Текст
ISSN 0130-5972
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
2
1981
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ Ежемесячный научно-популярный журнап Академии наук СССР
иэдмтся с 196S года № 2 феаоапь 1981
Навстречу
XXVI съезду КПСС
НАШЕ ОБЩЕЕ ДЕЛО
М. Кривич. НОВЫЕ НОРМЫ
В. Г. Дебабов. ИНЖЕНЕРНЫЙ ДЕБЮТ ГЕННОЙ
ИНЖЕНЕРИИ
2
4
12
Проблемы и методы
современной науки
Экономика, производство
Проблемы и методы
современной науки
Экономика, производство
Репортаж
Гипотезы
Проблемы и методы
современной науки
Спорт
Литературные страницы
А. А. Аскадский. АТОМ ПЛЮС АТОМ ПЛЮС
ТЫСЯЧИ АТОМОВ
Г. А. Балуева, М. С. Вигдергауз. СКВАЖИНЫ
НА ЮЖНОМ КУПОЛЕ
В. В. Копылов. ТЫСЯЧИ ТОНН МАСЕЛ
Е. С. Воронцов. РАДУГА НА МЕТАЛЛЕ
Д. Осокина. КУКУРУЗНЫЙ ПОТОК
К. С. Петровский. ВКУСОВЫЕ ВЕЩЕСТВА
В. Станцо. РТВЕЛИ
Е. К. Тарасов. СЛУЧАЙНА ЛИ ЭВОЛЮЦИЯ?
Е. Д. Свердлов. ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА
«ПЕРВИЧНОЙ СТРУКТУРЫ», ИЛИ КАК ЧИТАЮТ ДНК
(Окончание)
Ю. М. Вашкевич. ЕЩЕ ОДИН ГОРНОЛЫЖНЫЙ БОТИНОК
Ю. А. Фурманов. ЖУК, МОХЕР И ДРУГИЕ
18
23
30
33
36
43
47
56
66
72
86
НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ
ОБЛОЖКИ —линогравюра
заслуженного
художника
Азербайджанской ССР
Р. Бабаева
« Шире ан нефть»
(к статье «Скважины
на Южном Куполе»)
ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ
БАНК ОТХОДОВ
ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ!
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
ИНФОРМАЦИЯ
КОНСУЛЬТАЦИИ
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК
ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ
КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ
ПИШУТ, ЧТО...
ПЕРЕПИСКА
10
17
28
54
65, 84
75
76
82
93
94
96
НАШЕ
ОБЩЕЕ ДЕЛО
У нл vo3flHCTReHHoe дед1г
Haii об шее дел'
~г ама* ^1я на интересна по,.к
1 1.. *ниь
Этот номер журнала выходит в свет накануне XXVI съезда
Коммунистической партии Советского Союза, съезда, на
котором будут проанализированы итоги предыдущего пятилетия и
определены очередные задачи страны.
В проекте «Основных направлений экономического и
социального развития СССР на 1981—1985 годы и на период до
1990 года», вынесенном Центральным Комитетом КПСС на
всенародное обсуждение, очерчены контуры гигантского
хозяйственного дела. «В восьмидесятые годы,— говорится в
проекте,— Коммунистическая партия будет последовательно
продолжать осуществление своей экономической стратегии,
высшая цель которой — неуклонный подъем материального и
культурного уровня жизни народа, создание лучших условий
для всестороннего развития личности на основе дальнейшего
повышения эффективности всего общественного производства,
увеличения производительности труда, роста социальной и
трудовой активности советских людей».
Дальнейший экономический прогресс будет во многом
зависеть от того, в какой степени промышленность и сельское
хозяйство страны сумеют реализовать накопленные советской и
мировой наукой прогрессивные технические идеи и решения.
Целевые комплексные программы, в том числе столь важная,
как продовольственная, будут выполняться тем успешнее, чем
полнее они будут учитывать новейшие научные достижения и
в области конкретных технологий, и в области управления
хозяйством. Поэтому одним из самых главных участков всего
хозяйственного дела становится взаимодействие между наукой и
производством. Только в таком взаимодействии можно
сохранить и упрочить производительные возможности природы,
решить сложную проблему комплексного использования сырья.
Для укрепления экономического потенциала страны,
осуществления социальных программ важное значение имеет
продолжение курса на опережающее развитие тех отраслей,
которые определяют структурные сдвиги в народном хозяйстве.
В полной мере это относится к химической промышленности.
За годы десятой пятилетки наша химическая индустрия
продвинулась вперед: на 30% возросли поставки удобрений сель-
2
скому хозяйству, больше стало пластмасс, искусственных и
синтетических волокон, стеклопластиков, товаров бытовой химии.
Совершенствовалось и управление химической
промышленностью. Однако до полного удовлетворения потребностей страны
в химических продуктах еще далеко. И в одиннадцатой
пятилетке, и в дальнейшем потребуются большие усилия, чтобы эта
задача была решена.
Семидесятые годы дали немало образцов планомерных
усилий, настойчивой, выдающейся в своем роде, работы. О
лучших людях и коллективах, о передовом опыте и
социалистическом соревновании рассказывалось и на страницах «Химии и
жизни». В этом номере читатель найдет очерк о работе
лауреата Государственной премии СССР машиниста экструдера
Владимирского химического завода А. Д. Магницкой. То, что
в семидесятые годы было достижением сотен и тысяч лидеров,
в восьмидесятых должно стать нормой для сотен тысяч и
миллионов.
За прошедшее пятилетие был существенно пополнен
научный задел в важнейших областях народного хозяйства страны.
На страницах нашего журнала уже было рассказано о многих
научных исследованиях, результаты которых дают новый
импульс техническому прогрессу в промышленности и сельском
хозяйстве, способствуют развитию тех отраслей, от которых
более всего зависит быстрейшее повышение народного
благосостояния. О нескольких таких работах можно прочитать и в
этом номере журнала. В частности, об инженерном дебюте
советской генной инженерии: в нашей стране впервые в мире
созданы штаммы микроорганизмов, способных в
промышленном масштабе продуцировать незаменимую аминокислоту
треонин, важный компонент кормовой базы животноводства.
О полученных московскими химиками новых веществах,
позволяющих сберегать ежегодно тысячи тонн пищевых
растительных масел. О разработанном нефтехимиками Татарии
способе, позволяющем извлечь ценнейшее углеводородное
сырье из пород, которые ранее считались непригодными для
практического использования. «Химия и жизнь» и впредь будет
рассказывать читателям о научных исследованиях и
разработках, вносящих ценный вклад в наше общее дело.
Экономическая и социальная стратегия Коммунистической
партии осуществляется одновременно в заводском цехе и на
животноводческой ферме, в научной лаборатории и на
стройке, на колхозном поле и в вузовской аудитории. «Только
труд является источником приумножения национального
богатства. Общество может распределять лишь то, что
произведено»,— эти слова из проекта «Основных направлений»
глубоко справедливы. Какой благородной ни была бы задача, ее
выполнение зависит не от благих намерений и добрых
пожеланий, а от труда, знаний, упорства в достижении целей.
От нашего с вами, уважаемый читатель, труда, наших
знаний, нашего упорства. 3
Навстречу XXVI съезду КПС!
Новые нормы
РАССКАЗ О РАБОТЕ
ЛАУРЕАТА
ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРЕМИИ СССР
МАШИНИСТА ЭКСТРУДЕРА
ВЛАДИМИРСКОГО ХИМИЧЕСКОГО ЗАВС, А
А. Д. МАГНИЦКОЙ
УПЛОТНИТЕЛЬ
Среди многочисленной и
разнообразной продукции Владимирского
химического завода особое место — по
крайней мере для нашего рассказа —
занимают уплотнители для дверей домашних
холодильников.
Двери холодильника должны плотно
закрываться, иначе холодильник не
будет холодильником. И вплоть до конца
шестидесятых годов выпускались и
продавались холодильные шкафы с замком,
открывающимся снаружи с помощью
дверной ручки. Снаружи дверца
открывается просто и без усилий. А вот
изнутри холодильник открыть нельзя. Но
в каких случаях это, скажите на милость,
нужно? Оказывается, были такие случаи.
Заберется пятилетний мальчишка в
белый шкаф, сидит, согнувшись в три
погибели,— и доволен: прохладно, да
и никто не догадается, где укрылся.
Поищут-поищут его партнеры по игре
в прятки и отступятся. А тут мороз
пробирает, выйти бы из убежища, да
дверца не открывается. Хорошо, если
взрослые услышат плач и придут на помощь.
С дверцей холодильника надо было
что-то делать. И в один прекрасный
день явилась в некую конструкторскую
голову счастливая мысль — прижимать
дверцу к корпусу магнитом: решено
было сделать мягкий пластиковый
уплотнитель со специальным пазом, внутрь
которого вкладывается гибкая полоска
из магнитного материала. Но когда
конструкторы стали переносить идею на
ватман, у простой детали оказался
довольно сложный профиль: нижняя
часть — для крепления по периметру
дверцы, верхняя — для магнита,
средняя — своего рода пружина, сильфон.
И уплотнитель в результате усилий
конструкторов и технологов превратился в
замысловатое устройство, чертеж
которого перед вами.
На десятках заводов выпускают
разные холодильники. Естественно, разных
размеров и уплотнители. Полсмены
работает цех на Москву, потом полсмены
на Орск, затем две машины из
следующей смены — на Муром, а остальные —
на Харьков и Уссурийск. И т. д. Делают
уплотнители в цехе № 2, на экструде-
рах. Работают на этих машинах только
женщины, должность которых носит су-
губо мужское название «машинист».
Одна из них — А. Д. Магницкая.
МАШИНА
Следить за работой даже очень простой
машины, из которой выходит готовая
вещь, всегда интересно.
Вот из расщелины между камнями
прямо на тебя медленно выползает
серая змея. Ее движения усыпляюще
равномерны. И вдруг змея неуловимо
быстро вскидывает голову и бросается.
Промах! А из расщелины уже
появилась голова новой змеи...
Броски следуют один за другим
через каждые 10—12 секунд. После
короткого полета серые ленты падают
одна к одной на блестящий металлический
стол. Проходит несколько минут, и на
столе уже лежит их целая груда.
Разумеется, читатель понял, что
серые змен —всего лишь игра
воображения. Из машины вытягивается
бесконечная лента уплотнителя, через
определенные промежутки времени
срабатывает реле, нож обрубает ленту, струи
сжатого воздуха сбрасывают
отрезанный кусок на стол.
Простейший аналог одной из самых
распространенных в переработке
пластмасс машин, экструдера,— это обычная
мясорубка. Шнек — вал с червячной
нарезкой — вращается в длинном
стальном цилиндре. Температура в экструде-
ре выше ста градусов, сжатые и
нагретые гранулы расплываются и
превращаются в однородную массу, которую
червяк гонит к увенчанной
насадкой-фильерой головке машины. Из насадки
непрерывно выходит лента уплотнителя,
которая тут же попадает на длинный
транспортер. Он вытягивает ленту и
несет ее под нож. По пути не
разрезанный еще уплотнитель омывается
струйками холодной воды, охлаждается,
обретает все механические свойства
готового изделия. И в конце концов
достигает щели, в которой ходит пневмо-
4
нож. Что происходит в этой щели, мы
уже подробно рассказывали.
И в заключение главы —
высказывание машиниста о своих машинах. Анна
Дмитриевна Магницкая:
«Экструдер — машина с норовом.
Один работает годами безукоризненно,
другой еле тянет. Почему так? Знаете,
как бывает: один человек от рождения
здоровый, крепкий, а другой болеет и
болеет. Так и машины...».
ЦИФРЫ
А. Д. Магницкая работает на
Владимирском химическом заводе 28 лет.
В 1970 году она обратилась к
администрации цеха с предложением
увеличить норму выработки уплотнителей и
призвала других рабочих следовать ее
примеру. За годы IX и X пятилеток эта
норма, по инициативе А. Д. Магницкой
и других машинистов, пересматривалась
несколько раз и возросла более чем
вчетверо. Первоначально сменная
выработка уплотнителей одним рабочим
составляла 65 кг, затем 80 и 180 кг,
сегодня она достигла 300 кг.
Девятую пятилетку А. Д. Магницкая
выполнила в сентябре 1974 года,
выпустила продукции сверх пятилетнего
плана на 151 тысячу рублей. За-успешную
работу в IX пятилетке награждена
орденом Трудового Красного Знамени.
Задание X пятилетки выполнено
А. Д. Магницкой в декабре 1979 года.
В мае 1980 года она работала в счет
марта 1981 года, выполняя ежемесячно
норму в среднем на 127%.
С 1970 года на заводе пересмотрено
На чертеже свыше тридцати
размеров. Неважно, что
проверке и технической
приемке ОТ К подлежат
не все цифры.
Размеры есть размеры.
Допуски жесткие.
Достаточно сказать, что
разброс толщины тоненькой
стеночки не должен
превышать сотой доли
миллиметра. А сделана
эта стеночка не из твердого
и прочного металла, а из
мягкого и тягучего пластика
на основе поливинил хлор ид а.
Немного поплыли
размеры — брак; бороздка,
царапина на поверхности —
тоже брак: царапина
может оказаться каналом,
по которому тепло станет
утекать из холодильника.
Чуть деформирован паз
для магнита — магнитная
полоска будет вставляться
с усилием, сборка аппарата
на другом заводе
затруднится. Тоже брак.
Очень непростой
оказывается простая деталь
455 норм, с экономическим эффектом
213,6 тысячи рублей.
СМЕНА
Цех небольшой и очень чистый.
Несколько одинаковых машин стоят рядком:
аккуратно выкрашенный зеленой
краской экструдер с длинной
транспортерной лентой, рядом желтые шкафы с
приборами, потом опять экструдер,
опять шкафы и так далее. Шум машин,
звонкие щелчки пневмоножей.
Пока я оглядывался и прислушивался,
по короткой лестнице сбежала вниз, в
цех, Анна Дмитриевна — невысокая,
крепкая, ладная, в черных брюках и
куртке. Поздоровалась с женщиной,
которую пришла сменить, заглянула в
технологический журнал, прошла вдоль
одной машины, перебежала к другой.
Здесь нужно небольшое пояснение.
В те далекие уже времена, когда
норма выработки уплотнителей составляла
сначала 65, 80, даже 180 килограммов,
в распоряжении машиниста был один
экструдер, который в среднем, при
хорошем сырье, при удачной работе,
давал за смену добрых 200 кг. В цехе
понимали, что дальше кардинально
увеличивать выработку нельзя —
технические возможности машин имеют свои
пределы. И тогда появилась идея
создать бригады из двух машинистов,
обслуживающих три машины. Это и дало
возможность довести сменную норму
выработки уплотнителей до 300 кг.
Таким образом, у машиниста стало
полторы машины, одну из трех
обслуживали сообща. А в последнее время из-
5
Лауреат Государственной
премии СССР
А. Д. Магницкая
за нехватки людей в цехе некоторые
бригады распались. И лучшие
машинисты экстр уд еров — А. Д. Магницкая,
Л. Г. Кукушкина, Л. Я. Варежки на,
Т. И. Гвоздкова, Л. П. Мосичева и
другие — взяли по две машины.
Машины Магницкой — № 15 и 17.
Пятнадцатая—из тех, которые, по
словам Анны Дмитриевны, «от рождения
здоровые и крепкие»; семнадцатая
здоровьем слабее, зато норовистее. Сейчас,
на моих глазах, они обе работают с виду
абсолютно одинаково, заваливая свои
столы кусками серой ленты. Анна
Дмитриевна подхватывает очередную охапку
и, смешно зажав в зубах шариковую
ручку, которой время от времени что-то
помечает в технологическом журнале и
надписывает упаковочные ярлыки,
быстрым шагом устремляется к плоскому
деревянному ящику. Быстро-быстро
укладываются ленты, одна к одной.
Слой уплотнителей уложен, сверху
кладется лист бумаги, потом еще слой.
Ящик готов, его увозят, Магницкая
принимается за следующий. И тут же,
резко отшвырнув очередную ленту, раз*
ворачивается и устремляется к
пятнадцатой машине. Возле нее поверх
аккуратных уплотнителей скручивалась
длинной-предлинной змеей неразрезанная
лента. Отказал нож. Неполадка была
мгновенно устранена, нож вновь
защелкал через каждые положенные 10—
12 секунд. Анна Дмитриевна нарезала
ножницами ленту и вернулась к
незаполненному ящику.
Потом она снова укладывала
уплотнители в ящики, быстрым шагом
следовала от машины к машине: то спокойно,
улыбаясь,— чтобы прихватить охапку
лент, то встревоженно — отказывали
ножи, пробивался брак. Она ловко
исправляла неисправное, записывала
показания приборов, взвешивала
уплотнители на весах, чтобы записать на
ярлыке вес продукции в ящике,
манипулировала микрометром и коротким
обрезком линейки, который то появлялся
в ее руках, то исчезал в большом
нагрудном кармане куртки,
металлическим шаблончиком, который должен
легко входить в пазы уплотнителей.
Причем к измерениям она прибегала не
часто, но всегда, как оказывалось,
вовремя: контролируемые размеры
начинали неуловимо меняться — надо
было вмешиваться в работу экструдера,
который, казалось бы, все делает сам.
А вмешательство это заключалось в
том, что Магницкая чуть-чуть, почти
незаметно поворачивала ручки одного
или нескольких потенциометров,
вынесенных на щит управления машины. Она
немного ускоряла вращение шнека и
транспортерной ленты или, наоборот,
пускала их помедленнее, она самую
малость увеличивала температуру в одной
зоне и снижала — в другой.
Как бы ровно ни шел автомобиль,
опытный водитель даже на гладком и
прямом участке дороги все время
перебирает рулевое колесо. Он
предвосхищает малейшее отклонение от курса,
хотя дорога, повторяем, хорошая и
опасаться аварии не приходится.
Технологическая трасса, по которой ведут
свои машины машинисты экструдеров
цеха № 2, тоже достаточно широкая.
Инструкция позволяет держать
температуру в довольно широких пределах,
например у насадки 140±20°С. Если
температура ниже технологических
рамок, пластик в экструдере станет
слишком вязким, с трудом будет
продавливаться через фильеру, на уплотнителе
появятся сужения и даже разрывы. При
превышении температуры, наоборот,
в насадку пойдет излишне жидкая
масса, ее выдавится больше, чем нужно,
получится бесформенный жгут.
Таково грубое, самое схематичное
обоснование температурных обочин на
технологической трассе. Есть еще масса
6
физико-химических причин, по которым
в разных зонах экструдера надо
подбирать особую, оптимальную
температуру, причем день ото дня, смена от
смены эти температуры меняются, ибо
хотя бы немного, но меняется сырье. И в
результате технологическая трасса, а
точнее, ее оптимальная полоса
оказывается довольно узкой. Вот и
приходится машинисту то и дело перекладывать
руль, чтобы не оказаться на обочине,
проще говоря, не начать делать брак.
«Вообще-то укладывать ленту в
ящики, писать ярлыки, записывать
температуру можно обучиться за неделю. А вот
точно регулировать работу машины
вряд ли. На это нужны годы. Скажем,
подбирать нужную температуру, как в
детской игре «тепло-холодно», нельзя.
Целой смены не хватит, да и продукции
не будет, сплошной брак. Я вот ее,
температуру, просто чувствую...» — говорит
Магницкая.
А Л. Я. Варежкина, работающая
рядом с ней, на соседней машине,
объяснила происхождение этого опыта,
чувства интуиции предельно лаконично:
«Набьешь холку — добьешься толку».
Восемь часов пролетели незаметно.
Для меня — потому что все было
внове, для Магницкой — потому что у нее
не было ни минуты свободного
времени. Пришла сменщица, женщины
поздоровались. Анна Дмитриевна
записала в журнал итог своей сегодняшней
работы: пятнадцатая машина — 250 кг,
семнадцатая — 218, сумма — 468 кг.
А сменная норма, как читатель,
наверное, помнит,— 300 кг.
ТРУДНОСТИ
На следующий день, опять выйдя с
Анной Дмитриевной в смену, я углубился
в изучение технологического журнала.
Надо сказать, что записей,
свидетельствующих о благополучной и
высокопроизводительной работе, оказалось
совсем не мало. Но встречается и такое:
«Четыре раза чистили насадку. 120 кг».
Это о пятнадцатой машине, которая, как
правило, меньше 200 килограммов не
дает, а иногда расщедрится и на 300.
А вот совсем уж скорбная запись, крик
души: «Всю смену идет брак. Ссыпали
сырье. Подбирали режим. Не идет.
Чистили, снова пустили. 29 кг».
Виновны ли машинисты экструдеров
второго цеха в том, что фильеры время
от времени неожиданно забиваются и
их надо чистить, теряя драгоценное
время?
Как явствует из технологической
инструкции, за исправное состояние
оборудования отвечает наладчик, а машинист
в случае неисправности имеет право
прекратить работу и требовать (не
просить — требовать) у начальника смены,
у технолога, у начальника цеха принять
незамедлительные меры. Так и
поступают, требуют. Потому что сидеть
сложа руки никому не интересно: у цеха
план, у смены социалистические
обязательства, у машиниста обязательства
личные и к тому же (не последнее
депо) оплата труда машиниста сдельная.
Разумеется, лица, именуемые
администрацией, тоже никак не
заинтересованы, как говорится, тянуть резину — за
план-то отвечают они. Зовут наладчика,
и наладчик тут как тут.
Машинисты в цехе, как уже
говорилось, все сплошь женщины, а
наладчики, наоборот, только мужчины. И хотя
они в численном меньшинстве,
должность у них ключевая, и ответственность
на них лежит огромная. Так, возможно,
в цехе неважно обстоит дело с
наладчиками? Нет, в большинстве своем это
рабочие высокой квалификации. Быстро и
ловко устраняют они неисправности,
чинят насадки и вновь пускают машины.
Но время-то все равно уходит.
Не в машинистах дело, не в
наладчиках. Так в ком же или в чем же?
Объясняет начальник второго цеха Н. И. Ап-
ряткина:
«Машины проработали больше
десяти лет, поизносились; зазоры между
цилиндром и шнеком разные. Отсюда
и особенности каждого экструдера, их
особый норов.
Вторая проблема — насадки.
Сложный профиль, жесткие допуски.
Выполненная по чертежу насадка не работает,
ее надо еще доводить на машине.
Причем работать она будет лишь на том
экструдере, где доводилась: у каждой
машины свой захват, своя
выдавливающая способность. В состав сырья входит
в качестве наполнителя мел или тальк,
иными словами, абразивные частицы.
Они растачивают фильеру, ее
геометрия меняется, меняется и скорость
истечения.
Третья проблема, пожалуй, самая
важная и сложная. Это сырье. К нему
у нас особенно много претензий. Во-
первых, пластикат непостоянен по
молекулярному весу. Здесь у нас нет
претензий к четвертому цеху — они
сами получают разную смолу и этому не
рады. А вот что нас режет — это
механические примеси. Весь брак из-за них».
Вообще спор о сырье, о злосчастных
песчинках, которые в него попадают,
мог бы лечь в основу прекрасного
производственного конфликта для пьесы
или романа из заводской жизни. Ни в
коей мере не претендуя на роль
третейского судьи в этом споре — это бы-
7
ло бы по меньшей мере наивно,— я
сходил все же в четвертый цех, где его
начальник В. М. Ефимов показал мне,
как готовится гранулированный поливи-
нилхлоридный пластикат. Цех многое
делает для улучшения качества своей
продукции. И тальк заменили мелом
потому, что у мела не столь выражены
абразивные свойства. И тару, в которой
пластикат доставляют к экструдерам,
тоже усовершенствовали — во имя
чистоты.
А откуда песчинки? Ефимов честно
признался, что пока не знает. Может
быть, это кусочки окалины, которые
попадают в кучу гранул с тележек, с
пневмотранспорта, из бункера экструдера.
А может быть, все-таки виноват их,
четвертый цех. Надо полагать, что это
расследование придет в конце концов к
благополучному завершению.
Может быть, говоря о трудностях, мы
несколько сгустили краски. Но если бы
в цехе н на заводе все было просто и
легко, если бы машины сами по себе
выбрасывали безукоризненного
качества продукцию, а руководители цеха,
начальники смен и машинисты только
любовались своими машинами, стоило
бы обо всем этом писать?
НОРМЫ
В короткой справке, которую дал
завод, выдвигая Магницкую на
Государственную премию СССР 1979 года за
наивысшие достижения в труде,
отмечается и ее общественная работа, и
отличные производственные результаты.
Но надо полагать, одна из самых
почетных наград страны присуждена героине
нашего очерка не за пение в цеховом
самодеятельном хоре и даже не за
перевыполнение плана. Поют и при этом
хорошо работают многие. Главная
заслуга Магницкой в том, что она
положила начало новому движению в
отрасли — за пересмотр норм выработки.
Сегодня, по прошествии десяти лет,
уже трудно в деталях реконструировать
первые шаги почина Магницкой.
Поэтому вновь предоставим слово
непосредственным участникам событий.
А. Д. Магницкая:
«Все было очень просто. Я работала
на одной машине с Таней Большаковой.
Говорю ей: несерьезная эта норма для
нашей с тобой машины, больше надо
делать. Она согласилась со мной. Я
написала заявление начальнику цеха —
чтобы норму увеличили до 80
килограммов. Потом Таня такое же заявление
понесла. С нами согласились, норму
подняли».
Директор завода Р. Б. Цоколаев:
«Когда завод начинал выпускать
уплотнители, я был главным инженером.
Меня приводила в уныние
производительность экструдеров. Мы корили
инженеров: машины не дают
необходимой заводу отдачи, завод не
справляется с поставками. Инженеры ссылались
на объективные причины — паспортные
данные экструдеров не позволяют
делать больше изделий такого сложного
профиля.
Магницкой и ее товарищам по цеху
трудно было увеличивать скорость
машин, у них тоже хватало объективных
причин держаться за старые нормы. Но
эти люди в понимании резервов труда
шли порою дальше инженеров. А когда
человек понимает, на что способна
техника, ее возможности существенно
возрастают, иногда даже вопреки
паспортным данным и другим объективным
обстоятельствам.
Планировать принято от
достигнутого передовыми рабочими. Значит,
напряженней стали планы, все стали
работать лучше. Мы обеспечиваем заводы
холодильников, больше нам
уплотнителей и не нужно. Так что это
производство не делает погоды. Делает погоду
трудовая идеология Магницкой».
Мы часто говорим о технической
идеологии завода, конструкторского бюро,
института, подразумевая под этим
совокупность главных, основополагающих
идей научного или производственного
коллектива. Цоколаев говорит о
трудовой идеологии. Мне кажется, он вводит
очень точное понятие. Быть на острие
соревнования, быть впереди, вести за
собой других, утверждать своим трудом
новые нормы человеческого поведения
и новые технические нормы — это и
есть передовая идеология
социалистического труда.
СТИМУЛЫ
Не высшая математика, а простая
арифметика хозяйствования заставляет
экономистов следовать важному правилу:
темпы роста производительности труда
обязательно должны обгонять темпы
роста заработной платы. Это
необходимое условие государственной
экономической политики. И следуя ему, везде,
где это возможно с технической и,
разумеется, социальной точек зрения, время
от времени увеличивают нормы
выработки. К таким мероприятиям относятся
с пониманием, поскольку они для
нашего общества необходимы и
сопровождаются серьезной разъяснительной
работой администрации и общественных
организаций. Но одно дело понимать
необходимость, другое — собственно-
8
ручно замахнуться на основы
собственного материального благополучия.
Денег пока никто не отменял. Предлагать
увеличить себе норму — не значит ли
рубить материальный сук, на котором
сидишь?
«Заработаю копейку — экономлю, а
рвать не люблю»,— отвечает Анна
Дмитриевна. Ее и других машинистов,
далеко перекрывавших задания и полу-
чавших за это соответствующее
вознаграждение, никто не обвинял и не мог
обвинить в рвачестве. Но работать по
низким нормам, трудиться вполсилы
или же малой ценой становиться
передовиком и было для нее рвачеством.
...Люди поддержали Магницкую, но
это, конечно, не значит, что совсем не
было раздраженных реплик: тебе что —
больше всех надо? Отвечала Анна
Дмитриевна просто — да, надо. И вопросы
подобного рода постепенно
прекратились. А те, кто их задавал, сами мало-
помалу вошли во вкус настоящей работы
и убедились, что новая норма по
карману никого не ударила.
Кстати, почему не ударила? По двум
причинам. Во-первых, специалисты
отдела труда и заработной платы
разработали систему материального
поощрения рабочих, которые по собственной
инициативе переходят на повышенные
нормы выработки. Если норма возросла
более чем на 20%, полгода работникам
выплачивается премия — половина
полученной экономии. Если задания
увеличились меньше чем на 20%, премию
платят три месяца. Таковы, простите
парадоксальный оборот, материальные
стимулы альтруизма. А во-вторых, когда
истекает срок выплаты премиальных и
рабочий остается, так сказать, один на
один с предложенной им самим
повышенной нормой, она, норма, вовсе не
кажется такой уж высокой: с ней
свыкаешься, как со старой, входишь в
азарт, начинаешь ее перевыполнять и
вновь получаешь те самые лишние (не
лишние, конечно, а дополнительные)
рубли и копейки, потеря которых
пугала многих.
Почти впятеро увеличились нормы, а
заработки машинистов не упали, а
возросли. Задания выполняются, цех
справляется с программой и перекрывает ее,
идут премии.
Материальные стимулы сработали
хорошо. Но не менее действенными
оказались моральные стимулы,
побуждавшие людей вскрывать резервы
своего труда, резервы техники. Анна
Дмитриевна Магницкая и ее последователи,
говорит секретарь парткома А. В. Гари-
шин, стали самыми уважаемыми
людьми в коллективе. Им грамоты и
дипломы, они в президиумах собраний и
заседаний, их портреты в заводской
многотиражке. А уважение людей, право
же, значит не меньше хороших
заработков. Тем более, что заработки, как уже
говорилось, остались хорошими.
ПОСЛЕДОВАТЕЛИ
Последователи у Магницкой появились
буквально в первые же дни — сразу же,
как завод облетела весть о ее
предложении. На столы начальников цехов
одно за другим ложились заявления
рабочих. Рассматривали их без задержки.
И даже если нормировщики считали,
что рабочий, откликнувшийся на
инициативу Магницкой, не столь уж
радикально пересматривал свои нормы
выработки, дабы оставить за собой пресловутый
резерв, все равно предложение
безоговорочно принимали. Потому что,
считает начальник заводского отдела труда
и зарплаты 3. М. Буркова, моральная
ценность любого такого заявления для
завода много выше возможного
экономического эффекта от пересмотра норм.
Всего, как мы уже знаем, за две
пятилетки на заводе по предложению
рабочих пересмотрели свыше 400 норм.
Много это или мало? Р. Б. Цоколаев
считает, что идеологию Магницкой
используют на Владимирском химическом
пока недостаточно. Что ж,
неудовлетворенность сделанным куда лучше
самоуспокоенности. Но 400 пересмотренных
норм, положа руку на сердце, все же
величина. И прежде всего моральная.
Если на заводе уже написано свыше
четырехсот заявлений с просьбой
повысить задания, значит, каждый
ощущает воздействие идеологии Магницкой.
Как пойдет дело дальше? На этот
вопрос ответил начальник Управления
труда, заработной платы и рабочих
кадров Министерства химической
промышленности СССР Г. И. Комов:
«Следующий шаг — использование
опыта Магницкой на семи заводах
Всесоюзного объединения «Союзхимпласт».
А потом, обобщив результаты этой
работы, мы будем распространять почин
во всей химической промышленности.
Думаем, что у него еще будут тысячи
последователей».
Тысячи последователей Магницкой
будут в восьмидесятые годы
пересматривать на своих заводах и комбинатах,
в своих цехах, на своих рабочих местах
нормы выработки, утверждая тем
самым новые, передовые жизненные
нормы, новую трудовую идеологию.
М. КРИВИЧ,
специальный корреспондент
«Химии и жизни»
9
последние известия
Пятое
состояние
вещества?
Советские физики
предсказывают, что при рвспаде
плазмы вещество может
переходить в новое,
неизвестное до сих пор науке
состояние.
Вещество полностью переходит в состояние плазмы,
если оно нагрето до десятков тысяч градусов или еще
больше. При такой температуре электроны отрываются
от атомов. Получается газ, состоящий из заряженных
частиц — электронов и того, что осталось от атомов,—
ионов. Вещество в плазменном состоянии обладает
совершенно особыми свойствами: проводит
электрический ток, подчиняется действию магнитных полей,
отражает подобно зеркалу радиоволны и так далее.
Изучением особенностей такого состояния вещества
занимается физика плазмы. В основном эти исследования
носят прикладной характер в связи с проблемой
управляемого термоядерного синтеза. Но и изучение
плазмы самой по себе уже дало и продолжает давать
много интересного. Недавно журнал «Письма в ЖТФ»
A980, т. 6, вып. 4) опубликовал сообщение Э. А. Ма-
ныкина, М. И. Ожована и П. П. Полуэктова о новой
работе в этой области.
Авторы работы заинтересовались процессом распада
плазмы. Этот распад происходит при охлаждении
плазмы, когда ее температура снижается до
нескольких тысяч градусов. До сих пор считалось, что процесс
идет довольно просто: электроны возвращаются на
свои прежние места, ионы снова становятся
нормальными атомами, а плазма превращается в обычный газ.
Но исследователи заподозрили, что на самом деле газ
получается вовсе не обычный.
При распаде плазмы электроны возвращаются на
свои места в атомах не сразу. Сначала они попадают
на очень высокие энергетические уровни, сильно
удаленные от атомного ядра. Затем, перемещаясь с
уровня на уровень, как по ступенькам, и отдавая при этом
лишнюю энергию в виде света, электроны постепенно
спускаются на свои обычные орбиты. В этой
достаточно хорошо изученной картине удалось обнаружить
нечто совершенно новое.
Было учтено взаимодействие плазмы с электронами,
занимающими очень высокие энергетические уровни.
В этом состоянии электрон хоть и привязан к своему
ядру и входит уже в состав атома, но одновременно
окружен еще плазмой, не успевшей распасться, и
взаимодействует с нею. Из-за этого энергия электрона
понижается, и на том уровне, который он занимает,
образуется энергетическая яма — ловушка. Чтобы
выбраться из ямы и скатиться к ядру, электрону нужна
дополнительная энергия, но если плазма успела уже
достаточно остыть, то взяться этой энергии неоткуда,
и электрон сидит в своей ловушке достаточно долго.
Атомы с застрявшими электронами взаимодействуют
друг с другом, между ними возникают силы
притяжения, и в плазме образуются сгустки таких атомов.
В результате вещество переходит в новое
удивительное состояние, по плотности газообразное, а по
свойствам — металлическое. У металлов, как известно,
электроны внешних оболочек как бы обобществлены и
10
" последние известия
свободно переходят от атома к атому. Так и здесь
электроны расположены столь далеко от своих ядер,
что легко переходят с места на место, путешествуя по
всему сгустку атомов. В химическом составе газа
может совсем не быть металла, но вещество ведет себя
как металл.
Авторы работы провели в качестве примера
конкретный расчет для окиси азота N02. Получилось, что
при распаде плазмы этого соединения электроны
попадают в ловушки, расположенные в 130 раз дальше
от ядер, чем обычные электронные орбиты. Ловушки
образуются при температуре 700°С и существуют
довольно продолжительное время. Конечно, в конце
концов электроны скатятся на свои обычные орбиты. Но
когда вещество перейдет в состояние нормального
газа — зависит от условий среды.
Убедиться в том, что окись азота действительно
перешла в металлизированное состояние, можно,
просветив газ радиоволнами миллиметрового диапазона.
Обычная газообразная окись азота для них абсолютно
прозрачна. Если же вещество не будет пропускать
излучение даже тогда, когда плазма полностью
распадается, можно утверждать, что оно находится в новом,
пятом состоянии.
Речь идет пока только о теоретических выкладках.
Реализуются ли предсказания теоретиков — на этот
вопрос может ответить только эксперимент, который,
надо надеяться, не заставит себя ждать. В случае
успеха открытие нового состояния вещества повлечет за
собой многочисленные и важные следствия, предвидеть
которые сегодня, конечно, трудно. Но вот одно из них,
не столько фундаментальное, сколько актуальное.
Плазма — самое распространенное во Вселенной
состояние вещества. В основном именно из нее
состоят звезды и межзвездный газ. Верхние слои
атмосферы Земли под действием ультрафиолетового
излучения Солнца и порывов солнечного ветра тоже
пребывают в плазменном состоянии. Естественно, знание
явлений, происходящих при распаде плазмы, позволит
нам по-новому взглянуть на некоторые факты и
понять те из них, которые кажутся необъяснимыми.
Вплоть до таких явлений, как неопознанные летающие
объекты.
Встречаются НЛО, которые фиксируются
радиолокационными станциями. Но никаких твердых тел в этой
области пространства обнаружить не удается. Если при
распаде плазмы, образующейся в верхних слоях
атмосферы после солнечных вспышек, могут возникать
долгоживущие облака металлизированного газа, то по
крайней мере часть наблюдаемых «летающих тарелок»
получит, наконец, вполне научное объяснение.
Кандидат
физико-математических наук
Г. ВОРОНОВ
11
В микробиологической промышленности осуществить
мероприятия по ускоренному развитию производства продукции
микробиологического синтеза, обеспечив рост выпуска
продукции в 1,8—1,9 раза.
Значительно увеличить производство товарного кормового
микробиологического белка и лизина, а также антибиотиков
для кормовых и ветеринарных целей, кормовых витаминов,
микробиологических средств защиты растений, ферментных
препаратов, премиксов, бактериальных удобрений и другой
продукции микробиологического синтеза.
Из проекта «Основных направлений экономического и
социального развития СССР на 1981—1985 годы и на
период до 1990 года»
Инженерный
дебют
генной
инженерии
КОНСТРУИРОВАНИЕ
ПОЛЕЗНЫХ БАКТЕРИЙ
Во Всесоюзном
научно-исследовательском институте генетики и селекции
промышленных микроорганизмов (ВНИИГе-
нетика) Главного управления
микробиологической промышленности при
Совете Министров СССР впервые в мире
создан промышленный штамм
микроорганизмов, синтезирующий треонин,
одну из важнейших для животноводства
незаменимых аминокислот. В этой
работе есть еще несколько «впервые в
мире», в том числе: впервые в мире
такой штамм получен методом генно-
инженерного конструирования и
впервые в мире это сделано быстро —
всего за три года; выведение новых
штаммов традиционными методами длится
десятилетиями.
ПОЧЕМУ ТРЕОНИН
Организм высших животных, как
известно, не может синтезировать
незаменимые аминокислоты и должен
получать их с пищей. Но продукты
растениеводства, составляющие основу
рациона сельскохозяйственных животных,
содержат мало незаменимых
аминокислот, и прежде всего таких, как
лизин, метионин, треонин и триптофан.
^Поэтому рекомендуется добавлять их в
кормовые смеси @,03—0,3% от веса
кормов). Благодаря таким добавкам
резко сокращается расход кормов, а
животноводческой продукции
получается намного больше.
В некоторых зарубежных странах и
у нас в стране для обогащения кормов
уже широко применяют лизин,
получаемый микробиологическим способом
(см. «Химию и жизнь», 1980, № 9), и
синтезированный химическим методом
метионин. Потребность сельского
хозяйства в треонине так же велика, как
в лизине и метионине, но для
животноводства треонин пока никто не
вырабатывает.
ПОЧЕМУ МИКРООРГАНИЗМЫ
Потому что другого экономичного
способа производства этой аминокислоты
пока не придумано.
С незапамятных времен человек
использует микробиологические
процессы в своей хозяйственной деятельности,
например при выпечке хлеба,
приготовлении вина и сыров. Одни процессы
основаны на естественной способности
дрожжей превращать сахар в спирт, в
других бактерии перерабатывают
молочный сахар в молочную кислоту. Эти
микроорганизмы человек выделил из
природных источников, а не получал
специально.
Ситуация переменилась, когда стала
развиваться микробиологическая
промышленность. Она родилась в конце
40-х годов с организации крупного про-
12
изводства антибиотиков. Для него
понадобились специальные штаммы
микроорганизмов, которые могли
синтезировать в сотни и тысячи раз больше
антибиотиков, чем их «дикие» предки
(или, как чаще говорят, были способны
к сверхсинтезу антибиотиков).
Выращивать «культурные» штаммы можно
было лишь в особой аппаратуре,
которая создавала для микроорганизмов
строго регулируемые условия —
определенную температуру, состав
питательной среды — и исключала
попадание в среду любых посторонних
микроорганизмов; культурные штаммы не
выдерживают конкуренции с другой
микрофлорой. Возникла новая наука
о получении высокопродуктивных
штаммов — селекция
микроорганизмов, по аыдеогии с селекцией
растений и животных, а также наука об
оптимизации процессов
культивирования — биотехнология. На этих двух
китах и зиждется здание
микробиологической индустрии.
Основа этой индустрии —
микроорганизмы — обладают очень важными для
промышленных условий
особенностями. Во-первых, они быстро
размножаются (в благоприятных условиях
биомасса удваивается всего за 30 минут);
во-вторых, обходятся довольно простой
пищей, например сахаром или
этиловым спиртом в смеси с минеральными
солями. Из такого
незамысловатого сырья микроорганизмы синтезируют
все компоненты собственного тела,
включая белки, нуклеиновые кислоты,
жиры, углеводы, и все промежуточные
соединения, необходимые для синтеза
этих биополимеров, иначе — первичные
метаболиты. Помимо этого,
микроорганизмы могут вырабатывать вторичные
метаболиты, вещества, которые
непосредственно не входят в состав клетки;
к ним и относятся антибиотики.
Сейчас, помимо антибиотиков и
аминокислот, микробиологическая
промышленность производит витамины,
нуклеотиды и нуклеозиды, ферменты,
растворители, полисахариды, кормовую
биомассу, богатую белком. Но как
всякая промышленность, она
заботится не только об ассортименте, а
стремится использовать экономичные
интенсивные процессы, позволяющие
получить максимум продукции при
минимальном расходе сырья, энергии и
труда. Разработкой таких процессов, в
частности, и занимается ВНИИГенетика.
А главный резерв их интенсификации
лежит в изменении свойств организмов-
продуцентов. Дело хотя и
перспективное, но чрезвычайно трудное.
ДВА ПОДХОДА
Трудности селекционеров связаны
прежде всего с тем обстоятельством,
что клетки микроорганизмов
обладают удивительно надежным
механизмом регуляции биохимических
процессов, благодаря которому они
очень экономно расходуют энергию
и пищу и не вырабатывают ничего
лишнего сверх того, что им необходимо
для собственного роста. Чтобы
заставить микроорганизмы продуцировать
ценные вещества в больших
количествах, селекционеры создают «уродов» с
нарушенным механизмом регуляции.
Клетки обрабатывают мутагенами
(химическими веществами,
ультрафиолетовым светом, гамма-лучами), которые
вызывают изменения в генетическом
аппарате микроорганизмов. Затем из
них отбирают мутантов с нужными
свойствами. Однако встречаются они,
к сожалению, не часто.
Простейшая клетка бактерии
содержит от трех до пяти тысяч генов. А все
применяемые до сих пор мутагены
действуют неспецифически, то есть с
равной вероятностью повреждают
любой ген. Селекционер же должен
отобрать штамм, у которого большинство
генов, обеспечивающих нормальное
функционирование клетки, не
затронуто мутациями, а повреждены лишь
несколько генов, ответственных за
выработку определенного метаболита. Но в
результате такой неприцельной
стрельбы из миллионов и десятков миллионов
клеток только одна будет обладать
необходимым набором мутаций.
Селекционная наука располагает
сейчас немалым числом остроумных
приемов, облегчающих поиск нужных
мутантов. Тем не менее создание
промышленного штамма — чрезвычайно
трудоемкая и длительная работа. И далеко
не всегда потраченные на нее
десятилетия приводят к желаемому.
Но даже если найден хороший штамм,
селекционер часто не знает, какие же
изменения в геноме наделили
микроорганизмы способностью к
сверхсинтезу того или иного вещества. По сути,
работать приходится вслепую, прежде
всего потому, что большая часть
микроорганизмов, используемых в
производственных условиях, не изучена
генетически. Из-за этого же к ним нельзя
применить методы современной
генетики и генной инженерии.
Все сказанное полностью относится
к коринебактериям, которых
используют в промышленности для синтеза
различных аминокислот. (Коринебак-
13
гер и и — это бактерии, встречающиеся
во влажной почве.) Дело в том, что для
заводских условий пригодны не всякие
штаммы, а только те, которые
вырабатывают определенное количество
продукта; менее производительные
микроорганизмы делают его
промышленное производство невыгодным. Нижний
предел производительности бактерий—
30 г продукта в литре культуральной
жидкости за ферментационный цикл,
то есть за время активной
жизнедеятельности штамма, заселившего
ферментер. Но чем больше, тем
лучше. Усилиями селекционеров многих
стран за 20 лет были выведены
штаммы, которые за 60—70 часов
ферментации продуцировали: один — 60 г/л глу-
таминовой кислоты, другой — 60 г/л
лизина. А вот многочисленные попытки
заставить коринебактерий производить
достаточно треонина неизменно
оказывались безуспешными. Лучшие штаммы
синтезировали не более 12 г/л этой
аминокислоты за 120 часов
ферментации. Для крупнотоннажного
производства такой уровень синтеза
нерентабелен.
Мы предложили другой подход к
проблеме: отказаться от
малоизученных коринебактерий и взять за основу
будущего продуцента генетически
хорошо исследованный микроорганизм,
например кишечную палочку, или Е. со-
М. Это позволило бы применить к ней
все, что на сегодняшний день знает и
умеет биохимия, молекулярная
биология, генетика.
Е. col i — излюбленный
модельный объект генетиков, биохимиков,
молекулярных биологов; ее
исследованиям посвящены тысячи работ многих
сотен лабораторий мира. Известно
множество способов генетического
обмена у кишечной палочки, то есть в
нее можно ввести ген с любой
мутацией, причем это уже не будет
беспорядочная стрельба, а точный
прицельный огонь. Короче говоря, для
кишечной палочки наилучшим образом
разработаны методы генной инженерии.
Правда, до нас Е. col i никогда не
использовали для таких целей, да и сама
возможность сделать это не была
самоочевидной. Тем отраднее выпавший на
нашу долю успех.
КИШЕЧНАЯ ПАЛОЧКА И ТРЕОНИН
Треонин, который синтезирует Е. coli,
входит в так называемое аспарагиновое
семейство аминокислот, потому что
бактерия вырабатывает их из аспараги-
новой кислоты. В семейство кроме
треонина входят также лизин, метионин и
изолейцин. Но первые три
аминокислоты клетка продуцирует прямо из аспа-
рагиновой кислоты, а изолейцин — из
треонина. При нормальных условиях
все аминокислоты расходуются на
синтез клеточных белков и их концентрация
в клетке очень мала. Чтобы понять, как
удалось изменить работу клетки и
заставить ее накапливать много
треонина, необходимо познакомиться с
некоторыми деталями аминокислотного
синтеза Е.соМ.
Аспарагиновая кислота превращается
в треонин в пять стадий (рис. 1);
катализируют эти пять последовательных
реакций четыре фермента. Выработкой
трех из них, самых важных и
активных в судьбе треонина, командует так
называемый треониновыГ: ?перон —
участок ДНК, на втором
сгруппировано три гена и управляющая ими ре-
гуляторная область (рис. 2); продукт
первого гена катализирует две
реакции.
Роль оперона как раз и состоит в том,
чтобы поддерживать выработку
определенного количества
промежуточных продуктов, нужных клетке для
ее строительства. Если же по какой-
либо причине количество одной из
аминокислот увеличится, в действие
вступает механизм регуляции: даже
очень небольшой избыток треонина
сразу же подавляет активность первого
фермента треонинового оперона.
Более значительные излишки треонина
действуют и на регуляторную область,
замедляя синтез всех трех ферментов.
Точно так же влияет на оперон
увеличение концентрации изолейцина, но
особенно сильно подавляет работу
оперона одновременный избыток обеих
аминокислот.
Значит, чтобы заставить клетку
накапливать треонин, необходимо было
перестроить этот механизм регуляции,
точнее, выключить его.
НАЧИНАЮТ СЕЛЕКЦИОНЕРЫ
И ГЕНЕТИКИ
Для превращения кишечной
палочки в продуцент треонина
понадобились знания и умение самых различных
специалистов: генетиков, молекулярных
биологов, биохимиков, технологов и
так далее. Очень удачно, что в нашем
институте есть все эти специалисты.
Штаммы переходили из лаборатории в
лабораторию, пока, наконец, не
приобрели желаемые свойства.
В лаборатории продуцентов
аминокислот уже был накоплен опыт
получения мутантных микроорганиз-
14
аспартаткпназа аспартатпопуальдегпд- гоносернндегпдрогепаза гсносернннппаза треониксинтетаза
дегндрогепаза
аспарашиовал—** аспартипфосфат—^аспартатполуальдешд —► гомосерпн ► гомосерпнфосфат ^-треонин
кислота
i i
днпннолннат О-сукцш
I \
дигкдродипиколинат О-сукцнпипгомосерик
а сксобутпрат
1
Биосинтез аминокислот аспарагинового
семейства: цветными стрелками показано,
как конечные продукты реакции (треонин,
мети он ин, лизин и изолейцин) управляют
собственным синтезом — например,
при избытке треонина он связывается
с ферментами, катализирующими отдельные
этапы синтеза, и тем самым снижает
активность ферментов
мов, способных синтезировать
повышенные количества аминокислот. В этой
лаборатории и началась перестройка
механизма регуляции бактерий пока
еще традиционным способом:
обработали клетки Е. coli мутагеном и из
выжившей популяции извлекли
мутантов с повреждением в гене thr А,
благодаря которому, несмотря на избыток
треонина в клетке, первый фермент
этого гена сохраняет свою активность.
Но это было только началом.
Как уже говорилось, работу всего
треонинового оперона сильно
тормозит совместный избыток треонина и
изолейцина. Если же создать в клетке
недостаток изолейцина, оперон
активируется. Мы располагали штаммами
Е. col i, которые из-за
соответствующей мутации не могли синтезировать
изолейцин из треонина. Эта
особенность штамма была удобной еще и
потому, что образованный им треонин не
расходовался на изолейцин и
накапливался в клетках. В одном из таких
штаммов и были объединены две
мутации: одна — защищающая фермент
от треонина и другая — блокирующая
превращение треонина в изолейцин.
Наши опыты показали, что в
результате всех этих перемен избыток
треонина стал мало влиять и на регу-
ляторную область. Однако главная
цель все-таки еще не была достигнута,
потому что клетки пока синтезировали
очень мало треонина.
В РАБОТУ ВКЛЮЧАЮТСЯ
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ БИОЛОГИ
При аминокислотном голоде в
клетках Е. coli образуется необычный нук-
леотид — гуанозинтетрафосфат,
коротко ффГфф. Это гормон опасности,
или алармон (от французского alar me—
тревога; словечко, примерно
соответствующее нашему возгласу
«караул»). Он резко перестраивает
метаболизм клетки: в ней ускоряется
биосинтез аминокислот, усиливается
внутриклеточное расщепление белков. То есть
треокиповым оперой
регуллторлая область
калраолепм
трапскрипции
олерола
аспартаткипаза гомосерии- гомосеринкииаза треонииснптетаза
дегндрогепаза
В треониновый оперон,
ответственный за
синтез треонина в клетке,
входят три гена (на
рисунке они
показаны цветом) и
регулятор на я область
15
все усилия клетки направлены на
ликвидацию дефицита аминокислот. В
лаборатории молекулярной биологии было
установлено, что ффГфф регулирует
деятельность треонинового оперона и
может ускорить выработку треонина.
Но для образования самого ффГфф
нужен белок — продукт гена rel.
Многие же лабораторные штаммы
Е. col i не способны синтезировать
этот белок, потому что ген rel у них
дефектный. Таким оказался и наш
продуцент. Тогда в него был введен
нормальный ген rel, и клетки
кишечной палочки стали вырабатывать 2—
3 г/л треонина. Не так уж много, но
все-таки... (Кстати, роль rel-системы в
сверхсинтезе аминокислот у
микроорганизмов выявлена впервые.)
На этом возможности традиционной
селекции были исчерпаны.
В РАБОТУ ВСТУПАЮТ
ГЕННЫЕ ИНЖЕНЕРЫ
В генетике давно существует понятие
о «дозе» гена. Вот что это такое.
Если в геноме какой-либо ген повторяется
несколько раз, то количество
продукта, выработкой которого он
командует, как правило, увеличивается
пропорционально числу идентичных генов,
или дозе такого-то гена. Значит, если
бы удалось поместить в клетку много
треониновых оперонов, то можно
было бы многократно увеличить
количество ферментов, необходимых ей для
синтеза треонина, что в свою очередь
привело бы к пропорциональному
росту количества аминокислоты.
Генной инженерии такая задача
вполне по силам. В лаборатории генной
инженерии из ДНК нашей Е. coli
вырезали фрагменты с генами треонинового
оперона. Затем каждый фрагмент
присоединили к плазмиде-вектору
(маленькая дополнительная хромосома
бактерии, которая, будучи введена в
клетку, обладает способностью
размножаться там автономно и обычно
образует 15—20 копий). И вот в
клетки кишечной палочки были перенесены
плазмиды с треониновыми оперонами,
где эти гибридные образования
размножились (рис. 3).
На деле все, конечно, было
значительно сложнее, чем рассказывается
здесь. Много времени и сил ушло на
подбор специальных ферментов, с
помощью которых можно было вырезать
нужный кусок хромосомы, не разрушив
оперон и не прихватив лишнего. Затем
понадобилось генетически и
биохимически доказать, что все гены
треонинового оперона действительно
попали в плазмиду.
з
Перенос треонинового оперона в клетку
Е. coli с помощью плазмнды:
I — фрагмент ДНК кишечной палочки
с трёоннновым опероиом, вырезанный'
двумя рестрнктазамн —
ферментами, которые разрезают ДНК в
нужных местах (звездочкой отмечена
мутация в гене thr А); 2 — плазмида;
3— гибридная плазмида с присоединенным
к ней опероном; 4 — клетка Е. coli с начинкой
из гибридных плазм ид
Штамм Е. coli с гибридными плазми-
дами за 48 часов ферментации
синтезировал около 20 г/л треонина, то есть в
два раза больше, чем лучшие штаммы,
описанные в патентной литературе.
ТЕХНОЛОГИ ТРЕБУЮТ БОЛЬШЕГО
Мы решили, что на этом наша работа
закончена. Но вскоре выяснилось, что
клетки почему-то постепенно
утрачивают способность к сверхсинтезу
треонина. Чтобы выяснить, в чем дело,
пришлось привлечь сотрудников
нескольких лабораторий. Оказалось, что
кишечная палочка теряла плазмиды.
При каждом делении на свет божий
появл ялось несколько клеток без
начинки. Сначала их было немного, но с
каждым новым делением число
«пустых» клеток росло.
Чтобы справиться с этой
неприятностью, решено было ввести в
клетки нашего штамма ген с еще од-
16
ной мутацией. В клетке был
закодирован сигнал к самоубийству, если она
потеряла плазмиду. Теперь «пустые»
клетки самоустраняются.
После этой операции штамм прошел
проверку в самых жестких
лабораторных и производственных условиях на
двух предприятиях Главного
управления микробиологической
промышленности; продуценты треонина
продемонстрировали исключительную
стабильность. Они уже вполне
удовлетворили бы не очень большие заводы.
Однако сельское хозяйство,
нуждающееся в десятках тысяч тонн
аминокислоты, новый штамм обеспечить не мог,
и вот почему.
Наш штамм, как и его
прародитель — Е. coli K-12, рос лишь на
растворах глюкозы и фруктозы, а
сахарозу не усваивал, потому что не
располагал ферментом, расщепляющим этот
углевод. Но сахароза в три-четыре
раза дешевле глюкозы и производится
в значительно больших количествах.
Да и вообще, традиционное сырье для
микробиологической
промышленности — это свекловичная патока
(меласса), наполовину состоящая из
сахарозы. Надо было научить клетки
Е. coli усваивать этот продукт.
В лаборатории генетики и селекции
продуцентов аминокислот из
родственных Е. coli энтеробактерий,
способных питаться сахарозой, извлекли
соответствующие гены и перевели их в
штамм продуцентов треонина. Затем
были подобраны оптимальные условия
культивирования этого штамма, и в
результате он стал накапливать около
30 г'л треонина в рекордно короткий
срок — всего за 30 часов. Такие
параметры производственников устраивают.
Этим не исчерпывается важность
проделанной работы. В ходе ее было
решено и несколько проблем более общего
характера, что, несомненно, будет
полезно при конструировании других
бактерий-продуцентов. Сюда можно
отнести метод стабилизации штаммов с
гибридными плазмидами, способ
изменения питательных потребностей
микроорганизмов и многое другое.
Пользуемся этим багажом и мы сами: во
ВНИИГенетике идет работа над
созданием штаммов-продуцентов
триптофана, изолейцина, рибофлавина,
некоторых ферментов и антибиотиков.
Итак, задача, которую мы поставили
переД собой, решена: методом генной
инженерии созданы промышленные
штаммы бактерий, продуцирующие
аминокислоту треонин. Но особенность
генно-инженерной методологии
заключается в том, что с ее помощью
можно вводить в микроорганизмы гены из
любого другого организма (и даже
человека) и таким способом заставить
микроорганизмы синтезировать и не
свойственные им соединения. Есть,
например, бактериальные штаммы,
вырабатывающие инсулин и интерферон,
в которых сейчас остро нуждается
медицинская промышленность. Будем
надеяться, что накопленный нами опыт
позволит в недалеком будущем создать
промышленные штаммы, производящие
и эти необходимые людям препараты.
Доктор биологических наук В. Г. ДЕБАБОВ,
ВНИИГенетика
ПРЕДЛАГАЕМ
Отходы, образующиеся при литье под давлением деталей
из термопластичного стеклоналолненного материала.
Бан.. итдлдов Отходы представляют собой литники длиной 50—100 мм
^——^—^—"^—— и толщиной 30—50 мм.
Температура размягчения материала 150°С,
температура переработки 240—260°С.
Количество отходов—10 тонн в год.
Киевский завод «Маяк».
252073 Киев 73, Красноказачья ул., 8.
ВНИМАНИЮ РУКОВОДИТЕЛЕЙ ПРЕДПРИЯТИЙ!
На страницах «Химии и жизни» продолжает действовать «Банк отходов». Редакция
принимает объявления о нереализованных отходах производства и потребностях предприятий
во вторичном сырье. В объявлениях просим указывать наименование продукта, его
количество, краткие технические характеристики, а также реквизиты предприятия.
Редакция будет признательна предприятиям, уже пользовавшимся услугами нашего
«Банка отходов», за информацию об эффективности этих услуг.
17
Vv
-.•£.
V'
Атом плюс атом
плюс тысячи
атомов
Доктор химических наук
А. А. АСНАДСНИЙ
Спросите любого химика, чем он
занимается, и вы скорее всего услышите
шаблонную фразу: «Изучаю связь
между структурой вещества и его
свойствами». Такой же ответ можно услышать
от многих физиков, механиков,
специалистов по электронике... Свойства
бесчисленных соединений и их смесей
изучают, в частности, для того, чтобы
потом, когда где-то — на земле, в
небе или на море — потребуется
вещество с некими определенными
свойствами, его можно было бы сразу
указать среди набора ранее
обследованных соединений. А если ничего
подходящего в наборе не найдется — выдать
четкие указания, как это подходящее
сделать.
Первое решение — чисто
эмпирическое — требует только правильно
составленных каталогов. А вот второе
подразумевает создание теории.
Читателям «Химии и жизни»,
вероятно, приходилось слышать о том, какой
сложности достигают современные
теории; каких колоссальных объемов
счетной работы они требуют для
предсказания свойств даже простейших
молекул. Так что же говорить о
макромолекулах, состоящих из многих тысяч
атомов,— мыслимо ли предсказание
свойств полимеров? Разрешима ли в
разумный срок эта задача? Между тем
ее актуальность для сегодняшней
науки доказывать не приходится.
Оказывается — разрешима:
огромные молекулы кое в чем более
покладисты, чем небольшие.
В ПЕРВОМ ПРИБЛИЖЕНИИ...
Молекулы состоят из атомов. Свойства
вещества определяются природой этих
самых атомов. Так почему бы не
измерять степень влияния каждого атома
на некое свойство молекулы, не
оценивать вклад атома числом, а потом не
рассчитывать свойства любых
комбинаций атомов, попросту суммируя
соответствующие вклады, инкременты?
Эта соблазнительная идея родилась
18
еще в XIX веке. И тогда же была
доказана весьма ограниченная пригодность
такого упрощенного, аддитивного
подхода к природе вещества. Молекулу
можно считать суммой атомов лишь
в первом приближении, и только
некоторые характеристики веществ
оказались действительно аддитивными,
поддающимися расчету путем простого
суммирования инкрементов.
К числу этих характеристик
принадлежат такие известные функции, как
рефракция и парахор. С одной стороны,
они определяются физическими
свойствами жидкого вещества
(рефракция — показателем преломления, а
парахор -г— поверхностным натяжением),
с другой — вычисляются
суммированием соответствующих инкрементов.
И показатель преломления, и
поверхностное натяжение — это параметры,
играющие немалую роль в технике,
и было бы неплохо уметь их
предсказывать на бумаге, зная только
формулу вещества. Однако расчет
рефракции или парахора как раз этого не
позволяет, потому что в соответствующие
уравнения входят и другие
характеристики вещества — молекулярная
масса и плотность. Так что величина,
определяемая суммированием
атомных инкрементов, оказывается
произведением нескольких неизвестных, и
ни одно из них без экспериментального
изучения вещества узнать не удается.
Вот если бы отдельному,
независимому расчету поддавалась хотя бы
плотность, хотя бы мольный объем,
определяемый делением молекулярной
массы на ту же плотность...
И снова на первый взгляд кажется,
что ничего сложного тут нет. Атомы,
в конце концов, имеют определенную
массу и определенный объем.
Неужели нельзя как-то их просуммировать
и рассчитать массу молекул,
занимающих, скажем, один кубический
сантиметр?
И снова простое оказывается
сложным. Атомы действительно имеют
строго определенные ван-дер-ваальсовы
радиусы, и объемы молекул расчету
поддаются, но жидкости, как
выяснилось, вовсе не битком набиты
молекулами. Есть в них и «холостой объем»,
долю которого в случае
низкомолекулярных веществ предсказать невозможно.
Вот и толкуйте, что природа-де не
терпит пустоты! Потому-то в обычной
органической химии расчет рефракции
или парахора предсказательной силы
не имеет и применяется только для
подтверждения структурных формул
тех веществ, которые уже выделены
и для которых все нужные физические
свойства уже измерены. Совпала
расчетная величина с опытной — значит,
структура предложена верная. И не
более.
А вот в химии высокомолекулярных
соединений сложное неожиданно
оказалось простым. Вне зависимости от
строения полимера,— если только
полимер аморфный,— его молекулы
занимают при комнатной температуре
шестьдесят восемь процентов объема
материала. И благодаря этому подарку
природы «первое приближение»
обнаружило новые резервы
работоспособности.
НАЧАЛО
ВОСПОМИНАНИЙ
Два десятка лет назад, когда автор
этих строк был дипломником МХТИ
им. Менделеева, ему пришла в голову
аналогия между парахором и
температурой стеклования полимеров. Это
случилось поздно вечером, по пути
домой из лаборатории (а еще говорят,
что допоздна работать вредно). В
результате было предложено
эмпирическое и на сегодняшний взгляд
наивное соотношение, касавшееся
эпоксидных смол, которые были предметом
дипломной работы. Во время защиты
академик В. В. Коршак, который
вместе с доцентом Л. К. Соловьевой был
руководителем работы, спросил, не
претендует ли дипломник на создание
общей теории для оценки температур
стеклования любых полимеров.
Дипломник ответил — нет.
ОБЪЕМ КИРПИЧА
Рассчитывая объем молекулы, проще
всего считать атомы шарообразными.
Так, как сделал профессор А. И.
Китайгородский, разрабатывая
органическую кристаллохимию. В составе
молекулы, однако, «шарики» не остаются
неизменными. Если атомы связаны ко-
валентной связью, то для адекватного
ее отражения моделью приходится как
бы втискивать шарики друг в друга,
в результате чего они обретают не
просто точку соприкосновения, а
некую общую плоскость. Это означает,
что объем двух химически связанных
атомов не равен сумме объемов двух
сфер. Для его определения из суммы
следует вычесть объем «срезанных»
шаровых сегментов.
А вот если атомы непосредственно
не связаны, но соприкасаются в
процессе межмолекулярного взаимодействия,
то никакие сегменты не срезаются, а
19
расстояние между ядрами атомов в
точности равно сумме их ван-дер-вааль-
совых радиусов — истинных радиусов
наших воображаемых сфер.
Таким образом, ван-дер-ваальсов
радиус любого атома так же, как длина
любой химической связи,— величина,
точно измеряемая опытным путем с
помощью рентгеноструктурного
анализа. Изучение многочисленных рядов
органических соединений показало, что
эти радиусы очень мало меняются при
переходе от одного соединения к
другому. В первом приближении (а мы,
напомню, оперируем только первым
приближением) незначительными
колебаниями этой величины можно
пренебречь. Таким образом,
ван-дер-ваальсов объем любой органической
молекулы оказывается величиной
аддитивной, определяемой по нехитрой
схеме «атом плюс атом плюс
остальные атомы».
Может показаться, что если этих
остальных — многие тысячи, то задача
сильно усложняется, но это не так. Ведь
макромолекулы всех синтетических
полимеров состоят из регулярно
повторяющихся звеньев, которые
популяризаторы привычно называют
кирпичиками. Так вот, для наших расчетов
достаточно вычислить объем о дно
го-единственного «кирпича» — остатка
мономера, а их число в макромолекуле
(степень полимеризации), если оно
достаточно велико, в нашем случае роли не
играет.
Так, ван-дер-ваальсов объем звена
полиэтилена — это сумма объемов двух
атомов углерода и четырех атомов
водорода. За вычетом «сегментов» она
составляет 0,0342 нм3.
У исследователей иной раз даже
закрадывается сомнение: а что, если все
эти шарики и модельки — не более чем
детская игра? Так, в одной
монографии* написано, что модели из шариков
давно рассматриваются как
карикатура на реальную структуру
органического вещества. Это справедливо. Однако,
как известно, любая теория — это до
некоторой степени карикатура на реальное
явление. И столь же хорошо известно,
что иной раз карикатура, состоящая из
одной-единственной закорючки,
отражает характер «пострадавшего» злее и
точнее, чем портрет, скрупулезно
отражающий все детали натуры.
Хотите подтверждений? Пожалуйста.
Объем звена полиэтилена, полученный
иэ анализа примитивной, детской
модели, подставляем в несложную фор-
* В. Г. Д а ш е в с к и й, Конформации
органических молекул. М., Химия, 1974.
мулу, в которую кроме него входят
молекулярная масса звена B8),' число
Авогадро F,02 • 1023) и коэффициент
0,68 — то самое маги ческое число,
которое характеризует степень
заполнения объема полимера
макромолекулами (строгое его название —
коэффициент упаковки):
После этого, с учетом коэффициента 1021,
необходимого для перевода
кубических нанометров в кубические
сантиметры, с неплохой точностью получаем
0,92 г/см3 — среднюю плотность
полиэтилена.
Вот вам и тысячи атомов 1 Величина,
которую для какого-нибудь нехитрого
пентана рассчитать невозможно,
применительно к полимеру вычисляется
буквально на пальцах.
АНКЕТНЫЕ ДАННЫЕ ПОЛИМЕРА
Когда требуется подобрать материал
для той или иной технической
надобности, то заказчики, разумеется, не
могут изобразить химикам некую
конкретную формулу. Они поступают так
же, как при найме на работу,—
сообщают общие «анкетные»
характеристики, которым искомый материал
должен удовлетворять. Набор этих
характеристик довольно ограничен. Их,
пожалуй, не больше, чем пунктов в
стандартной анкете.
Полимеры характеризуют
плотностью, коэффициентом объемного
расширения, а также прочностью на
растяжение и сжатие. Кристаллические
полимеры, кроме того, обладают
температурой плавления, а аморфные —
уже упоминавшейся температурой
стеклования. Последняя
характеристика особенно важна для практики.
Полимеры, у которых она превышает
комнатную температуру,— это
пластмассы. Типичные пластмассы — зто по-
ливинилхлорид, полистирол, фенолфор-
мальдегидные смолы и прочие
общеизвестные материалы. Для современной
техники, естественно, нужны
пластмассы, у которых температура
стеклования — точка, при которой они
начинают размягчаться и терять
работоспособность,— лежит как можно выше.
Не менее важна обратная задача —
изготовление полимеров, у которых
температура стеклования лежит как
можно ниже. Полимеры с
температурой стеклования ниже комнатной —
это каучуки. И естественно, что в
реальных условиях — особенно в условиях
нашего сурового климата — остро нуж-
20
ны каучуки, не твердеющие, не
теряющие эластичности даже на жестоком
морозе. Поставьте себя на место
автолюбителя, у машины которого шины
в холодную погоду внезапно
потеряли эластичность и стали хрупкими.
Такому не позавидуешь!
Кроме того, при описании полимера
обычно указывают его растворимость
(а лучше — плотность энергии когезии;
она характеризует прочность
сцепления макромолекул, это очень важный
параметр), ударную вязкость и
оптические свойства: показатель
преломления и коэффициент оптической
чувствительности. Последний служит мерой
фотоупругости, по которой оценивают
деформируемость и работоспособность
конструкций. Сущность метода
заключается в том, что из пластмассы
вырезают точную модель изделия и,
нагружая ее, изучают появляющуюся картину
двойного лучепреломления. А по ней
определяют эпюру напряжений. Таким
путем недочеты конструкций
определяются чрезвычайно быстро и точно.
ПРОДОЛЖЕНИЕ ВОСПОМИНАНИЙ
Эта сценка разыгралась во время
сдачи кандидатского минимума по
физической химии. Сдающий ужасно
нервничал и никак не мог объяснить,
какие силы определяют свойства
жидкостей и твердых тел. Желая ему
помочь, экзаменатор спросил: «А как
представляли себе атомы ученые
прошлого?» — «Наверное, в виде
шариков»,— робко ответил соискатель.—
«С крючками, — поправил
экзаменатор, — с крючками!»
Исторической истине эта подсказка
соответствовала: шарики с крючками
встречаются еще в сочинениях
известного французского гуманиста XVII века
Пьера Гассенди. Да и химическую
истину эти незатейливые крючки в
какой-то степени тоже отражают. Одни
«крючки», самые цепкие, — это кова-
лентные связи. Другие, послабее,—
это межмолекулярные взаимодействия.
И если для расчета плотности
полимеров, о котором уже рассказывалось,
достаточно было учесть только кова-
лентные связи, то температура
стеклования в значительной степени
определяется межмолекулярными
«крючками».
К тому времени, когда мы
подступились к температуре стеклования, был ,
установлен универсальный коэффициент
упаковки — 0,6В. И хотя физическая
причина его постоянства ясна не была
(возможно, она коренится просто в
законах больших чисел или в
существующем в «беспорядочной» упаковке
макромолекул аморфного полимера
ближнем порядке), мы — сотрудники
лаборатории физики полимеров Института
элементоорганических соединений,
руководимой профессором Г. Л.
Слонимским,— исправно вычисляли
плотность любого полимера, а зная ее и
рассчитывая по обычной аддитивной схеме
рефракцию,— и его показатель
преломления.
Поначалу мы изобрели
эмпирическую формулу, согласно которой
температура стеклования зависела, в
частности, от некоего параметра А,
менявшегося при переходе от одного класса
полимеров к другому. Но физический
смысл этой величины был довольно
темен. И вот на этом этапе к нашей
работе подключился кандидат физико-
математических наук Ю. И. Матвеев.
С его участием был развит другой
подход к проблеме — тоже эмпирический,
но более глубокий.
ОПТИМУМ ЭМПИРИЗМА
С некоторых пор слово «эмпирический»
нередко употребляют с
презрительным оттенком. Складывается даже
предрассудок, будто настоящая теория
должна быть совершенно свободна
от низменного эмпиризма. Между тем
в естественных науках нет и быть не
может теорий, не имеющих
эмпирического базиса. Даже самый
изощренный квантово-химический расчет не
обходится без исходных данных о
зарядах атомных ядер или длинах
связей, которые иначе как опытным
путем не добудешь. Правда, зти данные
носят весьма фундаментальный
характер, и поэтому расчет позволяет выйти к
параметрам молекул, тоже имеющим
фундаментальное значение — в
принципе ими определяются все прочие
свойства вещества. Но трудоемкость
квантово-химических расчетов
колоссальна, и для оценки технических
параметров их применять едва ли стоит.
Для каждой конкретной задачи,
видимо, следует задаваться особым,
оптимальным уровнем эмпиризма,
который обеспечил бы, с одной стороны,
достаточную глубину и
предсказательную силу теории, а с другой — не
слишком обременял бы расчетный аппарат.
И «поймать» такой уровень — это
половина успеха.
Вот какова цепь заключений, которую
мы начали строить в поисках новой
формулы. Опыты показали, что
коэффициент упаковки одинаков для всех
полимеров не только при комнатной
температуре. При температуре стеклования,
21
как выяснилось, он тоже постоянен, и
какова бы ни была эта температура у
конкретного полимера, коэффициент
при ней равен 0,667. Следовательно,
найти температуру стеклования — это
значит найти точку, при которой
коэффициент упаковки уменьшится от 0,68
до 0,667. Получалось, что температура
стеклования целиком определяется
таким, казалось бы, не связанным с ней
параметром, как коэффициент
объемного расширения.
С другой стороны, с температурой
стеклования оказалась связанной
другая важная характеристика —
температура плавления кристаллических
полимеров. Дело в том, что коэффициент
упаковки, который при переходе из
аморфного состояния в кристаллическое
должен, естественно, возрастать
(кристаллическая упаковка всегда
совершеннее и плотнее), возрастает до
величины строго определенной. Именно при
этой величине и происходит плавление
кристаллического полимера.
Стало быть, тот, кто знает
коэффициент объемного расширения, знает
и температуру стеклования. А кто
знает температуру стеклования, у того в
руках и температура плавления. И
эмпирический базис теории должен
лежать не на уровне измерения этих
самых параметров, а глубже — на уровне
межмолекулярных взаимодействий,
определяющих и все перечисленные
коэффициенты, и температуры, и их
взаимосвязь.
Нельзя сказать, что эти
взаимодействия дались в руки даром. Чтобы
«приручить» их, пришлось опытным путем
вывести широкий набор инкрементов,
учитывающих вклад разных атомов и
атомных групп в межмолекулярные
взаимодействия обоих типов: в сильное,
обусловленное взаимным притяжением
или отталкиванием полярных
группировок, и в слабое, ван-дер-ваальсово.
После этого родилась новая формула
для расчета температур стеклования,
по внешнему виду мало отличавшаяся
от первой, эмпирической, но имевшая
одно важное достоинство: все ее
коэффициенты имели четкий физический
смысл. Расчеты по этой формуле
давали величины, отклонявшиеся от
опытных значений температуры
стеклования не более чем на 20 градусов.
Но 20 — это максимум, а нередко мы
ошибались всего на 1—2 градуса, а то
и вовсе попадали «в яблочко». Для
предсказания свойств еще не
полученных полимеров большей точности и не
надо. Коэффициент объемного
расширения и температура плавления
предсказывались с той же точностью.
Но это еще не все. Поскольку наша
расчетная схема учитывала
межмолекулярные взаимодействия,* естественно,
что энергия этих самых взаимодействий
выводилась из нее самым
непосредственным образом. В результате стало
доступным даже предсказание
растворимости того или иного полимера в
любом растворителе.
Итогом этой цепи заключений стало
положение, при котором проще указать
не те механические характеристики
полимеров, что поддаются расчету, а
те, что на сегодняшний день не
поддаются: ударная вязкость и прочность
на растяжение и сжатие. Эти свойства
материала, к сожалению, определяются
не только его химическим строением.
НЕМНОГО ФАНТАЗИИ
Итак, многие свойства полимера можно
предсказать, не .зная ничего, кроме
структурной формулы
соответствующего мономера. Это немало: уже сегодня
такие расчеты позволяют избавить
химиков от тяжелого труда по синтезу
бесперспективных мономеров. Раньше,
при чисто эмпирическом подборе
материалов, таких мономеров приходилось
делать немало. Но все-таки расчеты
пока приходится выполнять вручную.
А вот когда их удастся перевести на
машинный язык, традиционные при
любой химической дискуссии мел и
доску сможет заменить электронный
«карандаш». Нарисует им химик на
экране дисплея формулу предполагаемого
мономера — а ЭВМ сразу ответит, есть
ли смысл браться за синтез.
Другая, обратная задача
представляется еще более увлекательной. Ведь
если ЭВМ сможет определять
свойства по формуле, то, видимо, машину
удастся научить и, наоборот, выдавать
формулу подходящего мономера (или
несколько формул на выбор) по
сообщенному ей любому, даже самому
противоречивому набору свойств. И тем
самым заменять химика в самой
головоломной части его работы, где сегодня
успех определяется только опытом,
интуицией и удачей.
ЧТО ЧИТАТЬ О СВОЙСТВАХ ПОЛИМЕРОВ
1. А. И. Китайгородский.
Органическая кристаллохимия. М., Издательство'
АН СССР, 1954.
2. А. А. А с к а д с к и й. Деформация
полимеров. М., Химия, 1973.
3. А. А. А с к а д с к и й. Расчетные способы
определения физических характеристик
полимеров. «Успехи химии», т. 46, вып. 6,
с. 1122 A977).
22
Экономика, производство
Скважины
на Южном Куполе
НЕФТЯНИКИ ТАТАРИИ РАЗРАБАТЫВАЮТ
ТЕРМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
ВНУТРИПЛАСТОВОЙ ПЕРЕРАБОТКИ
И ДОБЫЧИ БИТУМОВ
«Нефть кончается — надо готовить
нефть». Так называлась опубликованная
в «Химии и жизни» статья И. В. Калечи-
ца (№ 4, 1980). Говоря о реальной
угрозе исчерпания нефтяных и газовых
запасов, автор подчеркивает необходимость
ускорить работы по использованию
других видов углеродсодержащего сырья,
в первую очередь угля. Почему именно
угля — ведь есть и горючие сланцы, и
битуминозные пески? Вот как отвечает
статья на этот вопрос:
«Опыт переработки битуминозных
песков, накопленный в Канаде,
показывает, что это отнюдь не простой и не
дешевый путь: нужно извлечь породу
из карьера, доставить ее к экстрактору,
экстрагировать горячей водой и
растворителями углеводороды. Достаточно
сложна технологически и последующая
переработка выделенного столь
непростым способом битума. Сланцы
несколько богаче органической массой, чем
битуминозные пески, но зато
неоднородны по содержанию. Перерабатывать их
достаточно трудно. Итак, остается
уголь...».
Можно ли согласиться с тем, что
следует надеяться только на уголь? И да
и нет. Да — потому что и впрямь
известные методы использования
битуминозных песков достаточно сложны и дороги.
Нет — потому что слишком дорогое
и сложное сегодня может стать завтра
или, на худой конец, послезавтра
достаточно простым и вполне рентабельным.
И в подтверждение расскажем о работе,
начатой совсем недавно, еще далекой
от завершения, но уже давшей
интересные результаты. Речь пойдет о новом
направлении в использовании
битуминозных пород, о процессе, которому
дано пока весьма условное название —
нефтефикация битумов.
ОБОСНОВАННЫЕ СОМНЕНИЯ
«Битумы — общее название твердых и
жидких органических веществ или
продуктов их переработки, растворимых в
органических растворителях... и
состоящих из углеводородов, а часто из их
кислородных, сернистых и азотистых
производных. В технике под названием
битумы обычно подразумеваются
только те их разновидности, которые
обладают твердой или вязкой консистенцией.
Различают природные и искусственные
битумы». Это определение из Краткой
химической энциклопедии носит
довольно общий характер. Здесь же речь
пойдет лишь о нефтяных битумах,
представляющих собой смесь
высокомолекулярных асфальтенов, смол и нефтяных
масел.
Битумы — самые карбонизированные
углеводороды: отношение С/Н доходит
до 11—12; кроме того, в них довольно
много кислородных, сернистых и
азотистых производных. Они как бы
замыкают ряд природных горючих
углеводородов: природный газ (свыше 90%
метана, а в ставропольском — все 98%),
нефтяные попутные газы, легкие нефти,
тяжелые нефти и, наконец, битумы.
Битумы чрезвычайно вязки — от
тысяч до миллионов сантипуаз (напомним,
что вязкость воды при 20° С равна
1 сПз, а глицерина — около 1500 сПз).
Этим и объясняется, что битумы как бы
застряли в земных недрах. Крайне
редко они достигают поверхности земли,
образуя асфальтовые озера. Таково
известное месторождение Ла-Бреа
в Калифорнии (США). Самые же
распространенные битуминозные
месторождения — это пористые,
пропитанные битумом породы: песчаники,
известняки, доломиты, реже глины.
Обычно битумы встречаются в неф-
те- и газоносных областях. В нашей
стране они найдены в Азербайджане,
на Северном Кавказе, в Средней Азии,
Татарии. И хотя протяженность и
мощность таких месторождений зачастую
невелика, общие запасы вязкого
углеводородного сырья огромны.
Специалисты оценивают мировые запасы
высоковязких нефтей и битумов в
300 млрд. м3; это примерно в пять раз
больше разведанных запасов обычных
нефтей.
Чаще всего битуминозные породы
добывают в шахтах (реже в карьерах)
и перерабатывают на поверхности в
специальных установках ретортного ти-
23
па — породу нагревают и извлекают
из нее нефть. В 1974 г.
производительность такого предприятия в Канаде
достигала 6,8 тыс. т нефти в сутки. В нашей
стране шахтным методом добывают
битуминозную нефть в Коми АССР.
Совершенно очевидно, что шахтный
метод добычи битумов и высоковязких
нефтей имеет смысл лишь при
значительных размерах месторождения.
Однако битуминозные пласты часто
тянутся всего лишь на несколько десятков
метров, а их мощности обычно
невелики. Если добавить, что битуминозные
пласты залегают иногда на значительной
глубине, то сомнения в экономической
целесообразности разработки битумов
представляются довольно
обоснованными.
ГОРЯЩИЙ ПЛАСТ
Среди многочисленных способов
интенсификации добычи нефти, или
повышения нефтеотдачи, все большее
значение приобретают термические методы
воздействия на пласт. Это направление
родилось в нашей стране еще в начале
тридцатых годов. Здесь мы
остановимся лишь на одном термическом
методе — внутрипластовом горении (ВПГ).
Внутрипластовое горение нефти.
Впереди фронта горения к
эксплуатационной скважине движется
вал горячей воды и легких
углеводородов, а впереди
водяного вала — вал нефти.
Давление в пласте растет, и нефть
выдавливается на поверхность.
Скважина фонтанирует
По специальной нагнетательной
скважине в пласт непрерывно закачивают
воздух. Если при этом не происходит
самовозгорание нефти, в скважину
опускают нагреватель (газовую горелку,
электронагреватель, зажигательные
химические смеси и т. д.). Температура
постепенно растет, наконец нефть
загорается. По мере ее выгорания очаг
горения передвигается по пласту в
сторону эксплуатационных скважин, которые
расположены на некотором расстоянии
от нагнетательной.
Что же происходит в горящем
нефтяном пласте? От нагнетательной
скважины до фронта горения простирается
выжженная зона, проходя через
которую накачиваемый в пласт воздух
постепенно нагревается и уже горячим
достигает горящей нефти. Фронт
горения узок — всего несколько
сантиметров, он движется по пласту со
скоростью, которая зависит от объема
подаваемого воздуха, количества
сгорающей нефти и, конечно, от скорости
самой реакции горения.
Температура в зоне горения
превышает 800° С. Естественно, что при этом
быстро испаряется вода (и внутрипла-
стовая, и образующаяся при сжигании
углеводородов), легкие нефтяные
фракции. В зоне испарения (впереди
фронта горения) температура резко
падает. Пары сразу же
конденсируются; конденсат — горячая вода и
легкие углеводороды — увлекается
воздушным потоком, а в зоне
испарения остаются только тяжелые
углеводороды, которые играют роль топ-
воздух
ь
нефть.таэ.ввда
вгиетательиал снвамина
эксплуатационная скважина
вымкениал зона
зона иара | вал нефти
горлчал вода
фронт горения и летние углеводороды
нефтеносный лласт
24
лива для надвигающегося фронта
горения. Вода и легкие углеводороды,
толкаемые воздушным поршнем,
быстро движутся по пласту и сами,
подобно поршню, гонят перед собою вал
нефти, ради которого и зате ян весь
сложный процесс внутрипластового
горения. Дело в том, что при
нагревании вязкость нефти уменьшается,
следовательно, увеличивается ее
подвижность. Водяной пар и газообразные
продукты сгорания, повышая
давление в пласте, выдавливают нефть в
эксплуатационную скважину.
Поскольку нагнетаемый воздух и фронт
горения распространяются по пласту во все
стороны от нагнетательной скважины,
вокруг нее обычно бурят четыре-пять
скважин эксплуатационных, из которых
и берут выдавленную таким способом
нефть.
Что же дают термические методы,
и в частности самый эффективный из
них — метод внутрипластового
горения? Они позволяют поднять на
поверхность тяжелые, вязкие углеводороды,
добыча которых другими способами
затруднительна, если возможна
вообще. Они позволяют резко увеличить
степень извлечения высоковязких неф-
тей. Например, на одном из
промыслов под Ухтой с помощью
термического метода воздействия на пласт
(горячим паром) удалось поднять
степень извлечения с 5 до 40%.
Исследовательская установка для изучения
внутрипластового горения битумов —
своего рода лабораторный «пласт»
Метод ВПГ применяется в Канаде,
США, Японии, Румынии и во многих
других нефтедобывающих странах,
где есть нефть средней и высокой
вязкости. Причем ископаемое топливо
выдавливают в некоторых местах даже
с полуторакилометровой глубины.
ЛАБОРАТОРНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ
Учитывая довольно богатый мировой
опыт добычи тяжелых нефтей
методом ВПГ, в Институте ТатНИПИНефть
решили использовать внутрипластовое
горение на битуминозных
месторождениях. В самом деле, весьма
соблазнительно пожертвовать малой
толикой заключенного в пласте сырья,
чтобы без особых хлопот добыть,
выдавить на поверхность большую его часть.
Однако механически переносить на
битумы опыт нефтедобычи было
нельзя. Битумы слишком вязки. Хватит
ли тепла для резкого снижения их
вязкости, хватит ли давления
образующихся газов для выталкивания
тяжелых углеводородов из пласта? До сих
пор господствует точка зрения, что
главное в методе ВПГ именно
выталкивание. И лишь в очень немногих работах
по термическим методам воздействия
на нефтяные пласты высказывается
мимоходом предположение, что помимо
горения здесь какую-то роль играют
некие химические реакции. Это
робкое предположение основано на
одном: кислорода в отходящих газах
(свободного и связанного в продуктах
горения) меньше, чем подано в пласт.
|гаэоаналнэгтор
холоднльннн
\
расходомер газа
сборник-
сепаратор
мернннн
для жидких |
продуктов ,
нотемцнометр
расходомер воздуха
термонары
м—i
♦18&*м-
I
неф те со держащая
1 порода
трубки i
| для отбора проб / металлическая труба |
теилоизоллцил
25
Куда же он, кислород, девался —
неизвестно. Трудно поверить, но ни в
одной из опубликованных работ по ВПГ
(и другим термическим методам) мы
не наУодим данных о составе
получаемых жидких продуктов и,
следовательно, не можем делать достаточно
обоснованных заключений о
физико-химическом механизме процесса. А не зная
механизма, целенаправленно
управлять процессом нельзя.
Между прочим, для изучения внут-
рипластового горения нефти уже более
десятка лет используется
оригинальная исследовательская установка —
своего рода лабораторное нефтяное
месторождение. Горизонтальная
металлическая труба (диаметром до 0,5 м
длиной до 6 м) заполнена
естественной или искусственно приготовленной
нефтесодержащей породой.
Компрессор со строго регулируемой скоростью
подает в трубу воздух. У входа в
«пласт» — специальное
зажигательное устройство. Отводы-патрубки
выполняют функции контрольных и
эксплуатационных скважин.
Многочисленные термопары фиксируют
температуру в разных точках «пласте»,
расходомеры — количество протекающего
воздуха. Через патрубки-скважины
отбирают для анализа пробы газа и
жидких фракций, а основная масса
продуктов выходит с противоположного
конца трубы в специальный сборник.
Интересно, что в таком
«месторождении» горение пласта можно увидеть
в буквальном смысле слова — не с
помощью приборов, а собственными
глазами. Надо только заменить
металлическую трубу кварцевой. Однако
значительно важнее, что на
лабораторной установке можно моделировать
любые нефтесодержащие пласты,
пропитывая пористые породы —
песчаники, известняки, доломиты — разным
углеродсодержащим сырьем. Можно
добавлять в воздух кислород или
водяной пар и изучать влияние этих
добавок на скорость внутрипластового
горения, на выход продуктов.
Исследования, проведенные в
институте ТатНИГТИНефть, показали, что
в битуминозных песчаниках,
содержащих не менее 1,7% битума, создается
устойчивый фронт горения. Степень
извлечения нефти из песчаников,
содержащих 4,31—5,8% битума и 2,5—
3,73% воды, достигает 47—60%.
Средняя температура горения — 560—610СС;
средняя скорость продвижения
фронта горения — 11—28 £м/ч.
Вслед за этим были проведены
опытно-промысловые работы на пласте
Южного Купола Мордово-Кармальского
битуминозного месторождения. Здесь
в слабосцемеитированном песчанике
битум находится, как говорят
промысловики, в текучем состоянии:
температура его застывания 19,5°С, вязкость
2500—3000 сПз. Это тяжелая нефть с
большим содержанием
высокомолекулярных компонентов. Поскольку было
желательно получить как можно более
легкую нефть, режим ВПГ был
подобран так, чтобы в пласте шла глубокая
деструкция битума. Полный анализ всех
жидких продуктов взял на себя
Институт органической и физической химии
им. А. Е. Арбузова Казанского
филиала АН СССР.
Неопытном участке скважины бурили
по «пятиточечной» системе: в центре
участка — нагнетательная скважина,
а вокруг нее на равном расстоянии друг
от друга пять эксплуатационных
скважин. И все они через некоторое время
после того, как пласт был подожжен,
дали нефть.
НАДЕЖДЫ
До полной отработки любого
технологического процесса надо проявлять
максимальную сдержанность в
оценке получаемых результатов. Поэтому
об опытах на Южном Куполе скажем
предельно кратко: результаты
обнадеживающие.
Детальное исследование полученных
продуктов, проведенное в ИОФХе,
позволило установить физико-химический
механизм протекающих в пласте
процессов деструкции битума. При этом
подтвердилось предположение о том,
что в пласте идет крекинг, и не только
термический, но и окислительный. Все
эти сложные процессы приводят к
образованию целой гаммы органических
продуктов. Насколько сложен их букет
и сколь различны в нем концентрации
компонентов, можно судить по
приведенной хроматограмме одной лишь
узкой фракции. Поскольку подобные
смеси довелось анализировать впервые,
аналитикам пришлось не только
привязывать известные аналитические
методы к новым объектам, нб
разрабатывать новые методики, которые в
дальнейшем несомненно будут
использованы во многих работах, связанных с
получением «синтетической нефти»
(модный термин, которым ныне
обозначают любое горючее, получаемое
из битумов, горючих сланцев, бурых
углей и т. д.).
Полученная на опытном участке
«нефть» содержит до 40% легких фрак-
26
Хроматограмма фракции
олефиновых углеводородов,
выделенной из
«битумной нефти».
Насколько сложен букет
входящих в эту фракцию
соединений, свидетельствует
число хроматографических
пиков — их на
хроматограмме 51
ций, выкипающих до 350°С, в том
числе 15% бензина, октановое число
которого около 60.' Для всех продуктов
характерно высокое содержание
непредельных углеводородов (в
светлых фракциях — 15—50%),
присутствие кислородных соединений (спиртов,
альдегидов, кетонов), а также
существенное снижение содержания серы по
сравнению с исходным сырьем.
В. процессе внутрипластового
горения одновременно с органической
массой выделяется много воды, в
которой растворены спирты, альдегиды,
кетоны. Вода может быть
использована для заводнения нефтяных
пластов, причем большая часть
растворенной в ней органики — поверхностно-
активные вещества, которые
способствуют повышению нефтеотдачи
пласта. А на мощных месторождениях,
вполне возможно, окажется
целесообразным выделять из воды органические
соединения. Выделяющиеся газы
обладают малой теплотворной
способностью (около 3000 ккал/кг), но они
вполне могут быть использованы в
качестве топлива непосредственно на
промыслах.
Впрочем, использование воды и
газов, которые образуются при внутри-
пластовом горении битума, вопрос не
главный. Значительно важнее решить,
как наиболее целесообразно
использовать органическую массу. Считать ее
топливом или источником сырья для
нефтехимического синтеза или найти ей
еще какое-либо применение?
Исследования продолжаются, но уже сейчас
видно, что некоторые фракции
«битумной нефти» могут быть использованы
в качестве компонентов или основ сма-
зочно-охлаждающих жидкостей,
различных масел (в том числе газостойких и
радиационностойких), смазок с
высокой коллоидной стабильностью.
Использование . остатков, выкипающих
выше 350°С, в качестве компонентов
топочных мазутов позволит
высвободить для глубокой переработки
тяжелые фракции высококачественных неф-
тей. А тяжелые фракции, полученные
в процессе внутрипластового горения
битумов,— прекрасная основа для
дорожных покрытий.
Работа, повторяем, еще далека от
завершения. Но' уже сейчас
результаты, полученные сначала на
лабораторном «пласте», а потом на пласте
настоящем, вселяют большие надежды.
Малоперспективные, по недавним
меркам, месторождения битумов могут
давать сырье для нефтехимии, могут
конкурировать с продуктами
химической переработки угля.
Кандидат химических наук
Г. А ВАЛУЕВА,
доктор химических наук
М. С. ВИГДЕРГАУЗ
ЧТО МОЖНО ЕЩЕ ПРОЧЕСТЬ О БИТУМАХ
И ТЕПЛОВЫХ МЕТОДАХ ДОБЫЧИ НЕФТИ
1. Г. Д. Крейцер. Асфальты, битумы и пеки.
М., Государственное издательство
литературы по строительным материалам, 1952.
2. А. Б. Ш е и н м а н, Г. Е. Малофеев,
А. И. Сергеев. Воздействие на пласт
теплом при добыче нефти. М., Недра, 1969.
3. Термоинтенсификация добычи нефти. М.,
Недра, 1971.
4. Тепловые методы добычи нефти. М., Наука,
1975.
5. «Химия и технология топлив и масел», 1979,
№ 8, с. 35; 1980, № 1, с. 33.
27
Технологи,
снимание!
Коррозия
под контролем
О вреде коррозии, о
необходимости борьбы с нею
много сказано; нет
необходимости повтор ять
хорошо известное. Напомним
лишь, что главные способы
борьбы — снижение
коррозионной активности
среды (удаление
растворенного кислорода,
сероводорода, активных ионов)
и применение специальных
ингибиторов. И в том и
в другом случае
чрезвычайно важно
контролировать скорость
коррозионных процессов — чтобы
реально оценивать
действенность принятых мер.
Для измерения скорости
коррозии давно уже
применяется простой и точный
метод — весовой.
Предварительно взвешенный
образец на определенное
время помещают в
агрессивную жидкость или газ, а
потом снова взвешивают.
Убыль веса, поделенная
на время и поверхность
образца, и есть искомая
скорость. Однако весовой
метод применим далеко не
всегда. Он неудобен для
исследований на
действующих аппаратах и
трубопроводах. Кроме того,
чаще всего важно знать не
только усредненное
значение скорости коррозии, но
и величину в момент
измерения. Тогда можно
оперативно управлять
коррозионным процессом, на ходу
корректировать принятые
антикоррозионные меры.
О скорости разрушения
металла в агрессивной
среде можно судить не только
по убыли веса, но по так
называемому
поляризационному сопротивлению
металлического электрода.
Вот вкратце что это такое.
Если через корродирующий
образец пропустить слабый
электрический ток, то
электродный потенциал
металла, естественно,
изменится. Отношение этого
сдвига потенциала к
величине пропущенного тока и
есть поляризационное
сопротивление, которое
обратно пропорционально
скорости коррозии.
Принцип измерения
поляризационного
сопротивления металлов и был положен
в основу первого у нас в
стране прибора для
измерения скорости коррозии.
Этот прибор (Р5035)
разработан Киевским
политехническим институтом
совместно с ПО «Точэлектро-
прибор». Он предназначен
главным образом для рабо-
Прибор Р5035 с набором
измерительных
преобразователей, входящих
в различные коррозионно-
индикаторные установки.
Чтобы назначение прибора
ни у кого не вызывало
сомнений, его
сфотографировали на
куске ржавой трубы
ты в кислой среде, однако
его нетрудно приспособить
и для нейтральных, и для
щелочных сред. Коррози-
онно-индикаторные
установки (с прибором Р5035),
изготовленные на опытном
заводе Киевского
политехнического института, внедрены
в производство, например,
на нефтедобывающих
предприятиях — для оценки
коррозии от пластовых вод, на
нефтеперерабатывающих
заводах — для измерения
коррозионного воздействия
дренажных вод. При
стоимости установки 800—
1000 рублей экономический
эффект от внедрения
экспрессного метода
определения скорости коррозии
составляет 4—5 тыс. руб. в год.
Кандидат технических наук
Ю. С. ГЕРАСИМЕНКО
Заказать серийно
выпускаемый прибор Р5035 можно
в территориальном
управлении
материально-технического снабжения «Укр-
главприборн |252029 Киев,
Музейный пер., 12] или в
«Союэглавприборе» |117218
Москва, ул.
Кржижановского, 16J.
Предложения о
заключении договоров на
изготовление и передачу опытных
коррозиоиио - иидииатор-
иых установок следует
направлять в Киевский
политехнический институт
B52056 Киев,
Брест-Литовский пр., 39].
Как найти пробку
Речь идет о пробках в
трубопроводах, а точнее,
об отложениях, которые
затрудняют транспортировку
жидких и сыпучих
продуктов, а со временем могут
привести к полной
закупорке труб. Отложения и
закупорки надолго выводят из
строя оборудование.
Много времени уходит даже на
такой, казалось бы, пустяк,
как поиск забитого
участка. Это время можно зна-
28
чительно сократить, если
воспользоваться
нейтронным прибором для
контроля трубопроводов, о
котором недавно сообщил
журнал «Химическая
промышленность» A980, № 9).
Переносной прибор,
который питается от
аккумулятора, испускает поток
нейтронов (источник —
изотоп калифорний-252).
Контролируемый трубопровод
отражает часть этого
потока; естественно,
интенсивность рассеянного
излучения зависит от толщины
стенки и свойств
материала, из которого она состоит.
Чем толще труба и слой
теплоизоляции, чем больше
вещества отложилось
изнутри, тем больше
нейтронов рассеивается.
Интенсивность рассеяния
фиксируется датчиками и
регистрируется электрическим
путем. Например, при
измерении на чистом
трубопроводе с хлористым
водородом прибор показывает
10—15 мА; если же
отложения занимают 20%
площади сечения трубы, ток
возрастает вдвое.
Нейтронный прибор для
обнаружения закупорок в
трубопроводах (Н0103Т)
испытан в Усольском
производственном объединении
«Химпром» на
трубопроводах с известковым
молоком, рассолом хлористого
натрия, содовым
раствором, серной и соляной
кислотами, хлоропреном. Ои
позволяет быстро и
безошибочно находить пробки в
трубах и те места, которые
в скором времени станут
непроходимыми.
М. ЮЛИИ
В Институте органической
химии АН УССР разработан
новый препарат для
предпосевной обработки
семян. Во время
производственных испытаний в
теплицах прибавка урожая
достигала 20%. В поле тоже
были получены неплохие
результаты: прибавка
гороха — 18—36%;
сладкого перца — 10—30 %,
огурцов — 15—34 %,
помидоров — 8—24%,
арбузов — 15%.
«ВДНХ СССР», 1980, № 8
Лучше всего очищают
поверхность моря от нефти
вспученный гидрофобизи-
рованный перлит (степень
очистки 98,5%) и сухие
сосновые опилки (98,62%).
Если не жалеть сорбента,
степень очистки можно
довести до 99,98%.
«Водные ресурсы», 1980,
№ 4
Если при изготовлении
шоколадной массы сахарную
пудру заменить сахарным
сиропом, сокращается
производственный цикл и
улучшаются вкусовые качества
продукции.
«Хлебопекарная
и кондитерская
промышленность»,
1980, № 7
Что можно
прочитать
в журналах
О математическом
моделировании реакций синтеза
полимеров («Пластические
массы», 1980, № 7, с. 9).
Об атомно-абсорбционном
определении металлов в
органических соединениях
(«Заводская лаборатория»,
1980, № 8, с. 709).
Об электростатических
методах нанесения
покрытий («Лакокрасочные
материалы и их применение»,
1980, № 4, с. 21).
О фосфорорганических
стабилизаторах для
каучук ов и резин («Каучук и
резина», 1980, № 8, с. 31).
О новом способе
получения монокристаллического
алюминиевого порошка с
высок ор аз в итой
поверхностью частиц
(«Порошковая металлургия», 1980,
№ 8, с. 13).
О путях экономии
автомобильного топлива
(«Автомобильный транспорт»,
1980, № 7, с. 36).
О бензометанольных
смесях — топливе для
карбюраторных двигателей
(«Автомобильная
промышленность», 1980, № 6, с. 32).
О применении соевого
масла в качестве моторного
топлива («Science News», 1980,
№ 13, с. 202).
Об ускоренном
определении морозостойкости
бетонов («Бетон и
железобетон», 1980, № 9, с. 16).
Об использовании цветных
бетонов для отделки
зданий («Строительство и
архитектура Москвы», 1980,
№ 7, с. 17).
О получении свинцового
сурика особой чистоты на
основе карбоната свинца,
синтезированного
электрохимически
(«Промышленность Армении», 1980, № 6,
х. 36).
О получении низших оле-
финов каталитическим
пиролизом («Химия и
технология топлив и масел», 1980,
№ 7, с. 19).
Об извлечении
свободного золота из
комплексных полиметаллических руд
(«Цветные металлы», 1980,
№ 8, с. 91).
О применении тумана в
системах кондиционирования
воздуха («Водоснабжение
и санитарная техника»,
1980, № 7, с. 23).
Об использовании
активного ила в качестве бел ков о-
минеральной подкормки в
рационе крупного рогатого
скота
(«Животноводство», 1980, N5 7, с. 53).
О новых препаратах для де-
металлизации вин
(«Виноградарство и виноделие
СССР», 1980, № 5, с. 9).
О применении пластмасс в
спортивном и туристском
снаряжении («Техническая
эстетика», 1980, № 8, с. 21).
О современных
направлениях селекции гладиолусов
(«Цветоводство», 1980,
№ 6, с. 13).
29
Тысячи тонн
масел
Известно, что сотрудникам
академических институтов положено заниматься
главным образом фундаментальными
исследованиями. Между тем из
лабораторий академических институтов часто
выходят вещи и вещества чрезвычайно
практичные. Достаточно вспомнить о
лазере, о фианитах, само название
которых указывает на «первоисточник» —
Физический институт Академии наук
СССР, или о лавсане, родившемся в
Лаборатории высокомолекулярных
соединений АН СССР, которая позже влилась
в знаменитый ныне ИНЭОС —
Институт элементоорганических соединений
имени Александра Николаевича
Несмеянова...
Об ИНЭОСе, об одной из новых
работ сотрудников этого института и
30
пойдет речь. Именно в этом
институте, где со дня основания
разрабатывают фундаментальные проблемы
«третьей химии», столь же
фундаментально не раз решали важные
проблемы химизации народного хозяйства.
Потому что (так считал Александр
Николаевич, так считают и многие его
ученики) к принципиально новым
процессам, к истинно новым
технологическим решениям можно прийти лишь
через фундаментальное познание
«природы вещей». Этот рассказ об одном из
таких решений.
ЧТО ЕСТЬ ЧТО
Вряд ли читателям «Химии и жизни»
нужно объяснять, что такое
карбоновые кислоты, но на всякий случай
напомним: это органические соединения,
молекулы которых увенчаны
карбоксильными группами —СООН. А вот ос-
f нова молекулы может быть построена
линейно или разветвление Альфа-раз-
ветвленные кислоты — те, которые
кустятся у первого (считая от
карбоксила) углеродного атома.
Новый способ синтеза этих кислот
основан на давно известной реакции те-
ломеризации (от греческого «телос» —
конец), но с одним существенным
добавлением (о нем ниже).
Суть реакции проста: под действием
инициатора, в частности перекисей или
азосоединений, некоторые вещества,
так называемые телогены (например,
четыреххлористый углерод СС14),
разлагаются. При этом образуется
свободный радикал, из молекулы СС14 —
радикал "СС13. Этот радикал способен
присоединять одну, две, три и т. д.
молекулы ненасыщенного мономера,
которые выстраиваются в длинную
линейную молекулу. Реакция могла бы
идти и дальше, до образования
полимера, но в дело вмешивается новый
процесс — передача кинетической цепи
на телоген, в результате которой рост
цепочки прекращается. В итоге из
мономера и телогена получается смесь
сравнительно коротких молекул тело-
мера. На языке формул все это
изображено справа наверху.
Гидролизом концевой СС13-группы
нетрудно превратить эти теломеры в
кислоты, но кислоты с линейными
цепями. Такие кислоты можно
использовать для синтеза волокон,
душистых веществ и т. д. Но для получения
многих других композиций,
например лакокрасочных материалов, они
непригодны именно потому, что их
I + СС14 —* I-CI + -CCIS
инициатор телоген инертное радикал
реакций— соеднне-
раднкал нне
•СС13 + пН2С=СН2 —>
—>■ СН2-—СН2—[—СН2—СН2—In—1 —
—* С1-[—СН2-СН2— ]п—СС13+-СС13
теломер
молекулы насыщенны и линейны.
В 1964 г. в ИНЭОСе
членом-корреспондентом АН СССР Р. X. Фрейдлиной,
доктором химических наук А. Б. Терен-
тьевым и их сотрудниками была
обнаружена новая разновидность реакции
теломеризации, которая и привела
к новой технологии разветвленных кар-
боновых кислот.
НОВЫЙ ТЕЛОГЕН —
НОВЫЙ ПРОЦЕСС
Сотрудники ИНЭОСа не задавались
целью получать заменители
растительных масел для лакокрасочной
промышленности. Цель была иной:
выяснить, какие соединения, кроме СС14,
способны работать в качестве телогенов
и к чему приводит их использование в
реакции теломеризации. Было
исследовано много веществ, разных по
структуре и свойствам. Тогда выяснили
любопытную закономерность: если тело-
генами служили низшие карбоновые
кислоты или некоторые их производные,
то теломеризация этилена с ними
приводила к разветвленным молекулам.
Подчеркиваем: разветвленным.
Тщательный анализ продуктов, их
состава и химической структуры выявил
еще одну закономерность: одна из
боковых цепей, появившихся у точки
разветвления, всегда содержала
четыре атома углерода, не больше и
не меньше. Это не могло быть
случайностью, поскольку
повторялось раз за разом, в реакциях с
различными телогенами. И вот что
выяснилось: как только цепь набирала
обязательные четыре углеродных
атома, конец ее, подобно хвосту
скорпиона, загибался к точке, откуда начался
рост, и вырывал оттуда атом
водорода. Тем самым «головной» атом
углерода вновь становился реакционно-
способным: у него могла отрасти еще
одна новая цепь.
Это явление было названо 1,5-мигра-
31
rtNGN 910W9 ВОНИ"" — "
цией атома водорода. Именно
перенос атома водорода от первого к
пятому атому углерода повинен в том, что
хвост не удлиняется, остается
четырехчленным:
Н
\ /
2Н2С=СН2+"С
(а)\
СООН
^н2с\..нч ^соон
сн2
\
СН2—СН2
.сн3
сн2
С Н2—СН2
/*ч\,
СООН
•с/
В приведенной реакции «хвост» у
полученного продукта уже загнут, но
молекула еще не разветвлена. Новая те-
ломерная цепь вырастает у
альфа-углеродного атома на следующей
стадии (точка в формуле означает
свободную валентность)., В этом суть нового
процесса получения разветвленных кар-
боновых кислот, разработанного в
ИНЭОС и уже работающего на
народное хозяйство. Самое главное, что все
это нагромождение непростых
химических реакций идет в «общем котле» —
процесс одностадиен и
технологически прост.
КОМУ ЧТО НУЖНО
Альфа-разветвленные карбоновые
кислоты способны заменить растительные
масла в рецептурах лаков, красок,
эмалей. И ие просто заменить — сделать
эти материалы лучше, универсальнее,
надежнее. Автоэмали на основе новых
теломеров успешно прошли испытания
на Волжском и Горьковском
автозаводах.
Конечно, и до этого были хорошие
лакокрасочные материалы, но их
готовили и продолжают готовить из
растительных масел, в том числе пищевых.
Подсолнечное, льняное, касторовое,
кокосовое масло... Тысячи тонн их
использует современная лакокрасочная
промышленность. Прямая экономия
пищевых ресурсов — результат
работы химиков ИНЭОС. При этом уместно
напомнить, что в СССР «крокодил не
ловится, не растет кокос» — так что
некоторые сорта растительных масел
иам приходится импортировать.
Новый способ получения
разветвленных карбоновых кислот
заинтересовал зарубежных специалистов. Он
запатентован в Австрии, Англии,
Франции и других странах. Метод не только
сэкономил нам валюту, но и принес
ощутимую прибыль в валюте: одна из
западногерманских фирм купила
лицензию на производство, а
итальянцы — партию альфа-разветвленных кар-
боновых кислот, чтобы использовать их
в качестве экстрагента. Кстати, эти
кислоты могут применяться и при
флотации, и при производстве поверхностно-
активных веществ, и в других областях.
ПЛЮС БЕЗОТХОДНОСТЬ
Рассказывая о достоинствах альфа-
разветвленных кислот и способе их
производства, нельзя не отметить
еще одно обстоятельство. Их
производство безотходно: нет ни сточных вод,
ни вредных газовых выбросов. Непро-
реагировавшие вещества возвращаются
в производственный цикл. В качестве же
продуктов реакции получаются только
разветвленные карбоновые кислоты.
Три фракции, свойства которых зависят
от длины главной цепи. И все три
фракции полезны.
Кислоты с 11—19 атомами углерода
идут на производство лакокрасочных
материалов. Легкая фракция
(С5—С9) может быть использована для
получения сиккативов или возвращена
в производственный цикл. Третья
фракция (С19 и выше) оказалась
эффективным заменителем олеиновой кислоты в
процессах флотации.
Массовое производство
альфа-разветвленных карбоновых кислот не
только высвободит тысячи тонн
пищевых масел для применения их по
прямому назначению, но и принесет
ощутимую пользу горнорудной
промышленности. В экономическом обозрении
«Минералы: от рудника до завода»,
опубликованном недавно A0.XI.1980 г.)
в «Правде», отмечалось, что в новой
пятилетке «предстоит усилить работы
по синтезу более эффективных
реагентов, заменить дефицитные или
токсичные новыми». Очевидно, альфа-раз-
ветвленные карбоновые кислоты,
полученные новым, безотходным
методом, способны помочь решению и этой
проблемы.
Кандидат химических наук
В. В. КОПЫЛОВ
32
r Gii-Bi ы ■ методш
^ вземеньч/й на\к>
Радуга на металле
Доктор технических наук
Е. С. ВОРОНЦОВ
С цветными пленками мы встречаемся
не только в детстве, пуская мыльные
пузыри. Их мы наблюдаем и на
поверхности воды, покрытой тонкой
пленкой бензина или нефти, и на
поверхности металла, подвергнутого
на воздухе действию высокой
температуры и покрытого поэтому тонкой
пленкой окисла. Каждый токарь знает, что
цвет стружки, выбегающей из-под
резца, зависит от числа оборотов
шпинделя и, следовательно, от температуры,
до которой нагревается металл. А
некоторые умельцы создают на металле
с помощью этих «цветов побежалости»
целые художественные композиции.
Эти явления казались удивительными
до тех пор, пока в 1803 году английский
физик Томас Юнг не создал теорию
интерференции света, позволившую
объяснить, почему тонкие пленки
бесцветных веществ могут выглядеть
окрашенными в любые цвета радуги.
Суть интерференции света в пленках
заключается в следующем. Если луч
света с той или иной длиной волны
падает под углом на тонкую пленку
какого - либо прозрачного материала,
то он сначала преломляется на внешней
границе пленки, затем отражается от
«ее внутренней границы и, еще раз
преломившись, выходит наружу
(рис. 1). Но здесь этот луч
встречается с другим точно таким же лучом, не
прошедшим дополнительного пути
внутри пленки. Если дополнительный
путь первого луча равен или кратен
длине волны использованного света,
то ничего особенного не произойдет;
но если этот путь равен или кратен
половине длины волны, то гребень одной
волны придется на впадину другой,
и свет сам себя погасит. А если тонкую
пленку осветить белым светом, то
2 «Химия и жизнь» № 2
погаснет лишь одна из составляющих
его волн, и пленка будет выглядеть
окрашенной в дополнительный цвет.
Но радужные картины, возникающие
на поверхности металлов, могут
служить и весьма чувствительными
индикаторами различных химических
процессов, разыгрывающихся на границе
раздела фаз.
ЧТО ПРОИСХОДИТ НА ПОВЕРХНОСТИ
Более восьмидесяти известных
химических элементов относится к металлам;
почти все они, за исключением разве
что нескольких металлов, называемых
благородными (Pd, Os, Ir, Pt, Au),
более или менее легко окисляются на
воздухе. Окисляются на воздухе и многие
сплавы, и полупроводниковые
материалы.
Химическое взаимодействие металлов
и полупроводников с кислородом
воздуха при комнатной температуре
приводит к образованию на их
поверхности невидимой пленки окисла толщиной
всего около нескольких десятков
ангстрем; во многих случаях эта пленка
препятствует дальнейшему окислению
металла, служит ему надежной защитой.
Естественно, что чем пленка
химически устойчивее, чем выше ее
защитные свойства, тем при более высокой
температуре она достигнет такой
толщины, когда появляются цвета
побежалости. То есть температура, при
которой на материале впервые возникает
интерференционная окраска, может
служить условной мерой его
жаростойкости. Действительно, на поверхности
1
Схема возникновения интерференционной
окраски в тонкой пленке:
а — пленка окисла, б — металл
зз
Последовательность изменения
цвета пленки: а — при окислении металлов
и полупроводников; 6 — при
носстановлении окисных пленок по типу
электролиза
меди цвета побежалости возникают при
температуре выше 200°С, а на
поверхности значительно более
жаростойкого кремния — выше 1000°С.
При окислении металлов и
полупроводников кислородом и другими
газообразными реагентами — например,
парами серы, иода — по мере
утолщения пленки ее интерференционная
окраска постепенно изменяется:
теплые тона переходят в холодные
(рис. 2,а). Но при дальнейшем
утолщении пленки синий цвет вдруг
сменяется желтым, и снова окраска проходит
всю гамму от теплых тонов к холодным.
Так может повторяться несколько раз,
пока переходы не станут такими
быстрыми, что их уже невозможно будет
различать и окраска не исчезнет
вообще.
Объясняется это явление просто.
Когда пленка постепенно утолщается, то
сначала гасятся волны, начиная с темно-
синей, самой короткой видимой
волны и кончая темно-красной
волной; это вызывает соответствующее
изменение дополнительного цвета — от
теплых тонов к холодным. Но потом
наступает момент, когда в пленке
снова может погаснуть лишь самая
короткая видимая волна, и т. д. Но когда
пленка становится очень толстой,
интерференционная картина просто
сливается и мы видим обычный
отраженный белый свет или собственный цвет
окисла. Так как явление
интерференции зависит от прозрачности пленки и
свойств поверхности раздела металл —
окисел, то для разных материалов
число повторений спектра оказывается
различным: например, при
оксидировании на воздухе вольфрама спектр
повторяется три раза, титана — пять
раз, а кремния — восемь.
Если окисление материала
происходит при постоянной температуре, то
по скорости изменения цвета пленки
можно судить о динамике процесса;
с помощью цветов побежалости можно
определять энергию активации, то есть
дополнительную энергию, которую
должны иметь частицы для того,
чтобы могли прореагировать.
Эффект интерференции позволяет
наглядно выявлять анизотропию
химических свойств кристаллов: из-за того,
что на разных гранях оксидные пленки
растут с разной скоростью, они
оказываются окрашенными в разные цвета
после нагревания до одной и той же
температуры. Так же можно судить
и о влиянии способа обработки
материала на его химические свойства:
например, оказалось, что
электрохимическая обработка титановых сплавов
позволяет получать химически более
устойчивые образцы, чем обычная
механическая обработка. А покрывая
инертную поверхность слоями
материалов с различной химической
активностью, можно изучать их
сравнительное поведение, а также получать
многодетные изображения, не пользуясь
никакими красителями. Именно так
окрашиваются крылья бабочек,
покрытые бесцветными чешуйками.
ИНТЕРФЕРЕНЦИОННАЯ ИНДИКАЦИЯ
Когда поверхность метзлла,
покрытого тонкой пленкой окисла,
подвергается действию того или иного
газообразного восстановителя (подобные
процессы имеют важное практическое
значение), наблюдаются уже известные
нам интерференционные переходы,
сопровождаемые изменением окраски.
Однако сам характер
интерференционной картины — последовательность и
скорость чередования цветов —
оказывается не таким, как при
оксидировании, и это дает возможность судить о
термодинамике, кинетике и механизме
процессов, разыгрывающихся в
тончайшем поверхностном слое.
34
Например, если окисные пленки,
нанесенные на поверхность таких метал-
рь лов, как Fe, Co, Ni, восстанавливают
водородом или окисью углерода при
300—700СС, то наблюдаются
интерференционные переходы окраски
противоположные тем, что возникают при
окислении (рис. 2,6); это значит, что
восстановление металла происходит
не на внешней поверхности окисной
пленки, как можно было бы ожидать,
а на границе раздела окисел — металл.
То есть в данном случае восстановление
протекает подобно своеобразному
электролизу, когда анионы
перемещаются к границе пленка — газ и,
соединяясь с восстановителем, переходят в
газовую фазу, а катионы движутся к
границе пленка — металл, наращивая
металлическую основу.
Иная картина была обнаружена в
опытах с молибденом, у которого верхний
слой окисной пленки состоит из
высшего окисла МоОзг обладающего высокой
летучестью. Восстановление такой
пленки окисью углерода при температуре
выше 550°С приводит лишь к частичному
обращению изменений
интерференционной окраски. Это объясняется,
во-первых, тем, что по мере возгонки
высшего оксида обнажаются слои менее
летучего вещества, а во-вторых, тем,
что восстановление окисла в газовой
фазе приводит к конденсации металла
на поверхности недовосстановленной
пленки и формированию тончайшего
слоя молибдена. А при восстановлении
окисной пленки на молибдене
водородом при 325—345СС по характеру
изменения интерференционной окраски
удалось узнать, что процесс
начинается сразу в нескольких центрах и за-
«v тем распространяется вдоль поверхно-
%щ сти, завершаясь полным
восстановлением окисла.
Тот же самый интерференционный
метод пригоден и для изучения
процессов возгонки, газового травления и
растворения окисных пленок. По сути
дела, интерференционная окраска
оксидных пленок может служить
своеобразным индикатором происходящих в
них химических процессов.
Например, как узнать, насколько тот
или иной раствор пригоден для
травления окисной пленки, покрывающей
поверхность того или иного металла
или сплава? Очень просто: если
растворение идет с достаточно большой
скоростью, то это будет заметно
прямо на глаз по изменению цвета пленки;
если же цвет пленки не изменится, то
это значит, что травитель непригоден
Ipf для работы.
А равномерно ли идет травление?
Как влияют на скорость этого
процесса концентрация раствора и его
температура, перемешивание или действие
тех или иных полей? На все эти
вопросы позволяет ответить метод
интерференционной индикации.
Этот метод позволяет контролировать
и ход выращивания сложных
тонкопленочных структур. Так, было
установлено, что тонкие иголки, изготовленные
из активированных Pd, Pt, Ag и
направленные острием к поверхности
кремния, в сотни и тысячи раз ускоряют
процесс окисления поверхности,
активируя кислород; это дает возможность
снизить температуру с 1100—1200°С до
700°С. А при совместном оксидировании
поликристаллических образцов Си, Мо и
W по интерференционной картине
было обнаружено, что присутствие Си
ускоряет окисление Мо и W, а
присутствие Мо ускоряет окисление
W.
Метод интерференционной индикации
применим не только для контроля
процессов, происходящих на
поверхности металлов при окислении и
восстановлении. Он пригоден и в тех
многочисленных случаях, когда
необходимо изучать поведение пленок,
состоящих из нитридов, галогенидов,
силикатов, халькогенидов, сложных
неорганических и даже органических
соединений. Это делает метод
интерференционной индикации универсальным
методом контроля и исследования
физико-химических явлений,
происходящих на поверхности материалов в ходе
их обработки.
Так химики нашли неожиданное и
эффективное применение цветам
побежалости, известным всем людям с
давних времен, но служившим лишь
для иллюстрации законов оптики. •
ЧТО ЧИТАТЬ
ОБ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЙ ИНДИКАЦИИ
I.E. С. Воронцов. В. К. Алтухов,
А. Н. К о р н е е в а, Н. П. П е к ш е в а.
«Успехи химии», 1973, т. 42, с. 1325.
2.Е. С. Воронцов, В. Ф. 3 а .6 р о в-
с к а я, Ю. В. С п и ч к и н, В. В.
Шаталов. «Материаловедение, физика и
химия конденсированных сред». Воронеж,
1976, № 4, с. 18.
3. Е. С. Воронцов, «Журнал физической
химии», 1980, т. 54, № 2, с. 269.
2*
35
Ъ\.
* < i
/'<*
*•'.
Чш
X7r\
•^
-v
XV**,
l***'
-/„.-"
' ' *~*
^'.
^
♦*C
>*#**
£%^
'^fe\
4f.
''*%
C*c V». » —
'-%£•
Экономика, производство
Кукурузный
поток
Среди культурных растений, которыми
владеет человечество, кукуруза — одно
из самых замечательных. Из кукурузных
зерен делают муку, крупу, крахмал,
патоку, масло; зерна или их части
используются в медицине, а также в
текстильной и бумажной промышленностях;
из кочерыжек получают фурфурол,
который нужен в производстве
синтетических смол и других химических
материалов. Но важнее всего роль
кукурузы в животноводстве: животные
с удовольствием едят все, что дает
растение,— зерно, листья, стебель,
кочерыжки; особую ценность кукуруза
представляет как основа комбикормов.
По кормовым достоинствам и
урожайности она занимает первое место среди
других фуражных культур.
Урожайность фуражных культур
куку-
РУ"
яровой
ячмень
овес
Число центнеров,
собираемых с гектара 70 28 23,6
Число кормовых единиц
с га (за кормовую
единицу принята
питательность одного килограмма
овса) 9450 3390 2360
Почему же судьба этого растения
порой была у нас столь драматична?
Кукуруза то входила в моду, и не
было более восторженных эпитетов,
чем те, которыми награждали растение,
то теряла своих поклонников. Причина,
конечно, не в самой кукурузе.
Недостаточное знание ее биологических
особенностей, плохая техническая
оснащенность кукурузоводческих хозяйств не
позволяли использовать богатейшие
потенциальные возможности этого
растения. В течение последних 10—-12 лет
валовые сборы кукурузного зерна в
СССР не превышают 10 миллионов тонн
в год, хотя по самым скромным
подсчетам экономистов стране ежегодно
необходимо вдвое больше.
И вот недавно появилась надежда
существенно увеличить сборы
кукурузы — с помощью так называемой
индустриальной технологии ее
возделывания.
НАЧАЛО
Новый способ возделывания
кукурузы — плод коллективного и
многолетнего труда специалистов разных стран.
Одни внесли свою лепту в виде
результатов исследования самого растен ия,
другие выработали правила его
выращивания, третьи сконструировали
всевозможные приспособления для ухода
за кукурузными полями и так далее.
Начало промышленному возделыванию
кукурузы в социалистических странах
положили венгры примерно 10 лет
назад (см. «Химию и жизнь», 1979,
N2 2). Основываясь на том, что известно
об этом растении науке и практике,
венгерские растениеводы создали
очень четкую систему мероприятий,
которые позволяют получить от
кукурузы максимум того, на что она способна
в определенных климатических и
почвенных условиях.
Дело в том, что современная
кукуруза с ее массивными початками, плотно
усаженными крупными и крепкими
зернами,— это чудо, почти целиком
созданное руками человека за долгие
годы селекции; у растения очень мало
общего с «дикарями», от которых
кукуруза могла произойти (прямой
дикий ее предок в природе так и не
найден). Развив у растения полезные
для себя свойства, человек начисто
лишил его самостоятельности — больше,
чем другие высокопродуктивные
культуры. Кукуруза не в состоянии даже
посеять себя: из упавших на землю
укутанных в листья початков зерна
выбраться не могут. Правда, именно
в этом нет большой беды: все равно
земледельцы предпочитают сами сеять
культурные растения. Куда хуже, что
кукуруза очень чувствительна к
нарушению теплового, водного и
воздушного режимов, а также нуждается в
надежной защите от сорняков. Зато если
кукурузе создать благоприятные
условия, она их использует намного
эффективнее, чем другие культуры.
37
В середине 70-х годов группа
советских специалистов отправилась в ВНР,
чтобы познакомиться с тем, как там
выращивают кукурузу. А в 1977 году
в Чадыр-Лунгском районе Молдавии
для проверки венгерской системы
было отведено В00 гектаров пашен.
Чадыр-Лунгский район — это юг
Молдавии. Зима здесь короткая,
теплая и малоснежная; лето
продолжительное, жаркое, с редкими дождями;
часто и подолгу Дуют суховеи. В общем,
условия жесткие. Тем не менее в
первый же год на экспериментальном
участке было собрано по 58 Центнеров
зерна с гектара, а на обычных полях
урожай не превышал 29 ц/га.
Результаты были убедительными. Поэтому
в 1978 году кукурузу по-новому
выращивали уже во всем районе — на
20 0Q0 гектаров; в среднем они дали
зерна по 61 ц/га.
В почвенно-климатических условиях
нашей страны в венгерскую технологию
возделывания кукурузы, естественно,
пришлось внести некоторые изменения:
другие сроки пахоты, сева, уборки.
Подобраны наиболее подходящие
семена. Из серийно изготовляемой
отечественной техники создана целая
система машин, пригодных для новой
технологии. Все это потребовало
участия большого числа людей —
специалистов и научных сотрудников нескольких
научно-исследовательских институтов,
в том числе ВНИИ кукурузы
(Днепропетровск), Молдавского НИИ кукурузы
и сорго, Украинского НИИ механизации
и электрификации сельского хозяйства,
а также ВАСХНИЛ, Академии наук
Молдавской ССР, Совета колхозов
Молдавской ССР, Главного управления
зерновых культур и по общим вопросам
земледелия Министерства сельского
хозяйства СССР.
В 1979 году в эксперимент включились
пять республик: Молдавия, Украина,
РСФСР, Казахстан и Грузи я. Общая
площадь испытательного полигона
выросла до 160 тысяч гектаров; средний
урожай был более 51,5 ц/га. И еще
несколько цифр из отчета Совета
колхозов МССР, который в 1979 году отвел
под новую технологию 87 000 га.
На получение центнера кукурузы
тратилось 1,47 человекочаса, а по старой
технологии — 3,82 человекочаса. Сейчас
себестоимость центнера зерна —
5,15 рубля, а раньше была 7,28 рубля.
Короче, за год новая технология
позволила высвободить 5300 человек
и сэкономить более 9 млн. рублей.
В 1980 году кукурузу выращивали
новым способом на 1,16 миллионов
гектаров, то есть на четвертой части
кукурузных угодий страны. В чем же суть
нового способа?
СУТЬ
Все операции по уходу за растениями,
начиная от подготовки почвы вплоть до
окончательной обработки семян
(обмолота, сушки), увязаны в единую
поточную линию, в которой к тому же
ручного труда почти нет, большая часть
работ, особенно трудоемкие,
выполняется с помощью машин; отсюда и
название технологии — индустриальная.
Все технологические узлы поточной
линии четко состыкованы друг с другом.
Скажем, если посеяны семена гибридов
с такой-то урожайностью, то удобрения
посевы получают именно в расчете на
этот урожай, не меньше, но и не
больше. Кроме того, каждая отдельная
операция и вся их цепь оптимизированы.
Например, исходя из свойств почвы
данного хозяйства, подбирают семена,
которые именно в этих условиях могут
принести наибольший урожай при
оптимальном уходе.
Важнейшая особенность технологии —
точное соблюдение оптимальных сроков
всех работ. Вот пример. Вовремя
посеянная кукуруза развивается быстро и
равномерно. А стоит немного запоздать
или, наоборот, начать сев слишком рано,
когда почва недостаточно прогрета,
всходы задерживаются. Это в свою
очередь приводит к другим
неприятностям: прорастающие семена слишком
долго оставались в фазе, когда они
наиболее беззащитны перед болезнями
и вредителями, поэтому часть растений
отстает в росте, некоторые участки поля
приходится пересевать и, в конце
концов, продуктивность всего массива
кукурузы оказывается намного меньшей,
чем могла быть.
Пусть только перечисление этих
деталей не вызовет у читателя
разочарования: где же новизна, революционность
новой технологии? Она в совокупности
этих деталей, в том, что все они или
по крайней мере большинство учтены
в индустриальной технологии,
выстроены по порядку и действуют не каждая
сама по себе, а все вместе. Возникает
даже что-то вроде синергического
эффекта...
К главным особенностям технологии
относится также применение
высокоэффективных гербицидов.
ГЕРБИЦИДЫ . .
Сорняки очень мешают кукурузе.
Пожалуй, они сильнее других
неблагоприятных факторов препятствуют полу-
38
чению хороших урожаев. Из-за
сорняков, если их не уничтожать, колхозы
и совхозы могут терять 20—30% зерна.
Для борьбы с сорными травами
земледельцы обычно сочетают химическую
прополку с механической, потому что
гербициды, которые сейчас есть у
кукурузоводов для обычной технологии
выращивания злака, справляются только
с некоторыми сорняками. Остальные
приходится удалять с помощью
культиваторов: три-четыре раза за сезон
механизаторы обрабатывают ими
междурядья кукурузного поля. Но частое
рыхление почвы ухудшает ее структуру,
уплотняет, нарушает воздушный и
водный режимы, что, безусловно, тормозит
развитие кукурузы. И кроме того,
такая обработка требует определенных
трудовых затрат.
В новой технологии применяют
гербициды (например, эрадикан — из
группы тиокарбаматов), которые сами,
без помощи культиваторов,
уничтожают .всех главных врагов кукурузы:
однолетние злаковые травы и
двудольные сорняки. Иногда для большей
гарантии применяют смесь гербицидов.
Поле опрыскивают незадолго до сева.
Эрадикан Необходимо тут же заделать
в землю, потому что он легко
испаряется. Если же гербицид сразу попадет
в почву, то будет действовать в
течение всего вегетационного периода.
Кукурузное поле после такой
обработки все лето стоит чистое от сорных
трав, и до самой уборочной машины
его не тревожат. Значит, применение
гербицидов не только защищает
кукурузу от нахлебников и предохраняет
почву от разрушения, а еще высвобождает
рабочие руки.
УДОБРЕНИЯ
Обычно при внесении удобрений на
поля агрономы руководствуются
полученными в агрохимических лабораториях
картограммами почв. Делаются
картограммы раз в несколько лет, а потому
очень приблизительно указывают состав
почв того или иного хозяйства. Для
новой технологии такие ненадежные
документы непригодны.
На участках, где весной собираются
возделывать кукурузу по-новому,
осенью обязательно делают химический
анализ почв, А как поступать дальше,
агрономам известно. Если, скажем, с
гектара планируют получить 60—
70 центнеров зерна, то на этот гектар
надо внести столько удобрений, чтобы
растение могло усвоить 180 кг азота,
60 кг фосфора и 150 кг калия. С
орошаемого поля можно собрать и по
100 ц/га, но там кукуруза должна
получить существенно больше
питательных веществ: 300 кг азота, 110 кг
фосфора и 360 кг калия.
Осенью на поля вносят всю норму
фосфора, калия и половину дозы
азота — в виде солей аммония, потому
что они прочнее удерживаются в почве
и не вымываются дождевой и снеговой
водой. Вторую половину азота земля
получает весной под вспашку, но теперь
в виде нитратов: они легче
растворяются и потому доступнее растениям.
Очень нужны кукурузе органические
удобрения; навоз вывозят на поля
осенью под вспашку — по 20—40 т/га.
СЕМЕНА
Созревшую кукурузу надо быстро
убрать. Растения со спелыми початками
полегают. Упавшие стебли не поддаются
механизированной уборке, и хозяйство,
запоздавшее со сбором зерна, несет
большие убытки. Вот почему в новой
технологии оговорено, что
растениеводам необходимо запастись набором
семян гибридов с разными сроками
созревания. Поле делится на участки,
которые засевают разными гибридами.
Убирают участки по мере созревания
растений. Это очень важный
стыковочный узел технологии.
ТЕХНИКА
Для механизированного ухода за
кукурузой нужны тракторы, плуги, бороны,
волокуши — выравниватели почвы,
устройства для внесения гербицидов
и удобрений, кукурузоуборочные
комбайны и установки для сушки зерна.
Ко всей этой технике индустриальная
технология предъявляет определенные
требования. Прежде всего, техника
должна быть мощной, иначе трудно
выполнить все операции в оптимальные
сроки. Например, трактор К-700,
применяющийся сейчас на полях, где
действует новая технология, за смену
обрабатывает в три-четыре раза больше
земли, чем обычные тракторы. Все
орудия, присоединяемые к этим
тракторам,— плуги, бороны, волокуши —
широкозахватные. Но дело не только в
производительности орудий, они
отличаются еще и качественно.
Многим, вероятно, приходилось
видеть свежевспаханное поле. Пласты
земли,- поднятые плугом, стоят почти
ребром, за ними образовались глубокие
и широкие борозды. Выровнять такое
поле нелегко. А чтобы уход за
кукурузой был эффективен, почва должна
быть особенно ровной.
Прочные гребни образуются на пашне
вот по какой причине. Плуги, наиболее
39
часто применяемые у нас, рассчитаны
на более окультуренную землю,
которая должна была бы сама рассыпаться
во время пахоты. В новой технологии
предусмотрен пока еще редкий на
наших полях плуг с полувинтовым
отвалом, который полностью
оборачивает пласт, поэтому после него на поле
нет гребней и борозд, а получается,
как говорят агрономы, слитная пахота.
Кроме этого, новый плуг надежнее
заделывает в почву пожнивные остатки.
Если их не запахать, то на сухих
растениях, застрявших на поверхности,
оседает гербицид эрадикан и вместо того,
чтобы тоже попасть в почву, быстро
испаряется.
А вот другой пример оптимизации.
Самоходный кукурузоуборочный
комбайн «Херсонец-200», который
применяется в индустриальной технологии,
оборудован сменными
приспособлениями для разных способов уборки. Если
созревшая кукуруза содержит много
влаги C0—40%), то комбайн только
собирает початки, но не обмолачивает
их. Влажное зерно легко поранить,
а травмированная кукуруза плохо
сохраняется: через несколько дней она
начинает плесневеть. Это ухудшает
всхожесть будущих семян и снижает
кормовые достоинства фуражного
зерна. Чтобы меньше травмировать
кукурузу, необмолоченные початки свозят
на ток, сушат здесь, а затем
обмолачивают на специализированных линиях.
Если же кукуруза успела достаточно
подсохнуть ко времени уборки,
комбайн обмолачивает ее прямо в поле.
Дальше с кукурузой поступают, как с
зерном других культур: из комбайна
засыпают в грузовики, свозят на ток
и так далее. Все эти операции
механизированы. Обычно же при обработке
початков требуется много ручного
труда — для доочистки от листьев и
погрузки.
Если индустриальная технология
так хороша, что же мешает
распространить ее сразу на всю страну?
ПРОБЛЕМЫ
Главные затруднения связаны с
техникой. К сожалению, некоторые машины
и орудия, нужные для новой технологии,
сельскохозяйственное машиностроение
изготовляет только небольшими
партиями или вообще не выпускает. Никто
у нас пока не делает плуги с
полувинтовым отвалом. Не хватает мощных
тракторов. Мало кукурузоуборочных
комбайнов. Еще меньше сушилок для
зерна. И так далее. Конечно, с каждым
годом машинный парк кукурузоводче-
ских хозяйств растет, но все же за
нуждами растениеводства пока не
поспевает. Именно об этом говорил
Л. И. Брежнев на Пленуме ЦК КПСС
21 октября 1980 года: «Продолжает
отставать сельскохозяйственное
машиностроение — отрасль, которая
приобрела сейчас особое значение. Самые
серьезные нарекания вызывают как
технический уровень, так и качество
многих выпускаемых машин».
Кукуруза — действительно
замечательная культура. А индустриальная
технология ее возделывания позволяет
наиболее полно использовать
потенциальные возможности этого растения.
И прежде всего с его помощью
увеличить выработку продовольствия в
стране.
Д. ОСОКИНА
Что вы знаете
и чего
не знаете
0 кукурузе
КОГДА, ОТКУДА И КУДА
5 ноября 1492 года, через
несколько дней после
открытия Америки,
Христофор Колумб записал:
«Я видел злак, называемый
маисом». Местные жители
возделывали это растение
с очень давних лор. На
территории Перу, например,
археологи иашли
ископаемые початки, датируемые
пятым тысячелетием до
новой эры. На стоянках
древнего человека
обнаружено также множество
фигурок богов и богииь
с початками кукурузы в
руках и иа головных уборах:
жители обеих Америк
поклонялись кукурузе как
священному растению.
Культура его возделывания была
очень высока, о чем,'в
частности, свидетельствует
большое число сортов,
которые там выращивали.
Например, у древних мвйя
были сортв:
«кукуруза-старуха», которая созревала
за 6—7 месяцев,
«кукуруза-девочка», поспевавшая
за три месяца, и настоящая
скороспелка — сорт с
красивым названием «песнь
петуха»: его убирали через
два месяца после
появления всходов.
В Европу образцы нового
злака были привезены из
второго путешествия
Колумба. А в' 1511 году некий
Пьетро Матьере издал в
Севилье книжку «De Or bo
Novo» («Новый мир»), в
которой появилось первое
описание кукурузы.
Поражает, сколь стрем ительио
она завоевала евразийский
континент, особенно если
■сломиить, с каким трудом
40
Праздничное шествие в
Мексике с фигурой бога
кукурузы Хахапили
Бог кукурузы ацтеков
с кукурузной лепешкой
в руках
там же прокладывал себе
путь другой американец —
картофель.
На территории нашей
страны кукуруза появилась
в конце семнадцатого и
начале восемнадцатого веков
в Молдавии и в Грузии. В
Закавказье растение завезли,
скорее всего, венецианские
и генуэзские купцы. Другой
возможный источник —
Турция. В Молдавию кукуруза
попала из Валахии,
соседнего румынского княжества.
А вот откуда взялось
слово «кукуруза», не ясно.
Может быть, оно произошло
от румынского «kukuruz» —
«еловая шишка», а
возможно, от «kukuru» —
сочетания звуков, которым
подзывают домашнюю
птицу. Есть и другие версии...
ГДЕ, СКОЛЬКО, ЧЕГО
Кукурузу возделывают на
всех континентах — от
40е ю. ш. до 58° с. ш.— на
120 миллионах гектаров
(среди злаковых она
занимает третье место по
площади посевов после
пшеницы и риса). Ежегодно в мире
собирают 380 млн. т
кукурузного зерна. Больше
всего в США —180 мли. т.
К крупным производителям
кукурузы относятся также
Бразилия, Мексика,
Аргентина. В последние годы ку-
курузоводство бурио
развивается во Франции ti в ФРГ.
Из социалистических стран,
кроме СССР, растение
возделывают в Болгарии,
Венгрии, Румынии и Югославии.
У нас в стране под
кукурузу отведено более
четырех миллионов гектаров.
Самые обширные
кукурузные угодья — на Украине
(свыше 2 млн. га), второе
место у РСФСР — более
миллиона га, третье — у
Молдавии (около 400 тыс.
га).
В зерне кукурузы более
70% крахмала, а в
пшенице— 64%, но зато в
пшенице 17% белка, а в кукурузе
всего 10%. И кукурузный
белок беднее
незаменимыми аминокислотами. Зерно
кукурузы содержит 4,4%
жира (в 2,5 раза больше,
чем пшеница), а также
сахар, клетчатку и
минеральные вещества. Желтая
кукуруза — единственный злак,
богатый каротином: до 9 мг
в 100 г зерна.
ЧТО ЛУЧШЕ СЕЯТЬ
У нас в стране и за рубежом
сейчас чаще сеют семена
гибридов кукурузы, а не
Перуанское божество
плодородия: в одной руке
у него кукуруза с початками,
в другой — маниока с
клубнямн
Первое изображение
кукурузы в печатном
издании: им был «Травник»
Л. Фукса, вышедший в
1542 году
сортов — прежде всего
потому, что гибриды
урожайнее. Но не только поэтому...
Сорт кукурузы (и других
культур тоже) селекционер
выводит 10—12 лет,
скрещивая наиболее
выдающиеся экземпляры. Иными
словами, сорт как бы насыщают
нужными генами от разных
доноров. Ценные свойства
сорта передаются по
наследству, поэтому его
культивируют до тех пор, пока
он не будет заменен новым,
более продуктивным
(обычно это происходит через
несколько лет).
С гибридами дело
подвигается в два-три раза
быстрее — если, конечно,
система гибридного
семеноводства действует четко. В
научно-исследовательском
институте или на опытной
станции выводят так
называемые самоопыленные линии
41
Таким способом окучивали
кукурузу в Бессарабии
в XIX веке
кукурузы. Растения не
скрещивают с себе подобными,
а наоборот, изолируют от
них, и кукуруза обходится
только собственной
пыльцой. В изоляции она быстро
теряет все
благоприобретенные за долгие годы
селекции свойства. Поэтому
представители
самоопыленных линий — настоящие
заморыши: слабые,
беззащитные перед инфекцией,
малоурожайные. Однако если
две такие линии скрестить,
то их гибриды в первом
поколении намного превзойдут
по урожайности и по
другим полезным для человека
свойствам и родителей, и
все известные сорта
кукурузы.
Выращивают гибриды в
семеноводческих колхозах
и совхозах, которые затем
отправляют их в обычные
кукурузоводческие
хозяйства. Система НИИ —
семеноводческие хозяйства —
зерновые колхозы и
совхозы действует постоянно:
каждый год поля получают
новые партии посадочного
материала.
К сожалению, ни с
помощью- сортов, ни с
помощью гибридов до сих
пор не удалось сделать
кукурузу скороспелой.
Обычно от появления ее
всходов до созревания
початков проходит более
100 дней, и уборка
приходится на сентябрь-октябрь,
когда ей может помешать
снег. Если бы удалось
сократить вегетационный
период до 80—85 дней,
кукурузу удалось бы
продвинуть дальше на север и
уменьшились бы потери
зерна.
МАМАЛЫГА, МЧАДИ
И ДРУГИЕ ВКУСНЫЕ БЛЮДА
Мамалыга. Классическую
молдавскую мамалыгу
варят в казанках — чугунных
кастрюлях с полукруглым
дном, поэтому в готовом
виде она похожа на
круглый холмик. В литр кипящей
воды всыпьте полтора
стакана просеянной кукурузной
муки и 20 минут варите.
Затем снимите казанок с
огня и тщательно
перемешайте его содержимое
деревянной ложкой или лучше
скалкой, разотрите комья.
Теперь казанок ставят на
слабый огонь и держат на
нем до испарения лишней
влаги. Время от времени
содержимое кастрюли
необходимо встряхивать, а
потом ложкой, смоченной
водой или молоком,
разравнивать поверхность
мамалыги. Когда вы
почувствуете, что масса легко
отделяется от стенок, закройте
казанок деревянной
дощечкой и, держа их вместе,
переверните. Мамалыгу тут же
надо разрезать на ломти,
но не ножом, а белой
ниткой. Подведите нитку под
хлебец снизу и тащите ее
вверх. Затем положите
ломоть мамалыги на тарелку,
полейте растопленным
сливочным маслом и посыпьте
размельченной брынзой.
Подавать к столу в горячем
виде.
Чемква. Это грузинское
блюдо и остальные,
описанные дальше,— тоже.
Полкило малосоленого
сыра{грузины предпочитают
имеретинский) нарежьте мелкими
кусочками, положите в
кастрюлю с кипящим молоком
и, помешивая, варите 5—
8 минут. Туда же
постепенно всыпьте 2—2,5 стакана
кукурузной муки и
продолжайте варить, помешивая.
Когда кушанье станет
густым, ослабьте огонь и
подержите кастр юлю на нем
еще 3—4 минуты. Подавать
горячим.
Мчади. Всыпьте в миску
3 стакана кукурузной муки
и влейте полтора стакана
холодной воды. Замесите
тесто. Оно должно
получиться мокроватым.
Мокрыми руками возьмите часть
теста и придайте ему форму
шара. Положите шар на
разогретую сковородку и
превратите его в лепешку.
Закройте сковородку
крышкой, поставьте в духовку
или печь. Когда одна
сторона лепешки подрумянится,
переверните ее. Едят мчади
горячими.
Зерна кукурузы с орехами.
300 г перебранных и
промытых зерен залейте теплой
водой и держите в ней
несколько часов. Затем
перенесите кукурузу в
кастрюлю, залейте водой и варите,
пока она не разварится.
Очищенные грецкие орехи
A f/4 стакана) истолките с
долькой чеснока;
отожмите масло, слейте его в
отдельную чашку. Две
веточки кинзы мелко нарежьте
и разотрите со стручком
перца. К смеси добавьте
орехи с чесноком, немного
винного уксуса и кукурузу;
перемешайте все, полейте
ореховым маслом -— и
блюдо готово.
42
Вкусовые вещества
Профессор
К. С. ПЕТРОВСКИЙ
Соль и перец, лук и чеснок, десятки
пряностей — разные в разных краях
света — всегда привлекали и себе
внимание: кому не хочется сделать свою
пищу вкуснее... Но дело не
ограничивается гастрономией: вкусовым
веществам издавна приписывали и целебные
свойства. Все же ради здоровья, а не
только для вкуса и аромата чуть ли не
во всех странах мира изыскивались
новые и новые растения с необычным,
индивидуальным вкусом.
Третья статья из серии об охране внутренней
среды. Две предыдущие — в № 1 и 5 за
1980 г.
Множество плодов, семян, цветов,
листьев и корней составили мировой
фонд вкусовых веществ,
насчитывающий ныне десятки тысяч названий.
Параллельно создавался фонд
лекарственных растительных средств, и
естественно, что многие вкусовые
вещества прочно вошли в фармакопеи
различных стран и применяются для лечения
вплоть до сего дня. Естественно, что
все эти вещества влияют на внутреннюю
среду человека. Но как именно?
Современная наука о питании отнюдь
не отвергает вкусовых веществ, в том
числе и синтетических, например
ванилина, укропной эссенции или
лимонной кислоты, чья безвредность в малых
дозах твердо доказана. Медицина
осторожна, но не категорична, когда речь
заходит о поваренной соли (которая,
думаю, заслуживает особого
разговора); это же относится и к пряностям.
Вкусовые вещества — обязательный
43
компонент любого рациона. Пища
полезна, когда она вкусна, этот тезис
аргументированно еще никем не
отвергнут.
Хорошо известно, что недостаточная
мышечная нагрузка приводит организм
в особое состояние, называемое
гипокинезией. О влиянии малоподвижного
образа жизни на состояние внутренней
среды мы подробно говорили в первой
статье; напомним, что гипокинезия —
это неустойчивое состояние организма,
склонного к развитию атеросклероза и
гипертонической болезни, с
повышенной нервно-эмоциональной
возбудимостью и неадекватной реакцией на
внешние раздражители. Так вот,
однообразное, невкусное питание способствует
развитию пищеварительной
гипокинезии.
Сейчас в науке о питании (как,
впрочем, и в других областях медицинской
науки) возникли новые проблемы. Одна
из наиболее важных, хотя, может быть,
и не столь очевидная, как, скажем,
проблема белка,— это недостаточная
активность питания. Становится все
более ясным, что пища должна побуждать
все разделы пищеварительной системы
к активной деятельности. Между тем
развитие общей гипокинезии снижает
и активность пищеварения, ослабляя
двигательную и секреторную функции
желудка, кишечника, других органов.
И такому ослаблению способствует, в
свою очередь, нынешняя легко
усвояемая пища, богатая рафинированными
продуктами и, к сожалению, зачастую
бедная вкусовыми веществами.
Таким образом, улучшая вкус еды,
мы не только доставляем удовольствие
себе и своим близким, но и повышаем
активность пищеварения, предотвращая
тем самым — хотя бы частично —
развитие гипокинезии.
Вкусовые вещества активируют и
нормализуют деятельность всех разделов
пищеварительной системы, оказывая
тем самым существенное влияние на
состояние внутренней среды в целом.
Особенно важно, что они создают
благоприятные условия для перехода пищи
из одного раздела в другой. Так, под
воздействием вкусовых веществ пища,
поступая из желудка в
двенадцатиперстную кишку, попадает в хорошо
подготовленную среду, где наилучшим
образом сбалансированы соки — те, что
изливаются из поджелудочной железы,
и те, что принесены из желудка.
Далеко не новость, что
одновременное поступление л и политических
(переваривающих жиры) и протеолити-
ческих (переваривающих белки) соков
может порой неблагоприятно
сказаться иа переваривании углеводной части
пищи. На этом основании построил свою
теорию известный американский ученый
Герберт Шелтон, предложивший
принцип раздельного питания, то есть
несмешения пищевых веществ. При таком
питании в переваривании участвуют
преимущественно ферменты, выделяемые
пищеварительными железами, а
кишечные микроорганизмы и их
ферменты— лишь в очень малой степени.
Согласно Шелтон у, при этом замедляются,
а то и вообще прекращаются
гнилостные процессы ш кишечнике, что
исключает образование токсических веществ,
а следовательно, и самоотравление
(аутоинтоксикацию).
Не будем обсуждать сейчас
достоинства и недостатки теории Шелтона —
походя не следует ни восхвалять, ни
осуждать; заметим только, что вкусовые
вещества в какой-то мере выполняют
ту же роль, что и раздельное питание.
Они способствуют оздоровлению
кишечной микрофлоры, снижают
интенсивность гнилостных процессов,
предотвращают аутоинтоксикацию. Видимо, в
этом и заключается основное
воздействие вкусовых веществ на внутреннюю
!среду.
Давайте остановимся подробнее на
двух поставщиках вкусовых веществ —
на пряностях и пряных овощах.
Сначала о пряностях (они же — специи),
то есть о семенах, стеблях, плодах,
коре, листьях, цветах и других частях
многочисленных пряных растений,
содержащих эфирные масла с
выраженным вкусом и характерным запахом.
Кроме эфирных масел во всех
пряностях обнаружены, хотя и в небольших
количествах, гликозиды, алкалоиды и
другие вещества, обладающие сильным
возбуждающим и раздражающим
действием (синигрин горчицы, пиперин
перца и т. п.).
Пряности широко использовались
едва ли не во все периоды развития
человеческого общества, особенно в
странах Востока. Но и в Европе ими не
брезговали, хотя долгое время пряности
были доступны только высшим слоям
общества. Едва ли надо говорить в
который раз об охоте за пряностями в
средние века, о морских экспедициях и
хождениях к сказочным странам
пряностей. «Я делаю все возможное, чтобы
попасть туда, где мне удастся найти
золото и пряности»,— писал Христофор
Колумб.
Суда, груженные перцем и гвоздикой,
мускатным орехом и корицей, шли одно
44
за другим из дальних стран в бедную
пряностями Европу. Правда, позже
поток несколько уменьшился, так как
кое-какие европейские страны стали
сами возделывать некоторые пряности.
И цены мало-помалу снижались, так что
пряности стали доступны многим.
А проникнув в пищевую
промышленность, они стали привычным и
необходимым компонентом питания—и в
Европе, и, пожалуй, во всем мире.
В чем же причина столь широкого
распространения вроде бы
бесполезных специй? В первую очередь —
неограниченная возможность улучшать
вкус пищи, придавать ей остроту и
пикантность. Однако, кроме этого,
существовала твердая убежденность в том,
что пряности в высшей степени
полезны для здоровья. Конечно, тут было
некоторое преувеличение, но была и
доля истины: пряности улучшают
общее пищеварение, усиливают
отделение соков, уменьшают образование
газов, способствуют перистальтике
кишечника. И все это, конечно, не
осталось без внимания. А сейчас
общепризнанно, что пряности повышают
активность питания.
И еще одно важное обстоятельство.
Среди биологически активных веществ,
стабилизирующих внутреннюю среду
человека, все большее внимание
привлекают к себе антиоксиданты
(антиокислители). Исследования выявили
важную роль антиоксидантов в
нормализации состояния и функций
клеточных мембран, в предотвращении
окисления внутриклеточных липидов.
Избыточное окисление, пероксидация,
безусловно способствует развитию
атеросклероза. По-видимому, питание
человека, особенно пожилого, должно быть
обогащено антиоксидантами. А они
достаточно дефицитны. Поэтому любые
источники антиоксидантов
представляют большую ценность.
Заметим попутно, что в последнее
время выявлена высокая
антиокислительная активность катехинов и
полифенолов чая. Несмотря на то, что этих
веществ в чайном напитке мало, они
действуют синергически, усиливая
взаимно антиоксидантную активность.
Многие пряности — гвоздика, имбирь,
тмин и т. д.— способны тормозить
развитие пероксидации. Если
сравнивать влияние пряностей и химических
окислителей, то шалфей и розмарин
по силе действия не уступают бутилок-
сианизолу (а это сильный антиоксидант)
в концентрации 0,1 %. Чабрец, гвоздика
и майоран оказывают несколько
меньший, хотя и вполне ощутимый эффект,
а имбирь по антиокислительному
действию превосходит 0,1 %-ную смесь
токоферолов (витамин Е).
Каково же отношение диетологов к
потреблению пряностей? Можно
считать установленным, что использование
пряностей в питании здоровых людей
вполне оправданно. Однако в
современных условиях, при недостаточной
физической нагруженности,
нервно-психической и эмоциональной
перенапряженности, повышенной нервной
возбудимости, вряд ли можно рекомендовать
систематическое ежедневное
употребление пряностей — ив домашнем, и в
общественном питании. Особенно в
неумеренных количествах. Сильное
раздражающее действие таких специй,
как перец и горчица, на обонятельные и
вкусовые нервы оказывает и общее
возбуждающее действие на
центральную нервную систему, на почки, печень
и некоторые другие системы организма.
Пряности относятся к тем вкусовым
веществам, которые в наименьшей
степени могут быть рекомендованы для
широкого самостоятельного использования
в питании. А вот в пищевой
промышленности, в производстве таких продуктов,
как колбасы, консервы и др., а также
кондитерских изделий, пряности будут
использовать и впредь — конечно, в
разумном количестве и при строгом
контроле.
Итак, умеренно и в ограниченном
количестве пряности вполне уместны,
если вы здоровы и молоды. Что же
касается людей с выраженным
атеросклерозом и вообще пожилых людей,
то им самостоятельное, по собственной
инициативе, использование пряностей
вообще противопоказано. Того
количества специй, которое есть в составе
готовых продуктов, вполне достаточно,
чтобы удовлетворить потребность в
пряностях (если оиа имеется).
Совсем иное дело пряные овощи. Это
весьма желательные вкусовые вещества.
Их можно рекомендовать для самого
широкого использования как в
домашнем, так и в общественном питании, для
людей всех возрастов и профессий.
Более того, пряные овощи надо
рассматривать как обязательный компонент
в рецептуре многих блюд. Речь идет
о таких хорошо известных и вкусных
вещах, как лук, чеснок, укроп,
петрушка, сельдерей, хрен (можете
продолжить список сами).
В отличие от специй пряные овощи
обладают выраженной биологической
активностью, они непременно содержат
витамины и часто фитонциды. Больше
всего в них витамина С, каротина, фо-
лиевой кислоты и пиридоксина (вита-
45
мина В6). Этот набор витаминов
образует активный комплекс, который
проявляет свое биологическое действие в том
случае, когда содержание пряных
овощей в рационе не так уж велико
Среди пряных овощей выделяется
петрушка — и тонким ароматом, и
мягким, нерезким вкусом; она пользуется
заслуженным признанием в кулинарии,
так как улучшает вкус пищи, особенно
бульонов. Коренья петрушки,
поскольку в сыром виде их обычно не едят,
несколько теряют при сравнении с
листьями. Зелень же петрушки содержит
8,40 мг% каротина и 126 мг%
аскорбиновой кислоты, а кроме того, немалое
для овощей количество железа
E,9 мг%).
Не нуждается в расхваливании и
укроп: кому не знаком непревзойденный
вкус малосольных огурцов,
приготовленных, конечно же, с укропом...
Многие любят аромат и вкус свежего
укропа, добавленного в салат, суп,
вторые блюда. Укроп не только душист —
по содержанию полезных веществ он
почти не уступает петрушке.
Но, пожалуй, самый
распространенный среди пряных овощей — лук:
репчатый, порей, батун, шалот и т. д. От
всех других вкусовых веществ лук
отличается тем, что его нередко
используют как самостоятельное блюдо
или гарнир. Так, во Франции и
некоторых других странах в большом почете
луковый суп и луковые гарниры к
жареному мясу; из зеленого лука готовят
салаты, а кое-где и горячие блюда.
Лук не столь богат витаминами, как
петрушка. Так, репчатый лук содержит
всего 8,4% аскорбиновой кислоты, а
зеленый лук — впятеро больше D8 мг%);
в нем же есть и немного каротина —
4,8 мг%. Но если принять во внимание,
что лука едят довольно много, то его
роль в витаминном обеспечении
организма — особенно в периоды, когда не
хватает свежих овощей,— становится
очевидной.
Особое место среди пряных овощей
занимает чеснок. Его резкий запах и
острый вкус зависят от наличия
чесночного масла, в состав которого входят
биологически активные аллиловые
соединения. Из-за резкого запаха и
вкуса чеснок используют в малом
количестве — как приправу, при засолке
овощей. Содержание в нем витамина С
незначительно и практического значения
не имеет. А что имеет значение — так
это фитонциды чеснока. Эти летучие
вещества уничтожают многие
болезнетворные микроорганизмы, в том числе
возбудителей кишечной группы. Из
чеснока получают фитонцидные
препараты, среди которых наиболее
известны аллицин и сативин, широко
используемые в фармакотерапии. Чеснок
как лекарственное растение находит
также применение при лечении гельминто-
зов, сосудистых и некоторых других
заболеваний. И вот что замечательно:
чеснок способен выделять фитонциды в
течение длительного срока — спустя
200 часов после измельчения (а в
некоторых опытах и через 700 часов).
Почти все другие растения прекращают
выделять фитонциды практически
сразу же, в первые минуты и даже секунды
после измельчения.
Весьма полезная приправа, достойная
самой благожелательной
рекомендации,— это хрен. Он отличается высоким
содержанием аскорбиновой кислоты,
достигающим 128 мг%. В хрене
представлены разнообразные минеральные
вещества, и в немалом количестве.
Особенно много в нем калия — 371 мг%.
Хрен, как и чеснок,— источник
фитонцидов.
Разумеется, выбор пряных овощей
далеко не исчерпывается тем что здесь
названо. Но главное — не в длине
списка, а в том, чтобы каждый из нас ради
поддержания оптимального состояния
внутренней среды употреблял в
пищу овощи, причем хорошо бы
ежедневно. Что же до пряных овощей,
то потребность в них составляет около
двух процентов общей потребности в
овощах. Если немного превысить —
тоже не беда...
46
т \*= я и достатоинг л ас^овая И ">т
.. х |рактернс нгл,е — ст столичного
|6илис-| ,,с сельско -> Киь т: у|_»и, hhi . e
ч не ветре 'ал ср< и l. hoacj l
Mo6po-
еаестр' Н-
овано н'
i arlhi ie jib
си^твенны кп<
--ота об" с нмя и г
нынешнее винодэлие
.ЛЧОГ )В< КОВЫХ «^ОДНЫ
Винодол*Э| - - i-jh1 Ч| о об с а
Репортаж
Ртвели
ГРУЗИНСКОЕ ВИНОДЕЛИЕ,
ВОСЬМИДЕСЯТЫЕ ГОДЫ
«ее гь два подхода к иину Ьгть пьянство,
которое нужно и до1Жнл отвергнуть,
v есть здоровое оьущепие >т
прекрасного чапитка, получен ног ^ м_ винограда
Все человеческие р, лости рождения
и свадьбы, победы в груд<_ и встречи
друзей — освящены у нас бокалом
искристого вина .. Глядишь на золотистое
«Цинандали», и кажется оно излучает
свет, ту энергию, которую, созревая,
впитали виноградные гроздья... И эту
энергию, эту солнечную силу наши
вина передают тем, кто пьет их умело
и достойно».
Как нетрудно догадаться, эти слова
принадлежат грузину — виноделу и
тамаде. От себя добавлю: прекрасному
виноделу и прекрасному тамаде, поэту
виноделия и — нашему автору. Статья
Заслуженного винодела Грузинской ССР
Котэ Ивановича Мгалоблишвили о
грузинском вине была опубликована в
«Химии и жизни» (№ 1 за 1969 г.).
Все сказанное им — чистая правда.
В этом я мог еще раз убедиться во
время последней поездки по Грузии, хотя
Котэ Ивановича не было с нами — он
скончался несколько лет назад. Но его
коллеги, единомышленники и
преемники, их отношение к делу — к лозе и
порождаемому лозой солнечному
напитку — заставили не раз вспомнить
строки, которыми начат этот репортаж.
Винодел в Грузии — профессия почи-
ди с развитым л нж«^нерно1к
нием И это ^же ■' *»cti ;<
\ ПИ'ЛП-
нее виноделие ** ■ >г оннаж ю< э -
совое произ ю^( :\ о де нхчте Ht
делается на ла юк ■-j- ci оьь о нов —
анализ и <_ин -ез. А ей. е, в ^аж/о> jh
ноделе wmrv худо- :.ник. Ипи пэт чт _
в данном < , /Чс одне и то же И
тоже есте<_гве1 icj гТ поэтич^скогс д. -
ра не (отдать гогс что Km э Иваноьи .
называг выселил вином.
Вот ', ккм, эт. т репортаж л хочу
посрятить ч<° только памги Нашего
автора, м и всем винод лам Грузии.
И виноградарям, груд которых ли д
шествует творчеству винодела
Нелегкий труд за время созревания к
каждой лозе (а сколько их на
винограднике!) нужно подойти не меньше
сорока раз. И не просто подойти — что-то
сделать, помочь лозе. Подрезка,
подвязка, полив, опрыскивание—не буду
перечислять всех возможных
агротехнических операций. Каждая из них
важна. А как итог — ртвели, напряженный
и праздничный сбор винограда.
КОЛИЧЕСТВО
Строчка из сентябрьского номера
«Правды»: «В этом году виноградари
Грузии обязались собрать рекордный
урожай — 770 000 тонн винограда».
Начальник государственного
Объединения винодельческой промышленности
Грузинской ССР «Самтрест» Гурам
Иванович Лоладзе сказал в телефонном
разговоре: «Приезжайте в конце
сентября — ртвели...».
Честно говоря, я тогда не совсем
понял, точнее, недоощутил, почему это
короткое слово он произнес с особой
интонацией, в которой были и гордость,
и тревога, и благоговение. Позже, во
47
время поездки по Кахетии, сами собой
сложатся строки:
Увидеть Грузию захотели?
Поезжайте работать на ртвели.
В этом году не ртвели, а ртвел ище —
Потрясающее действо и
зрелище.
Вся Алазанская долина (тысячи
квадратных километров) усеяна
виноградниками. Из 800 тысяч тонн рекордного
урожая свыше 550 тысяч тонн — доля
этого благодатного края.
Виноградники, виноградники, виноградники:
большие и совсем маленькие. Одни тянутся
за горизонт, другие примостились на
склонах и террасах предгорий.
Всего в мире выведено около
2500 сортов винограда. 560 из них
произрастают в Грузии. И почти все эти
сорта — сложившиеся здесь,
аборигенные.
Есть лоза-капризница: ей подавай
определенный микроклимат,
определенные почвы, точно сбалансированные
по микроэлементам. И есть
лоза-стоик— сорт Ркацители например,
всемирно известный, повсеместно
распространенный, занимающий тысячи
гектаров. Потому что этот сорт
мужественный и непривередливый, и вино
из и его можно получать отменное —
«Цинандали» например,
знаменитейшее вино, на этикетке которого уже
негде ставить пробы — помещать
очередную золотую или серебряную
медаль.
Вообще этикетки многих марочных
вин Грузии похожи на иконостасы
богатых церквей или многожетонное
ожерелье на груди ультрапородистого
пса-чемпиона. И это тоже закономерно.
Но — о качестве позже. Вернемся в Ала-
занскую долину в дни ртвели.
Словосочетание «янтарные гроздья»
давно стало литературным штампом,
однако зрелый виноград Ркацители
действительно похож на старый янтарь.
Ягоды — желто-зеленые с
коричневатыми, припеченными солнцем боками,
не особенно крупные, но очень плотно
усыпавшие основание грозди, гребень.
Даже в разгар ртвели виноградники
не выглядят многолюдными. А ведь
на помощь виноградарям в Алазанскую
долину приезжают тысячи горожан,
студентов прежде всего. Темп работы
повсеместно высокий, но без суеты.
Люди расставлены рационально, не
мешают друг другу. Транспорт работает
бесперебойно, сборщикам почти не
приходится ждать машин.
Останавливаемся у виноградника.
Один из моих спутников просит
бригадира снабдить гостя орудиями и
средствами производства. Мне дают нож
и ведро — плетеных корзин на всех
не хватает — действуй, мол... Лучшие
грозди расположены близко к земле.
Ведро заполняется за три минуты, а на
лозе еще грозди и грозди — ведра на
три, не меньше. Ртвел ище!
В Кахетии очень хорошие дороги, и в
том тоже повинен виноград. Он —
и богатство этих людей, и любовь. По
гладким дорогам идут машины с
кузовами, наполненными виноградными
гроздьями. Задача — не испортить, не
растрясти, не растерять, в целости и
сохранности доставить на заводы этот
дар труда и природы.
В долине — десятки заводов
первичного виноделия. В дни ртвели они
работают круглосуточно, без выходных.
Очереди автомашин, груженных
виноградом, невелики, но потери времени
здесь все же есть. А в общем, въезд
на винзавод — как въезд на элеватор
или хлебоприемный пункт. Сразу после
весов — экспресс-анализ на
сахаристость: содержание Сахаров в винограде
должно быть не меньше 18%, только
тогда он идет первым сортом. За
каждый процент сверх 18 — существенная
надбавка к закупочной цене, за
недостающие доли процента — скидка.
В этом году виноград очень сладкий.
Значит, будет много марочного вина,
сухого прежде всего, и это хорошо.
Еще в Тбилиси, при первой же встрече
с руководителями Сам треста им был
задан такой вопрос: «Скажите, почему
в последние годы в Москве стало
трудно купить бутылку марочного
грузинского вина? Известное постановление
об усилении борьбы с пьянством
предусматривало увеличение выпуска и
продажи натуральных столовых вин.
Да и ваш коллега К. И. Мгалоблишвили
справедливо писал на страницах
«Химии и жизни»: «Убежден, что самые
действенные средства в борьбе с
пьянством — не запреты и не сухой закон,
а воспитание культуры пития и —
натуральные виноградные вина»...
Вот что ответил на мой вопрос
начальник Самтреста Г. И. Лоладзе:
«Дефицит натуральных грузинских
вин образовался, наверное, потому,
что это действительно очень хорошие
вина. Он существует несмотря на то,
что Самтрест выпускает сейчас вдвое
больше марочных вин, чем десять лет
назад. Наращивать производство на
стареньком нашем московском заводе уже
невозможно, однако и москвичи
получают сейчас больше грузинского вина,
чем получали раньше. Впрочем, не
хватает его не только в Москве.
48
Заводы Самтреста могли бы
выпускать в год до 10 млн. декалитров
марочного натурального вина. Это в пять
с лишним раз больше, чем сейчас. Для
этого есть почти все: виноград,
мастера, мощности первичной переработки
винограда. Сдерживает рост
производства прежде всего тара. Я имею в виду
не бутылки. Чтобы получить хорошее
вино, его надо выдержать как минимум
полтора года в дубовых бочках,
глиняных кувшинах или на худой конец в
эмалированных металлических емкостях.
Ну ладно: дуб надо беречь, ресурсы
ограниченные, согласен. Кахетинская
технология (с выдержкой вина в
керамических кувшинах конической
формы) больше требует ручного труда
(очистка кувшинов), да и гончаров
осталось мало. Но ведь эмалированные
емкости на 4—5 тысяч декалитров
сделать можно! Никаких тут технических
сверхсложностей нет. А эти емкости
(в достаточном количестве!) решили бы
проблему.
Вопрос о таре, о том, в частности,
чтобы в нашей республике построить
цех больших эмалированных емкостей
для виноделия, мы не раз ставили перед
Министерством пищевой
промышленности СССР. В новой, одиннадцатой
пятилетке этот вопрос, полагаем, будет
решен.
Что же до Москвы и Ленинграда,
то там, очевидно, больше, чем в
других местах, выросла эта самая
«культура пития» и наши вина оценили по
достоинству. Сейчас заканчивается
проектирование современного завода,
который в новой пятилетке будет построен
под Москвой, в Зеленограде. Это будет
завод вторичного виноделия,
естественно. Ежегодно в Зеленограде будут
разливать в несколько раз больше
сухих и натуральных полусладких вин, чем
сейчас. Так что к концу пятилетки
дефицита натурального грузинского
вина в столице и вообще в центре
России не будет, тем более что к тому
времени наберет кондиции вино урожая
1980 года, плоды нынешнего ртвели»...
Вряд ли есть основания не доверять
этим прогнозам. Гурам Иванович
подтверждал их цифровыми выкладками,
которые здесь большей частью опущены.
Кстати, часто спрашивают: что
означает само слово «Самтрест»? Сам-
трест — уже давно не трест, а
государственное промышленное
объединение предпри ятий винодел ия. В состав
его вместе с сотнями заводов
первичного и вторичного виноделия входят
также коньячный завод, завод шампанских
вин, единственный в республике
ликеро-водочный завод, а также
производства виноградного спирта и
виноградного же уксуса. И, естественно, вино-
хранилища. И один-единственный
совхоз, о котором речь впереди.
Первоначально же слово «Самтрест» —
аббревиатура четырех грузинских слов «Са-
картвелос сабчота меурнеобата трес-
ти» — означало «Трест совхозов
Грузии». Совхозов вообще — всех
направлений. Позже в подчинении этого
треста остались лишь специализированные
виноградарские и плодовые совхозы,
а место остальных заняли
винодельческие предприятия. Ныне Самтрест
занимается только виноделием,
чрезвычайно важной для народного
хозяйства Грузии отраслью.
КАЧЕСТВО
У проходной Гурджаанского винзаво-
да — плакат на грузинском и русском
языках: «Качество грузинского вина —
слава винодела и родины». Гурджаан-
ский район первым справился с
плановыми заданиями (собрано более
150 000 т), но и здесь прием и
переработка винограда продолжались и в
выходные дни.
Сопровождал меня в поездке по Ка-
хетии первый заместитель
управляющего Самтрестом, потомственный
винодел, кандидат технических наук Томаз
Гуриевич Канделаки. Правильнее
было бы сказать: не он меня, а я его
сопровождал. В те дни многие ведущие
специалисты Самтреста находились на
заводах Алазанской долины. Вместе
с двумя помощниками выехал туда и
Т. Г. Канделаки. И взял с собой
вашего корреспондента. Многое из
рассказанного в этой, да и в предыдущей
главе моего репортажа записано с его
слов, причем, как правило, беседы
шли в машине, по пути от одного
завода к другому, от другого к третьему,
пятому, десятому...
Как вы уже знаете, есть заводы
первичного виноделия, где готовят вино-
материал, и вторичного, с конвейеров
которых сходят бутылки с «Цинандали»,
«Телиани», «Гурджаани», «Напареули»,
«Мукузани», €<Телави», «Ахашени», «Ах-
мета», «Киндзмараули»... Заметьте, все
перечисленные в предыдущей фразе
знаменитые вина названы так в честь
городов и сел Алазанской долины. Во всех
этих селах и городах, как, впрочем, и во
многих других, есть заводы первичного
виноделия, на которые в дни ртвели
падает колоссальная нагрузка.
Собственно, на заводах первичного виноделия и
происходит чудо рождения вина.
Внешне все достаточно просто.
Виноград сыплется в бункер, из бункера в
49
Так выглядит новый цех выдержки
кахетинских вин Гурджаанского винзавода
50
шнековую «соковыжималку»,
действующую по тем же принципам, что
домашняя мясорубка. Виноград давится,
разрушается тонкая оболочка ягод, но
давление тут небольшое: самотеком
стекает в сборники практически чистый,
слегка густоватый сок. Это материал
для марочных белых вин европейского
типа, например «Цинандали» (если
дело происходит в Цинандали).
То, что осталось от винограда после
того, как «сняты сливки», идет во
второй шнековый же аппарат. Здесь
нагрузки на бывшую ягоду больше.
В сборники стекает мутноватое сусло,
сильно обогащенное мякотью и
веществами, содержащимися в кожице. Это ви-
номатериал ординарных вин.
Обработанный сернистым газом,
угнетающим деятельность природных
микроорганизмов, виноматериал
поступает в бродильные чаны, куда
запускаются и специально отобранные
штаммы (культуры) дрожжей.
Начинается брожение — комплекс химических
реакций под действием выделяемых
дрожжевыми микроорганизмами
ферментов. Главная из этих реакций —
превращение Сахаров, прежде всего
глюкозы, в спирт: CGH120^ —►.
-*■ 2С2Н5ОН + 2ССК. Обычно
брожение идет несколько недель -лри
температуре 25—28 С. Виноматериал
бурлит, образуется молодое вино,
по-грузински маджари.
Кахетинская технология отличается от
европейской тем, что, во-первых,
виноград дробится вместе с гребнями, а не
отделяется от них, и, во-вторых, тем,
что выдержка кахетинского вина
происходит не в бочках, а в зарытых в
землю глиняных кувшинах. Лишь через
несколько месяцев его выкачивают
оттуда и после осветления довыдержива-
ют в бочках.
Применяют грузинские виноделы и
третью технологию — имеретинскую,
совмещающую черты европейской и
кахетинской, но в Кахетии вин
имеретинского типа не делают.
Чрезвычайно популярны и
натуральные полусладкие вина Грузии, которые
делают так же, как европейские, но не
доводят до конца процесс
естественного сбраживания сахара в спирт. В
сухом вине сахара остается не больше
0,3%, а в полусладком — 3—5%.
Деятельность дрожжевых
микроорганизмов сводят к минимуму, охлаждая
вино до ±2°С, а после розлива в
бутылки такое вино пастеризуют при
70°С.
Вроде бы не так уж велика разница
в технологии, да и технологий всего
четыре, а марок вин — несколько де-
Совещлние в кабинете главного винодела
старейшего п республике
Цининдальского винзавода.
Интерьер специфичен: бочка-стол,
креспа-бочонки и просто бочонки...
сятков. Разный виноград? Да, сортов
винограда, используемых в виноделии,
достаточно много. Но не только потому
отличается, к примеру, красное «Тели-
ани» от красного же «Мукузани», что
первое делается из винограда сорта
Каберне, а второе—из Саперави.
Есть тонкие химические отличия в
составе почв, на которых растет
виноград возле селений Мукузани и Тели-
ани. И видимо, не случайно
французский сорт Каберне прижился хорошо
и дал своеобразное вино лишь в одном
из микрорайонов Кахетии. И знаток
никогда не спутает «Телиани» с
крымским, молдавским или французским
«Каберне».
Настоящее «Цинандали» получается
из винограда строго определенных
сортов, выросшего в Цинандальском
районе, «Гурджаани» — в Гурджаан-
ском. Вот почему нельзя до
бесконечности повышать тираж (виноделы, как и
полиграфисты, часто пользуются этим
словом) всемирно известных
классических грузинских вин.
Где же выход? Как удовлетворить
запросы и в то же время не потерять
марку, не проиграть в качестве? По
мнению Т. Г. Канделаки, выход — в создании
новых марок вина, обеспеченных
надежной сырьевой базой. Вот, к примеру,
сравнительно новое, появившееся лишь
во второй половине 70-х годов
марочное вино «Вазисубани», в создании
которого Томаз Гуриевич принимал
непосредственное участие.
«Вазисубани» характеризуют как вино
европейского типа — светлое, свежее,
гармоничное... Но все эти определения
применимы и к «Цинандали», и к
«Гурджаани», и к белому «Напареули».
Попытаемся понять, что такое «Вазисубани»,
сравнив его главные сортовые, органо-
51
лептические и физико-химические
характеристики с классическим эталоном
«Цинандали»:
Характеристика
«Вааисубани»
Сорт винограда
Ркацители Ркацители
и Мцване (допустима и
даже
желательна добавка до
15% Мцване)
Содержание
спирта в
готовом вине
10,5—12% 10,5—12,5%
Сахаристость
Не более Не более
0,3% 0,3%
Титруемая
кислотность
6—6,5%о
5,5-7%,
Выдержка
3 года
1,5 года
Цвет
Светло-соломенный
Букет
Фруктовый, нежный
Разница, как видим, небольшая и в
составе, и в свойствах. Но если
«Цинандали» готовится лишь из Ркацители и
Мцване, выращенных в Цинандальском
районе, то «Вазисубани» — со всей
Алазанской долины. Можно смешивать
виноград с разных плантаций, из
окрестностей разных селений, лишь бы
был выдержан сортовой состав. А
выдержка— вдвое меньшая, чем у
классических вин, должна подчеркнуть в
букете и вкусе, что, хотя
«Вазисубани»— вино марочное, это, если можно
так выразиться, вторая категория
марочных вин. Зато ему свойственна
прелесть молодого вина, которой у
«Цинандали» нет. Естественно, тираж
«Вазисубани» может быть очень большим.
Не в ущерб качеству.
То же можно сказать и о новых
полусладких винах марки «Алазанская
долина» (есть «Алазанская долина» —
белое вино и есть красное, тоже
полусладкое, под тем же названием).
Автор этих вин — кандидат технических
наук Мераб Ильич Зауташвили.
Готовится «Алазанская долина» из тех же
сортов винограда, что знаменитые и
малодоступные «Хванчкара», «Киндзмарау-
ли», «Тетра», «Твиши», «Ахмета»...
В отличие от них «Алазанская долина»
станет и уже становится подлинно
народным вином —
высококачественным и доступным. И дело не только
в распространенности и разнообразии
пригодных для его получения сортов
винограда. М. И. Зауташвили
предусмотрел одну очень существенную
технологическую тонкость. Для
классических полусладких вин нужен
виноград с сахаристостью 22—26%, а
набрать столь высокое содержание сахара
лозе непросто. Необходимо, чтобы
за время созревания винограда было
много солнечных дней. А если лето
выдастся прохладным, как быть? Не
хватило солнца — недостает сахара —
нет полусладкого вина, выходит?
Виноделы знают: выпаривая
виноградный сок, пусть даже не очень сладкий,
из него можно получить так называемый
виноградный мед, сахаристость
которого достигает 70%. Но до последнего
времени виноградный мед
использовали лишь в производстве десертных
вин и чудного грузинского лакомства
чурчхелы. Технология «Алазанской
долины» предусматривает добавку
в виноматериал во время брожения
небольших количеств виноградного
меда, приготовленного в вакууме из
тех самых сортов винограда, из
которых делается вино. Почувствовать эту
добавку не всегда удается даже
специалистам-дегустаторам. Нарушается
классическая технология прир одно-
полусладких вин? Но зато появляется
возможность исправить «недоработку»
природы, получать полусладкое вино
в необходимых количествах даже тогда,
когда природа на тепло поскупилась.
В то же время предпринимаются
попытки сделать более доступными такие
уникальные грузинские вина, как,
например, «Усахелаури». Одиннадцать
лет назад К. И. Мгалоблишвили
рассказал в своей статье о таком случае:
«Приезжал ко мне как-то гость из
Москвы, знаток и любитель наших вин,
особенно натуральных полусладких.
Он пробовал все вина этого типа,
кроме одного — грузинского вина
№ 21* «Усахелаури». Очень много,
говорил он, слышал я об этом вине,
о его исключительной нежности и
тонкости, о бархатистости и необычных
земляничных тонах во вкусе, а вот
попробовать ни разу не удалось...
Я был бы рад удовлетворить желание
гостя, но не мог. Потому что
«Усахелаури»— действительно отличное вино —
изготовляют только из одноименного
сорта винограда, а возделывают этот
сорт только в одном месте...
Микрорайон села Зуби-Окуреши в западной
Грузии. В тот год виноград сорта Уса-
* Сейчас нумерация грузинских вин отменена
52
хелаури не уродился, и не было на
земле человека, который мог бы исполнить
желание моего гостя...».
От себя добавлю — это я узнал
из бесед с руководителями
Самтреста,— что позже лоза Усахелаури
практически вымерла. Этот реликтовый,
капризный, но во многом прекрасный сорт
решено было воссоздать, потому что
вывести что-то подобное методами
селекции чрезвычайно трудно, а может
быть, вообще невозможно. И чтобы
воссоздать этот сорт, в районе Лечхуми
был организован специальный совхоз,
единственный ныне совхоз,
находящийся в подчинении Самтреста. По
крестьянским хозяйствам отбирали
специалисты Самтреста лучшие черенки
реликтовой лозы. Сейчас саженцами
Усахелаури заняты уже 19 га, и можно
сказать, что эта лоза, дающая очень
своеобразный красный виноград, который
впору было заносить в Красную книгу,
теперь спасена.
Еще одна, на мой взгляд, очень
характерная история. В конце 60-х годов
появилось очень хорошее —
экстрактивное и ароматное, цвета крепкого чая
кахетинское вино «Карданахи-Кахури».
Осенью 1980'г. нигде в Грузии я его
не встретил. Спросил Т. Г. Канделаки,
почему: вроде вино это делалось из
распространенных сортов винограда,
и участь «Усахелаури» ему не грозила.
Есть это вино, ответил Канделаки,
только называется оно теперь иначе —
«Ркацители-Кахури». И не потому, что
«Карданахи» называется крепленое
вино. Ркацители — исконно грузинский
сорт, лоза, дающая прекрасные вина
(«Цинандали», «Гурджаани», «Напареу-
ли» и др.). Но под маркой «Ркацители»
во многих местах выпускаются
ординарные, очень средние вина. И потому
надо было вернуть этой лозе
репутацию, которую она, право же, заслужила.
Потому лучшее кахетинское вино,
изготовленное из винограда Ркацители,
теперь называется «Ркацители-Кахури»
(«Кахури» значит кахетинское).
Там же, в Кахетии, поделился Томаз
Гуриевич еще одним замыслом. Давно
хочу, говорил он, одно из новых наших
вин назвать в честь Нико Пиросмани.
Только нет пока вина, достойного этого
имени. Нужно, чтобы сочеталось в нем
богатство оттенков с абсолютным
своеобразием главного тона, чтобы корни
производства этого вина уходили в
народные традиции и в то же время чтобы
это было очень современное вино...
А назавтра мы приехали в Карданахи.
В Кахетии винодел и художник часто
работают рука об руку. Великолепные
образцы современного дизайна
встречались там мне неоднократно. Казалось,
после нового цеха выдержки
кахетинского в Гурджаани трудно чем-либо
удивить. Но отделка интерьера и особенно
медные светильники дегустационного
зала в Карданахи воспринимались как
произведения искусства. А еще больше
поражало вино, которое довелось
попробовать в этом зале.
Именно в микрорайоне Карданахи
дает наил у чш ие плоды знаменитая
лоза Саперави, из которой делается
не только известное одноименное
вино, но и «Мукузани», «Киндзмарау-
ли», «Ахашени»...
Молодое вино, изготовленное там
из этого винограда, было
темно-бордовым, густоватым. Вертикально
направленные струи света из эффектных
светильников не пробивали его насквозь.
Вино было чуть терпким и чуть
сладким — сахара больше, чем в сухих
винах, но явно меньше, чем в
полусладких. По сладости оно было, как
полусухое шампанское, а по оттенкам
вкуса напоминало «Мукузани». И в то
же время это вино было ни на что не
похоже.
Я спросил, что за вино. Григорий
Иосифович Мчедлишвили, директор
Карданахского винзавода, рассказал,
что это единственное красное вино,
приготовленное почти по-кахетински
(в кувшинах, но без гребней). Сахара
в готовом вине около 2%. Подобное
вино здесь издавна делали
крестьяне. Виноделы Карданахского завода
хотели бы и могли выпускать это вино
отдельной маркой и в урожайные годы
давать его до 50 000 декалитров. А
назвать вино хотят «Дидеба» — «Слава»...
Вот только в технологии надо кое-что
еще уточнить.
— Так вот же ваше «Пиросмани»! —
воскликнул, обращаясь к Т. Г.
Канделаки, корреспондент «Химии и жизни».—
В этом вине есть всё: и неповторимость,
и народные традиции, и искусство,
и высочайшее качество...
Тогда Томаз Гуриевич ничего не
ответил, но во время последней нашей
встречи, уже в Тбилиси, накануне моего
отлета, сказал, что именно это
удивительное вино будет подарком
виноградарей и виноделов Грузии XXVI
съезду партии. Только вот как назвать
его — «Славой» или «Пиросмани» —
они еще не решили окончательно.
В. СТАНЦО,
специальный корреспондент
«Химии и жизни»
Фото А. ПАРТЕНАВА
53
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
ЛЕВШИ НЕ ГОДЯТСЯ I
Таково заключение комиссии,
изучившей 200 абсолютно
здоровых молодых мужчин,
которые прошли одинаковую
профессиональную
подготовку на должность оператора
(«Космическая биология и
авиакосмическая медицина»,
1980, т. 14, вып. 5).
По умению безошибочно
считывать информацию,
работать на пульте со
множеством тумблеров и прини- ,
мать решение в аварийной
ситуации испытуемые были
разделены на три группы.
В первой, среди тех, кто
заслужил оценку «хорошо»,
оказались только люди с
правосторонней
асимметрией рук, зрения и слуха.
В группе «троечников»
асимметрия была не столь
очевидной. А вот среди тех, кто
«аварии» на тренажере
избежать не смог, очутились
почти все подвергнутые ис-*
пытанию левши. В то же
время асимметрия в работе
йог на результаты не влияла.
Так что в неуспехах левшей,
по-видимому, виноваты не
они сами, а конструкция
пультов управления и прочего
оборудования,
ориентированная на «праворукое»
большинство человечества.
ГИДРОБУТИЛ НА БАМЕ
Новый рулонный материал
для защиты подземных
конструкций и трубопроводов
начало выпускать таллинское
производственное
объединение «Силикат».
Называется он гидробутилом: «гид-
ро» — потому что
предназначен прежде всего для
гидроизоляции, а «бутил» —
потому что основой материала
служит бутил каучук. Как
показали испытания,
гидробутил может надежно и долго
работать при температурах
от минус 50 до плюс 70° С.
Предполагают, в частности,
использовать его прн
сооружении мостов на трассе БАМ.
РАБОТАЕТ ШЛАМОВОЗ
Обычный самосвал КрАЗ-256
сотрудники НИИАзчермета и
Ждано вс кого
металлургического завода имени Ильича
превратили в машину
специального назначения — для
перевозки шлама и мокрой
окалнны. Потребность в
такой машине велика хотя бы
потому, что до 30% шлама
налипает (а зимой и
намерзает) на кузов обычного
самосвала. В результате
полезная нагрузка автомобиля
с десяти тонн снижается до
семи, а три тонны
малоприятного груза болтаются туда-
сюда. Чтобы шлам не
примерзал, кузов сделали
обогреваемым (выхлопными газами),
а чтобы не налипал, снабдили
КрАЗ специальным
устройством. Оно периодически
напыляет на внутреннюю
поверхность кузова тонкий
слой гидрофобного вещества.
Такой шламовоз уже работает
на заводе им. Ильича.
Рабочие чертежи переданы также
Западно-Сибирскому
металлургическому заводу и Ор-
ско-Халиловскому комбинату.
КРАСИТЕЛЬ
ПО СОВМЕСТИТЕЛЬСТВУ
Каких только добавок не
вводят в полимеры:
пластификаторы, стабилизаторы,
красители, смазки... А нельзя ли
изобрести вещества,
способные играть несколько ролей
сразу? Например, если в
конденсацию с ангидридами
кислот вводить не простые,
а окрашенные спирты, то
можно получить сложные
эфиры, пригодные в качестве
пластификаторов и заодно
окрашивающие материал в
нужный цвет. Эта идея
недавно была успешно
реализована группой украинских
химиков («Доклады АН СССР»,
1980, т. 254, вып. 2).
ВЕЧНАЯ МЕРЗЛОТА
И ЗЕМЛЕДЕЛИЕ
Вечная мерзлота всегда
считалась врагом земледелия.
Сейчас отношение к ней
переменилось. В жаркое и
засушливое время года
подпочвенный лед начинает подтаивать
и понемногу отдает
живительную влагу растениям.
Правда, на таких землях могут
расти не все
сельскохозяйственные культуры. На полях
бурятского совхоза
«Северный», расположенного
неподалеку от Байкало-Амурской
магистрали, лучше всего
растут травы. Животным такой
корм был по вкусу и в
свежем, и в переработанном
виде. Приготовленные из травы
травяная мука,
гранулированные корма, сено, сенаж и
силос были отменного качества.
МИКРОБЫ НЕ ДРЕМЛЮТ
Не все полимеры стойки
к действию микроорганизмов.
Полиуретаны и полиакрнлаты,
например, вполне по «зубам»
некоторым из известных нам
бактерий. Да и микробы тоже
не дремлют —
приспосабливаются к новой пище.
Появляются мутанты, способные
справиться и с новейшими
54
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
синтетическими полимерами,
и тем более с традиционными.
Недавно журнал
«Химические волокна» A980, № 1)
сообщил, что при переходе
на замкнутые системы
водоснабжения в производстве
капроновых волокон сложной
проблемой стало
биологическое обрастание внутренних
поверхностей реакторов,
теплообменников, трубопроводов.
Виновниками оказались
бактерии и сине-зеленые
водоросли. Пришлось прибегнуть
к помощи антисептиков —
хлорной извести, медного
купороса н гидразин гидрата.
Что-то теперь изобретут
бактерии?
И ПОСЛЕ РАЗЛОЖЕНИЯ
ПОЛЕЗЕН
Глифосфатом коротко
называют эффективный гербицид
для борьбы с многолетними
сорняками. Полное его
название: N-фосфонометИлглицин.
Группа исследователей ВНИИ
сельскохозяйственной
микробиологии решила выяснить,
не оказывает ли этот
гербицид вредного действия на
почвенные микроорганизмы.
Оказалось, что при внесении гли-
фосфата численность бактерий
в почве не уменьшается, а
напротив растет. При
разложении этого препарата в ней
образуются нитраты, СОг и,
по-видимому, фосфорная
кислота — вещества, полезные и
для растений, и для почвенных
микроорганизмов.
В ПЛЕНКЕ НИТРОГЛИЦЕРИН
Нитроглицерин (глицерин-
тринитрат) — не только
мощное взрывчатое вещество, но
и классическое средство
против острой коронарной
недостаточности. Не так
давно в наших аптеках
появился югославский препарат
сустак — нитроглицерин
пролонгированного действия.
А сейчас подобный препарат
начали выпускать и в нашей
стране. Новое эффективное
средство для профилактики
и лечения ишемической
болезни сердца называется
тринитролонг. Оно представляет
собой нитроглицерин,
помещенный в особую полимерную
пленку, которая €<отпу екает»
препарат постепенно, и
действует он дольше. Подобные
«пленочные» лекарства уже
несколько лет применяют
при лечении глазных
заболеваний.
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
ВЕШЕНКА НА ОПИЛКАХ
Есть такой гриб — вешенка,
не очень у нас популярный,
но вполне съедобный и, как
утверждают, вкусный.
Относится он, как и опенок, к дре-
воразрушающнм пищевым
грибам. Мож-ет, как и
шампиньон, выращиваться
промышленными способами. Это
подтвердили опыты
-Сотрудников Кавказского филиала
ВНИИ лесоводства и
механизации лесного хозяйства.
В течение пяти лет они
успешно выращивают вешенку на
стерилизованных, а затем
пропитанных специальным
питательным составом
опилках. Журнал «Растительные
ресурсы» A980, т. XVI,
вып. 1), сообщивший об этих
опытах, опубликовал и
любопытную фотографию: нэ
литрового лабораторного
эксикатора со сдвинутой
крышкой торчат два чрезвычайно
симпатичных гриба.
ЛЕЧЕНИЕ ГЛИНОЙ
Этот метод лечения
применили к песчаным н супесчаным
почвам, чтобы повысить их
плодородие. Дело в том, что
такие почвы состоят из
крупных и твердых частиц, не
впитывающих влагу и растворы
минеральных солей. Как
сообщает журнал «Земледелие»
A980, № 7), на поля
некоторых хозяйств в Кировской
области под осеннюю вспашку
внесли порошок бентонитовой
глины — по пять тонн на
гектар. Частицы глины обладают
способностью набухать, они
придают почве вязкость,
липкость, улучшают ее
структуру. В результате земля стала
лучше удерживать влагу и
меньше уносилась ветром;
почвенные микроорганизмы
размножались активнее.
Урожай картофеля и ячменя на
этих полях увеличился в
полтора раза.
ЛАЗЕР И МОЛОКО
Институт автоматики и
электромеханики СО АН СССР и
Алтайский филиал ВНИИ
маслодельной н сыродельной
промышленности предлагают
вместо пастеризации и
стерилизации облучать молоко
лазером. О качестве продукта,
подвергшегося такой
обработке, исследователи судили
по его спектральным
характеристикам и, конечно, по
вкусу, цвету и запаху. Оказалось,
что облучение
гелий-неоновым лазером вызывает в
молоке меньше нежелательных
изменений, чем обычная
тепловая обработка.
55
Гипотезы
Случайна ли
эволюция?
Доктор физико-математических наук
Е. К. ТАРАСОВ
Могут ли представлять какую-либо
ценность высказывания не-биологов о
проблемах биологии? По этому
поводу возможны такие суждения:
1. Существует множество
эволюционных гипотез, причем некоторые из них
противоречат друг другу в самых своих
основах. В такой ситуации и специалист,
и человек со стороны имеют равные
шансы высказать правильное (или
ошибочное) предположение.
2. Возможно, что ныне известных
физических законов недостаточно для
понимания сущности жизни. Например,
несомненно, что важную роль в
биологии играет информация. А в
современные физические теории понятие
информации не входит. Может быть,
надо искать новые физические законы.
3. Иногда мы пользуемся
доктринами, которые кажутся нам
непогрешимыми, просто по привычке. На самом
деле они могут оказаться не только
неверными, но и вредными. Например,
любой факт из области биологии
принято объяснять действием
естественного отбора. Обычный ход рассуждения
таков. Как появилось -животное или
растение, обладающее каким-то
определенным признаком? Очень просто.
Те, которые этого признака не
имели, преимущественно вымирали.
Подобная позиция безусловно вредна,
так как претендует на умение
объяснять все на свете и, следовательно,
делает излишним любое научное
исследование. Зачем, например, делать
трудоемкие и дорогостоящие попытки
найти слабый эффект влияния психики
на генотип, если мы знаем, что
такого эффекта быть не может?
В сложившейся ситуации взгляд со
стороны на проблему эволюции может
оказаться полезным. Быть может,
такой взгляд продвинет нас хоть на шаг
«от ложного знания к истинному
незнанию»?
РАЗНЫЕ ТОЧКИ ЗРЕНИЯ
Эволюция, по-видимому, вполне
укладывается в классическую схему:
наследственность, изменчивость,
естественный отбор. «Какова бы ни была,— писал
Дарвин,— причина каждого
ничтожного различия между родителями и их
потомками, а такая причина должна
существовать всегда, мы имеем
основание полагать, что именно неуклонное
накопление благоприятных различий
породило все наиболее существенные
видоизменения организации, стоящие
в связи с образом жизни каждого
вида». Естественный отбор сохраняет и
накапливает эти «благоприятные
различия», в результате чего и возникает все
разнообразие видов,— это
несомненно. Но какие механизмы при этом
действуют, каковы причины изменчивости?
Теория Ламарка, которая
предшествовала теории Дарвина, была синтезом
двух утверждений. 1) Все организмы в
течение жизни приспосабливаются к
окружающей среде. В ходе этого
приспособления изменяется и физическое
состояние организма, и его поведение,
организм приобретает новые
признаки. 2) Приобретенные признаки
передаются по наследству. Оба эти
фактора действуют, по мнению Ламарка, на
фоне всеобщего внутреннего
«стремления к усовершенствованию»
(автогенез*).
Первое из этих утверждений
согласуется с опытом и не подвергается
сомнению. На современном языке оно
означает изменяемость фенотипа** в
процессе взаимодействия со средой.
Второе утверждение, чисто
интуитивное, экспериментально не
подтверждено и означает, в сущности, что
упомянутые изменения в организме
сопровождаются генетическими изменениями.
Эта гипотеза о наследовании, которой
будет отведено особое место в
дальнейшем изложении, и послужила
яблоком раздора для
биологов-эволюционистов.
* Учение, стремящееся объяснить эволюцию
организмов действием только внутренних
факторов; эти ж* факторы считаются
основными а бола» позднай таории номогенеза.
** Особенности строения н жизнедеятельности
организма, обусловленные взаимодействием
его генотипа (совокупность всех
наследственных факторов организма) с условиями
среды.
57
После того как был расшифрован
генетический код и достигнуто некоторое
понимание взаимоотношений
генотипа и фенотипа, появилась
возможность более четко сформулировать
разные точки зрения. Генотип,
по определению, содержит
информацию о структуре и врожденном
поведении организма, записанную в
молекулах ДНК (или РНК) с помощью
четырехбуквенного алфавита. В процессе
онтогенеза* информация передается
от генотипа к фенотипу, то есть
реализуется в различных свойствах
организма. Этот экспериментальный факт в
настоящее время не оспаривается.
Открытым остается вопрос о том,
откуда берется генетическая
информация. На этот вопрос отвечают
по-разному. Одна точка зрения состоит в том,
что в создании генетической
информации принимают участие в основном два
процесса: 1) случайные мутации и
рекомбинации на уровне молекул ДНК
(или РНК) и 2) естественный отбор на
уровне организмов и популяций.
Постулируется, что фенотип не влияет на
генотип. Соответствующая теория
имеет несколько названий: современный
дарвинизм, современный селектогенез,
синтетическая теория эволюции (СТЭ)
и др. Согласно противоположной точке
зрения, фенотип влияет на генотип;
информация возникает в процессе
взаимодействия организма со средой
и передается в генотип, где
накапливается в виде генетической записи.
Существуют и другие гипотезы.
В настоящее время ни одна из точек
зрения не может быть строго
доказана. Они, по крайней мере,
равноправны, и именно так к ним нужно
относиться. Ни одну из гипотез нельзя
сейчас признать «единственно верной»
и следует всячески преодолевать в
себе этот соблазн.
ВОЗРАЖЕНИЯ ПРОТИВ СЛУЧАЙНОСТИ
С точки зрения СТЭ основная творческая
функция принадлежит естественному
отбору. Материал для отбора
поставляется случайными событиями. Таким
образом, любой из ныне существующих
генотипов возник в конечном счете
в результате действия
последовательности случайных событий на разных
уровнях. Эта точка зрения на первый взгляд
выглядит довольно естественной,
поскольку для ее обоснования не
привлекаются никакие специальные гипотезы
о свойствах мира, что вполне соответ-
Индивидуальное развитие организма;
совокупность преобразований, происходящих с
ним от момента зарождения до конца жизни.
58
ствует лучшим традициям науки. СТЭ
не нуждается также ни в каких новых
биологических механизмах.
Когда шла речь о случайных
уклонениях фенотипических признаков
(в дарвиновском смысле), теория
выглядела довольно убедительно. Когда же
мы переходим на язык ДНК и
получаем возможность оценивать вероятности
событий, точка зрения случайной
эволюции теряет большую часть своей
привлекательности.
Исходя из того, что любой
осмысленный генетический текст возник в
конечном счете в результате серии
случайных перестановок четырех «букв» (А,
Г, Ц, Т) генетического алфавита,
оценим вероятность этого события.
Слово, представленное всего одним
геном, содержит, по порядку величины,
103 букв. ДНК хромосомы, состоящей
из тысяч генов, содержит уже 106 букв.
Число случайных комбинаций из
четырех букв составляет для гена 41000, для
хромосомы 41 00° 00°. Примерно
столько проб и надо сделать, чтобы
реализовать нужную комбинацию случайным
образом.
Чтобы представить, с какими
величинами мы имеем дело, можно
вообразить вселенную радиусом в 100 млрд.
световых лет и плотно заполнить ее
электронами радиусом 10~13 см.
Таких электронов наберется 10126. Если в
каждой ячейке объемом в один
электрон в каждую микросекунду будет
испытываться по одному варианту, то
после 100 млрд. лет работы можно
успеть испытать всего лишь A) 10150
вариантов. Но и это огромное число
ничтожно по сравнению с числами, которые
нам нужны.
Естественный отбор, который
отбрасывает все бессмысленные комбинации
на каждом этапе, не увеличивает
вероятность случайного возникновения
генетической информации, а уменьшает ее,
так как запрещает все пути развития,
проходящие хотя бы через одну
«бессмысленную точку».
Для того чтобы обойти проблему
нулевой вероятности случайного
возникновения любой генетической записи,
выдвигается, например, тезис о
неуникальности молекул ДНК, то есть
предполагается, что генетическая запись
возникла случайным образом, как
бессмысленный набор символов, а уже
потом ей был придан определенный
биологический смысл.
Однако можно показать, что любая
осмысленная информация в некотором
роде уникальна. Генетическая
информация, записанная в генотипе любого
организма, должна быть согласована
с внешним миром и, что не менее
важно, должна быть согласована сама с
собой. Возьмем любую запись и
разобьем ее произвольным образом на
две части. Относительно любой из этих
частей можно говорить, что она
неуникальна, то есть возникла случайно, и
смысл ей придан уже после
возникновения. Однако о другой части мы уже не
можем этого сказать, так как она
должна строго соответствовать первой, и
вероятность ее случайного возникновения,
с учетом этого соответствия,
практически равна нулю.
В литературе часто встречаются
оговорки, имеющие тот смысл, что
случайность в эволюции ограничена какими-то
факторами. Эти ограничения могут
иметь ламаркистский, номогенетический
или какой-нибудь другой смысл.
Однако не трудно сообразить, что при
этом мгновенно рушится все здание,
так как на фоне нулевой продуктивности
случайных событий любая сколь угод-
нЬ слабая закономерность сразу же
становится главным фактором. При этом
на долю случайных событий остается
лишь роль помех.
Таким образом, мы приходим к
выводу, что в основу синтетической
теории эволюции положено весьма
смелое допущение о случайном
возникновении генетических записей, не
согласующееся ни с логикой, ни с
элементарными количественными оценками.
Что же заставило принять эту
гипотезу? Может быть, эксперимент?
В конце XIX — начале XX века
были предприняты многочисленные
попытки экспериментальной проверки
ламаркистской гипотезы о
наследовании приобретенных признаков.
Анализ этих экспериментов
заставляет сомневаться в их корректности.
Рассмотрим этот вопрос подробнее.
Если экспериментатор хочет обнаружить
эффект, предсказанный теорией, он
прежде всего должен знать порядок
величины искомого эффекта. Этим
должна определяться чувствительность
методики. Например, в 1798 году Кавен-
диш решил иэмерить силу притяжения
двух шаров, чтобы проверить закон
всемирного тяготения Ньютона. Зная из
теории величину эффекта, Кавендиш
сконструировал весьма чувствительный
прибор (крутильные весы) для его
измерения. Опыт увенчался успехом.
Если бы использовалась более грубая
методика, эффект не был бы
обнаружен, но это не дало бы
экспериментатору оснований для опровержения
закона всемирного тяготения.
Обратимся теперь к проблеме
наследования приобретенных признаков.
Здесь не только трудно предсказать
порядок величины эффекта, но даже
неизвестно, в чем должен состоять
сам эффект. Действительно, чего,
например, ожидал эксп ер иментатор,
обрезая хвосты у двадцати поколений
мышей? Он ждал, что у мышей
следующих поколений хвостов не будет? А
может быть, они должны быть короче?
Или длиннее? А может, должны
появиться какие-нибудь психические
сдвиги или новые формы поведения?
В экспериментах по наследственной
передаче приобретенных навыков
иногда можно говорить о количественной
характеристике эффекта, но нет
никакой возможности оценить ожидаемый
порядок величины. В этой группе
экспериментов животных чему-нибудь
обучают: например, находить дорогу
в лабиринте, различать какие-либо
предъявляемые объекты, сигналы и пр.
Повторяя стандартную методику
обучения на животных многих
последовательных поколений и подсчитывая каждый
раз необходимое количество уроков,
можно получить количественную
оценку наследуемости данного
приобретенного навыка. Если бы число уроков,
необходимое для усвоения
какого-нибудь навыка, заметно убывало с
номером поколения, то можно было бы
говорить о существовании эффекта
наследования и оценить его величину.
В противном случае сказать нельзя
ничего, кроме того, что в данном опыте
желанный эффект не найден: ведь мы
не знаем его ожидаемой величины.
Предположим теперь, что с
некоторой конечной вероятностью
приобретенные признаки могут наследоваться,
или фенотип влияет в какой-то (быть
может, весьма слабой) степени на
генотип. Попытаемся оценить, какая
вероятность наследования приобретенных
признаков была бы достаточной для
объяснения эволюции, если
минимальным зффектом такого наследования
является изменение у потомков, по
крайней мере, одного гена. Допустим,
что весь генофонд биосферы
образовался благодаря влиянию фенотипов на
генотипы. Подсчитав число генов, когда-
либо существовавших на Земле, и
разделив это число на время
существования биосферы и на общее число
организмов, живших на Земле (и
принимавших участие в создании всего
генофонда), можно найти скорость
генерации генов в расчете на единицу
времени и на один организм. Решить эту
эадачу точно невозможно иэ-эа
недостатка данных, но можно сделать
грубую оценку порядка величины.
59
ВЕРХНЯЯ ОЦЕНКА
У человека примерно 10* генов,
которые созданы всеми его предками
приблизительно за 109 лет. Предполагая,
что все гены идут по одной линии,
и как бы растягивая жизнь одного
организма на миллиард лет, мы получим,
что один организм (по размеру близкий
к человеческому) генерирует один ген
за 103 лет, что соответствует скорости
генерации генов, равной 10~3
ген/организм-год. Это очень грубая и весьма
завышенная оценка, так как мы
фактически предположили, что все люди
различаются между собой по всем генам
и не учли фона случайных мутаций.
НИЖНЯЯ ОЦЕЙКА
На самом деле каждый ген обычно
представлен примерно десятью
версиями (аллелями), и, следовательно, весь
генофонд человека содержит 107
единиц. Этот фонд создан всеми людьми и
всеми их предками от первой клетки
до современного человека, то есть в
создании генофонда принимало
участие примерно 109 особей в течение
всего времени существования жизни
A09 лет). В этом случае мы получим
для скорости генерации генов число:
10~м ген/организм*год. Это сильно
заниженная оценка, поскольку мы
предположили фактически, что за все
время существования биосферы создан
только генофонд человека.
ВОЗМОЖЕН ЛИ ЧИСТЫЙ ОПЫТ!
Итак, наши оценки дают для скорости
генерации генов интервал от 10"f■ до
10~3 ген/организм-год.
Проанализируем эти величины. С
одной стороны, скорость генерации
генов, даже по заведомо заниженной
оценке A0 ~м), слишком велика,
чтобы ее можно было объяснить
случайными событиями. С другой стороны, если
предположить, что гены образуются в
результате наследования
приобретенных признаков, то подтвердить или
опровергнуть это предположение
экспериментально весьма трудно, если
вообще возможно. Ведь даже по
верхней (и заведомо завышенной) оценке
скорость генерации генов состав л яет
не более 1 гена за 1000 лет одним
живым' организмом типа человека. В
пересчете иЪ одну клетку эта цифра будет
меньше еще порядков на 12—15.
Полезно обсудить
микробиологические эксперименты более позднего
времени, предпринятые с целью
ответить на вопрос, является ли
приспособительной возникающая у бактерий
устойчивость к фагам, ядам и
антибиотикам. Остановимся подробно на
известном опыте Ледербергов. Цитирую
по книге Б. М. Медникова
«Дарвинизм в XX веке»'(М., Советская Россия,
1975): «Эти авторы брали большое число
чашек Петри с питательным агаром и
высевали на них культуру бактерий,
чувствительную к антибиотикам. (Я не
знаю, как убедиться, что все без
исключения представители взятой культуры
бактерий чувствительны к
антибиотикам — Е. Т.) На агаре вырастали
тысячи колоний — круглых скоплений
микробов, каждое из которых возникло
из одной клетки. Если затем приложить
к поверхности агара лоскуток
стерильного бархата, можно перенест и
бактерии, прилипшие к ворсинкам, в
другую чашку Петри. Получится точный
отпечаток всех прежних колоний. В опыте
Ледербергов отпечатки колоний
переносили на агар, содержащий
смертельную для исходного штамма
концентрацию антибиотика. Так вот, оказалось,
что, если число колоний достаточно
велико, среди них найдется хотя бы
одна состоящая из бактерий,
резистентных к антибиотику, и материнская
колония тоже оказывалась резистентной.
Здесь теория приспособительной
реакции терпит крах. Организм не может
приспособиться к фактору, с которым
еще не сталкивался».
Из описания эксперимента и из его
толкования видно, что авторы
понимают приспособительную реакцию как
грубый эффект мгновенного
приспособления к смертельной дозе
антибиотика при одноразовом контакте. Опыт
Ледербергов показал, что такого
грубого эффекта действительно нет.
Однако вопрос о том, как могут
появиться мутации, обеспечивающие
резистентность к определенным
факторам, остается открытым. Напрашивается
такая шутка. После ясной погоды
внезапно пошел дождь. .Все вымокли,
кроме одного пешехода, у которого
случайно оказался зонтик. Откуда же взялся
зонтик? На этот вопрос можно ответить
по-разному: 1) зонтик возник от
сырости или сотворен пешеходом как
мгновенная приспособительная реакция
иа дождь; 2) зонтик не имеет никакого
отношения к дождю, проста время от
времени зонтики возникают сами собой,
так же как рояли, астролябии,
велосипеды и пр. Но в данном случае
оказался полезным зонтик.
Ну а если говорить всерьез, то из
анализа экспериментальной проблемы и
оценки вероятности можно сделать
один несомненный вывод: тезис о
60
случайном характере возникновения
генетической информации не следует
из эксперимента и противоречит теории
вероятности. Тезис о наследуемости
приобретенных признаков
экспериментально не подтвержден, но и не
опровергнут. Он может быть принят в
качестве альтернативной гипотезы.
ЖИТЬ — ЗНАЧИТ ИЗОБРЕТАТЬ
Предлагаемая точка зрения
основывается на моем глубоком убеждении в
невозможности «самозарождения»
информации. Если в процессе эволюции
изменяется и пополняется генофонд,
значит, существует поток информации
извне.
Ключ к пониманию эволюции нужно
искать, как мне кажется, в
целесообразном поведении на всех уровнях
биологической организации.
Облик многоклеточного организма
(морфология, физиология, поведение)
определяется в конечном счете
поведением составляющих его клеток.
Точно так же поведение особей
определяет характер популяции.
В широком смысле слова эволюцию
можно рассматривать как
непрерывный процесс обучения, то есть
накопления информации о новых
поведенческих реакциях на разных уровнях
памяти.
К сложному поведению способны не
только высшие животные. Еще в начале
века Мечников писал о «психической
деятельности амеб», а в настоящее
время развивается новый раздел
биологии — цитозтология, изучающий
поведение клеток в организме и
поведение субклеточных частиц в клетке.
Поведение в общем не случайно или,
вернее, ограниченно случайно.
Неизбежный элемент случайности связан с тем,
что живой организм действует, как
правило, в условиях недостатка
информации (приходящей извне и
содержащейся в памяти).
Поведение, как правило, включает в
себя поиск. Число попыток,
необходимое для отыскания заданного
элемента в упорядоченном множестве, равно
логарифму от общего количества
элементов. Например, чтобы найти
слово, нужно заглядывать в словарь
примерно log2N раз, где N — число слов в
словаре.
Нам еще неизвестен алгоритм поиска
в неупорядоченных множествах, но в
живой природе такой поиск,
по-видимому, является обычным делом. В
частности, это происходит при узнавании.
То, чего не удается сделать ^математи-
кам с помощью ЭВМ, делается
мгновенно и без видимого труда всеми
живыми существами от человека до
насекомых. Похоже, живые существа умеют
как-то упорядочивать информацию. Эта
работа идет главным образом вне
сознания, и поэтому нам неизвестен
алгоритм упорядочивания, которое
является, может быть, основной функцией
разума.
Если допустить, что этот эффект
играет важную роль в эволюции, то легко
понять, как можно выбрать нужный
вариант из 2N возможностей. Для этого
необходимо сделать всего N проб (а не
2N). В этом случае идея естественного
отбора приобретает какой-то смысл.
Любое сложное поведение животных
(и человека) является результатом
многих изобретений, которые время от
времени возникали на протяжении
истории вида. Можно считать, что
изобретение — это каждый случай, когда
появляется ' новый элемент поведения
(новая повадка). Если отрицание роли
изобретений в жизни человека явилось бы
очевидным абсурдом, то
существование изобретений в мире животных
стало получать документальные
подтверждения лишь в последнее время.
Изобретения появляются в виде новых повадок.
Известно, например, что некоторые
синицы в Англии научились открывать
бутылки со сливками и выпивать их.
Другой пример из литературы: цапля
в американском заповеднике научилась
ловить рыбу на приманкуТ
Приведенные примеры хороши тем,
что они касаются событий,
происшедших буквально на наших глазах.
Роль изобретений могут играть идеи,
полученные из внешней среды, в
частности от представителей других видов,
например путем подражания. На орга-
низменном уровне могут
восприниматься элементы поведения (новые
повадки), а на клеточном уровне,
например, ферментные механизмы
(химические изобретения). Возможно, какне-то
идеи могут передаваться и с пищей.
Здесь Имеется в виду вот что. Если
некоторая информация записана на
какой-то молекулярной структуре, то
может ли эта структура быть усвоена
организмом целиком, без
диссимиляции? По-видимому, принципиального
запрета на такой процесс в организме
нет. Во всяком случае, факты этому не
противоречат. Во-первых, известно, что
ДНК вирусов может проникнуть с
пищей в организм с сохранением своей
активности. Во-вторых, известны случаи
так называемого клептогенеза, когда
животное использует целые органы от
других животных, служащих ему пищей.
Например, стрекательные капсулы —
оружие реснитчатых червей — проис-
61
ходят не из клеток их тела, а целиком
«крадутся» у гидроидов, которыми эти
черви питаются.
Изобретение, появившееся на каком-
либо уровне биологической
организации, может стать причиной
эволюционного сдвига, если новый элемент
поведения (клетки, организма, популяции...)
в результате многократного
повторения превратился в стереотип.
Вспомним общеизвестный пример с
шеей жирафа. Если встать на позицию
Дарвина (естественный отбор) или
Ламарка (упражнение), то необходимо
предположить, что в начале было
изобретение новой повадки (питаться не
травой, а листьями акаций). И эта повадка
должна была стойко сохраняться на
протяжении многих поколений у всей
популяции. Иначе ни отбор, ни
упражнения не могли бы сохранять своего
направления.
Каждому уровню биологической
организации соответствует своя частота
изобретений. По этому признаку
можно разделить все организмы на две
группы. В одной группе два
последовательных изобретения разделены
временем, в среднем достаточным для
существенных морфологических
изменений путем эволюции. Это приводит к
тому, что взамен недостающего «гения»
природа дает представителям этой
группы высокоспециализированные
орудия-органы.
В другой группе, к которой
принадлежит человек, наоборот, частота
изобретений столь высока, что не
может быть и речи о морфологических
сдвигах в организме в промежутках
между изобретениями. Кроме того,
человечество как вид весьма
неоднородно по характеру и диапазону
используемых изобретений. Это является
следствием того, что не только
эволюция, но даже и обучение не
поспевает за появлением новых изобретений.
В результате органическая эволюция
морфологии и поведения в
человеческом обществе преобразовалась в
технологическую и духовную эволюцию.
У нас нет ответа на вопрос, откуда
берутся изобретения.
Эта проблема ждет своего
разрешения, а пока можно считать изобретения
экспериментальным фактом. Это тот
экспериментальный факт, на котором
основана предлагаемая здесь модель
эволюции.
Несомненно, что изобретения
являются результатом взаимодействия
биологической системы со средой. И
вероятно, что проникновение новой
информации в генотип обязано работе
всей системы памяти.
ЭТАЖИ ПАМЯТИ
Психологи различают несколько
ступеней памяти у человека: иконическую
память со временем жизни примерно
0,2 с, кратковременную или
оперативную память с длительностью порядка
20 с и долговременную память, где
информация хранится неопределенно
долго.
При восприятии внешней
информации с помощью органов чувств на
первом этапе происходит «мгновенное за-
печатление» образа в иконической
памяти. Здесь на короткое время
запоминается большой объем информации.
Затем часть этой информации переходит
в кратковременную память, где
хранится около минуты, и, наконец, из
кратковременной некоторая часть
сведений передается в долговременную
память.
Можно предположить, что
перечисленный здесь ряд уровней памяти
имеет продолжение и одним из этих
уровней является генетическая память.
Разные уровни памяти разделены
своего рода информационными
барьерами с малой прозрачностью. При
многократном обращении к памяти
любого уровня, а также в процессе
обучения происходит мультипликация
(размножение) материальных
носителей информации, в результате чего
увеличивается вероятность
преодоления барьеров.
Движение информации между
верхними уровнями памяти — легко
наблюдаемый эффект. Например, при
обучении новые навыки передаются из
сознательных уровней памяти в
подсознательные и наоборот (иначе было бы
невозможно научиться, например,
водить автомобиль). Существование
врожденных форм поведения убеждает нас
н в том, что есть поток информации
из генетической памяти на верхние
уровни памяти «обычной». Для
некоторых, если не для всех, врожденных
форм поведения (например, для гнез-
достроительного инстинкта или
инстинкта ориентации у птиц) необходима
информация о свойствах внешнего мира.
Это дает основание предполагать и то,
что информация из органов чувств
(то есть с самого верхнего уровня
памяти) также передается в генотип. Но,
как было показано выше, подтвердить
или опровергнуть это предположение
экспериментально весьма трудно.
С другой стороны, нет оснований
считать, что генетический уровень
совершенно обособлен и что информация
в генотип ниоткуда не поступает,
а рождается случайными процессами.
62
ПЕРЕПИСЧИКИ ИЛИ МЫШИ*
О механизмах работы верхних уровней
памяти не известно практически
ничего. Предполагается, что на разных
уровнях действуют разные механизмы.
Высказывались подозрения, что какую-то
роль в долговременной памяти играют
молекулы РНК.
О механизмах же передачи
информации на генетическом уровне
известно куда больше. Существуют так
называемые генетические мутагены, или
гены-мутаторы, которые ответственны
за передачу информации на
генетическом уровне. Последние представлены
целым классом отрезков ДНК длиной
от 500 до, по-видимому, нескольких
тысяч нуклеотидных пар. К ним относятся
так называемые инсерционные сегменты
(ИС), которые являются регуляторными
генами (они влияют на активность
других генов), и транспозоны, содержащие
структурные гены (например, ген,
ответственный за устойчивость к
антибиотику). И те и другие могут
перемещаться между разными участками
хромосом, между ядром и цитоплазмой,
между разными клетками и даже
между разными таксонами.
Диапазон их действия весьма широк:
перенос структурных генов,
блокирование (или, наоборот, активирование)
отдельных участков хромосом,
повышение (в 100—1000 раз) частоты мутаций
в фиксированных участках.
В этом процессе принимают участие
и другие структуры с циркулярными
ДНК: плазмиды, фаги, вирусы. Особую
роль, видимо, здесь играют механизмы
репарации, о которых сейчас будет
рассказано.
Первые и наиболее полные
экспериментальные данные относятся к
прокариотам*, но, как и следовало ожидать,
механизм этот оказался общим и для
эукариот" (включая млекопитающих и
человека).
Влияние внешних и внутренних
(мутагенных) факторов время от времени
приводит к нарушению целостности
хромосом. Генетическая запись при
этом портится. Для защиты от агрессии
со стороны хаотических мутагенных
факторов клетки снабжены
специальными репарационными механизмами,
представляющими собой группы
ферментов, которые, действуя
согласованно, осуществляют контроль за це-
* Организмы, не имеющие четко
выраженного ядра.
** Растительные и животные организмы,
клетки которых содержат отграниченное
мембраной ядро.
лостностью хромосом и
восстанавливают возникающие в них нарушения.
Как правило, репарационный
механизм устраняет повреждение и
восстанавливает генетическую запись в
первоначальном виде. Однако бывают
случаи, когда в результате его работы
возникает вариант генетической записи
с некоторыми изменениями,
накопление которых при непрерывном
действии естественного отбора и
приводит к эволюционным изменениям
организмов.
Таким образом, все изменения, а
следовательно, и вся генетическая запись
может оказаться результатом
жизнедеятельности самих организмов, которые
используют в качестве инструмента
репарационные механизмы. Из
предыдущих рассуждений следует и другой
вывод: хаотические мутагенные
факторы не являются источником новой
генетической информации. В лучшем
случае они могут служить лишь поводом
для появления новых записей, автор
которых — сам организм.
Для иллюстрации этих рассуждений
можно привести такую аналогию. Пусть
некая рукопись передается из
поколения в поколение и при этом регулярно
переписывается. По прошествии
достаточно большого времени, в результате
многократного переписывания, текст
может сильно уклониться от оригинала.
Спрашивается: кого считать автором
нового варианта? Переписчиков, каждый
из которых по-своему восстанавливал
неясные или утраченные места, или,
может быть, мышей, которые время от
времени портили рукопись?
По-видимому, все-таки переписчиков.
Случайно ли возник новый вариант? Конечно,
нет. Каждый переписчик старался
восстановить текст по смыслу и при этом
использовал свои знания и свой
жизненный опыт. Нечто похожее может
происходить и при передаче генетической
информации.
К сожалению, процесс генерации
новых отрезков ДНК типа транспозонов и
плазмид пока ускользает от
экспериментаторов. Это не дает возможности
проследить всю цепь передачи информации
с верхних уровней памяти в генотип
организма.
По-видимому, на всех уровнях
происходит кодирование и запись
информации на различных молекулярных
структурах. Механизм этих процессов
не известен ни на одном из уровней,
но это не дает основания отрицать
существование какого-либо механизма и
принимать гипотезу случайных
вариаций.
63
ВСТРЕЧНЫЕ ПОТОКИ ИНФОРМАЦИИ
Казалось бы, возможность передачи
информации с верхних уровней памяти
в генотип противоречит центральной
догме биологии, согласно которой поток
генетической информации направлен
строго в одну сторону по схеме:
ДНК-И>НК-^6елок
Но эксперименты последних лет
убедительно показали, что центральная
догма не является строгим законом
природы. Во всяком случае, это относится
к первой части схемы, которую нужно
теперь изобразить так:
ДНК ^t-PHK
Это нарушение догмы не лишает тем не
менее практического смысла «закон
независимости генотипа от фенотипа»:
встречный поток информации — из
верхних уровней памяти в память
генетическую — может двигаться только
крайне медленно, преодолевая весьма
жесткий барьер. Из этого следует, что
в генетической памяти может быть
записана только такая информация,
которая использовалась многократно на
протяжении большого исторического
периода и, следовательно, подвергалась
многократной мультипликации на всех
уровнях памяти. На генетическом
уровне также происходит мультипликация.
Многие гены в хромосомах
представлены большим числом копий (тандемная
дупликация). Каждому уровню памяти
соответствует некоторое характерное
«время усреднения», которое при
желании можно измерить или вычислить.
Например, самая быстрая иконическая
память не может следить за событиями,
период изменения которых меньше
чем 1/10 секунды. Время усреднения
для иконической памяти — около 0,2
секунды. Для генетической памяти это
время, по-видимому, составляет
несколько тысяч лет или еще больше.
Так что генетическая память может
реагировать только на такие параметры
внешнего мира, которые слабо
меняются на протяжении тысяч лет. Это и есть
ответ на вопрос, почему не
наследуются такие благоприобретенные
признаки, как, например, умение
пробираться в лабиринте или короткий хвост,
урезанный пытливым
экспериментатором.
ПОПЫТКА ОБОБЩЕНИЯ
Во все времена у биологов была весьма
популярной идея существования
некоего фундаментального закона
прогрессивной эволюции, согласно которому
все живое стремится к
усовершенствованию, к развитию от простого к
сложному.
В зависимости от убеждений авторов
это стремление приобретало форму
автогенеза или эктогенеза*.
Однако, несмотря на прогрессивный в
среднем характер эволюции, жизнь
предъявляет нам множество досадных
исключений.
В эволюции существуют и попятные
движения, когда некоторые виды
проходят уже пройденный эволюционный
путь в обратном направлении. Многие
паразиты являют собой примеры
резко выраженной регрессивной
эволюции, когда утрачиваются некоторые
функции организма и деградируют
отдельные органы.
Если не считать, что «исключения
подтверждают правило», то
приходится отказаться от веры в существование
фундаментального закона
прогрессивной эволюции. Вместе с тем остается
непреодолимый соблазн найти
некоторый общий принцип, из которого
наблюдаемое усложнение биологических
систем (вместе со всеми
«исключениями») вытекало бы как неизбежное
следствие.
Я предполагаю существование
принципа, согласно которому из всех
возможных путей развития реализуются
только те, на которых понижается
удельная информационная нагрузка
(в расчете, например, на одну клетку).
Живые существа на всех уровнях,
по-видимому, способны различать
понятия «комфорт» и «дискомфорт»
(хорошо и плохо). Поведенческие реакции
имеют своей целью повышение
комфорта. Достижение этой цели связано
с необходимостью обрабатывать
информацию, приходящую извне и
содержащуюся на разных уровнях памяти,
а также вырабатывать адекватные
ответные реакции. Эта работа выполняется
всеми органами и всеми клетками.
Биологические системы неустойчивы
по отношению к изобретениям,
понижающим «цену комфорта», то есть
уменьшающим количество усилий,
необходимых для достижения заданного
уровня комфорта. Я хочу этим сказать,
что преимущественно «внедряются»,
то есть приводят к эволюционным
новшествам, именно такие изобретения,
которые удовлетворяют нашему
принципу.
Поэтому известная шутка «лень —
двигатель прогресса», может быть,
формулирует немаловажную
эволюционную закономерность.
' Направление биологии, объясняющее
эволюцию действием на организмы только
условий среды.
64
Уменьшению «цены комфорта», или
удельной информационной нагрузки,
могут удовлетворять разные пути
эволюционного развития.
Наиболее «традиционный» путь —
усложнение биологических систем, или
возникновение надсистем. В этом
случае понижение удельной
информационной нагрузки достигается разделением
функций между элементами,
составляющими систему (или надсистему).
Например, при переходе от
одноклеточного строения к многоклеточному
происходит разделение функций
между клетками и блокировка части
генетической записи в
дифференцированных клетках. То же самое происходит
при всех симбиозах на других уровнях.
Так, популяцию бактерий можно в
известном смысле считать единым
организмом, у которого весь опыт
общения с окружающей средой содержится
в общем генофонде. И генетическая
запись, ответственная за резистентность
к какому-нибудь экзотическому
антибиотику,— пользоваться ею популяции
приходится весьма редко — может
находиться лишь у малого числа особей.
Не этой ли особенностью, вероятно,
разгружающей генофонд от лишней
информационной нагрузки,
объясняется результат опыта Ледербергов?
Ветви регрессивной эволюции
могут возникать в результате особенно
«удачных» изобретений. Жертвой
таких изобретений пали паразиты. Их
эволюционные предки перешли
когда-то на новые источники питания
(например, кровь теплокровных животных)
или нашли весьма комфортную и
стабильную среду обитания (организм
хозяина). В новых условиях многие
функции организма оказались
ненужными, что привело к деградации
соответствующих органов.
По-видимому, существуют и другие
пути развития и различные их
комбинации, что увеличивает разнообразие в
биосфере и приводит к заполнению
всех экологических ниш.
Биологией накоплен громадный
массив фактов. Попытка объяснить их
может поставить в тупик любого
исследователя. Нас, как правило, поражают те
факты, к которым мы еще не
привыкли. Но значит ли это, что мы умеем
объяснять более привычные вещи?
ЧТО ЧИТАТЬ О ПРОБЛЕМАХ
ЭВОЛЮЦИИ
1. Ч. Дарвин. Происхождение видов путем
естественного отбора. М., Биомедгиз, 1937.
2. С. Он о. Генетические механизмы
прогрессивной вволюцин. М., Мир, 1973.
3. В. Н. С о й ф в р. Молекулярные
механизмы мутагенеза. М., Наука, 1969.
4. В. Г. Смирнов, К. В. В а т т и.
Гомологнчность генов и их вволюцня.
«Успехи современной генетики», № 5, М.,
Наука, 1974.
5. Ю. А. Филипченко. Эволюционные
идеи в биологии. М., Наука, 1977.
6. Э. М а й р. Популяции, виды и эволюция,
М., Мир, 1974.
7. В. Я. Александров. Поведение
клеток и внутриклеточных структур (Ц и
токология). м., Знание, 1975.
8. П. Л и н д с е й, Д. Норман.
Переработка информации у человека. М., «Мир», 1974.
9. Л. Я. Б л я х е р. Проблема наследования
приобретенных признаков. М., Наука, 1971.
10. В. А. Э н г е л ь г а р д т. Проект «Ревер-
таза». «Природа», 1974, № 9.
11. Е. К. Тарасов. Физический аспект
проблемы биологической вволюцнн. Препр инт
ИТЭФ-153, 1979.
р
Ъ-4
Г^1
"i*
ta^
ГТ4
h^ri
щ
ы
**
^
Информация
НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ
Май
III совещание по
органической кристаллохимии. Горький.
Институт химии АН СССР
F03600 Горький, ГСП-445,
ул. Тропинина, 49), Научный
совет АН СССР по
химической кинетике и строению.
Конференция по химии
макроциклов. Одесса. Научный
совет АН СССР по
проблемам биоорганической химии.
Научный совет АН УССР по
проблемам биоорганической
химии, Физико-химический
институт АН УССР B70080
Одесса 80, Черноморская
доброта, 86).
Совещание «Роль метал ло-
органических соединений
непереходных металлов в
каталитически! и
функциональных превращениях
органических веществ». Уфа.
Институт химии Башкирского
филиала АН СССР D50054
Уфа 54,. просп. Октября, 71),
Научный совет АН СССР
по элементоорганической
химии.
Конференция ло
окислительному катализу. Баку.
Институт, теоретических проблем
химической технологии АН
АзербССР C70010 Баку 10.
просп. Ленина, 20),
Азербайджанский институт нефти
и химии. Научный совет
АН СССР по катализу.
Конференция по новым
методам спектрального анализа
и их применениям. Иркутск.
Институт геохимии СО АН
СССР F64033 Иркутск 33,
ул. Фаворского, 1-а, а/я 701),
Иркутский межобластной
центр научно-технической
информации. Научный совет
АН СССР по проблеме
«Спектроскопия атомов и молекул».
Конференция по влектрохн-
мическим методам анализа.
Томск. Научный совет АН
СССР по аналитической химии,
Томский политехнический
институт F34004 Томск, просп.
Ленина, 30).
VI конференция по методам
получения и анализа
высокочистых веществ. Горький.
Институт химии АН СССР
F03600 Горький, ГСП-445,
ул. Тропинина, 49), Научный
совет АН СССР по физикохи-
мии и технологии
высокочистых веществ, Горьковский
университет.
Окончание на стр. 84
3 «Химия и жизнь» N2 2
65
VI. ПОЗНАКОМЬТЕСЬ — РЕСТРИКТАЗЫ
Если бы не было неожиданностей,
футурология была бы точной наукой.
Пока исследователи подступались к
расшифровке структуры ДНК, пока они
разрабатывали варианты, подходы и
стратегию преодоления трудностей,
возникающих на каждом шагу, на
помощь им спешило подкрепление,
которого никто не ждал.
Уже давно биологи столкнулись с
явлением рестрикции и модификации.
(Эти термины в переводе на русский язык
звучат как ограничение и изменение.)
Например, возьмем два варианта
кишечной палочки: E.coli К и E.coli С.
Если вырастить бактериофаг в клетках
Е. coli С, затем выделить фаговые
частицы и заразить ими другой штамм
кишечной палочки Е. coli К, то фаг
будет расти в этих условиях плохо и
даст очень мало потомков. Но если
этим потомством снова заразить Е.
coli К, все пойдет хорошо и фаг будет
размножаться нормально. Загадка? Она
Проблемы и методь
современной науки
Первичная
структура
«первичной
структуры»,
или как читают ДНК
Кандидат химических наук
Е. Д. СВЕРДЛОВ
Окончание. Начало — в № 1.
66
Электрофоре™ чес кое разделение
фрагментов ДНК разных фагов, полученных
при расщеплении рестриктазой. Каждая
полоска на фореграмме
соответствует одному фрагменту
была объяснена гипотезой, согласно
которой в клетках есть специальные
ферментные системы рестрикции и
модификации.
Согласно этой гипотезе, в клетках
существуют ферменты, которые
расщепляют только чужеродную ДНК, но
не трогают свою. Например, ферменты
Е. coli К разрушают ДНК фага,
росшего в Е. coli С, но не трогают ДНК
фага, полученного в Е. coli К. Но в чем
причина подобной избирательности?
Было сделано второе предположение.
Собственная ДНК имеет систему
паролей — опознавательных знаков. Их
расставляют другие ферменты, способные
изменять свою ДНК (модифицировать
ее), делая недоступной для первых,
разрушающих ферментов. Эти первые
ферменты были названы рестриктазами
(от английского restriction —
ограничение, они ограничивают размножение
чужеродной ДНК). А вторые
ферменты получили название ферментов
модификации.
Разные штаммы кишечной палочки
имеют разные ферменты рестрикции
и модификации. ДНК,
модифицированная в Е. coli К, не признается своей в
другом штамме — Е. coli С, и наоборот.
Все происходящее очень интересно,
но какое отношение это имеет к
первичной структуре ДНК? Самое прямое.
Исследования рестрикции и
модификации привели к открытию весьма важных
ферментов —- так называемых рестрик-
таз 2-го класса, способных очень
специфично расщеплять ДНК. Эти рестрик-
тазы узнают совершенно определенную
последовательность, каждый
фермент — свою.
Сейчас известно очень много рест-
риктаз, которые могут расщеплять
ДНК по самым разным
последовательностям. Поэтому проблема
расщепления ДНК на фрагменты, наконец-то,
решена. Можно сказать, что решена также
задача выделения отдельных
фрагментов. Ведь после расщепления ДНК
получается несколько, а иногда и очень
много фрагментов. Их надо разделять.
Для этого используют хроматографию,
электрофорез и методы генной
инженерии. Здесь, к сожалению, нет
возможности рассказать об этих способах.
Для нас важно только знать, что
благодаря рестриктазам умеют выделять
нужные фрагменты ДНК. Для
наглядности можно показать фотографию
электрофореграммы, на которой
разделены фрагменты, полученные после
расщепления фаговых ДНК
рестриктазой Е coR I (рис. 1).
Каждая полоска на пластинке
соответствует фрагменту ДНК. Чем ниже
полоска, тем меньше фрагмент.
Выделенные фрагменты можно
использовать непосредственно для
анализа первичной структуры или в
качестве затравок для синтеза ДНК.
Итак, в середине 70-х годов была
решена проблема универсального
метода получения фрагментов и
затравок. Осталась вторая проблема — их
анализ. Ведь фрагменты, как правило,
получаются очень длинными,
определять их последовательность обычными
способами очень долго, поэтому были
совершенно необходимы
экспресс-методы анализа.
ГДЕ ТОНКО, ТАМ И РВЕТСЯ
Вы получили партию цепей, состоящих
из звеньев двух сортов — прочных
3*
67
%.^-ift:
i;' чч ч> v»
Л *?f!
Где тонко, там и рвется
(толстых) и непрочных (тонких). У
каждой цепи один конец несет характерную
метку (кольцо), а прочные и
непрочные звенья расположены относительно
этих меченых концов всегда одинаково.
Вам дана задача: определить
координаты тонких звеньев. Такая задача
решается довольно просто.
Возьмите одну цепь за кольцо и
попросите кого-нибудь дернуть за
противоположный конец с силой,
достаточной для разрыва только
непрочных звеньев. Цепь разорвется по
одному из этих звеньев, и у вас в руке
останется обрывок. Посчитайте звенья в
этом обрывке, и вы узнаете, сколько
всего звеньев содержалось в цепи от
кольца до разорванного тонкого звена.
$озьмите другую цепь и проделайте
то же самое. Цепь может порваться в
любом из непрочных звеньев, и вы
снова определите число звеньев в
оставшемся в руках обрывке. То есть
вы узнаете координаты другого тонкого
звена.
Проведя такие разрывы много-много
раз, вы получите полную информацию
о местах расположения всех тонких и,
следовательно, толстых звеньев. Если
есть возможность взять одновременно
много цепей и одновременно все
испытать на разрыв по тонким звеньям,
а потом определить длину обрывков,
несущих метку-кольцо, то мы увидим,
что в самых коротких обрывках
содержатся кольцо и сколько-то толстых
звеньев, отделяющих конец от первого
тонкого звена. Все более длинные
обрывки состоят из звеньев, отделяющих
От кольца второе тонкое звено, затем
третье и так далее (рис. 2).
Определяя длину всех
образовавшихся обрывков, мы строго
устанавливаем положения тонких звеньев в
цепях. Можно использовать этот пр ин-
цип и для ДНК — ведь это тоже цепь!
Нужно только сделать так, чтобы один
тип звеньев ДНК, например аденин
(А), оказался бы «тонким», а
остальные — «толстыми», и поставить на
каком-нибудь конце цепи
опознавательный знак. Затем следует идти уже
описанным путем: рвать ДНК по
тонким звеньям случайным образом —
так, чтобы разорвались не все они
сразу, а только одно — два во всей
цепи, и затем определять длину
обрывков, несущих концевую метку. Так
можно определить расстояние всех
«тонких» А от меченого конца, то есть
порядок чередования звеньев по
принципу «А — не А» (рис. 3). Если затем
сделать «тонкими» звенья тимидина (Т),
то также можно определить
последовательность «Т — не Т». Затем провести
опыты с двумя оставшимися нуклеози-
дами — гуанином и цитозином. Так,
очевидно, станет ясной полная
последовательность цепи.
Пометить концы цепей нетрудно —
например, с помощью фермента поли-
нуклеотидкиназы, который переносит
фосфатную группу из меченного 32Р
По длине концевых обрывков ДНК,
разорванной определенным образом,
можно определить последовательность
цепи
68
аденозинтрифосфата к 5-концам цепей
ДНК и так метит их. Сложнее сделать
«тонкими» определенные звенья,
оставляя другие «толстыми». Но можно!
Например, в кислой среде в ДНК
«тонкими» оказываются пуриновые звенья,
а в присутствии гидразина, наоборот,
пиримидиновые. Можно подобрать
условия, когда ДНК разрывается только
по Г, или преим ущественно по Ц,
или по А.
i Теперь бы только суметь определить
длину обрывков, и проблема решена.
Этот принцип был впервые предложен в
1972—1973 годах группой исследователей
из Института биоорганической химии
АН СССР и НИОХ СО АН СССР, в числе
которых был и автор этой статьи. С
помощью полинуклеотидкиназы получали
меченные на одном конце обрывки и
после случайных разрывов в одном из
звеньев определяли их длину
ионообменной хроматографией. Но' этот
способ оказался довольно-таки
громоздким.
VII. ВМЕСТО ТОЧНОГО ЗАМЕРА —
СРАВНЕНИЕ
Вы помните, что Сэнджер исследовал
структуру фаговой ДНК, используя
олигонуклеотидную затравку и ведя
синтез комплементарной ДНК с
помощью ДНК-полимеразы? Идя по этому
пути, он со своим сотрудником А. Ко-
улсоном в 1975 году вдруг круто
изменил стратегию анализа полученной
копии ДНК.
Определяя последовательность
обрывков, полученных при случайных
разрывах по тем или иным звеньям, мы
пользовались непосредственно
изучаемым фрагментом ДНК, то есть шли
прямым путем. А Сэнджер стал
синтезировать сразу обрывки-копии ДНК.
Он создавал такие условия, чтобы
синтез копий обрывался случайным
образом на разных по положению, но
одинаковых по типу звеньях матрицы,
например только на Т, или только на А,
или Г, или Ц (рис. 4). Естественно, что
копии, оборванные на Т-звеньях
матрицы, сами содержали на З'-концах
только А-звенья, комплементарные Т, тогда
как обрыв на А, Г или Ц давал копии,
оканчивающиеся Т-, Ц- и Г-звеньями
соответственно. ^Аы и будем называть
дальше полученные копии по типу
звеньев, которыми они заканчиваются:
А-, Т-, Ц- или Г-копии.
Полученные обрывки, следовательно,
удовлетворяли всем требованиям:
имели фиксированный 5'-конец (затравка),
обрывались случайным образом у
разных по координатам, но одинаковых
по типу звеньев. Анализ полученных
обрывков позволял выявить все
чередования «А — не А», «Г — не Г»,
«Ц — не Ц», «Т — не Т», то естц
в конечном счете, был использован
тот же, что и у нас, принцип
определения, но не по способу разрывов, а
на основе метода копирования.
Далее Сэнджер нашел блестящий
способ определения длины полученных
обрывков. Более того, он сделал
принципиальнейший шаг от определения
абсолютной длины обрывков к
сравнению длины копий, обрывающихся у
разных звеньев. Внимание! Это очень
важный момент.
Давайте используем затравку и
матрицу, изображенные на рис. 4, и
синтезируем четыре набора
копий-обрывков: А-копии, Т-копии, Г-копии и
Ц-копии. Разделим их электрофорезом
в геле и посмотрим, в каком наборе
самая короткая копия (рис. 5). Самую
короткую копию мы находим в А-наборе.
Следовательно, можно заключить,
что в копии А звено расположено
ближе всех к затравке. Ищем, в каком
наборе содержится следующий по длине
обрывок, и находим его в Т-копиях.
Заключаем, что за А в копии следует Т.
Далее две следующих по длине копии
находим в наборе А. Ясно, что в копни
следом за Т идут два А-эвена и
последовательность сразу после затравки
выглядит так: АТАА. В Г-копиях
находим два более длинных обрывка и
можем теперь записать
последовательность АТААГГ. Продолжая
сопоставление длины копий из разных наборов,
выводим окончательно: 5'АТААГГЦАТ. Это
последовательность копии,
изображенной на рисунке 4. А
последовательность матрицы комплементарна ей.
Я надеюсь, что принцип, определения
последовательного сопоставления длин
обрывков ясен, и попытаюсь теперь
показать, как Сэнджер осуществил его
на практике. Во-первых, он
синтезировал копии, меченные *2 Р. Во-вторых,
синтезированные копии он разделял
по длине электрофорезом в плоских
пластинах полиакриламидного геля
(ПААГ).
Поместим на пластинку ПААГ рядом
друг с другом наборы А-, Г-, Ц- и
Т-копий. Одновременно начнем их
разделять и также одновременно
закончим разделение. Олигонуклеотиды
из разных наборов будут двигаться по
параллельным дорожкам: самый
короткий — быстрее всех, самый длинный —
медленнее всех. Каждый сорт олиго-
нуклеотидов в процессе
электрофореза движется в дискретной зоне-полоске
и после электрофореза останется в том
месте, куда он успел «добежать». По-
69
4
Синтез комплементарных ДНК-коп ни.
обрывающихся у заданных звеньев
матрицы
скольку олигонуклеотиды
радиоактивны, то дискретные зоны можно
обнаружить с помощью радиоавтографии:
для этого к пластине геля нужно
приложить рентгеновскую пленку и после
экспозиции ее проявить. Зоны,
содержащие радиоактивные нуклеотиды,
оставляют на пленке темные
засвеченные полосы.
На пленке получается картина,
схематически изображенная на рис. 5.
Видно, что в процессе электрофореза
дальше всех продвинулась зона в
дорожке А-копий. Следовательно, в этом
наборе содержится самый короткий
олигонуклеотид. Следовательно, в
копии ближе всех к затравке находится
А-звено. А второе место по
подвижности заняла полоска из набора Т-копий.
Следовательно, после А в копии
следует Т. Дальнейшие рассуждения
совершенно аналогичны тем, которые
были приведены несколько выше.
Итак, на практике сравнивают
теперь не число звеньев, а подвижность
олигонуклеотидов при
гель-электрофорезе. Метод принципиально очень
прост. Сэнджер нашел очень простые
способы обрывать синтез у заданного
типа звеньев и, что еще очень важно,
он решил проблему затравки.
Получился экспресс-метод анализа ДНК. На
одном геле можно поделить смеси
олигонуклеотидов чуть ли не от
одного до 300 звеньев длиной и прочитать,
таким образом, в результате одного
разделения последовательность 300 нук-
леотидов. А ведь благодаря простоте
техники можно вести несколько
определений одновременно.
Открылась перспектива прочтения
полной последовательности хотя бы
коротких ДНК. И результаты не
заставили себя долго ждать. Уже через год
или полтора после публикации своего
метода Сэнджер установил почти
полную структуру ДНК фага ф X 174,
которая содержит около 5000 нуклеотид-
ных звеньев. В анализе структуры ДНК
началась новая эпоха.
СТРОИТЬ ИЛИ РАЗРУШАТЬ!
Сэнджер достиг очень высокой
скорости в анализе структуры ДНК. Он
строил копии, пригодные для анализа.
А Максам и Гилберт (те самые, о
которых мы уже рассказывали)
использовали, наоборот, разрушение. Чтобы
получать нужные для анализа обрывки, они
использовали метод химического
расщепления, то есть тот прием, о
котором шла речь в главе «Где тонко, там
и рвется». Но вместо определения
абсолютной длины они воспользовались
сэнджеровским приемом сравнения
подвижности фрагментов. Они
получали наборы обрывков различной
длины, разделяли их гель-электрофорезом
в ПААГ на параллельных дорожках
и с помощью радиоавтографии
определяли, какая зона соответствует тому
или иному типу обрывков. Самый
подвижный — самый короткий. Получился
еще один метод анализа структуры,
не уступающий методу Сэнджера по
эффективности.
Итак, есть два метода. Какой же из
них лучше? В первом варианте метод
Сэнджера оказался довольно сложным,
70
Сопоставление длины оборванных копий
дает структуру ДНК
и не удивительно, что большая часть
исследований поначалу была проведена
методом Максама — Гилберта. Однако
сейчас все чаще можно услышать, что
поздние модификации метода Сэнд-
жера проще и экономичнее, и эта
последняя, очень сильно
усовершенствованная методика все шире
распространяется.
Но все-таки я думаю, что два
противоположных метода, метод постройки
и метод разрушения, будут еще долго
и мирно сосуществовать, дополняя друг
друга и помогая исследователям читать
структуру ДНК. Можно было бы также
добавить, что Ф. Сэнджер и У. Гилберт
стали в 1980'г. лауреатами Нобелевской
премии по химии. Они обязаны своей
наградой разработке описанных здесь
методов анализа структуры ДНК.
VIII. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Итак, сейчас в методах анализа ДНК
произошли очень крупные сдвиги. Еще
пять-шесть лет назад нельзя было
предсказать, что сегодня мы прочтем
последовательности нескольких ДНК. А мы
их прочли. Это ДНК фага <р X 174,
структуру которой установил Сэнджер. Это
ДНК фага fd, которая прочитана ш ФРГ
Шаллером по методу Максама —
Гилберта. Это ДНК вируса SV-40 (метод
Максама — Гилберта), это ДНК фага
G4 (метод Сэнджера). Установлена
первичная структура больших фрагментов
других ДНК — в них входят
промоторы, операторы, терминаторы.
Прочитаны многие фрагменты из ДНК
высших организмов.
Более того, даже РНК начали теперь
читать, переводя их в ДНК с помощью
фермента обратной транскриптазы,
которая использует РНК в качестве
матрицы и синтезирует на ней
комплементарную ДНК.
Можно ли подводить итоги? В
общем, пока еще рано. Эра структурных
исследований ДНК только начинается.
Но кое-что эти исследования принесли
уже сейчас. Например, оказалось, что
в одном и том же участке ДНК могут
существовать сразу два разных гена
(см. «Химию и жизнь», 1977, № 4).
А ведь считалось незыблемым, что
гены располагаются вдоль ДНК только
друг за другом, так сказать, гуськом.
Стало ясным, что далеко не всегда
последовательность информационной
РНК (м-РНК) прямо соответствует
последовательности ДНК. В м-РНК
обнаружены пропуски по сравнению с текстом
ДНК (см. «Химию и жизнь», 1978, № 11).
Выяснилось, что генетический код
не совсем универсален (см. «Химию
и жизнь», 1980, № 5). Наконец,
появилась возможность сравнивать
структуры различных регуляторных областей
в ДНК и делать выводы об их
особенностях. Но это уже другая история.
Сейчас трудно судить, какими
путями будет развиваться анализ структуры
ДНК дальше. Может быть, электронная
микроскопия позволит увидеть
отдельные основания в цепи ДНК. Может быть,
появятся еще какие-либо методы, но
ясно одно — только зная структуру
ДНК, можно надеяться понять основы
жизнедеятельности и пытаться активно
вмешиваться в жизнь организма,
направляя ее в нужную сторону.
71
1лорт
Еще один
горнолыжный
ботинок
Полушутя - полусерьезно
говорят, что горнолыжный
спорт — спорт сильных,
ловких, смелых н хорошо
материально обеспеченных.
Обеспеченных — потому
что полнев мсипировкв
современного горнолыжнике
стоит* мягко говоря,
недешево. Впрочем, н
дорогие лыжи, ботинки,
солнцезащитные очки найти
непросто. В выпуске
горнолыжного оборудования
наша промышленность поив
еще отстает. Вот почему
напечатанная в прошлом году
в «Химии и жизни» A980,
М 3) консультация, как
самому сделать пару
пластмассовых горнолыжных
ботинок, вызвалв большой
интерес читателей.
Заинтересовались ею и
предприятия спортивного
инвентаря. Поэтому журнал вновь
возвращается к ботинкам-
самоделкам. На сей раз мы
представляем изделие не
энтузиаств-одиночки, в
группы московских
инженеров, которые объединились
в конструкторскую группу
под названием «Кулон».
В основу конструкции
положена самая
распространенная схема: калоша —
шарнир — голенище (рис. 1).
Посиольку материал
ботинка — стеклопластик — мало
пластичен, между калошей
и голенищем нужен
амортизатор, который дает
некоторую свободу
голеностопному суставу.
Для изготовления пары
ботинок потребуется
3—3,5 кг стеклоткани и
столько же эпоксидной
смолы, а также пластификатор,
отвердитель, пластилин,
алюминиевый или
графитовый порошок, свинцовый
сурик или другие
красители, не изменяющие свой
цвет при введении в смолу.
Стойкость красителя в смоле
можно проверить
обработкой нашатырным спиртом.
У людей, имеющих опыт
работы со стеклопластиком,
на изготовление пары
ботинок нашей конструкции
уходит 120—130
человеко-часов.
Работа начинается с
изготовления модели для стек-
лоплестиковых матриц. На
этой стадии очень полезно
иметь под рукой ботинок
фабричного производства
и нужного размера.
Наружные размеры модели и
ботинка должны совпадать,
при этом можно ввести
небольшие поправки,
учитывающие особенности
ноги, на которую «шьется»
самодельная обувь.
Материалы для модели —
пенопласт, дерево, гипс. Сначала
из них нужно сделать
грубый болван чуть меньших
резмеров, затем довести
его с помощью пластилина.
Очень важно, чтобы окон*
чательнея поверхность была
как можно более гладкой.
Следующий этап —
получение матрицы (р ис. 2).
Ее выклеивают из двух
частей не готовой модели,
поверхность которой
предварительно покрывают
разделительным слоем:
раствором пластилина в
бензине или мастикой для
натирки полов.
Поочередно оклеивают стеклотканью
обе стороны модели,
отделенные друг от друге
разделительным буртом из
картона или плотной
бумаги.
Толщина матрицы — не
менее 4 мм. Первые два
слоя нужно выклеивать
стеклотканью толщиной
0,3—0,5 мм, каждый раз
тщательно выдавливая
воздушные пузыри; для
последующих слоев годится
стеклоткань потолще и
погрубее. После отделения от
модели поверхность матрицы
нужно зачистить, исправить
повреждения, нанести
разделительный слой.
Две половины матрицы
соединить винтами. По
внутренней поверхности
выклеиваются 2—3 слоя
голенища, которое после
затвердения смолы легко
вынимается. (Если голенище не
отделяется от матрицы, ее нужно
в течение 5—10 минут
нагревать в печи при
температуре около 80°С — для
расплавления
разделительного слоя.) При
выклеивании первых слоев ботинка в
смолу добавляют
мелкодисперсные красители
(оранжевый цвет —
свинцовый сурик, зеленый —
окись хрома, белый —
двуокись титана, черный —
сажа или активированный
уголь).
После отделения
голенища (рис. 3) от матрицы
зачистить его нижнюю часть
до необходимого размера,
внутреннюю поверхность
зачистить циклей, иожом
или шкуркой и выклеить
до необходимой толщины.
Зачищенное голенище,
покрытое разделительным
слоем, вставляется в
разобранную матрицу, после
чего поочередно
выклеиваются обе половинки кало-
72
ЬОиСфШЩС
onjuuTomx
v>
ши (при этом, как и при
изготовлении голенища,
необходимо тщательно
удалять воздушные пузыри).
Зачищенные половины
калоши вкладываются в
голенище и склеиваются между
собой полосками
стеклоткани.
Вынутые из голенища обе
половины калоши по
внутренней поверхности
окончательно соединяются
2—3 слоями стеклоткани
со смолой. В калошу
вклеивается слой пенопласта,
после чего его покрывают
гремя слоями стеклоткани
(рис. 4, 7). Внутреннюю
поверхность ботинка
зачищают шкуркой и
окрашивают.
На калошу надевается
стальная окантовка носка
и пятки; крепится
окантовка винтами, а щели шпак-
лются стеклотканью и
смолой. С голенищем калоша
соединяется временными
болтами — так, чтобы
обеспечить подвижность
соединения в пределах 5е.
Для изготовления
подошвы — опорной части
ботинка — специально
подготовленную ребристую
поверхность, покрытую
разделительным слоем, заливают
смолой, наполненной
волокнами стеклоткани. На
эту поверхность ставят
ботинок. После затвердения
смолы края ботинка нужно
опилить — до требуемой
формы и размеров опорной
части.
Для изготовления
перехлестов (нижнего — на
калошу, верхнего — на
голенище, боковых — на кало-
73
03 У>,-АГ.
CLMMMUyMbfO
шу и нижний перехлест)
нужно точно по ноге
(вставленной в собранный
ботинок) сделать картонные
шаблоны, покрыть нх
пластилином и выклеить, как
выклеивают голенище и
калошу.
Для соединения
перехлестов и ботинка
изготовляются петли из полосок
нержавеющей стали @,5 мм) и
трехмиллиметровой
проволоки (рис. 4, 5). Петли
крепятся к ботинку винтами
по слою смолы. Тем же
способом на калошу и
голенище устанавливают
перехлесты (рис. 4, 5) и осевые
шарниры (рис. 6, 7).
Все детали ботинка
необходимо еще раз
проконтролировать по размерам,
зашпаклевать, зачистить и
покрыть пентафталевым
лаком ПФ-2ВЗ (с
красителем — по цвету
покрываемой поверхности). После
этого можно приступать к
окончательной сборке.
Крепежная фурнитура и
упругий резиновый
амортизатор — на рнс. 8 и 9.
Внутренний ботинок
(рис. 10) выкраивается нз
трех частей. Лучший
материал — губчатая резина
F—10 мм), оклеенная
(клей БФ-88Н) трикотажем.
Внешнюю поверхность
внутреннего ботинка можно
оклеить мягкой кожей или
кожзаменителем. Таким же
способом изготовляется и
язык.
Наши ботинки прошли самые
суровые испытания на
горных склонах. Они оказались
надежными и прочными. Их
легко ремонтировать и
подновлять, так что «ку-
лоновская» обувь к началу
сезона всегда выглядит как
новая. Правда,
современные пластиковые
горнолыжные ботинки лучших
зарубежных фирм на 8—
10% легче, зато наши
делаются точно по ноге. Мы
можем учесть стнль катания
горнолыжника, его вкусы,
излюбленные технические
приемы, которые он
применяет на склоне. Словом, у
инд пошива есть свои
преимущества.
Ю. М. ВАШКЕВИЧ
74
МОЖНО ЛИ ВОССТАНОВИТЬ
АККУМУЛЯТОР
Каким образом можно
восстановить сильно засульфатиро-
ванные пластины
аккумулятора 6 СТЭН 140 Ml Я пробовал
применить раствор этилендиа-
минтетрауксуснокислого
натрия (трилон Б J в аммиачной
воде, но это не дает хороших
результатов, да и стоит
недешево. Быть может, следует
с отрицательных пластин
выкрошить губчатый свинец и
на образовавшуюся решетку
нанести порошок двуокиси
свинца из старых
аккумуляторов I Вот только не зиаю,
какой взять склеивающий
раствор.
М. С. Воронин,
гор. Рассказово,
Тамбовская обл.
Обычно сульфатация
происходит при хранении
аккумуляторов в разряженном
состоянии. Рыхлый слой мелких
кристалликов сульфата свинца
превращается в плотный слой
-крупных кристаллов. Зарядить
такой аккумулятор очень
трудно, так как крупные
кристаллы медленно
растворяются в электролите и
начинается электролитическое
разложение воды. На
отрицательном электроде вместо
восстановления ионов свинца
(концентрация их слишком мала)
начинается выделение
водорода, а на положительном —
кислорода.
К сожалению, сильно за-
сульфатированные
аккумуляторы не всегда удается
вернуть в рабочее состояние.
Во всяком случае разбирать
их не следует. Лучше залейте
аккумулятор
дистиллированной водой или сильно
разбавленным раствором серной
кислоты A—3%) и
попытайтесь зарядить его током
небольшой мощности
(аккумуляторы 6 СТЭН 140 М —
током не более 5 А). Эта
процедура занимает около
тридцати часов. После этого надо
сменить электролит (залейте
раствор той концентрации или
плотности, которая указана в
паспорте) и провести
контрольно-тренировочный цикл.
Нельзя промывать
свинцовые аккумуляторы какими-либо
растворами, содержащими
органические соединения. В
пластинах аккумулятора много
мелких пор, поэтому удалить
из них любую примесь (в том
числе и трилои Б) практически
невозможно. Органические
вещества, оставшиеся в
положительных пластинах, будут
медленно окисляться
двуокисью свинца. А это приведет
к саморазряду и разнице в
степени заряженности
пластин разного знака.
Производство
аккумуляторных пластин — дело сложное.
Пасту для них делают только
из порошка свинца и серной
кислоты, без всяких
склеивающих веществ. В пасту
отрицательных пластин вводят еще
и расширители (например,
сульфат бария), которые не
должны попадать на
положительные пластины. Качество
аккумулятора зависит от
технологических особенностей
изготовления пластин, так что
лучше с ними не
экспериментировать.
БЕНЗИНОВАЯ ГОРЕЛКА
В свободное время я
занимаюсь поделками из меди,
латуни и броизы. Мягкая
пайка здесь не годится: белый
припой резно выделяется на
желтом и нрасиом фоне. Не
могли бы вы рассказать об
устройстве бензиновой
горелки, ноторой пользуются в
мастерских по изготовлению
и ремонту ювелирных
изделий!
В. Бардер,
Северодонецк
Паяльный аппарат,
работающий на бензине, состоит из
мехов для подачи воздуха
или компрессора, ^бачка и
горелки. Воздух, проходя
через слой бензина в бачке,
насыщается его парами, и бен-
зино-воздушная смесь
сгорает в головке горелки. При
этом развивается высокая
температура, достаточная для
пайки твердыми припоями и
расплавления небольших
количеств некоторых цветных
металлов.
Меха легко сделать
самому из куска кожи, двух
фанерок, двух клапанов от
противогаза и старой пружины от
дивана. Обычно на мехах
монтируется и демпфер
(например, резиновая камера от
мяча), который сглаживает
пульсацию воздуха. Вместо
мехов можно взять «лягушку»)
для накачивания резиновых
матрацев, но тоже
обязательно с демпфером.
Конструкция бачка произвольна.
Главное, чтобы воздух
проходил через слой бензина
и образовавшаяся смесь
выходила в трубку с надетым
шлангом, с помощью
которого подсоединяется горелка.
Чертеж горелки приведен
на рисунке. Бензино-воздуш-
ная смесь поступает во
внутреннюю трубку и сгорает на
конце сопла A). Большой
напор смеси может сорвать
пламя, поэтому часть потока
через кран B) направляется
во внешнюю трубку и горит
на сетке C). Все пламя
формируется головкой D). В
зависимости от соотношения
потоков во внутренней E)
и внешней F) трубках
получается либо широкое мягкое
пламя (для общего прогрева
детали), либо острое (для
про пайки швов и пайки
мелких деталей). Кран следует
сделать конический, с
большой круглой ручкой, которую
легко можно поворачивать
большим пальцем.
ёгуЧ 3
^ 5
х\\\—6
I — сои.ю ( 0 выходного
отверстия ~1 мм); 2 — кран
с угловым отверстием;
3 — сетка или шайба с
мелкими отверстиями;
4 — головка горелки
@15—20 мм); 5 — внутренняя
трубка @ 2-3 мм), на
которую крепится сопло;
6 — внешняя трубка;
7 — ручка
75
КЛУБ
ЮНЫЙ
ХИМИК
мхо-хи
Предлагаю
провести
опыт
ЗАДАЧИ
МХО -XII
Двенадцатая
международная олимпиада
школьников — МХО-ХН —
проводилась с 13 по
23 июля 1980 года в
австрийском городе Линце.
Как и всегда, она
включала два тура. На
теоретическом туре участникам
было предложено 6, а на
экспериментальном —
3 задачи. Среди 52
участников высшую сумму
баллов и по теории, и по
эксперименту набрал
польский школьник Ежи
КОСИНЬСКИ — 95 из
100 возможных. Он и
стал абсолютным
победителем. Интересно, что
на прошлой МХО в
Ленинграде Ежи был .тоже
отмечен дипломом
I степени.
Далее приводятся
некоторые из задач,
предлагавшихся на МХО-ХН.
Не советую юным
химикам расстраиваться, если
какую-то задачу решить
не удастся — олимпиада-
то международная, и
требования к ее участникам
были довольно суровыми.
ЗАДАЧА 1
Диссоциация
молекулярного хлора — процесс
эндотермический (АН =
=243,6 кДж/моль);
диссоциацию можно вызвать
не только нагреванием,
но и действием света.
Если свет, который может
вызвать диссоциацию
хлора, воздействует на
смесь хлора и водорода,
то образуется хлорово-
дород. В одном из
опытов смесь хлора и
водорода облучили ртутной
УФ-лампой (Я= 253,6 нм).
Лампа расходует 10 Вт,
причем газовой смесью,
помещенной в
стеклянный сосуд, поглощается
лишь 2% этой энергии.
В течение 2,5 с облучения
образовалось 0,065 моль
HCI.
Ответьте на следующие
вопросы:
а) При какой длине
волны можно ожидать начала
диссоциирующего
действия света?
б) Какую энергию
имеет фотон с критической
длиной волны?
в) Какой свет
эффективнее: более или менее
длинноволновый, чем свет
с вычисленной
критической длиной волны?
г) Каков квантовый
выход реакции?
д) Почему он столь
высок?
ЗАДАЧА 2
Белое кристаллическое
вещество вступает в
следующие реакции:
1) Окрашивает пламя
горелки в желтый цвет.
2) Растворяется в воде,
образуя раствор с
нейтраль но й реакцией; при
добавлении по каплям
раствора сернистой
кислоты (раствор S02)
вначале наблюдается темно-ко-
рн чневое окрашивание,
которое исчезает при
добавлении избытка S02.
3) Из обесцвеченного
по пункту 2 н
подкисленного НЫОэ раствора при
добавлении AgN03
выделяется желтый осадок, не
растворимый в NH3, но
легко растворимый в
присутствии ионов CN~~ нли
4) При добавлении к
раствору вещества Kl, a
затем разбавленной H2S04
также наблюдается
темно-коричневая окраска,
которая исчезает после
добавления раствора
сернистой кислоты или
Na25g03.
5) 0,1 г вещества
растворяют в воде,
прибавляют 0,5 г KI и несколько
мл разбавленной H2S04.
76
Клуб Юный химик
Темно-коричневый
раствор титруют 0,1 М
раствором Na2S203 до
полного обесцвечивания.
Расход — 37,4 мл.
На основании этих данных
определите:
а) Какие элементы
содержит вещество?
б) Какие соединения,
судя по реакциям 1 -—4,
могут в нем
присутствовать? Каковы их
молекулярные массы?
в) Как выглядят ионные
уравнения происходящих
реакций?
г) О каком соединении
идет речь, если учесть
данные пункта 5?
ЗАДАЧА 3.
Карбоновая кислота А
(общая формула СБН802)
существует в виде двух
геометрических
изомеров: цис-А (Ai) и транс-А
(An). Из обоих изомеров
при гидрировании
водородом в присутствии
платины образуется одна и та
же рацемическая
карбоновая кислота В, которую
можно разделить на энан-
тиомеры (+>В и (—)-В.
Ai и А" быстро
реагируют в темноте с
раствором брома в СС14,
присоединяя один моль
галогена, причем образуется
вещество С.
а) Каковы структурные
формулы веществ А и В?
б) Каковы
пространственные формулы веществ
Ai и Аи, а также
проекционные формулы
Фишера энантиомеров
вещества В? Знаки (+) и (—)
можно не учитывать.
в) Сколько
пространственных изомеров
вещества С образуется при
реакции Ai и Дм с бромом?
г) Каковы
проекционные формулы Фишера, а
также проекционные
формулы Ньюмена всех
пространственных
изомеров вещества С?
Пометьте те изомеры, которые
энантиомерны и диасте-
реомерны друг другу.
(Ответы и
стр. 81|
Предлагаю
провести опыт
В Клубе Юный химик традиционными
стали обзоры читательских писем с
описаниями интересных опытов и
наблюдений, с рекомендациями по изготовлению
различных приборов для домашней
лаборатории. Но для любых химических
опытов прежде всего необходимы
реактивы. Поэтому юные химики часто
предлагают читателям различные способы
получения самых разнообразных
веществ, нужных в лабораторном
хозяйстве, — от серной кислоты до сложных
органических соединений.
РЕАКТИВЫ ГОТОВИМ САМИ
В нашем журнале много раз
публиковались необычные методы получения
кислот. Однако фантазия школьников на
эту тему неистощима. Так, Дима
ЦЫГАНКОВ из Новомосковска считает, что
безопаснее и проще для получения
соляной и азотной кислот нагревать их соли
(то есть хлорид натрия или селитру) не
с серной кислотой, а со смесью медного
купороса и алюмокалиевых квасцов. Ди-
Клуб Юный химик
77
ма помещает смесь в колбу с
газоотводной трубкой и нагревает ее под тягой
(следует помнить, что к трубке, по
которой подается хлороводород, надо
присоединить воронку, которую
располагают в 1—2 см над поверхностью воды).
Джамиль МАМЕДЬЯРОВ из Баку
предлагает получать соли стронция из
масляной краски «стронциановая», а бария —
из обычной бумаги. При прокаливании
краски получается желтый пигмент —
хромат стронция, из которого
обработкой кислотой и сульфатом натрия легко
получить сульфат стронция. А вот
перевести сульфат в сульфид и в другие соли
стронция значительно труднее, так как
для восстановления сульфата до
сульфида серой или углем требуется очень
высокая температура. Рентабельность же
получения солей бария из бумажного
пепла (во многие сорта бумаги в
качестве наполнителя вводят карбонат или
сульфат бария) предоставляем
проверить читателям. При этом следует
помнить, что все растворимые соли бария
ядовиты.
Не забывают юные химики и про иод.
Только на этот раз его источником
служит не йодная настойка, а
малорастворимые соли, например иодид свинца
(эта соль — обычный отход
демонстрационных опытов, в которых получают
красивые золотистые кристаллы иодида
свинца). Суть метода регенерации иода,
предложенного Сашей БАНДУРКО из
Одессы, в следующем. В широкий хими-
Pttc. 1
1 — трубка с
активированным углем
для поглощения хлора,
2 — пористый цилиндр
ческий стакан наливают 10%-ный
раствор NaCf и помещают железный катод
(рис. 1). Туда же вставляют пористый
цилиндр (из глины или неглазурованного
фарфора), который закрыт резиновой
пробкой и также наполнен раствором
соли. В пробку вставлены угольный анод
и газоотводная трубка. Соль иода
насыпают на дно цилиндра и прибор
подключают к источнику постоянного тока. В
ходе реакции иод, осаждающийся на аноде
и внутренних стенках пористого
цилиндра, снимают фарфоровым шпателем
или стеклянной палочкой и хранят в
сосуде с притертой пробкой.
Игорь ЮРОВ из Горловки использует
электролиз для получения бромата
калия, без которого не сделать
«мигающий» раствор (колебательная реакция
с периодическим изменением цвета
раствора была описана в № 1 за 1976 г.).
Игорь растворяет 10 г КВг в 50 мл теплой
воды, помещает на дно стакана угольный
анод, а в верхней части сосуда —
стальной катод (годятся старые сверла или
резцы). Такое расположение
электродов затрудняет проникновение паров
брома в атмосферу (тем не менее опыт
лучше проводить под тягой). Если для
электролиза использовать самодельный
выпрямитель (см. № 12, 1979 г.), то опыт
будет длиться около 6 часов, при этом
раствор следует периодически
перемешивать. После окончания электролиза
и охлаждения раствора остается только
отфильтровать бромат калия и промыть
его холодной водой.
Школьники знают, что с помощью
электролиза можно получить много
разных соединений. Однако опыт часто не
удается без разделения катодного и
анодного пространства пористой
диафрагмой, которая препятствует протека-
78
Клуб Юный химик
нию вторичных реакций. Диафрагму
обычно делают из пористого стекла,
асбеста и других веществ. А вот
Дмитрий ВАСИЛЕВСКИЙ из Минска
предлагает использовать для той же цели
усеченную с одного конца яичную
скорлупу, то есть попросту выеденное яйцо.
Скорлупу промывают разбавленной
соляной кислотой и несколько раз водой,
после чего подвешивают в химическом
стакане с помощью держателя из
толстой изолированной проволоки. В яйцо
погружают анод — угольный стержень,
в стакан — катод, спираль из железной
проволоки,
«БЕНГАЛЬСКИЕ ОГНИ», «ФАРАОНОВЫ
ЗМЕИ» и ДРУГИЕ РАЗВЛЕЧЕНИЯ
Реактивы нужны юным химикам в
основном не для коллекций, а для проведения
интересных и поучительных опытов. О
некоторых таких опытах и пойдет речь.
Многие школьники начинают
знакомство с химией со всяких пиротехнических
смесей, пишет Александр КУЦЕВОЛ из
Киева. Однако эти смеси опасны, часто
выделяют при горении дурно пахнущие
газы. Поэтому у него появилась мысль
создать простые и безопасные смеси,
не содержащие хлората калия. В их
основу входит «сухое горючее»,
продающееся в хозяйственных магазинах.
Испытание около 60 различных смесей
позволило отобрать наиболее удачные. Вот
некоторые рецепты (во все смеси,
кроме указанного вещества, входит также
«сухое горючее»).
Красный огонь: Sr(N03J — 45% или
Li2C03 — 25% или Li2S04 — 40%. Синий
огонь: СиС03* Си(ОНJ (малахит) —
50% илиСиБ04 • 5Н20 (купорос) — 30%.
Зеленый огонь: Н3В03 — 35% или
Cu(N03J — 30—50%. Желтый огонь:
Na2C03 — 40% или NaHC03 — 25 %.
Фиолетовый огонь: KCI —50% или
K2S04 — 45%. Розовый огонь: СаС12—
35% или CaS04 — 40%. Для
приготовления смеси «сухое горючее» растирают в
ступке и смешивают с солью.
Разноцветные огни можно эффектно
демонстрировать на химическом вечере.
Многие школьники слышали о так
называемых «фараоновых змеях». К
несчастью, для их изготовления требуются
ядовитые соли ртути, да и сама реакция
сопровождается выделением ядовитого
газа. О другом рецепте сообщает Юрий
ПУНДИК из г. Черновцы. 10 г бихромата
калия растирают с 5 г нитрата натрия или
калия и 10 г сахара. Этот рецепт
приведен в книге А. И. Астахова
«Занимательные опыты по химии», выпущенной
недавно издательством «Радяньска школа»
Клуб Юный химик
на украинском языке. В книге
рекомендуется увлажнить смесь и смешать ее с
коллодием. Однако Юрий поступил
проще — он спрессовал порошок в
стеклянной трубке и затем вытолкнул
получившуюся палочку. Если ее поджечь с
торца, то вспыхивает едва заметный огонек
и начинает выползать сначала черная,
а после остывания — зеленая «змея».
Палочка диаметром 4 мм горит со
скоростью около 2 мм в секунду и
удлиняется почти в 10 раз!
Перейдем теперь к детским шарикам.
Многие школьники пробовали надувать
их водородом, однако процедура эта
непростая, да и цинка на получение
водорода обычным способом уходит мно^'
го. Олег ГАЙДУК из Киева предлагает
для той же цели использовать реакцию
алюминия с водой в присутствии солей
меди (подробно об этой реакции было
рассказано в № 2 за 1978 г.). Олег
рекомендует предварительно надуть шарик
воздухом и лишь на следующий день
приступить к наполнению его
водородом. С этой целью он помещает в
обычную бутылку примерно на четверть ее
объема смесь из 3 частей медного
купороса и 2 частей поваренной соли, а также
обрезки алюминиевой проволоки. Из
шарика выпускается воздух, его
привязывают к газоотводной трубке, заливают
в бутылку воду и закрывают ее пробкой
с газоотводной трубкой. В ходе реакции
бутылка сильно разогревается, поэтому
ее на всякий случай оборачивают
полотенцем и ставят в таз с водой. Для
отделения паров воды от водорода следует
предусмотреть водосборник —
пробирку с комком ваты (рис. 2). На наполнение
одного шарика уходит около 20 мин.
Вряд ли надо напоминать юным
химикам, что такой шарик следует держать
79
подальше от огня. Лучше всего
выпустить его во время праздника, тем более
что водород а нем асе равно долго не
удержится.
В заключение этого раздела
поговорим о драгоценных камнях. Многие
читатели, вероятно, помият предложение
Анатолия РАСПУТИНА получать рубин
методом алюмотермии, которое
практически осуществил Александр ЛЕВЧЕНКО
(см. № 9, 1980 г.). Направив на
раскаленную термитную смесь струю кислорода,
он обнаружил в продукте
микроскопические количества рубина. Интересно;
что эта же идея увлекла двух взрослых
инженеров из Новочеркасска С. А.
МАМАЕВА и С. В. КОНДРАШОВА. Однако
они обошлись без кислорода:
поместили в центр консервной байки с термитом
«рубиновую смесь» — тщательно
растертый и завернутый в алюминиевую
фольгу А12Оэ D,75 г) с добавкой
Сг2Оэ @,25 г). Чтобы байка подольше ие
остывала, они ее закопали по верхний
обрез в песок, а после поджигания
термита и начала реакции накрыли
железным листом и засыпали песком. Чтобы
узнать результат опыта, им пришлось
потерпеть: байку выкопали лишь на
следующий " день. Прозрачных рубиновых
капелек, как пишут инженеры, вы после
повторения опыта, возможно, и не
найдете. А вот получение красного
рубинового порошка они вам гарантируют.
Интересно, можно таким образом
получить сапфир и другие драгоценности?
И ЕЩЕ ОПЫТЫ...
В этом не совсем обычном для нашей
рубрики разделе речь пойдет о
письмах, которые... не следует присылать.
Прежде всего это касается опытов со
взрывами. Юные химики должны
запомнить раз и навсегда, что таких опытов в
Клубе Юный химик нет и не будет.
Соответственно не будут публиковаться
письма вроде того, где предлагаете я
«простой метод получения
бертолетовой соли в количестве нескольких
килограммов». Следует еще раз
напомнить, что увлечение взрывами
обязательно — рано или поздно —
проходит, а вот последствия этого увлечения
остаются на всю жизнь.
Опасными следует признать и такие
опыты, как получение в домашней
лаборатории диэтилового эфира. Эта
жидкость чрезвычайно легко испаряется,
а ее пары самовоспламеняются уже при
164°С (для сравнения: у спирта
соответствующая температура равна 404°С), то
есть даже горячая плитка может вызвать
пожар.
Время от времени в редакцию
приходят письма с описанием достаточно
интересных опытов, однако проверка
показывает, что они без всякого упоминания
об источнике просто дословно
переписаны из той или иной книги. Особенно
полюбилась некоторым школьникам
вышедшая недавно в русском переводе
книга Э. Гроссе и X. Вайсмантеля «Химия
для любознательных. Основы химии и
занимательные опыты». Почти ни один
опыт из этой книги не обошли своим
«вниманием» отдельные читатели, не
у по ми нающие а второв кни ги, то есть
фактически приписывающие опыты себе.
Естестве нно, что шко льни ки не часто
открывают что-то новое в химии, однако
честно проведенный своими руками
эксперимент обычно позволяет ввести
какие-либо усовершенствования,
приспособить опыт — пусть даже он был
известен — к домашним условиям или
к школьной лаборатории. Но в любом
случае следует тщательно продумать
эксперимент и возможность его
осуществления. Например, один юный
химик предлагает получать инертные газы
для проведения опытов с веществами,
чувствительными к кислороду и азоту.
На первый взгляд все правильно: воздух
с помощью велосипедного насоса
медленно прокачивают через трубки с
раскаленной медью (она связывает
кислород) и раскаленным магнием,
реагирующим с азотом. Остается аргон,
которого в воздухе в сотни раз больше,
чем всех остальных инертных газов
вместе взятых. Однако для получения всего
1 л аргона потребуется прокачать через
установку около 100 л воздуха — на
одно это уйдет несколько часов
непрерывной работы. Далее, для связывания
кислорода и азота потребуется такое
большое количество меди и магния (их
количество может рассчитать каждый
школьник), что не хватит никакой
горелки, чтобы в достаточной степени
нагреть эти вещества,— потребуется
внушительная трубчатая печь. Но и это не
все. Любая установка имеет так
называемый «мертвый объем» (в данном
случае это объем трубок между
реактором и сосудом с водой для
собирания газов). Воздух в этом объеме не
прореагирует, и для его удаления
придется придумать систему повторной
циркуляции газов. Так что даже
химически «правильный»'опыт следует описать
так, чтобы его можно было
воспроизвести школьникам.
И. ИЛЬИН
80
Ответы и решения
(Условия — на стр. 76)
ЗАДАЧА 1
а) Х, = —, а так как AH=NA • h • v, то
X,
_cNA.h
ЛН ' где с — скорость света,
NA — число Авогадро, h — постоянная
Планка, X, — критическая длина волны
света с частотой v,. Подставляя
числовые значения, получаем
а ^3 - 1010 « 6,02 « 10дз -6,63 • Ю^34
1 2,436. 10* "
=4,91 • Ю-7 см =491 нм.
б) Энергия фотона
F _ АН _ 2.436 «IP5 _лш 1П-1»л
El ""Йд" " 6,02 • 10н " 4ДМ # 10 Дж'
в) Более коротковолновый свет
эффективнее, так как его фотоны имеют
энергию больше минимальной. Энергия
фотонов длинноволнового света, наоборот,
недостаточна. ,
г) Квантовый выход — это в данном
случае отношение числа возникших молекул
HCI к числу поглощенных фотонов.
Поглощаемая мощность W=10 • 0,02=
=0,2 Вт, энергия одного фотона Е2 =
=hv2 = -г—, поэтому число ПОГЛОЩеН-
ных фотонов равно W • т • X2/hc, где
т — время облучения. А чтобы узнать,
сколько образовалось молекул НО,
нужно число молей умножить на число
Авогадро. Подстановка числовых значений
дает величину квантового выхода
6,1 • 10*. То есть на каждый
поглощенный квант образуется 61000 молекул
HCI.
д) Высокий квантовый выход обусловлен
цепным механизмом реакции.
Начальная реакция зарождения цепи:
CI2+hv-*-2CI.
Продолжение цепи:
С1+Н2->НС1+Н
Н+С12-*НС1+С1.
Обрыв цепи: 2Н~*-н2
2CI-vCI2
H+CI-vHCI.
ЗАДАЧА 2
а) Вещество содержит натрий и иод.
На наличие натрия указывает желтое
окрашивание пламени горелки, а желтая
соль серебра, растворимая только
сильными комплексообразователями (СЫГ
или S203~~). может быть только AgI.
б) Реакции 1—4 позволяют сделать
вывод, что вещество — натриевая соль
кислородной кислоты иода: и SO 2,
и Г такими солями окисляются, причем
в обоих случаях возникает коричневая
окраска. Судя по нейтральной реакции
раствора, такими солями могут быть
Nal03 (M = 197,9) или Nal04 (M =213,9).
в) Уравнения
окислительно-восстановительных реакций:
J07+6H++652оГ^Г+3H20+3S4042-
Ю7+8Н++8S20J" ^ 1~+4Н20 +4S4OJ~.
г) 0,1 г Nal04 соответствует
8 • @,1/213,9)=3,74 . 10~3 моль S20§ —
ровно столько указано в пункте 5.
Следовательно, вещество — это Nal04.
ЗАДАЧА 3
а) А СНз— СН=С(СНз)СООН;
В СНз—СН4—СН(СН3)СООН
<5) СНз
\
с=с
н
\
сн9
соон
СН3
\с-с/
/ \
н
соон
СНз
■)СН.
А1
соон
,+н
А11
соон
Н-
■ск,
сн2
СНз
четыре ( смотри
сн2
I
сня
в) По два, а всего
пункт г). Бром к алкенам при указанных
условиях присоединяется в
транс-положение. При этом образуются два
различных асимметрических атома
углерода (центра хиральности), то есть всего
23=4 пространственных изомера; по
два из них энантиомерны друг другу.
г) Из А1: СООН СООН
СН-,
■Вг
■Вг
Вг-
Вг-
■СН3
■Н
I СН3
2 СН,
■-se
НООС NH
Из А": СООН
СН3 СН\^_^СНз
в, B.-gXs,
н СООН
СООН
Bi -
н-
-СН3
■Вг
СН3-
Вг —
Вг
— Н
3 снз
НООС СН,
4 СН3
сн3 соон
Г Вг
z@b B'^S-
Вг
снз ^Н Н' ^СН3
1^2 и 3—4 энантиомеры; 1—3,4 и 2—3,4
диастереомеры.
Кандидат химических наук
Ю. Б. ДОДОНОВ
81
Из писем
в редакцию
И еще
о химиках
на воине
Прошу принять мою
благодарность за публикацию в
журнале «Химия и жизнь»
A980 г., № 5) статьи к
35-летию Победы «Свой путь
вперед, свои участки боя...»,
которая рассказывает о
вкладе военных и гражданских
химиков в дело Победы в
Великой Отечественной войне.
Мне лично этот материал
особенно дорог в силу
сопричастности к описанным автором,
В. И. Демидовым, событиям.
Вскоре после начала войны,
в августе 1941 г. я окончил
химический факультет МГУ
им. М. В. Ломоносова, был
призван в Советскую Армию
и направлен в Академию
химической защиты. Закончил
там краткосрочные курсы
начальников полевых
химических лабораторий и 8
сентября 1941 г. (день начала
блокады Ленинграда) прибыл
в распоряжение химотдела
Ленинградского фронта. В ту
же группу (из четырех
человек) входил А. Д. Кузовков,
ныне доктор химических наук,
заместитель директора ВНИИ
антибиотиков.
Вскоре меня
откомандировали в химотдел 42-й
армии, которая
дислоцировалась в районе Пулковских
высот. Дальнейшую службу
проходил в 189-й стрелковой
дивизии, в ее 216-й отдельной
роте химической защиты,
участвовал в обучении
личного состава войск методам
химической разведки,
химической защиты от боевых
отравляющих веществ (БОВ),
дегазации БОВ. Мне довелось
участвовать в прорыве
блокады Ленинграда,
освобождении Ленинградской области,
Эстонии и Латвии.
Могу засвидетельствовать:
немецко-фашистские
войска — это отражено в
трофейной штабной
документации — могли, вопреки
международным конвенциям, начать
активные боевые действия
с применением средств
химического нападения. Поэтому
требования нашего
командования к химслужбе
соединений и частей, надежному
обеспечению химической
защиты были глубоко
обоснованы. Офицеры химслужбы
войск Ленинградского фронта
по приказу командования
тщательно проверяли
готовность частей к химической
защите, включая передний
край обороны; мне довелось
выполнять этот приказ в
районе Урицка.
О складах фашистских
химических боеприпасов в
районах Гатчины и Чудова
рассказано в статье В. И.
Демидова. Врагу было чуждо
сознание недопустимости
употребления отравляющих
веществ против нашего народа.
При освобождении Риги
осенью 1944 г. армейская
разведка 67-й армии, в
которую входили и военные
химики, обнаружила помещение,
в котором умерщвляли
советских людей при помощи
синильной кислоты. Были
найдены металлические
банки с «Циклоном Б»,
специальные противогазные фильтры,
рассчитанные на защиту от
синильной кислоты, и тут же
бланки со штампом
«Институт гигиены при войсках СС».
Соседнее помещение было
заполнено мужской, женской
и детской обувью...
Естественно, что перед
ликвидацией Курляндской группировки
противника войска 67-й
армии на учебном поле близ
Риги проходили
обязательное обучение основам
химической защиты (опознавание
БОВ, защита от БОВ,
дегазация).
Хотел бы отметить особую
роль Специальной фронтовой
испытательной химической
лаборатории Ленинградского
фронта (СФИХЛ ЛФ). В этой
лаборатории мы — военные
химики — проходили
учебные сборы, консультировались,
получали новейшую
информацию. Я хорошо помню
замечательного человека —
начальника СФИХЛ
Вениамина Петровича Цыбасова, его
сотрудников Маркову,
Новотельно ва, Чалого, Кузнецова,
которые, перенося блокадные
лишения, самоотверженно
трудились, выполняя большую и
небезопасную работу,
связанную с определением защитных
возможностей противогазов,
с разработкой и испытанием
средств защиты от
капельножидких БОВ. В СФИХЛ также
испытывал ись зажигательные
средства, предназначенные для
отражения танковых атак.
Мне представляется очень
важным, чтобы благородный
подвиг химиков СФИХЛ ЛФ
не был забыт. На здании
Кронверкской куртины Петр о пав
ловской крепости, где
располагалась лаборатория,
следовало бы установить
мемориальную доску примерно такого
содержания: «Здесь в годы
Великой Отечественной войны
1941—1945 гг. находилась и
самоотверженно работала
Специальная фронтовая
испытательная химическая
лаборатория Ленинградского
фронта, которая была научным и
техническим центром по
организации химической
защиты войск Ленинградского
фронта и населения города
Ленинграда. Под
руководством инженер-подполковника
В. П. Цыбасова здесь,
трудился коллектив военных химиков
(перечислить поименно весь
личный состав).
Слава военным химикам
Великой Отечественной войны
1941—1945 гг.».
Я позволю себе высказать
надежду, что это
предложение будет поддержано
химиками-ветеранами войны,
живущими в Ленинграде и за
его пределами, что отзовется
наша молодежь, которая
проводит большую
военно-патриотическую работу,
сохраняя для будущих поколений
правду о Великой
Отечественной войне.
Это начинание, полагаю,
поддержат Советы ветеранов
армий, оборонявших
Ленинград, организации ДОСААФ,
командование Ленинградского
военного округа.
Никто не забыт — ничто
не забыто... В том числе и
военные химики.
С уважением
А. К. ЧИЖОВ,
участник Великой
Отечественной войны,
инженер-капитан в отставке,
кандидат химических наук
Вода, да не та
Автор статьи «Вода» («Химия
и жизнь», 1980, № 8)
подробно и со знанием дела
описывает современные
представления о структуре воды. Это,
конечно, хорошо. Но в конце
этой интересной статьи автор
пишет: «...еще есть люди,
верящие в то, что вода, как
живое существо, долго
помнит, что к ней когда-либо
подносили магнит,
нагревали ее или замораживали. Я
думаю, что это уж слишком...».
Вот это уже плохо.
Дело в том, что в статье
идет речь вовсе не о той
воде, с которой люди имеют
дело на практике: это идеаль-
82
но, так сказать,
математически чистая вода, потому что
она может плескаться лишь
на экране дисплея ЭВМ.
*" В природе такой воды нет,
да и не может быть:
вещество с общеизвестной
формулой Нг О обладает столь
поразительно высокой
растворяющей способностью, что
даже после самой
тщательной лабораторной очистки
быстро насыщается тем или
иным количеством различных
примесей. Что же касается
обычной, реальной воды —
питьевой или тем более
технической, то она непременно
содержит в виде примесей
различные соли и газы,
органические вещества, а также
микроскопические частички
твердых веществ.
Сказываются ли малые
количества примесей на
свойствах воды? Сказываются,
причем очень сильно.
Достаточно добавить в воду около
одной сотой процента поли-
этиленоксида, и ее вязкость
Г резко понижается...
Заметное изменение свойств воды
вызывают также растворенные
газы, неорганические и
органические вещества.
В физике твердого тела
подобные явления никого
не удивляют: все
полупроводниковые материалы работают
либо после необычно
тщательной очистки, либо после
того, как в них введены
строго определенные количества
строго определенных микро-
прнмесей. Да и вообще, как
теперь известно, свойства
практически всех твердых
веществ поразительнейшим
образом меняются после того,
как их доводят до
сверхчистого состояния.
Так почему же
возможность влияния
микропримесей на свойства воды почти
не учитывается «физикой
жидкого тела»? Ведь с таким
ш же успехом можно отрицать
и возможность существования
тех самых полупроводниковых
приборов, что составляют
основу современных ЭВМ.
В том числе и тех, с помощью
которых доказывается
отсутствие у реальной воды каких
бы то ни было необычных
свойств...
В действительности же у
реальной воды есть много
свойств, достойных самого
пристального изучения.
Тщательные наблюдения
показывают, что свойства воды
меняются после обработки
магнитным полем (в
определенном технологическом
режиме, а не просто, как пишет
автор статьи «Вода»,
поднесением магнита); особой
биологической активностью
обладает свежеталая вода
и вода, нз которой удалена
часть растворенных газов...
г Я не имею намерения
возобновлять старую дискуссию,
но хочу еще раз напомнить
читателям «Химии и жизни»,
что способность реальней
воды изменять свои свойства
после магнитной обработки
сейчас широко используется
на практике, приносит нашему
народному хозяйству
огромную пользу. Так почему же
так называемая
фундаментальная наука на протяжении
многих лет игнорирует это
обстоятельство и стремится во что
бы то ни стало, при любом
удобном и неудобном случае,
дискредитировать
исследования прикладного характера?
Доктор технических наук
В. И. КЛАССЕН,
заслуженный деятель
науки и техники РСФСР
Фантазия
и расчет
В статье Г. У. Лихошерстнык
«Что прочнее всего на свете»
(«Химия и жизнь», 1980, № 7|
говорится, что «...нейтронное
вещество вообще не должно иметь
себе равных и сможет служить
матернвлом для создания
удивительных конструкций и
изобретений, не снившихся даже писате-
лям-фвнтвствм». Счнтвю своим
долгом заступиться зв эту
чудесную квтегорню писвтелей.
В первой повести ныне 'широко
известного писателя В. И. Сввчен-
но «Черные звезды», нэдвнной
«Детгиэом» в 1961 году, нвк раз
н рвссмвтрнввпсл вопрос,
затронутый в ствтье Лихошерстнык,
причем выводы статьи лрактическн
повторяют все сназанное 20 лет
нвзвд в нвучно-фвнтастичесном
произведении.
Мне кажется, что, прежде чем
столь квтегоричесни выснвэыввть-
ся о писателях, следует читать
то, что они налнсвпн.
И. В. Аврутсний
(г. Влвдимир]
Каюсь, повесть И< В. Савченко
«Черные звезды» я не читал.
Однако ознакомившись с этим
произведением, я лишь
убедился, что в данном случае
строгий расчет оставил
далеко позади вольную фантазию
писателя. Судите сами.
Автор повести утверждает,
что кубик ядерного вещества
(«нейтрида») со стороной
в 0,1 мм должен весить 1 кг;
в действительности же он
должен весить (конечно, на
Земле) около тысячи тонн.
Значит, действительная
плотность ядерного вещества
занижена писателем в миллион
раз.
По описанию, «нейтрид» в
полтора миллиарда раз
прочнее стали. В
действительности же ядерное вещество
должно быть прочнее стали
примерно в 1022 раз, то есть
писатель занизил прочность
этого материала в десять
тысяч миллиардов (I) раз.
У Савченко пленка ядерного
вещества толщиной в
несколько ангстрем задерживает
излучение так же, как и
свинцовая стенка толщиной в метр;
в действительности же пленка
такой толщины должна быть
эквивалентна слою свинца
толщиной в несколько
десятков километров. То есть вновь
ошибка — в десятки тысяч раз.
«Нейтрид» Савченко (я
предлагаю назвать этот материал
«нуклонитом») дает выигрыш
в весе при равной прочности
конструкции в десять раз.
Однако и эта величина
занижена писателем в миллион раз.
Повесть Савченко,
бесспорно, интересна. Но от
литературного произведения нельзя,
конечно, требовать того же,
что может дать даже
ориентировочный инженерный расчет.
Г. У. ЛИХОШЕРСТНЫХ
Цветной бегунок
Пользоваться
логарифмической линейкой гораздо
удобнее, если правую
половину стекла бегунка до
визирной линии покрыть
прозрачным ла ком, ка к по ка за но
на рисунке. Лучше взять ца-
пон-лак светло-зеленого
цвета, который, как известно,
благотворно действует на
психику человека.
Цветное покрытие
позволяет быстрей установить
бегунок на нужное деление
шкалы.
Ю. ПОЗДНЯКОВ,
Львов
83
ffff W ■
»tt 11TT
M Httt
Itiiiiii
Информация
Окончание.
Начало на стр. 65.
Ill совещание по кимии
твердого теле. Свердловск.
Институт химии УНЦ АН СССР
F20219 Свердловск обл.
ГСП-145, Первомайская, 91),
Науч н ый с овет А Н СССР
по неорганической химии.
X совещание по жаростойким
покрытиям. Ленинград.
Институт химии силикатов
АН СССР {199164 Ленинград
В-164, иаб. Макарова, 2),
Научный совет АН СССР по
проблеме
«Физико-химические основы получения
новых жаростойких
неорганических материалов», Научный
совет по химическим наукам
Междуведомственного
координационного совета АН
СССР в Ленинграде.
Конференция «Физике и
технология тонких пленок».
Ивано-Франковск. Научный
совет АН СССР по
физико-химическим основам
полупроводникового
материаловедения, Ивано-Фраиковский
-педагогический институт B84000
Ивано-Франковск, - ул.
Шевченко, 57).
Конференции по электроду-
говой сварке. Киев.
Институт электросварки АН УССР
B52650 Киев-5 ГСП, ул.
Боженко, 11).
XI конференция по а кус то-
электронике я квантовой
акустике. Душанбе. Физико-
технический институт АН
ТаджССР G34630 ГСП
Душанбе, Академгородок), Секция
акустоэлектроиики и кв
битовой акустики
Объединенного научного совета АН
СССР по комплексной
проблеме «Физическая и
техническая акустика».
XV семинар «Экситоны в
кристаллах». Черновцы. Институт
физики АН УССР B52650 ГСП
К и ев-28, просп. Науки, 144),
Черновицкий университет.
XIII радиоастрономическая
конференция. Киев. Главная
астрономическая
обсерватория АН УССР B52127 Киев,
Голосеево), Научный совет
АН СССР по проблеме
«Радиоастрономия».
Семин в р «Энергичные
частицы в магнитосфере». Апатиты?
Полярный геофизический
институт Кольского филиала
АН СССР A84200 Апатиты
Мурманской обл., ул.
Ферсмана, 14),
Междуведомственный геофизический комитет
АН .СССР.
Семинар « Ге о к имил
радиогенных иэотопое в связи
с реконструкцией рвниик
этапов эволюции Земли».
Апатиты. Геологический
институт Кольского филиала
АН СССР A84200 Апатиты
Мурманской обл., ул.
Ферсмана, 14), Институт геохимии
и аналитической химии АН
СССР.
Совещание «Задачи
петрологии в решении
фундаментальных геологических проблем
в евши с дальнейшим
развитием минерально-сырьевой
базы страны» (IV
Петрографическое совещание).
Ленинград. Петрографический
комитет АН СССР A09017
Москва, Старомонетный пер., 35),
ВСЕГЕИ Мингео СССР,
Институт геологии и
геохронологии докембрия АН СССР.
Совещание «Современные
методы изучении структур
аидогеииык рудных
месторождений». Ереван. Научный
совет АН СССР по рудообра-
эованию A09017 Москва,
Старомонетный лер., 35),
Институт геологических наук АН
АрмССР.
Совещание «Методы прогнозе
землетрясений и системы
наблюдений и обработки
денных». Москва.
Междуведомственный совет по
сейсмологии и сейсмостойкому
строительству АН СССР A09004
Москва, Ульяновская, 51),
Институт физики Земли АН
СССР.
Симпозиум по структуре
внелогических мвкромопекуп.
Звенигород. Институт
кристаллографии АН СССР,
Научный совет АН СССР по
электронной микроскопии A17333
Москва, Ленинский просп., 59).
VII совещание «Химический
и ферментативный с интеэ
олигонукпеотндов».
Ленинград. Институт
высокомолекулярных соединений АН СССР
A99004 Ленинград 8-4,
Большой просп., 31), Научный
совет АН СССР по проблемам
молекулярной биологии.
IV конференция по биохимии
мышц. Ленинград. Научный
совет АН СССР по проблемам
биохимии животных и
человека A17984 ГСП-1 Москва
В-334, ул. Вавилова, 34,
комн. 106),
Военно-медицинская академия.
Симпозиум «Митохондрии.
Механизмы сопряжения и
регуляции». Пущино. Институт
биологической физики АН
СССР A42292 Пущино
,Моск. обл.), Научный совет
АН СССР по проблемам
биохимии животных и человека.
Ill совещание «Немышечные
формы подвижности».
Звенигород. Научный совет АН
СССР по проблемам
биологической физики, Институт
биологической физики АН СССР
A42292 Пущино Моск. обл.).
Совещание «Итоги и
перспективы развитии
сельскохозяйственной науки». Тбилиси.
Комиссия по научным основам
сельского хозяйства при
Президиуме АН СССР A17901
Москва В-71, Ленинский просп.,
33, коми. 240), Отделение
проблем
сельскохозяйственных наук АН ГССР.
Совещание по
семеноведению и семеноводству рвете-
ннй-ннтродуцентов. Баку.
Институт ботаники АН
АзербССР C70073 Баку,
Патамдартское ш„ 40), Совет
ботанических садов СССР.
Совещание «Итоги
стационарных исследований и
современные методы улучшения
пастбищ аридной зоны».
Бухара. Научный совет АН ТуркмССР
по проблеме «Комплексное
изучение и освоение
пустынных территорий Средней
Азии и Казахстана» G44012
Ашхабад, Сад Кеши), Научный
совет АН СССР по проблемвм
биогеоцеиологии и охраны
природы, Институт ботаники
АН УзССР.
VI конференции
«Автоматизация научных исследований
на основе применении ЭВМ».
Новосибирск. Совет по
автоматизации научных
исследований при Президиуме АН СССР,
Совет по автоматизации
научных исследований при
Президиуме СО АН СССР,
Институт автоматики и
электрометрии СО АН СССР F30090
Новосибирск 90,
Университетский просп., 1).
Сроки и места проведен ил
научных встреч могут быть
изменены. Л одр обиую
информацию можно получить
в оргкомитетах, адреса
которых указаны в скобках.
КНИГИ
Выходят е свет в I квартале
1981 года:
в издательстве «Наука» —
Алямовский С. И., Зайиу-
лии Б. Г., Швейкии Г. Л.
Оксикврбиды и оксинитриды
металлов IVe и Va подгрупп.
10 л. 1 р. 50 к.
Аналитическая ж имип
ванадия. 15 л. 2 р. 70 к.
Асеева Р. М., Займов Г. Е.
Горение полимерный
материалов. 18 л. 3 р.
Глубокое каталитическое
окиспение углеводородов
(Серия «Проблемы кинетики
и катализа», т. 1В). 20 л.
3 р. 60 к.
84
Горшков В. И., Сафонов М. С,
Воскресенский Н. М. Ионный
обман в противоточиыж
колоннах. 20 л. 3 р. 50 к.
Наметкин С. С.
Гетероциклические соединении. 22 л.
3 р. 80 к.
Современные пробпомы
зоогеографии. 20 л. 3 р. 60 к.
Термодинамика и кинетика
биопогическиж процессов.
25 л. 3 р.
Трофимов Б. А. Гетероатом-
иые производные вцетиленв
(новые полифункциональные
мономеры, реагенты и
полупродукты). 28 л. 5 р.
Учение о периодичности.
История и современность.
20 л. 2 р. 60 к.
Физические методы в
исследовании иеоргаиическиж
материалов. 20 л. 3 р. 50 к.
Формирование и торможение
усповиыж рефлексов. 20 л.
3 р. 50 к.
Хвостеико В. И.
Масс-спектрометр и п отрицательны! ионов
в органической химии. 10 л.
1 р. 50 к.
Электронные спектры
соединений редкоземельны! эяе-
ментов. 20 л. 3 р. 50 к.
в издательстве «М и р» —
Биояогия жителей
высокогорья. 21 л. 2 р. 40 к.
Груивалд Э„ Дивер Д., Кии Ф.
Мощная иифракраснел пвэе-
рО!ИМИЯ. 6 Л. 90 К.
Дженнингс В. Газовая к рома-
тогрефия нв стекляииы! кв-
пиляпрныж колонках. 10 л.
1 р. 60 к.
Джефферс Дж. Введение в
системный анализ:
применение в экологии. 10 л. 80 к.
Киркиер ю. Тонкосяойиая
!роматогрвфия (в 2 томах).
70 л. 9 р. 80 к.
Мвршеля Э. Биофизическая
химия (в 2 частях). 50 л.
6 р. 60 к.
Межмояекулярные
взаимодействия: от двухатомных
молекул до биополимеров.
33 л. 5 р. 30 к.
Метаяпоргаиические
полимеры. 18 л. 3 р. 10 к.
Методы исеяедований в
иммунологии. 28 л. 3 р. 10 к.
Окабе X. Фотохимия малых
молекул. 27 л. 4 р. 40 к.
Пиаика Э. Эволюционная
экология. 26 л. 2 р. 20 к.
Полимерные смеси (в 2 томах).
50 л. 10 р. 80 к.
Стерео регулярные каучуки
(в 2 томах). 50 л. 8 р. 20 к.
Тучек С. Синтез ацетнлхоянна
в нейрона!. 19 л. 3 р. 20 к.
Хэссет Дж. Введение в
психофизиологию. 12 л. 90 к.
в издательстве «X и м и я» —
Абрамэои А. А. Поверхностно-
активные вещества: свойства
и применение. 20 л. 1 р. 30 к.
Васильев М. Г. Техиико-эконо-
мический уровень н
эффективность производства в
мимической промышленности.
9 л. 45 к.
Ганкнн В. Ю.. Гуревич Г. С.
Технологии оке о синтез в. 20 л.
1 р. 30 к.
Горбунов Б. N.. Гуреич Я. А«
Мвсповв И. Л. Химии и
технологии стабилизаторов дяп
полимерны! материаяое. 24 л.
1 р. 50 к.
Зеиииский А. М„ Тищенко В. Е.,
Нурмужвметовв И. 3.
Производительность труда в
нефтеперерабатывающей
промышленности. 8 л. 45 к.
Иевиов Б. А., Розовский А. С.
Безопасность работы с
жидким кислородом. 13 л. 65 к.
Лебедев Н. Н. Химия и
технология осиоеиого
органического и нефтехимического
синтеза. Учебник для вузов.
42 л. 1 р. 70 к.
Наметкин Н. С Егорова Г. М.,
Хамаев В. X. Нафтен о еые
кислоты и продукты И!
химической переработки. 15 л. 75 к.
Пвепов К. Ф., Ромаиков П. Г..
Носков А. А. Примеры и
задачи по курсу процессов и
аппаратов химической
технологии. Учебное пособив для
вузов. 39 л. 1 р. 40 к.
Рахмипевич 3. 3. Испытания и
эксплуатация эиерготехиопо-
гического оборудования. 26 л.
1 р. 60 к.
Фройшгетер Г. Б., Трили-
ский К. К.. Ищук Ю. Л., Сту-
пвк П. М. Реологические и
тепяофиэические свойства
ппвстичиыж смазок. 11 л.
1 р. 40 к.
Фурмвн А. А. Неорганические
хлориды |химия и
технология). 29 л. 1 р. 80 к.
Швевич А. Б. Аналитическая
сяужба как системе. 20 л.
1 р. 70 к.
в издательстве «Атомиэ-
д а т» —
Губкин Н. В., Смирнов А. А.
Поисковые критерии и
основы прогноза гидрогенны!
урановых месторождений. 5 л.
75 к.
Займоеский А. С,
Никулина А. В., Решетников Н. Г.
Циркониевые спяавы в
атомной энергетике. 20 л. 3 р. 20 к.
Иммунотерапия
экспериментальной острой яучевой
болезни. 10 л. 1 р. 50 к.
Имшенник В. С,
Морозов Ю. И. Радиационная
релятивистская газодинамика
высокотемпературны! явлений.
6 л. 90 к.
Калашников Н. П.
Когерентные взаимодействия
заряженных частиц в монокристаллах.
16 л. 2 р. 70 к.
Капустин В. М., Махотен-
ко Ю. А. Конструктору о
конструировании атомной
техники. 14 л. 1 р. 20 к.
Квриаухо» В. А., Петров Л. А.
Ядра, удаленные от линии
бета-стабильности. 15 л. 2 р. 60 к.
Лврнчев А. В., Чистов Е. Д.
Безопасность в раднвциопиой
технологии. 15 л. 2 р. 60 к.
Мнтеикое Ф. М., Моторов Б. И.
Механизмы неустойчивы!
процессов в тепловой и ядерной
энергетике. 8л. 1 р. 20 к
Петросьянц А. М. Атомнвп
наука и тежиикв — ивродиому
хозяйству. 8 л. 40 к.
Рабинович Г. Д. Разделение
изотопов и жидки! смесей
термодиффуэией. 11 л.
1 р. 70 к.
Рыдиик В. И. Увидеть
невидимое. 10 л. 30 к.
в издательстве «Недра» —
Барс Е. А. Оргвиическап гид-
рогеожимип нефтегазоносны!
ба с с ейиое. 18 л. 1 р. 30 к.
Гаврияое В. П. Как устроены
и чем богаты наши недра.
10 л. 35 к.
Жуэе Т. П. Ропь сжаты! газов
квк рветворитепей в
природных процесса! и технике.
12 л. 65 к.
Капинко М. К. Тайны
образования нефти и горючи! газов.
10 л. 35 к.
Природное топяиво планеты.
10 л. 35 к.
Троцюк В. Я. Прогноз иефте-
гаэоносности акваторий. 15 л.
80 к.
85
Жук, Мохер
и другие
ЗАПИСКИ ЭКСПЕРИМЕНТАТОРА
Доктор медицинских неук
Ю. А. ФУРМАНОВ
Памяти лабораторных животных
посвящаю.
Сколько их было в моей жизни —
рыжих, пятнистых, лохматых... Одни
прошли в памяти транзитом и забылись,
другие стоят перед глазами как живые.
Добрая, доверчивая Лиска, умница
Ласка, озлобленный, худой,
ненавидящий весь мир трехногий Масик.
Их привозили в крытых машинах
собаколовы, у нас в Киеве именуемые
Коммунтранс, приволакивали за трешку
полупьяные радетели медицинской
науки, а каких-то и самим приходилось
ловить.
Работа как работа.
Хирурги смотрят на своих
неклинических собратьев-экспериментаторов
как на специалистов второго сорта: не
с людьми имеют дело, с собаками. Но
легко ли, прооперировав собаку,
которая вовсе в этом не нуждалась, быть
с ней в контакте и после? Легко ли
сохранить в себе человечное отношение
к животному, которому причиняешь
столько мук? Нечего быть ханжой.
Простая жалость тут неуместна. Знать, ради
чего все это, и любить собаку. Именно
любить. Не причинять ненужных
страданий. Чтобы животное все время
чувствовало: кто-то заинтересован в его
выздоровлении. Собаки, как и мы с
вами, очень страдают от безразличия и
86
откликаются на чуткость. Даже
искренней, чем мы с вами.
С собакой нужно разговаривать.
— Мой хороший, больно тебе?
Потерпи, потерпи, не смотри так печально.
Давай встанем, пройдемся, сделаешь
свои дела... Ох, как трудно встать
собаке! Давай помогу. Ну, двигай
ножками, пошли...
И встала перевязанная собака, пошла,
покачиваясь на заплетающихся ногах.
Попила по дороге, вышла на травку,
присела.
Вивариев для содержания животных
очень много. Хороших — единицы.
Больше малоприспособленных,
грязноватых сараюшек. Даже
научно-исследовательские институты, для
которых эксперимент никак не последнее
дело, начинают строить с клиник и
лабораторий; а если уж остаются
деньги, то по дешевому проекту лепят
экспериментальную биологическую
клинику для лабораторных животных. Одно
название что клиника. Порой здесь
работают неудачники, люди с
несложившейся судьбой, случайно взявшиеся за
«грязную» работу. Никто их
экспериментальному делу не учит, даже у
ветеринаров нет специальной
подготовки. А операций и экспериментов в
день — сотни. Плохо было бы без
энтузиастов...
Их уже нет, моих собак. Кто погиб
после операций, а кого и усыпить
пришлось — через год, два, хорошо если
через три. Этих всех помню
отчетливо — Жук, Пушок, Цезарь, Мохер.
Такая их участь — порезвиться
впроголодь на воле, пока не поймают,
помучиться после операции, пока не
заживет рана, пережить несколько
неприятных исследований. И долго,
долго быть под наблюдением. Это
получше — клетка или бокс, двухразовая
кормежка, кое-когда прогулка на цепи,
но свободы никакой. Ни побегать, ни
повеселиться по-собачьему, ни
поиграть. А сбежишь — так снова поймают
и куда-нибудь да отвезут. Такая участь.
Они уже не встретят меня радостным
лаем, когда после отпуска, не заходя
еще в лабораторию, залезу по
кирпичикам на стенку собачьей площадки и с
замиранием сердца начну считать:
— Лиска — есть, Ласка — есть,
Мохер... Фу, все живы!
ДОРОГА ЧЕРЕЗ КЛАДБИЩЕ
Что поделаешь, но одиннадцать лет
я ходил на работу через кладбище.
Утром туда, вечером обратно, только
памятники в аллеях мелькали. Все
было знакомо. Казалось, что могу
работать здесь экскурсоводом, да и было
что показывать — в этот тихий зеленый
мир перекочевывали поколения
школьных и институтских учителей.
На кладбище я репетировал на ходу
доклады, обдумывал идеи, переживал
личные и служебные страсти.
Была и другая дорога — узкая,
плохо мощеная, зажатая дощатыми
ветхими заборами. Летом здесь пахло
навозом (за оградой находились конюшни
бактериологического института), зимой
было скользко, а весной и осенью
дорогу размывали бурлящие потоки.
По этой дороге ходил Академик.
Сухой, юркий, он на своих худых
ногах запросто мерил крутые подъемы,
на пути прокаркивал приветствия
сотрудникам, а иных просто не замечал.
Он не шел, а бежал в сумасшедшем
темпе, который почти никто не
выдерживал.
С ним было трудно разговаривать.
Во-первых, немедленно возникала
одышка, а во-вторых, категоричностью
своей, эрудицией и оригинальностью
суждений Академик сражал на ходу.
— Твоей экспериментальной
хирургии конец,— бросал он.— Уже на
людях делают больше, чем на собаках.
Бери отделение где-нибудь на
периферии, езжай и занимайся делом.
Правда, твои протезы трахеи — дело, если
не врешь, как все.— Скорость
увеличивалась.— Знаешь, американцы тоже
сделали что-то похожее. Ты парень
вроде неглупый, а с экспериментами еще
двадцать лет будешь сидеть, пока не
внедришь.— И на прощанье через
плечо, обгоняя меня шагов на пять: — Иди
работать в клинику.
«Иди в клинику».
Через год Кристиан Барнард сделал
первую пересадку сердца, и Академик
на ученом совете обиженно требовал
людей, собак, свиней, телят и условий
для отработки техники этой операции.
В гору я ходить научился. Темп
поддерживать — тоже. По сей день
бегаю по утрам через лес к озеру. А на
работу вот езжу...
Времена изменились, стиль
жизни — тоже. Эксперименты остались.
ПРОБЛЕМА ЗАПЧАСТЕЙ
Эксперименты в хирургии — разные.
Хирург должен оперировать,
разрабатывать новые варианты вмешательств,
испытывать оригинальные инструменты,
заменять ткани «запасными» — непочат
тый край работ.
В жизни не совсем так. Кто-то берет-
87
ся за изучение моторики кишечника,
изучает его двигательную функцию
после операций, отнимая хлеб у
физиологов. Другие выясняют биохимические
сдвиги в крови и моче... Что-то в этом
есть искусственное. Так всегда бывает,
когда люди берутся ие за свое дело.
Мне очень хотелось заняться
проблемой запчастей — понятно,
применительно к хирургии.
Пересадка органов и тканей
споткнулась на пороге клиники о барьер
несовместимости. Конечно, есть
долгожители после пересадок сердца, ио это
скорее счастливые исключения,
причину которых нелегко объяснить.
Сегодня никому не придет в голову
рекомендовать эту операцию хирургам-
практикам. Да и вообще пересадки —
дело дорогое, хлопотное, требующее
железной организации,
ультрасовременной аппаратуры и препаратов.
Трансплантация большинства органов, за
исключением, пожалуй, почки,— вопрос
неразрешенный.
Но ведь есть и другие запчасти — из
полимеров, которые совместимы с
тканями организма и могут находиться в
иих годами. Это, конечно, только
полумера — в лучшем случае создается
синтетический каркас, который
поддерживает регенерирующие ткани,
необходимые для замены утраченных.
Однако не ждать же панацеи...
Полимеры в хирургии знавали
высокие взлеты и быстрые падения — так
же, как отношение к самой проблеме.
Были созданы гофрированные
протезы кровеносных сосудов, которые
применяются по сей день. Для пластики
брюшной стеики после грыж вшивали
за неимением лучшего обычные
капроновые чулки. Были изящные протезы
клапанов сердца и были пластмассовые
кабельные оплетки вместо дефицитных
катетеров.
Все это называлось аллопластикой:
и кружевные капроновые покрывала в
качестве сеток для поддержания
тканей, и мельничные сита для
формирования дыхательной трубки.
Экспериментаторы выходили из директорских
кабинетов соответствующих
предприятий, окутанные синтетическими
тканями, с карманами и портфелями,
набитыми пенополиуретановыми губками.
Один известный профессор как-то
привез жене из далекой страны
нейлоновую ночную рубашку и сам же
безжалостно изрезал ее (рубашку) на
куски — чтобы обшить клапаны сердца.
Испытывалось все: эпоксидный клей,
полиэтиленовые пластины,
полиамидные стержни, полиэфирные волокна.
И рождались из этой пены чистые
медицинские полимеры — капрон,
лавсан, полипропилеи, фторопласты, циа-
накрилаты, оксицеллюлоза...
Бедные собачки все выдерживали.
Люди — учились.
И благодаря собачкам выучились.
Имеем едва ли ие лучшие в мире
протезы хрусталиков, прекрасные
протезы клапанов, лавсановые сетки для
брюшиой стенки, мгновенно лолиме-
ризующиеся клеи. Наши протезы
хрусталиков покупают англичане,
американцы, французы, японцы. Недалек час,
когда и другое начнут покупать.
А время шло, и можно уже было
изучать отдаленные результаты
применения полимеров в медицине. И
оказалось, что капрон медленно
разрушается, что иерассасывающиеся иити
вызывают и поддерживают хроническое
воспаление, что сосудистые протезы
излишне плотны и грубы. Так оно и
есть, но исчезни завтра из
хирургического подспорья полимеры —- и тысячи
больных останутся без помощи. Мы
разбаловались: подай иам ие просто
лавсановую нить, а покрытую тефлоном
дл я л у чшего скол ьжеии я. И вообще
пора бы этим полимерным иитям со
временем исчезать в тканях бесследно.
И клапаны нужны совершенной
конструкции, и протезы — велюровые, и
трубки для переливания крови
прозрачнее и мягче. Нужны, что и говорить.
А каждый материал, • любая
конструкция проходит, конечно,
экспериментальную проверку. Выстояли, вынесли
наши звери, прожили свою краткую
жизиь ие зря, дали опыт не для чего-
нибудь —- для клиники.
ОБЪЯСНЕНИЕ В ЛЮБВИ
В анкете на вопрос об основной
специальности я пишу:
«хирург-экспериментатор». И добавляю: «торакальный
хирург». Это не дань клиническому
прошлому и не желание отодрать от
себя обидную кличку «собачник». Это
постоянное объяснение в любви
первому медицинскому увлечению —-
легочной хирургии.
С тех пор пришлось повидать многое
(судьба была благосклонна): операции
на поджелудочной железе, желудке,
печени, сердце, сосудах. Сам на
животных делал всевозможные операции —
не только иа трахее и бронхах, но
практически на всех органах и тканях.
Однако ж первая любовь — операции на
легких — осталась иа всю жизнь:
вскрытая грудная полость, холодящая тяжесть
скрепочного ушивателя в руке, напол-
88
няющаяся воздухом ткань — все это
пробуждает энергию и желание что-то
сделать самому. Говорят, что одни
только запах конюший бодрит старого
кавалериста...
Пленительная сила хирургии — не
просто красивые слова. Эту силу
изведал каждый, кто гнулся у
операционного стола.
Наша старая клиника. Пятиметровые
потолки, окна во всю стену,
широченные подоконники, на которых загорали
не слишком стеснительные девицы из
женских палат.
И операционная, стеклянный
колпак, вид на город. Поднимешь голову
во время операции —■ и какой же вид
открывается за верхушками деревьев!
Освещенные солнцем крыши,
блестящие от снега, далекий стадион с
лыжным трамплином. Чуть справа —
кладбище, подступающее к ограде
института, заросшее сплошь деревьями. Во
все стороны струятся дорожки, а
слева на крутом подъеме натужно хрипит
автобус — главное средство
сообщения с огромным миром. И
поскрипывает наркозный аппарат, и позвякивает
сталь на сестринском столике.
Здесь день расписан по минутам. Не
всеобща» занятость до изнеможения, а
четкий порядок, ежедневно диктуемый
Шефом.
Утром пришел — бегом к больным.
Сразу же. С твоим появлением уходят
ночные кошмары хирургического
отделения, гаснет страдание в глазах.
«Папа Юра» пришел — кто придумал,
кто передавал, словно пароль, это
прозвище?
Пятиминутка. Шеф бурчит — и
справедливо: обязательно что-то
недоделано. Его мрачноватый юмор смягчает
суровость обстановки, а решительная,
грубоватая требовательность
тренирует у нас добросовестность.
— Охламон, опять два дня не писал
истории болезни!
— Уже все в порядке, дорогой Шеф,
я сегодня пришел пораньше.
— Я тебе покажу «дорогой», чтоб
тебе возле пупа нарвало! Что там у
Кати? Снимок заказал? Ох, брешешь...
После пятиминутки — на рентген.
В темноте кабинета шепот,
переговоры, непонятные больным. Можно
поручиться, что они за дверью. Кто на
ногах, кто на каталках.
Операции начинаются в девять сорок.
По дороге едва успеваешь загл януть
в перевязочную. Не заглянуть даже —
голову сунуть в дверь.
— Оля, этих ты, а Катю я сам.
— Так у вас же день рождения.
— Вот и получу подарочек, если
рана нагноится.
— Да вряд ли, я смотрела...
Кончались операции, пили
крепкий чай с черными посоленными
хрустящими сухарями.
Затем манипуляции — перевязки
тяжелых больных, пункции. Даже взросло*-
му страшно смотреть на длиннющую
иглу, которой прокалывают грудную
стенку, а тут ребенок.
— Сиди, детка, положи головку тете
Оле на плечо. И не заметишь, как все
кончится. Отсос!
Хорошо, если попал сразу.
Больных много; палаты заполнены,
но в коридорах никто не лежит. У
перевязочной каталка и кресло на
колесах. Чистый линолеум со светлой
полосой посередине, солнца — сколько
хочешь. Не то что в узких, экономично
спроектированных коридорах
современных клиник.
Часа в три делаю последние записи
в истории болезни и начинаю вторую
жизнь — экспериментатора.
Но это — в дни, называемые легкими,
когда операции не затягиваются. Чаще
бывает совсем не так.
После рентгена быстро заполняю
в ординаторской графу
предоперационного эпикриза (а мог бы и вчера!), на
бегу прячу в ящик стола
фонендоскоп и скорее в раздевалку перед
операционной. В. именном пакете —
чистый белый костюм (теперь голубые,
нарядные). Раздеваюсь, одеваюсь,
натягиваю бахилы и с форсом завязывало
их под коленками — как сапоги. На
завязках болтаются часы, за разрезом
рубашки — авторучка. Завязываю
маску, беру щетку, мыло. Сотни раз
повторенные, наизусть выученные
движения.
Волнуюсь ли? Конечно. Еще и Шеф
подкидывает любимую шуточку:
— Ты снимок не забыл? Разрез-то
слева будешь делать?..
Сам же знает, что справа! Да и
снимок висит с полчаса в операционной на
фоне окна.
В оперблоке сразу успокаиваюсь.
Шутки, несерьезность — все позади.
Внутри все как будто поджимается.
Надеваю халат, обрабаты ваю кожу,
обкладываю простынями операционное
поле. Перчатки. Разрез.
Кровотечение минимальное, дымнт
коагулятор.
— Обкладываться. Вскрываем
полость.
— На межреберье.
— Суши, вяжн, режу...
— Расширитель.
89
Легкое пытается выскочить из
полости. Ощупываю его, рассекаю
сращения. Есть, конечно, стандартные
инструменты, но работаю и своими,
самодельными. Ножницы соединены с
коагулятором, режут и останавливают
кровь, заваривая мелкие сосуды.
Иглодержатель со сточенным концом —
можно брать самые короткие и тонкие
иглы.
— Сороковку, нет, шести десятку.
Это сшивающий аппарат, шьет
титановыми скрепками. Может дать шов
длиной шестьдесят миллиметров или
сорок — где какой нужен. Дай бог
здоровья инженерам, сообразившим
первыми в мире такую замечательную
машинку. К слову сказать, теперь
механические сшиватели применяют на
кишечнике и пищеводе, на желудке и
печени...
(Вот жаль только оставлять в живых
тканях металлические скрепки — сюда
бы рассасывающуюся нитку. Мог ли я
тогда предположить, что буду сам
испытывать первый в стране синтетический
шовный материал? Правда, через десять
лет.)
— Зашиваем.
Бывает и хуже.
Оперируем с Шефом, он
нервничает, не прощает ни одной неловкости.
С ним ухо двржи востро, но ведь как
красиво работает — смотреть приятно.
Помогать труднее.
— Шесть зажимов.
Минуту спустя — операционной
сестре, сурово:
— Теперь семь, ты что, забыла?
Вот технический класс и знание
анатомии, которое студенты наивно
считают излишеством для мединститута.
Вскрыта полость.
— Ох-ох-ох! А легких-то нет...
И правда, оба легких поражены по-
ликистозом, живого места не осталось.
— Сюда бы третье легкое
подсадить, а так и оперировать не стоило.
Попробуй теперь вытянуть больного...
Ладно, зашивай, я пошел.
Шеф грузно сдвинулся, уступил мне
мес^гоГ
Третье легкое? Чепуха! Почка — это
понятно, сердце — куда ни шло. Но
легкое... И технически трудно, и надежд
на приживление мало.
Третье легкое. Может быть, хоть одно
заменить?
ЛЕГКОЕ В ПОДАРОК
Рая в те годы была неуклюжим,
плотным подростком. Когда ходила,
казалось, пол прогибается. Кочевала из
клиники в клинику — легкое темное.
Ставили диагноз: туберкулез,
хроническая пневмония; разобраться точно не
могли,да, наверно, и не очень пытались.
Но нашелся доктор в детском туб-
санатории, который был
повнимательнее остальных. Он ввел в бронх
контраст и обнаружил на рентгеновском
снимке, что бронх просто-напросто
оборван. Тогда и вспомнили, что
двенадцать лет назад девочка попала под
телегу. Ребра зажили, а вот легкое,
оказывается, оторвалось и держалось
только на сосудах. Естественно, воздух в
него не поступал, и оно распласталось
на сердце, как темно-бурая лепешка.
На его место частично сместилось
правое легкое, но одно — не два.
Шеф скрипел на операции:
— Удалять, и все.
И тогда я затопал на него ногами:
— Не хотите — дайте мне, я пришью!
Вот этого он перенести не мог. Сам
очистил культи бронхов от тканевых
пробок, отсосал густую прозрачную
слизь, через трубочку раздул легкое
кислородом. Розовое, новенькое, как
только что выпущенная монетка,
легкое сияло.
Быстро наложил круговой шов, и
через двенадцать лет бездействия ткань
начала вторую жизнь.
Девочка выросла, вышла замуж,
родила сына. Живет спокойно, к врачам
почти не ходит, на обследование не
приезжает. В гости звала, но я так и
не собрался...
НАЧИНАЛОСЬ ТАК...
Мастер спорта курил в вестибюле.
Работал он в институте недавно, в
иммунологической лаборатории. Я знал, что
студентом он занимался греблей, чуть
не попал на Олимпийские, печатается
время от времени в «Литературке».
Иммунология — наука молодая. По
классификации Шефа, в чем-то сродни
хиромантии. Мастер типировал
сыворотки для возможных трансплантаций,
приживлял крысам лоскуты кожи. Все
делалось для пересадки сердца,
которую когда-нибудь могут разрешить
Академику: он заведовал в институте
соседней клиникой, сердечной.
Значит, вестибюль.
— Чем живешь?
— Кожу пересаживаю, а ты?
— Легкие удаляю.
— А если пересадить?
— В наших-то условиях?
— Ты что, не знаешь, где делают
науку? Ее делают в подвалах...
Мастер спорта хороший парень, с
90
таким вечера коротать —
удовольствие. Девчонки в лаборатории —
крепкие, сил невпроворот, им бы в
операционную, а они за микроскопами
целый день...
Раз встретились, второй, и решились.
Тема модная, в стране почти никто не
занимается, за рубежом работы есть, но
мало.
Дирекция — за (заведующая
иммунологией — жена директора). Шеф —
пожалуйста, но заруби себе на носу:
больные прежде всего. Согласен во
второй половине дня — берись. Толку
не будет, так хоть технику операции
отработаешь.
Пошли в виварий...
ГДЕ ЖИВУТ СОБАКИ!
После института я полтора года работал
в районе. Потом попал в лабораторию
экспериментальной хирургии. Не то
чтобы особо стремился, просто в
клинике не было мест.
Первое впечатление отчетливо:
приземистый одноэтажный дом, даже
скорее сарай, несколько ступенек вниз, за
дверями — ванна с лягушками.
Лаборатория зтак три на три метра, рядом
предоперационная, операционная.
С другого входа — помещение
побольше, с рентгеноаппаратом, «
американцем» из военных поставок.
Здесь, в этом «подвале», я (и не
только я) делал свою кандидатскую.
Потом и новое здание подоспело —
для лабораторий. А животные остались
тут, в старом. Они протестовать не
будут.
Стал кандидатом, перешел в
клинику к Шефу. Обычная история. В
старую лабораторию не ходил, пока не
зашла речь о пересадках.
Пришел, попросился. Здесь
работали уже новые люди. Подумали,
потеснились и пустили. Раз в неделю. Из
их комнаты шел потрясающий запах
кофе, который в те годы тут не пили, а
хлебали. По всей видимости, им было
скучновато, и мои планы особых
возражений не вызвали.
Поговорили, побаловались
кофейком, покурили. Они проявили интерес,
но работать-то нам.
ТЕХНИКА ОПЕРАЦИИ
Принято говорить, что в хирургии нет
ничего невозможного. Заменяют
сосуды и почки, пришивают пальцы и целые
конечности. Хирурга изображают и
представляют почему-то со
скальпелем в руке, в то время как постоянное
его оружие — игла с нитью. Хирург
шьет больше и дольше, нежели
разрезает. И вообще, чем больше
соединений, как говорят, анастомозов, тем
сложнее операция. Шить £ приходится
быстро и деликатно, щадить ткани. Чуть
перетянул, не рассчитал — и операция
пошла вкривь и вкось.
Легочная хирургия, пожалуй,
наиболее отработана. Давно известно, что и
из какого доступа оперировать.
Созданы удобные инструменты: чтобы
освободить ребра от надкостницы —
распаторы; чтобы их перекусить —
щипцы-кусачки нескольких видов; легкое
берут специальными зажимами,
нежными и щадящими.
А что для пересадки? Да
практически ничего. Все пришлось делать
самому, взяв за основу стандартные
хирургические инструменты. Орудия
производства — надфили, точило,
газовая горелка. Заготовки ломаются,
принимают настолько уродливые
формы, что смотреть противно. Нагреваю,
гну, скребу, полирую.
Мало-помалу вырисовывается
собственный набор инструментов — зажим
для бронха, изящные пинцеты с
волчьей хваткой, зажимы дл я сосудов,
для предсердия, иглодержатель для
атравматических игл. Это иглы без
ушка, нитка у них вставлена прямо
в тело иглы, служит ее продолжением.
Наконец все готово, отношу в
ближайшую мастерскую, где принимают
что угодно в никелировку: гальваника
мне не по силам. Последний штрих —
капельница для промывания легкого.
В артерию по трубочке вводится
охлажденная стерильная жидкость,
вымывает все лишнее и самотеком выходит из
вены. А легкое лежит тем временем на
сетчатом гамачке, и по количеству
капель можно судить об интенсивности
промывания. Промывочный (как
говорят, перфузионный) раствор — вполне
обычный: соль, антибиотики и гепарин.
Ход операции проговорен несколько
раз: вскрытие грудной стенки с
минимальной потерей крови, зажим на
предсердие с захватом устьев легочных вен,
зажимы на легочную артерию и на
главный бронх. Несколько движений
скальпелем — и легкое в руках. К
этому моменту из второй
операционной поступает донорское легкое
(приходится отсекать его до начала
основной операции и подключать к системе
перфузии). Начинаю пришивать.
Первым шью венозный синус — шов
длиной сантиметра три, с двух сторон.
Это сложно — кончики стенки,
выглядывающие из-под зажима, очень
коротки, могут порваться, да и противо-
91
положную сторону неровен час
схватишь в шов.
С веной кончено, сшиваю артерию.
Это проще — шов круговой, концы
достаточные. В бронх вставляю
трубочку, раздуваю легкое кислородом и
одновременно снимаю зажим с вены;
если не кровит — включаю артерию.
Легкое розовеет, наполняется кровью и
воздухом. Последнее — сшить бронх.
Тут уж дело техники и времени.
Первый раз оперируем семь часов.
Все непривычно, от неудобной позы
ломит спину, ноги как чугунные.
Ассистенты не привыкли, стараются, но
помогают плохо.
Первая собака не проснулась, у
второй соскочил зажим с предсердия,
третья прожила сутки.
Четвертым был Мохер.
МОХЕР
Жаль собак, которых привозят для
экспериментов. Они поступают почти с
улицы, еще полные впечатлений и от
своей недолгой свободы, и от
страшной будки, тесного сарая или клетки на
городской свалке, откуда их на машинах
развозят заказчикам. Мы сами
виноваты в том, что вокруг города, да
и внутри него расплодились бродячие
животные — собаки и кошки»
выброшенные из нашей жизни в самом
что ни на есть щенячьем возрасте.
Прежде — не так уж и давно, на моей
памяти,— собаки попадались обычно
злые, агрессивные, дикие. Сейчас
привозят все больше ручных, доверчивых,
привыкших к людям и сытной еде.
Запуганные собаколовами, они быстро
откликаются на ласку.
Я не видел, как привезли Мохера.
Просто через месяц, когда кончился
карантин, заведующая виварием
ткнула в его сторону пальцем.
— Тебе годится? Бери.
Он был очень хорош. Темно-рыжий,
приземистый, мощная широкая грудь,
длинная блестящая шерсть. Меня
допустил к себе' сразу, но ласки не
любил, все нежности принимал
снисходительно и как должное. Мы с ним
походили по двору, присмотрелись друг к
ДРУГУ' и на его боксе я написал:
«Не кормить.» Это означало, что
операция назначена на следующий день.
Операция прошла спокойно, длилась
всего четыре часа. Уже к десяти часам
вечера собака полностью проснулась
и встала на ноги. Дыхание в легком,
чужом, от донора взятом,
прослушивалось. Пришитое легкое работало.
Немного бывает в жизни таких
счастливых минут. Помню, как вышел из
92
автобуса на площади; . шел дождь, и
капли перемешивались на лице со
слезами.
— Захотел — и сделал. Я все могу!
Какими же долгими днями
неуверенности и неудовлетворенности платишь
за эти короткие минуты счастья,
когда мир кажется покоренным, а цели
достигнутыми...
Собака выжила и получила кличку
Мохер за свою мягкую длинную
шерсть. (Кличку дают не сразу, а
на следующее утро, когда станет
ясно, что собака будет жить.)
Мохер жил, выходил погулять с
теми из иас, кто был свободен,
поправлялся на вкусненьком. Смотреть на него
приходили толпами, преодолевая
любые запреты.
На четырнадцатые сутки Мохер
начал кашлять, отказался от еды. В
слюне появилась кровь.
Срочно стал и давать лекарства
и делать уколы. Надо было подавить
начинающееся отторжение, и для
этого доставали дефицитный имуран,
вводили антилимфоцитарную
сыворотку. Иммунологи обнаружили, что
процесс отторжения развивается не
бурно — к счастью, в организме Мохера и
его донора было много сходного.
К двадцатому дню собака
повеселела, все неприятности оказались позади.
Нос стал влажным и холодным,
появился аппетит.
На рентген Мохера водили в
клинику, через весь институтский двор:
хотелось сделать снимки на хорошем
аппарате и с помощью хорошего
рентгенолога. В легком просматривались тяжи,
оно было слегка затемнено, но ткань
дышала.
По двору туда и обратно шествовали
большой группой — впереди
заведующая иммунологической лабораторией,
за ней мы с Мастером спорта, возле
нас Мохер на поводке, сзади
лаборантки.
Однажды встретили Академика.
И вдруг наш полный достоинства
уравновешенный Мохер разразился
неистовым лаем. Ни до, ни после он не лаял
ни на кого.
Академик остановился.
— Это что еще такое?
— Собака с пересаженным легким.
— Ты смотри, даже лает...
А заведующая семенила вокруг
Академика и взбунтовавшегося пса и
говорила — сначала собаке:
— Успокойся, Мохерчик, успокойся!
И потом Академику:
— Он же не знает, что вы Академик!
Окончание в следующем номере
Короткие заметки
Шоколад в утешение
Наверное, каждый влюбленный переживает
разлад по-своему. И каждый по-своему
ищет утешение. Одни переключаются на
спорт, кинофильмы и беллетристику, другие
заводят новые знакомства, третьи
замыкаются в себе и злятся на весь мир. Есть и
такие, что безуспешно ищут забвение в
горячительном. А кое-кто — в сладком. В
шоколаде хотя бы.
И в самом деле, плитка приличного
шоколада может поднять настроение. Или
подбодрить. А кое-когда и развеять тоску.
И не классический теобромин, которым
славен шоколад, тому причиной: в плодах
какао есть немало других биологически
активных веществ. И среди них фенамин,
который относится к числу
психостимулирующих средств.
Взаимосвязь между шоколадом и
радостным возбуждением обнаружили случайно:
врачи, наблюдавшие за больными с
нестабильной депрессией, заметили, что в
подавленном состоянии их пациенты
утешения ради ели много шоколада. Тогда-то
и было высказано предположение, что
шоколад компенсирует недостаток фенамина в
головном мозге...
Но вернемся к переживающим
влюбленным. Может ли им помочь шоколад?
Поскольку состояние эйфории, столь
характерное для счастливых влюбленных,
сопровождается выделением в головном мозге
фенамина, то — вполне возможно. Однако
не будем торопиться: изложенное выше
не более чем' гипотеза, и биохимия мозга
слишком сложна, чтобы можно была
надеяться на всеисцеляющее средство. Но если
придется выбирать, то шоколад выглядит
привлекательнее скучных таблеток, и лучше
уж в нем искать утешение...
Т. ПЕРСТЕНЕВА
Почему портится кочан
Капуста, если она еще не убрана с поля, а
неожиданно ударил крепкий, но недолгий
мороз, останется в целости-сохранности.
На оттаявших кочанах не будет и следов
повреждений. К сожалению, даже слабый, но
упорный мороз (хотя бы —1°С) недели
через две непременно погубит кочаны. В чем
дело?
Бытовало мнение, что при оттаивании
кочаны портятся из-за никудышной
морозостойкости верхушечной почки, которая
отмирает и чернеет. Но прямые эксперименты
доказали, что верхушечная почка столь же
вынослива, как и верхние зеленые, так
называемые кроющие, листья кочана. Тогда
стали утверждать, будто "капуста,
покрытая ледяной коркой, просто-напросто
задыхается. Ведь кочан живой, а кислород
внутрь него сквозь лед пробраться не
может. Но так ли уж много кислорода нужно
мерзлой капусте, жизнь-то в ней чуть
теплится.
Во всем этом разобралась сотрудница
Института физиологии растений АН СССР
3. Г. Ракитина. Она вмораживала кочаны в
лед целиком или наполовину, поворачивала
их так и сяк, например вверх кочерыжкой,
или держала их на воздухе, но на изрядном
морозце. Через две недели внутри кочанов,
одетых в ледяной панцирь, содержание
кислорода упало чуть ли не вдесятеро, а
углекислоты стало в 20 раз больше! Примерно
такая же картина была внутри кочанов,
которые мерзли на воздухе: между листьями
выросли корочки льда, который и здесь
делал свое черное дело — мешал газообмену.
Узнать, что капуста не задыхается, а сама
себя отравляет, позволили эксперименты,
где внутри кочанов было вдоволь кислорода.
Так сказать, дышите на здоровье. Но
здоровье у кочанов пошатнулось: избыток
СО2 действовал как яд, тормозил дыхание,
препятствовал движению протоплазмы и
синтетическим процессам в клетках.
А можно ли проветрить замерзшие
кочаны? Что если просверлить дырки в
кочерыжках? Но ведь на морозе такие дырки
вскоре заледенеют. Так или иначе, но
причина гибели кочанов ясна — самоотравление
С02. И уж какой-то рецепт спасения,
наверное, подобрать можно. А еще лучше не
доводить капусту до такого состояния.
С. КРАСНОСЕЛЬСКИЙ
Левые сосны
предпочтительны
Пишут, что.
В понятие «левые сосны» вкладывается в
данном случае не переносный, а прямой
смысл. Левизна и правизна присуща и
растительному миру, а значит, правши и левши
есть и среди деревьев. Разумеется, признаки,
по которым их различают, несколько иные,
чем у людей...
Если вас интересует, чем именно
различаются правые и левые деревья,
рекомендуем обратиться к третьему номеру
«Лесного журнала» за прошлый год; здесь же
вкратце заметим, что винтовое
расположение листьев и хвои на стволе и служит
основным признаком: если спираль идет вверх
справа налево, то дерево относится к
левым, если наоборот — то к правым. Однако
сейчас нас интересует не сам признак, а то,
что из него следует. Замечено, что
зеркальные формы деревьев плодоносят
неодинаково — и это, надо полагать, может быть
использовано в практике.
Лесоводы из Уральского политехниче-*
ского института во главе с профессором
А. В. Хохриным изучали левые и правые
формы сибирского кедра и пришли к
выводу, что кедры-правши урожайнее левшей
на двенадцать с лишним процентов. И если
высаживать преимущественно правые
деревья...
Потом исследователи переключились на
крымскую сосну, очень удобный для
дендрологов объект: эта сосна плодоносит уже
на четвертый год жизни. Под Алуштой на
трех гектарах были заложены посадки;
правых и левых сосен оказалось примерно
поровну. А урожай был резко различным:
правые сосны на 50% урожайнее левых, то
есть, говоря иначе, там, где левая
приносила две шишки, правая давала три...
Четкого объяснения этому феномену пока
нет, хотя есть разные предположения.
Например, о связи правой и левой закрутки с
разделением на половые типы: похоже, что
среди правых сосен больше особей
женского типа. И во всяком случае не мешало бы
изучить симметрию у других деревьев,
чтобы собирать с семенных участков
неизменно обильный урожай.
Кстати: а как, любопытно узнать, с
левым и правым у плодовых деревьев?
(Особенно у персиков и груш, к которым автор
заметки испытывает глубокое почтение.)
О. ОЛЬГИН
...относительное содержание
изотопов лития-7 и лития-6
в солях лития, выпускаемых
промышленностью
химических реактивов, может
колебаться от 12,44 до
28,58 («Заводская
лаборатория», 1980, т. 46, вып. 11,
с. 1017)...
...квазары представляют
собой сверхмассивные черные
дыры («New Scientist»,
1980, т. 87, № 1213, с. 253)...
...65 млн. лет назад
одновременно с динозаврами
вымерли многие морские
организмы (Агентство
ДДП, Бонн, 18 сентября
1980 г.)...
...выпускается жевательная
резинка, помогающая
бросить курить («Medical
News», 1980, т. 12, № 25,
с. 9)...
...жарким летом потери
хлебных злаков могут
достигать 50% урожая
(«Farmers Weekly», 1980, т. 93,
№ 6, с. 92)...
...в последнее время в
дождевой воде и снеге,
выпадающих в Европе и
Северной Америке, повысилось
содержание кислот
(Агентство ДПА, Мюнхен, 10
сентября 1980 г.)...
...при изготовлении черно-
белого проявителя для
обработки фонограмм
цветных фильмокопий можно
обходиться без этанола
(«Техника кино и
телевидения», 1980, вып. 11, с. 17)...
Жизнь сугроба
И высоченный сугроб, и просто ровный слой
снега специалисты именуют снежной
толщей, а жизнь белого покрывала —
перекристаллизацией. Право, термины какие-то
бездушные, беспристрастные. А ведь снег
надо любить, ибо бесснежная зима —
сущее бедствие для живой природы и
человека. И как не любить, ведь он сродни
одеялу: под хорошим сугробом порой на 20°
теплее, чем снаружи, и под ним
благополучно перезимуют растения и
многочисленные твари земные. Не потому ли мы и
мелкая живность радуемся пушистому снегу и
не любим ледяного наста?
Под ним-то и идет та самая
перекристаллизация или, говоря проще, растут разные,
но специфические по форме и величине
ледяные кристаллы. Они сцепляются друг
с другом, взаимодействуют с водяным
паром, и сугроб становится уже не ворохом
снежинок, а некоей организованной
структурой. И чем дольше лежит сугроб, тем
сложнее его организованность. По мнению
географа Э. Г. Коломыц, в местах с мягкими,
не очень суровыми зимами (Европейская
часть СССР, высокогорье Кавказа, Южный
Сахалин) снежинки сперва превращаются в
нечто вроде ледяных зерен, а потом на этих
зернах растут столбчатые кристаллы. Там
же, где царствуют трескучие морозы, а
сугробы не очень пышные (Средняя и Северо-
Восточная Сибирь, Прибайкалье и
Забайкалье), зерен в сугробе почти нет, там
снежинки быстро превращаются в крепкие
плоские кристаллы. Есть и промежуточный
вариант перерождения снега (Урал,
Западная Сибирь, Охотское побережье).
Но конец перекристаллизации, какова бы
она ни была, всегда один — небольшие
ледяные пластиночки. Это конец, это как бы
смерть сугроба. Однако снег за зиму не раз
падает на землю, то есть время от времени
сугроб получает подкрепление. Благодаря
перекристаллизации этих новых порций
сугроб мало-помалу уподобляется слоеному
пирогу с начинкой из разных кристаллов.
Поэтому к весне верхний слой снега может
закончить свое развитие, так сказать, в
детстве, на ранней стадии перекристаллизации.
Конечно, картина жизни сугроба гораздо
сложнее. Не сбросишь ведь со счетов обмен
веществом и энергией между почвой и
снегом, а также между снегом и атмосферой.
А влияние погоды и рельефа? Так или
иначе, но специалисты признают, что нынешнее
знание жизни снежной толщи еще далеко от
совершенства.
С, ВЕДЕНИН
£еп*с
Д. ГАС ПЛОВУ, Пенза: Иод возгоняется с большей или
меньшей скоростью при любой температуре; 113.5еС — это
температура плавления, а не возгонки.
И. ПАХАРЬКОВУ, Москва: Считать вас членом Клуба Юный
химик не можем, так как, согласно уставу, требуются
полезные дела, а ваши занятия с горючими и взрывчатыми
веществами откровенно вредны.
А. В. РУСАКОВУ, Уфа: Этилсульфонат уже запрещен для%
комнатного цветоводства, как, впрочем, и вообще для
индивидуального использования.
А.. П. ПРУДНИКОВУ, Ленинград: Бетонная стена
задерживает озон, а восполнить дефицит можно синтезом с
помощью озонатора; разведение цветов вряд ли поможет.
Ж. МАЗОХЕ, Днепропетровск: Нет необходимости
нейтрализовать остатки нафталина, так как, во-первых, это не
очень активное вещество и, во-вторых, довольно скоро
нафталин улетучится сам по себе.
И. Я- ПРУЩАКУ, Херсон: Недавно в издательстве
«Машиностроение» вышла книга В. И. Иванова € Очистка
металлических поверхностей пожаробезопасными составами»;
весьма рекомендуем.
A. E. Т»НУ, Дрогобыч: Если очень жаль выкинуть флакон
с заплесневевшими чернилами, попробуйте прокипятить
содержимое и профильтровать через промокашку.
М. Г. КОЛМАКОВУ, Челябинск: Хорошую древесину
сейчас покрывают обычно полиэфирными лаками, однако
мелкие царапины можно замазать и нитролаком — если не
быть слишком придирчивым.
С. А. КОРЖЕНКОВУ, Кишинев: Две-три чашки хорошо
заваренного чая — не сразу, конечно, а в течение дня —
вреда не принесут.
О. СТУКАЧУ, Томск: Ревень содержит, помимо
аскорбиновой, еще яблочную, лимонную, щавелевую, фумаровую и
янтарную кислоты» а также много других полезных веществ.
B. И. БЕЛЯВСКОМУ, Алушта: Чтобы канифоль меньше
крошилась, в нее можно добавить при нагревании пчелиный
воск, касторовое масло, олеиновую кислоту, дибутилфта-
лат — по отдельности или вместе.
Н. ДАШДАМИРОВОИ, Баку. Ни лаком для ногтей, ни
смывкой для лака настоящий изумруд не испортить, но
зачем же закрашивать то, чем можно любоваться?
Е. А. ВАРНАВСКОИ, Новосибирск: Как только о лох-нес-
ском чудовище, а также о любом другом появятся
достоверные сведения, не замедлим поделиться.
Л. С, Харьков: Если бы реактивы марки ХЧ достались вам
за наличный расчет, то, смеем уверить, вы бы не
спрашивали, годятся ли эти реактивы для маринада...
Редакционная коллегия:
И.,В. Петрянов-Соколов
(главный редактор),
П. Ф. Баденков,
Н. М. Жаворонков,
В. Е. Жвирблис
(зав. отделом хим. наук),
М. Н. Колосов,
Л. А. Костандов,
В. С. Любаров
(главный художник),
Л. И. Мазур,
В. И. Рабинович
(ответственный секретарь),
М. И. Рохлин
(зам. главного редактора),
К Н. Семенов,
В. М. Соболев,
Б. И. Степанов,
A. С. Хохлов,
М. Б. Черненко
(зам. главного редактора),
B. А. Энгельгардт
Редвкция:
М. А. Гуревич,
Ю. И. Зварич,
М. М. Златковский
(художественный редактор),
A. Д. Иорданский,
О. М. Либкин,
Э. И. Михлин
(зав. производством),
Д. Н. Осокина,
B. Р. Полищук,
B. В. Станцо,
C. Ф. Старикович,
Т. А. С у леев а
(зав. редакцией),
Г. М. Файбусович,
В. К. Черникова
Номер оформили
художники:
Г. Ш. Басыров,
Р. Г. Бикмухаметова,
И. И. Нарижный,
Е. В. Шеффер
Корректоры
Н. А. Горелова, Л. С. Зенович
Сдано а набор 10.12.1980 г.
Подписано в печать 12.01.1981 г.
Т-03109.
Бумага 70X108 »/,6
Печать офсетная.
Усл.-печ. л. 8,4. Уч.-изд. л. 11,8.
Бум. л. 3,0. Тираж 438 000 экэ.
Цена 45 коп. Заказ 3038.
АДРЕС РЕДАКЦИИ
117333 Москва В-333,
Ленинский проспект, 61.
Телефоны для справок:
135-90-20, 135-52-29
Чежовский полиграфический
комбинат Союзполнграфпрома
Государственного комитета СССР
по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли,
г. Чехов Московской обл.
©Издательство «Наука»,
«Химия и жизнь», 1981
96
Давайте сразу условимся — речь пойдет не о мышах, которые в подполье терзают
продукты, и не о белых мышах, с которыми экспериментируют в лабораториях, а только о
тех, кто лишь изредка соглашается пожить с человеком под одной крышей. Итак, речь
пойдет о летучих мышах. Вообще-то зиму им положено проводить не среди
студентов-химиков, а в укромном месте. Лучше всего — в пещере, где температура около нуля (чтоб
не хотелось есть) и достаточная влажность (чтоб не хотелось пить). Увы, в пещерах ныне
беспокойно — то и дело шмыгают туристы. И приходится рукокрылым существам на зиму
прятаться в заброшенную шахту, на чердак или даже в копну сена и норы береговых
ласточек.
В ласточкину нору много летучих мышей не войдет, а они страсть как любят
компанию, и тем более холодную: в спячке их тельца остывают до двух градусов, дыхание и
пульс в сотни раз реже, чем летом. Кстати, по части остывания и нагрева ни одному
млекопитающему не под силу гягаться с лечучими мышами — температура их тела без
ущерба для здоровья может меняться от минус 7,5е до плюс 48,5°' Вот это да — разброс
в 56 то вроде бы ледышка, то почти как горячая сковородка.
Казалось бы, при такой выносливости плевать мышам на коммунальные услуги. Но
среди этих существ еоь почитатели двойных рам и центрального отопления. Не верите?
Вот факт. Солее сорока лет с летучими мышами не было сладу в учебном корпус* ■•**-
фака Ужгородского университета. Зоолог И. Турянин пишет что работать в ко^щаЦ^Д*
между рамами висели гирлянды рукокрыл* х зверьков, было не очень-то при я МО;, И|Ш^й« -"•-
ду, постоянный запах аммиака, исходящий от зимующей 1ЯСячегб/ювой Ста«г#'р£экм«
крики, пока мыши не впали в спячку, вряд ли способствовали гладкому течению учебного
процесса. Насекомоядным зверькам шли навстречу, старались улучшить их жилищные
условия Спящих зверьков складывали 8 ящики и уносили в другие дома, где условия &**
них вроде бы получше. Но едва спадал мороз, мыши возвращались Однажды их спроса*
дили за 22 километра, но они веонулис% » оттуда, гели бы так поступили с ^ами, нашли #
бы мы родную постель бе» |ч>**ощи справочного бюро? т *
Та- или иначе, но р4з**у*и1ь мыша* и химиков смог то ль к; гммк*6* ПвС^в 0Фмо«*Т» #у- .
кокрылые истребиувгЛ* насекомых не захотели иметь дело с 1«мф4Кв*>. Где &ии >efiqp>
ютятся? * .-'''"
О чем расскажет клякса
Нынешнее поколение
школьников и студентов пишет
шариковыми ручками,А совсем
недавно в ходу еще были
чернила, которые, как
известно оставляют в
тетрадях кляксы. Сколько из-за
них было неприятностей!
Но, оказывается, обычная
клякса может нести много
информации. Если
аккуратно сложить тетрадную
страничку по свежему
чернильному пятну, разгладить ее
по сгибу пальцем, а потом
вновь развернуть,
получится причудливый
чернильный узор — бабочка не
бабочка, цветок не цветок.
Должно быть, именно
размазанная клякса
подсказала известному
швейцарскому психологу и
психиатру > Герману Роршаху
идею создания системы
тестов, которые вот уже
полвека остаются на
вооружении исследователей и
врачей. Таблицы Роршаха
состоят из нескольких черно-
белых и цветных
бессюжетных картинок — узоров,
бесформенных пятен.
Испытуемый должен рассказать,
что ему представляется,
когда он рассматривает эти
непонятные картинки.
Спросите у нескольких
людей, на что похоже
проплывающее в небе облако.
Вы получите самые разные
ответы: на медведя, яхту,
бегущего человека. То же —
с таблицами Роршаха.
Психолог, выслушав ответы
испытуемого (они обычно
откровенные и
раскованные — ведь здесь не может
быть однозначных оценок:
правильно или
неправильно), многое узнает о его
внутреннем мире. Если
ответы подробные и яркие, это
свидетельствует о богатом
воображении. Если человек
интерпретирует картинку в
целом, он скорее всего
склонен к абстрактному
мышлению; если же
испытуемый выделяет в
изображении частности,
фрагменты, ему можно приписать
практическую сметку,
трезвый ум, деловые качества.
Разумеется, это лишь
самые общие выводы, которые
можно сделать по тесту
Роршаха. Но и они,
согласитесь, позволяют в какой-
то степени судить о задатках
и способностях человека,
могут помочь выбрать
профессию. А вообще в
мировой научной литературе
накопились уже тысячи
статей, посвященных
интерпретации самой обычной
чернильной кляксы.
Издательство «Наука»
«Химия и жизнь» JU 2
1981 г., 96 с
Индекс 71050
Цена 45 коц.