ярко-красный Ярко-алый Изменяется слабо —»— Синий —»— черной смородины Темно-синий Темно-красный —»- голубики лесной черники рябины черноплодной черемухи Отвар лепестков: мака восточного календулы гладиолуса красного настурции анютиных глазок флоксов белых Синий —»— Темно-синий —»— Красный Оранжевый Красный Оранжевый Синий Белый Вишневый —»— Тем но-красн ый Красный Вишневый Желтый Бледно-розовый Желтый Голубой Лимонный —»— —»— _»— Ярко-алый Ярко-красный Оранжевый Желтый Розовый Темно-фиолетовый Белый Темно-зеленый Сине-зеленый Темно-зеленый —»— —»— Ярко-желтый Желтый Светло-зеленый Ярко-зеленый —»— 44 Клуб Юный химик
Правда, красивая таблица? При желании вы можете ее дополнить, тем более что на улице лето. Возможностей продолжить эту работу много. Остались без внимания сирень, роза, пион, василек, рябина красная, барбарис и т. д. Конечно, это не значит, что надо разорять клумбы, обламывать кусты. Для ваших экспериментов можно вэять цветок из сада, сломанный ветром или дождем, или отцветающее растение. Подойдут и лепестки цветов, давно стоящих в вазе. Не забывайте, для опыта достаточно небольшого количества лепестков и плодов, причем можно и сухих. Одним словом, проводите эти эксперименты, не вредя природе. Теперь несколько слов об индикаторах. Почему они спрятаны в цветах и плодах? Цветы, ягоды, овощи, фрукты окрашены антоцианами — гликози- дами антоцианидинов (от греч. ant- hos — «цвет»). Окраска* зависит от строения пигмента, от иона металла, с которым антоциан образует комплекс, от присутствия некоторых веществ (копигментов) и от рН среды. Большинство антоцианов — кислотно- основные индикаторы. Как правило, в кислой среде они краснеют, в щелочной становятся синими или сине-зелеными. Например, роза и василек. Оба цветка окрашены одним пигментом — цианинхлоридом C,5- глюкозил-З-оксифлавенолом-2), но цвет разный из-за разной кислотности среды. Конечно, химики в лабораториях не применяют природные индикаторы: они содержат много примесей и неустойчивы. Но для домашней лаборатории такие индикаторы вполне подходящи. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИГРА О^ИгфлЁ- Д. КАВТАРАДЗЕ, Е. ВУКВАРЕВА Учебный год еще не начался, и вы пока отдыхаете от задач и опытов без взрывов. Самое время поиграть на природе в карты. Только, конечно, не в простые карты, а в экологические. Эту игру придумали на биологическом факультете МГУ. Она помо- жет вам лучше понять, что такое экосистема. Игра новая, поэтому все замечания юных химиков, участвующих в испытании этой игры, авторы примут с благодарностью. Эрнст Геккель, введя новое слово «экология», положил начало системе представлений о взаимоотношении организмов друг с другом и с окружающей средой. И хотя сейчас экологией стали называть почти все, что имеет отношение к человеку, далеко не каждый читатель может ответить на вопрос: каковы законы этой науки и что они говорят об организации живых организмов в экосистемах? Познакомьтесь с историей одной экосистемы. Для этого вам придется. сыграть три-четыре кона в экологические карты и не остаться при этом в «дураках». Обведите через копирку на плотную бумагу все бланки карт, нарисованных на этих страницах. В квадрате на карте укажите ее достоинство, т. е. число травинок, мышей и т. д. Продолжение Клуба Юный химик — на стр. 52. Клуб Юный химик
Селекция на приусадебном участке А. Е. МАМЧУР, М. Я. КУРБАЛА, Украинский НИИ сельскохозяйственной микробиологи и Главная проблема современного картофелеводства — так называемое вырождение культуры: с каждым новым поколением растений претерпевает изменение их надземная часть и снижается урожайность. Первыми познакомились с вырождением картофеля индейцы Южной Америки. Это было задолго до появления первых клубней в Европе. Картофель в представлении индейцев был одухотворен, и снижение урожая они объясняли ослаблением картофельного духа. В это время самым ради кальным способом увеличения силы этого духа, а следовательно, и урожайности было жертвоприношение. В отдельных случаях рекомендовались и человеческие жертвы. Такова в общих чертах самая древняя гипотеза вырождения и рекомендации по борьбе с ним. Европейцы, начав культивировать картофель, тоже столкнулись с вырождением, и в 1786 г. француз А. Пармантье выдвинул первую научную теорию, которая полностью отвечала уровню знаний того времени: картофель стареет при размножении клубнями. В качестве основного метода борьбы с вырождением предлагалось получать новые сорта, высевая семена, образующиеся в ягодах. Теорию Пармантье сразу же признали, она была доминирующей на протяжении длительного времени, и даже в наше время, правда, усовершенствованная, имеет, немало сторонников. С расширением знаний о взаимодействии организмов и окружающей среды, в частности,когда развернулись исследования водного режима, корневого питания, влияния1 температуры и света на растения, была выдвинута новая теория — экологической депрессии. Она гласила, что основная причина вырождения — неблагоприятные экологические факторы и несовершенные приемы выращивания и хранения клубней. Как бороться с вырождением? Выращивая картофель в местах, соответствующих биологическим особенностям культуры, внося минеральные и органические удобрения, правильно сохраняя клубни и т. д. После того как известный русский физиолог Д. И. Ивановский открыл вирус табачной мозаики и начала развиваться вирусология, появилась еще одна теория — вирусная. Сегодня она выдвинулась на первый план. Согласно этой теории, вырождение — следствие заражения картофеля различными болезнетворными вирусами (их известно уже более 20). В настоящее время разрабатываются различные методы диагностики вирусных болезней и эффективные приемы борьбы с ними. Чтобы получить безвирусный картофель, растения выращивают из клеток на питательных средах. Этот весьма с/южный и дорогостоящий способ сейчас очень популярен. Однако такой картофель далеко не всегда дает хороший урожай. Зачастую он сильнее обычного поражается болезнями и вырождается быстрее. В 70-х годах нашего столетия появилась гипотеза, утверждающая, что основной причиной вырождения являются не вирусы, не экологические факторы и не старение, а ослабление или полная потеря растениями иммунитета (см. «Химию и жизнь», 1981, № 1). Возможно, будут и другие гипотезы, объясняющие вырождение картофеля с позиций генетики или, к примеру, молекулярной биологии. Спору нет, исследования этого процесса, вредящего картофелеводству, нужны. Нужны и новые способы борьбы с вырождением. Но есть еще один перспективный путь — поиск на селе местных сортов и популяций картофеля, которые имели бы нужные свойства. Возможно ли, чтобы такие сорта создавались не в селекционных центрах, а на приусадебных участках, делянках и огородах? Да. Два года назад нас, сотрудников Украинского НИИ сельскохозяйственной микробиологии, очень удивили результаты серологического анализа, проведенного на приусадебном участке Екатерины Петровны Ходаш, жительницы села Звеничев Репкинского района Черниговской области. Примерно 36 % растений картофеля были безвирусными. Оказалось, что Екатерина Петровна еще 46
с 30-х годов собирала ягоды картофеля и получала из них семена. Этими семенами она засевала небольшую часть своего огорода. В первый год она получала от них мелкие клубеньки, отбирала из них самые крупные и сажала их на следующий год. На второй год растения давали уже более крупные клубни. Из них Екатерина Петровна оставляла на посадку те, что были получены от наиболее урожайных кустов. Эту работу она проделывала почти 50 лет. Односельчане, если у них вырождался собственный картофель, брали его на посадку у Е. П. Ходаш. Сама же она никогда не высаживала на своем участке чужой картофель. Таким образом, колхозница нашла эффективный способ борьбы с вырождением картофеля: использовала двухлетнюю культуру картофеля семенами в сочетании с селекционной работой по отбору продуктивных форм. Мы наблюдали еще несколько подобных случаев, общим для которых было использование семян. В деталях способы между собой различались. Например, семена сажали не в грунт, а предварительно проращивали и высевали уже рассаду. Отличались и исходные сорта. Зачастую определить, с какого сорта начиналась работа в каждом отдельном случае, невозможно. Е. П. Ходаш называет свой картофель Стахановкой, что можно истолковать как измененное название давно списанного универсального сорта Стахановский. Названия других местных сортов (Тупичевка, Выписная, Мичуринка, Сорокадневка и т. д.) нельзя отнести ни к одному существующему или существовавшему сорту. На приусадебных участках можно наблюдать и другое очень интересное явление — случаи самосея картофеля. Это явление описал, например, В. Г. Влох, наблюдавший его в Карпатах. Население горных районов выращивает картофель на приусадебных участках в условиях монокультуры. Предгорные, а особенно горные условия Карпат полностью отвечают требованиям роста и развития картофеля, потому здесь фер- тильные сорта образуют ягоды. Семена попадают в почву и при благоприятных условиях, иногда в следующем году, прорастают в посадках картофеля. Образуются сеянцы с мелкими или средними клубнями. Во время уборки урожая эти клубни из-за их небольшого веса оставляют как посадочный материал. Таким образом,* хотя хозяин об этом и не подозревает, в посадочном материале часть клубней, образовавшихся при вегетативном размножении, заменяется на клубни, образовавшиеся при половом размножении. Растения, образующиеся из них вполне конкурентоспособны в борьбе за существование. Подобные явления зарегистрированы и в других местах. Например, на одном из приусадебных участков в с. Тупичев Городнянского района Черниговской области на делянке в 10 м2 мы обнаружили 22 растения-самосея картофеля. Естественно, они взошли неодновременно, далеко не все образовали к осени клубни, однако в конечном счете мы собрали от них 200 г мелких клубней. Если предположить, что и на остальной части огорода плотность сеянцев и их урожайность были приблизительно такими же, то на 15 сотках этого огорода образуется 30 кг клубней из самосеянных растений. Это примерно 10 % клубней, отбираемых на посадку. . Конечно, потомство, полученное, половым путем, генетически отличаемся of исходных форм и друг от друга. Среди них будут и хорошие, и плохие растения. Сеянцы, не приспособленные к местным условиям и сильно восприимчивые к различным болезням, будут погибать. Из выживших и образовавших клубни растений потомство оставляют те, клубни которых больше по размеру. Более продуктивные растения, понятно, оставят больше жизнеспособных клубней. Так идет естественный отбор относительно устойчивых и продуктивных форм. На приусадебных участках, понятно, идет и искусственный отбор. Ведь никто не станет высаживать слишком мелкие или уродливые клубни. Часто люди^за- мечают какое-либо полезное отличие и стараются сохранить, закрепить его в потомстве. Вот так-, благодаря способности размножаться семенами и действию естественного и искусственного отбора, а в некоторых случаях и в результате настоящей народной селекции на приусадебных участках возникают новые формы картофеля. Или, говоря языком специальной терминологии, формируются местные популяции Свободно опыляющихся сеянцев картофеля, в которых вегетативное размножение комбинируется с размножением семенами. Несмотря на то, что популяции эти создавались практически вслепую, сам способ вполне научен. О размножении картофеля семенами писал, например, доктор биологических наук Ю. П. Лап- 47
тев («Химия и жизнь», 1982, № 10). В 1982 г. в США уже поступили в массовую продажу семена первого сорта картофеля, размножающегося семенами подобно томатам или перцу. Называется этот сорт Эксплорер. Большая работа по отбору и испытанию сортов и гибридов картофеля, способных размножаться семенами, проведена учеными Международного картофельного центра в Перу. По их данным, использование семян для получения товарного картофеля в развивающихся странах, закупающих сейчас семенной картофель за рубежом, позволит снизить затраты на производство на 70 %. В южных районах СССР, где вырождение картофеля особо ощутимо, внедрение сортов, размножающихся семенами, дало бы огромный экономический эф- 4)ект. Однако таких сортов у нас нет. Пора всерьез заняться их выведением, взяв за основу те или иные разновидности, полученные на приусадебных участках. Несолидно? Отнюдь нет: ведь хорошие сорта картофеля, как и других сельскохозяйственных культур, создавались и до появления селекционных станций. Местные популяции картофеля, выдержавшие многолетний отбор на способность размножаться семенами, да еще в условиях, когда за сеянцами не было специального ухода, могут сослужить сельскому хозяйству большую службу. Из писем в редакцию Кому хранить урожай? Уменьшение потерь растительной продукции равнозначно увеличению ее производства. То, что потери эти пока еще огромны, ни для кого не секрет. То, что это задача первоочередной важности,— тоже. В последнее время во многих научных и популярных изданиях, в том числе в «Химии и жизни», возросло число статей, содержащих различные новые идеи хранения плодов и овощей. Овощи предлагают опрыскивать раствором иода, марганцовки и даже препаратов, выделяющих этилен, покрывать мелом, парафином, полимерными пленками, хранить под душем, в регулируемой газовой среде, намагничивать, озонировать... Многие из этих способов могут быть полезными, с их помощью действительно можно уменьшить потери овощей и фруктов. Но только не сейчас — в будущем. Ведь причина больших потерь не в том, что существующие правила хранения продукции никуда не годятся, а в том, что их почти никогда не соблюдают. А чаще всего просто не знают. Почему? Из-за нехватки квалифицированных кадров. Высшие учебные заведения страны не готовят специалистов по хранению плодов и овощей. Более того, в номенклатуре Минвуза СССР такой специальности вообще нет. Хотя на плодоовощных предприятиях соответствующие должности заняты лицами с высшим образованием. Кто они? Хорошо, если агрономы и товароведы, а бывает — математики, филологи и даже философы. Конечно, агроном или, к примеру, учитель за долгие годы работы приобретает практический опыт и становится квалифицированным специалистом. О наиболее талантливых иногда пишут газеты. Так, многим известно о замечательных результатах хранения овощей, плодов и картофеля А. Г. Сафоновым в Кургане, А. А. Лихтиншайна- сом в Клайпеде и другими. Но в большинстве случаев на закладке, переборке и реализации овощей затрачивается огромное количество труда, а потери велики, качество продукции на прилавках магазинов оставляет желать лучшего. Отрасли нужны квалифицированные инженеры-технологи по промышленному хранению и переработке продукции. Поскольку овощи и фрукты — товар скоропортящийся, специалист должен уметь не только сохранить его в свежем виде, но и при необходимости получить из него полноценный питательный продукт. Когда-то агрономов по хранению плодов и овощей готовили в нескольких сельскохозяйственных институтах, но совхозы и колхозы категорически отказывались хранить продукцию, соответственно они не могли предоставить работу этим специалистам. Сейчас у растительной продукции появился хозяин — Минплодоовощхоз. Но просьбы этого министерства ввести в номенклатуру специальностей инженеров-технологов еще одну: «Промышленное хранение и первичная переработка плодов и овощей» и организовать подготовку 200— 250 человек в год, в том числе 100—150 человек без отрыва от производства, встречают отказ Минвуза СССР. Вроде бы потому, что в номенклатуре есть несколько близких специальностей, скажем, агроном по хранению субтропических культур. Понятно, что в Москву, на базу, загруженную картофелем, морковью и луком, приглашать из Закавказья специалиста по хранению цитрусовых или винограда нецелесообразно. Между прочим, есть один весьма показательный пример: многие вузы нашей страны готовят специалистов по хранению зерна, и его потери сейчас в десятки раз меньше, чем потери плодоовощной продукции. Так что самое важное, первоочередное сегодня — не разработка новых, архисовременных способов сохранения овощей и фруктов, а подготовка грамотных специалистов, без которых все эффективные способы и проекты останутся прожектами. Доктор сельскохозяйственных наук В. С. ДЬЯЧЕНКО, Всесоюзный заочный институт пищевой промышленности 48
4 мл я и з? о_ч,1гате..!1 Рыбы с жалом змеи Конечно, рыб со змеиным жалом еще никто не видел, но все-таки, пожалуй, каждый удильщик испытал на себе пренеприятные уколы острых игл ерша. Попавшись на крючок, он вздыбливает плавники так, что просто невозможно не уколоться. Особенно болезненны уколы вездесущего бирючка и полосатого ерша, обитающего кое-где в реках Украины. Они вызывают не только острую боль и воспаление, но и нагноение. Столь серьезная реакция — результат попадания в кровь секрета их слизистых желез, которые расположены в перепонке, натянутой между лучами плавников. Но что там ерши — некоторые рыбы обзавелись специальными ядовитыми железами, расположенными либо у основания шипов плавников, либо на жаберной крышке. При надавливании на шип оболочки ядовитых клеток лопаются, и яд вытекает по колючке в ранку. Чаще всего в рыбьих токсинах два действующих начала: нейротоксическое и гемотоксическое. Первое действует на нервную систему, второе — на систему кровообраще ни я. Соотно ше ние их в ядах разных рыб сильно варьирует. Наиболее опасны нейротропные вещества, которые работают так быстро, что часто не позволяют своевременно оказать медицинскую помощь. А рыбьи яды, поражающие систему кровообращения, вызывают отравление куда медленнее, что, конечно же, облегчает лечение. МОРСКОЙ ДРАКОННИК ЖАЛИТ, ЗАЩИЩАЯСЬ Где же можно столкнуться с жалящими рыбами? Да хотя бы в нашем теплом и ласковом Черном море. О его некоторых, наиболее опасных, активно-ядовитых рыбах и пойдет речь. Пожалуй, самая ядовитая рыба, причем не только Черного моря, но и всей Европы,— это морской дракончик, или скорпион (Trachinus draco). Он не такой уж и маленький — длиной до 36 см. Спинка его коричнево-желтая, испещренная темными рваными полосками, брюшко светлое. Передний спинной плавник сверху черный. Темная окраска и *у заднего края хвостового плавника.
Тело скорпиона сжато с боков, глаза посажены высоко, сближены, смотрят вверх. Шесть-семь острых лучей спинного плавника и шипы жаберных крышек снабжены ядовитыми железами. Интерес к этой рыбе возник у меня при чтении книги, где была описана охота морского скорпиона. «Молниеносно выскочив из песка, дракон вонзает ядовитые шипы в добычу, убивает ее и съедает». Захотелось самому проверить, насколько можно доверять этому сообщению. И вот в акваланге наблюдаю под водой. Скорпион лежит, зарывшись в песок, выставив только глаза. Так он подкарауливает бычков, креветок, мелких крабов... Вот неподалеку от него по дну движется креветка — бросок, и она исчезает в его глотке. Тут же дракончик зарывается вновь и застывает в ожидании следующего блюда. Сценки, аналогичные этой, я видел десятки раз, но ни разу во время охоты скорпион не применил своих ядовитых колючек. Ясно, что ядовитое оружие служит ему не для нападения, а для защиты. Поэтому не случайна и его маскировочная и предостерегающая окраска. Будучи в песке, скорпион сливается с цветом грунта, но, почувствовав опасность, предостерегающе поднимает черный, хорошо заметный спинной плавник, с ядовитыми железами. Мол, не тронь, худо будет. В Западной Европе за морскими драконниками утвердилась дурная слава. Да и вообще специалисты считают их крайне агрессивными. Например, американский зоолог и токсиколог Брюс Хол- стед в своей книге «Опасные морские животные» пишет: «Они могут быстро выскакивать и с безошибочной точностью вонзать в намеченную жертву свои щечные шипы... Из-за скрытного образа жизни, агрессивности и хорошо развитого ядовитого аппарата морские дракончики представляют реальную опасность для любого аквалангиста». Может быть, дракончики, населяющие Атлантику, действительно столь агрессивны, но скорпион, обитающий в Черном море, вовсе не так страшен. Я много раз пытался схватить его рукой или накрыть ластой, но он всегда ускользал, поспешно скрывался. В яде морского дракончика есть гемо- тропные и нейротропные вещества, но их количество невелико. Поэтому в подавляющем большинстве случаев отравления его токсином вовсе не смертельны. Все обычно кончается сильной болью в месте укола, которая стихает через сутки. ЗВЕЗДОЧЕТ И ХВОСТОКОЛ ЗРЯ ЯД НЕ РАЗБАЗАРИВАЮТ Близкий родственник дракончика — звездочет, или морская коровка. У этой коровки серовато-бурое веретенообразное тридцатисантиметровое тело с белыми пятнами по бокам. Глаза направлены вверх, к небу, отсюда и другое ее название. Морская коровка, она же звездочет, большую часть времени проводит, зарывшись в грунт, выставив наружу глаза и рот с высунутым розовым червеобразным языком — превосходной приманкой для рыб. На жаберных крышках и над грудными плавниками звездочета красуются острые шипы. В период размножения, с конца мая до сентября, у их основания развиваются скопления клеток, вырабатывающих токсин. По своему действию он схож с токсином морского дракончика, но пока мало изучен. У берегов Черного моря проще простого встретиться и с малой скорпе- ной, или морским ершом. Выглядит он уродливо. Большая голова со вдавленным лбом покрыта шипами и кожными выростами. Особенно неприятны его глаза — большие, очень подвижные и злые. Скорпена любит каменистое дно и при слабом освещении напоминает камень с растущими на нем водорослями. Одиннадцать лучей переднего спинного, один брюшного и три анального плавников имеют железы, которые особенно ядовиты ранней весной. Однако яд морского ерша содержит в основном гемотокси- ческие вещества и поэтому не представляет серьезной опасности для человека. Правда, будет и боль, и местное воспаление тканей. Научное название морского ерша — Scorpaena porcus, — что в просторечье означает «свинья». Так его нарек Карл Линней за ленивый нрав донного хищника. Эта рыба очень мало двигается. Даже когда я касался ее рукояткой подводного ножа, она отплывала на один- два метра в сторону и вновь ложилась на грунт. Она часами лежит с открытым ртом и расставленными плавниками. Завидев поблизости рыбку, скорпена делает мощное хватательное движение челюстями, но даже при этом остается на месте. 50
К ядовитым морским созданиям относится и скат, именуемый хвостоколом или морским котом. У него плоское ромбовидное туловище с длинным тонким хвостом, снабженным зазубренным шипом. В двух нижних желобах шипа залегают ядовитые железы. Спинных плавников нет, а грудные соединены между собой впереди головы и образуют как бы кайму по краям тела. При движении они волнообразно сокращаются, и кот порхает в воде, словно огромная бабочка. Обычная длина ската 50—80 см, но иногда встречаются гигантские особи до 2,5 метров. И эта рыба, как и предыдущие,— хищ- ник-засадник. Зарывшись в песок, скат подстерегает добычу и бросается на нее, как кот на мышь. Если случайно наступить на него, хвостокол, защищаясь, может нанести глубокую рваную рану своим шипом. Но первым, как и другие рыбы, о которых идет у нас разговор, на человека не нападает. А плывущий морской кот абсолютно безопасен: не имея опоры, он не может нанести удара. Но уж если вы на него наступили, берегитесь — укол ската вызывает болезненные явления, сходные с укусом гадюки. ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ОСТОРОЖНОСТЬ Колючки и шипы с ядовитыми железами имеются обычно у медленно плавающих донных и придонных рыб. А рыбы, населяющие водную толщу, хорошие пловцы, и если у них все же есть жалящий аппарат, то он расположен перед спинными плавниками (например, как у акулы катран). Это и понятно — донные рыбы обороняются на месте, а пелагические стремятся уйти от хищника. Человек, пострадавший от ядовитых рыб, испытывает резкую боль. Затем появляются покраснение кожи и отек, нередко обширный. В тяжелых случаях спустя несколько часов начинается рвота, головокружение, повышается температура; возникает озноб, потливость, иногда бред и судороги. И почти всегда в ране развивается вторичная инфекция. Во избежание всех этих неприятностей проявите элементарную осторожность — не снимайте с крючка незнакомых рыб незащищенными руками. Если все же несчастье произошло, немедленно энергично отсасывайте ртом из ранки яд вместе с кровью A5— 20 минут). Не нужно опасаться токсина: содержащиеся в слюне бактерицидные вещества предохранят вас от отравления. После этого руку обмойте чистой водой, если можно, приложите к ней холод и торопитесь к врачу. Но вобще-то встреча с ядовитыми рыбами Черного моря во время купания — редкость, и, соблюдая элементарную осторожность, легко избежать неприятностей. Л. ПОТАПОВ, Ленинградский , / медицинский институт им. И. П. Павлова Консультации Почему цветет вода в аквариуме Полгода назад мы купили аквариум, но почему-то вода в нем все время мутная и зеленая. Меняем воду по всем правилам, но через несколько дней она постепенно становится похожей на зеленые чернила, видимо, цветет. Рыбкам это не мешает, они живы и здоровы, но красоты от такого аквариума никакой нет. Что делать? Першины, Ленинград Цветение воды в аквариуме происходит, из-за бурного развития низших зеленых водорослей. Избавиться от этого явления несложно, вот несколько советов. Для начала поставьте аквариум в относительно темный угол, а освещение сделайте искусственное, верхнее. Мощность ламп накаливания должна быть примерно 1 Вт на литр воды, люминесцентных — 0,3—0,4 Вт. Продолжительность освещения — 12 часов в сутки. Далее попробуйте сменить грунт, желательно раздобыть серый речной песок с зернами 3—4 мм. (Об освещении в аквариуме и о подготовке грунта было подробно рассказано в № 1 «Химии и жизни» за 1981 г., с. 66, и в № 10 за 1979 г., с. 67.) Посадите побольше аквариумных растений: сагитарию, ка- бомбу, спиральную валлисне- рию, людвигию, криптокорину, эхинодорусы. Растения из природных водоемов лучше не брать: они все равно погибнут, и с ними легко занести рыбьих паразитов и низшие зеленые водоросли. Воду в аквариуме менять ие следует, так как это способствует развитию водорослей. На 2—3 дня закройте аквариум черной бумагой, а после этого включите фильтр. Если фильтра нет, пустите в воду как можно больше живых дафний, которые поедают одноклеточные водоросли, а рыбок на 2—3 дня отсадите в банки. Полезно завести в аквариуме улитку мел а ни ю, она живет « песке, рыхлит его и предохраняет от закисания. Но главное, этот моллюск служит живым фильтром; прокачивая через себя воду, улитка очищает ее от органических примесей. В аквариумах, где много меланий, вода всегда чистая. 51
Потребуется 18 карт с растениями A0 достоинством по единице, 3 по 10 единиц, 3 по 20, 2 по 50), шесть карт с кроликами и шесть карт с мышами (для каждого случая 3 по 1 единице, 2 по 2, 1 по 3), две карты с лисами и две карты с ласками, каждая достоинством в 1 единицу. Кроме того, по одной карте с беркутом и символом антропогенного воздействия «F». Всего 36 карт. Если разложить на столе карты по уровням один над другим в следующем порядке: I уровень — трава B00 единиц), 11 уровень — травоядные животные (мыши и кролики по 10 особей), III уровень — хищники 1-го порядка (лисы и ласки по 2 особи), IV уровень — хищники 2-го порядка (один беркут), то получится пирамида. Она изображает (конечно, упрощенно) экологическую сис- 52 Клуб Юный химик
тему острова. Причем соотношение особей на уровнях таково, что для каждого живого существа на острове найдется пища. Задача игроков — заселить остров, т. е. построить пирамиду из карт. Правила таковы: 1. Играть лучще втроем или вчетвером. Все карты раздаются поровну. 2. Игрок, делающий первый ход, начинает строить пирамиду с I уровня, т. е. заселяет растения. Вообще на остров первым может быть занесено любое существо, но без необходимого корма оно гибнет. Поэтому игра начинается с первого уровня. 3. За один ход можно выкладывать карты только одного уровня в любом количестве, но не больше того, что уже на нем есть. Этим правилом мы хотим показать, что скорость размножения любого вида в экосистеме ограничена. Если вы первый заполняете уровень, то можете выложить хоть все соответствующие карты. Только при этом надо помнить, что для каждого животного на острове должен быть корм, причем не менее 50 % того, что оно сможет съесть (в завершенной пирамиде кормовая база будет 100 %). ШК4 Ъ4 ЛЛЪ* . чЯгюы 1 ласки \.A44iiUU \ttpOJLUXM юва ш -и 4. Мыши и кролики питаются травой, ласка — только мышами, лиса — мышами и кроликами, беркут в основном охотится на лис и ласок (иногда при избытке мышей и кроликов не брезгует и ими). Поэтому во время игры согласовывайте свои действия с таблицей, по которой просто определить необходимое количество корма. 5. Карту «F» можно ввести в игру в любое время, но только один раз. Выкладывая по своему усмотрению эту карту на тот или иной уровень, игрок вводит антропогенный фактор : на I — пожар, на 11 — борьба с грызунами, на III и IV — охота. Поэтому часть существ погибает, и с этого уровня игрок тут же забирает половину имеющихся там особей (если их число не кратно двум, то округлять в сторону увеличения). Естественно, изменения передаются и на другие уровни, поскольку часть пищи пропадает. Поэтому в порядке очередности хода игроки не выкладывают, а забирают карты лишних животных, не обеспеченных кормовой базой. Затем пирамиду продолжают достраивать. 6. Игра завершается, когда карты останутся только у одного из игроков. Если вы хорошо освоите правила игры, то сможете решать экспериментальные задачи. Например, исследуйте поведение модели «Остров», когда в колоде отсутствуют карты одного из уровней. Посмотрите, что происходит при воздействии антропогенных факторов на различных этапах формирования экосистемы. Пишите нам в клуб о результатах и вариантах правил игры «Остров». В заключение скажем еще раз, что наша модель отражает жизнь экосистемы в самом общем виде. В действительности она неизмеримо сложнее. Клуб Юный химик 53
ОБОЗРЕНИЕ Теплом электростанций, действующих в нашей стране, можно обогреть около 300 тысяч гектаров теплиц. Это равноценно 9—10 миллионам гектаров пашни, расположенной в субтропической зоне. Вместо бензина Специалистами фирмы «Дженерал моторе» разработан двигатель внутреннего сгорания, работающий на измельченном в пыль угле. Устройство его, в двух словах, следующее. Из «пылебака» топливо подается специальным транспортером в своего рода карбюратор. Здесь его подхватывает поток сжатого воздуха и несет в камеру сгорания. Образующиеся газы вращают турбину. Если жидкое топливо, полученное из угля, сохраняет от 55 до 70 процен- ОБОЗРЕНИЕ тов калорий, содержащихся в исходном продукте, то угольная пыль — до 90 процентов. Проблема, которую пока не удалось решить,— это как наладить в промышленном масштабе производство угольной пыли достаточной чистоты. Америка на вулкане Кто бы мог подумать, что Соединенные Штаты — вулканическая страна? Между тем здесь за два столетия зарегистрировано 53 извержения разной силы. По утверждению журнала «Science Digest», впереди лишь Япония и Индонезия. На свой аршин К началу нынешнего года в мире остались только три страны, так и не перешедшие на метрическую систему единиц: Бирма, Бруней и США. Прирост населения Земли, составивший за пять лет, с 1975 по 1980 год, 89 млн. человек, достигнет максимума к началу третьего тысячелетия. Затем, к 2075 году, прирост снизится до 6 млн. человек за пять лет. В результате в 2075 году население Земли составит 10 миллиардов 970 миллионов человек. *Biidetyn Instytuta Gospodarki Spolecznej» ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ Вирус против замерзания Многие культурные растения могли бы, вероятно, легче переносить мороз в 5—6е, если бы не микроорганизмы двух видов — Pseudomonas siringae и Erwin ia herbicola. Это так называемые льдообразующие бактери и, вокруг которых в листьях и стеблях кристаллизуется лед. Недавно обнаружены девять различных бактериофагов, которые вызывают эпидемию среди Pseudomonas и Erwmia. Пользы растениям эти бактерии, по-видимому, не (х приносят никакой, а фаги, еде- Y/ f лав свое дело, гибнут, как только начинает пригревать солнце. Запад есть Запад, Восток есть Восток Тем, кого интересует, каким образом Япония, располагающая крайне ограниченными собственными энергетическими ресурсами, ухитряется успешно конкурировать с крупнейшей державой капиталистического мира, возможно, покажутся любопытными опубликованные в журнале «Feedstuffs» сравнительные данные о питании японцев и американцев. В среднем на душу населения в Японии и США потребляется одинаковое количество белков, но рацион американца в среднем содержит 3400 ккал, а японца — 2500.
Дела семейные Мнение, что в хороших семьях не должно быть ссор и разногласий, нередко наносит прямой вред: супруги, особенно молодые, драматизируют любую спорную ситуацию, зачастую полагая, что единственный путь ее разрешения — развод.— «Социологические исследования». У мусульман и индуистов средний возраст женщин, рожающих первого ребенка, на 2,5— 3 года меньше, чем у женщин, принадлежащих к конфуцианским общинам.— «Population Studies». Усилия Китая, направленные на сокращение рождаемости, привели к неожиданному побочному результату — появлению избалованных детей. Такие дети не привыкли ни о ком заботиться, они ссорятся в детских садах из-за игрушек, а в школах не умеют найти общий язык со сверстниками. Каждый Пятый обследованный ребенок из числа единственных детей в семье страдает ожирением.— «China Daily». Среди покупателей американских супермаркетов (по-нашему, универсамов) представительниц прекрасного пола становится меньше и меньше. В прошлом году уже каждый третий покупатель был мужчина.— «Торговля за рубежом». ОБОЗРЕНИЕ &**- Действие супружеского состояния на продолжение жизни Смертность для 30—45-летних н неженатых обыкновенно бывает до 37 на 100, для женатых же не более 18 на 100; на 42 холостяка, достигающих сорока лет, 78 женатых достигают этого возраста. В преклонные лета разница становится еще чувствительнее: если до 60 лет доживут 22 холостяка, то 48 женатых достигнут этих лет. Почти та же пропорция существует для женского пола; так, например, 72 замужние и 52 незамужние достигают 45 лет и т. д. Не может быть подвержено никакому сомнению то, что для обоих полов супружество способствует продлению жизни. Человек рожден не для того, чтобы жить одному. «Журнал общеполезных сведений», 1836, № 27 О новых печах без дымовых труб Инженер-механик Меркулов после многолетних трудов, испытаний и наблюдений разрешил, до возможной степени, дымогарную систему; он доказал иа опыте, 52-х дневным топлением устроенной им, по распоряжению высшего начальства, в Военно-Сухопутном госпитале печи, что нет надобности устраивать в домах дымовых труб. Главный очерк изобретенной им дымогарной печи может быть выражен так: внутри нет ни движущихся колес, ни цилиндров, нет даже никаких металлических пособий или приводов... Дымогарная печь Меркулова есть единственное изобретение, отличающееся от всех новейших устройств печей, ибо в ней дым, проходя через воду, разлагается, получает новое обращение, назад проходит через жар и наконец совершенно исчезает. мЖурнап общеполезных сведений», 1836 Средство для удаления некоторых вредных насекомых Чтобы бабочки не клали своих яиц на капусту или другие огородные овощи, надобно рассадить на занимаемых сими последними грядах несколько стеблей обыкновенной конопли, к которой насекомые сии никогда не приближаются. Таким же образом и гусеницы не будут портить огородных растений. Вернейшее средство для истребления муравейников состоит в поливанн муравеиных гнезд, такою водою, в которой варились раки. Подобным же образом можно избавится и от- маленьких мурашек, водящихся] в буфетах, где хранятся какие- нибудь сахарные вещества:: стоит только положить Tyflaj несколько вареных раков. «Журнал общеполезных: сведений или библиотека* по части промышленности* сельского хозяйства и наукп к ним относящихся»» 1833, № 8\ ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ
Полезные советы химикам Руководство по самостоятельному изучению стеклодувного искусства Академик А. Е. АРБУЗОВ ВЫДУВАНИЕ БАЛЛОНОВ И КОЛБ ЕМКОСТЬЮ В 50 см3 И БОЛЕЕ Выдувание баллонов емкостью около 50 см3 удобнее всего производить из трубок около 1,25 см в диаметре с толщиною стенок 1,5— 1,75 мм. Длина трубки около 30 см. Сначала оттягивают на одном конце трубки державку в 10—12 см (рис. 1а), а другой конец трубки оплавляют. Затем дают большое, широкое пламя и нагревают трубку, держа ее в правой руке, отступя от державки 3—4 см, слегка осаживая. Когда наберется значительное количество стекла, трубку вынимают из пламени и слегка раздувают, причем державка непременно должна быть обращена кверху. Далее работу снова вносят в пламя и нагревают участок трубки, непосредственно прилегающий к раздутой части со стороны державки, и затем снова слегка раздувают. В третий, а иногда в четвертый раз таким образом раздувается вся часть трубки вплоть до державки н работа принимает вид, изображенный на рис. lb. Потом дают самое большое пламя, нагревают по возможности всю раздутую часть, причем стекло распределяется более или менее равномерно, еще немного раздувают и осаживают (рис. 1с). * Окончание. Начало — в № 4—7. Далее возможно тщательнее в несколько приемов отпаивают державку (рис. Id). На ее месте при хорошей работе должно остаться утолщение величиною в просяное семя или даже еще менее. Затем нагревают всю работу, держа трубку, как при ее оттягивании, и притом не в горизонтальном положении, а отверстием трубки книзу, стремясь к тому, чтобы скопилось побольше стекла в том месте, где будущая шейка баллона будет переходить в самый баллон. В это же время иногда бывает полезно затыкать отверстие трубки указательным пальцем с целью придать работе более правильную форму. Когда стекло достаточно размягчилось, баллон немного раздувают, держа кверху. Снова вносят в пламя и на этот раз сравнительно тонким пламенем нагревают самую верхушку, стремясь к тому, чтобы чечевице- образный остаток державки распределился более или менее равномерно. Снова нагревают сильным пламенем все набранное стекло, вращая и регулируя форму затыканием пальцем отверстия, и, наконец, когда на конце трубки получится толстостенный с равномерно распределенным стеклом шарик, выдувают баллон, держа его кверху и все время спокойно следя глазами за увеличением его размеров (рис. 1е). Баллоны, выдутые таким образом, хорошо терпят обыкновенно и без отжига, но начинающие все же должны их отжечь, наблюдая, чтобы не произошло деформации. Выдутый баллон после охлаждения отрезают и шейку развертывают; если же желают превратить его в колбу, то первоначально делают дно так, как это указано в соответствующем месте. Трудность такой работы заключается в том, что приходится иметь дело с относительно большой массой полурасплавленного стекла, вследствие чего эта масса, так сказать, энергичнее стремится книзу. Кроме того, начинающим обыкновенно не удается набрать соответствующим положением трубки стекло ближе к шейке будущего баллона, вследствие чего баллон имеет в этом месте тонкие стенки, а при попыт- 56
ках осадить такой баллон неминуемо образуются складки. Если из баллончика желают приготовить перегонную колбу, то нужно припаять отводную трубку к шейке баллона, которая должна иметь не менее 12—15 см длины. Припаивание отводной трубки ведется так же, как это описано при приготовлении Т-образных трубок. Если же трубку желательно припаять недалеко от отверстия шейки, например 3—4 см, то приходится для вскрытия отверстия вставить в шейку корковую пробку с пропущенной сквозь нее стеклянной трубкой, иначе легко можно обжечь губы. Далее, так как отводная трубка имеет не менее 15, даже 20 см длины, то она во время самого припаивания легко ломается на спайке во время работы. Во избежание этого отводную трубку не следует обхватывать пальцами, а лишь поддерживать ее. Вообще следует сказать, что чем более громоздка работа, тем труднее с ней ладить. Однако постепенно руки сами привыкают находить центр тяжести работы и вообще наиболее безопасные в смысле поломки места. Относительно припаивания отводных трубок к колбам нужно добавить, что место спая необходимо раздувать до размеров, превышающих приблизительно вдвое диаметр припаиваемой трубки, в противном случае получается очень непрочный спай в смысле влияния на него как температурных колебаний, так и механических сил. Выдувание баллонов большей емкости производится из трубок большего диаметра или припаиванием куска толстой трубки к более тонкой. При раздувании таких баллонов для получения сильного пламени делают такое приспособление: от трубки, ведущей газ, посредством тройника отводят газ в бунзенов- скую горелку и ставят ее перед паяльной лампой. Иногда для получения очень сильного пламени ставят две паяльные лампы, одна против другой, или кусок угля для отражения тепла. Если выдутые баллончики и колбы предназначаются для работ в разреженном пространстве, то нужно убедиться, достаточно ли толсты их стенки. Делается это очень Просто, именно так: выдутый баллончик, держа его за трубку, слегка опускают на плоскость стола, с высоты 0,5—1 см; если стенки слишком тонки, то слышится очень характерное дребезжание и вместе с тем рука чувствует, как баллончик подпрыгивает наподобие мяча; если же стенки его толще, то дрожание не так заметно и притом оно гораздо скорее затухает. Для того чтобы, так сказать, освоиться с единицей меры толщины стенок, начинающий принужден будет после испытания первых баллончиков намеренно разбить несколько штук и таким образом найти зависимость между толщиною стенок баллонов и их вибрацией при ударе о стол. Во всяком случае, этим методом можно скоро привыкнуть с достаточной точностью определять степень прочности баллона. Баллоны с очень толстыми стенками также ненадежны, ибо часто лопаются во время испытания от неравномерной закалки. Заметим здесь, что продажные баллоны даже лучших фабрик очень часто обладают такими тонкими или неровно выдутыми стенками, что положительно опасны для работы в вакууме. Баллоны емкостью более 100—150 см3 выдуваются на стеклодельных заводах стеклоделами; приемы стеклоделов довольно сильно отличаются от приемов стеклодувов. Достаточно сказать, что стеклодел набирает материал для будущего баллона из тигля или ванны с расплавленным стеклом. В настоящее время готовят стандартную посуду, выдувая баллоны или другие изделия в соответствующую форму. Толщина стенок таких баллонов и объем варьируют весьма незначительно. КОНИЧЕСКАЯ КОЛБОЧКА Выдувание конической колбочки принадлежит к числу работ, где при меняется один новый прием, хотя и представляющий до некоторой степени комбинацию приемов, уже описанных выше. Сначала выдувается посередине трубочки толстостенный шарик, который после обычных манипуляций принимает вид, показанный на рис. 2а. Нижняя часть шарика, как видно, немного толще. Затем формируется будущее горло колбочки, для чего часть трубки, прилегающую к шарику, немного отступя от шарика, сильно прогревают, слегка осаживая; при легком раздутии эту часть слегка вытягивают, и работа получает вид, показанный на рис. 2Ь. Далее идет самая ответственная часть работы: сильным и широким пламенем смело обогревают до полного размягчения верхнюю, вернее, правую часть шарика, потому что работа находится более в горизонтальном положении, причем пламя направляют от перехода горла и стараются, чтобы оно как бы скользило по шарику. После размягчения вдувают воздух и одновременно немного тянут; затем еще раз разогревают пламенем по направлению от горла, стараясь, чтобы пламя более скользило вдоль формирующейся конусообразной части будущей колбочки; когда все основательно разогрето, снова вдувают воздух и осторожно тянут. Если работа была правильно разо- 57
грета, то получается правильная конусообразная часть (рис. 2с). После этого отпаивают острым пламенем нижнюю державку, острым же пламенем и иногда при помощи тоненькой стеклянной палочки удаляют на месте державки излишнее стекло и сейчас же, повернувши колбочку параллельно будущим дном к сильному пламени, вращением формируют дно. При правильном положении работы относительно пламени и равномерном вращении получается почти совершенно плоское дно. В последний момент направляют кистевидное пламя больше к центру дна колбочки и, вынувши из огня, слегка вдувают в себя, отчего дно немного втягивается внутрь. Затем полезно еще раз обогреть работу, особенно на закруглении, широким сильным пламенем до начала размягчения, и этим дело формирования дна колбочки кончается. Дальше нужно обрезать горло и, оплавивши его, развернуть и отжечь. Колбочка принимает окончательный вид, как показано на рис. 2d. Стеклодувы конусовидную часть небольшой колбочки делают обычно с одного разогрева. Для обогревания и развертывания шейки колбочку берут железной цапкой со дна. У обучающихся чаще всего бывают такие недостатки: 1) толщина стенок колбочки заготовляется недостаточная, а это в дальнейшем затрудняет всю работу; 2) обогревание шарика для образования конуса и вращение неравномерно, отчего при выдувании получается неровная поверхность, часто с флюсом на одной стороне; 3) дуют и тянут обычно сильнее, чем нужно, отчего колбочка приобретает бокалообразные, т. е. неправильные, пропорции; 4) дно сползает набок, и колбочка выходит кривобокая. Для исправления последнего недостатка можно сильно разогреть дно и осторожно с легким нажимом поставить колбочку на разогретую металлическую поверхность, лучше медную, и затем работу отжечь. Стеклодувы часто правят дно обугленной плашкой. СГИБАНИЕ ШИРОКОЙ ТРУБКИ Трубки с небольшим наружным диаметром и с относительно толстыми стенками сгибаются, как показано выше, легко на пламени обыкновенной горелки с щелевидной насадкой. Техника сгибания широких и особенно в то же время тонкостенных трубок совсем иная. При сгибании таких трубок на щелевид- ном пламени, во-первых, очень трудно прогреть до размягчения необходимый участок трубки, а во-вторых, если прогревание и достаточно, то при самом сгибании трубки стенки на месте изгиба сильно сближаются, иногда вплоть до своего слипания (рис. За). Поэтому сгибание производят на широком пламени паяльной лампы, сильно прогревая соответствующий участок и слегка осаживая трубку и набирая стекло, затем трубку сгибают, очень слабо вдувая воздух и не обращая внимания на форму сгиба; стенки при этой операции тоже значительно сближаются, но не так, как при сгибании на горелке с щелевидной насадкой и без дутья. Вогнутая часть трубки часто образует одну-две складки, иногда даже три (рис. ЗЬ). После сгибания сейчас же направляют сначала тонкое пламя на эти складки и, когда складки расплавятся и стекло, так сказать, растечется к близлежащим участкам, слегка дуют, чтобы выправить складку; так же поступают и со второй. Далее прибавляют пламя и обогревают по возможности всю вогнутую часть, не забывая по временам и про выпуклую. Под конец широким пламенем обогревают весь участок изгиба и слегка дуют для выравнивания. Под конец работы всю силу пламени обыкновенно переносят на выпуклую часть и раздувают ее, стремясь, чтобы диаметр на сгибе был равен диаметру трубки; далее, когда сгиб оправлен, прогревают все место сгиба до начала размягчения, стремясь греть больше с боков, нежели с выпуклой и особенно с вогнутой стороны, и дают работе медленно остыть. У начинающих обыкновенно сгиб получается неровный, со многими заметными на глаз выпуклостями. Это происходит от того, что неопытный стеклодув незаметно для себя направляет пламя на отдельные участки, тогда как опытный как бы мажет пламенем по работе и потому не получается резких переходов при дутье. Направление пламени также играет большую роль; нельзя достигнуть плавных переходов и красивой работы, если все время держать пламя перпендикулярно трубке и изгибу, в известный момент необходимо направлять пламя и вдоль трубки, т. е. по направлению вогнутой или выпуклой стороны, и дуть только тогда, когда обогрета большая поверхность работы. Наконец, не следует, особенно под конец, вогнутую и обычно с более толстыми стенками часть сгиба прогревать сильнее выпуклой, так как при остывании такой работы выпуклая часть легко отскакивает от натяжения в виде куска, обычно неправильной формы. Для успешного овладения этими трудными стеклодувными операциями следует идти постепенно от тонких и толстостенных трубок к широким и тонкостенным. 58
ПРИЕМЫ ЗАПАИВАНИЯ ТРЕЩИН Нередко при стеклодувных работах более сложного характера, например при двойных спаях, во время самого процесса обработки возникают трещины большей или меньшей величины. Опытный стеклодув дальнейшее развитие и распространение такой трещины прекращает рядом приемов, которые описываются далее. Если трещина имеет очень небольшое распространение, то обыкновенно бывает достаточно повернуть работу так, чтобы пламя направлялось в разрез трещины, т. е. чаще всего перпендикулярно касательной, проведенной через трещину; при этом полезно прибавить немного пламени, чтобы оно обогревало и соседние с трещиной участки. Если трещина больших размеров, например 0,5—1 см в длину, и имеет тенденцию распространиться дальше, что опытный стеклодув сразу видит, то действуют таким образом: прибавляют пламя (а иногда и убавляют), но во всяком случае дают ему не острую, а метельчатую форму и обогревают трубку, немного отступя от того пункта, до которого дошла трещина, и, как только появится желтая окраска пламени, его немного убавляют и решительным движением направляют на самый конец трещины. При этой операции трещина в первый момент немного продвинется дальше, но, встретивши на своем пути полу расплавленное вязкое стекло, остановится; тогда немедленно прибавляют пламя до прежних размеров и продолжают работу, как будто бы трещины не было; при этом вся трещи на заплывает, и в результате остается малозаметный шрам, который носит название жаровой трещины. Излишне прибавлять, что во время запаивания трещины не нужно забывать обогревать всю ответственную часть работы, в данном случае всю окружность двойного спая. Если указанными приемами трещину остановить не удалось, то дело почти безнадежно даже в опытных рука*. Большие трещины, если и удается прекратить их распространение, обыкновенно не заплывают при нагревании сполна, а оставляют щелевидные отверстия, которые удается иногда заделать тоненькой стеклянной палочкой и относительно выровнять последующим нагревом. Второй тип трещины — это трещины, которые образуются при остывании работы, например того же двойного спая. Такие трещины обыкновенно бывают при плохом, как говорят стеклодувы, слабом стекле, особенно если трубка взята с излишне толстыми стенками. В этом случае, когда работа уже остыла, поступают так: нагревают работу над пламенем обыкновенной газовой горелки, держа работу первоначально очень высоко над пламенем и лишь постепенно приближая к нему. В известный момент, когда все прилегающие к трещине участки доствточно прогрелись, решительным движением вносят работу трещиной в самое пламя — в удачных случаях трещина прекращает свое развитие, и работу немедленно переносят на паяльную лампу, снова прогревают и пропаивают весь спай, с большой внимательностью его отжигают и охлаждают. Если круглодонную колбочку неосто|южно опускают на плоскость стола (начинающие экспериментаторы часто забывают, что она круглодонная и потому бессознательно пытаются ее поставить на стол), то часто образуется звездообразно расположенная трещина с небольшим радиусом распространения. Ее заделывание производится приемом, подобным вышеописанному. Колбу сначала осторожно нагревают над пламенем, обратив к пламени трещиной, при этом нет необходимости повертывать колбу; когда участок колбы, прилегающий к трещине, достаточно прогрелся (момент этот очень трудно описать, он достигается опытом), решительно вносят трещину в самое пламя, причем она обыкновенно запаивается. После этого необходимо выровнять нагреванием и дутьем впадину на месте трещины на паяльной лампе, а затем прогреть работу до появления натриевого пламени. СПАИВАНИЕ НА МЕСТЕ НЕПОДВИЖНЫХ ЧАСТЕЙ Часто при сложной обстановке опыта* особенно при работе с газообразными веществами, приходится некоторые спаи делать на месте, т. е. не на паяльном столе. В таких случаях успех дела зависит главным образом от подготовки спаиваемых частей. Как и в случае работы на паяльной лампе, необходимо, чтобы спаиваемые части (например, две трубки) были хорошо пригнаны друг к другу и немного развернуты. При работе на паяльном столе мы сначала разогреваем спаиваемые концы, а потом их складываем враз или в одной точке с последующим выпрямлением — здесь этого приема употребить нельзя, и потому второе, еще более важное условие заключается в том, чтобы спаиваемые трубки слегка надавливали концами одна на другую. Самое обогревание и спаивание производится или обыкновенной бунзеновской горелкой, или иногда кольцеобразной горелкой. Важно также, если это позволяет постановка опыта, иметь возможность вдувать воз-' дух в спаиваемую систему или вообще повысить в системе давление газов и в известный момент немного раздуть спай. Раздутый спай с выпуклыми эллиптическими поверхностями всегда надежнее нераздутого или с хотя бы частично вогнутыми участками спая. Если от неровной подгонки при самом спаивании образовались желвачки, то их необходимо разровнять, хотя бы приспособив для этой цели паяльную лампу на длинных резиновых трубках. Когда спай готов, его также необходимо отжечь, т. е. прогреть кругом до начала размягчения, и сей- * час же накрыть для медленного остывания в несколько слоев тонкими листочками асбестового картона. 59
Справочник Что нарисовано на приборной панели На приборной панели современного автомобиля — десятки кнопок, переключателе и, ру ко ято к, ко нтрол ь- ных ламп. У води теля-новичка от этого обилия голова идет кругом. Впрочем, и опытный водитель, Пересе в за руль автомобиля новой марки, тоже порою теряется. Разумеется, на приборной панели можно сделать четкие и контрастные надписи «что есть что», но, как показали психологические исследования, эти надписи отвлекают человека от управления автомобилем, рассеивают внимание, мешают следить за дорогой. Поэтому конструкторы и дизайнеры давно уже обратились к символам-криптограммам. Криптограммы значительно более информативны, чем надписи, они не знают языковых барьеров, они легко размещаются на маленькой кнопке, у основания переключателя. Создание точной, лаконичной, броской криптограммы — большое искусство. До поры до времени автомобильные дизайнеры состязались в нем. Но несколько лет назад международная организация И СО (International Organization for Standartization) положила конец этому состязанию, приняв международный стандарт на обозначение приборов управления, индикаторов, предохранителей и сигнальных устройств, применяемых на автомобилях. Сейчас в нашей стране действует ОСТ 37.001.012-78, обязательный для всех новых автомобилей, автобусов и троллейбусов (он удов-
летворяет требованиям И СО, хотя начертания некоторых криптограмм несколько отличаются от международных; со временем эти различия будут устранены) . Стандарт включает в себя не только начертания криптограмм, но и цвета контрольных ламп и индикаторов для самых ответственных органов управления. * Все, кому приходится сидеть за рулем или доведется сесть за руль, должны хорошо изучить эти обозначения. Они универсальны и интернациональны, они позволяют быстро приспособиться к новой машине, понять ее особенности и нрав. С. ПЕДЕН КО По материалам журнала «Автомобильный транспорт», 1983, № 9 1 — дальний свет, 2 — ближний свет, 3 — сигнал аварийной остановки, 4 — индикатор устройства для пуска двигателя при низкой температуре, 5 — индикатор уровня топлива, 6 — индикатор включения дальнего света, 7 — индикатор аккумуляторной батареи, 8 — индикатор включения передних противотуманных фар, 9 — указатели поворотов (мигающие), 10 — индикатор температуры охлаждающей жидкости, 11 — индикатор давления масла в двигателе, 12 — индикатор включения против от у манной фары, 13 — ремни безопасности пристегнуты, 14 — индикатор общего освещения, 15 — звуковой сигнал, 16 — стеклоочиститель, 17 — устройство для пуска двигателя при низкой температуре, 18 — стеклоомыватель, 19 — аккумуляторная батарея, 20 — одновременное включение стеклоочистителя 21 — очиститель стекол фар, 22 — система вентиляции кузова. 23 — прикуриватель, 24 — стояночный свет, 25 — передние противотуманные фары, 26 — замок капота (или багажника, если двигатель расположен сзади), 27 — задняя прот ивотуманная фара, 28 — замок багажника (или капота, если двигатель расположен сзади), 29 — общий выключатель освещения, 30 — обогреватель лобового стекла (индикатор желтый), 31 — обогреватель заднего стекла (индикатор желтый)
Практика Уголь, который служит дважды В современных сорбционных процессах применяют искусственно полученные сорбенты: активированные угли, силикагели, цеолиты. Между тем в земной коре в больших количествах есть сорбенты природные, которые значительно дешевле искусственных. В первую очередь это природные угли. Важнейшая характеристика сорбента — объем сорбцион- иого пространства. У ископаемых углей его величина колеблется от 0,02 до 0,1 см3/г, а у %4 0fl~ 0р7- орб- №- орн- ¥^ o,oi\ cfilA \щ, т ■ 1 Iх ч 1 у^^т а Л { \ ^Ш !г J -у.—г^-> Ч"/? & Обычный (вверху) и мезопористый уголь. Увеличение в 3000 раз искусственно приготовленных, активированных углей — от 0,6 до 0,8 см3/г. Естественно, что они способны поглотить, сорбировать гораздо больше, нежели природные. В общем, из-за сравнительно небольшого сорб- ционного объема и малой скорости сорбцио иных процессов ископаемые угли в качестве сорбентов без предварительной обработки практически не применялись, хотя они в 40—50 раз дешевле обработанных, активированных. В начале семидесятых годов в Институте проблем комплексного освоения недр (ИПКОН) АН СССР доктор технических наук И. Л. Эттингер и кандидат технических наук Н. В. Шуль- ман обнаружили особую группу углей, принадлежащих к числу малометаморфизированных (то есть сравнительно химически молодых), так называемых Распределение объема пор (V ) мезопористого угля по их радиусам ( г ). 1 — интегральная кривая распределения, 2 — дифференциальная кривая длиннопламенных. Их особенность в том, что в сорбцион- ном объеме помимо обычных для ископаемых углей микро- пор @,4—0,5 нм) есть еще и поры большего размера, или мезо- поры (свыше 1,6 нм). Именно благодаря таким крупным порам сорбцио иная емкость мезо- пористых углей выше, чем у других ископаемых твердых топлив того же химического возраста. И что особенно важно, намного выше и скорость сорбционных процессов. Это позволяет в некоторых случаях использовать мезопористые угли в качестве промышленных сорбентов без предварительной обработки, с успехом заменять ими дорогие и дефицитные активированные угли (например, при поглощении из растворов крупных органических молекул, при очистке сточных и оборотных вод, осветлении растворов, содержащих сахара). Удельная поверхность угля, используемого в качестве сорбента, должна быть не меньше 80—100 м2/г. Он должен быть достаточно прочен, чтобы угольная мелочь не загрязняла очищаемые жидкости. Мезопористые угли в достаточной степени удовлетворяют этим требованиям, что и подтверждено успешными испытаниями в различных отраслях промышленности. Особенно хорошие результаты получены на машиностроительных предприятиях, где мезопористые угли использовались для извлечения масел из сточных вод; после фильтрации через природный сорбент концентрация углеводородов не превышала 0,3 мг/л. На сахарных заводах мезопористые угли с успехом заменяют активированный уголь, традиционно применяемый для осветления сахарных растворов. И еще одно чрезвычайно важное обстоятельство: мезопористые угли относятся к некоксующимся и используются пока только как энергетическое топливо. Между тем их можно использовать дважды: сначала в сорбционных колоннах и осветлителях, а потом в печах. Эксперименты, проведенные в Тульском политехническом институте и в Московском технологическом институте пищевой промышленности, показали, что после осветления растворов, содержащих сахар, качество топлива ничуть не ухудшается, а после очистки стоков от нефтепродуктов уголь-сорбент при сжигании дает почти на 20 % больше тепла, чем чистый уголь. Схема такого двойного использования 62
мезопористого топлива отмечена медалями ВДНХ СССР. В нашей стране запасы длин- нопламенных углей, в число которых входят мезопористые, составляют десятки миллионов * тонн. Сейчас мезопористые угли добывают в Донбассе на шахте «Горняк», которая выдает около 1 млн, т угля в год. И. Л. Эттингер. Физическая химия газоносного угольного пласта. М.: Наука, 1981; * Химия твердого топлива», ' 1980, № 5, с. 143—145 Кресло, которое экономит топливо Начат выпуск сверхлегких кресел для пассажирских самолетов. Сделаны эти кресла из у глеп ластикового композиционного материала, который при равной прочности впятеро легче стали и втрое легче алюминия. По расчетам английских специалистов, при установке кресел из углепластика на тысячах пассажирских самолетов, которые летают сейчас во всем мире, можно ежегодно эконо- « мить на топливе 274 млн. фунтов стерлингов. «The Financial Times», 1984, № 29225, с. 6 Качество угля на одной из американских теплоэлектростанций проверяют непрерывной бомбардировкой нейтронами. По характеру вторичного гамма-излучения судят о содержании в топливе серы, азота, железа, кремния, кальция и некоторых других элементов («Chemical Engineering», 1984, т. 91, № 3, с. 11). Построена солнечная тепловая электростанция мощностью 750 кВт. Теплоноситель — расплавленная смесь азотнокислого натрия F0%) и азотнокислого квлия D0 %) — нагревается до 565 °С в солнечном коллекторе, установленном на семидесятиметровой башне в л центре поля гелиостатов ("Chemical Engineering", 1983, т. 90, № 19, с. 12). Зубцы и другие фасонные выступы по кромке резиновых бесконечных ремней, которые используются для передачи крутящего момента в стиральных машинах, насосах и вентиляторах, позволяют лучше отводить тепло от трансмиссии. («Design News», 1983, т. 39, № 19, с. 26). В Японии сконструировано солнечное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов, которое устанавливается над приборной панелью или на крыше машины («Newsweek^, 1983, т. 102, № 3, с. 3). Для выявления половой охоты у коров и наблюдения за ними во время отелов создана специальная телевизионная система, позволяющая непрерывно следить за поведением животных в стаде («British Farmer and Stockbreeder», 1983, т. 12, № 288, с. 27). Л юминесцентное освещение птичников, не снижая яйценоскости кур, позволяет экономить электроэнергию («Feedstuffs». 1983, т. 55, № 38, с. 13). Пластмассовая банкнота достоинством 1 фунт стерлингов выпущена в обращение в Англии. Она немного тяжелее и толще бумажной, но несравненно прочнее: выдерживает полмиллиона сгибаний и разгибаний («Newsweek», 1984, т. 103, № 2, с. 3). Новые заводы Нарвский завод хромовых кож — крупнейшее в Эстонии предприятие по переработке сырья для обувной промышленности — дал первую продукцию. Большинство химических процессов на заводе автоматизировано. В Северодонецком объединении «Азот», выведена на проектную мощность установка по производству метанола. Она рассчитана на выпуск 100 тыс. т продукта в год. На Кременчугском заводе технического углерода пущен комплекс по переработке отходящих газов. Мощность комплекса позволяет использовать вторичные топливно-энергетические ресурсы не только собственного производства, но и соседнего крупного нефтеперерабатывающего завода. В одесском институте «Южгип- робиосинтез» разработана установка, вырабатывающая кормовой белок из природного газа микробиологическим путем. Годовая производительность уже пущенной промышленной установки — 3 тыс. т биомассы, которая содержит до 70% протеина. Что можно прочитать в журналах О влиянии разбавителя на каталитический пиролиз пропана («Кинетика и катализ», 1984, № 1, с. 103—106). О стойкости полиэтиленовых емкостей и труб к топливам и органическим растворителям («Пластические массы», 1984, № 3, с. 43—45). О содержании газов и их давлении' в пенопластовых покрытиях («Журнал прикладной химии», 1984, № 1,с. 120—123). О формировании ацетатных нитей в токе азота («Химические волокна», 1984, № 1, с. 28, 29). Об извлечении никеля и кобальта из сульфатных растворов методом флотации гидрофобных осадков («Известия вузов. Цветная металлургия», 1984, № 1, с. 44—49). Об установке для измерения электропроводности растворов красителей в жидком аммиаке («Известия вузов. Химия и химическая технология», 1984, № 2, с. 252, 253). Об ультразвуковом методе контроля твердения эпоксидной композиции («Заводская лаборатория», 1984, № 3, с. 41—45). О защите листового стекла от коррозии («Стекло и керамика», 1984, № 2, с. 5, 6). Об универсальном ингибиторе коррозии для трансмиссионных масел («Химия и технология топлив и масел», 1984, № 2, с. 26—28). О получении обращаемых изображений на малосеребряных пленках при физическом проявлении («Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии» , 1984, № 1, с. 19—22). О газохроматографическом анализе летучих органических ве- щеста соевых соусов («Консервная и овощесушильная промышленность», 1984, № 3, с. 39, 40). О прессовании ананасов в производстве соков («Известия вузов. Пищевая технология», 1984, № 1, с. 65—68). 63
£z**^se£C£/
Метод аналогий в науке не нов. Его плодотворно используют и физика, и математика, и экономика. Однако чаще всего ученые сами ищут и находят полезные для своих собственных исследований аналогии не столько в своих, сколько в смежных, а порою даже далеких отраслях знаний. В этом смысле статья заместителя директора Института цитологии и генетики СО АН СССР члена-корреспондента АН СССР Р. И. Салганика, опубликованная в прошлом году в журнале «Экономика и организация промышленного производства», представляет собой исключение. Автор-биохимик считает, что экономистам полезно знать принципы управления, отобранные в длительной эволюции живых систем. Наверное, с этими принципами, изложенными доступно, последовательно и четко, будет небезынтересно ознакомиться всем, кто не знает тонкостей работы живой клетки. Предлагаем вниманию читателей эту статью и мнение экономиста о правомерности и полезности таких аналогий в экономической науке. Размышления «Экономика» живой клетки Каждый исследователь неизбежно сталкивается с экономическими вопросами, даже если ему этого не очень хочется. Планируешь новую научную программу — и сразу всплывают проблемы оборудования, реактивов, финансирования. Начинается внедрение — и круг экономических вопросов резко расширяется: изготовители, сырье, себестоимость, спрос... Экономисты интенсивно и, насколько я могу судить, достаточно успешно моделируют различные экономические ситуации. В то же время вне их внимания остаются реально существующие модели весьма сложных процессов, созданные самой природой в результате отбора оптимальных вариантов, отбора, который длился сотни миллионов лет. Мне кажется, что знание этих процессов может оказаться полезным и для экономистов. Известны попытки сравнить клетку с промышленным предприятием. Вот что написано в работе, опубликованной четверть века назад: «Ядро клетки играет роль конторы управляющего, откуда осуществляется руководство, а хромосомы — роль тех помещений, где хранятся все чертежи, кальки и производственные планы. Тогда цитоплазма — не что иное, как цехи с рабочими и машинами, выпускающие продукцию. Эта продукция, конечно, ферменты, катализирующие различные биохимические реакции. ...Рабочие завода не станут ходить в контору управляющего с вопросом, что им делать, так же как и управляющий «ЭКО», 1983, № 6. Перепечатываете* с небольшими сокращениями. сам не пойдет в цех, чтобы инструктировать каждого рабочего в отдельности. Для этого существуют мастера или десятники, получающие информацию из конторы управляющего и передающие ее рабочим. В клетке роль мастеров играют молекулы РНК. РНК синтезируется в ядре с помощью ДНК и получает ряд инструкций от ДНК. Затем молекулы РНК переходят в цитоплазму и включаются в так называемые микросомы (комнаты мастеров цеха), где и происходит синтез белков»...* Если рассматривать отдельно живущую клетку, то речь может идти об автономном организме, а если клетка принадлежит многоклеточному организму, то это уже федерация подсистем со специализацией и разделением труда, с многообразными связями и почти идеальным сотрудничеством. Ясно, что аналогия с экономическими системами здесь весьма условна и буквальный перенос биологических принципов на экономику общества неправомерен. Однако кое-что поучительное для экономистов в биологических системах, вероятно, есть. Попробуем рассмотреть некоторые принципы устройства живой клетки и организации процессов с позиций, которые могут заинтересовать экономистов. Предметом рассмотрения будет служить идеализированная клетка, все параметры которой усреднены, а описание устройств и процессов максимально упрощено. УНИФИКАЦИЯ ДЕТАЛЕЙ Начнем с вопроса о том, из чего сделана клетка. Можно сказать, что главный * Гамов Г., Ичас М. Модель функционирования клетки.— В кн.: Механизм наследования. Л-, 1966. 3 Химия и жизнь № 8 65
строительный материал любой клетки — полимеры. Напомним, что всякий полимер состоит из мономеров. Если обозначить молекулу этилена буквой «э», то полиэтилен — это монотонное сочетание букв, своего рода «э-э-э-э-э-э...», которое можно рассматривать как возглас, выражающий что хотите: досаду или недоверие, в зависимости от протяженности его и интонации... Правда, возможность передать информацию такой однообразной последовательностью букв весьма ограничена. Иное дело, если слова можно составлять из множества разных букв, а полимеры строить из разнообразных мономеров. Оказалось, что главный строительный материал клетки — белки (полипептиды) -=— представляют собой линейные полимеры, в состав которых входит 20 типов стандартных мономеров — аминокислот. Такие биологические полимеры состоят в среднем из 300—600 мономеров каждый. Продолжая лингвистическую аналогию, скажем, что есть короткие белки — «слова» из трех «букв»-аминокислот и гиганты из 1000 и более «букв». Перестановка двадцати аминокислот в среднем полипептиде длиною в 500 мономеров дает астрономическую величину — 20>"" вариантов полимера! Замена даже одной буквы может, как известно, привести к изменению смысла и возникновению нового слова. То же можно сказать и о белках. Этот простой и в то же время необыкновенно продуктивный принцип обеспечивает практически все многообразие проявлений жизни на нашей планете. Все живое — от амеб до слонов, от вирусов гриппа до человека — в качестве одного из главных материалов имеет в своем составе такие белковые полимеры, которые отличаются только чередованием мономеров-аминокислот. 20 стандартных аминокислот — это универсальная азбука всего живого на нашей планете, которая лишний раз указывает на то, что и мы, самоуверенные представители вида Homo sapiens,— только частица планетарной жизни. Из 20 стандартных аминокислот собираются многие тысячи разнообразных биологических устройств. Это, например, биологические катализаторы химических реакций в живой клетке — ферменты. Основа любого фермента — полипептид с характерным для него чередованием аминокислот. Каждый фермент чаще всего специализирован на выполнении только одного типа химических реакций, но зато выполняет их с огромной эффективностью — до нескольких миллионов операций в минуту. Более тысячи разных типов катализаторов щ имеется в каждой клетке. Из таких же аминокислот производится сборка высокоэффективных полимеров — трансформаторов энергии (химической в механическую, световой в электрическую и др.), защитных блоков — антител и интер- феронов, обороняющих нас от бактерий и вирусов. На этом же принципе строятся многие регуляторы клеточных процессов — белковые гормоны. Такие устройства разбираются (за ненадобностью или когда они становятся неисправными) строго до исходных мономеров — аминокислот, из которых тут же может начаться их сборка в новых сочетаниях, могут образовываться новые, необходимые в данный момент, устройства: новые катализаторы — ферменты или иные биологические машины. Такой высокой стандартизации деталей, их универсальности и взаимозаменяемости может позавидовать любая отрасль современной техники. Унифицированы и иные строительные детали биологических устройств. Генетические программы всего живого на нашей планете пишутся четырьмя знаками — нуклеотидами. Комбинации из четырех нуклеотидов по три дают 64 генетических символа, составляющих азбуку кода наследственности. Каждая из троек кодирует одну аминокислоту из 20 или означает начало или интервал в считывании. Так полимеры нуклеиновых кислот программируют сборку полимеров из аминокислот. Стандартны для живых клеток разных типов и молекулы, которые служат источниками энергии, своего рода топливом. Непосредственно окисляются в основном глюкоза и жирные кислоты. Окисление — это полный аналог горения. Однако биологическое окисление происходит ступенчато с выделением части энергии в виде тепла (без дыма и огня) и с превращением остальной энергии • химических связей глюкозы и жирных кислот в энергию связей универсального биологического аккумулятора энергии — аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). В клетках и организмах в целом постоянно хранятся гарантийные запасы «топлива» в очень компактной форме в виде полимеризованной глюкозы — в форме гликогена в клетках животных 66
и в форме крахмала в растениях. А для хранения жирных кислот приспособлены жиры, в которых кислоты присоединены к молекулам глицерина. В организмах есть клетки, которые специализируются на хранении топливных запасов — гликогена, крахмала или жиров. Специализированные клетки поставляют стандартное топливо — глюкозу и жирные кислоты — всем остальным клеткам организма. Это один из многочисленных примеров сотрудничества клеточных систем в суперсистеме организма. На «рабочих площадках» клетки и в межклеточной среде организма постоянно поддерживается оптимальный запас стандартных «деталей» — аминокислот, нуклеотидов, глюкозы и др. Интенсивное расходование одной из них ведет к быстрому пополнению запаса. Постоянная концентрация стандартных деталей и энергетических веществ поддерживается автоматически благодаря обратным связям. ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ Принцип обратных связей важен, очевидно, для любой экономической системы, а клеточная экономика пронизана ими насквозь. Вертикальные и горизонтальные обратные связи увязывают и координируют все биохимические и энергетические процессы, составляющие основу жизни. Мы говорили о биологических катализаторах химических реакций в клетках — о ферментах. Однако фермент — не только высоко специализированный и эффективный катализатор. Это по сути каталитическая машина с включателями и выключателями, с датчиками, которые реагируют на количество и качество сырья, на количество ового продукта, на сигналы со смежных «производств». Группа ферментов, занятых в последовательных превращениях исходного вещества («сырья» или «топлива»), составляет своего рода конвейер. Такие конвейеры весьма эффективно управляются благодаря обратным связям. В конвейере часто заняты 10—15 последовательно работающих ферментов. Если на выходе накаплмвается избыток готового продукта, то он тормозит работу первого ферментного звена и блокирует работу всего конвейера. Фермент часто имеет «датчики», воспринимающие сигналы с ряда параллельных конвейеров, которые участвуют в одном производственном (трудно найти иное слово) процессе. Фермент с высокой точностью опознает свой субстрат и, как правило, не приемлет нарушения стандарта. Иерархия управляющих устройств обеспечена непрерывно поступающей точной информацией, которая заставляет их принимать новые решения и давать сигналы на исполнение. Высший управляющий центр живого организма — мозг, который обрабатывает информацию, поступающую из внешнего мира и от разных систем организма. Чувство голода заставляет нас искать пищу. Однако чувство голода — это реакция на информацию, поступающую от клеток. Снижается концентрация глюкозы в крови, и управляющий центр выбрасывает химический сигнал — гормон, который активирует в клетках ферменты, расщепляющие гликоген до глюкозы и отщепляющие от жиров жирные кислоты. Такой химический сигнал — триггер: он узнает клетку, которой ему предназначено управлять, включает в ней каскад усилителей, которые множат сигнал и доводят его до миллионов молекул ферментов, специализированных на расщеплении гликогена, приводят их в действие. Когда запасы глюкозы в клетках и в крови пополняются, центр получает информацию об этом и выделение сигнала — гормона прекращается. Наоборот, избыток глюкозы, поступившей, например, с пищей, включает выделение иного гормонального сигнала, который дает команду клеткам запасать глюкозу и накапливать ее впрок в виде гликогена. Все эти сложные процессы регулируются автоматически. Наш мозг принимает только важнейшие общие решения: находит ресурсы пищевых веществ, определяет условия для постоянного обеспечения их. Мы не могли бы существовать, если бы нам пришлось думать о судьбе каждой из 1015 клеток нашего организма, о каждом из работающих в ней ферментативных конвейеров, об обеспечении клеток всей гигантской номенклатурой химических веществ, которые синтезирует или отбирает из внешней среды организм. К счастью, наш мозг свободен от этих забот. Мы поручаем их относительно автономным периферическим устройствам с разветвленными обратными связями, с системой надежной информации, без которой не может быть точного управления. 3* 67
БИБЛИОТЕКА ПРОГРАММ В генетическом аппарате даже скромной бактериальной клетки, например кишечной палочки, содержится несколько тысяч генов — дискретных блоков информации. В каждой клетке человека несколько сотен тысяч генов. Генетические программы реализуются на протяжении индивидуальной жизни клетки и за счет копирования их передаются потомкам этих клеток (организмов). Каждый ген представляет собой дискретный участок линейной молекулы ДНК, который программирует один из рабочих инструментов клетки — уже известные нам белковые полимеры: ферменты, трансформаторы энергии, защитные и сигнальные полипептиды. Мы говорили о том, что порядок мономеров — нуклеотидов в молекуле ДНК — определяет порядок чередования аминокислот в линейной молекуле белка. Расположение нескольких сотен аминокислот 20 типов в белковом полимере определяет его свойства, его предназначение. Если таких дискретных блоков информации (генов) в клетке всего несколько тысяч, то и тогда возникает ряд вопросов. Реализуются ли все эти блоки программ постоянно или есть избирательность и периодичность в считывании их? Каков набор блоков в этих программах? Чем определяется он? Исследование программ показало, что они обеспечивают жизнь клетки, стабильность клеточной «экономической» системы в различных, но только в наиболее часто встречающихся ситуациях. Например, генетические программы кишечной палочки обеспечивают ее жизнь за счет наиболее распространенных источников энергии. Такой источник энергии для нее — глюкоза. Соответственно бактериальная клетка имеет программу для синтеза ферментов, расщепляющих и окисляющих глюкозу. Есть наборы генетических программ для извлечения энергии из иных распространенных, но значительно реже встречающихся или менее доступных источников: для окисления лактозы, галактозы, арабинозы, аминокислот. Но нет программ для сборки ферментов, способных превращать богатые энергией, но не встречающиеся в природе вещества (например, для окисления созданных человеком полимеров полипропилена, полистирола и др.). Таким образом, становится очевидным, что в процессе эволюции создавались генетические программы, которые обеспечивали выживание не при всех мыслимых, а лишь в наиболее часто встречающихся химических и физических условиях среды. Считывание генетической программы требует энергетических затрат. Из большой библиотеки генов, стабильно расположенных в молекулах ДНК, считывают- ся только определенные блоки информации. Одновременное считывание всех программ быстро привело бы клетку к экономическому краху. В каждый данный момент в клетке реализуется только часть программ, адекватных данной химической и физической (а в нашей интерпретации — «экономической») ситуации в клетке и в клеточной среде. Какой «высший разум» позволяет клетке адекватно включать только необходимые программы? Этот «высший разум» — автоматические устройства с обратной связью. Появление вместо глюкозы молочного сахара в среде, где обитают бактерии, автоматически включает блок генетической программы, который кодирует ферменты, превращающие молочный сахар в необходимые органические соединения. Все рабочие элементы этого автомата сегодня хорошо известны, и такая «разумная» реакция одиночной бактериальной клетки не вызывает мистического трепета. Участок ДНК, соответствующий гену, содержит ряд нуклеотидных последовательностей, обозначающих начало и конец считывания, узнающих белки-включатели и белки-выключатели считывания гена. Белки-включатели и выключатели воспринимают внешний химический сигнал и передают его на соответствующий участок гена. Так автоматически регулируется работа гена, реакция на изменения в химической среде клетки. Более сложными, но сходными в принципе устройствами наделен генетический аппарат высших животных и в том числе человека. Автоматическое последовательное включение больших блоков генетической информации (групп генов) обеспечивает онтогенез: развитие целого организма из одной оплодотворенной клетки. ДОЛОЙ БЕЗДЕЛЬНИКОВ ! В клетках есть демонтирующие устройства, от которых функционирующий фермент в рабочем состоянии, как правило, защищен. Длительно бездействующие ферменты опознаются этими уст- 68
ройствами и разбираются на составляющие их стандартные мономеры, из которых по готовым программам можно быстро собрать нужный в данный момент фермент или иной функциональный белок. Для выполнения одной и той же химической работы часто существуют два и более сходных фермента. Оказалось, что один из вариантов такого фермента (изофермент) обеспечивает постоянную рутинную работу в относительно спокойные периоды жизни клетки. Этот изофермент устойчив к демонтирующим механизмам. Когда возникает авральная ситуация и в особых обстоятельствах нужно выполнить во много раз больше работы, чем обычно, то по специальным «чертежам» собирается особый изофермент. По сигналу тревоги включается в считывание «авральный» ген. Оказалось, что такой «авральный» изофермент не только монтируется быстро, но и демонтируется сразу же, как только кончается период напряженной деятельности. Некоторые клетки и даже целые многоклеточные органы в сложном организме нужны временно, только в определенные периоды жизни. Когда потребность в них отпадает, то они также разбираются на множество разных стандартных мономеров, которые переносятся в иные клетки, служат, для сборки более нужных в данный момент ферментов, трансформаторов энергии, регуляторов. Если фермент собран неправильно, с трудом узнает вещество, которое он должен трансформировать, плохо работает, то он демонтируется значительно быстрей, чем «правильный», полноценно функционирующий фермент. Но, может быть, выгодней отремонтировать такую неудачную каталитическую машину, а не «убирать» ее? Нет, клетка, как правило, не занимается ремонтом изделий массовой продукции. Зато она тщательно следит за недопущением ошибок в «чертежах», в матрицах нуклеиновых кислот, по которым идет сборка рабочих структур клетки. Есть специальная система контроля и исправления генетических программ. Особые ферменты перемещаются по матрицам ДНК в поисках ошибок; они обнаруживают их и в большинстве случаев немедленно, устраняют, вырезая ошибочные фрагменты ДНК и заменяя их правильными. В двунитевой молекуле ДНК нити комплементарны. Ошибка с наибольшей вероятностью происходит только в одной из двух нитей (вероятность возникновения двух ошибок в строго противоположных участках двух нитей ничтожна). Поэтому сохраняется возможность правильно восстановить ошибочный участок ДНК по сохранившейся комплементарной параллельной нити. Тем не менее ошибки в генетических программах все же происходят. Если физические или химические факторы внешней среды действуют очень интенсивно, то восстановительные устройства не успевают справляться и количество ошибок возрастает. Эти ошибки (изменения в ДНК) чаще всего ведут к наследуемым изменениям признаков, к мутациям, к возникновению дефектных ферментов, гормонов и других устройств. Нередко такие ошибки несовместимы с жизнью клетки. Дефектные клетки или организмы не выдерживают конкуренции со здоровыми, полноценными клетками и организмами и погибают. И только в редчайших случаях происходят «удачные» ошибки, которые ведут к возникновению улучшенных вариантов ферментов и иных клеточных механизмов. Такие клетки (организмы) получают преимущества и подхватываются отбором: вероятность выжить и дать такое же удачливое потомство у них выше, чем у рядовых собратьев. Возникновение удачных мутаций — один из механизмов эволюции. НОВАЯ «ПРОЕКТНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ» Заложенное в клетках множество готовых, отобранных генетических программ обеспечивает развитие от оплодотворенной яйцеклетки до организма и адекватные реакции на изменения внешней среды. Однако если возникают принципиально новые условия жизни, клетка должна создать новые генетические программы. Один из важных способов создания новых программ (помимо мутаций) — рекомбинационный процесс: новые программы возникают в результате новых сочетаний уже работающих блоков генетической информации. Есть несколько . клеточных механизмов, которые обеспечивают рекомбинацию блоков генов или отдельных генов и их участков. Рекомбинации генов служит, например, половой процесс. Один из способов изменения генетических программ — увеличение числа какого-либо из уже дейст- 69
вующих генов (амплификация): это ведет к качественно новому свойству клетки. Гены животных, растений и одноклеточных организмов, клетки которых имеют ядра, устроены отлично от бактериальных генов. Такие гены разбиты на блоки, рекомбинация которых может приводить к быстрому возникновению новых генов. Недавно открыты устройства, которые переносят внутри генетического аппарата клетки целые гены или их фрагменты. Однако создание принципиально новых генов происходит медленно, путем мутаций — подбора и замены отдельных «букв» в уже имеющихся генетических записях (чаще всего в амплифи- цированных генах). Этот путь требует десятков и сотен тысяч лет. Сегодня исследователи уже не только прочли генетические записи, созданные природой, но и воспроизвели их. Мы вступили в новую эпоху истории естествознания и материальной культуры человеческого общества — в эпоху синтеза генов, научились синтезировать — воспроизводить и копировать — уже существующие природные генетические • программы. Однако мы близки уже и к конструированию принципиально новых генетических программ. Эта возможность будет основана на выяснении функций отдельных сочетаний аминокислот, значении их пространственного расположения и на знании генетического кода. На этом этапе природа мыслью и руками человека резко ускорит темп эволюции жизни на Земле. Вряд ли разумно призывать к переносу всех отобранных природой принципов жизнеобеспечения в экономику. Это невозможно хотя бы потому, что общественное производство включает не только стандартные технические устройства и материалы, комбинируя которые можно создавать новые материалы и технологии. Человек с его сложными социальными взаимосвязями — главная фигура общественного производства. И экономика человеческого общества может эффективно развиваться только с учетом психологии и социальных процессов. Тем не менее автор считает весьма полезным изучение созданной природой «биологической экономики». Стандартизация и унификация элементов конструкций, производственных звеньев, оптимальный набор оперативно сменяемых программ, быстрое выявление и ликвидация неработающих или работающих неэффективно структур, высокая насыщенность обратными связями на основе объективной и полноценной информации, автономия периферических устройств при сохранении централизованного управления и многое другое, что надежно служит живой клетке,— все это в целом может представить интерес для экономистов как модель необычайно эффективно и надежно действующей системы. Есть ли бюрократия в живой клетке? КОММЕНТАРИЙ ЭКОНОМИСТА Чтобы не начинать каждый абзац с «извините», я сразу же приношу извинения читателю-биологу за возможные неточности: экономисту нелегко понять все тонкости работы живой клетки. Поверьте, это вовсе не обычный этико-академи- ческий зонтик, под прикрытием которого в научном мире порою суются в чужие дела. Да и автор статьи об «экономике» живой клетки, видный советский генетик, сам приглашает экономистов заглянуть в его вотчину. Просто есть объективные трудности в использовании аналогий такого сложного типа, есть, если хотите, подсознательный трепет гуманитария перед достижениями экспериментальных наук. Нужны немалые усилия, чтобы в сложнейших отношениях, присущих живому микромиру, увидеть некое подобие привычных процессов организации труда и производства. Что на что похоже: цех на живую клетку или живая клетка на цех? При чтении «Экономики» живой клетки» такой вопрос возникает. И это бесспорное, я бы сказал, эмоциональное свидетельство, что аналогия налицо. История заимствования природных решений в технике свидетельствует, что копии снимались, как правило, с относительно хорошо изученных шедевров эволюции. В случае же «экономии ки» живой клетки о снятии слепков, понятно, не может быть и речи. И идти речь может лишь об источнике ассоциаций, может быть, достаточно продуктивных. Почему? Да потому, что здесь мы имеем дело с аналогами сопоставимой сложности, сопоставимой изученности, не уступающими друг другу по числу белых пятен. Представители общественных наук давно уже прибегают к аналогиям с природными объектами. И порой делают это столь увлеченно и тенденциозно, что доходят до абсурдных орга- 70
низмических теорий социального развития. А по меткому наблюдению Марка Твена, кошка, раз усевшаяся на горячую печку, никогда больше на нее не сядет, и на холодную — тоже. Впрочем, неудачи такого рода экономистов окончательно не разочаровывали — уважение к достижениям эволюции у них сохранилось. А уважение предполагает и внимание, и интерес. Пристальное изучение естественной эволюции выявило, в частности, некоторые преимущества искусственного (!) отбора. Вспомните, что в эволюционном, естественном отборе любой вариант, хотя бы временно снижающий жизнестойкость объекта, немедленно отбрасывается. Природа не верит. что временное ухудшение может смениться кардинальным улучшением охраняемого ею параметра. Такая недальновидность и сиюминутность «плановых решений» присуща и механизмам живой клетки (последуй мы ее примеру, не было бы ни одной опытно-промышленной установки, вообще нельзя было бы ничего построить, ибо любое строительство предполагает временное «замораживание» средств, угрожающее, на первый взгляд, финансовой жизнестойкости экономических систем). Хотя бы только поэтом> не стоит бездумно копировать организационные достижения флоры и фауны. И в то же время даже поверхностное знакомство с ними наводит на плодотворные размышления. Ведь эволюция неторопливо создала открытые системы, способные к самосовершенствованию, на всех уровнях иерархии сложившегося мира организмов. А в своих искусственных построениях, будь то машины или организационные структуры, мы этого еще не достигли. Как всякая модель, управленческий механизм живой клетки если не карикатура, то, во всяком случае, дружеский шарж на моделируемый объект. А задача шаржа — схватить и несколько утрировать самые характерные черты натуры. Особенность же рассматриваемой модели в том, что она отражает не столько нынешние, сколько будущие контуры организации экономических процессов. Заметим, что слабыми линиями они намечены в построении экономики уже сегодняшнего дня, иначе не было бы шаржа. Каковы же эти характерные черты? Читатель-экономист не может не догадаться, что речь идет в первую очередь об обратных связях. Присущ ли живой клетке тип организации, называемый в науке управления бюрократией? Конечно, ибо в клетке мы прослеживаем управление рутинными, повторяющимися операциями, а для таких задач нет ничего лучше бюрократических методов: жесткой иерархии, четкого распределения обязанностей. Но в живой клетке этот принцип управления удачно дополнен густой сетью обратных связей, и они, обратные связи, очищают бюрократию от ее отрицательных черт, которые знакомы нам не только по фельетонам. Обратные связи обеспечивают самостоятельность и гибкость на всех уровнях иерархии, создают условия их эффективной координации по вертикали и горизонтали. А централизованное управление при этом оказывается наиболее эффективным, ибо занято действительно своим делом: обрабатывает фундаментальную, жизненно важную «информацию, поступающую из внешнего мира и от разных систем организма». Управляющий центр решает стратегические задачи своего уровня, не вмешиваясь в детали, не занимаясь мелочной опекой периферических устройств. Реализовать такой принцип управления в экономических системах — важнейшая задача экономистов. Но можно ли это сделать, не ведая, как работает живая клетка? Конечно, можно. В экономике важен не только результат, но и путь к нему, алгоритм достижения оптимума, последовательность, в которой таяли части тела Чеширского Кота на глазах изумленной Алисы. Такие алгоритмы позволяют найти механизмы согласования глобальных и локальных народнохозяйственных интересов, выявить и приводные ремни успеха, и сигналы тревоги возможных неудач. Подобного рода механизмы должны привести сложную экономическую систему в состояние подвижного равновесия, но, если я правильно понял Р. И. Салга- ника, это и есть образ жизни клетки. И тут же возникает настоятельная потребность перенести в хозяйственную жизнь все важные частности «экономики» живой клетки: унификацию элементов, гибкую проектную и техническую политику, полноценную информацию, лозунг «долой бездельников!» и другие полезные атрибуты рациональной организации, подмеченные автором статьи. Но не ослабляется ли значение клеточной аналогии, если к сути дела можно подобраться и с совсем противоположной стороны: не от «жалких фактов, заимствуемых у Природы» (это слова Б.» Рассела), а от математических уравнений, которые, по мнению Г. Герца, «умнее своих создателей»? Ни в коей мере не ослабляется, напротив — усиливается. Ибо не одна, а две нити с противоположных сторон ведут нас к выходу из организационно-управленческого лабиринта. И тут, право же, нельзя не заметить отдаленного сходства с остроумным двух- нитевым устройством ДНК, на котором основан механизм исправления генетических программ, механизм, не позволяющий ошибаться ферментам... Кандидат экономических наук Г. ЛГ. АВРЕХ 71
В зарубежных лабораториях Клеточная хирургия — быть ей или не быть? Сорокатрехлетний швейцарский ученый, профессор Карл Ильмензее, автор сенсационных экспериментов по клонированию животных, был обвинен в прошлом году в фальсификации научных результатов. Оказались подвергнутыми сомнению не только репутация ученого, но и работа возглавляемой им лаборатории, которая была нацелена на новое, чрезвычайно перспективное направление в биологии развития. Обвинение сводилось к тому, что Ильмензее опубликовал данные опытов, которые он на самом деле не проводил вообще. В кратчайший срок были назначены три комиссии по расследованию инцидента: международная комиссия под эгидой Женевского университета, где Ильмензее работал в' последние годы, еще одна — от Джексоневской лаборатории в Бар-Харборе (США), где работает соавтор ученого, Питер Хоп- пе, и третья — внутренняя комиссия, организованная в самом Женевском университете. Резонанс, который получила эта история, заслуживает того, чтобы ознакомиться под- 72 робнее с научной проблемой, вокруг которой разгорелся сыр-бор. БЛИЗНЕЦЫ ПО ЗАКАЗУ Карл Ильмензее пытался найти решение сразу двух важных проблем современной биологии — одна из них носит прикладной характер, другая имеет принципиальное теоретическое значение. Прикладная проблема — это клонирование живых организмов. Само слово «клонирование», ставшее в наше время популярным термином, означает создание идентичных копий любого биологического объекта. Совсем недавно биологи умели клонировать только бактерии и некоторые другие микроорганизмы. Начало клонированию бактерий положил в прошлом веке великий немецкий ученый Роберт Кох, и это начинание совершило революцию в микробиологии. Путем простейшей процедуры — растирания суспензии бактерий по чашке Петри и последующего отбора выросших на чашке колоний — Кох научился получать миллионы идентичных в генетическом отношении потомков одной-единственной бактериальной клетки. Именно так размножают теперь^бак- терии и грибы, способные выделять необходимые для медицины и сельского хозяйства антибиотики, аминокислоты и другие ценные вещества, химический синтез которых обошелся бы неизмеримо дороже. С клонированием бактерий связаны крупные успехи и в молекулярной биологии. В 1973 г. американский биолог Пол Берг создал метод клонирования отдельных генов. По этому методу нужные гены включаются в кольцевые молекулы ДНК (их называют
Белые, серые и черные мыши — участники сенсационных экспериментов К. Илъмензее и П. Хоппе. Фото из журнала «Bild der Wissensckaft» (ФРГ), плазмидами или векторами) и размножаются внутри бактерий практически в любых количествах. Так началась генная инженерия. За свою работу Берг был удостоен Нобелевской премии. Меньше чем за десять лет выросла новая отрасль промышленности — геннотехниче- ская. За этот же срок с помощью методов генной инженерии удалось кардинально уточнить представления о молекулярной структуре генов высших организмов, принципов регуляции их работы. Стали понятнее истоки событий, приводящих к злокачественному перерождению клетки, яснее пути синтеза антител в процессе иммунного ответа. И вот, вслед за бактериями и генами, пришла очередь высокоразвитых организмов. Когда К. Ильмензее и П. Хоппе сообщили, что им удалось клонирование животных, это вызвало всеобщий интерес. Что и естественно. Успех таких работ мог бы разительно сказаться на продуктивности многих отраслей сельского хозяйства. И дело не только в том, что можно было бы размножать «под копирку» рекордных по своим показателям животных. Становилась возможной стандартизация производства животноводческих ферм, имеющих дело со стандартными животными. Кроме всего прочего, успешные работы по клонированию животных имеют еще один, сугубо социальный аспект. Пессимистам начинает мерещиться даже клонирование людей, производство людей-«роботов», нерас- суждающих, тупых, безотказных. Кошмар, описанный в тридцатые годы английским писателем Олдосом Хаксли в романе «Прекрасный новый мир», вдруг начал обретать черты реальности. Такой совокупностью причин и объяснялся интерес к работам Ильмензее и Хоппе. ЧТО ТАКОЕ ДИФФЕРЕНЦИРОВКА Другая, теоретическая проблема, которой занялся Ильмензее, связана с изменениями генетической информации клеток в ходе их специализации. Очень важно выяснить, обратимы эти изменения или нет. Уже давно известно, что генетическая информация клеток в разных тканях организма почти одинакова. И в печени, и в мозге, и в селезенке, и в яйцеклетке находят одинаковый набор генов, только работают эти гены в разных органах по-разному. Этот феномен избирательной работы генов называют клеточной дифференцировкой. Изменения в работе генов могут быть обратимыми. В этом случае текст, записанный в самой молекуле ДНК, никак не меняется, а перемены затрагивают какие-то другие молекулы (например, белки), взаимодействующие с ДНК и управляющие считыванием с нее информации. Если это действительно так, то из любой соматической клетки можно вырастить целый организм и становится принципиально достижимым клонирование животных и людей. Если же при специализации клеток происходит перестройка, утрата или кардинальная химическая модификация каких-то участков ДНК, то изменения в наследственной программе клетки необратимы. Это означает, что из клетки кожи или печени получить клетку мозга нельзя. А следовательно, невозможно и клонирование организмов. Выше мы упомянули, что нуклеотидные последовательности ДНК в клетках разных органов почти одинаковы. Но каково качественно это «почти» — в этом и заключается вопрос. Искать ответ можно разными путями. Например, подробно проанализировать нуклеотидные последовательности ДНК разных тканей одного организма и на разных стадиях его развития. Возможно, так удастся найти искомые отличия. Но этот путь чрезвычайно труден. Дело в том, что наследственная информация клетки записана как в уникальных генах (в них содержатся сведения о белках) , так и в повторах — последовательностях ДНК, повторенных в одной молекуле сотни и тысячи раз. Зачем нужны эти повторы — пока неясно. Предполагают, что они регулируют работу уникальных генов. Если при дифференцировке клеток и происходят какие-то изменения в ДНК, то они скорее всего касаются именно повторов. Выявить же изменения среди множества одинаковых участков чрезвычайно трудно. И все-таки недавно появились первые сообщения о том, что среди повторов такие изменения обнаружены. Но раз они происходят в самой молекуле ДНК, значит, затронута запись наследственной информации и, значит, изменение необратимо. Так ли это — надежного ответа пока нет. Есть и другой путь поисков. Именно им пошел Ильмензее. Можно пересаживать ядра из разных специализированных клеток организма в оплодотворенную яйцеклетку, у которой предварительно удалено собственное ядро. А дальше наблюдать, как реализуется наследственная программа, заложенная в пересаженном ядре. У оплодотворенной яйцеклетки в цитоплазме есть белковые компоненты, которые необходимы для развития зародыша. Если пересаженное ядро обладает полноценной информацией и будет развиваться в полноценный организм, значит, все гены дифференцированных клеток достаточно легко могут быть возвращены в свое исходное состояние. Если же развитие зародыша будет прерываться на ранних стадиях, то это означает, что наследственная программа пересаженного ядра безвозвратно изменена. Конечно, при этом надо быть уверенным, что клетка благополучно пережила операцию. 73
ИСКУССТВО ИЛИ РЕМЕСЛО? Микрохирургией клеток, в частности, пересадкой ядер занимаются сейчас в десятках лабораторий мира. Этот метод родился в 1952 году, когда Р. Бриггс и Т. Кинг в Англии впервые пересадили ядро клетки лягушки. Но довольно долго он не находил применения для решения практических проблем. Он оставался скорее искусством, чем инструментом исследования в науке. В 1975 году, однако, все переменилось. Английский биолог Дж. Гердон впервые сумел вырастить живого головастика, пересадив в яйцеклетку ядро кожной клетки лягушки*. Эта работа убедила всех, что метод пересадки ядер можно использовать для ответа на вопрос, насколько глубоки изменения в геноме специализированных клеток. Весьма интересно то, что головастик Гёр- дона так и не вырос во взрослую лягушку. А кроме того, никак не удавалось получить головастиков, пересаживая ядра других (не кожных) клеток лягушки. В этих случаях зародыш переставал развиваться на самых ранних стадиях, и эта остановка, как следовало из опыта Гёрдона, была связана скорее с необратимостью изменений наследственной программы пересаженных ядер, чем с технической неудачей микрохирургов. К. Ильмензее одним из первых начал подобные операции на клетках млекопитающих. Его работы, проделанные в семидесятых годах в лаборатории известного биолога Беатрис Минц (США), стали нынче классическими. В 1978 году он получил собственную лабораторию в Женевском университете, после чего опубликовал несколько работ, последняя из которых (журнал «Cell», 1981, т. 23, № 1) стала сенсацией. Ильмензее сообщил, что ему удалось добиться развития трех полноценных и плодовитых мышей, пересаживая в яйцеклетки ядра, взятые из зародышей, уже прошедших первые стадии развития, но не успевшие прикрепиться к стенке материнской матки. Такие зародыши уже претерпели несколько десятков делений и состоят из клеток двух типов — собственно зародышевых (внутренних) и наружных (питающих). Ильмензее и его соавтор П. Хоппе экспериментировали и с теми и с другими клетками. В одном случае их постигла полная неудача. Питающие клетки оказались уже достаточно дифференцированными, и при пересадке их ядер никак не удавалось получить нормально развивающийся зародыш. Иначе обстояло дело с собственно зародышевыми клетками. 363 ядра этих клеток были пересажены в только что оплодотворенные яйцеклетки с удаленным собственным ядром. Лишь 142 'яйцеклетки C9 %) пережили операцию, из них только 96 клеток начали делиться, но половина из них вскоре прекратила деление. Все-таки 48 зародышей. * См. «Химию и жизнь», 1979, № 4.— Ред. выращиваемых в пробирке, достигли стадии имплантации (способности внедряться в стенку матки), после чего 16 из них ввели самкам в матку. В результате родились трое мышат — две самки и один самец, которые нормально развивались. Они были во всем похожи не на своих матерей, а на тех мышей, чьи ядра использовались для пересадки. Успех, как писали авторы работы, объяснялся тем, что удалось избежать серьезных повреждений клеток. При операции удавалось одной и той же иглой вводить в яйцо чужое ядро и удалять оба слившихся собственных ядра оплодотворенной яйцеклетки. Из этих опытов следовали два важнейших вывода. Во-первых, клонирование животных методом пересадки ядер принципиально возможно и технические трудности явно могут быть преодолены. Во-вторых, клетки разных типов обладают разной способностью к развитию — у дифференцированных клеток наследственная программа изменяется уже на ранних стадиях развития зародыша, по-видимому, необратимо. Таким образом, обе труднейшие проблемы, которые пытался разрешить Ильмензее, казалось, уступили мастерству и находчивости экспериментатора, а сам ученый удостоился громкой известности. Слава, однако, оказалась омраченной обвинением в подлоге. ЧТО ЖЕ ДАЛЬШЕ? Обвинение выдвинул сотрудник лаборатории Ильмензее К. Бурки. Он утверждал, что вся предварительная подготовка к пересадке ядер проделывалась им и его коллегами, а когда наступала решающая стадия эксперимента, Ильмензее отстранял всех и в полном одиночестве занимался ювелирной процедурой. Никаких свидетелей его работы не было, проделывались ли на самом деле инъекции ядер — никто судить не может, а посему можно считать, что и экспериментов на самом деле не было. Записи результатов опытов, по мнению Бурки,— просто голая фальсификация... К счастью для Ильмензее и его коллеги Хоппе, зловещее обвинение начало довольно быстро рассеиваться. Две комиссии подробнейшим образом изучили лабораторные журналы, где содержались протоколы экспериментов. Никаких указаний на систематическую подтасовку фактов обнаружить не удалось. Но этого, естественно, было мало для того, чтобы убедиться в беспочвенности обвинения. Комиссии рекомендовали автцрам нашумевших экспериментов воспроизвести их еще раз. Это не случайное требование. Дело в том, что до сих пор никому другому не удавалось повторить опыты, хотя такие попытки предпринимались неоднократно. Правда, никто и не отрицает, что подобные микрохирургические манипуляции требуют особого мастерства, овладеть которым дано не всякому. Такие соображения, безусловно, надо принимать в расчет. И принимали бы 74
с полным доверием, если бы не обвинения, выдвинутые Бурки... Выводы международной комиссии, организованной Женевским университетом, пока не опубликованы. Но ясно одно: пока результаты Ильмензее и Хоппе не будут независимо воспроизведены другими, они не станут составной частью современного научного знания. Правила игры в науке и в искусстве, как мы видим, сильно отличаются. В искусстве создание шедевра прямо сводится к его уникальности и вовсе не требует повторения, которое обидно называют эпигонством. Сколь же искусным ни предстает научный эксперимент, его никогда не признает научное сообщество, если он не войдет в повседневную научную практику, а еще лучше — пока не обретет практического применения. Л. ЛУЧНИК Все пока по-старому Все мы появились на свет в результате слияния двух клеток — материнской яйцеклетки и отцовского сперматозоида. Каждая из клеток принесла в организм половину набора хромосом. Так мудро устроила природа, чтобы дети были похожи иа своих родителей, ио никогда не были их точным повторением. В этом залог приспособления популяции к меняющимся условиям окружающей среды. В лаборатории удается иногда обмануть природу. Если до слияния яйцеклетку обработать, например, рентгеновскими лучами, то ее собственные хромосомы перестают функционировать. После оплодотворения такой яйцеклетки все хромосомы нового организма принадлежат отцу. Правда, для оплодотворения в этом случае сперматозоид мало подходит — в нем имеется только половина нормального числа хромосом. Для оплодотворения облученной яйцеклетки используют не половую, а обычную — соматическую клетку. В принципе ее можно взять из л,юбой ткани организма, например из кишки или кожи... Если такую процедуру повторить 100 раз, то должно получиться 100 организмов-близнецов. Генетически у них не будет матери, хотя, если речь идет о млекопитающих, то образовавшийся эмбрион нужно еще вырастить, для чего проще всего подсадить его приемной матери. Технически все описанные операции выполнимы. Поэтому статьи о поточном производстве моцартов и эйнштейнов кочуют и по сей день по страницам фантастической и научно-популярной литературы. Правда, скептики утверждают, что выведение гениев — лишь самая простая часть проблемы улучшения человечества. Мало вывести 1000 эйнштейнов, надо еще устроить их на работу. Но эта проблема лежит вне рамок инженерной биологии. Если же говорить серьезно, то «методы клеточной хирургии, с одной стороны, обещают большие возможности сельскому хозяйству и медицине, а с другой стороны, моральные проблемы, возникающие при попытке размножать людей описанным способом, ужасают каждого задумавшегося над ними человека. Поэтому не удивляет сенсация, вызванная несколько лет назад книгой американского журналиста Дэвида Рорвика «По его образу и подобию» (о ней уже рассказывала «Химия и жизнь» — см. № 4 за 1979). Рорвик утверждал, что первый ребенок, созданный генной нженерными методами, уже живет среди нас. Некий миллионер, пожелавший «продолжить» себя, якобы нашел группу генетиков, согласившихся заняться его клонированием, и женщину, взявшуюся выносить и родить сына, созданного целиком по подобию отца. У женщины извлекли яйцеклетку, разрушили в ней хромосомы и слили в пробирке с клеткой из тела сумасбродного богача. Получившийся эмбрион был имплантирован в матку и благополучно рожден спустя девять месяцев. Он стал и сыном, и одновременно братом-близнецом миллионера. Точной его копией, но на несколько десятков лет моложе. Книга, может быть, не вызвала бы доверия — ведь многие технические проблемы клонирования млекопитающих еще не решены, если бы не было раскрыто имя генетика, взявшегося осуществить эту затею. Дерек Бромхолл достаточно известен в среде специалистов, в частности работами по пересадке ядер клеток кроликов. Его имя придало рассказу Рорвика правдоподобность. Но, к счастью, рассказанное было только видимостью правды. Это стало ясно некоторое время назад, когда история получила неожиданное продолжение — уже в суде. Суд штата Филадельфия рас смотрел дело Бромхолла против Рорвика. За использование без разрешения его имени в сочинении, являющемся вымыслом, ученый потребовал от автора компенсации в размере семи миллионов долларов. (Заметим, что эта гигантская сумма не кажется такой уж огромной по сравнению с выручкой за продажу книги «По его образу и подобию»). Суд заседал дважды и был отложен по просьбе адвоката ответчика. Рорвик обещал представить отца и ребенка экспертам, которые могли бы провести хромосомный анализ. Хотя медицинское установление отцовства — дело обычно непростое, но в данном случае генетический анализ дал бы однозначное решение — ведь сын должен быть точной копией отца. Доказательства так и не были представлены, и суд решил дело в пользу истца.' «Сообщение о клонировании человека — это фальшивка и подлог». Таково заключение судьи. Люди продолжают размножаться по-старому. /7. КАТИ НИН ПОПРАВКА В статье «Экзамен принимает машина» (№ 7, стр. 84, левый столбец, первый абзац) допущена ошибка, попавшая в часть тиража: формула спирта СпН2п+10 Н напеч атана без индекса «п» при атоме углерода. Приносим читателям извинения. 75
Странные опыты Руперта Шелдрейка В 1981 году была высказана гипотеза, немедленно вызвавшая бурное и дружное возмущение мировой научной общественности. В двух словах суть этой гипотезы, названной автором, Рупертом Шелдрейком (Rupert Sheldrake), гипотезой формообразующей причинности (formative causation) и опубликованной на страницах английского журнала «New Scientist» A981, т. 90, с. 766), можно сформулировать так. Формы всех живых организмов и особенности их поведения определяются не только обычными законами развития и обучения, но и ранее образовавшимися формами и особе нностя ми поведени я родственных организмов даже при полном отсутствии каких-либо физических контактов между ними и вне зависимости от разделяющего их расстояния. Например, согласно Шелдрейку, если в одном месте земного шара у группы лабораторных животных выработать какой-либо условный рефлекс, то впоследствии в любом другом месте земного шара у другой группы таких же животных, находящихся в полной изоляции от первой, тот же самый' условный рефлекс Напоминаем читателям, что в этом разделе печатаются реферативные заметки о некоторых исследованиях, опубликованных в научных изданиях, но относящихся к вещам, не вполне входящим в круг современных научных представлений.— Ред. удастся выработать уже несколько быстрее. Гипотезу Шелдрейка можно было бы - отнести к разряду сочинений невежд или душевнобольных, если бы не два важных обстоятельства. Во-первых, эта гипотеза, по мнению автора, допускает экспериментальную проверку по всем правилам, при нятым в современно й науке (причем сам Шелдрейк настаивает на предельном ужесточении контроля). Во-вторых, подобные опыты уже начали проводиться и дали результаты, которые хотя и нельзя еще считать абсолютно убедительными, но и нельзя полностью игнорировать. Об этих опытах Шелдрейк недавно рассказал на страницах того же журнала «New Scientist» A983, т. 100, с. 279). Вот краткое изложение эксперимента, выполненного осенью прошлого года при участии английской телекомпании «Thames» и группы добровольных помощников. В качестве тест- объекта были использованы два специально подготовленных рисунка, которые при разглядывании вблизи казались большинству людей загадочным сочетанием черных и белых пятен: только с большим трудом в них удавалось углядеть реальные прообразы — портреты женщины в шляпе и усатого мужчины в шапке. Одну из этих картинок (какую именно, сотрудники телевидения случайно выбирали в последний момент перед передачей и хранили в тайне от всех участников эксперимента, в том числе и от автора гипотезы) без всяких комментариев показали дважды за полчаса по одному из телевизионных каналов (в начале и в конце одной из рядовых передач), сопроводив ее спустя некоторое время рисунком- разгадкой; другой рисунок должен был служить контролем и по телевидению не показывался. Всего передачу смотрело около двух миллионов человек; нигде, кроме Англии, ее никто видеть не мог. Цель эксперимента заключалась в том, чтобы проверить, повлияла ли эта передача на способность не видевших ее англичан, а также жителей других стран распознавать содержание именно той загадочной картинки, которую увидели два миллиона человек. Для этого в семи районах Англии и семи районах ко нти не нтал ьно й Евро пы, Южной и Северной Америки помощники Шелдрейка провели две серии испытаний — одну серию за несколько дней до телевизионной передачи и другую серию через несколько дней после передачи. Смысл эксперимента заключался в том, что разным группам испытуемых показывали на протяжении минуты оба загадочных рисунка и подсчитывали число верных ответов; всего таким образом было опрошено 1900 человек. Результаты эксперимента показали, что если телевизионная передача практически не повлияла на угадывание смысла рисунка, служившего контролем, то частота угадываний смысла рисунка, показанного по телевидению, повысилась после передачи вдвое-втрое. В соответствии с законами математической статистики, вероятность того, что полученный результат был чисто случайным, не превышает 1 %; это считается вполне достаточным даже при ответственных, но обычных экспериментах. Тем не менее в заключение Шелдрейк отмечает, что на этом проверка гипотезы не может считаться законченной. Впрочем, вскоре один из читателей журнала «New Scientist» A983, т. 100, с. 447) ехидно заметил, что гипотезу Шелдрейка вообще бессмысленно проверять, потому что, уже задумывая тот или иной эксперимент, сам автор, согласно его же соб- стве нно й ги потезе, дол же н повлиять на его результат ... 76
Портреты Шахматная логика Вудворда Кандидат химических наук А. Я. БУШКОВ Ни у кого не вызывает сомнений, что каждый крупный писатель, поэт, композитор, художник должен быть яркой индивидуальностью, иметь только ему присущее творческое лицо. Конечно, уникальной, неповторимой творческой личностью должен быть и каждый настоящий ученый. Однако раскроем тома последнего издания Большой Советской Энциклопедии, в которых помещены статьи о выдающихся химиках-органиках. Будучи, разумеется, совершенно правильными по существу, эти характеристики (по-видимому, из-за специфики энциклопедического языка) имеют один общий недостаток: они похожи друг на друга как две капли воды и не дают ни малейшего представления о том, чем замечателен стиль работы того или иного ученого и за что, в конце концов, мы выделяем его среди неисчислимого множества, быть может, не менее плодовитых коллег. Но можно ли вообще коротко и наглядно, не впадая ни в хронологическую скороговорку, ни в многословие обстоятельного жизнеописания, сделать наглядным и осязаемым творческий облик ученого? Имя Роберта Бернса Вудворда A917—1979) хорошо знакомо химикам всего мира, в особенности химикам-органикам*. Его выдающиеся труды по установлению структуры и синтезу многих сложнейших природных соединений подробно освещены в специальной литературе. Цель же настоящих заметок заключается в том, чтобы взглянуть на деятельность этого гениального химика с новой, может быть, неожиданной точки зрения. А именно: попытаться написать его портрет с помощью красок и образов, заимствованных из мира шахмат. СТРУКТУРА И ПОЗИЦИЯ На первый взгляд у органической химии и шахмат есть только то общее, что некоторые химики-органики играют в шахматы и в меру своей заинтересованности следят за текущими шахматными событиями. Однако такой подход оказывается слишком поверхностным, поскольку между химией и шахматами можно обнаружить и более глубокое сходство. Например, сопоставив структуру органического соединения с шахматной позицией. В самом деле, основные свойства органической молекулы и шахматной позиции определяются как количеством и качеством входящих в их состав структурных элементов (атомов и функциональных 1руппироиок или пешек и фигур), так и их относительным расположением, способом связи и взаимным влиянием. К этому внешне простому выводу химики-органики и шахматисты пришли (в рамках собственной, независимой друг от друга терминологии) во второй половине XIX столетия, когда Александр Михайлович Бутлеров создал теорию строения органических соединений, а Вильгельм Стейниц, первый чемпион мира по шахматам, разработал свое знаменитое позиционное учение. Такое хронологическое совпадение вряд ли следует считать случайным. Сама эпоха фор- * «Химия и жизнь» не раз печатала беседы с этим ученым A971, № 6, с. 20; 1974, № 2, с. 45; 1976, № 9, с. 40). 77
мирования современных шахмат (середина — конец XVIII века) совпадает не только с зарождением научных основ органической химии: именно в эту эпоху — эпоху Великой французской революции, оказавшей глубочайшее влияние иа все стороны жизни, во многих областях человеческой культуры появились важные теоретические обобщения, обладавшие, несмотря даже на ограниченность и односторонность, известной предсказательной силой. Процесс познания шахматных и химических структур начался с изучения возможностей их простейших структурных элементов — пешек и органических радикалов. Так появились на свет первая теория органической химии (теория радикалов Лавуазье) и первое учение о шахматной позиции (пешечная теория Филидора). И в дальнейшем практически каждый крупный период развития органической химии можно сопоставить с соответствующим периодом шахматной истории. Интересно, что некоторые крупные идеи в области шахмат иногда возникали раньше соответствующих химических идей, предваряя и как бы предсказывая их скорое появление. Так бывало и в далеком прошлом, и на нашем веку: например, в 1950 году была сделана попытка обучить этой игре ЭВМ; а через 17 лет, когда шахматно-машинное направление начало уже набирать силу, произошло аналогичное вторжение ЭВМ в органическую химию — машину начали обучать составлению планов многостадийного синтеза сложных органических соединений. Можно привести и другие примеры, указывающие на способность шахмат моделировать некоторые черты научного стиля той или иной эпохи, в частности некоторые идеи и представления органической химии. ЭФФЕКТ ТАЛЯ Большинство блестящих синтезов Вудворда было сделано в пятидесятые — шестидесятые годы нашего столетия; взлет его творчества можно сопоставить с блестящими успехами Михаила Таля. Это было время, когда и «рижскому волшебнику», и «гению органического синтеза» удалось заметно поколебать, казалось бы, прочно устоявшиеся представления о сравнительной ценности как шахматного, так и химического «строительного материала». Партии Таля и многоходовые синтетические комбинации Вудворда, воспроизведенные в плоскости обыкновенного журнального листа, производят на читателя, несмотря на внешнее несходство, поразительно одинаковое эстетическое впечатление: трудно поверить, что пешки и фигуры, атомы и функциональные группы не связаны между собой какими-то таинственными пространственными нитями. Разумеется, ничего таинственного здесь нет — просто мы имеем дело с уникальной способностью двух совершенно разных людей одинаково видеть, порой даже чувствовать структурные связи там, где их вроде бы нет и не может быть. Позиционные структуры Таля, наполненные какой-то особой жизненной силой, поразили шахматный мир. Главным в них (по оценке самого чемпиона) были не прагматические соображения и конкретный расчет, к чему так привыкли шахматисты, а совершенно иррациональный компонент — интуиция. От призрака «ничейной смерти», долгое время витавшего над шахматами и требовавшего их пространственной модернизации, не осталось и следа; стало ясно, что и в традиционной партии, проведенной по обычным правилам, таится масса еще не раскрытых возможностей. Повышение «производительности труда» шахматных фигур, руководимых восьмым чемпионом мира, его постоянное (характерное и для Вудворда) стремление к богатым внутренней энергией, нетривиальным позициям означало наступление в шахматах новой эпохи. То есть эффект Михаила Таля проявился прежде всего в ясном осознании современниками многоликости шахмат, их неисчерпаемой глубины. В это же время и в органическом синтезе усилиями Вудворда создавались структуры, буквально наполненные жизнью: в них разрывались вовсе не те связи, которые вроде должны были разорваться, а новые связи тоже совершенно неожиданно появлялись не там, где подсказывал весь опыт органической химии и здравый смысл, оперировавший привычными изображениями молекул на плоскости. Соединение классических синтетических подходов со стереохимическим, «конформа- ционным» мышлением* и уникальным даром экспериментатора позволило Вудворду повысить «производительность труда» различных функциональных групп, что сделало возможным синтез многих фантастически сложных органических молекул. СИНТЕЗ ПО АЛЕХИНУ Творчество Вудворда имеет общие черты с игрой не только Михаила Таля. Если Таль, бросаясь в бездну комбинационных осложнений, часто полагался лишь на свою великолепную интуицию, не просчитывая предстоящие операции, то все без исключения синтезы Вудворда были заранее тщательно спланированы на большое число ходов вперед. В принципе в каждой органической или шахматной структуре потенциально заложены два начала — позицион- * Термином «конформация» принято называть расположение атомов в пространстве, определяемое не только их непосредственными связями друг с другом, но и всей трехмерной конструкцией молекулы. 78
ное и комбинационное. Одни шахматисты стараются пройти путь из пункта А (исходная позиция) в пункт Б (конечная выигрышная позиция), последовательно накапливая мелкие позиционные плюсы и постепенно превращая их в большое преимущество; другие же стремятся двигаться из пункта А в пункт Б кратчайшим и оригинальным, но часто рискованным комбинационным маршрутом. Подобную картину можно наблюдать и в органической химии. Допустим, что нам нужно получить п-аминобензальдегид, исходя из п-нитротолуола: Нетривиальность этой задачи заключается в том, что для перехода А—*-Б метильную группу СНз надо окислить в альдегидную группу СНО, а нитрогруппу NO2 восстановить в аминогруппу NH2. Если десяти химикам-органикам (заранее не знакомым с решением) предложить наметить маршрут движения А->Б, то можно не сомневаться, что в девяти случаях будет рекомендовано последовательное преобразование функциональных групп, то есть позиционный, выражаясь шахматным языком, метод постепенного накопления структурных плюсов. И только, возможно, один химик из десяти попытается решить задачу одним комбинационным ударом — поискать реагент, обладающий одновременно и окислительными, и восстановительными свойствами. И применительно к данному конкретному случаю такой реагент был в свое время найден — это полисульфид натрия. Органическая химия полна примеров подобного рода. Чтобы получить одно из производных алкалоида тропина, называемое тропиноном, известный химик-органик начала нашего века Р. Вильштеттер задумал и осуществил сложный многостадийный синтез, продемонстрировав изрядное искусство. А вот Р. Робинсон вскоре решил ту же самую задачу предельно просто: СН-СН-0 Ч СЛ.-СН-СЛ Тот же Вильштеттер синтезировал после многих ходов позиционной игры неароматический аналог бензола, циклооктатетраен, исходя из алкалоида псевдопельтьерина — соединения, родственного тропинону; циклооктатетраен был впоследствии получен В. Реппе в один ход — из ацетилена в присутствии никелевого катализатора. И в том и в другом случаях мастера химической комбинационной игры ставили мат в один ход от начала партий: в шахматах такого успеха можно добиться, только украв черного короля... Однако задачи, которые ставил перед собой Вудворд, могли быть решены только сочетанием позиционного и комбинационного методов. Стратегия его синтезов, помимо дальнего расчета и высочайшей техники позиционной игры, обязательно предполагала и наличие хорошо подготовленного, однако тщательно замаскированного и потому всегда неожиданного эффектного комбинационного хода. Эта черта творческого облика Вудворда, родственная манере игры другого чемпиона мира по шахматам, Александра Алехина, была, вероятно, совершенно необходима. Природа — такой соперник,-которого невозможно ни перехитрить, ни взять одной лишь голой техникой. ПАРТИЯ ВУДВОРД — СТРИХНИН О творческой близости Вудворда и Алехина свидетельствует, в частности, синтез стрихнина, законченный и опубликованный в 1954 году. .Структура I этого алкалоида выглядит устрашающе даже в изображении на плоскости (см. стр. 80): она состоит из семи крепко спаянных между собой циклов, и поэтому избранная белыми дебютная система на основе 2-вератрилин- дола II (R= H) на первый взгляд кажется не только подозрительно простой, но и вообще бесперспективной. Если циклы 1 и 2 вератрилиндола представляют собой заготовки циклов 1 и 2 стрихнина, то сам вератрильный цикл не имеет, казалось бы, никакого отношения к стрихнину, хотя по природе своей должен быть весьма стабильным. Зачем нужен этот цикл? А если не нужен, то как от него потом избавиться? Первые ходы белых, связанные главным образом с преобразованием радикала R в структуре II, выглядят как топтание на месте. Но затем вдруг происходит нечто невообразимое. На девятом ходу Вудворд неожиданно .и смело жертвует фигуру (то есть вератрильный радикал) и переходит к позиции III (симво- 79
NC0OC2.H5- JH V OCHj FjNTe e\coocH3 7 ж. лом Ts обозначается группировка атомов n-CH.jC<,H4SO;>, называемая тозильной), предвидеть которую он должен был еще в самом начале партии. Выдающийся стратегический замысел Вудворда (беречь до необходимого момента бесполезный и даже вроде бы вредный вератрильный радикал) начал проясняться только на следующем ходу, когда из эфира III было получено соединение IV с уже готовыми циклами 1, 2, 3 и 5 стрихниновой структуры и явно очерченными контурами циклов 4 и 6, а также заготовкой цикла 7. Даже по внешнему рисунку идея Вудворда очень напоминает знаменитые алехинекие комбинации, когда неожиданный и красивый удар в центре сменяется стремительными фланговыми атаками с последующей реализацией достигнутого преимущества. Невольно следуя классическим шахматным образцам, Вудворд не только предпринял блестящую жертву в нужное время и в нужном месте, осуществив прорыв там, где этого меньше всего можно было ожидать. Полученная им и характерная для его стиля «позиция» обладала такими заранее предвиденными характеристиками, что позволила успешно продолжить атаку на стрихнин сразу на двух флангах. Правда, до окончательной победы было еще далеко. Однако блестяще преодолев значительные технические трудности, Вудворд одержал над стрихнином на двадцать седьмом ходу типично алехинскую победу. В энциклопедических изданиях можно прочесть о том, что Р. Б. Вудворд, Нобелевский лауреат 1965 года, установил строение и осуществил синтез сложных и биологически важных органических соединений — кортизона, хинина, стрихнина, резерпина, тетрациклина, хлорофилла. И наконец, витамина Bi2 — химического «монстра», мат которому был поставлен лишь через несколько десятков ходов. Конечно, одерживая свои синтетические победы, Вудворд не думал о белых и черных клетках шахматной доски. Пути исторического развития шахмат и органической химии, следуя параллельно друг другу, никогда не пересекались. Тем не менее шахматно-химические образы, думается, имеют право на существование. И если в историческом развитии шахмат и органической химии действительно наблюдается определенное соответствие, то в рамках использованной модели особенно наглядно видно, насколько опередил свое время Роберт Берне Вудворд. Будем надеяться, что в соответствии с неписанными шахматно-химическими законами скоро появится и Вудворд шахматный. Может быть, ждать осталось недолго... Разговор с гроссмейстером Когда прочтешь что-нибудь очень интересное, то всегда хочется этим интересным с кем-нибудь поделиться. Как сотрудник редакции я прочитал еще в рукописи про шахматную логику Вудворда и понял, что просто обязан обменяться впечатлениями с кем-либо из людей, знающих шахматы гораздо лучше, чем химию. 80
Мне ужасно повезло с собеседником. Им оказался Давид Ионович БРОНШТЕЙН, один из самых известных наших гроссмейстеров. Понятное дело, в беседе мы высказывались поочередно, но я позволю себе спрессовать диалог в монолог, оставив только рассуждения и реплики гроссмейстера. ...Я с уважением отношусь к химической науке и наслышан о ней от друзей-химиков, но уверен, что говорить следует только о том, что хорошо знаешь. Буду говорить о шахматах. Сопоставление синтеза, пусть и очень тонкого, с шахматной партией не кажется мне точным. Между ними есть принципиальное различие. Многоходовая комбинация химика- синтетика — это работа с веществом, не всегда податливым, но не противостоящим. А в шахматах у вас всегда есть несговорчивый оппонент. И у него своя цель — не проиграть, а бы ть может, поставить вам мат, а у вас — своя, прямо противоположная. Шахматы — это конфликтная система! Вам постоянно приходится считаться со второй стороной, и недаром она именуется противником. Впрочем, есть и общее между шахматами и научным поиском: этапность в достижении цели. Сложный синтез не вогнать в одну- две стадии, и глупо было бы, играя с достойным соперником, пытаться ставить ему мат в дебюте. Надо намечать себе частные, промежуточные цели — занятие стратегически важных пунктов, укрепление позиции, ослабление структуры противника, выигрыш пешки или, наконец, фигуры. Многие ли партии доходят до мата? Химик же, в отличие от шахматиста, не одержит победы на полпути к конечной цели. ...Не верьте, когда вам говорят о дальних и сверхдальних, на много ходов вперед, шахматных расчетах. Такое бывает только в форсированных вариантах, когда у противника, да и у вас, практически нет выбора — вы обязаны сыграть так, а не иначе, в противном случае вас ожидает катастрофа. Но это за доской случается не часто. Рихард Рети, один из лучших шахматистов начала века, говорил, что он рассчитывает варианты только на один ход вперед. Это, конечно, гипербола, но очень полезная гипербола: она охлаждает пылкие головы шахматных любителей. Гроссмейстеры видят много и далеко, но, во-первых, не все одинаково и, во-вторых,- не так далеко, как это может показаться. И хотя дальность расчета во многом определяет шахматный талант, главное все же — оценить идею позиции. Когда после партии анализируют варианты и ответвления едва ли не от каждого хода, так это же после партии! А пока она идет, тут не до просчета изящных вариантов. Представьте себе сложный миттельшпиль, на доске полным-полно фигур и пешек, ситуация запутана донельзя. Как поступает шахматист высокого класса? Нет, он ищет не лучший ход, а такой, который не ухудшил бы его позицию. Тот, кто ошибся первым,— тот проиграл. ...Если серьезно, то расчет на один ход вперед — это, конечно, уровень любителя. Лично я рассчитываю на два хода. Что вы улыбаетесь, это не шутка. Я думаю обычно не над первым ходом — он уже продуман до этого, а над вторым: как отвечу на ближайший ход соперника. Это совсем неплохо — два хода. На большее способна разве что машина, но она неспособна на другое. ...Ладно, не будем отвлекаться на машины, мы все же играем с людьми. Вот и вообразите: ответственный турнир, дело идет к финишу, и от исхода именно этой партии зависит, войдете ли вы в число призеров или останетесь на почетном, но ужасно скучном седьмом месте. Нервы у вас, само собой, пошаливают, а противник серьезный, он через очки смотрит на вас испытующим взглядом, и фотографы щелкают своими блицами, и юпитеры уже включили, потому что началась киносъемка, и из темного зала на вас уставились две тысячи глаз, и все ждут — ну же, делай, наконец, свой ход, а часы, проклятые, тикают и тикают... Это хоть немного похоже на размышления над синтезом? ...Это сейчас придумали градации: классики, неоклассики, романтики, неоромантики, рационалисты, фантазеры... Да, есть школы и есть предшественники, но каждый исходит из своего видения шахмат, к какой бы категории его ни причисляли шахматные теоретики. Мне всегда нравилось рисковать, Фишер солиден, Таль любит парадоксальные ходы. Поставьте ему этюд, и он сразу угадает первый ход, потому что там обычно кроется парадокс. Фишеру, наверное, легче найти второй ход. ...Конечно, шахматы стали спортом, и не знаю даже, хорошо это или плохо. Для тех шахмат, которые я люблю, наверное, все-таки плохо. Было что-то прекрасное в неторопливой и блестящей игре времен Андерсена, Морфи, Стейница, Цукерторта, Чигорина. Когда играли, а не боролись за очко и призовое место. Теперь всех по своим местам расставляют согласно коэффициенту Эло, а прежде была цепочка идей и имен. Когда появился жесткий, спортивный стиль, игра на победу, шахматы как спорт выиграли, шахматы как искусство... Не знаю. Мне кажется странной игра, при которой прочно располагают фигуры, желательно на своей половине доски, и маневрируют ими, пока противник не попадется в сеть. Иногда так начинают играть даже те, кого причисляют к романтикам и фантазерам, тот же Михаил Таль. Не станем осуждать его за это. 81
...Сколько было гроссмейстеров лет сорок назад? Или восемьдесят? По пальцам пересчитать. А разве играли хуже, чем сейчас? Нет, просто по-другому. Ученые в начале века — они были сильнее или слабее нынешних? Но если говорить об эстетической стороне — я опять о шахматах,— то мне больше нравится, как играли до престижных турниров и коэффициентов Эло. Зато сейчас больше спортивных страстей. Что кому. ... Кстати, вы сами играете в шахматы? Что значит слабо — на уровне первого разряда? Не знаете? Вот вам тест: белые пешки а2, Ь2, с2, черные пешки f7, g7, h7, белый король dl, черный король е8. Ваша оценка? Позиция симметричная, вероятно, кто начинает, тот и выигрывает? Ну ладно, ответ на уровне первого разряда. ...Люди науки — во всяком случае химической науки — имеют дело с материей, а не со строптивым противником. Наука не похожа на игру. И жизнь не похожа. Нор- бе рт Винер писал в книге «Творец и робот» о правилах шахмат, что «правила эти, в корне отличные от норм доброжелательности, просты и безжалостны». Это, конечно, не отрицание морали, просто напоминание: в шахматах противостоят друг другу не фигуры, а люди. ...Отчего вы взяли, будто я против статьи о Вудворде? Я за! За все, что пробуждает и поддерживает интерес к шахматам, само по себе или по каким-то поводам. Органический синтез дает такой повод? Да здравствует органический синтез! На прощанье гроссмейстер Бронштейн сделал царский подарок — свою книжку, давным-давно, целых три года назад изданную и в мгновенье ока распроданную: «Самоучитель шахматной игры». Это редкостный самоучитель, совсем не похожий на учебники и пособия, ибо он учит не играть в шахматы, а видеть их и чувствовать. Да что там говорить — лучше бы прочесть. Но так как не у всех есть такая возможность, закончим разговор с гроссмейстером отрывками из его самоучителя. О. ЛИБКИН Отрывки из самоучителя Сегодня поток шахматной информации так велик, что в мире становится все меньше не только шахматных полиглотов, знающих все дебютные варианты,— не стало гроссмейстеров, исчерпавших до дна все то море вариаций, которое нам порой преподносят как свод дебютной теории. Между тем игра в шахматы в основе своей очень проста. ...Не читайте на ночь «Шахматную энциклопедию» ФИДЕ. Помните только: все дебюты делятся на четыре основных вида — открытые, полуоткрытые, полузакрытые и закрытые. Приготовьте себе в каждом разделе по любимому варианту — и в путь! Около пятидесяти лет назад у нас в стране вышел в свет популярный дебютный учебник В. Ненарокова, в котором в общих чертах были затронуты главные теоретические проблемы. Сегодня такие же по объему книги посвящают одному дебюту, и уже есть подобные книги, посвященные одному варианту какого-либо дебюта... Лучшие шахматисты мнра очень тщательно подбирают для себя узкий дебютный репертуар, но изучают его в таких деталях, оттачивают до такого блеска, знают в нем столько подводных рифов и скрытых водоворотов, что если бы они сами выпустили учебники по своим дебютам, то вполне могли бы по объему затмить все модные энциклопедии ФИДЕ. Так надо поступать и всем остальным шахматистам мира, так автор советует поступать и своим читателям... Нет ничего легче и ничего проще, как подобрать для своей личной практики дебют по вкусу. ...Вы не профессионалы, и если будете перенимать худшие черты жесткого стиля современных супер-чемпионов, то просто растеряете всех партнеров — с вами никто играть не станет. Поэтому в ответ после 1. е4 е5 можете смело играть королевский гамбит, вам хватит удовольствия на всю жизнь; или изберите старинную итальянскую партию, сейчас она забыта, руководства говорят о ней вскользь, так что у вас будет простор для поисков... ...Чем больше любитель смотрит партий, тем сильнее его своеобразный страх перед огромным количеством нужной информации. И никто не скажет вслух, что информация эта однодневна и для игры в шахматы просто- напросто не нужна. Для игры в шахматы нужны минимальные, но твердые знания силы отдельных фигур, их роли при взаимной помощи друг другу, нужна стойкая нервная система, привыкшая к постоянному сопротивлению, нужны определенные способности уметь видеть позицию всего на один ход вперед, а при умении — представить возможные разветвления на два хода вперед При таких способностях можно сделать огромные практические успехи. Только это так трудно — четко представить себе последствия двух ходов белых и черных! Потенциальную силу позиции далеко не все шахматисты понимают и ощущают, не только игроки средней руки, но и мастера. Сколько партий было проиграно атаками на прочные редуты! Беда в том, что на доске, как и на диаграмме, видна только внешняя сторона позиции — расположение фигур, а взаимосвязи между ними скрыты для глаз, они открыты только для нашего разума. Так и в живописи — на самой лучшей картине мы не видим гравитационные линии и поверхности, не знаем барометрическое давление и влажность воздуха, а ведь для реальной оценки ландшафта это так важно! Пока шахматные полководцы на любом уровне обдумывают 82
свои планы, ведут в атаку пешечные подразделения, одна фигура обычно ждет в зоне, где сама она неуязвима... Фигура эта — ферзевая шахматная ладья. Она настолько хорошо расположена в углу, что ей , и уходить оттуда жаль, даже в центр. Однажды я сам видел, как Р. Фишер сыграл ладьей из центра: Л dl—al. He выдержав такого нарушения азов шахмат, я спросил: — Разве так играют? ~ Ответ был молниеносным: — Талю можно, а мне нет? Все зиают, какая фигура так страшит черного короля — белая ферзевая ладья, ждущая в углу своего часа. Сегодня даже не хочется верить, что слова А. Филидора из его трактата о шахматной игре «я хочу предложить публике новинку — игру пешками» были действительно новшеством в 1749 г. Вероятно, цель и смысл шахматной игры для любителей того времени состояли не в том, чтобы логичными передвижениями шахматной армии стеснить противника и добиться его капитуляции, а в том, чтобы смелыми ходами отдельных фи- ( гур внести переполох в ряды шахматного войска условного врага, после чего, оказавшись в затруднительной ситуации, проявить выдумку, изворотливость, догадливость, стойкость. В те годы шахматы были только игрой, и это накладывало свой отпечаток и на сами шахматные ходы, и на стремления шахматистов, и на вкусы немногочисленных зрителей. Если бы матч Фишер — Карпов все же состоялся, то мы увидели бы такую картину. Во всех партиях, где Р. Фишер сыграл 1. е2—е4 (а он практически иначе никогда не играет), Карпов ответил бы неизменным 1... с7—с5. Это еще не все. Так же молниеносно последовали бы ходы 2. Kgl —f3 е7—еб 3. d2—d4 cd 4. Kf3:d4 Kb8—сб 5. Kd4—Ь5 d7—d6 6. c2—c4 Kg8—f6 7. Kbl—сЗ и т. д. И так партия за партией, день за днем. Если говорить о «белых» днях Р. Фишера. А в его «черные» , дни? Тоже нет большой тайны. Тогда бы мы увидели построение 1. е2—е4 с7—с5 2. Kgl— f3, d7—d6 3. d2—d4 cd 4. Kf3:d4 Kg8—f6 5. Kbl— сЗ а7—аб 6. Cfl—e2 e7—e5 7. Kd4—b3 и т. д. Почему автор так уверен? Потому что его утверждения никто не в силах опровергнуть — эти шахматисты так играют всегда. 12 3 4 5 6 7 8| bf cf СД?Р [\ж |е| Ч |д| hi Л4 - Tl * 4 4 4 \ \ ^ А ^ \ 4 •£? * [ * Т* < г А а 7^^1ь J^fcW \i^ 1 А А гон еЫе сЫ'| ■ т 1 I 1 2 3 4 5 6 7 8 j В книге Д. И. Бронштейна необычные диаграммы, на которых показаны силовые линии фигур. Перед вами позиция из партии П. Морфи после 16-го хода черных Не надо огорчаться, что в практической игре то тут, то там встречаются ие лучшие решения. Их никогда и нет, этих лучших решений. А если есть в конфликтной ситуации самое «лучшее решение», значит, нет самого конфликта! К примеру, вам предстоит игра с гроссмейстером А. Известно, что он обычно начинает игру ходом I. с2—с4. Вы подготовили защиту 1... с7—с,5 и спокойно приходите в турнирный зал. И вдруг видите, что противник сыграл 1. е2—е4. Обычно вы отвечали е7—еб. Надо ли и сегодня так пойти? Я не знаю ответа. Если по «Фишеру — Карпову», то надо молниеносно разыграть свой банальный вариант и подождать — ведь где-то спрятан сюрприз; противник никогда ранее не играл 1. е2—е4! А можно по «Ботвиннику — Бронштейну» чуток подумать, войти в психологию противника, понять мотивы неожиданного хода и, если можно, сыграть не тот ход, который безусловно ждали, а тот, который ждали тоже, но с очень малой степенью вероятности. Потому что в турнире идет не диспут, а суровая борьба. И конфликт находится тут, в отношении к проблеме двух противников, а не в самих шахматных фигурах и пешках. По-моему, нет ии одного учебника шахматной игры, где бы эта партия не была приведена целиком или хотя бы упомянута вскользь. Я считаю, что кашу маслом не испортишь, поэтому встречу Пол Морфи - граф Изуар и герцог Браунш- вейгский хочу здесь привести целиком. Сыграна партия в 1858 г. в ложе парижской «Гранд-Опера» во время представления оперы Россини «Се- вилъский цирюльник». 1. е4 е5 2. Kf3 d6 3. d4 Cg4 4. de C:f3 5. Ф:гЗ de 6. Cc4 Kf6 7. ФЬЗ Фе7 8. КсЗ сб 9. Cg5 — первая связка коня. 9... Ь5 10. К:Ь5 — нельзя терять время — 10... cb 11. C:b5+ Kbd7 — вторая связка коня. 12. 0—0—0 — реализация правила рокировки с максимальным эффектом: король уходит с дороги ладьи hi, ладья al сразу включается в атаку коня d7. Обратите внимание на безразличное поведение белого ферзя: ему в квадрате ЬЗ вроде ничего и ие нужно, так, забрел сюда из любопытства. 12... Jld8. 13 Jl:d7 — естественно, говорим мы сегодня после П. Морфи, нельзя терять время. 13... Я:61. 14. Jldl — разумеется, думаем мы вслед за П. Морфи,— черная ладья Ь8 взаперти, надо спешить реализовать свои силовые линии. 14... Феб. Неужто черные верили в обмен ферзя на ферзя? Лично я мыслей не читаю, особенно людей из прошлого века. А впрочем, граф и герцог ждали, по всей вероятности, вариацию на тему 15. C:f6 Ф:ЬЗ 16. C:d7X! П. Морфи их и здесь разочаровал, сомнений в этом нет: 15. C:d7+ — отвлекая коня с f6, что включает активные силовые линии слона g5. Знал ли Морфи о силовых линиях? Разумеется! Но как он знал, что противники не возьмут слона ферзем, этого я не знаю — 15... K:d7. 16. ФЬ8-|- К:Ь8. 17. Jld8X- Бесспорная жемчужина шахматной мысли. По книге Д. И. Бронштейна «Самоучитель шахматной игры» 83
/ •* »*•_»-« |*>.»*кГ Р V *%* ^ъК .^ '
От агентства до космодрома было чуть больше часа езды. Космодром построили лет двенадцать назад, но дороги к нему так и не сделали. По сторонам, уменьшаясь к окраинам и редея, тянулись полосатые дома-дыни с маленькими треугольниками окошек — будто кто-то проверял, спелые ли они. Из окон торчали длинные шесты с сохнущим бельем. Старый космофлотовский фургончик с буквами КФ на борту подпрыгивал на кочках, рыжая пыль застилала окна. Торговцы, сидевшие вдоль дороги, были рыжими, их товар тоже был рыжим. Чистюля ПетриА задвинула окошко, стало еще жарче, но пыль все равно проникала внутрь и скрипела на зубах. — Вы обещали вызвать мастера, чтобы починить кондиционер в фургоне,— сказал Андрей Брюс своему заместителю ВосеньУ.— Стыдно перед пассажирами. — Пускай пришлют новый фургон,— ответил тот и сдул пыль с толстого портфеля, с которым никогда не расставался.— Наши мастера ничего не понимают в земных кондиционерах. — Что говорят в консульстве о пропавшем археологе? — вмешалась ПетриА, чтобы переменить тему разговора. — Увидим консула на космодроме, спросим,— сказал Андрей.— Вроде бы ничего нового. — Все в городе знают,— вставил ВосеньУ,— что археолог мстил клану Западных вершин. — Чепуха,— сказал Андрей убежденно.— Археолог здесь четыре дня. Он не знает никаких кланов. Он все время проводил в Школе знаний. Зачем ему кланы? — Он продал им свои карты. Но ему не заплатили. ВосеньУ дунул себе на плечо, на пришитое золотое крылышко. Он сам придумал себе космофлотовекую форму. Даже в этом мире ярких и разнообразных одежд он умудрялся выделяться. Может потому, что его клан был слаб, почти все мужчины погибли в распрях с Речным кланом и оставшиеся отказались от мести, чтобы выжить — подобно собаке, которая, проиграв схватку, ложится на спину и подставляет сопернику живот. Если бы не этот обычай, то жители планеты давно бы перебили друг друга. Карты археолога пропали. Это было известно. ВараЮ, начальник городской стражи, сказал об этом консулу в тот же вечер. В комнате археолога Фотия ван Куна все было перевернуто вверх дном. — Не расстраивайся, ДрейЮ, он найдется. ПетриА положила кончики пальцев на колено Андрею. Она была влюблена в своего начальника. ' Как принято в передовых семьях планеты, ПетриА в возрасте пятнадцати лет отправили вместе с тридцатью другими детьми из высокопоставленных кланов в Галактический центр, в школу для инопланетян. Она проявила себя обыкновенной, в меру умной ученицей и вернулась домой через три года, овладев несколькими языками, проглядев миллион фильмов и научившись худо-бедно вести конторское хозяйство. Когда Андрей Брюс наконец сообразил, что эта смуглая девушка его любит, перед ним встала проблема — имеет ли он право на ответное чувство. Случись это лет пять назад, бравый капитан Брюс не стал бы таиться. Иное дело, когда ты — жалкая тень самого себя, обломок, оставленный в Космофлоте из милости. Спокойный пост на этой полудикой планете можно считать синекурой. Впрочем, он сам этого хотел. Чем реже видеть старых знакомых, чем меньше вспоминать о крушении и выслушивать слова сочувствия, тем легче дотянуть до конца. Можно, конечно, вернуться на Землю — маленькую планету в стороне от космических путей, родину его деда, как возвращаются туда в старости многие земляне. Но он еще молод — сорок лет не возраст для отдыха. Склонности к литературному труду или писанию картин он не испытывал. И был все равно смертельно, до конца дней отравлен космосом. Может быть, когда-нибудь он вновь поднимется к звездам, пускай третьим штурманом — кем угодно... А пока он не выходит на улицу после захода солнца. Чтобы не видеть звезд. Оставив ПетриА в единственном зале космопорта и отправив ВосеньУ на склад, Андрей Брюс поднялся к диспетчерам. В стеклянном колпаке диспетчерской было жарко, через открытое окно лезла рыжая пыль. Оба диспетчера поднялись. Младший, загорелый, в клановой каске Восточных Гор, похожей на шляпку мухомора, взял со стола листок бумаги. — Корабль второго класса «Шквар», порт приписки Земля, находится на планетарной орбите. Связь устойчивая. Посадка в пределах сорока минут. «Шквал», мысленно поправил диспетчера Андрей. В здешнем языке нет буквы «л», иноязычные слова звучат забавно, но поправлять вслух было бы нетактично. Тем более горца. — Кто капитан? — спросил он. — Якубаускас,— ответил старший диспетчер, включая экран.— Он ждет связи. На овальном экране возникло рубленое лицо Витаса. — Андрей,— сказал Витас,— я рад тебя видеть. — Здравствуй,— сказал Андрей.— Как полет? — Лучшая игрушка за последнее столетие. Мне сказали, что ты здесь, на Пэ-У. — Через час увидимся. Андрей Брюс спустился вниз. В зале ПетриА не было. Зал показался пустым, хотя в нем 85
сновали люди — прилет корабля всегда привлекает любопытных. Он собирает больше зрителей, чем птичьи бои. Агента Космофлота узнавали многие. Он раскланивался. Хорошо, что прилетел Якубаускас. Он все знает, он не будет задавать вопросов и бередить раны. В тени здания гудела толпа. Такого Андрей еще не видел. Те, кому не хватило места в тени, расположились на солнце, маялись от жары, но не уходили. Их можно было по»нять. Еще никогда здесь не опускался космический корабль, только посадочные катера и капсулы. Корабли оставались на орбите. Они не приспособлены входить в атмосферу. Грави- толеты могут опускаться где угодно. Когда Андрей еще летал, они мечтали о гравитолетах. Тогда шли испытания, это было чуть больше десяти лет назад. Они летали тогда вместе с Якубаускасом. Рыжая пыль ленивыми волнами ползла над полем. Зрители терпеливо ждали. Тускло поблескивали пыльные шлемы, покачивались модные шляпы-зонты. Пронзительно верещали продавцы шипучки, кудахтали торговцы фруктами, глаза ел дым жаровен. Господин Пруг, наследник Брендийского престола, самый экзотичный тип в городе, стоял на высокой подставке, напоминающей шахматную ладью. Лицо его широко расплылось, глаза, нос и рот затерялись на поле щек. Молодцы в голубых с синим горохом накидках оттеснили зевак, чтобы те случайно не задели столь важную персону. Наследник увидел Андрея, когда тот был в дверях, и зазвенел браслетами, высоко воздев толстые лапищи. — ДрейЮ, у меня ужин! Ты приглашен вместе с капитаном! Наследник престола хотел, чтобы весь город знал об этом. Андрей изобразил на лице светлую радость. Придется идти. Мы дипломаты. Мы терпим. Где же ПетриА? Консула Ольсена Андрей отыскал за углом здания, куда заглянул в поисках ПетриА. Консул оживленно беседовал с чином в черной накидке. Лицо чина было знакомо. Вдали, у грузовых ворот, стояла пустая платформа. На нее лезли стражники в высоких медных шлемах, рядом суетились грузчики в желтых робах их гильдии. Там же стояла ПетриА. Каким-то образом она почувствовала взгляд Андрея и подняла тонкую руку. — Ты говорил с кораблем? — деловито спросил консул. — Там капитаном Якубаускас,— сказал Брюс.— Мы когда-то летали вместе. — Наверное, придет приказ о моей смене,— сказал Ольсен, щурясь. Глаза его были воспалены, аллергия на пыль.— Мы с Еленой Казимировной очень надеемся. — Будет жалко, если вы улетите. Я к вам привык. — Я тоже, я тоже, но ведь двенадцать лет! У меня три тонны заметок. Я должен писать, а занимаюсь разговорами. — Что слышно об археологе? — спросил Андрей, глядя краем глаза, как платформа поползла к месту посадки. — ВараЮ скажет лучше меня,— ответил консул. И тут Андрей вспомнил, кто этот чин,— начальник городской стражи. Его орлиный профиль он только вчера видел в газете. — Если это простое ограбление,— сказал ВараЮ скучным голосом, чуть покачивая большой узкой головой,— то мы его скоро найдем. ВараЮ провел ладонью у лица, отпугивая злых духов, и добавил: — Его труп скорее всего всплывет в озере. Большое мелкое озеро начиналось у западных окраин города. Кварталы рыбаков сползали в него с берега, свайные дома уходили далеко в воду. Озеро было грязным, заросло тростником и лишь в километре от берега становилось глубоким; в сильный ветер там гуляли волны. — Грабители днем, в центре города — разве это обычно? — Это необычно,— согласился ВараЮ.— Но так проще для следствия. — Он здесь впервые. Все время проводил в Школе знаний. Ольсен вынул платок и вытер лицо. Платок стал рыжим. — Он с Ар-А,— сказал стражник. — Ну и что? — удивился Андрей. — Они нашли сокровища гигантов. А это опасно. Пэ-У была второй планетой, Ар-А — третьей. Человеческая фантазия ограниченна и питается малым набором легенд. Легенды об Ар-А собрал Ольсен, он и был инициатором раскопок. Если на Земле когда-то жили атланты, погибшие неведомо как, то гиганты с Ар-А погибли в таинственной войне. Третья планета обращается недалеко от второй, на небе Пэ-У она восходит голубым кружком, и сквозь прорывы в облаках тот, у кого острое зрение, может угадать очертания континентов. Все на Пэ-У верили, что давным-давно обитатели Ар-А прилетали в железных кораблях. Они, светлоликие, научили людей строить дома и считать дни, они дали одежду и законы. Непокорных они поражали молниями. А потом гиганты перессорились, и виной тому интриги богини Солнца ОрО, не терпевшей конкуренции со стороны смертных. Гитанты, 86
разделенные на кланы, в страшной войне перебили друг друга к радости злобной богини. В легендах, тщательно собранных Ольсеном, описывались корабли гигантов, их облик; даже язык их был воспроизведен в древних заклинаниях. Возможно, Ольсен ограничился бы записями, но однажды он узнал, что в долине, за капищем Одноглазой девицы, есть место, именуемое «Небесный камень». В Школе знаний ему рассказали, что этот камень, найденный лет двадцать назад охотниками,— ушедший в землю корабль гигантов. Три месяца Ольсен осаждал Школу знаний с просьбой послать с ним человека к долине, еще два месяца пережидал клановую войну, которая кипела в тех местах, затем сломил сопротивление жены, Елены Казн ми ровны, и добрался до долины. Он увидел там разбитый планетарный корабль. Археологи прилетели на Ар-А полгода назад. Сначала они не могли обнаружить ничего, так как умеренные широты и тропики заросли густыми лесами. Затем они отыскали руины города. Затем пошли находки одна важнее другой. По просьбе Ольсена на Пэ-У прилетел археолог Фотий ван Кун, чтобы доложить о находках в Школе знаний. Три дня он беседовал с коллегами, но последний и главный его доклад не состоялся: археолог исчез. В небе, пробив яркой звездочкой пыльную мглу, возник «Шквал». Андрей догадался об этом по изменившемуся гулу толпы. Все смотрели вверх, у некоторых в руках появились подзорные трубки. Могучие лапы наследника Брендийского поднесли к глазам перламутровый театральный бинокль. Как он мог попасть на планету, в каком антикварном магазине завалялся — необъяснимо. Звездочка превратилась в сверкающий диск, он постепенно рос и замедлял движение, пока не опустился мягко на поле. В этой мягкости была такая мощь, что земля вздрогнула. Платформа со стражниками и механиками покатила к кораблю. Андрей следил за голубым париком Петри А. До корабля было меньше километра. Первая платформа приблизилась к его боку и оказалась ничтожно маленькой рядом со «Шквалом». Навстречу муравьишкам, соскочившим с платформы, торжественно развернулся серебряный пандус, люк, возникший над ним, показался Андрею похожим на храмовые врата. Он, Андрей Брюс, мог бы командовать этой махиной, громадной, тяжелой и невесомой. Толпа постепенно преодолела робость перед масштабом зрелища. Голоса зазвучали вновь. Андрей оглянулся. ВараЮ остался стоять у стены, Ольсен шагнул вперед. Завтра в газетах напишут: «Корабль, как всегда, встречал агент Космофлота ДрейЮ. Он был одет в сшитый у мастера Крире-2 форменный костюм песочного цвета с золотыми пуговицами...» Низкая платформа, которой управлял напыщенный как индюк ВосеньУ, ловко подкатила к Андрею. Тот пропустил вперед Ольсена. Платформа выехала на раскаленное поле и поплыла к кораблю. Пилоты вышли из люка и остановились на верху пандуса. Андрею показалось, что сквозь густой от жары и пыли воздух до него доносятся слова: — Ну и жарища... С космодрома возвращались в новой машине консула. Машина была удобной, чистой, на воздушной подушке, герметизация великолепная — на сидениях совсем не было пыли. Витас Якубаускас почти не изменился. У него всегда были светлые волосы, и, если он немного поседел, этого не заметишь. Говорили о «Шквале», о его ходовых качествах. До воспоминаний дело не дошло. Витас был деликатен. С появлением кораблей класса «Шквал»' в авиации наступал новый этап. Гравитационные роторы гораздо проще плазменных двигателей, они совершенно безопасны и не требуют защиты. Плазменный корабль обречен жить и умереть в открытом космосе, а грави- толет может опуститься на любом поле. В худшем случае примнет траву. Ольсен, в зеленом костюме, с кружком Озерной школы на груди, и капитан Якубаускас в повседневном мундире гражданской авиации очень обыкновенно рассуждали о совершенно необыкновенных вещах. А за тонкой стенкой машины мир продолжал упрямо тикать по своим, неведомым законам. А мы и есть, думал Андрей, та ниточка, что связывает Галак- • тику с этой планетой, с этими горцами и торговцами, дети и внуки которых полетят к звездам и будут строить гравитационные станции. Этот переход случится быстрее, чем на Земле, ведь нам пришлось самим расти до космической эры. Неизвестно, что лучше. Само существование ниточки между планетой и Центром неотвратимо и жестоко разрушает ткань этой непонятной жизни, какими бы мы ни были порядочными, разумными и гуманными. Конфликт внутри людей. ВараЮ смог преодолеть его в себе, он осознал неизбежность перемен и приветствовал их. А ВосеньУ ? Он побывал в Центре, он научился летать на планетарных машинах, но психика его определяется не столько знаниями, сколько травмой, вызванной тем, что клан его мал и слаб — и это для него важнее, чем все корабли, прилетающие с неба. — Где вы будете ночевать? — услышал Андрей голос Ольсена. 87
— Витас останется у меня,— сказал Андрей.— Тем более, что нам сегодня идти на прием. — Куда? — удивился Витас. — На ужин к наследнику Брендийскому. — Отдыхайте,— сказал Ольсен.— Я помогу Петри А разместить экипаж. — Предупредите ее, пожалуйста, что я сегодня на ужине,— попросил Андрей. — Разумеется,— сказал Ольсен, открывая дверь машины.— Чудесная девушка. Очень интеллигентная. Андрей и Витас вышли из машины. Ольсен сказал вслед: — Тебе пора подумать о семье, Андрюша. Елена Казимировна того же мнения. — Спасибо,— сказал Андрей. Умывшись и переодевшись, Витас улегся на диван и закрыл глаза. — Знаешь, что приятно? — сказал он. — Что? — Окно открыто, и в него залетает ветер. — Тут жарко,— сказал Андрей.— Вот на водопадах воздух настоящий, хрустальный. Может, я с вами съезжу. — На Землю не собираешься? — спросил Витас. — Пока нет. Ты голоден? — Жарко,— сказал Витас.— Потом. Что там нашли на Ар-А? — Уже и до центра донеслось? — Галактика невелика,— сказал Витас.— И событий не так уж много. А мы разносчики новостей. — Сюда прилетел один археолог, вчера вечером он должен был читать доклад о раскопках. Сенсация номер один. Вся знать обулась в сапоги и нацепила перья. Представь себе, что на Землю двадцатого века прилетает археолог с Марса с сообщением, что там открыты следы атлантов. — И почему лекция не состоялась? — Археолог пропал без следа. В самом центре города, в двух шагах от Школы знаний. Его могли похитить для выкупа, могли ограбить и убить. Может быть, это какая-то акция изоляционистов. О них много говорят, но толком никто ни черта не знает. В шесть Андрей^ с Витасом поехали на ужин к Пругу Второму, наследнику Брендийскому. Это был официальный прием, не посетить его означало нарушить этикет. Витас не скрывал интереса, Андрей был раздосадован, что ПетриА еще не вернулась из космопорта. Пру г прибыл в город в прошлом году и поселился в пустовавшей дыне — своем клановом доме. Все подъезды к дому были заняты экипажами знати. Пришлось поставить космофлотов- ский фургончик за углом, в переулке. Дом Пруга был окружен зеленой изгородью чуть меньше человеческого роста. По сторонам широкого проема, как раз напротив входа, стояли каменные колонны с гербами владения Брендийского: человек, пронзенный копьем. От колонн к лестнице тянулись в два ряда пятиножники с факелами. В смолу факелов был добавлен сок какого-то горного растения, они пылали зловещим фиолетовым пламенем. Горцы в коротких кольчугах и высоких шлемах, с копьями и автоматами в руках охраняли вход. У наследника Брендийского было немало врагов. Они шли вдоль изгороди. Было почти темно. До освещенных колонн оставалось шагов пятьдесят, когда Андрей почуял что-то неладное. Жизнь в столице, где с темнотой приходят законы мести, а наемные убийцы организованы в гильдию, не менее почтенную, чем гильдии ювелиров и астрологов, научила его осторожности. Конечно, агент Космофлота не имел клана и не подчинялся законам мести, но в темноте возможны недоразумения. То ли черная тень шевельнулась за изгородью, то ли в воздухе сгустилась неестественная тишина, но Андрею вдруг стало холодно. Неожиданно для самого себя он резко толкнул Витаса в спину и упал рядом с ним на булыжную мостовую. — Ты спятил? — Витас рванулся, отбросив Брюса. — Извини,— произнес Андрей, тяжело поднимаясь. Он ушиб локоть. Витас не услышал — а Андрей услышал, потому что прислушивался,— быстрые шаги за изгородью, мягкие кошачьи шаги человека, обутого в толстые вязаные сапоги. А еще раньше он услышал, как взвизгнула комаром тонкая отравленная стрелка и звякнула почти беззвучно о стекло стоявшей сзади машины. Андрей помог Витасу подняться. — Андрей, ты можешь объяснить... — Погоди,— сказал Брюс. Он вытащил из кармана фонарик и посветил в сторону машины. Стрелка лежала возле колеса. Наконечник был разбит о стекло, по стеклу тянулась струйка яда, желтого и густого, как мед. Андрей поднял стрелку. Витас молча наблюдал за ним. Он ждал объяснений. Андрей посветил на стрелку. Такими стреляют из духовых трубок, у каждой стрелки есть на древке клеймо. По законам чести нельзя стирать с древка клановый знак. Даже у гильдии наемных убийц есть свое клеймо. 88
На этой стрелке клеймо было соскоблено. — Пошли,— сказал Андрей. Они дошли до колонны. Там стояли охранники Пруга. Они, конечно, ничего не заметили. — Я не знаю, кто стрелял,— тихо сказал Андрей Витасу.— И не знаю, в кого из нас. И не понимаю, почему. — У тебя отменная реакция. Я ничего не заметил. Они вошли в круглый зал на втором этаже дыни. Посреди зала на троне с резной спинкой восседал Пруг Второй, наследник Брендийский, знатный изгнанник. Его рыхлое, грузное тело выпирало из трона, обвисало по сторонам. Голову наследника украшал трехрогий колпак, символизирующий три самые высокие горы во владении Брендийском, тело было прикрыто несколькими разноцветными короткими плащами. Он был похож на очень крупного младенца, одетого сразу в несколько распашонок. За его спиной стояли телохранители с ритуальными двойными копьями. Гости подходили к хозяину дома и осведомлялись о здоровье. Андрей оглянулся в поисках Ольсена. Тот стоял у стены и разговаривал с ВараЮ. Елена Казимировна на прием не пришла: она не выносила этикета. Красочная толпа, медленно текшая по кругу, центром которого был трон,— а стоять на месте неприлично,— заслонила их от Андрея. Он нащупал в кармане стрелку. — Я не ожидал такого счастья! — воскликнул с преувеличенной радостью Пруг.— Покровители небесных кораблей почтили нашу жалкую хижину! — Покровители небесных кораблей осчастливили нас! — громко повторил герольд. Андрею показалось, что толстяк встревожен. Его черные мышиные глазки суетились, убегали от взгляда, жирные пальцы дергались, перстни отбрасывали лучи. — Как ваше драгоценное здоровье? — спросил Андрей. — Я покорно приближаюсь к концу своего жалкого пути,— ответил Пруг, как того требовал этикет. — Надесь, что смерть не придет за вами в ближайшее столетие,— ответил как положено Андрей. Он встретил взгляд наследника Брендийского. Глазки вонзились в его лицо. Случайности быть не могло, думал Андрей. Никто, кроме нас, не наденет мундира Космо- флота. Нас ждали. Витас тем временем отвечал на вопросы. Из уважения к гостю Пруг говорил на космо- лингве. Наследнику Брендийскому никто не посмел бы отказать в редкой для этого мира образованности. Хотя, насколько знал Андрей, толстяк никогда не покидал Пэ-У. Когда Витас освободился, Андрей повел его вокруг зала так, чтобы догнать ВараЮ и Ольсена. ВараЮ единственный в этом попугайном мире позволил себе придти в дневной тоге: он показывал этим, что остается на службе. Знатные дамы перешептывались, щеголи морщились, но власть этого тихого, худощавого, очень спокойного человека была настолько весома, что вокруг него всегда образовывалось пустое пространство. Он был незнатен и лишь незаметной настойчивостью превратил столичную стражу в реальную, только ему подвластную силу. — Есть новые сведения,— сказал ВараЮ.— Наш осведомитель говорил с бродягой, который видел, как вчера вечером у Дальних причалов остановилась машина. Из нее вытащили завернутое в ткань тело и сбросили его в воду. Сейчас там мои водолазы. — Вы думаете, это связано с археологом? — спросил Ольсен. — Клановой войны сейчас нет. Грабители не повезут тело в машине. И не будут пользоваться стрелами. — Чем? — Отравленными стрелами. Это не их оружие. А у стрелы, что нашли на пирсе, странная особенность... — У нее стерто клеймо,— сказал неожиданно Андрей. ВараЮ остановился. На него натолкнулся кузен премьера. В толпе произошла заминка. Пруг Брендийский резко обернулся. — Простите,— сказал ВараЮ кузену премьера.— Я задумался. Минуту спустя главный стражник тихо спросил: — Откуда ты знаешь о стрелке? — Точно такая же, со стертым клеймом, лежит у меня в кармане. В нас стреляли. Здесь, рядом с домом наследника. Андрей незаметно вытащил из кармана стрелку и вложил в протянутую ладонь. Стрелка тут же исчезла. Даже Ольсен не заметил. — Почему они не попали? — спросил ВараЮ задумчиво.— Воины стреляют из духовых трубок без промаха. — Я почувствовал,— сказал Андрей.— И упал. ВараЮ кивнул. Он верил в интуицию. Пруг поднялся с трона. Мягко, но звучно шлепнул в ладоши. — Мои слуги и жены,— произнес он,— приготовили недостойное гостей угощение. Мне вредно много есть. Я умоляю сжалиться надо мной и разделить со мной ужин. 89
В зале сразу стало шумно. Многие пришли сюда, чтобы полакомиться. Гости поднимались по лестницам на верхний этаж, где кольцом были расставлены столы. Внутри кольца расположились музыканты и танцоры. Андрея посадили в стороне от остальных землян. Зачем-то Пругу так было нужно. Витас тоже оказался в окружении чужих людей. Одна из танцовщиц подошла к столу, взяла из вазы голубоватое яблоко и улыбнулась Андрею. Это была очень известная танцовщица, он видел ее на десятке приемов. Пру г сидел напротив Андрея. Он казался гигантом, потому что его стул был выше других. В ожидании, пока рассядутся гости, Пруг чистил ногти серебряным кинжальчиком. Он чуть наклонил голову, чтобы танцовщица не мешала ему наблюдать за агентом Космо- флота, и легко улыбался. Интересно, думал Андрей, кому же все-таки выгодно меня убить? Ему не было страшно. Просто надо быть осторожнее. Слуги внесли блюда с густой похлебкой из дичи. Всем известно, что лучшая в городе похлебка из дичи подается в доме наследника Брендийского. На столе появились горящие курильницы с хмельными благовониями. Гости прикладывались к ним, голоса зазвучали громче. Похлебка была как всегда чудесной, но от благовоний Андрея мутило. Танцовщица все быстрее кружилась под рокот бубнов. ВараЮ сидел с каменным лицом, ждал, когда можно будет уйти. Его люди сейчас ныряют в озеро. Вода под светом керосиновых фонарей кажется черной и маслянистой. Танцовщица остановилась, раскинув руки. Кисти рук чуть дрожали, звенели браслеты. Все тише и тише. Андрей почувствовал взгляд, будто кто-то стучался ему в спину. Он оглянулся. Сзади стоял один из воинов Пруга, могучий желтоволосый смуглый мужчина с узкими веселыми глазами. Поверх кольчуги была накинута туника цветов Брендийского союза, за широким поясом три ножа. Он молча смотрел в затылок Андрею. — Как твое имя, отважный воин? — спросил Андрей. — ДрокУ, благородный господин со звезд,— ответил тот. — Я тебя раньше видел. — Я всегда стою по правую руку знаменитого владетеля Пруга,— сказал воин, не отводя взгляда. Перед глазами крутились жонглеры с раскрашенными лицами. Танцовщица сидела в центре круга, посасывая благовония. Неслышными шагами к Андрею подошел слуга. — Вас к телефону, звездный господин. Слуга шел впереди. Они спустились по лестнице в зал, оттуда по другой, более узкой лестнице в основание дыни, в подвал. Там было полутемно. Богато украшенная трубка лежала на столике рядом с аппаратом, похожим на швейную машинку. В трубке стрекотал кузнечик — линия разъединена. — Кто звонил? — спросил Андрей. — Женщина,— ответил слуга.— Она очень волновалась. Андрей начал крутить ручку вызова. Мягкая, пышная, тяжелая ладонь легла на рычаг. — В момент веселья,— сказал наследник Брендийский,— нельзя отвлекаться. Обычаи не следует забывать. Пруг улыбался, но глаза были мутными — он накурился. Под распашонками поблескивала кольчуга. — Tbi останешься с нами,— сказал Пруг.— Танцовщицы ждут тебя на верхнем этаже, повелитель неба. — Гость дома может не бояться угроз,— ответил Андрей. Пруг оттеснил его от телефона. — Андрей, ты здесь? — крикнул с лестницы Витас. — Мы сейчас уходим. Андрей подошел к лестнице. Зачем Пругу нужно, чтобы он остался здесь? И кто звонил — ПетриА? Он был на верхних ступеньках, когда наследник крикнул: — Остановите его! Люди, жавшиеся к стенам, вскочили. Путаясь, в распашонках, Пруг вытаскивал метательный нож. - — С дороги! — рычал он. Но они с Витасом были уже у дверей. В агентстве горел свет, дверь была открыта. В зале для посетителей ни души. — ПетриА! Он окликнул ее тихо, будто боялся спугнуть. — Ушла,— сказал Андрей, успокаивая самого себя. Он уже знал, что надо пройти еще два шага, за высокую стойку, где стоял ее стол. Витас понял, что страх остановил Андрея и не дает ему сделать этих шагов. Он первым подошел к стойке, открыл в ней деревянную дверку, шагнул внутрь и наклонился. Андрей знал, что он трус. Любой человек в Космофлоте знает, что он трус. За что исключен из списков летного состава. 90
Витас исчез за высокой стойкой. — Иди сюда,— позвал он. ПетриА лежала на полу, возле стола, свернувшись калачиком, как ребенок, который почему-то заснул в таком неудобном месте. Витас осторожно приподнял ее голову. Голубой парик соскользнул с черных волос, будто не хотел служить неживой хозяйке. Андрей стоял, опустив руки, смотрел на темное пятно на ее груди и мысленно умолял Ви- таса сказать, что ПетриА только потеряла сознание. — Она умерла,— сказал Витас. — Нет,— сказал Андрей, который знал, что она умерла, уже в ту минуту, когда они вошли в агентство.— Она звонила, она просила приехать. Сколько времени прошло, а мы все не ехали. Витас поднялся, шагнул к столу, к пишущей машинке. Движение его удивило Андрея. Он тупо смотрел, как Витас вытаскивает из машинки нижнюю половину листа, грубо и неровно оборванного. «Шквал»,— было напечатано у оборванного края. — Она писала это, когда они вошли,— сказал Витас. Андрей кивнул. Ему было все равно. — А чтто там? — услышал он голос Витаса. — Мой кабинет,— сказал Андрей.— Он заперт. Витас толкнул дверь, она открылась. — Замок взломан,— сказал Витас. Внутри тоже горел свет. Шкаф, стоявший напротив двери, был раскрыт и пуст. Что же там должно быть? — Что было в шкафу? — спросил Витас. — Ничего интересного,— ответил Андрей.— Мундир. — Кому-то было интересно,— сказал Витас.— И стол взломан. Что было в столе? — Ничего интересного,-— повторил Андрей. Все это не имело никакого отношения к нему. И к ПетриА. — Почему она написала «Шквал»? — донесся настойчивый голос Витаса. — Не знаю. — Ты можешь позвонить в диспетчерскую? Андрей снял трубку телефона. Там не отвечали. — Надо ехать,— сказал Витас. — А она? — спросил Андрей. — Ей мы уже не поможем. Андрей позвонил брату ПетриА и попросил приехать. Он сказал, ч*го с ней несчастье. Больше ничего. Потом склонился и поцеловал ПетриА в висок. Кожа еще сохраняла остат- . ки теплоты. Космофлотовск.ая машина подскакивала на камнях, ухала в рытвины — ей еще не приходилось ездить так быстро по этой отвратительной дороге. Надо бы позвонить Ольсену, они были дружны с ПетриА, но Ольсен уехал куда-то с ВараЮ. Андрей ощущал какую-то связь между покушением у Пруга и смертью ПетриА. А если просто совпадение во времени? — С такой скоростью мы доберемся до космодрома к утру,— сказал Витас. Темные дома-дыни выплывали из темноты, освещенные фарой, и прятались в столбе дыма. Расхлябаыный фургон Космофлота ухнул в очередную выбоину, и его окутало пылью. Когда он выбрался из желтого облака, впереди возникли огни космодрома. Тусклые дежурные фонари, люлька диспетчерской на башне. Ворота на поле были распахнуты, охранника не видно. Андрей затормозил у башни. Было очень тихо. Стайка летучих крыс пролетела низко над головами, и по» коже прошел холодок от их тихого пения. Витас молча следовал за Андреем. Диспетчерская была ярко освещена. Дежурный диспетчер завалился набок в кресле, он был неподвижен. Андрей пощупал пульс. — Он жив. Диспетчер тихо застонал. Витас прошел к экрану и включил его. На экране возник корабль, он был темен и тих. Витас дал увеличение. Люк открыт, пандус опущен. — Где вызов? — спросил Витас. Андрей уже вызывал корабль. Тот не отвечал. — Этого не может быть,— сказал Витас. Андрей обернулся. В открытых воротах космодрома вспыхнул белый круг прожектора и на поле выползла большая военная машина. Из коротких труб белыми столбами рвался пар. Стальной округлый лоб блестел под фонарем. Машина шла полем к кораблю. Андрей бросился к выходу, Витас за ним. Они залезли в фургон и помчались к «Шквалу». Боевая машина затормозила. В открытом люке корабля возникла фигура. 91
— Кто это? — крикнул Андрей, перекрывая рев двигателя. Человек, освещенный прожектором, был одет в светлый костюм и высокую фуражку. — Это ты! — закричал в ответ Витас. Человек редко видит самого себя издали, но Витас был прав. Человек, стоявший у люка, был одет в песочный мундир агента КФ, тот самый мундир, который исчез из кабинета. Из боевой машины выскочили воины в черных коротких туниках поверх кольчуг. С копьями, некоторые с автоматами. Затем вылез грузный человек, закованный в латы. Андрей узнал Пруга, наследника Брендийского. Пру г обернулся, заметил машину Брюса и что-то крикнул воинам, потом быстро побежал наверх, к люку. Человек в мундире Андрея Брюса поспешил за ним. Воины кинулись назад, прячась за броней боевой машины. Короткая пушка начала разворачиваться в сторону паровичка. Оставалось еще пятьдесят метров открытого пространства. Андрей видел на маневрах, что происходит при выстреле взрывчатой картечью. Именно из такой пушки. Андрей резко развернул машину и бросил ее в сторону, чтобы ускользнуть от прожектора. Он успел увидеть, как два воина выволакивают из люка человека, обнаженного и бессильного. Пушка выстрелила. Единственным спасением было скрыться за кораблем. Башня боевой машины разворачивалась, Андрей шкурой чувствовал, как ствол поймал их машину и ведет ее. Он резко затормозил, Витас ударился головой в лобовое стекло. Сверкающая струя пролетела перед самым носом паровичка. Полминуты, чтобы зарядить пушку. Отравленные стрелы били по .боковым стеклам, оставляя на них желтые потеки. Во всю силу врубился могучий прожектор «Шквала». Поле стало светлым и маленьким, спасительная стена корабля была рядом. Но они не успели. Их накрыло следующим выстрелом. Андрею показалось, что он ослеп. Звенело разбитое стекло. Ожгло руку. Машину завертело и понесло. Потом неожиданно наступила тишина. Машина стояла. — Витас,— крикнул Андрей.— Ты что? Витас не отвечал. От выстрелов вспыхнула фанерная обшивка паровичка, кабина наполнялась дымом. Все было неправильно и нереально. Он — агент КФ, он занимается рейсами, размещением гостей, тихое место, тихая работа. Сейчас он вернется и расскажет Петри А о диком сне. Витас оказался со стороны выстрела. Андрей вывалился из машины, на мгновение он потерял сознание от боли, но не отпустил Витаса и вытащил его за собой. Рука ударилась о бетон, и сверху мешком свалился Витас. Дым был ужасен, пламя разгоралось, чтобы сожрать паровичок. Андрей полз или ему казалось, что он ползет, лишь бы скорее спрятаться в спасительную тень под кораблем, как будто там их никто не найдет... Продолжение в следующем номере ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ Зачем нужны метеориты? На этот вопрос нетрудно ответить, когда речь идет о тех метеоритах, которые достигают земной поверхности и затем попадают в руки исследователей. Но, как известно, по большей части метеориты сгорают в атмосфере, и до недавнего времени такие «падающие звезды» годились разве что для гадания. Однако в наш рациональный век им нашлось еще одно и притом не столь романтическое применение. Ионизированные следы метеоритов, влетевших в плотные слои атмосферы, способны отражать высокочастотные радиосигналы, и это позволяет в принципе создавать в дополнение к спутниковым новые системы связи — метеоритные. Aviation Week and Space Technology, 1984, № 6 Задачи воздухоплавания Ходячее мнение, против которого, конечно, следует бороться, является то, что управление аэростатом или устройство летающей машины относится к области тех химер и утопий, которые следует поставить наряду с квадратурой круга и рег- petuum mobile. Это чистейшая ложь. Напротив, из точной науки мы узнаем, что эта задача почти разрешена, что лишь немного недостает для того, чтобы из области необоснованных попыток она вступила в фазис научных изысканий, период, от которого уже очень недалеко до практического применения. «Журнал журналов и энциклопедическое обозрение», 1898, т. I ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ 92
Короткие заметки Плодородный песок пустыни Пустыню почти всегда называют мертвой, потому что человеку в ней не выжить. В раскаленном сыпучем песке способны укореняться лишь самые неприхотливые растения и обитать лишь насекомые и пресмыкающиеся. И уж вроде бы никак нельзя называть песок пустыни плодородным — ведь в нем нет почти никакой органики, непременного компонента любой настоящей почвы. И все же полностью бесплодным песок пустыни назвать нельзя. Минералы, входящие в состав песчинок, служат источником минеральных питательных веществ. Но вот соединениям азота, жизненно необходимым большинству растений, в песке вроде бы неоткуда взяться. Ведь в природе атмосферный азот связывается двумя путями: либо восстанавливаясь до солей аммония при участии ферментов азотфиксирующих бактерий, либо окисляясь до азотной кислоты во время гроз под действием электрических разрядов. Но бактериям в пустыне не очень-то уютно, а грозы там бывают крайне редко... Тем не менее пустыня превращается в цветущий сад, когда в нее приходит вода. Сейчас высказано предположение («New Scientist», 1983, т. 99, № 1374, с. 684), что соединения азота все же накапливаются в песке пустынь и притом в немалых количествах: согласно расчетам, на всем земном шаре не менее 10 миллионов тонн ежегодно в расчете на элементарный азот. Откуда эти соединения берутся? На поверхности песчинок под действием солнечного света, которого в пустыне предостаточно, азот воздуха способе н вза и моде йствовать со следами а дсорби ро- ванной воды и превращаться в аммиак и гидразин. Этот процесс возможен в результате того, что под действием света на поверхности оксида титана, содержащего примесь соединений железа, происходит фото разложение воды и выделяющийся активный водород восстанавливает азот воздуха. Оксид титана в виде минерала рутила содержится, как выяснилось, в песках многих пустынь, а о со- еди не ниях железа уж и говорить не приходится — они содержатся почти в любом песке. Поэтому небиологическая фотофиксация атмосферного азота может оказаться еще одним до сих пор неизвестным процессом, вносящим весомый вклад в кругооборот азота в природе. Но если процесс фотофиксации действительно происходит в природе, так, может быть, его удастся осуществить и в промышленных масштабах? Сегодняшняя научная лаборатория — царство приборов. Они громоздятся на столах, заполняют до потолка стеллажи, оставляя посередине ровно столько пространства, чтобы сотрудники могли кое-как протиснуться к своим рабочим местам. Приборы, приборы, приборы — самодельные и импортные, портативные и неподъемные, устаревшие и самоновейшие автоматические, которые, как астролябия Остапа Бендера, сами меряют, было бы что мерить... Впрочем, чем мерить, обычно не составляет проблемы. Не всегда понятно, как мерить, особенно если речь идет о каком-то новом, необычном явлении. Тут уж приходится изощряться, выдумывая новый прибор, а то и новый способ измерения. Примерами такой изобретательности полна история науки. Вот один из них («Scientific American», 1984, № 3). В начале прошлого века английский химик Уильям Волластон, первооткрыватель палладия и родия, заинтересовался таинственным в то время явлением — «мышечным шумом», возникающим при сокращении мышц (такой шум можно услышать, если заткнуть уши большими пальцами и сжимать кулаки). Волластон задался целью измерить его частоту. Ни микрофонами, ни осциллографами он, естественно, не располагал, зато изобретательности у него хватало. Ученый заметил, что мышечный шум напоминает отдаленный грохот колес, катящихся по булыжной мостовой. Сев в карету, он приказал возить себя по Лондону с разной скоростью, сравнивая при этом звуки колес с мышечным шумом. Оказалось, что их высота становится примерно одинаковой при скорости 8 миль в час. Теперь оставалось только математически обработать результат эксперимента. Лондонские булыжники были тогда стандартного размера — шести дюймов в поперечнике. Восемь миль в час, стало быть, соответствовали 23 с чем-то булыжникам (то есть колебаниям) в секунду, а значит, такой была и искомая частота звука. Точность получалась вполне удовлетворительная: современные измерения дают величину 25 герц. Между прочим, не исключено, что изучение мышечного шума может иметь некоторое прикладное значение в самой неожиданной области. Не одно десятилетие идут споры о том, что привлекает акул к человеку, находящемуся в воде: запах ли, яркие ли пятна на спасательном снаряжении или что-нибудь еще. Так вот, есть данные, что акулы некоторых видов устремляются к источникам звука частотой от 20 до 50 герц... А. ДМИТРИЕВ 93
К' ПС. л - jRMc.Al. Гены и пломбы Люди с совершенно здоровыми зубами встречаются чрезвычайно редко и вызывают у окружающих удивление, смешанное с завистью. Ведь кариес служит причиной тяжких страданий и в ходе болезни, и в процессе лечения; из-за кариеса люди в конечном счете остаются без зубов и вынуждены носить протезы; кариес способствует развитию многих внутренних болезней, да и красоты испорченные зубы никому не прибавляют. Как лечат кариозные зубы, к сожалению, знают почти все: пораженную зубную ткань удаляют с помощью бормашины и затем пломбируют, то есть заполняют полость каким-либо быстро твердеющим составом — амальгамой серебра, цементом, пластмассой. Такие пломбы служат год, два, пять, а то и десять — пятнадцать лет. Но рано или поздно они выпадают и зуб приходится пломбировать вновь. И все это кончается тем, что зуб разрушается настолько, что его приходится удалять. А почему бы не попытаться использовать в качестве материала для пломб не какое-либо инородное вещество, а настоящую эмаль, которая могла бы составить единое целое с больным зубом? Главную часть зубной эмали составляют частички минерала состава CasF(P04K, скрепленные веществами белковой природы — энамелином и амелогенинами. В принципе, смешав все эти компоненты в должной пропорции, можно надеяться на то, что такая пломба будет служит», столько же, сколько и сам зуб. И проблема заключается в том, чтобы научиться получать в достаточном количестве белки, входящие в состав зубной эмали, поскольку минеральный компонент проблем для синтеза не составляет. О том, что белковые компоненты зубной эмали можно получить методами генной инженерии, недавно сообщил журнал "Proceedings of the National Academy of Sciences" A983, т. 80, с. 7254): авторы этой работы рассказали о синтезе одного из белков зубной эмали мышей; это значит, что в принципе можно получить и белки эмали зубов человека. Естественно, исследователи не уверены, что в результате перемешивания всех компонентов зубной эмали получится идеальная пломба, но почему бы не попробовать? Трудно сказать — получится ли из этого исследования какой-либо практический прок. Поэтому до тех пор, пока ученые занимаются своим делом, будем заниматься своим: тщательно чистить зубы и не злоупотреблять сладостями. М. БАТАРЦЕВ
Короткие заметки Польза придирчивости Наверное, придирчивость нужна не всегда (а иногда и вовсе не нужна). Но когда речь заходит о здоровье... Вот, скажем, такой пример: в магазинах многих городов продают молоко с добавкой витамина С, о чем оповещает соответствующая надпись. Хорошо, не правда ли — в молоке действительно маловато аскорбиновой кислоты, так почему же не добавить нам на пользу по 10 мг этого наиважнейшего витамина на каждые поллитра? И добавляют, можете не сомневаться, ровно по расчету, не утаивая ни миллиграмма. Ну а в том стакане, из которого мы пьем молоко,— сколько в нем «аскорбинки»? Странный вопрос — сколько положили, столько и есть. Но, если быть придирчивым и проанализировать магазинное молоко, то окажется — этак с четвертую часть от вложенного, а то и меньше. Куда же девается остальное? Весьма дотошные врачи из города Харькова провели тщательное расследование судьбы витамина С в молочной бутылке. Они отвергли напрашивающееся само собой объяснение — мол, витамин С разлагается на свету. Нет, при хранении молока в темноте «аскорбинка» столь же таинственно пропадала... На молокозаводах бутылки отмывают щелочным моющим раствором, а потом как следует промывают водой, и даже проверяют с помощью фенолфталеина, не осталось ли щелочи в промывной воде. По фенолфталеину — все в порядке. Но когда исследователи промыли бутылки еще раз-другой сами, а потом держали в них молоко и на свету, и в темноте, то потери аскорбинки практически прекратились. А это значит, что аскорбиновую кислоту просто-напросто разрушают ничтожные остатки щелочи на стеклянных стенках: простенькая реакция нейтрализации. Что же из этого следует? Судя по статье в журнале «Вопросы питания» A984, № 2), надо, во-первых, лишний раз мыть посуду и, во-вторых, добавлять чуть больше аскорбиновой кислоты, в расчете на возможные потери. Но еще лучше разливать молоко не в бутылки, а в пакеты и в полиэтиленовые мешки. Знаете, какие в них потери витамина С? Ноль процентов. И даже после кипячения теряется так мало аскорбиновой кислоты, что и говорить не о чем.
тя*-^'•■ х£1Щ%&*Г-1~:* В. Г. НИКОЛАЕВУ, Новочеркасск: У химических источников тока наименьший саморазряд в диапазоне температур минус 2 — плюс 5аС, и, следовательно, это наилучшая температура для их хранения. Н. БЛИНОВОЙ, Москва: Вопреки стойкому заблуждению, из кофе, который продается в магазинах, кофеин не извлекают, содержание этого вещества строго оговорено стандартом — не менее 0,7 % в жареном кофе, не менее 2,8 % в растворимом. Читателю из Чирчика: Приклеивать обои к побеленной стене можно лишь после того, как побелка будет смыта. Г. СТОЛЯРОВУ, Челябинская обл.: Среди минеральных масел, получаемых из нефти, есть не только смазочные (наподобие машинного масла), но и несмазочные — скажем, вазелиновое. Т. Н. КОСЯК, Кривой Рог: Есть три газированных напитка с лимонным вкусом — «Лимонад», «Лимон» и «Лимонный»; первый из них содержит немного яблочного сока и чуть больше сахара, чем остальные, а во втором, в отличие от третьего, есть натуральный лимонный настой. Р. Р. ЗИЯТДИНОВУ, Алма-Ата: Номеров чая много, и они условны, а сортов только шесть: «Букет», «Экстра», высший, первый, второй, третий. В. Г. БОНДАРЕН КО, Харьков: Мнение о несовместимости мяса и макарон ошибочно; если и то и другое вам не противопоказано по отдельности, то не принесет вреда и совместно. Н. Г. ГИТИНАМАГОМЕДОВУ, Дагестанская ССР: Изоляцию труб нередко делают из «асбестового теста»: мелким кусочкам асбеста дают как следует намокнуть в воде, разодрав их по возможности на волоконца, затем сливают лишнюю воду и покрывают трубу набухшей массой. П. Л. БАРУШКО, Москва: Алебастр, негодный для использования по прямому назначению, можно употребить и для известкования, но только на легких (песчаных и супесчаных) почвах, причем в небольшом количестве. О. В- ПОДОЛЬСКОЙ, Чернигов: В домашних условиях возможны лишь первые операции рафинирования растительного масла - нагревание (для коагуляции белковых и слизистых веществ) и фильтрование (для отделения образовавшихся частиц). Н. А. ГОЛУБЕ ВУ, Ставропольский край: Вот один из рецептов верескового чая: по одной части сухих лепестков вереска и шиповника, две части сухих листьев земляники. B. И. КУЗНЕЦОВУ, Ташкент: Надеемся со временем напечатать статью о коррекции зрения и современных контактных линзах, но если бы вы указали свой адрес, то уже сейчас получили бы ответ на вопрос, интересующий вас лично. C. ПОНЯКОВУ, Чернигов: В № J за этот год, на стр. 75, редакция высказала намерение напечатать фотографии, сделанные экипажем акванавтов на подводной горе Ампер в Атлантике, однако, к сожалению, снимки оказались недостаточно четкими; придется ждать следующей экспедиции. А. О., Курган: Мыло «Глицериновое» получило свое название потому, что содержит добавку глицерина. Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, В. Е. Жвирблис (зав. отделом хим. наук), М. Н. Колосов, Л. А. Костандов, В. А. Легасов, В. В. Листов, В. С. Люба ров, Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов, А. С. Хохлов, Н. М. Эмануэль, Г. А. Ягодин Редакция: М. А. Гуревич, Н. В. Ефремов, Ю. И. Зварич, М. Я. Иванова, А. Д. Иорданский, A. А. Лебединский (художественный редактор), О. М. Либкин, Э. И. Михлин (зав. производством), B. Р. Полищук, B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, Л. Н. Стрельникова, Т. А. Сулаева (зав. редакцией), М. Б. Черненко, В. К. Черникова, Р. А. Шульгина Номер оформили художники: B. М. Адамова, А. В. Астрин, Г. Ш. Басыров, Р. Г. Бикмухаметова, Ю. А. Ващенко, И. Н. Мельников, C. П. Тюнин Корректоры Л. С. Зенович, Л. Н. Лещева Сдано в набор 18.06.1984 г. Г 05725. Подписано в печать 12.07.1984 г. Бумага 70X108 1/16 Печать офсетная. Усл. печ. л. 8,4. Усл.-кр. отт. 7769 тыс. Уч.-изд. л. 11.6. Бум. л. 3. Тираж 327 000 экз. Цена 65 коп. Заказ 1557. АДРЕС РЕДАКЦИИ: 117333 Москва В-333, Ленинский проспект, 61. Телефоны для справок: 135-90-20, 135-52-29 Ордена Трудового Красного Знамени Чехоаский полиграфический комбинат ВО «Союзлолиграфлром» Государственного комитета СССР по делам издательств, поли графин и книжной торговли г. Чехов Московской области @ Издательство «Наука». «Химия и жизнь», (984
Про голубику Словно в известном стихотворении о физиках и лириках, одни ягоды находятся в почете, в то время как другие пребывают в загоне. Черника, например,— та в почете: в справочниках, в фармакопее, в домашнем обиходе; а голубика — одно же с ней семейство! — много ли вы знаете о голубике? В некоторых краях ее вообще не почитают за съедобную ягоду, хотя и вкусна, и полезна, и в народной медицине давно известна как доброе средство против лихорадки, и витамина С вдвое больше, чем в родственнице-чернике... Кстати о том, как их различать (на вид — очень похожи). Ягоды голубики крупнее, с сизым налетом, а мякоть зеленоватая и, что нагляднее всего, не красит рот. И это еще один довод в пользу голубики: можно есть ее от души даже перед свиданием, не опасаясь выходить на люди с синими от сока губами и зубами. Голубика растет у нас от Арктики, где она хорошо себя чувствует на каменистых склонах, до Кавказа; причем чем южнее, тем приятнее ей заболоченные места. Она настолько неприхотлива, что на бедных почвах, даже на кислых, плодоносит еще лучше, чем на богатых. Она одной из первых заселяет потревоженные человеком или стихиями земли — вырубки, гари, пожарища. Есть стелящаяся голубика, ее заросли похожи на ковры, а голубика из американских субтропиков вымахивает в рост человека — и на этих деревцах все те же кисло-сладкие освежающие ягоды. Но если так, то отчего бы голубику не выращивать? Да ее и выращивают, преимущественно в Новом Свете; и это, говорят, последняя из распространенных плодовых культур, введенных в сельскохозяйственный обиход: первые сорта появились в двадцатых годах нашего века. Привлекали в голубике не только благородный вид (а отбором и селекцией удалось получить голубые ягоды более сантиметра в диаметре), не только разнообразие видов (раннего и позднего созревания, кислее и слаще, на пироги и на сок, в сушку и на десерт), но и возможность использовать бросовые земли, на которых ничего путного, кроме голубики, расти не жалает. Специалисты считают, что культурная голубика представляет интерес для всего мира — даже в жарких краях есть свои, экзотические виды голубики, и они еще могут преподнести сюрпризы. Но вернемся от экзотики к нашим лесам и торфяникам, особенно к сибирским, где голубике так хорошо живется, а жилось бы еще лучше, если бы ее ввели в культуру. Доводов «за» множество, а против... Да ничего нет против. Естественная кислотность полезна при консервировании. Восковой налет мешает испаряться влаге, и ягоды хорошо хранятся. Отечественные виды, хоть ягоды У них и помельче, не хуже американских, а если что-то надо подправить, то они прекрасно скрещиваются. Правда, с древовидной голубикой нашем климате плоховато, но необязательно же трясти ветки при уборке, можно сгребать ягоды или всасывать — понятное дело, не ртом, а машиной. Но это когда-нибудь, а пока, во второй половине лета, встретив в лесу сине-голубую ягоду с восковым налетом на кожице, не поленитесь наклониться за нею. Пора уже перевести ее из загона на полагающееся ей почетное место.
Эпитет к слову «арбуз» Есть известный психологический тест на широту и нестандартность мышления. Испытуемый должен быстро подбирать эпитеты к предлагаемым словам, и по тому, насколько эти эпитеты неизбиты, судят о мышлении человека, его способности думать нетривиально. Так вот, к слову «арбуз» каждый второй, наверное, предложит определение «астраханский». И неудивительно: астраханские арбузы отличаются не только отменными размерами — до пуда и больше, но и отменной сладостью — до 11 % сахара. Их превосходные качества в огромной мере связаны с климатом в местах их произрастания. Чтобы арбуз вырос большим и крепким, нужно много тепла и солнечного света, чтобы он был изнутри ярко- красным и сладким, в период созревания должно быть жарко и сухо. В Нижнем Поволжье, под Астраханью, эти условия соблюдаются идеально. Летом влажный и прохладный воздух Атлантики доходит сюда крайне редко, а если доходит, то так подсушивается по дороге, что дождей с собой не приносит. Господствующие ветры — восточные и юго-восточные — несут жар пустыни. И потому две трети года здесь теплее 10 градусов, в июле и августе, когда наливаются арбузы, среднемесячная температура (она, как всегда,— на карте) значительно выше 20 градусов, случаются дни, когда термометр показывает все 45 градусов. В общем, с жарой здесь все в порядке, с сухостью — тоже: в теплое время года осадков выпадает не больше 150 мм. Но арбузам, как и всем растениям, нужна вода. Вода есть, она остается глубоко в почве после весенних паводков — рядом Волга и Ахтуба. Длинные корни арбуза вытягивают влагу с метровой глубины, накачивают ее в толстый стебель и сочный плод. Теперь понятно, почему так хороши астраханские арбузы и почему так трудно подобрать сходу к слову «арбуз» какой-то другой, нетривиальный эпитет... 1Ш Иадати ibcibo .Наука- «Химия и жизнь». 1984 г., № 8 1—96 стр. Индекс 71050 Цеиа 65 коп.