/
Текст
ISSN O130-5972
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
ю
1983
**Ж1Ш
химия и жизнь
М. Кривич, О. Ольгин. САД
О. Ю. Охлобыстин. ВСЕГО ОДИН ЭЛЕКТРОН 11
Ю. С. Ротенберг. ЗАЧЕМ ДЕПОНИРОВАТЬ РУКОПИСИ 18
Г. И. Слепко. НУЖЕН АНАЛОГ СЕЛЕДКИ
ВЫСОКОГОРНОЕ МЕНЮ
Ю. Зварнч. ЕДА ДЛЯ КОСМОНАВТОВ
Н. Прошин. ХОЗЯЙСТВО СЕВЕРНОЙ
СТРАНЫ. ЗАМЕТКИ С ВЫСТАВКИ
М. Нейдинг, Р. Короткий. МОРСКИЕ ТЯЖЕЛОВОЗЫ
21
25
28
29
34
~40
Л. И. Корочкин, А. Б. Ивановский. СКАЧКИ В ЭВОЛЮЦИИ
М. И. Анохин. ВНИМАНИЕ: ОРАНЖЕВАЯ КЛЯКСА!
48
Л. Л. Литинская, А. М. Векслер. ПРОТОННОЕ
НЕПОСТОЯНСТВО КЛЕТКИ
51
П.. Балабан. ДЛЯ ЧЕГО УЧИТЬ УЛИТКУ?
56
Л. Н. Захаров. КАПЕЛЬНАЯ ВОРОНКА БЕЗ КРАНА 60
Ю. Каменецкий, Г. Майзус. МУЛЬТФИЛЬМ СВОИМИ РУКА- 66
МИ (продолжение)
Л. М. Мухин. НЕБЕСНЫЕ ГОСТЬИ
70
Г. С. Яблонский. ГЁТЕ, ДЁБЕРЕЙНЕР, КАТАЛИЗ
«ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ЗАПИСКИ», 1843 ГОД
80
82
М. 3. Залесский. ФЕНОМЕН СИЛЫ. КАК СТАТЬ
БОГАТЫРЕМ
А. Азимов. ПАМЯТИ ОТЦА
90
НА ОБЛОЖКЕ — рисунок
к статье «Скачки в эволюции»
НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ
ОБЛОЖКИ — репродукция
росписи древней вазы
(культура майя).
Цивилизация, в числе
прочего,— это счет. Слуга
на росписи считает
доставленную дань.
О том, как считают
электроны, переносимые в
ходе химической реакции,
рассказывает статья
«Всего один электрон»
ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ
ИНФОРМАЦИЯ
ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ!
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК
КОНСУЛЬТАЦИИ
БАНК ОТХОДОВ
КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ
ПИШУТ, ЧТО...
ПЕРЕПИСКА
10, 50, 59
17,68
31, 89
32,47
38,60
61
68
.69
93
94
96
' т-v ^ >г
^ *•!■
v /
.^W^"
6~ -
W ,^Ш ±Щг- cs^ --j^T .*
Мастерские науки
Сад
Каким наитием.
Какими -истинами,
О чем шумите вы,
Разливы лиственные?'..
Что в вашем веянье?
Но знаю — лечите
Обиду Времени
Прохладой Вечности.
Марина ЦВЕТАЕВА
Сад действительно прекрасный, образцовый...
Это не сад, а целое учреждение, имеющее
высокую государственную важность...
А. П. ЧЕХОВ
Не в центре города и не на окраине —
на высоком берегу Днепра за легкой
оградой раскинулся Сад. С большой буквы сад,
поскольку он не просто, согласно словарному
определению, «участок земли, засаженный
разного рода растениями», но еше и,— если
говорить словами чеховского героя,—
учреждение, имеюшее государственную важность.
А с первого взгляда сад как сад: аккуратно
подстриженные лужайки, ухоженные
клумбы, чистенькие, словно умытые, кусты,
таблички под деревьями вроде визитных
карточек, русскими буквами и латинскими.
Изящные, прошлого века павильоны, золотые
купола у спуска, хорошо продуманные аллеи
и дорожки, благоухание, спокойствие,
лиственные разливы.
Словом, Сад.
, ДВА ВХОДА,
I ИЛИ ЧТО ЗНАЧИТ
> СЛОВО «АКАДЕМИЯ»
нический сад Академии наук УССР.
Солидное академическое учреждение' со штатом
в 600 человек.
Среди шестисот сотрудников Сада есть
люди, умеющие обращаться с лопатой и с
ЭВМ, есть механизаторы и агрономы,
биохимики и физиологи, экскурсоводы,
дендрологи и сторожа — без одних Сад не был бы
садом, без других он не стал бы
исследовательским институтом.
Какие же науки процветают здесь, какие
плоды приносят? Директор Сада академик
АН УССР Андрей Михайлович Гродзинский
бегло перечислил только основные
направления — и ясно стало, что и половины,
и десятой даже части в одном очерке не
охватить, о чем мы прямо и сказали
академику. Тогда он предложил нам выбрать
несколько тем по своему усмотрению, но
и право выбора мы тоже решили, подумавши,
передать директору. Что это был за выбор,
вы узнаете из следующих глав, а сейчас
еше несколько предварительных
соображений.
В восприятии человека, далекого от мира
ботаники, сад, подобный киевскому,
ассоциируется почти наверное с какими-то
тепличными экзотами, с интродукцией редких
растений, с выведением новых сортов чего-то особо
декоративного или обильно плодоносящего.
Да, было упомянуто в беседе и экзотическое,
и декоративное. В частности, Андрей
Михайлович поведал историю с орхидеями,
которые — единственные среди цветов —
выжили в космическом корабле. Им бы лишь найти,
за что зацепиться корнями,— вот орхидеи
и выдержали невесомость, росли в космосе
весь долгий полет, росли себе на специально
для них приготовленном субстрате.
В общем, директор Сада говорил и о
цветах — для космоса и для Земли. Но больше
все-таки о научных исследованиях. И кое-
что — о не совсем научных, хотя и вполне
академических функциях Ботанического
сада.
Вспомним, что давным-давно в саду Ака-
дема, что в городе Афины, был не
исследовательский институт, а школа, основанная
Платоном. И само слово «академия» означает
и высшее научное учреждение, и учебное
заведение. В ветеринарной академии учат
лечить животных, в военной :—
полководческому искусству. А учиться обшению с
природой где как не в академическом Саду?
ДЕРЕВО У ДОМЕННОЙ ПЕЧИ,
ИЛИ СТРАТЕГИЯ ОЗЕЛЕНЕНИЯ
«Мы стремимся попасть туда, где погрязнее,
где больше пыли и дыма»,— сказал кандидат
сельскохозяйственных наук Федор
Михайлович Левон из отдела парковедения и
зеленого строительства. И в этом, бесспорно,
есть резон: если уж удастся оздоровить
воздух там, где он самый грязный, то в других
местах, где сносно, терпимо или
посредственно, это удастся тем более. Чем тяжелее
исцеленная болезнь, тем больше доверия
целителю.
I В Сад ведут два входа. Через один проходят
i не торопясь досужие горожане — погулять,
э отдохнуть среди зелени, проветрить легкие
я и потешить взор. В ту же калитку проходят
л мамы с детьми и бабушки с внуками, лю-
Э бопытствуюшие экскурсанты, школьники,
а ведомые учителями биологии...
Мы вошли через другой вход — служеб-
н ный. От троллейбусной остановки и праздных
а взглядов подальше, просто дверь в доме, про-
э стите, в административном здании. • А за
;д дверью вестибюль с доской объявлений, кон-
ф ференц-зал, отделы и лаборатории. Ибо
Э Сад — ботанический и не где-нибудь, а в
М Киеве: Центральный республиканский бота-
•I 1*
3
Одна из тем отдела (главная тема
лаборатории прикладной экологии) звучит так:
«Создание культурных фитоценозов на
промышленных предприятиях и в
индустриальных городских агломератах». Впрочем, в той
части агломерата, где люди живут и
отдыхают, дело большей частью обстоит
благополучно: проектируя новые города,
архитекторы отводят обширные плошади для
зеленых насаждений, да и старые почтенные
агломераты, вроде Запорожья,
Днепропетровска или Кривого Рога, тоже не обделены
зеленью.
Но в тех же старых городах стоит
сделать несколько шагов в сторону — от жилья,
от школ и детских садов в сторону заводов
и фабрик,— как станет ясно, что в
промышленной зоне не все красиво и зелено.
Металлургия, коксохимия, энергетика, да много
Научные сотрудники Сада изучали экологическую
обстановку вблизи ТЭЦ, методы закрепления
отвалов, которые пылят, если можно так сказать»
всей Менделеевской таблицей. Предпринимались
попытки закреплять отвалы, высаживая на них
неприхотливые сосны. Но, как явствует из снимка,
сосны не выдерживают неравной борьбы
с промышленными загрязнениями, и это вполне
естественно: средняя ТЭЦ выбрасывает
в атмосферу до 500 г двуокиси серы в сутки. Стало
ясно, что взять отвалы прямым штурмом нельзя, нужна
длительная осада: слой почвы, многолетние травы,
кустарник и только после этого деревья...
что еше — все это потенциальные источники
пыли, газовых выбросов, частиц дыма,
теплового загрязнения. Спору нет, в последние
годы объем наиболее токсичных
компонентов — окислов серы и азота, угарного газа,
сероводорода — существенно уменьшился.
Но справиться с пылью пока не всегда
удается. И по-прежнему жарко у домен и
мартенов, у прокатных станов и кузнечных
прессов — не придумали еше, как выплавлять
сталь и превращать ее в заготовки при
комнатной температуре...
Такова, в самых обших чертах, обстановка
в тех местах, «где погрязнее, где больше
пыли и дыма»,— там, где ведут исследования
экологи из Ботанического сада. И когда
обстановка действительно не из легких, экологи
не могут выправить ее только собственными
силами: имеющиеся в их распоряжении
биологические средства очистки воздуха
ограничены. Это честный, разумный, трезвый вывод.
Если же объявить озеленение панацеей, то
недолго увести промышленность в сторону
от реальных, действенных путей сохранения
окружающей среды. И в самом деле, чем
строить очистные сооружения и придумывать
замкнутые Циклы, проше вроде бы, да и
картиннее вложить миллион-другой в озеленение
завода и прилегающей территории. Впрочем,
и другая крайность не лучше — мы имеем
в виду расчет на голую технику. Фильтры
и газоуловители помогут, но не спасут. А
верное решение, как это часто бывает,—
комплексное: экологически чистая технология
плюс озеленение.
Такова научная идеология Сада в этом
вопросе. Но, понятное дело, проводя свои
идеи в жизнь, дендрологи, ботаники,
физиологи и экологи могут оперировать лишь своим
инструментом и опираться на хорошо им
известные биологические механизмы. Впрочем,
и это немало. Растения закрепляют почву, а
значит, меньше пыли. Они становятся
заслоном на пути загрязненного воздуха. Зелень
и водоемы порождают восходящие
воздушные потоки, которые уносят прочь пыль и
дым. Наконец, зеленый лист способен на
великое деяние — даже благодеяние: он
поглощает многое из того, чем мы не можем
дышать, отдавая взамен чистейший кислород.
Казалось бы, задача очевидна: окружить
цеха зеленой стеной, сложенной из тех
растений, у которых самый мошный
фотосинтез и самая отчетливая способность к
поглощению газов. Увы, эта программа, при
внешней своей простоте, становится мало реальной
при столкновении с суровой промышленной
действительностью.
На степном юге Украины, где так много
промышленных предприятий, но нет лесных
массивов, которые могли бы стать опорой
биологической зашиты,— там редки дожди, ,
зато в избытке пыль, и природная, идушая i
от земли, и заводская: руда, кокс, цемент...
Цветники и газоны, скверы и клумбы
появляются стихийно или планомерно едва ли i
не на каждом предприятии — людям нужна i
зелень, это в природе человека. И без всяких
проектов, так, по наитию, строят себе
беседки, высаживают плюш и. дикий виноград,
закладывают рощи и куртины. Но не
выдерживает зелень борьбы с промышленностью.
То ли воздух запылен, то ли почва
заражена — но гибнут большей частью молодые
посадки или влачат жалкое существование
в чахлости и болезнях. Такова, к сожалению,
реальность.
Но как узнать, что где уцелеет, а что
погибнет или захиреет? Только в
экспедициях, только с помошью детальных физиоло-
го-биохимических обследований:
интенсивность фотосинтеза, транспирация,
накопление органических веществ, характер
растительных тканей... Так были сделаны первые
выводы скорее о непригодности, нежели о
пригодности, тех или иных пород
применительно к тем или иным производствам. А
дальше шла чистейшая агротехника. Брали,
скажем, загрязненную почву с территории
коксохимического завода, везли ее в
питомник, а на ее место насыпали добротную
лесную почву. Сажали деревья — и там, и тут.
И наблюдали. И узнали, что при верном
подборе пород деревья могут расти и в
загрязненном грунте. После агротехнических
экспериментов настала очередь четких
рекомендаций: что можно и чего нельзя
высаживать на данном предприятии, с учетом
местной обстановки и специфики почв.
В Кировоградской области есть поселок
Побугское, а в нем — никелевый завод.
Посланцы Сада, поработав здесь три года, дали
следующую рекомендацию: мелколистый вяз,
белая акация, шелковица, катальпа и вишня
(но не для сбора ягод!). Для самых тяжелых
участков завода, а также для коксовых
батарей и доменных печей других предприятий
список сокращен до двух наименований:
аила нт и узколистый лох — им, оказалось,
и такая грязь нипочем. Для тех, кто не
слышал прежде о катальпе и айланте, скажем
коротко, что обе эти древесные породы —
из дальних краев, однако сейчас они успешно
вводятся в культуру, особенно в южных
районах страны.
В этой работе, давшей хороший
практический результат, был использован фенолого-
климатический принцип. Суть его в том, что
древесные породы по-разному откликаются
на промышленные выбросы в зависимости
от погодных условий; грубо говоря, чем выше
влажность, тем больше дерево нахватывает
ядов из воздуха и почвы. Значит, надо
выбирать деревья, которые начинают зеленеть
попозже, когда весенние дожди позади и
почва подсохла. Малораспространенные у нас
айлант и катальпа были выбраны как раз
по этому принципу и действительно
выдержали испытания в промышленных условиях.
Ну хорошо, ассортимент подобран,
посадки, ясное дело, выживут — а дальше что?
А дальше надо организовать
наивыгоднейшую аэродинамику воздушных потоков,
чтобы загрязнения уносились прочь и рассейва
лись, не создавая нигде и никогда опасных
После каждого ремонта городскому дереву дышится
труднее и труднее, ибо корни, как показано на
схеме, оказываются все глубже, дальше от
поверхности. А сколь глубоко спрятана почва под
асфальтом, видно на снимке
концентраций. Понятно, что такая работа
не может быть дана на откуп любителям
озеленения, какими бы благими
намерениями они ни руководствовались.
Рассмотрение сугубо аэродинамических
задач, возникающих при планировании полос
деревьев и кустарников меж заводских
корпусов, увело бы нас слишком далеко.
Возьмем одну лишь иллюстрацию (впрочем, из
наименее очевидных) — с обычным газоном,
который, кстати, служит источником
восходящих потоков. Какие с ним проблемы?
На территориях предприятий, да и
поблизости, вроде бы, хватает травы, хлопот с ней
нет, пусть себе растет... Но что это за трава?
Злостные сорняки, прямая угроза сельскому
хозяйству в близлежащих районах. Вон эту
дурную траву — не только с ноля, но и с
газона! А хороши для предприятий райграс
и мятлик луговой — те же травки, которыми
засевают футбольное поле. Но не овсяница —
для футбольного поля она пригодна, для
завода — увы: гибнет, как гибнут сосны
на отвалах ТЭЦ.
Культурный газон, что и говорить, хорош
и красив, однако он требует внимания и,
чтобы он не одичал, его за лето надо десять —
двадцать раз косить. У завода на это не всегда
хватает рук и во всяком случае без этого
хватает дел. Сад предложил использовать
замедлители роста трав, разработанные
Институтом органической химии АН УССР и
ВНИИ химических средств защиты растений.
Замедлители, кстати, закрепляют дерн, то
есть уменьшают образование пыли. А то,
что трава низкорослая, — так ее же не на
сено здесь выращивают...
Об озеленении промышленных
предприятий и целых индустриальных районов сейчас
много пишут в научных журналах — от
сугубо технических до медицинских. Есть немало
любопытных концепций и изящных схем
озеленения; однако в сложившихся районах,
по мнению специалистов Сада, далеко не все
эти схемы приемлемы.
В таких районах почти не строят сейчас
новых заводов, на которых озеленители
могли бы развернуться. Здесь наращивают мош-
Сжатые в каменном мешке
корни каштана скручиваются
в тугой комок
ности на старых площадях, не останавливая
производства, здесь многое приходится
рушить, сносить, перестраивать и, случается,
рубят, как ни грустно, старые посадки.
Научная идеология озеленения должна поэтому
включать в себя среди прочего пусть и
самоочевидный, но от этого не менее важный
принцип: срубил дерево — посади два.
Реалистическая эта стратегия, которую Сад
старается провести в жизнь, имеет целью
выживание зелени. И когда среди доменных
печей, ректификационных колонн и
прокатных станов появятся искусственные фито-
ценозы, когда промышленная зона
сравняется (или хотя бы сблизится) по озеленению
с городами и поселками, то можно взяться
и за более тонкую проблему: пусть растения
уловят все то, что случайно или по
несовершенству своему пропустили очистные
сооружения.
Впрочем, это уже стратегия на завтра...
СНОВА ЦВЕТУТ КАШТАНЫ,
ИЛИ КОРНИ В КАМЕННОМ МЕШКЕ
Хотя, наверное, и не стоит говорить
общеизвестное, повторим — не мы последние:
Киев прекрасен. И очень зелен. И каштаны
его, несмотря на постоянное их упоминание
в романах, новеллах и песнях, не утратили
своей прелести. И пирамидальные тополя
придают многочисленным бульварам
неповторимый облик. И парки у Днепра хороши
в любое время года...
Так есть ли проблемы с озеленением в
зеленом городе? Судя по тому, что
Ботанический сад как научное учреждение (а не
только как культурно-просветительное)
отдает немалую часть усилий родному городу,
такие проблемы есть. И первая из них
заключается в оценке экологической
обстановки.
Конечно, ни на Владимирском спуске, ни
на бульваре Тараса Шевченко деревьям не
угрожают коксовые батареи и цементные
печи. Значит, нет нужды вместо привычных
каштанов высаживать здесь мало знакомые
киевлянам катальпы. И все-таки...
Специалисты по коммунальной-гигиене ре-
t
гулярно измеряют, сколько сажевых частиц
и окислов углерода да азота примешивают
в городской воздух автомобильные выхлопы.
Но для ботаников главный, пожалуй,
показатель неблагополучия — это концентрация
свинца в зеленых листьях. Вдоль
американских хайвеев и западногерманских автобанов
она достигает 700 мг/кг сухого вещества
растений — хоть добывай из листьев
дефицитный цветной металл. В киевских
каштанах свинца существенно меньше, но все же
не так мало, как хотелось бы. Да и надо
ли этому удивляться, если по Крещатику,
скажем, проезжают в день 12 тысяч
автомобилей.
Летящий свинец задерживается лучше
всего листьями конского каштана и довольно
распространенного кустарника бирючины —
это доказано в Саду спектрографическим
анализом листьев. Значит, не случайно
каштан стал символом города и песня о
каштанах, которые цветут снова,— музыкальной
заставкой к передачам киевского радио.
Наверное, справедливости ради не мешало
бы отразить в художественных
произведениях и роль бирючины в защите горожан.
Ведь простенькая живая изгородь, с метр
высотою, высаженная на том же Крешатике
вдоль тротуаров, задерживает половину
отработавших газов! А еше эффективнее
двойной барьер: кустарник плюс деревья. В
оптимальном варианте — бирючина плюс каштан.
Несмотря на внешнюю простоту, этот
вывод очень важен с практической точки
зрения. Поскольку механическая защита, то
есть элементарное экранирование, создание
восходящих воздушных потоков на границе
между потоками людей и автомобилей, до-
1ЮО\
микробная обсемененность воздуха в помещении под
действием летучих биологически активных веществ:
Л — сразу после распыления, Б — через два
часа, В — через сутки, Г — через три недели.
Кривые на графике: I — общее микробное число,
2 — стафилококки, 3 — золотистый стафилококк,
4 — стрептококк
статочно эффективно сама по себе, то,
выходит, бульвары, краса и гордость старых
городов (да и новых тоже), малополезны. Они
же почти никого не защищают! Во всяком
случае, их роль несколько преувеличена, а
гораздо надежнее, может быть, не столь
изящные, зато добротные двухрядные
посадки вдоль тротуаров.
Но хорошо ли живется дереву-защитнику
в городе? Приходится ли ему, подобно
заводским собратьям, вести борьбу за
выживание? Наверное, не столь острую, но
приходится, ибо город все же не лес, и дереву
не всегда тут хорошо, даже в Киеве с его
мягким климатом и чистым (понятно, для
столь крупного города) воздухом. Старые
тополи, каштаны, липы, вязы хоть и болеют,
но выживают — многое повидали на своем
веку, было время привыкнуть и к невзгодам.
А молодняк гибнет. На него обрушиваются
сразу все тридцать три несчастья: и соль
с тротуаров, и утечки газа из подземных
коммуникаций, и блуждающие токи...
И еше одна беда — от неизменного
нашего стремления к порядку и
благоустройству. Улицы то и дело ремонтируют, меняют
покрытие, кладут асфальт на асфальт. И хотя
ремонтники при этом аккуратно обходят
деревья, асфальт-то помаленьку подымается,
деревья как бы погружаются в него все
глубже и глубже, попадают в каменный плен.
Хуже всего переносит это пленение
пирамидальный тополь. Его, считают дендрологи
Сада, надо постепенно заменять на
городских улицах более выносливыми деревьями.
Или, если получится, переделать деликатную
тополиную природу — например, привив
туркестанский тополь к его дикому
канадскому сородичу. Уже попробовали, вроде бы
выходит. *
Дерево так часто защищает нас, что в тех
немногих случаях, когда оно попадает в беду,
дело нашей чести защитить его.
ПУТЕШЕСТВИЕ НА ВЕЛОЭРГОМЕТРЕ,
ИЛИ ЧЕМ ПАХНЕТ «ФИТОН»
Случилось так, что, пока один из авторов
этих строк наводил справки о самочувствии
каштана в условиях Киева, другого облепили
датчиками и подключили к аппарату,
который регистрировал по нескольким каналам
артериальное давление, частоту пульса,
электрокардиограмму и реоэнцефалограмму,
несмотря на то, что он (автор), был
практически здоровым и его сердце если и билось
иногда учащенно, то исключительно из-за
повышенного интереса к предмету.
Предметом же в данных обстоятельствах
было воздействие на человека летучих
биологически активных веществ. Точнее говоря,
положительное воздействие или даже
целебное, если есть что исцелять. А под летучими
веществами понимаются не всякие
(нафталин тоже убивает микробов), а только те,
что выделяются живым растением и придают
ему неповторимый аромат, каждому свой:
мяте — мятный, лаванде, понятное дело,
лавандовый...
7
\ A
Работа авиадиспетчера связана с большим
эмоциональным напряжением, которое резко повышает
тонус симпатической нервной системы. Поэтому их
кард иоинтерва лограммы в начале (черная линия)
и конце смены (цветная линия) существенно различны.
После двадцатидневного лечения летучими
фитонцидами — с помощью «Фитона» — эти различия
исчезают
Но до демонстрации воздействия
оставалась еше с полчаса, и, чтобы не терять
времени, корреспондента, увешанного
датчиками, с резиновым жгутом на лбу и какими-то
присосками у щиколотки, усадили на
велосипед, который никуда не едет (по-научному —
велоэргометр), осмотрели критически
(корреспондента, а не велосипед), сверились с
таблицами — возраст, вес, пол и прочее —
и задали скромную нагрузку. И пошли
крутиться педали, по мере фальшивой езды все
с большей натугой, и произносились вслух
таинственные цифры, свидетельствующие,
наверное, о том, что ситуация еше не стала
критической... Наконец, корреспондента
развязали и разрешили слезть с велосипеда,
посоветовав на будущее делать зарядку
ежедневно и не есть много соленого. Дали
немного отдышаться и приступили к рассказу.
«То, что летучие вешества растений влияют
на микробов,— это известно давно,—
сказала доктор медицинских наук Янина
Стефановна Лещинская.— Но не в том главное.
Надо смотреть влияние не на микробов, а
на человека».
Вот такая концепция. Но при чем тут
ботанический сад?
Так уж повелось, что разведение
лекарственных растений испокон веков — наших
просвещенных веков — возложено было на
ботанические сады и аптекарские огороды;
похоже, что эта традиция не прерывается.
Но меняются подходы и возникают новые
тенденции. В частности: не извлекать
компоненты из растений, а применять их
(желательно те, что прочно вошли в фармакопею^
в комплексе и по возможности в натуральном
виде. Скажем, в виде эфирных масел — но
не для капель, мазей или притираний, а, так
сказать, по прямому назначению: чтобы
нюхать.
Летучие вещества растений — и это
подтверждено многочисленными
экспериментами — улучшают работоспособность и
снижают утомляемость, они регулируют
сердечный ритм и мозговое кровообращение,
причем всегда (если, конечно, правильно
подобраны растения) в нужную сторону. Например,
у гипотоников они повышают давление, у
гипертоников — снижают. И не иначе.
Группа работников отдела медицинской
ботаники Сада во главе с профессором
Я. С. Лешинской изучает сердечные ритмы
и мозговое кровообращение под воздействием
ароматов мяты, шалфея, аниса и лаванды.
Причем отнюдь не ради академического
интереса. Есть такая очень нелегкая
профессия — авиадиспетчеры. Смена — шесть часов
(правда, с перерывами, диспетчер работает
с дублером), помещение замкнутое. К концу
смены — и повышенное артериальное
давление, и усталость, и головные боли, и экстра-
систолия. Но вот в комнате появились
запахи — все тех же травок из фармакопеи.
И артериальное давление — в норме, и
сердечный ритм — хорош, и тесты к концу
дня выполняются не хуже, чем в начале.
А если отчего-то было пониженное давление,
то и оно выравнивалось, и если кто-то
жаловался на скверный сон (разумеется, не на
дежурстве, где спать не положено), то и сон
становился спокойным. Не всегда, конечно,
но в большинстве случаев.
Иными словами, летучие вещества, вернее
содержащиеся в них фитонциды, имеют адап-
тогенные свойства. Не сбивают жизненные
процессы в одну какую-то сторону, а
выравнивают их, подводят к среднему, наилучшему
уровню. Так сказать, двусторонняя
нормализация.
Тем временем комната, где стоит
велоэргометр и мудреные аппараты с самописцами,
мало-помалу заполнялась народом. Пришли
солидные научные сотрудники, вынули из
портфелей рукописи, принялись править.
Зашел мальчик лет двенадцати, уткнулся в
детскую книжку. К столу подсела дама с
вязаньем; юноша раскрыл «Иностранную
литературу»; две женшины в спецовках завели
вполголоса неспешную беседу...
Корреспонденту разрешили
поприсутствовать на сеансе, однако, кроме шума
вентилятора, ничего особенного он не услышал,
кроме легкого аромата перечной мяты, ничего
не унюхал. Аромат этот шел из скромного
аппарата под названием «Фитон»;
дозирующее устройство подавало порциями
мятное масло, вентилятор разгонял летучие
компоненты по комнате, причем так, чтобы
концентрация была около 1 мг/ м3 —
наилучшая дозиро вка в дан ны х обстоя те л ьства х.
(В иные дни «Фитон» пахнет лавандой,
-случается* *#те шелисссй^иди шалфеем,
словом, чем-нибудь аптечным и хорошо
апробированным. Хвойные масла, к примеру,
закладывать в «Фитон» не рискуют, потому что
они могут поднять давление у пожилых
людей. А цветочные, напротив, давление обычно
8
стабилизируют, никому не противопоказаны,
вот и подобралась такая группа
испытуемых — от школьника до пенсионера. Три
недели, дважды в день, с гарантией
безвредности и высокой вероятностью полезности —
отчего б и не понюхать... Концентрация,
между прочим, взята не с потолка, а выбрана
после тщательных замеров в поле, где цвели
соответствующие растения. И концентрация
там оказалась в пределах 0,5—0,1 мг/м3.
Это разбивает последние сомнения в
безвредности метода: если нам не противопоказано
гулять по полю цветушей лаванды, то и в
комнате с той же насыщенностью летучими
веществами провести полчаса во вред не
будет.)
Кандидат медицинских наук Нина
Михайловна Макарчук, много работавшая с
эфирными маслами и с «Фитоном», вспоминает
предшественников метода — от
Гиппократа, подметившего, что в венках из мяты
думается лучше, до безвестных работниц,
которые для прилива сил купались в
промывочных водах после дистилляции лаванды. И
добавляет, что эфирные масла помимо обшете-
рапевтического действия убивают и угнетают
патогенные микроорганизмы, в том числе
самые опасные, вроде бета-гемолитического
стрептококка, и, что еше существеннее,
повышают реактивные силы организма. Об этом
же свидетельствует статистика: частота
респираторных заболеваний заметно снижается,
иммунные реакции усиливаются.
Поскольку самое лучшее принято отдавать
детям, то «Фитоны» с разными маслами
устанавливают в детских садах (эти работы
проводятся вместе с кафедрой педиатрии
Киевского мединститута). И по весне, когда
защитные силы любого организма, а уж
детского особенно, несколько ослаблены, курс
фитотерапии очень кстати. Как аромат влияет
и на иммунную систему — говорить рано.
А укреплять здоровье и улучшать
иммунитет — самое время, независимо от того,
известен ли механизм. И в детских садах
(дети спят, «Фитон» работает), и в детских
больницах (очень хорошо после пневмонии), -
и в родильных домах (особенно там, где
стафилококковая инфекция), и в хирургических
отделениях, и на рабочих местах (в
редакциях, может быть, тоже, ну, не в первую
очередь, а после больниц и аэродромов...).
Надо, надо, надо... И просят у специалистов
из Сада то летучие масла, то аппараты. Если
масла еше можно тут найти, то с аппаратами
дело посложнее. Аппараты делают смежники
на общественных началах — мы вам аппарат,
вы подлечите наших сотрудников. Ох, далеко
на таких основаниях не уехать. А дело и не
очень сложное, хотя и не столь простое, как
может показаться: масла очень летучие,
пролезают через любые щели, значит, должна
быть тщательная герметизация, и еще точная
дозировка, и коррозионная стойкость — эти
масла разъедают все подряд.
Так неужели же специалисты по
химическим аппаратам, которые и не такое делали,
не помогут киевским биологам и врачам по-
Реоэнцефалограммы трех испытуемых: А — 23 года,
практически здоров; Б — 28 лет, незначительная
патология; В — 43 гада, гипертоническая болезнь
II степени. В каждой серии кривые слева — перед
работой, справа — в конце работы; верхние
кривые — до эксперимента, нижние — через 20 дней
после регулярного воздействия биологически
активных веществ (смесь масел лаванды, мяты
и аниса). У испытуемого А реоэнцефалограмма,
существенно деформированная в конце работы
из-за повышенного напряжения сосудов головного
мозга, полностью пришла в норму. У испытуемого Б
благодаря улучшению мозгового кровообращения
деформация (горбовиднам вершина) под воздействием
фитонцидов практически исчезла. У третьего
испытуемого, к сожалению, улучшения не произошло;
в этом случае, по-видимому, нужны другие методы
лечения
ставить фитотерапию на промышленную,
массовую основу? Пусть эти строки будут
скромным вкладом в дело популяризации
перспективного метода профилактики и
лечения. Но при этом пусть они будут
восприняты и как призыв к действию...
А сеанс фитотерапии подходил к концу.
Научные сотрудники складывали в портфели
внушительные рукописи, дама спрятала
вязанье, мальчик захлопнул книжку. Врачи
делали контрольные замеры — у кого-то
проверили пульс, у кого-то — артериальное
давление, осведомились о субъективных
ощущениях, поинтересовались, нет ли
бессонницы в последние дни. И испытуемые тихо
разошлись, до завтрашнего утра.
Но корреспондента, мотавшегося впустую
на велоэргометре, такое положение не
устроило, и, хотя ему дали разок подышать мятой,
он захотел более солидной компенсации —
потребовал на память ленты с ЭКГ и
энцефалограммой.
Не дали. «А вдруг,— сказали,— вы еше
попадете в Киев и зайдете к нам? Будете
тогда контролем. У тех, кто дышал мятой,
наступит улучшение, а у вас не наступит.
Ну, если только не станете делать ежедневно
зарядку и есть поменьше соленого...»
М. КРИВИЧ, О. ОЛЬГИН,
специальные корреспонденты
«Химии и жизни»
Окончание в следующем номере
последние известия
Атомарные
долгожители
Найдены условия, при которых
атомы газообразного водорода,
кислорода или азота
сохраняются а течение минут.
Каждый, кто изучал в школе химию, знает: атомы
водорода — крайне активные частицы, которые могут жить лишь
в течение тысячных долей секунды. Этого времени им
вполне достаточно, чтобы вступить в реакцию с какими-то
молекулами, а при отсутствии таковых — друг с другом, в
последнем случае образуется молекулярный водород Н2.
Отменить Свойственную им активность не властен никто —
и все же нам удался эксперимент, в ходе которого атомы
устойчиво наблюдались в течение нескольких минут
(Е. Н. Александров, В. С. Арутюнов, И. В. Дубровина,
С. Н. Козлов. Известия АН СССР. Серия химическая,
1983, № 4, с. 764).
При невысоком, порядка 1 мм ртутного столба,
давлении газа находящиеся в нем атомы сталкиваются между
собой сравнительно редко. Подавляющее их большинство
гибнет в результате захвата поверхностью сосуда — на
стенке. Однако способность стенки к захвату сильнейшим
образом зависит от материала, из которого она изготовлена,
а также от его обработки.
Оказалось, что если сосуд сделан из кварца, а потом
покрыт слоем оксида бора (сделать это очень несложно —
достаточно промыть реактор водным раствором борной
кислоты), то вероятность «увода» атомов из объема при
столкновении с такой поверхностью падает до одной
миллионной! Разумеется, для того чтобы поддерживать ее на столь
низком уровне, необходимо убрать инородные вещества,
в особенности вакуумную смазку, с которой атомы реагируют
весьма энергично.
Когда же все это выполнено, то оказывается, что для
реактора диаметром в 10 см время полупревращения —
период, за который концентрация атомов падает вдвое,—
возрастает почти до минуты. Время наблюдения атомов,
правда, определяется не только этим, но и диапазоном
чувствительности аппаратуры. Мы применяли комбинацию
физических методов, один из которых — резонансная
флуоресценция (см. «Химия и жизнь», 1983, № 5) — не только
весьма восприимчив, но и обладает широчайшим
диапазоном чувствительности.
Это позволило нам регистрировать не только
первоначальную концентрацию атомов, созданную с помощью
СВЧ-разряда (порядка 10м атомов/см3), но и ту, которая
оставалась после 20 периодов полупревращения, — а она
в миллион раз меньше.
В такой установке с атомами водорода (а также
кислорода, азота) можно работать практически так же, как с
обычными газами. С помощью вакуумных кранов
(свободных, однако же, от смазки) их можно перепускать из одного
сосуда в другой, подмешивать к ним любые реагенты, изучать
скорости всевозможных превращений с их участием.
Свойства атомов, как видите, в нашем эксперименте не
изменились — просто удалось подыскать условия, при
которых им не с чем реагировать. Однако полученный
результат, как нам представляется, может удивить не только
школьников.
Кандидаты
физико-математических наук
В. АРУТЮНОВ,
С. КОЗЛОВ
10
Обзоры
Всего один электрон
Доктор химических наук
О. Ю. ОХЛОБЫСТИН
Когда видишь то, что у тебя перед глазами,
ровно ничего не видишь...
М. МЕТЕРЛИНК
В основе любой науки лежит нечто
недоказуемое, по крайней мере на сегодняшний
день. Это нечто, именуемое постулатом, мы
нередко воспринимаем как явную
очевидность и в своих последующих
рассуждениях легко забываем, что когда-то, в самом
начале, приняли некое положение на веру,
или — то же самое — посчитали само
собой разумеющимся.
В природе нет ничего «очевидного». За
пренебрежение этой истиной она порой
жестоко мстит тем, кто пытается исследовать
ее, не отрешившись от чисто житейских
представлений о «здравом смысле». Когда
исходный постулат оказывается
несостоятельным или очень уж неполным,
происходят катастрофические, начинающиеся с
фундамента перестройки всего здания науки.
Под обломками когда-то безупречных
теорий гибнут наиболее верующие и преданные.
Подлинно научное знание парадоксально и
в большом, и в малом. В химии, как и во
всякой науке, вряд ли можно получить
качественно новый результат, пользуясь только
формальной логикой — родной сестрой
очевидности. Скорее наоборот. Кажущаяся
очевидность исходного постулата должна
настораживать, стимулировать поиск иных,
нетривиальных исходных посылок.
Казалось бы, куда проще и самому
понять, и другим объяснить, что разрыв ко-
валентной связи, образованной двумя
электронами, в принципе . может происходить
только одним из двух способов: либо по
одному электрону каждому из осколков (го-
молиз), либо одному оба, другому ничего
(гетеролитический разрыв):
ъ
В первом случае образуются только
свободные радикалы, во втором — только ионы
(явные или скрытые — «криптоионы»). Эта
классификация реакций по их механизму
верой и правдой служила химикам много
лет и именно в силу своей очевидности
долго казалась единственно возможной. Во
всяком случае, именно этот постулат
исправно служил символом веры для органиков
самых разных школ и направлений.
Общепринятая систематика
гетеролитических реакций основана на теории кислотно-
основного взаимодействия, предложенной
в 20-е годы Г. Н. Льюисом.
Термодинамическим категориям «кислота — основание»
в кинетике соответствуют понятия «электро-
фил — нуклеофил», причем кислота (элек-
трофил) выступает в роли акцептора
электронных пар, а основание (нуклеофил) —
их донора. Взаимодействие электрофила с
нуклеофилом, приводящее к образованию ко-
валентной связи, обычно мыслится как
синхронное, «одномоментное» обобществление
неподеленной пары, принадлежащей нуклео-
филу. Эта одномоментность — постулат.
Исходя из термодинамики (а все
остальное не строго), доказать его нельзя. В это
надо верить.
Постулат одномоментноети лег в основу
современной теории гетеролитических
реакций и оказался исключительно
плодотворным.
Представления о чисто гомолитических,
свободнорадикальных реакциях в течение
очень длительного времени развивались
параллельно и независимо. Третьей
параллельной линией оказались органические
окислительно-восстановительные реакции, сущность
которых состоит в переносе электронов от
восстановителя к окислителю,— они вообще
остались вне систематики.
Так в массиве органических реакции
образовались три разобщенных и, казалось,
ничем не связанных материка.
И только в последние годы стали
накапливаться факты, так или иначе
указывающие на условный характер такого
первоначального разделения, вновь
подчеркивающие идею связи, единства понятий,
искусственно разделенных
классификационными барьерами.
Стало очевидным, в частности, что
активные промежуточные частицы — ионы и
радикалы — связаны друг с другом
быстрыми одноэлектронными переходами, что
позволяет им легко превращаться друг в друга:
Реальными промежуточными частицами
многих органических реакций оказались не
«чистые» ионы или радикалы, а гибриды —
ион-радикалы, частицы, свойствам которых
долгое время не уделяли должного
внимания (их не предусматривала
каноническая классификация). «Ересь», угрожающая
привычным схемам, зародилась именно на
почве бурно развивавшейся в последние
годы химии ион-радикалов (см. «Химия и
жизнь», 1980, № 10, с. 29).
Напомним вкратце, о чем речь. Один из
11
двух электронов, образующих связь А— В
(точнее, электрон с верхней занятой
молекулярной орбитали), может перейти на
другую молекулу, которая, таким образом, по
отношению к молекуле А В становится
окислителем. На какое-то время молекула
А В останется без одного электрона. Один
оставшийся — неспаренный; следовательно,
остаток АВ — свободный радикал. Но и
катион тоже — ведь покинувший молекулу
электрон унес с собой единичный
отрицательный заряд. Итак: если молекула А В
теряет один электрон, она становится
катионом и радикалом одновременно, т. е.
катион-радикалом. Так и запишем:
С другой стороны, молекула, захватившая
«лишний», чужой электрон (точнее,
принявшая его на низшую незанятую
молекулярную орбиталь), становится
анион-радикалом:
Со + е ^» czf~
Читателю, в той или иной мере
знакомому с химией ион-радикалов, может
показаться, что автор рассказывает банальные
вещи и злоупотребляет его, читателя,
терпением. Может, оно и так, но вот ведь
что характерно: в известнейшей монографии
К. Ингольда «Теоретические основы
органической химии», которую редактор русского
перевода справедливо называет
энциклопедией современной органической химии, о
ион-радикалах не сказано ни слова — ни на
одной из 1054 страниц! Дж. Роберте и
М. Касерио, авторы одного из наиболее
популярных в мире учебников по
органической химии, упоминают о них лишь
вскользь (например, при обсуждении
механизма бензидиновой перегруппировки).
Почему же молчат знаменитые книги?
Может быть, ион-радикалы не стоят
упоминания? Посмотрим, так ли это.
В большинстве случаев (хотя и далеко
не всегда) ион-радикалы неустойчивы и
распадаются на ион и свободный радикал.
Например, катион-радикал метана
распадается по двум направлениям:
•сн/ н+^- ск.;+-^ ск з- Н'
Более однозначно распадаются
анион-радикалы органических галоген и дов:
где X — галоген.
Обратите внимание — уже эти
простейшие реакции не вписываются в
традиционную схему: в одном акте образуются и
ионы, и свободные радикалы. Ни гомо-
лиза, ни гетеролиза, какой-то гетерогомолиз
(а может быть, гомогетеролиз?).
Сейчас на простое перечисление реакций
этого типа не хватило бы годового объема
«Химии и жизни»; они буквально
пронизывают всю химию.
Рассмотрим общий, пока абстрактный слу- *
чай. При взаимодействии частиц АВ и CD
происходит перенос одного электрона —
скажем, от АВ к CD:
На этой, первой и решающей с тади и
образуется ион-радикальная пара («триплет-
ный эксиплекс»), а все последующие
события предопределяются характером
составляющих эту пару частиц. Распад этих
частиц обычно приводит к образованию пары
ионов и пары радикалов. Ионы рекомби-
нируют друг с другом — это быстрая
(ионная!) реакция. Судьба радикальной
пары, вообще говоря, несколько менее
определенна; чаще всего оба радикала
достаточно активны и вслед за ионами
соединяются друг с другом непосредственно в
той зоне, где они возникли («в клетке»):
АЕ>'+->А%-В+; Сй'ЧС+й"
Суммарный результат — реакция обмена:
А-В+с-Э-^А-Сч-б-^
Задумываясь над механизмом таких
реакций, многие поколения химиков пытались
ответить на главный, с их точки
зрения, вопрос: эта реакция гомолитическая
(свободнорадикальная) или гетеролитиче-
ская (ионная или скрыто ионная)?
Разумеется, далеко не всегда удавалось прийти
к общей точке зрения; споры порой
тянулись десятилетиями. Обе стороны (ионы или
радикалы?!) приводили экспериментальные
данные в пользу своей позиции, и борьба
шла с переменным успехом. Только теперь
постепенно становится очевидным, что
привычная постановка этого основного вопроса
может оказаться некорректной в принципе:
во многих реакциях участвуют и ионы,
и радикалы. Мало того, и те и другие
образуются в одном и том же
элементарном акте — при одноэлектронном
переносе. Многие реакции на деле оказались
ион-радикальными, и количество случаев,
когда нам это заведомо известно,
неуклонно растет. Может, и спорить-то было не
о чем...
Примечательна в этом отношении не
прекращающаяся с начала века дискуссия
о механизме превращений в системах
активное металлоорганическое соединение —
органический галогенид. Речь идет, в
частности, и о механизме широко известной
12
реакции Вюрца, позволяющей получать
углеводороды из этих самых галогенидов и
натрия. Абегг A905 г.) считал такие
реакции ионными, Шпет A913 г.) —
радикальными. После классических работ
П. П. Шорыгина по химии натрийоргани-
ческих соединений «радикалыцики», казалось
бы, победили. Однако двадцать лет спустя
Мортон вновь постулировал гетеролитиче-
ский характер реакции Вюрца. После работы
Летзингера, доказавшего сохранение
оптической активности при некоторых реакциях
этого типа (считалось, что при
образовании радикалов такое исключено), «гете-
ролитическая» точка зрения стала
общепринятой. Однако ненадолго — уже в начале
60-х годов доказали, что, например, при
нагревании магнийорганических соединений
с алкилгалогенидами в углеводородной среде
синхронно, в одном акте образуются
свободные радикалы, соответствующие обоим
реагентам:
Эти превращения были истолкованы как
результат переноса одного электрона с
металл ооргани чес кого соеди не ни я на галоге-
нид — вот тогда и был предложе н для
них ион-радикальный механизм. Тем не
менее лишь недавно прямыми
экспериментами (динамическая поляризация ядер, стру-
евой метод ЭПР) было показано, что в
ходе «нормальной» реакции Вюрца с
участием литийорганических соединений
промежуточно действительно образуются
свободные радикалы (Рассел, 19 73 г.). Итак:
галогенид лития — из ионов, а
углеводород — из свободных радикалов. В сумме
не ионы или радикалы, а
ион-радикалы, а затем и радикалы, и ионы.
Правы оказались обе стороны, каждая
по-своему.
Разрешите мне принять, что 2x2 = 5, и я
докажу, что из печной трубы вылетают ведьмы.
Д. ГИЛЬБЕРТ
Одноэлектронный, «нельюисовский»-подход к
механизму реакций, привычно именуемых
гетеролитическими, немедленно приводит к
каскаду нетривиальных выводов, которые
никоим образом не следуют из «двухэлек-
тронной» схемы. Если абсурдна исходная
посылка, должны быть абсурдны и выводы,
как в эпиграфе. Так ли на деле?
Нет, чаще всего ведьмами и не пахнет,
хотя с -самого начала возникают
противоречия со «здравым смыслом». Но не с
экспериментом!
В качестве добротной, хорошо
зарекомендовавшей себя очевидности возьмем так
называемые гидридные перемещения —
такой, например, случай, когда некий
катион отрывает от нейтральной молекулы
гидрид-ион, т. е. протон вместе с парой
электронов:
Само собой разумеется (не правда ли?),
что сильная льюисовская кислота В+
захватывает недостающую пару электронов, а
вместе с ними и протон, которому эта
пара принадлежит.
Но попробуем отрешиться от суеверий.
Разве не может катион В+ выступить в
роли одноэлектронного окислителя,
превратить АН в катион-радикал?
Конечный результат сразу утратит
однозначность. Все будет зависеть от
направления распада катион-радикала. Наиболее
вероятны два пути: передача радикалу В"
атома водорода (т. е. распад типа АН" +—>-
->-А+ + Н *) или потеря протона с
немедленным окислением возникающего
свободного радикала:
В последнем случае получается так, что
переносится не протон вместе с парой
электронов, а каждая из этих трех частиц по
отдельности: электрон, протон, второй
электрон.
А как на самом ^еле? Быстро растет
число примеров, когда в подобных
реакциях надежно доказано промежуточное
образование катион-радикалов. Так быстро, что
настала пора задать встречный вопрос: а
есть ли достаточно обоснованные примеры
«одномоментного» переноса гидрид-иона?
Началось с того, что стали получать
катион-радикалы таких веществ, которые
раньше рассматривали как типичные доноры
гидрид-иона, и изучать их методами
электронного парамагнитного резонанса (ЭПР),
электрохимически и спектрально. Такие
катион-радикалы оказались хорошими
донорами, но, естественно, уже не гидрид-
иона, а протона или атома водорода, в
зависимости от природы партнера.
Подобной участи не избежал и такой
классический поставщик «гидрида», как триэтил-
силан.
Последнее, пожалуй, прибежище гидрид-
иона как кинетически независимой частицы
в жидкой среде -^ это расплавы ионно
построенных гидридов. При электролизе
расплавленного гидрида лития водород
выделяется на аноде. На аноде разряжаются
отрицательно заряженные ионы. Вполне
очевидно, что в данном случае источник —
«живой» гидрид-ион, присутствующий в
расплаве:
13
Очевидно? Надо бы и это проверить. Ведь
к аноду может подходить и комплексный
анион LiH^T. Оказалось, что по крайней
мере по отношению к окислителям,
неспособным к последующему захвату водорода,
комплексный анион ВН^ оказывается
донором только электрона. Если так же будет
вести себя анион LfH^~, образующийся в
расплавах гидрида лития, то и здесь
выделение водорода еще не означает бытия
гидрид-иона как такового:
Вещи бывают ее чики и малы по eo.te судьбы
и обстоятельств и по понятиям каждого.
Комма ПРУТКОВ
Казалось бы, прямое взаимодействие катиона
с анионом (если тому не препятствует
растворитель) может дать единственный
результат — образование ковалентной связи:
По Л ьюису — да, а вообще — нет.
Довольно часто, как выяснилось, такие
реакции тоже начинаются с переноса лишь
одного электрона, что порождает
радикальную пару:
Если образующиеся радикалы активны и
тотчас рекомбинируют в клетке, непосредственно
их наблюдать не удастся и мы увидим
лишь суммарный процесс, представленный
первым уравнением. Однако если
рекомбинация чем-либо затруднена (например,
хотя бы один из образовавшихся
радикалов устойчив) — пожалуйста, наблюдайте.
К примеру, методом ЭПР.
В принципе такие непривычные реакции
обратимы: взаимодействие между двумя
радикалами может приводить к образованию
пары ионов (такого рода процессы
интенсивно изучает группа исследователей,
возглавляемая членом-корреспондентом
АН УССР В. Д. Походенко).
Следовательно, на самом деле схема выглядит так:
Здесь вообще исчезает хрестоматийная
грань между свободнорадикальными и
ионными реакциями: слева — радикалы,
справа — ионы.
К этой же группе примыкают и те реакции,
в которых донором электрона по
отношению к катиону оказывается его
собственный противоион. Давно известный пример —
распад йодной меди:
Взаимодействия такого типа недавно
обнаружены и в солях органических катионов
с «мягкими» анионами; так, оказались
парамагнитными твердые галогениды пирилия и
их растворы в неполярных растворителях:
Донор и акцептор могут входить в
состав одной и той же молекулы. Таковы
фоточувствительные «гибриды»
фенолят-ионов и пиридиниев:
Молекула слева — диамагнитный цвиттер-
ион, молекула справа — триплетный бира-
дикал. Свойства их, конечно, существенно
различны, несмотря на одинаковый состав
и порядок связей между атомами;
разница только в электронном строении. Можно,
пожалуй, назвать их электронными
изомерами.
Донорами электронов и их акцепторами
могут быть самые разные молекулы, ионы
переменной валентности, атомы, свободные
радикалы и т. п. Ясно, однако, что
наиболее универсальный источник электронов —
электрод; электрод же оказывается и
наиболее емким их акцептором. Возникает
заманчивая перспектива использовать
электрохимические реакции для моделирования
элементарных стадий захвата — потери
электрона. 'Если принять в качестве исходной
посылки постулат о непременной стадии од-
ноэлектронного переноса в ходе
органических реакций, то сразу же возникает
искушение выделить и изучить эту стадию в
электрохимической ячейке — сделать это,
так сказать, в чистом виде. К тому же,
меняя потенциал электрода, можно
неограниченно плавно имитировать реакционную
способность донора (акцептора)
электронов. В этом смысле и назвал
электрохимию «философией органической химии»
М. Байзер, автор книги «Электрохимия
органических соединений» (М.: Мир, 1976).
Так или иначе, но органическая
электрохимия, и особенно в привычных для
органика неводных растворителях, переживает
сейчас период бурного подъема. Постоянно
совершенствуются методы идентификации
нестабильных частиц, образующихся в ре-
14
зультате одноэлектронных реакций; все более
успешно проходит стыковка со смежными
методами — спектроскопией, ЭПР,
кинетикой.
И все же далеко не бесспорным
остается главный вопрос: а достаточно ли
точно имитирует электрод действие
химического реагента? Универсального ответа пока
дать нельзя — когда да, когда нет.
Многое зависит еще и от той цели, которую
ставит перед собой исследователь.
Допустим, требуется выяснить: может ли
реально существовать в растворе какая-либо
ион-радикальная частица и каково время ее
жизни? Не всегда можно получить ответ
на этот вопрос, используя метод ЭПР: время
жизни ион-радикала может оказаться
слишком малым, и это не позволит накопить
его в достаточной для прямого
наблюдения концентрации. Нет" сигнала ЭПР — это
еще не значит, что в реакционной с меси
нет свободных парамагнитных частиц. Очень
часто их образование может быть доказано
именно электрохимическими методами.
Один из наиболее наглядных методов
такого рода — вращающийся дисковый
электрод с кольцом, разработанный академиком
А. Н. Фрумкиным и Л. Н. Некрасовым.
В электрохимическую ячейку погружен
тефлоновый стержень, в торец которого
запрессован дисковый электрод (например,
из платины), окруженный вторым, кольцевым
электродом. Оба электрода — диск и
кольцо — электрически независимы, т. е.
включены в две автономные
электрохимические цепи. Оба, вместе с несущим их
тефлоновым стержнем, приводятся в
быстрое вращение для избежания адсорбции
вещества. Если на диске, потенциал которого
задается с особой точностью, возникает,
например, анион-радикал (одноэлектронное
восстановление нейтральной молекулы), то у
него появляется шанс, в зависимости от его
стабильности, добраться через раствор до
второго, кольцевого электрода, где этот
анион-радикал будет идентифицирован по-
лярографически: при том же потенциале
произойдет обратная реакция:
^Mi^te^fc^t-
+е_
Ijmm&c^u-
*лъяя#уаA
Если известно, что в какой-то реакции
перенос электрона происходит со 100%-ной
обратимостью (продукт переноса стабилен),
то можно определить, какая часть
восстановленных частиц попадает на второй электрод;
следовательно, это количество, определяемое
по величине тока на кольце, и
соответствует вполне стабильной частице. Если при
прочих равных условиях ток меньше —
значит часть образовавшихся на диске частиц
в условиях эксперимента гибнет и не
успевает дойти до кольца. На этом принципе
и основано определение времени жизни
частиц, образующихся на дисковом электроде.
Так, в частности, был обнаружен и катион-
радикал триэтилсплана, время жизни
которого (в ацетонитриле, 20°С) составляет
несколько тысячных долей .секунды. Не так
уж и мало — активные свободные
радикалы в растворе живут куда меньше!
«Быть или не быть» (в растворе) —
вопрос, как видим, разрешимый. Но в
большинстве случаев требуется существенн •
большее: гибнуть-то он гибнет, но где
уверенность, что полученный
электрохимически ион-радикал распадается или с чем-то
реагирует по тому же пути, что и ио;«
радикал, возникающий в ходе реакции
с химическим реагентом? Больно уж
своеобразный реагент этот самый электрод...
Действительно, в большинстве
органических реакций первоначально образуется
комплекс между реагентами, а все
последующее, включая и перенос электрона,
происходит в этом комплексе. Для
образования такового необходимо
благоприятное расположение многих светил; один из
решающих факторов — пространственный,
обеспечивающий выгодную геометрию
переходного состояния. Партнеры (реагенты)
должны подходить друг другу
геометрически — иначе взаимодействие между ними
вообще невозможно. Помимо теплоты
реакции важнейшую роль играет, таким
образом, и вероятностный (энтропийный)
фактор: какая доля частиц, обладающих в
принципе необходимой энергией, сможет
реально прореагировать при их соударении?
Может же быть и так: энергии обоим
хватает, но столкновение произошло под
невыгодным для образования комплекса углом;
такое соударение окажется неэффективным.
Важно, конечно, пространственное строение
обоих. Ну а если один из реагентов —
просто заряженная ртутная капля, как это
чаще всего и бывает в полярографии?
Очевидно, пространственный
(вероятностный) фактор будет в этом случае
существенно иным.
Далее. Если один из реагентов отдал
другому свой- электрон, то в клетке,
ограниченной' молекулами растворителя,
возникает пара частиц (например,
ион-радикалов), между которыми возможны повторные
соударения и которые если не просто
реагируют друг с другом, то уж во всяком
случае оказывают друг на друга
определенное, например поляризующее, воздействие.
На электроде меняется природа только
одной частицы — электрод остается
неизменным, и его влияние на
адсорбированные его поверхностью частицы при
заданном потенциале постоянно. Вполне
возможно, что и образующийся ион-радикал с-
таким партнером будет вести себя как>то
иначе, чем в «клетке».
Третье. В электродную реакцию
вступает частица, которая вблизи электрода (в
двойном электрическом слое)
деформирована полем, напряженность которого может
достигать 106—107 В/см. Это уж и не та,
в общем-то, частица, которая «свободно»
плавала в объеме раствора.
15
Опасений, как видим, много; ясно, что
достаточно близкого сходства между
химической и электродной реакциями может и
не быть. Ясно, однако, и другое: выводам,
полученным при электрохимических
исследованиях, можно доверять в том случае,
если они согласуются с данными других,
независимых методов (ЭПР, кинетика,
стереохимия и т. п.). Неспроста в
теоретической химии считается дурным тоном поиск
однозначных доказательств какой-либо мыс-»
ли; более корректным оказывается посте-*
пенное накопление доводов. А верна гипотеза
или нет — окончательный ответ за практикой.
Электрохимия — и даже в роли
философии органической химии — не может
служить панацеей от всех бед, как и
любой другой метод исследования. Вот почему
так важно, чтобы для решения
фундаментальных проблем химии была привлечена
совокупность различных методов; истина,
скорее всего,- лежит там, где все они дают
сходящийся результат.
Быть может, эти электроны —
Миры, где пять материков.
Искусства, знанья, войны, троны
И память сорока веков...
В. БРЮСОВ
Развитие самых несхожих отраслей
знания открывает все новые и новые грани
в свойствах электрона; электрон становится
одним из центральных объектов, изучаемых
точными науками. При этом для каждой
из них наиболее существенным оказывается
лишь вполне определенный комплекс свойств
этой поистине неисчерпаемой частицы.
Химику все чаще приходится включать
электрон в уравнения, где оный
выступает в роли химического реагента. В этом
смысле можно вполне определенно
говорить о химических свойствах электрона.
Как простейший анион электрон
соединяется с катионами; в этом и состоит
сущность реакций восстановления:
fe. + в —>3fe
Характерная особенность поведения
анионов в растворе — образование сольватов,
особенно прочных, если растворитель
способен к образованию водородных связей с
анионом. В этом случае анионы окружены
плотной «шубой» из молекул растворителя.
В кристаллах щелочного льда, подвергнутых
жесткому у -облучению, электроны также
плотно сольватированы молекулами воды.
Так их и зовут — сольватированные
электроны. В некоторых случаях'
растворитель относительно инертен к анионам, по-
16
следние сольватированы слабо и потому
обладают особенно высокой реакционной
способностью. Если в роли аниона выступает
электрон, в этих случаях (например, в
фотохимии) говорят о «сухих» электронах.
Конечно, -в отличие от прочих
реактивов, электроны нельзя хранить в банке.
Однако в электрохимических реакциях,
когда они проводятся с инертными
электродами (платина, графит), мощным
источником электронов становитс я катод.
Материал электрода в реакции обычно не
участвует; при всем желании уравнения
катодных реакций нельзя записать иначе как
взаимодействие растворенного вещества
(деполяризатора) с электроном. Если
концентрированный раствор какой-нибудь соли
аммония подвергнуть электролизу с ртутным
катодом, то образуется тестообразная
масса — амальгама аммония, по свойствам
близкая к амальгамам (сплавам со ртутью)
щелочных металлов. В сплаве со ртутью
в этом случае находится молекулярный'
аммоний — соль, в которой роль аниона
играет электрон, т. е. NH^e-.
Разумеется, электрон — анион очень и
очень своеобразный. В отличие от
«нормальных» анионов, он не имеет
фиксированных координат в кристалле. В массе
металла «холостые» электроны
кристаллической ре ше тки при надле жат ей как еди-
ному целому; как и в атоме, электроны
распределяются здесь по определенным
энергетическим зонам. В этом коренное
различие, например, между решетками
металлического натрия и поваренной соли.
Металлическая проводимость обусловлена именно
этими обобществленными электронами.
Такая ситуация в принципе возможна
не только в массе металла. При
электрохимическом восстановлении ртутноорганиче-
ских солей (например, хлористой метил-
ртути) в жидком аммиаке на катоде
выделяется' красное твердое вещество,
обладающее металлической
электропроводностью. Состав его отвечает формуле
CH3Hg. Это вещество не является
свободным радикалом, поскольку оно
диамагнитно и, следовательно, не содержит
при атоме ртути неспаренного электрона.
Оно не отвечает и формуле CH3Hg—HgCH3,
поскольку подобное вещество не обладало
бы высокой электропроводностью.
По-видимому, эт.о — органический «металл»,
решетка которого построена из катионов
CH3Hg+, суммарный заряд которых
уравновешивается электронами,
принадлежащими всей решетке. По-видимому, это не
имеющее пока названия вещество построено
подобно молекулярному аммонию, и его
формулу лучше всего писать так: CH3Hg+e—.
Как простейший свободный радикал,
электрон также вступает в типичные реакции:
Для электрона вообще чрезвычайно
характерна способность к реакциям
присоединения, и не только к катионам, атомам
и свободным радикалам, но и к
нейтральным молекулам, что приводит к анион-
радикалам.
В квантовой механике диалектическая
двойственность электрона состоит в том,
что он одновременно обладает как
корпускулярными, так и волновыми
свойствами. Столь же противоречива и природа
«химического» электрона. С точки зрения
химика электрон — простейший из
анионов; с другой стороны, он же —
простейший из' радикалов. Единство этих
противоположностей проявляется в том, что
в действительности электрон — простейший
а нио н-радикал.
Волновая природа электрона начинает
довольно своеобразно сказываться на его
химическом поведении. В частности,
многие реакции одноэлектронного переноса не
подчиняются незыблемым, казалось бы,
законам химической кинетики. Скорость таких
реакций не зависит от температуры и в
каком-то определенном температурном
интервале вообще не подчиняется уравнению
Аррениуса. «Обычная» реакция должна
преодолеть определенный потенциальный
барьер; скорость многих реакций переноса
электрона от высоты этого барьера не
зависит. Наглядно 1хотя и довольно грубо)
суть происходящего можно пояснить так:
электро н, вое пользовавшие ь сво ими
волновыми свойствами, не взбирается на
вершину потенциального холма, а просачивается
сквозь него по воображаемому туннелю
(«туннельный эффект»). В последние годы
стали известны и туннельные реакции
переноса протона. В обоих случаях
«толщина» потенциального барьера оказывается
более существенной, чем его высота.
Реакции туннельного переноса, как
показывает расчет, начинаются задолго до
реального, физического соударения
реагирующих частиц. В частности, в
парообразном состояни и перенос электрона от
атома калия на молекулу иода
происходит, когда расстояние между ними
0,6—0,8 нм:
к+%->кч;^>/&^
(Возможно, в растворах эти расстояния еще
больше — до 2 нм.) Реакции такого
типа вполне можно было бы назвать
«гарпунными» («Химия и жизнь», 1982,
№ 10, с. 30): атом калия как бы
стреляет по молекуле иода электроном.
Затем происходит электростатическое
притяжение образовавшихся после
выстрела катиона калия и
анион-радикала иода, приводящее к конечному
результату.
Одна из первых попыток приписать
электрону какие-то химические свойства (это
было в студенческой стенной газете в начале
50-х годов) встретила суровый отпор со
стороны старших товарищей. Думаю, сейчас
это сошло бы безнаказанно...
Ml 1
tit!
гтт^
ГТт
\ \ й i
F4
ш
п
U
Ч
м
ы
г^
п
J
НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ
АН СССР, Министерство
химической промышленности,
Министерство
нефтеперерабатывающей и нефтехимической
промышленности,
Министерство по производству
минеральных удобрений, Министерство
высшего и среднего
специального образования СССР,
Всесоюзное химическое обшество
им. Д. И. Менделеева проводят
24—28 сентября 1984 г. в
Ленинграде IV Международный
симпозиум по гомогенному
катализу. На симпозиуме будут
прочитаны пленарные доклады,
а также организованы секции
с устными и стендовыми
сообщениями. Планируется издание
сборников тезисов пленарных,
секционных, стендовых
докладов и полных текстов
пленарных докладов на русском и
английском языках.
Адреса секретариата
симпозиума: 117913 Москва ГСП-1,
Ленинский просп., .47, Научный
совет АН СССР по катализу;
193094 Ленинград,
Железнодорожный просп., 40, ВНИИНеф-
техим.
25—29 июня 1984 г. в Гааге
(Нидерланды) состоится
конференция «Будущие источники
сырья и материалов.
Химические и биологические
процессы переработки» (КЭМРОН-
III). В программе-
конференции: оценка мировых запасов
органического сырья (нефть,
уголь, природный газ,
возобновляемые источники сырья),
ресурсы и новые процессы
получения химических продуктов и
материалов, поиск заменителей
традиционного сырья н
материалов.
Это третья конференция,
проводимая Международным
союзом теоретической и
прикладной химии (ИЮПАК) по
программе КЭМРОН —
«Химические исследования для
нужд человечества».
Конференция КЭМРОН-1 — «Будущие
источники органического
сырья» — состоялась в 1978 г.
в Канаде, конференция
КЭМРОН-П — «Химия и
мировое производство продуктов
питания» — в 1982 г. на
Филиппинах. В дальнейшем по
программе КЭМРОН
предполагается провести конференции,
посвященные химии океана,
молекулярным основам
канцерогенеза, проблемам получения
чистой воды и обработки
сточных вод, будущим источникам
неорганического сырья.
17
Размышления
Зачем
депонировать
рукописи
Доктор медицинских наук
Ю. С. РОТЕНБЕРГ
Передо мной лежит очередной выпуск
ежемесячного библиографического указателя
«Биохимия дыхания, окислительного фос-
форилирования и фотофосфорилирования»,
подготовленного Библиотекой биологической
литературы АН СССР. В этом выпуске
содержится 269 библиографических описаний,
но из них всего 26 посвяшено изданиям на
русском языке и других языках
народов СССР, то есть около 9%. Маловато,
не правда ли? И примерно такая же
картина в любом реферативном журнале,
выпуске сигнальной информации и т. д.,
посвященных химии, биохимии, биологии...
В чем тут дело? Мало работаем? Кажется,
нет. Но вот печатаем мы результаты
исследований очень и очень медленно. И это,
безусловно, не способствует росту
авторитета советской науки.
Сейчас все чаше и чаще приходится
сталкиваться с ситуацией, когда над одной и той
же проблемой работают одновременно в
разных точках Земли, и быстрая публикация
не только способствует самоутверждению
ученого, но, возможно, определяет и судьбу
приоритета. Старый, но очень яркий пример:
Нобелевская премия по физике за 1930 г.
была присуждена индийскому ученому Ра-
ману, а не Л. И. Мандельштаму и Г. С. Ландс-
бергу на том формальном основании, что их
работа появилась в печати несколько позже...
18
А ведь продолжительность прохождения
статьи в большинстве наших журналов
составляет не менее года, а то достигает и
полутора лет. И если учесть, что статья может
быть возвращена автору для доработки после
рецензирования и что в этом случае датой
поступления считвется получение редакцией
исправленной рукописи, то и этот срок
придется увеличить еще раза в полтора, а то
и в два.
Можно ли ускорить прохождение
рукописей путем увеличения числа научных
журналов или числа выпусков в год? Очевидно,
нет — этому препятствует и нехватка
бумаги, и необходимость расширения
издательских штатов, да и сама устоявшаяся
технология прохождения рукописей.
И все-таки выход, конечно, есть. Одним
из возможных вариантов решения
проблемы быстрой публикации статей может
служить депонирование рукописей. Мне могут
возразить: кому нужно депонирование,
если ВАК не признает права депонированной
рукописи быть включенной в список работ,
опубликованных по теме диссертации?
Однако это не соответствует истине, так как
в соответствии с «Инструкцией о порядке
депонирования рукописных рвбот по
естественным, техническим и общественным
наукам» депонированные рукописи
приравниваются к опубликованным печатным
изданиям, а в п. 28 соответствующего
положения ВАК записано, что в качестве
опубликованных рвбот по теме не только
кандидатской, но и докторской диссертации могут
рассматриваться авторские свидетельства,
депонированные рукописи и т. д. Значит,
причина не в этом. Но в чем же?
Во-первых, среди ученых бытует мнение,
будто депонированные работы представляют
собой публикации «второго сорта». И как
это ни парадоксально, подобное мнение
поддерживают сами редакции журналов! Вот,
например, как сообщает редакция о
принятом ею решении: «Ваша статья...
представляет интерес для узкого круга читателей
и поэтому рекомендуется к депонированию».
Однако в соответствии с той же
«Инструкцией» на депонирование могут
направляться работы и в том случае, если срочная
информация о результатах проведенной
работы необходима для утверждения
приоритета советской науки, причем
депонирование отнюдь не лишает автора права
дальнейшей публикации этой же работы в
обычном порядке. Но это хорошее положение
почему-то напрочь забыто — очевидно,
из-за господствующего представления о
депонировании как пути «консервации»
узкоспециальных работ.
Вторая немаловажная причина, по
которой депонирование не оправдывает
возлагавшихся на него надежд,— плохая
информированность ученых о том, что такое
депонирование. Я опросил десять научных
сотрудников из разных учреждений. Восемь
из них сделали большие глаза:
«Депонирование? А что это такое?»
Конечно, десять — это, как говорится,
«не статистика», но ясно, что депонирование
нуждается в рекламе. Эту рекламу можно
было бы печатать на последних страницах
обложек научных журналов — там, где
сегодня дается рекламная информация о
новых книгах, реактивах, приборах и др.
Беда в том, что рекламировать-то, по
существу, нечего! Как ни странно это звучит,
но сегодня депонирование не дает никакого
выигрыша в основном требовании к научной
информации — ее оперативности...
Рассмотрим конкретный пример. Рукопись
статьи была направлена в редакцию одного
и з журналов и здател ьства « Медици на»
в марте 1980 г. Лишь в октябре был
получен процитированный выше ответ. Около
месяца заняла переделка рукописи в
соответствии с «Правилами оформления
рукописей для депонирования» (о самих
правилах — несколько позже). Наконец, прошло
еще четыре месяца, прежде чем в
соответствующем РЖ был опубликован реферат
статьи и еше два месяца до получения
официальной справки. (На мелованной бумаге!
С золотым обрезом!) Итого, все те же год-
полтора.
А если вы захотите заказать оттиск
депонированной рукописи, то это займет не
меньше 3—4 месяцев. Во всяком случае,
такими темпами работает информационно-
справочный центр ВИНИТИ. Я как-то
провел такой эксперимент: в один и тот же день
отправил из Москвы заявку на изготовление
копий статьи в ИС11 ВИНИТИ (Люберцы
Московской обл.) и автору этой же статьи
за границу. И что же? Оттиск из-за океана
пришел почти на месяц раньше... Так где же
тот выигрыш, который может побудить
ученого шире использовать депонирование как
путь публикации своих изысканий?
А выигрыш может быть достигнут, причем
немалый. Но для этого надо
коренным образом пересмотреть всю систему
депонирования.
Мне кажется, что депонирование
рукописей должно идти преимущественно «в
обход» редакций журналов и без
предварительного рецензирования, лишь по
рекомендации ученых советов тех организаций, где
работают авторы публикаций. Пусть сами
авторы и руководители научных учреждений,
направляющих рукописи на депонирование,
несут всю ответственность за качество и
научную ценность своих статей, зато срок
прохождения рукописей может быть сокращен
до приемлемых 1,5—2 месяцев. (Разумеется,
вся существующая сегодня
сопроводительная документация должна быть сохранена.)
Строго говоря, и в этом случае
«Инструкция» предусматривает возможность
депонирования рукописей без участия редакций
научных журналов, а прямо по направлению
ученых советов головных НИИ (между про-
19
чим, почему только головных — это ведь
все-таки не зашита диссертации?), вузов
и некоторых других учреждений. Но, к
сожалению, и этот путь используется слишком
редко — очевидно, по уже перечисленным
причинам.
Необходимо, однако, подчеркнуть, что и
в случае депонирования «в обход» редакций
требуется рецензирование рукописей. Рискуя
получить заслуженный упрек в банальности,
все-таки повторю общеизвестную истину:
чем тривиальнее статья, чем меньше она
содержит необычных фактов и свежих
мыслей — тем легче и безболезненнее
протекает процесс рецензирования, и наоборот.
Прекрасный тому пример — история статьи
В. П. Белоусова «Периодически действующая
реакция и ее механизм», которая увидела
свет лишь через тридцать с лишним лет после
ее написания и через двенадцать лет после
смерти автора*...
Конечно, дорогую журнальную площадь
нельзя предоставлять нерецензированным
работам, но разве ученый совет института
(даже не головного) не может под свою
ответственность дать «добро» 'на
депонирование рукописи без обязательного внешнего
рецензирования?
Журнальный объем, высвободившийся в
результате более широкого использования
системы депонирования, можно было бы
использовать для публикации столь нужных
исследователям проблемных и заказных
статей, обзоров и методических работ, а их
авторам предоставить несколько большую
свободу действий: сегодня объем средней
статьи в большинстве журналов не
превышает, как правило, 4—5 страниц; этого,
быть может, и достаточно для
конспективного (и поэтому не всегда вразумительного)
изложения результатов частной работы, но
отнюдь не для обсуждения методических
тонкостей или тем более составления
хорошего обзора. А ведь нужда в хороших ( и
оперативных!) обзорах очень велика.
Помимо этого журналы могли бы
получить возможность публиковать краткие
изложения результатов отдельных
диссертационных работ. Ведь тираж авторефератов
крайне невелик (согласно инструкции ВАК —
100 экз.), и к широкому (тем более иност-
рвнному) читателю они не попадают.
Решение о целесообразности подобной
публикации могли бы принимать
специализированные ученые советы одновременно
с зашитой диссертации.
Теперь несколько слов про «информацию
об информации», которая сегодня дается
путем публикации рефератов
депонированных рукописей в соответствующих
реферативных журналах ВИНИТИ и других
институтов информации. При этом необходимо
иметь в виду, что многие разделы науки
. «перекрываются» выпусками различных ин-
* См. «Химию и жизнь», 1982, № 7.
формационных центров. Например, и
ВИНИТИ, и ВНИИМИ (Всесоюзный НИИ
медицинской и медико-технической
информации) депонируют и реферируют работы по
биофизике, биохимии, генетике,
вирусологии, микробиологии, фармакологии,
токсикологии и другим меди ко-биологическим
дисциплинам. Аналогичное положение
существует и в других областях науки. В
результате, для того чтобы получить
исчерпывающую информацию о депонированных
работах, необходимо просматривать
реферативные журналы двух-трех, а то и более
информативных центров, что безусловно
нереально.
Поэтому наиболее приемлемым
представляется выпуск специального «Бюллетеня
депонированных рукописей», выходяшего
часто и публикующего информацию обо
всех депонированных рукописях. Было бы
также чрезвычайно полезно, если бы
авторам высылались 10—15 ксерокопий
депонированной статьи для рассылки коллегам
и постоянным научным корреспондентам
(пусть даже за плату). Естественно, что
организация, занимающаяся депонированием,
должна быть хорошо оснащена современной
множительной техникой.
И на конец, целесообразно пересмотреть
«Правила оформления рукописей для
депонирования». Вчитайтесь в эти правила!
Даже опытная высококвалифицированная
машинистка, печатавшая и монографии, и
диссертационные работы, изумленно
развела руками, ознакомившись с пунктом
«Правил» о порядке исправления опечаток.
(Никаких подчисток и исправлений! Ни в коем
случае не «забивать» букву или слово!
Печатать нужное слово или букву на
отдельном листе, вырезать и вклеивать
в текст...) Ведь это все-таки научная
работа, а не каллиграфия или вышивание гладью,
и мне, читателю, совершенно безразлично,
как исправлена опечатка,— лишь бы смысл
не пострадал.
Теперь, кажется, настало время ответить
на вопрос заголовка. Нет, депонирование
научных работ — это, безусловно, не панацея
от всех бед «бумажного голода», и научных
периодических журналов оно не отменит и не
заменит. Да этого от системы
депонирования никто и не требует и не ждет. Но
возможность оперативно, в самые сжатые сроки
опубликовать свою работу и ознакомить
с нею хотя бы узкий круг самых близких
специалистов — уже огромное дело.
Прибавим к этому возможность публикации
спорных и дискуссионных работ, которым
так трудно пробиться через барьеры
рецензий. И наконец, это экономия изрядных
количеств бумаги, не говоря уже о более
сложно учитываемых выгодах ускоренного обмена
свежей научной информацией.
Все это вместе взятое может принести
огромную пользу науке, обществу,
государству.
20
Нужен
аналог селедки
СТАРАЯ МОДЕЛЬ
ДЛЯ НОВЫХ ПРОДУКТОВ
Кандидат биологических наук
Г. И. СЛЕПКО
I
Каких бы высот ни достигла
нынешняя пишевая технология, все же в
основе ее — исторический опыт
кулинарного искусства; так что эта
область знаний, по существу,
эмпирическая. Тем не менее когда речь идет
о хлебе насущном, научную
щепетильность следует отбросить. К тому же
разрыв между наукой и практической
технологией ныне сокращается, а это
значит, что можно ожидать
появления совершенно новых методов
производства пиши — но в соответствии
со старой моделью: иначе вряд ли мы
захотим такую пишу есть...
Примером для подтверждения этой
мысли нам послужит соленая рыба.
Посол, традиционный способ
переработки и хранения, появился так
давно, что не имел под собою научной
основы, да и не нуждался в ней.
Селедка хороша без всяких обоснований,
и, хорошо посоленная, она
располагает скорее к застолью, чем к научной
дискуссии. Однако ни для кого не
секрет, что сейчас спрос на нее не
удовлетворяется. Надо надеяться, что
природные запасы сельди подорваны лишь
временно и будут впоследствии
восстановлены; однако рост населения
планеты, по всей види мости, еше более
усилит нехватку соленой рыбы.
Сложность в том, что для посола
годятся далеко не все виды. В последние
21
годы количество рыбы, заготовляемой
во всем мире сушкой, посолом и
копчением, оставалось на удивление
постоянным — около 8 млн. тонн, тогда
как консервированной, замороженной
и свежей рыбы продают все больше.
Как же восполнить дефицит соленой
рыбы вообше и сельди в частности?
Не поискать ли ей равноценный
заменитель среди новых объектов
промысла? Или так изменить обычную
технологию, чтобы она стала
применима к другим рыбам?
Некоторый опыт уже есть, но
осталось и немало трудностей, причина
которых — в недостаточном понимании
химических процессов,
превращающих сырой продукт в готовый.
Посолить можно любую рыбу, но не
всякую соленую рыбу можно съесть. Сельдь,
скумбрия, салака, килька, а также
лосось и осетр съедобны в соленом
виде без всякой кулинарной
обработки, а вот треска, ледяная рыба, хек
и минтай требуют вымачивания и
дальнейшей готовки. В чем же различия?
Технологи называют рыб первой
группы созревающими, второй —
недозревающими. Созревание — это
естественное превращение мяса
соленой рыбы в такое состояние, при
котором оно становится пригодным для
непосредственного употребления в
пищу; обычно для этого требуется
несколько дней или недель. Рыбы
второй группы, т. е. несозреваюшие рыбы,
как бы их ни солили и сколько бы ни
хранили, не станут съедобными сами
по себе: они останутся сырыми. Их
солят с единственной целью —
предохранить от порчи, законсервировать.
Удовлетворительного ответа на вопрос о
причинах такого различия нет
(может быть, потому что вопрос о селедке
до недавнего времени не был
актуальным, ее хватало для удовлетворения
спроса). Теперь настала пора узнать
точно, чего же недостает несозреваю-
щей рыбе и как восполнить этот ее
изъян: тогда мы сможем и из нее
приготовить нечто подобное селедке.
II
Коль скоро рыба при созревании
становится съедобной, с ней, видимо,
происходит нечто похожее на то, что
случается при варке. А варка — это
денатурация и распад клеточных
структур и белков мышечной ткани.
Значит, и при созревании надо
предположить денатурацию и частичное раз-
22
рушение, только другого рода и по
иным причинам. Стало быть, в мясе
одних рыб есть факторы
разрушения (т. е. созревания), отсутствующие
или не действующие у других рыб: ведь
созревание идет само по себе, без
каких-либо «заквасок»...
Нет сомнений в том, что главную
работу выполняют гидролитические
ферменты протеазы, расщепляющие
белки до пептидов и аминокислот. А
факторы созревания — это, во-первых,
ферменты пищеварения, проникающие
в толщу мяса из желудка и
кишечника, и, во-вторых, тканевые
гидролитические ферменты. В каждой мышечной
клетке есть свой набор таких
ферментов (некоторые из них заключены в
лизосомы). Действуя совместно, они
способны расщепить любой белок до
составляющих его аминокислот.
Пока клетка живет, разрушающее
действие протеаз отрегулировано таким
образом, что они обновляют белковые
структуры, заменяют их при
необходимости, а также переваривают
чужеродные белки. Но когда нормальная
жизнедеятельность клеток
прекращается и они начинают разрушаться,
тканевые протеазы освобождаются из
клеточных структур, и, не
сдерживаемые более регуляторами обмена веществ,
они действуют без разбора на белковые
компоненты. Благодаря этим
ферментам и созревает даже та рыба, у
которой удалены пищеварительные органы.
Однако все это еще не ответ на
вопрос, почему селедка созревает в
отличие от трески. В том-то и сложность,
что такие факторы созревания есть в
мясе любой рыбы, и у трески их не
меньше, чем у селедки.
III
Похоже, что у созревающих рыб
гидролитические ферменты работают как
надо, без препятствий и осложнений.
Есть даже предположение, что дело тут
в структурных особенностях
мышечных белков, что созревание чуть ли не
видовой признак. Выходит, сколько
рыб, столько и особенностей. Час от
часу не легче^..
Действие ферментов зависит от
множества факторов: кислотности среды,
ионной силы, температуры, наличия
ингибиторов и т. п. (Если бы мы
умели всем этим* пользоваться, варьируя
условия так и этак, у нас было бы
множество непохожих продуктов
неизвестного доселе вкуса и аромата; од-
нако интуиция в этом случае
позволяет получить результаты быстрее, чем
научное планирование эксперимента.)
Первый из названных факторов — рН
среды, в которой работают
гидролитические ферменты,— по традиции
представляется едва ли не самым важным.
Если приготовить из рыбы гомогенат
и измерить его рН, то полученное
значение даст очень отдаленное
представление об истинной кислотности
внутриклеточного содержимого. В целом
рН близок к нейтральному — и для
селедки, и для трески. Между тем
известно, что пепсин активно
расщепляет белки в кислой среде, трипсин —
в слегка щелочной, а важнейшие про-
теазы мышц — при самых разных
значениях рН. Выходит, при созревании их
действие может быть независимым от
этого условия?
Но есть еще одно условие, может быть,
в данном случае важнейшее. Это —
необходимость предварительной
денатурации белков, атакуемых протеолити-
ческими ферментами. В естественном,
неповрежденном состоянии длинная
полипептидная молекула белка
свернута и упакована в компактную
структуру, занимающую небольшой объем.
Участки молекул, чувствительные к
действию ферментов, остаются
скрытыми, протеолиз идет с трудом. В
денатурированном же состоянии
внутримолекулярные связи нарушаются, цепь
частично или полностью разворачивается
и то, что было скрыто, становится
доступным. Трипсин, например, не гидро-
лизует неденатурированные белки (или
гидролизует их крайне медленно).
Отчего при неблагоприятной
кислотности рыба не созревает, вроде бы ясно:
нет условий для работы ферментов. Но
отчего созревает селедка, когда
условия далеки от оптимальных,— вот в
чем вопрос. Надо думать, что у нее
есть какие-то денатурирующие
факторы, может быть, имеющие ключевое
значение...
IV
У созревающих рыб есть обшая
особенность — это, как правило, рыбы жирные.
Более того, чем жирнее рыба, тем
быстрее и полнее она созревает. Поэтому
сельдь иваси, отличающаяся особой
жирностью, так легко перезревает и теряет
свои деликатесные свойства.
При температурах посола у жира
обычно полужидкая консистенция,
благодаря наличию ненасыщенных
жирных кислот. У живой рыбы жир
откладывается преимущественно под кожей и
между мышцами, в так называемых мио-
септах, а также в брюшной полости, на
кишечнике. При посоле рыба сначала
пропитывается солью. По законам
осмоса ее мясо теряет воду, и только
потом начинается собственно созревание.
Замечено, что в процессе созревания
мясо рыбы становится маслянистым, оно
как бы насквозь пропитывается жиром
и к концу созревания четких границ в
распределении жира нет. Видимо,
перейдя в аморфное полужидкое состояние,
жир приобретает способность
перемещаться — по каналам, по которым
уходила вода, с ним несовместимая.
Можно предположить, что липидные
вещества, проникая по мышечным
волокнам, дополнительно действуют на
ткани; жир в данном случае можно
сравнить с органическим растворителем
или детергентом. И в самом деле, в
его состав входят триглицериды жирных
кислот, свободные жирные кислоты,
фосфолипиды и соли жирных кислот с
длинными, до 22 углеродных атомов
цепями. Известно, что вещества
такого рода изменяют гидрофобные
взаимодействия в клеточных мембранах,
нарушают их структуру. Высокое содержание
соли должно способствовать этому.
Итак, освободившийся жир
способен ускоренно разрушать мышечную
ткань и составляющие ее клетки.
Автолиз, саморазрушение ускоряется под
влиянием жира. Его характер
изменяется, и начинается созревание. Оно
выражается в том, что ткань
размягчается (а если жира недостаточно, то нет
и размягчения — несозревшее мясо
соленой трески сохраняет жесткую
консистенцию). Для сравнения скажем, что
в мясе трески около 1% жира (он
откладывается главным образом в
печени), а у сельди порою выше 25%.
И все же размягчение — еще не
созревание; это только половина дела.
V
Вторая половина дела — протеолиз,
распад белковых молекул на пептиды
и аминокислоты. Действие
растворителя (жира) затрагивает и лизосомы —
внутриклеточные структуры, в которых
заключены важнейшие протеолитиче-
ские ферменты. Они только тогда
начинают свою работу, когда мембрана
лизосом основательно разрушена. По
мере размягчения ферменты освобож-"
даются, но этого мало: нужна еще де-
23
натурация белков-субстратов.
Наверное, и это условие выполняется, когда
ткань пропитывается жиром; во всяком
случае, денатурация самых разных
белков в среде, содержащей липидные
вещества, хорошо известна. По-видимому,
созревание — это тот случай, когда
соединение двух денатурирующих
воздействий (высокая концентрация соли плюс
присутствие липидов) дает
дополнительный эффект: гидрофобные
взаимодействия липидов и белков усиливаются в
условиях высокой ионной силы. Сами
протеолитические ферменты на
удивление устойчивы в среде, содержащей
детергенты; более того, они могут
активироваться в присутствии
поверхностно-активных веществ.
Эти (и некоторые другие, здесь не
упомянутые) закономерности
выявлены, правда, не в бочке с селедкой, а в
лабораторном стекле. Если принять, что
они справедливы и для интересующего
нас практического случая, то
становится понятным, отчего треску нельзя
заставить созреть, даже если добавить к
ней селедочные ферменты (были такие
попытки). У трески тот же набор
необходимых ферментов, что у селедки, но
она не созревает потому, что в ней
слишком мало жира, чтобы размягчить ткань,
сделать ее проницаемой для ферментов.
Пониженная температура и
накапливающиеся продукты гидролиза
тормозят протеолиз в селедке. Это хорошо;
протеолиз будет продолжен в
желудке, когда мы съедим соленую рыбу.
При повышенной температуре, малой
концентрации соли благодаря своим и
чужим ферментам протеолиз
благополучно закончится в кишечнике...
Особый случай — сельдь в
преднерестовом состоянии. Оставаясь
достаточно жирной, она все же не созревает,
хотя прекрасно размягчается и
выглядит аппетитно; но есть ее нельзя:
мясо сырое, без привычного вкуса и
запаха. В чем причина?
При образовании половых продуктов
обмен тканевых белков претерпевает
серьезные изменения. В этом
состоянии активность протеаз, по-видимому,
ингибируется настолько, что полное
созревание становится просто
невозможным. В истории селедки разыгрывается
лишь первое действие — денатурация;
ею дело и заканчивается. А вторичные
процессы, при которых из продуктов
гидролиза белков и жира образуются
соединения, определяющие вкус и запах,
так и не завершаются.
24
Вот так банальная селедка может
служить иллюстрацией некоторых
закономерностей, выявленных в
академической обстановке. К сожалению,
соление рыбы пока осмыслено меньше, чем,
к примеру, квашение капусты. Но если
этот феномен действительно имеет
отношение к энзимологии, то он может
принести пользу не только технологам, но
и биохимикам: пусть они обратят
внимание на селедку. Где еше найдешь
такие условия для протеолиза!
VI
Во всем, что касается питания, новые
методы бывают обычно логическим
продолжением старых, традиционных.
Соление, старый способ переработки и
хранения рыбы, хорош потому, что не
требует сложного оборудования и
специальных условий, а продукт
получается и вкусным, и полезным. Надо
полагать, что рыбы большинства
промысловых видов уже испытаны человеком
на предмет посола, так что процесс
отбора заканчивается. Нужен аналог
селедки. Создавать его придется заново,
комбинируя свойства разных рыб.
Разнообразие морской фауны дает
возможность выбора и белкового сырья,
и жиров. Источником ферментов
также остается сама рыба. Это должно
обнадежить тех, кто не склонен
изменять своим вкусам,— самые что ни на
есть новые продукты питания должны
как можно больше походить на
привычные по виду, запаху и
консистенции. Но это условие не
распространяется на химический состав; и как раз
новая технология способна полнее
удовлетворить требования, выдвигаемые
наукой о питании.
Но не только в том ее преимущества.
Ра но или поздно придете я создавать
так называемые искусственные (не
будем спорить о терминах) продукты на
основе пищевых веществ различного —
не только морского —
происхождения. И, безусловно, наряду с такими
потенциальными ресурсами пищевого
белка, как жмых, шрот, молочный обрат,
дрожжи, зеленые листья и зеленая
масса растений, в дело должны пойти и
рыбы малоценных пород. Если в конце
концов они примут облик уважаемой нами
селедки, вряд ли кто-нибудь станет
возражать. Но для этого надо до конца
понять закономерности превращения
сырой рыбы в соленую — те
закономерности, которые были здесь лишь
бегло намечены.
В высокогорье организм человека вынужден
приспосабливаться не только к нехватке
кислорода и влаги в воздухе, но и к
резким перепадам температуры, сильной
ультрафиолетовой радиации, чрезвычайной яркости
дневного солнца, свирепым ветрам... И все это
при немалой физической и психологической
нагрузке.
Сколь в горах меняется обмен веществ,
можно судить хотя бы по тому, что даже
простое пребывание «на высоте 4000 м» в
барокамере, где нет ни ультрафиолета, ни
ураганного ветра, снижает слюноотделение
у практически здоровых людей. Из-за
недостатка кислорода в нашем организме идут
изменения и посерьезнее. Например,
ослабевает деятельность всех пишеварительных
желез, причем высотный порог для разных
желез разный. Так, для слюнных желез
рубежом служит высота в 3500—4000 м, для
кишечных — 7000—8000 м. Выше 6000 м
ослабевает желчеобразование в клетках
печени и выделение сока поджелудочной
железой, в нем падает содержание некоторых
ферментов, в частности амилазы и трипсина.
Перистальтика тонких и в меньшей степени
толстых кишок тоже ухудшается.
Долгое время думали, будто высота, даже
предельная, мало сказывается на процессах
всасывания в желудке и кишечнике. Однако
специальные исследования в «Серебряной
хижине» (лаборатория на высоте 5800 м
возле Эвереста) показали, что это не так. Было
выявлено нарушение всасывания жиров,
а возможно, и других пишевых вешеств
в тонких кишках. В горах вообше нередки
желудочно-кишечные расстройства, которые
могут быть вызваны не только инфекцией,
но и раздражением слизистой оболочки
желудка мельчайшими частицами слюды в воде
многих горных рек и ручьев и тем, что на
больших высотах пиша всегда недоварена.
Так или иначе, но пребывание на высоте
сказывается на всем организме. Например,
в горах, в барокамере и во время высотных
полетов довольно часты мелкие (точечные)
кровоизлияния на внутренней поверхности
губ и случаи появления зубных болей. А вот
нарушения посерьезнее. Во время
восхождения на пик Ленина у альпинистов резко
сдвинулось кислотно-щелочное равновесие
крови. Зарубежные и отечественные
исследования гласят, что в крови человека,
пребывающего на большой высоте, растет
содержание свободных жирных кислот и гормонов
щитовидной железы, растет и активность
окислительно-восстановительных ферментов
и концентрация глутатиона. В то же время
в крови становится меньше заменимых и
незаменимых аминокислот.
Такого рода изменения восходители вряд ли
замечают, зато они хорошо знают, что на
солидных высотах часто меняется, а иногда
и вовсе извращается вкус. Одни начинают
предпочитать кислую, сладкую или соленую
еду, другим хочется каких-то особых
кушаний, которые невозможно достать, у третьих
появляется отвращение к жирной пище или
к самым обычным экспедиционным
продуктам вроде консервированной тушенки. Из-
за притупления ошушения сладкого альпи-
Г
Ийсты-высотники обычно кладут в чай
громадные порции сахара. Так что для
надлежащего раздражения вкусовых рецепторов,
которые запускают механизм безусловных
рефлексов, стимулирующих деятельность
пищеварения, в высокогорное меню следует
включать пряности и специи вроде горчицы,
перца, лаврового листа, эссенции...
В горах особенно плохим (вплоть до
отвращения к еде) аппетит бывает по утрам, сразу
после пробуждения. Отчасти это
объясняется тем, что из-за слабой вентиляции
легких во время сна организм испытывал
еще большее кислородное голодание. С
наступлением акклиматизации к высоте и при
дополнительном кислородном «пайке»
аппетит, как правило, улучшается.
Однако при превышении индивидуального
жизненного ресурса человек в горах худеет
даже при полноценном питании. Так,
длительное проживание в «Серебряной хижине»
вело ко все большему и большему
ухудшению аппетита, и участники научной
экспедиции худели, несмотря на то что
заставляли себя потреблять не менее 3000 ккал
в сутки. Члены американской экспедиции
1958 г. на пик Хидден (8068 м) за два
месяца похудели в среднем на 9 кг. Выходит,
что организму противостоять высоте не
всегда удается.
Специалисты, изучавшие воздействие
больших высот на человека, полагают, что
высокогорье можно условно разбить на несколько
зон, в границах которых в организме
происходят те или иные изменения. Высоты до
5300—5400 м — это зона полной
акклиматизации; здесь отдых и полноценное питание
полностью восстанавливают силы. Зона
неполной акклиматизации простирается до
6000 м. Еще выше идет зона адаптации
F000—7000 м), где компенсаторные
механизмы организма работают с большим
напряжением и полное восстановление
жизненных сил еще возможно, но с большим
трудом и на короткое время. И наконец,
в зоне частичной, временной адаптации
G000—8000 м) энергетический баланс
организма становится отрицательным. Здесь
люди могут находиться недолго, лишь до тех
пор, пока не исчерпают свои внутренние
резервы. Пребывание на такой высоте
надо обязательно чередовать со спусками для
восстановления сил.
Французская экспедиция 1950 г. на
Аннапурну (8075 м) первая в мире покорила
вершину, превышающую 8000 м. Но, торопясь
достичь цели до наступления муссона,
французы вышли на штурм, не восстановив сил
на меньших высотах, без необходимых
запасов энергии в организме. Спуск с вершины
обернулся трагедией, стал печальной
иллюстрацией того, что истощенный организм не
в состоянии бороться с холодом, с
кислородным и прочим голоданием. Вовсе не зря зону
выше 8000 м называют летальной:
«выжить» — единственное слово, которое
подходит для описания состояния и поведения
человека на этой высоте, где альпинист
может пробыть три-четыре дня почти
исключительно за счет своих внутренних ресурсов.
При подъеме в гору человек среднего роста
и веса в зависимости от крутизны склона
тратит от 200 до 960 ккал в час.
Следовательно, при восьмичасовом переходе (с учетом
энергии, нужной для основного обмена и
пищеварения) затраты организма составят
5500—6000 ккал. При восхождениях же на
солидные вершины, когда альпинисты
вынуждены двигаться по 12—14 часов,
энергетические затраты еше больше. А ведь
восходители еще и несут на себе груз.
В первых экспедициях на Эверест кало-
" рийность питания на высотах 5200—6400 м
была около 2000 ккал в сутки, а выше 7300 м
ее даже уменьшали. Альпинисты сильно
худели, тратили не только жировые депо
организма, по и истощали мышцы. Один из
участников эверестской экспедиции 1933 г.,
после того как поднялся выше 8000 м, не
пользуясь сжатым кислородом, похудел
настолько, что мог почти охватить свое бедро
пальцами руки.
Однако вскоре калорийность
высокогорного меню была резко увеличена. Так, в
первой попытке альпинистов Индии подняться
на Эверест в 1960 г. калорийность их рациона
до 5500 м над уровнем моря была примерно
5500 ккал, а выше — 3000 ккал в сутки.
В экспедиции американских альпинистов
на Эверест в 1963 г. штурмовой рацион был
очень и очень питательным — 5270 ккал в
сутки на человека.
И снижение, и чрезмерное увеличение
калорийности рациона к добру не приводит.
Ведь на предельных высотах организм просто
не способен принять много пиши отнюдь
[ не только из-за плохого аппетита и трудно-
> стей с приготовлением горячей еды, но и из-
за нарушений в усвоении пищевых веществ.
[ В высокогорье потребность в тех или иных
i пищевых веществах серьезно меняется. Так,
1 после быстрого подъема на высоту на состоя-
1 ние организма благоприятно влияют угле-
а водные диеты. Более того, при высокоуглево-
ц, дистом меню переносимость больших физи-
и ческих нагрузок втрое выше, чем на белко-
KSfe.
вом рационе. Жидкая еда с 68% углеводов
и небольшой долей жиров заметно улучшала
самочувствие многих и многих альпинистов.
Мышечная работа быстро истощает
углеводные запасы организма. Их надо пополнять
прямо на маршруте с помощью сахара или
глюкозы. Лучше всего есть сахар
небольшими порциями в течение всего дня. Это
каждый раз на час-полтора отодвигает
наступление утомления. Для альпинистов особо
ценна фруктоза, которой много в меде. Опыт
показывает, что она лучший энергоноситель
для высотников.
А вот жирная диета обычно ухудшает
самочувствие, многие альпинисты на высоте
вообще испытывают отврашение к жирному.
В то же время в высокогорье, где
кислородному голоданию сопутствует холод, вряд ли
следует чрезмерно снижать количество
жиров в рационе. Жиры ценны не только
энергетически, но и потому, что они основные
источники жирорастворимых витаминов.
И в горах целесообразно использовать
растительное и сливочное масло, которые здесь
усваиваются лучше, чем другие жиры.
При недостатке белков или их
неполноценности устойчивость организма к внешним
воздействиям тоже слабеет. Полагают, что
в меню альпинистов, действующих в
высокогорной местности, на белок должно
приходиться примерно 10% суточной
калорийности. Так что белковые нормы питания,
принятые на равнине, приемлемы и для
высокогорья, а повышенные энергозатраты- и
теплопродукцию организма там следует
компенсировать увеличением углеводной части
рациона.
Дыхание очень сухим горным воздухом
намного увеличивает потери влаги через
легкие. А обезвоживание организма сказывается
на самочувствии, настроении и,
следовательно, на работоспособности альпиниста.
Поэтому на больших высотах рекомендуют пить
до четырех литров воды в сутки. При
обильном потоотделении теряются не только
жидкости, но и минеральные вещества. Талая
же вода^ получаемая из снега и льда, почти
лишена солей, и при многомесячном
пребывании в высокогорной зоне, вероятно,
желательно искусственно минерализировать
питьевую воду.
И наконец, в рационы высотных
экспедиций следует . непременно включать кислые
продукты — они не только смягчают горную
болезнь, но и повышают «высотный потолок»
индивидуума.
Здесь вкратце изложено то, чем ныне
располагают врачи. Не откроется ли что-то
новенькое? Не появится ли у альпинистов
что-то вроде «фирменного блюда»?
По материалам статьи
БЕЛАКОВСКОГО М. С,
ГИППЕНРЕЙТЕРА Е. Б., УШАКОВА А. С.
* Питание при высотных восхождениях*
(«Космическая биология и авиакосмическая
медицина*, 1983, № 2)
27
Еда
для
космонавтов
В невесомости борш не
сваришь и яичницу не
поджаришь. Кстати, и не
только в космосе. На большой
высоте в кабинах
самолетов давление опускается до
405 мм рт. ст., и летчикам
приходится надевать
кислородные маски, которые не
только снять нельзя, но и
даже просто сдвинуть в
сторону. Как пообедать в таких
условиях?
Для летчиков (как и для
космонавтов) еду
упаковывают в алюминиевые тубы,
и едят они через трубку,
один конец которой
привинчивают к тубе, а
другой вводят в клапан для
приема пиши в кислородной
маске.
Ну хорошо, у летчиков
полет исчисляется часами.
А вот космонавтам
приходится работать в
необычных условиях не часы, а
сутки, недели, месяцы. Вес
корабля строго рассчитан,
поэтому вся еда должна
быть сбалансирована
наилучшим образом,, вкусна и
питательна. Вот что
сообщает об этом журнал
«Космическая биология и
авиакосмическая медицина»
A983, № 2).
Еду для космонавтов и
летчиков сначала готовят так
же, как хозяйка на кухне:
продукты моют, чистят,
режут, бланшируют,
пассеруют. А потом надо еще
блюдо измельчить, тщательно
перемешать и добавить
гидрофильные загустители,
чтобы суп или второе были
нужной консистенции.
Космический обед такой
же, как и на Земле:
закуска, первое, второе,
сладкое. Для невесомости
закусочные блюда делают с
высоким содержанием
полиненасыщенных жирных
кислот. Овощи хорошо
впитывают при жарении масло,
поэтому растительного
масла можно добавить больше,
чем обычно, например в
икру кабачковую — на 6,6%,
в баклажанную — на 2,3%.
Первые и вторые блюда
должны содержать
необходимый набор жиров. Самые
подходящие — сливочное
и топленое масло: в носике
тубы они не образуют
плотную жирную пленку после
стерилизации, да и вкус у
таких консервов приятнее.
Но пословица, которая
хороша на Земле,—- «кашу
маслом не испортишь» — в
космосе не годится. Если
масла положить чересчур, в
носике тубы скапливаются
комочки, поэтому в первые
блюда масла добавляют 5—
7,5%, во вторые — 4—8%.
Сливочное масло кладут и
в пюре из творога и
фруктов — для придания
нужной консистенции.
Ну, хорошо, блюдо
готово — питательное, хорошо
сбалансированное, но ведь
его надо измельчить. Раньше
всю еду гомогенизировали,
но она быстро надоедала,
не так уж приятно все время
глотать, не жуя. Значит,
надо измельчить суп или
второе так, чтобы они
беспрепятственно проходили
через носик тубы, но
жевать их все-таки было
можно. Стали еду измельчать
на части от 2 до 4 mnL Но
тут встала новая задача:
от твердой фазы
отделялась вода, блюдо
становилось неоднородным. И в
консервы стали добавлять
гидрофильные загустители, ста- >
билизаторы влаги: муку,
манную крупу, желатин,
тогда при смешивании
компонентов получалась более или
менее однородная мае са.
Чего только не делают с
продуктами для
космонавтов! Варят, жарят,
измельчают, смешивают, а вот
вкус и запах у еды точно
такой же, как у
приготовленной в лучших
ресторанах.
Пищевая и
биологическая ценность продуктов
определяется комплексом
биологически активных
веществ, в, частности
аминокислотами, полиненасышен-
ными жирными кислотами,
минеральными веществами.
Исследования показали, что
почти в каждом первом или
втором космическом
блюде насчитывается 17
аминокислот и 9 жирных кислот.
А вот икра любительская,
которая приготовлена на
растительном масле, может
служить источником
полиненасыщенной , линолевой
кислоты. Достаточно съесть
содержимое одной тубы, и
суточная потребность
организма в такой кислоте
удовлетворена. При
изготовлении блюд специалисты
следят и за содержанием i
минеральных веществ, на- •
пример в твороге с фрук- -
товым пюре сочетание каль- -
ция и фосфора обеспечива- -
ет легкое усвоение кальция. .
Исследования консервов с
показали, что одна еда i
богаче аминокислотами, ,
другая — жирными кис- -
лотами, третья — минераль- -
ными веществами. Все это с
следует учитывать при со- -
ставлении космического ме- -
НЮ. Ю. ЗВАРИЧ V
28
Хозяйство
северной страны
В Москве в Сокольниках с 14 по 22
апреля 1983 г. проходила выставка
«Финагропром-83». Интерес к
сельскому хозяйству Финляндии у нас не
случаен: климат ее схож с климатом
части территорий СССР. В Финляндии,
подобно большинству районов
Нечерноземной зоны нашей страны,
вегетационный период, то есть время, когда
по метеорологическим условиям
растения могут развиваться, равен 120—140
суткам на севере и 160—170 суткам на
юге. Суммарная температура
вегетационного периода — соответственно 1500—
1700 и 2000—2200°С. Количество
осадков — 450—600 и 550—700 мм.
Почва в Финляндии по преимуществу _
влажная, около трети ее дренировано.
На 1 га пашни вносят примерно
160 кг минеральных удобрений (83 кг
азота, 28 кг фосфора и 49 кг калия)
и 199 кг извести. Средние урожаи
пшеницы — 28,7 центнеров с гектара, ржи —
23,2 центнера, ячменя — 28,8
центнера, овса — 28,1 центнера, сахарной
свеклы — 267,9 центнера. Один
трактор обслуживает 11 га поля, один
комбайн — 26 га зерновых культур.
Хозяйства здесь в основном
невелики: от 1 до 2 га — 9%, от 2 до 5 га —
22%, от 5 до 10 га — 31%, а 50 и
более га — всего 1%. Примерно 40%
хозяйств специализируется на
выращивании зерна. Посевная плошадь
распределяется так: зерновые культуры — 52%
(ячмень — 24%, овес — 20%,
пшеница — 6%, рожь — 2%), луговые
культуры — 42%, масличные растения — 2%,
[ картофель — 2%, сахарная свекла —
1%, все прочие растения — 1%.
Основная отрасль сельскохозяйствен-
i ного производства в Финляндии — жи-
i вотноводство: 48% всех хозяйств — это
э фермы молочного скота, 8% —
свинофермы. Около 14% — птицефермы.
Поголовье лошадей резко
сокращается: если в 1960 г. их было примерно
250 тысяч, то в 1970 г.— уже 90 тысяч,
а в 1980 г.— всего 22 тысячи. Зато
увеличивается число домашних оленей:
в 1960 г.— 181 тысяча, а в 1980 г.—
302 тысячи.
Об экономике сельского хозяйства
страны. Расходы распределяются
примерно так: корма — 24,6%; машины,
оборудование и инструменты — 23,2%;
удобрения и известь — 13,2%;
энергия — 9,8%; строительство — 8,2%;
семена — 2,7%; средства защиты
растений — 1,4%. Доходы: молоко — 43,8%
общих доходов, говядина — 15,3%;
свинина — 13,2%; кормовое зерно —
6,2%; яйца — 4,4%; садовые растения —
3,6%; хлебные злаки — 3,3%;
картофель — 2,3%; сахарная свекла — 2,1%;
прочие растения — 1,2%; лошади,
олени и овцы — 1%.
Вот, пожалуй, и все основные
сведения о сельском хозяйстве нашего
северного соседа. Теперь коротко — о
нескольких интересных экспонатах.
КОРМ ДЛЯ ТЕЛЯТ
Коров в Финляндии около 720 тысяч.
*В июне, то есть в период
интенсивного откорма бычков, поголовье
крупного рогатого скота достигает 1
миллиона 738 тысяч животных. Одна из
серьезных проблем животноводства: чем
выкармливать молодняк? Обычно
новорожденных телят выпаивают не
натуральным молоком, а искусственными
молочными смесями. Это обходится
дешевле, но все равно в порошке, который
разводят водой, около 80% сухого
снятого молока. А ведь на твердую пишу
телята переходят только в двух-трех-
месячном возрасте. И каждый день им
приходится давать четыре-пять литров
разведенной смеси...
Фирма «Raision Tehtaat» разработала
оригинальный заменитель молока из
соевого белка, витаминов и
микроэлементов. Этот корм не надо разводить
водой — его дают в сухом виде.
Собственно говоря, первую неделю после
рождения телят поят обычным
жидким заменителем молока и приучают
к новому корму, вторую и третью неде--
ли молочную смесь постепенно
заменяют водой и одновременно дают столько
сухой смеси, сколько телята могут
съесть. К концу третьей недели
телятам уже можно понемногу давать комби-
29
корм и сено — их органы
пищеварения благодаря сухому корму
формируются раньше.
ПОЧТИ КАК СОЯ
С кормами для коров и бычков тоже
возникают сложности, недаром под
луговыми культурами в Финляндии
занято так много посевной площади.
Конечно, важна и продуктивность
кормовых культур. В последнее время
одним из перспективных кормов стали
считать сурепицу: в ее семенах много
белка и витаминов. Раньше скоту их не
давали потому, что в сурепице много
эруковой кислоты. Теперь безэруковые
сорта выведены, но оказалось, что
коровы едят семена сурепицы плохо:
они покрыты твердой оболочкой,
которую животные не могут переварить.
Селекционеры фирмы «Hankkija»
заметили, что толщина оболочки у семян
разного цвета разная: у черных она
толще, у коричневых тоньше. Попробовали
вывести сурепицу со светлыми
семенами — оказалось, что толщина
оболочки у них уменьшилась в три-четыре
раза. К тому же семена стали заметно
крупнее — почти как у сои
(конечно, это зависело не только от их
цвета — параллельно шел отбор более
продуктивных растений). При расходе
посевных семян 10 кг на гектар
урожайность нового сорта сурепицы — около
полутора тонн.
ИЛ НЕ ПРИЛИПАЕТ
Около 9% территории Финляндии
покрыто водой. Еще недавно было
проблемой утилизовать никому не
нужный ил. скапливающийся в водоемах.
Но сейчас минеральные удобрения
подорожали, поэтому ил — хорошее
органическое удобрение для полей и
теплиц — стал пользоваться большим
спросом. Рассказывают, что в городе Хювин-
кя, чтобы получить ил из городских
отстойников, люди загодя записываются на
очередь.
Фирма «Fexima» разработала
тракторную тележку для разбрасывания ила на
поле. Это цистерна емкостью 10,5 м3
на шасси повышенной проходимости.
На днище цистерны расположены два
шнековых питателя, подающих ил на
тарельчатые разбрасыватели. Ил
полностью разгружается за двадцать
минут, причем на поле он ложится ров-
. ным слоем. Одна из особенностей
тележки-разбрасывателя — мокрый
липкий ил к стенкам цистерны не прилипает:
они выкрашены антикоррозийной
эпоксидной краской, имеющей низкие
адгезионные свойства.
СОВРЕМЕННЫЙ УЛЕЙ
Поскольку в Финляндии много лугов,
процветает и пчеловодство. Правда, им
сейчас занимаются в основном люди
старшего поколения. А с возрастом,
понятно, становится тяжело возиться
с 10—15-килограммовыми ульями.
Перевезти их с одного луга на другой
можно и на машине, но ведь все равно
придется их поднимать и опускать
вручную — не приспосабливать же к ним
погрузчик.
Не случайно поэтому в Финляндии
пользуются спросом литые пенополисти-
роловые ульи, выпускаемые фирмой
«Isora»: они весят всего 6,5 кг. Пено-
полистирол имеет хорошие
теплоизоляционные свойства, поэтому в улье и
летом, и зимой поддерживается
привычная для пчел температура.
Жуки-древоточцы, как и другие насекомые, в
полимере не заводятся; пчелы улей не
грызут — используется плотный пенополи-
стирол (80 кг/ м3). Кстати, такой улей,
в отличие от деревянного, легко вымыть.
ЧТОБЫ ДОВЕЗТИ ДО СКЛАДА
Овощами, а тем более фруктами
Финляндия не богата — сказывается
северный климат. Например, огурцы на
продажу выращивают здесь только в
теплицах. В открытом грунте в больших
количествах сажают помидоры,
кочанную капусту, морковь и лук — их
суммарный урожай примерно 100 тысяч
тонн в год. Сейчас страна обеспечивает
себя овошами на 90%, а фруктами и
ягодами — лишь на 30%; остальное
импортируется. Но уж то, что выращено,
стараются сохранить до последнего
килограмма.
Давно известно: чтобы овощи и
фрукты не портились, их надо помещать в
холодильники прямо на поле или в са-
, ду. Правда, строить стационарные
хранилища у каждого поля бессмысленно, а
самоходные рефрижераторы" не к
каждому полю проедут. Поэтому фирма «Cool-
Team» выпускает
холодильники-прицепы на шасси повышенной проходимости:
по твердой дороге их транспортирует
автомобиль, по полю — трактор. В те
часы, пока холодильники загружают,
трактор не простаивает — его можно
использовать для любых других работ.
Стоимость холодильника-прицепа в
четыре раза меньше, чем авторефриже-
30
ратора. Урожай сохраняется в нем
свежим два-три дня — этого вполне
хватает, чтобы довезти его до консервного
завода или склада с мошными
морозильными установками.
ПРОЕКТ ЗА ПЯТЬ МИНУТ
На стенде фирмы «Thomesto» вашего
корреспондента спросили:
— Вы хотите построить
овощехранилище?
— Да.
— Для каких продуктов?
— Для арбузов.
— На сколько тонн?
— На тысячу.
— Какими должны быть температура
и влажность? Какая вентиляция:
естественная или принудительная? Или,
может быть, регулируемая газовая среда?
— Регулируемая газовая среда,
температура плюс 2—3°С, влажность 80—
85%.
— Каким должен быть тип
контейнера?
Из двух условных сочетаний букв
и цифр корреспондент выбрал наугад
левое: СП-5-0.60-2.
— Какой должна быть ширина
здания?
— Двадцать четыре метра.
— Где поставить пункт обработки
продукции?
— В конце здания.
— Какой должна быть ширина
коридора?
Корреспондент решил сэкономить и
выбрал 2 метра, но оказалось, что в таком
узком коридоре не сможет развернуться
кар. Пришлось согласиться на 4 метра.
Затем последовал совсем уже
неожиданный вопрос:
— Какое министерство будет строить:
плодоовощного хозяйства или торговли?
Вопрос объяснялся тем, что нормы на
хранение у этих министерств
различаются.
— Минплодоовощхоз.
— По нормам Минплодоовошхоза
максимальная вместимость отсека для
хранения арбузов — 750 тонн. Сколько
отсеков должно быть в хранилище?
— Четыре, примерно равной емкости.
— Спасибо. Сейчас вы получите
проект.
После трехминутного ожидания
корреспонденту вручили вычерченный план
заказанного арбузохранилиша и
спецификацию конструкционных элементов
с учетом действующих строительных
норм и правил — СНиП.
Одним из участников этого
диалога был экспонат выставки —
настольная ЭВМ, запрограммированная на
проектирование складов и
овощехранилищ. Конечно, в «разговоре»
участвовал посредник — юператор-програм-
мист фирмы, предложивший журналисту
сыграть роль заказчика.
И. ПРОШИН,
специальный корреспондент
4Химии и жизни»
Из писем
в редакцию
Не только
в Англии
Недавно в «Химии и Жизни»
A983, № 3, с. 30) было
опубликовано сообщение о том, что
в Англии создан портативный
аппарат, предназначенный для
опрыскивания растений
растворами пестицидов. Основная
особенность этого аппарата
заключается в том, что в форсунке
опрыскивателя капелькам
раствора придается положительный
электрический заряд, что
приводит к лучшему прилипанию
их к отрицательно заряженной
поверхности листьев растений.
Но следует восстановить
справедливость: подобные
аппараты, только более
рациональной конструкции, были
сконструированы и у нас в стране
сотрудниками Московского
лесотехнического института и
Московского института
радиотехники, электроники и
автоматики (а. с. № 927327 с
приоритетом от сентября 1980 г.).
В этой форсунке нами было
использовано сопло,
изготовленное из электретного материала,
длительное время хранящего
электрический заряд
необходимого знака и не требующего
расхода электроэнергии. Такие
форсунки позволяют
эффективно напылять различные
жидкости на подложки с любым
знаком заряда, что дает
возможность без особых
дополнительных затрат сократить расход
распыляемого материала,
уменьшить загрязнение
окружающей среды, а также
повысить прочность сцепления
напыленного слоя с поверхностью.
Кандидат химических наук
Ю. М. ЕВДОКИМОВ
31
АЗОТ И КАРТОФЕЛЬ
Все знают, что минеральные
удобрения повышают урожай.
А вот как действуют они на
возбудителей болезней? В
Литовском НИИ земледелия
провели опыты с картофелем.
Оказалось, что при больших
дозах азотных удобрений
тормозится развитие вирусных
болезней ботвы, но заболевания,
вызванные микрогрибами,
случаются чаще. Та же азотная
подкормка уменьшает
повреждение клубней вредителями-
проволочниками, но зато при
хранении увеличивается
вероятность поражения
корнеплодов сухимн и мокрыми гннлями.
К тому же, чем больше азота
вносят в почву, тем больше
бывает растрескавшихся
клубней. Поэтому картофель с полей,
получивших больше азотных
удобрений, лучше долго не
хранить, а сразу пускать на
переработку.
ЭНЕРГИЯ ГОРЯЧИХ
РАСТВОРОВ
Журнал «Chemical Engineering»
A983, т. 90, Nc 3) сообщил
о проекте электростанции
мощностью около 50 МВт, которая
будет работать на перегретой и
чрезвычайно насыщенной
солями геотермальной воде.
Вырвавшись из-под земли, такая
вода моментально превратится в
пар, который и будет
вращать турбины. Отработанная
вода после очистки от
соединений кремния (они выпадают в
осадок при охлаждении)
возвращается в производственный
цикл. Тот же журнал
сообщил и о другом проекте
геотермальной электростанции, в
котором понадобится меньше кор-
розион нос тонких материалов.
Рабочим телом здесь послужит
фреон — термальные воды будут
лишь испарять его.
НА РАДОСТЬ
ФУТБОЛИСТАМ
I Семейство углеводородов
затейливого строения
пополнилось додекаэдраном С20Н20.
Синтез этого твердого, не
плавящегося даже при 450°С
соединения завершен недавно
специалистами из университета штата
Огайо. Структурную формулу
додекаэдра на можно не
изображать — ее легко может
вообразить каждый, кто хоть
раз смотрел футбол, пусть даже
по телевизору: формула в
точности соответствует мячу,
сшитому из дюжины
пятиугольных лоскутков. Можно
надеяться, что этот успех
органического синтеза, помимо прочего,
поможет педагогам увлечь
химией даже тех учащихся,
которые до сих пор предпочитали
футбол.
ХИТРЫЕ УСТРОЙСТВА
Приставку к телефону, с
помощью которой можно
определить номер вызывающего
абонента, не обращаясь на АТС,
сконструировали в Бразилии.
Отчасти это средство против
любителей телефонных
розыгрышей: достаточно после
звонка нажать кнопку, и на экране
приставки появится номер, с
которого звонят. Кроме того,
приставка способна зафиксировать
номера звонивших в ваше
отсутствие.
Имеет отношение к
телефонным разговорам и электронное
устройство, созданное в Японии.
Это наручные часы на
жидких кристаллах, в которые
вмонтирован
сверхминиатюрный магнитофон. Правда,
время записи на этот магнитофон
ограничено восемью секундами,
но названный номер телефона
он зафиксирует. И голос
говорящего тоже...
НИ БОЛЬШЕ НИ МЕНЬШЕ
Бетон бетону, как известно,
рознь — и по прочности, и по
составу, хотя цемент, щебень
(или гравий) и вода
присутствуют неизменно.
Характеристики готового бетона во
многом зависят от соотношения
этих компонентов, от качества |
каждого из них. В этом году,
как сообщила газета «Работни-
ческо дело», на домостроитель- i
ном комбинате в болгарском |
городе Хасково установили
микропроцессорное
устройство, созданное в Институте
технической кибернетики АН-НРБ.
Устройство называется «Бето-
ноконтроль-02». Оно хранит
в своей электронной памяти i
почти сотню рецептов
бетонных смесей различного
назначения и ведает дозировкой i
компонентов при изготовлении i
любой нз этих смесей.
И ИЗУМРУД ТУДА ЖЕ...
Пристрастие физиков к дра- -
гоценным камням стало прит- -
чей во языцех. Алмаз, к при- -
меру,— традиционный объект т
исследований по физике
твердого тела. Рубины н гранаты в ка- -
32
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
честве источников когерентного
излучения используют в лазерах
и так далее. Хорошо еще, что
искусственные кристаллы для
квантовой электроники
получают синтетически. Иначе
ювелиры (и женшины,
следовательно) давно остались бы без
рубинов, александритов,
гранатов и проч. Теперь, по
сообщению журнала «New Scientist»
A983, т. 97, № 1341),
лазерная техника посягнула и на
изумруды, к счастью, тоже
искусственные. Эти кристаллы, как
оказалось, дают направленное
излучение в инфракрасной
области спектра.
ОКЕАН ПОДНИМАЕТСЯ
В последние десятилетня
содержание углекислого газа в
атмосфере растет, и это
волнует специалистов. Дж. Кэннон из
американского Агентства по
охране окружающей среды
считает, что в грядущем
столетии уровень Мирового океана
может подняться на два с
половиной метра, и причиной тому —
состояние атмосферы. Если в
ней будет продолжать расти
содержание С02 и твердых частиц,
таяние части приполярных
льдов неизбежно. При этом в
среднем на три градуса
повсеместно увеличится
температура воздуха. Пока же, за это
столетие, уровень воды в Миро-
1| вом океане повысился лишь на
10—15 сантиметров.
МАКСИМАЛЬНОЕ
СХОДСТВО
I Из фарфора делают не толь-
н ко посуду — в виде коронок
н и протезов он используется для
N имитации настоящих зубов и
п при этом не считается идеаль-
н ным материалом. Во-первых,
ф фарфор довольно хрупок, во-
■а вторых, недостаточно прозра-
№ чен, поэтому внимательный
за взгляд всегда отличит фарфоро-
ш вый зуб от настоящего. Недавно,
:м как сообщил журнал «News-
>w week» A983, т. 101, № 12),
предан, ложен новый керамический зу-
6д бопротезный материал. Это осо-
од бое стекло, подвергнутое во
en избежание хрупкости специаль-
он ной тепловой обработке. В ка-
>эр честве упрочняющего и, как ни
ггэ странно, украшаюшего напол^
нн ннтеля в такое стекло введены
эм мелкие кристаллики слюды.
тУ Утверждают, что именно они
iqn придают материалу те же опти-
ээр ческие свойства, что и у настоя-
нш щих зубов.
"r^W^'
ЗАЩИТА ИЗ АЛЮМИНИЯ
Что прочнее — алюминий илн
сталь, тем более
инструментальная? На этот вопрос однозначно
ответит каждый. И тем не менее
не очень прочный алюминий
способен защитить прочную
сталь и продлить тем самым
время ее службы. Как сообшил
журнал «Iron and Steel
Engineering» A983, т. 60, № 2), на
этом основан новый метод
получения быстрорежущей и
инструментальной стали
повышенной прочности. Дело не в
легировании: алюминиевая пленка
толщиной около 0,2 мм
наносится на стальные заготовки. Она
предохраняет их от окисления
и обезуглероживания при
нагреве н таким образом
помогает дольше сохранить
прочностные свойства.
ЗАЧЕМ МЫТЬ САМОЛЕТ
Большой современный
пассажирский самолет моют 20
человек в течение четырех
часов. Построенная в Японии
самолетная мойка, наподобие
автомобильной (только
значительно больше размерами: 25 м
высотой и 90 м шириной),
позволит делать это без тяжелого
ручного труда за 45 минут —
пока идет заправка горючим.
А зачем вообше мыть
самолет? Во-первых, поверхность
металла, загрязненная
продуктами сгорания топлива,
корродирует быстрее чистой. А во-
вторых, вымытый самолет лучше
обтекается воздухом и на этом
можно сэкономить 0,38%
горючего.
ПЛАВУЧАЯ АЭС
Морским нефтепромыслам
нужна энергия, и много. Подавать
ее по проводам, как правило,
неудобно: море бывает разное...
Нужны стационарные
установки. Инженеры фирмы «Вес тин-
гауз» разработали проект
плавучей АЭС. Компактный
реактор, охлаждаемый водой под
давлением, и все основное
оборудование устанавливается на
стальной платформе площадью
130 на 120 м. Платформа ко
дну не прикреплена; на водной
поверхности ее уравновешивают
опущенные вниз (как кнль)
12-метровые вертикальные
переборки. Все сооружение весит
около 160 тонн. Важно
«погасить» волны вокруг плавучей
АЭС, в том числе волны,
создаваемые гигантскими танкерами.
Для этого на дно вокруг
плавучей АЭС уложат бетонные
волнорезы.
» £2 «Химия и жизнь» № 10
33
Морские
тяжеловозы
Инженер-кораблестрои гель
М. НЕЙ ДИН Г,
Р. КОРОТКИЙ
ТЕПЛОХОДЫ-СИЛАЧИ
Особо крупные, тяжелые и громоздкие грузы
всегда предпочитали перевозить на судах.
^Л1а папирусных лодках доставляли по Нилу
из каменоломен блоки известняка, из
которых сооружали пирамиды. Гребные суда
римлян везли из покоренной Греции мраморные
статуи и колонны для украшения храмов
и дворцов. В России в 1769 году привезли
в Санкт-Петербург с берегов Финского
залива гигантский гранитный валун — «Гром-
камень» весом более 1600 тонн, который слу-
^жит постаментом знаменитому Медному
всаднику. И его везли водой — на плоту,
закрепленном между двумя фрегатами. На
специально построенном судне была
доставлена в Петербург полвека спустя и заготовка
34
Морская буровая платформа следует к месту
работы
для Александровской колонны — гранитный
монолит весом больше тысячи тонн, добытый
под Выборгом (в каменоломне,
принадлежавшей В. А. Яковлеву — деду К. С.
Станиславского).
Сегодня не памятники и статуи, а
разнообразные машины и аппараты стали самыми
массовыми крупногабаритными грузами,
которые перевозит водный транспорт. Везут
морем турбины и генераторы для
электростанций, емкости для строящихся газовозов
и химовозов, а нередко — опять-таки
колонны, но уже не гранитные, а стальные:
реакторные колонны для химических заводов,
которые доставляются с
заводов-изготовителей целиком, без разборки.
Такой груз мало перевезти — его надо
еше и выгрузить, доставив на место. А ведь
его вес может намного превышать
возможности подъемных механизмов обычного
судна. В больших портах для подобных работ
используют береговые и плавучие краны. Но
мощных плавкранов не так уж много в мире,
и сосредоточены они, как правило, в
крупнейших морских центрах. А как быть в
маленьком порту или в порту-новостройке?
Чтобы выйти из положения,
кораблестроители создают для перевозки сверхтяжелых
грузов специальные суда, оснащенные
мошной разгрузочной техникой, Уже в 60-х
годах относительно небольшой голландский
теплоход «Глория Морис» был способен
поднять собственной стрелой и перевезти груз
до 125 тонн. В 1971 году там же, в
Голландии, вошел в строй катамаран «Глория Си-
деру м», состоящий из двух теплоходов,
соединенных мостом,— он поднимает своей
стрелой 300-тонные тяжеловесы. В свое
время он был зафрахтован для перевозки
турбин советского производства из Одессы в
Африку.
А там пошло и пошло! Универсальный
тяжеловес «Глория Вирентум» из того же
голландского семейства «Глорий» способен
погрузить и выгрузить тяжеловесы уже до
800 тонн. Два его 400-тонных подъемных
устройства расположены на одном борту,
и, чтобы во время погрузки судно не
перевернулось, груз уравновешивают водяным
балластом — для его перекачки на судне
установлены специальные помпы большой
производительности. А недавно в США было
спущено на воду судно «Джон Генри» с
грузовым оборудованием, способным поднимать
грузы до 1000 тонн...
ПЛАВАЮЩИЕ КОЛОННЫ
В состав советского торгового флота недавно
вошли «три богатыря» — теплоходы
«Стахановец Котов», «Стахановец Ермоленко» и
«Стахановец Петраш», построенные в
Финляндии по заказу и техническому заданию
нашей страны. Это суда нового типа —
«ро-флоу» (от английских слов roll —
закатывать и flow — течь): их можно загружать
горизонтально благодаря открытым с кормы
трюмам. Для принятия груза его помещают
на понтон, судно слегка притапливают, как
плавучий док, и вводят в него понтон, а затем
оно снова всплывает. Представление о
возможностях этих морских силачей дают
размеры их грузовых трюмов: длина 90 метров,
ширина 13,5 метров, высота 8 метров. Такой
трюм может принять груз до 700 тонн на
двух специальных тележках или же один
понтон с грузом около 1400 тонн.
Теплоходы типа «ро-флоу»
транспортируют морем узлы и агрегаты будущих
заводов и электростанций, химических и
металлургических комбинатов. Именно эти суда
перевезли в 1980 году Северным морским
путем реакторные колонны для сибирских
нефтехимиков.
Колонны нужно было доставить из
Петрозаводска в Тобольск. Это были пять
внушительных сооружений весом до 590 тонн
каждое. Сначала колонны перевезли речным
путем из Петрозаводска в Ленинград. По
схеме транспортировки, разработанной
инженерами Черноморского центрального про-
ектно-конструкторского бюро вместе с
речниками, колонны собрали в три плота, которые
буксировали, используя их собственную
плавучесть. Плоты были, как настоящие суда,
оборудованы швартовными устройствами и
мачтами с сигнальными огнями. Таким же
образом колонны преодолели и второй речной
участок своего пути — 2000 километров вверх
по Оби до Тобольска. А по морю, от
Ленинграда до Обской губы, колонны везли в своих
просторных трюмах «Стахановец Ермоленко»
и «Стахановец Котов».
ТРУБЫ НА ПАЛУБЕ
В последние годы в нашей стране строится
сеть магистральных газопроводов. Уже
работает газопровод Оренбург — Западная
граница длиной 2750 км, завершена
прокладка газовой магистрали Уренгой -г- Помары —
Ужгород.
Газопровод — это прежде всего трубы.
Почти четверть миллиона труб общим весом
1,7 млн. тонн уложили строители от
Оренбурга до Западной границы. Все их нужно было
доставить на место, немалую часть — за
тридевять земель, из Японии. Каждая
труба — стальная громадина длиной до 12
метров, диаметром 142 сантиметра и весом без
малого 7 тонн.
Сложные задачи встали перед моряками,
которым предстояло обеспечить перевозку
труб через два океана и три моря — из
Японии в Ильичевск. Груз был непривычный
и неудобный: как ни укладывай его в трюмах,
добиться плотной загрузки невозможно,
трубы хоть и большие, но пустые внутри.
Когда в октябре 1975 года теплоход «Зоя
2*
35
В древности гребные суда римлян везли
из покоренной 'Греции мраморные колонны
для украшения храмов и дворцов.
Сегодня морякам тоже часто приходится перевозить
колонны,
но уже не мраморные, а стальные —
реакторные колонны для химических заводов
Перевозят на палубе и целые суда, чаще всего
суда на подводных крыльях
Космодемьянская» ушел из порта Кимицу
с первой партией груза, в его трюмы легло
15 тысяч тонн труб, но грузоподъемность
судна была использована меньше чем
наполовину.
Как же сделать, чтобы перевозить
побольше труб и поменьше воздуха? А что если
использовать огромную плошадь палуб —
ведь перевозят же на палубах лес?
Руководство Черноморского пароходства,
которому принадлежит теплоход,
поддержало предложение моряков. Инженеры
Черноморского центрального проектно-конструк-
торского бюро, ученые Одесского института
инженеров морского флота и Одесского
высшего инженерного морского училища
сделали нужные расчеты и подтвердили, что
при надежном креплении трубы можно
перевозить таким способом.
С каждым рейсом росло число труб на
палубе «Зои Космодемьянской». Сначала
брали по 11 караванов — отдельных
штабелей труб, уложенных от борта до борта;
потом — по 12. Сначала в каждом караване
было по пять ярусов труб, потом по шесть,
семь, восемь... Целый стог труб, длиной почти
в 150 метров и высотой с трехэтажный дом,
возвышался над палубой.
Экономисты подсчитали: доставка труб
на палубе «Зои Космодемьянской» и других
теплоходов в течение только одного года
оказалась равноценной использованию 16
судов средней грузоподъемности. Надежность
и выгодность «русского способа»
транспортировки уже не вызывали сомнений, и
заграничные фирмы неоднократно фрахтовали
наши суда для доставки таких же труб из
Японии на Аляску.
ВЕРХОМ
ЧЕРЕЗ ОКЕАНЫ
Самый сверх негабаритный груз, с которым
приходится иметь дело морякам,— это
морские буровые платформы. У самых
распространенных сейчас — самоподъемных рабочая
площадка поднимается над волнами по
многометровым «ногам», перебирая их захвата-
ttfc*
*
&^;едя
36
Трубы для магистральных
газопроводов на палубе теплохода
*Зоя Космодемьянская»
ми, как гимнаст взбирается по шесту. Такие
конструкции путешествуют в район разведки
и добычи, подняв «ноги» над плошадкой.
(К слову сказать, однажды при такой
буксировке к «ногам» был прикреплен самый
большой в мире треугольный дакроновый
парус высотой 55 метров, площадью 600
квадратных метров и весом в 4 тонны; правда,
скорость от этого прибавилась всего на
полузла.)
Океанские буксировки платформ трудны
и опасны. Несколько лет назад у берегов
Сахалина потерпела аварию платформа
» «Оха»: ветер оборвал буксиры, и платформу
а выбросило на скалы, откуда ее только с боль-
л шим трудом сняли спасатели.
Хорошо бы, конечно, перевозить платфор-
м мы на грузовых судах, которым не так страш-
IH ны штормы и волны, но они не помешаются
>н на палубе. Приходится строить специальные
зЭ баржи с гладкой верхней палубой, которая
>м может выдержать нагрузку до 15 тонн на
ви квадратный метр,— на нее и грузят буровую
п.п платформу. Для погрузки на баржи буровых
1Ш платформ придуман остроумный способ.
У У баржи мошная балластная система; приняв
ав нее воду, баржа погружается кормой —
оддо тех пор, пока корма не упрется в дно
nh из воды торчит только высокая носовая
^бннадстройка. На такую полупогруженную бар-
ужжу наплывает платформа, воду откачивают,
i w платформа оказывается на палубе. Так,
цэшерхом, она и плывет по морю.
I Но океан остается океаном. При перевозке
хбтгаким способом одной из буровых у берегов
эИШотландии под ударами волн порвался трос,
Ъ м баржа с платформой была выброшена на
[тэострые скалы. Когда шторм утих,
выяснило п ось, что днише баржи располосовано кам-
мкнями так, что отремонтировать ее невозмож-
.оно. Платформа же осталась цела и невреди-
.бма. Но как снять ее с погибшей баржи?
лоТогда водолазы расчистили цепочку ровных
юпллошадок от рифа до открытого моря;
платформа опустила «ноги», поднялась над
баржей и, поворачиваясь вокруг своей оси и
переставляя «ноги», выбралась по этим
площадкам из западни.
Эта авария послужила толчком к созданию
самоходных судов для перевозки буровых
платформ. На них кроме высокого бака есть
еще две высокие кормовые надстройки,
расположенные по сторонам широкой кормы.
При погружении над водой торчат лишь
надстройки, словно рубки подводной лодки, а
палуба в это время находится на 6 метров
ниже поверхности воды. Платформа
«вплывает» на судно с борта, в стометровый просвет
между баком и кормовой надстройкой.
Первые же суда этого типа сократили
время перегона буровых через океан с 80 до
30 дней, что при стоимости одного дня
перегона в 40 тысяч долларов делает самоходные
суда очень перспективными.
Растут размеры и вес машин и аппаратов,
которые удобнее, надежнее и дешевле всего
транспортировать морским путем. Но
неистощима изобретательность проектировщиков и
судостроителей. И какой бы тяжелый и
громоздкий груз ни понадобилось доставить в
самую далекую и неудобную точку планеты,
можно .не сомневаться, что он будет
доставлен.
37
Технологи,
внимание!
Тихий грохот
Во многих отраслях
промышленности распространен
технологический процесс с
несколько неуклюжим названием —
грохочение. Это
фракционирование, сортировка сыпучих
материалов по размерам частиц
или кусков. Для грохочения есть
специальные устройства или
машины — грохоты, в которых
материал просеивается через
качающиеся или вибрирующие си-
бН
и о.
О
та. У таких грохотов — а они
самые распространенные —
немало недостатков. Их
производительность сильно зависит от
влажности сортируемых частиц:
мокрые куски налипают на
сито и закрывают отверстия; на
ходу невозможно регулировать
размеры просеивающихся
кусков; оправдывая свое название,
грохоты служат источником
шума и вибраций.
Недавно в Горном институте
Национального угольного
управления Великобритании
разработан и испытан грохот
принципиально новой конструкции,
свободный, по мнению его
создателей, от всех этих
недостатков. Вместо сита в нем
установлено вращающееся на валу
колесо вроде велосипедного — со
спицами из нержавеющей
стали, которые лучами расходятся
от ступицы к ободу.
Естественно, что щели между спицами
расширяются от вала к
периферии. А через эти щели и
просеивается сортируемый материал.
Колесо рвскручивается, в
центр его с определенной,
заданной скоростью сыплется
материал и равномерно
распределяется по окружности. Мелкие
Регулируя скорость вращения
колеса вероятностного грохота,
можно мгновенно изменять
размеры просеянной фракции
45 50 55 60 65
спорость вращения мин-1
куски сразу же проваливаются
между спицами, крупные
смешаются центробежной, силой к
периферии, где щели шире, и
уносятся специальной
пластиной с поверхности колеса.
Изменяя скорость вращения
колеса, можно регулировать
вероятность проскока частиц
определенных размеров в приемный
бункер (поэтому грохот и
называется вероятностным): когда
колесо неподвижно, все крупные
куски, которые проходят в
щели, должны проваливаться, если
же скорость превысит
определенный предел, ни одна
частица не проскочит между спицами.
По сути дела, ускоряя или
замедляя вращение колеса,
аппаратчик может мгновенно
изменить размеры отбираемой
фракции.
Вероятностный грохот произ-»
водительностью 180 т/ч
работает на угольной шахте,
которая л оставляет топливо для
электростанций. Поскольку
конструкторы отказались от
вибрационного принципа, уровень
шума по сравнению со старыми,
вибрирующими машинами
снизился до 20 дБ. Это дает
основание назвать вероятностный
грохот тихим грохотом.
«Глюкауф» (Техника
и экономика горной
промышленности),
1983, № б, с. 37—40
Из танкера —
на шоссе
Когда перевозят сырую нефть
или мазут, то на дне танкеров
образуется изрядный слой
твердого остатка. Это балласт, и
немалый: например, за три года в
танкере «Генерал Бабаян»
осело около 1000 т.
Куда девают твердый
остаток? К сожалению, чаше — на
свалку. Хотя, конечно, есть в
нем и смолы, и асфальтены, и
другая полезная органика. Но
приемлемых инженерных
решений, позволяющих разделить
сложную смесь, пока не
существует. Есть, правда, варнаит со
сжиганием, ио он не из лучших:
дыма много, пользы мало, ра-
с ходов больше, чем доходов.
В институте КаспморНИИ-
Проект предложено
использовать смесь для дорожных
покрытий: 100 кубометров твердых
остатков смешивают с тройным
объемом гравия, раскладывают
на дороге и уплотняют
катками — вот, собственно, и вся
технология. Впрочем, в простоте
как раз и главное достоинство.
Такую дорогу шириною 6 м
и длиною 600 м проложили
is
строители из треста «Азнефте-
дорстройремонт» (правда, они
брали твердый остаток не из
танкеров, а из очистных
сооружений на нефтепромыслах, но
разницы почти нет). Новинка
сулит немалую экономию —
ежегодно почти полмиллиона
рублей.
«Народное хозяйство
Азербайджана*, 1983,
№ 3, с. 32—34
Назвали прибор
ФЭПСО
Ленинградский Институт точной
механики и оптики совместно с
НПО «Лакокраска» разработал
фотоэлектрический прибор для
контроля степени очистки
металла перед окрашиванием.
Назвали прибор ФЭПСО. Он
регистрирует и сравнивает
инфракрасное излучение, отраженное
от эталона и поверхности,
которая подлежит окрашиванию.
Прибор уже используется на
Челябинском заводе
металлоконструкций и рекомендован
N другим заводам ВО «Союзсталь-
i конструкция». Пос кольку его
i применение позволяет лучше го-
г товить металл к окрашива-
1 нию, лакокрасочное антикор-
] розионное покрытие сохраняет-
э ся дольше, и это дает нема-
п. лый экономический эффект —
п по предварительным оценкам,
н не менее 100 тыс. рублей в год.
«Лакокрасочные
*. материалы и их применение*,
1983, № 2, с. 43, 44
/Мелкий уголек —
[Б автомобильное
п горючее
Ф Фирма «Дженерал моторе»
оп построила автомобильный газо-
ут турбинный двигатель, кото-
кщрый работает на угле. Ленточ-
кшный транспортер подает топли-
,овво, измельченное до разме-
fiqpa песчинок, из топливного
[уйбункера к мотору. Струя сжато-
oiro воздуха подхватывает уголь-
шнные частицы и переносит их в
лБжамеру сгорания. Образующие-
it х я горючие газы вращают тур-
г! ной ну.
«Science News*,
1983, № 16, с. 248
тХтальной грош
'^гоучше медного
l 8 Англии предложен новый
эоппособ чеканки монет — из
гизттальной ленты, с последующим
энаюнесением медного гальаано-
покрытия толщиной 30 мкм.
Как показали испытания, такие
монеты истираются медленнее
обычных, из медно-никелевого
сплава — для этого,
собственно, н придумана новинка.
Кроме того, на новых
монетах четче изображение,
стальная мелочь меньше весит и
себестоимость ее изготовления
вчетверо ниже. В обшем, если
дело пойдет, придется,
по-видимому, пересматривать,
перефразировать пословицы и
поговорки всех стран и народоа про
медный грош, про медные
деньги.
«The Financial Times»,
1983, № 29069, с. 10
Уголь из сучьев
Из сучьев лиственницы
можно приготовить
высококачественный активный уголь. К
такому выводу пришли специалисты
Сибирского технологического
института и Всесоюзного
научно-исследовательского
института углеродных сорбентов.
Взамен традиционного сырья —
добротной древесины листаен-
ных пород (и в первую очередь
березы) — были взяты
лесосечные отходы хвойных
деревьев. На
опытно-промышленной установке их выжигали
при 500°С, а затем
активировали водяным паром при 850е С.
«Гидролизная
и лесохимическая
промышленность»,
1983, № 3, с. 23
Что можно
прочитать
в журналах
О задачах моделирования при
разработке динамических
тренажеров для операторов
химических производств («Химическая
промышленность», 1983, № 5,
с. 50—52).
О новых стандартах СЭВ на
методы испытаний
нефтепродуктов («Химия и технология
топлив и масел», 1983, № 4,
с. 32, 33).
О жидких комплексных
удобрениях из отходов цветной
металлургии («Химическая
технология», 1983, № 2, с. 12,
13).
Об измерении электрического
сопротивления металлов н
сплавов при высоких температурах
(«Заводская лаборатория»,
1983, № 5, с. 42, 43).
О сигнализаторе опасных
концентраций паров бензина
(«Масло-жировая промышленность»,
1983, № 2, с. 29—33).
О новых электропроводящих
клеях («Промышленность
Армении», 1983, № 3, с. 54).
О ноаых композиционных
материалах для режущего
инструмента на основе алмаза и
нитрида бора («Алмазы и
сверхтвердые материалы», 1983, № 2,
с. 1, 2).
Об устройстве для отбора проб
отработавших газов
(«Автомобильный транспорт», 1983,
№ 3, с. 31, 32).
Об ионитной очистке сточных
вод от фенола («Журнал
прикладной химии», 1983, № 3,
с. 547—551).
Об интенсификации озоном
биологической очистки
сточных вод коксохимических
предприятий («Кокс и химия»,
1983, № 4, с. 49, 50).
Об обезвреживании
газообразных отходов в производстве
поликапроамидных нитей
(«Химические волокна», 1983, № 2,
с. 57, 58).
О регенерации цветных
проявителей с помощью ионооб- *
менных смол («Техника кино
и телевидения», 1983, № 5,
с. 27—29).
О совершенствовании
конструкций
электронагревательных элементов для
теплозащитной одежды («Известия вузов.
Технология легкой
промышленности», 1983, № 1, с. 69—
71).
Об определении
коэффициента теплопроводности талых и
мерзлых грунтов («Известия
Сибирского отделения
АН СССР. Серия технических
наук», 1983, № 3, с. 20—24).
Об определении численности
колорадских жукоа, зимующих
в картофельном поле («Защита
растений». 1983, № 6, с. 37).
Об электрическом
сопротивлении человеческого организма
(«Безопасность труда в
промышленности», 1983, № 5,
с. 37, 38).
39
Проблемы и методы современной науки
Скачки в эволюции
Доктор биологических наук
Л. И. КОРОЧКИН,
доктор геолого-минералогических наук
А. Б. ИВАНОВСКИЙ
ПРОЕКТЫ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ
Живая природа удивляет проявлениями
сложных и целесообразных поведенческих
реакций. Обитающие в Южной Америке
птицы-ткачи байя не только строят свои
гнезда с искусством, которому могли бы
позавидовать архитекторы, но и освещают их,
выстраивая внутри своих покоев ряды
«канделябров», изготовленных из комочков
глины с заделанными внутрь червяками,
светящимися подобно светлячкам.
А зонтичные муравьи, живущие в Бразилии
и Центральной Америке? Эти хитроумные
насекомые собирают листья деревьев на
кофейных плантациях и доставляют их в
муравейник. Здесь сборщики листьев передают
свою добычу специалистам по изготовлению
силоса. Те разжевывают листья, смешивают
их с землей, увлажняют и подкисляют
муравьиной кислотой, которая задерживает
некоторые виды брожения. На такой почве
развиваются грибы, служащие пищей всему
муравейнику.
^'«^КТъ
Еше один замечательный пример подсказал
нам профессор В. Я. Александров,
известный ленинградский цитолог. Есть такой
обитатель пресных и морских водоемов —
червяк микростома. Он лакомится
гидрами. Хишник переваривает всю добычу,
за исключением стрекательных капсул,
грозного оружия, усеиваюшего тело гидры.
Кишечник передает эти капсулы особым
клеточным элементам, блуждаюшим во
внутренней среде червяка. Эти элементы
отправляются с драгоценным грузом к поверхности
тела животного. Достигнув ее, они с
полным знанием дела встраивают
стрекательные капсулы в кожу червя, и оружие обороны
начинает надежно служить новому хозяину.
Можно ли представить себе, что столь
сложные поведенческие реакции,
слагающиеся из многих звеньев, из которых каждое
последующее имеет смысл только в
объединении с предыдущими, возникают в живом
мире посредством медленного и
постепенного накопления мелких, едва заметных
изменений в поведении, как допускает клас-
сическая теория эволюции? Трудно в такое
поверить, тем более что доказательств такому
мнению до сих пор не отыскано*. Могло бы
выручить разве что наследование
приобретенных признаков, но таковое отвергнуто
современной наукой.
Происхождение целесообразных
поведенческих реакций весьма напоминает появление
в живых системах рибосомы — очень
сложно устроенного органа клетки, в котором
синтезируются белки. В телевизионной
передаче «Очевидное — невероятное» академик
А. С. Спирин, один из создателей
современного учения о структуре и функции
рибосом, сказал, что рибосома не могла
возникнуть в результате последовательных
эволюционных улучшений, она должна была быть
«сделана» сразу, как бы в соответствии с
определенным проектом.
Здесь позволительно чисто техническое
объяснение. Как, например, изготовляют
телевизор? Сначала вычерчивают его схему и
затем в соответствии с этой схемой собирают
многочисленные детали. Не будет хотя бы
одной детали — телевизор не заработает.
Все детали должны быть в наличии сразу,
и все они должны быть собраны только
одним определенным образом,
соответствующим именно данной схеме. Так же и
рибосома.
В состав рибосомы входит почти сотня
разных белков, и каждый из них несет
определенную функциональную нагрузку. Рибосома
работает как целое только благодаря строго
координированному в пространстве и времени
и согласованному взаимодействию всех ее
компонентов. Рибосомы устроены по единому
принципу и одинаково сложны как у самых
простых бактерий, так и у самых
высокоразвитых многоклеточных. Следов их
постепенного усложнения в эволюции найти не
удается.
УДИВИТЕЛЬНЫЕ НАХОДКИ
ПАЛЕОНТОЛОГОВ
А что же все-таки такое эволюция?
Как узнать ее способы создания
совершеннейших структур, неизмеримо
превосходящих по сложности не только телевизор, но и
любое чудо современной техники?
Задача, прямо скажем, очень трудная.
Ведь биологи, исследующие эволюцию
живого, практически лишены возможности
проверять свои гипотезы напрямую,
экспериментально, как это принято в точных
естественных науках. Вот и приходится прибегать к
косвенным способам, из которых особенно
удобны палеонтологические методы —
поиски и сравнение остатков живого в пластах
Земли, образовавшихся в разные периоды ее
истории.
Конечно, следует отдавать себе отчет в том,
что палеонтологические методы далеко не
* За более подробным анализом отсылаем читателя
к книге В. А. Кордюма «Эволюция и биосфера». Киев:
Наукова думка, 1983.
безгрешны. Далеко не все аккуратно
разложено по полочкам в исследуемых пластах
Земли, в них то и дело обнаруживаются
скрытые и явные перерывы в логической
цепи явлений. Тем не менее, поскольку
исследования идут на поверхности всей
планеты, есть возможность более или менее
точно реконструировать общую картину
событий, которые разыгрывались на
протяжении миллионов лет.
Вполне вероятно, что жизнь возникла на
Земле более чем три с половиной
миллиарда лет назад, то есть тогда, когда наша
планета, образно говоря, только успела остыть
(возраст Земли — примерно 4,5 миллиарда
лет). Во всяком случае, в осадочных
горных породах системы Свазиленд в Южной
Африке (возраст около 3,2 миллиарда лет)
найдены углистые микрообразования,
которые, как думают, есть не что иное, *как
остатки древнейших организмов. Сходные
находки попадаются в, возможно, даже и более
древних горных породах Америки,
Австралии, Гренландии. Все они приурочены к так
называемому раннему докембрию.
Из кремнистых пород среднего докембрия
(возраст около двух миллиардов лет)
выделены тоже микроскопические остатки
организмов, которые характеризуются уже
настолько сложной морфологией, что их
биогенное происхождение бесспорно (рис. 1).
Лучше всего изучены такие находки из
формации Ганфлинт провинции Онтарио
(Канада). Одни из них напоминают бактерий,
другие — сине-зеленые водоросли и, как и
положено всем организмам, они получили
название в полном соответствии с
классической линнеевской номенклатурой.
В среднем докембрии живые существа
постепенно начали заселять и завоевывать
Землю. Около миллиарда лет тому назад в
клетке оформилось типичное ядро, а 600—
650 миллионов лет тому назад появились
первые многоклеточные организмы.
«РЕВОЛЮЦИЯ» В ЭВОЛЮЦИИ
Период от появления первых признаков
жизни на Земле до начала развития
многоклеточных охватывает примерно четыре пятых
всей истории органического мира на нашей
планете. Это время скрытой жизни, или крип-
тозоя,— самый древний период в истории i
всего живого.
Возникновение многоклеточных живот- ■
ных, к которым принадлежим и мы с вами,
ознаменовало начало -второго большого
интервала — ясной жизни, или фанерозоя.
Изучение фа нерозой с кого этапа эволюции i
убеждает, что именно в это время неод- -
нократно и как бы мгновенно, скачком, г
возникали богатейшие фауны, которые так же э
быстро исчезали с лица Земли, а на смену \
им приходили, новые, резко от них отличаю- -<
щиеся.
При этом следует особо отметить, что мо- н
мент возникновения весьма разнообразных х
и совсем непохожих многоклеточных орга- -j
низмов просматривается настолько отчетли- -i
42
во, что создается впечатление, будто
буквально из ничего, за считанные миллионы
лет, что с точки зрения геологии кажется
мгновением, появилась богатейшая фауна,
заполнившая прибрежные зоны теплых
мелководных морских бассейнов всей нашей
планеты. Здесь были примитивные
кишечнополостные, иглокожие, различные
червеобразные животные, оставившие следы
своей деятельности (ходы, норки),и,
возможно, даже членистоногие. Одним словом,
несколько типов беспозвоночных сразу!
Этот период истории Земли, когда
возникли и оформились первые, еще
бесскелетные многоклеточные животные и древнейшие
«настоящие» водоросли-вендотениды,
выделен нашим видным геологом Б. С.
Соколовым и назван им вендским периодом, или
вендом (рис. 2).
Далеко не для всех представителей этой
древнейшей фауны установлено положение
в современной системе органического мира.
И конечно же, трудно сравнивать этих
первичных многоклеточных с теми, что
существуют ныне, то есть на 600—650 миллионов
лет позже. Факт, однако, неоспорим: в
конце докембрия в животном царстве
практически одновременно возникло сразу несколько
разных типов.
В начале следующей эры в истории Земли,
в палеозое, на смену исчезнувшей вендской
фауне и флОре также геохронологически
«мгновенно» пришла кембрийская. Для
морских организмов этого периода характерна
способность строить плотный скелет.
Подавляющее их большинство резко отличается от
вендских примитивных организмов.
В кембрии уже были представлены все
главнейшие группы морского бентоса —
простейшие, губки, кишечнополостные,
иглокожие, членистоногие, брахиоподы, моллюски...
Эта фауна процветала до тех пор, пока
около 200 миллионов лет назад почти полностью
не исчезла. Это была граница палеозоя и
мезозоя. Разразившаяся тогда, в силу пока
не известных обстоятельств, катастрофа
превратила нашу планету в сплошное
кладбище — одновременно вымерли почти все
крупные таксоны морских беспозвоночных,
а также некоторые насекомые и
позвоночные.
Произошла очередная «революция» в
эволюции, место вымерших организмов
заняла новая фауна, и по Земле начали
бродить гигантские яшеры-динозавры, тяжелые,
неповоротливые, с маленьким мозгом,
зачастую явно несимпатичного вида (рис. 3).
Пресмыкающиеся завоевали и сушу, и море,
и воздух. Но и они разделили участь своих
предшественников, внезапно исчезнув в
конце мезозоя (рис. 4). На Земле наступила
эра господства млекопитающих, которые
процветают и сейчас.
Так что же все-таки происходит на нашей
планете? Один из возможных ответов
предложен в последние годы американскими
палеонтологами Н. Элдриджем и С. Гулдом.
Они утверждают, что эволюция — это
прерывистое равновесие.
Согласно их гипотезе, процесс развития
живого состоит из двух фаз. Первая —
относительный покой, длящийся миллионы лет,
когда вид существует в стабильном
состоянии; вторая — период резких
наследственных изменений, приводящих к
видообразованию, когда в течение нескольких
десятков тысяч лет исходный вид распадается
на дочерние, новые виды.
Гипотеза вызывает сейчас множество
споров, но она получила подтверждение
благодаря находкам, сделанным в конце 70-х
годов американским палеонтологом П. Уиль-
ямсоном в Кении, на берегу озера Туркана.
Уильямсон исследовал раковины из пластов,
которые формировались на протяжении
нескольких миллионов лет. Оказалось, что
эволюция изученных им моллюсков следовала
принципу, предложенному Элдриджем и Гул-
дом: миллионы лет нет изменений, и вдруг,
за какие-то несколько тысяч лет, все
преобразуется, внезапно появляются новые виды.
Процесс, по словам Уильямсона, подобен
катастрофе.
СЧАСТЛИВЫЕ МОНСТРЫ
Итак, палеонтологи то и дело сталкиваются
с внезапными переходами от одной фауны
к другой. Промежуточные формы,
несмотря на все старания, обнаружить не удается.
Такой выдающийся эволюционист, как
Дж. Симпсон, вынужден был признать в книге
«Темпы и формы эволюции» (Москва: Изд-во
иностранной литературы, 1948), что
промежуточные типы не найдены потому, что,
по-видимому, они и не существовали. Но
тогда приходится допустить возможность
скачкообразной (как говорят, сальтацион-
ной) эволюции. По поводу конкретного
генетического механизма таких «сальтаций» в
30—40-е годы генетик и эмбриолог Рихард
Гольдшмидт высказал интересную
гипотезу. Ее встретили, что называется, в штыки
и не приняли всерьез. Однако сейчас эту
гипотезу вспомнили и обсуждают с
большим вниманием. Суть ее заключается в
следующем.
Внешние и внутренние качества
организма, определяющие его принадлежность к
тому или иному виду, складываются в ходе
индивидуального развития, онтогенеза. Все
эти отдельные качества очень тесно связаны
друг с другом, так что изменение одного
признака в большей или меньшей степени
затрагивает и другие. Поэтому онтогенез
складывается из многих сложных
взаимодействий клеток, строящих морфологические
структуры организма.
Обычно изменения в отдельных генах
(мутации) вызывают относительно мелкие
эффекты. Например, у плодовой мушки
дрозофилы может увеличиться или
уменьшиться размер глаз, крыльев, может
измениться их цвет, число жилок на крыльях
и так далее. Гольдшмидт справедливо
заключил, что такие мелкие преобразования вряд
43
ли вызовут появление нового вида. В
лабораториях всего мира живут сейчас - тысячи
линий дрозофил, эти линии несут разные
мутации — единичные или множественные,
и тем не менее все мушки принадлежат
к одному и тому же виду. Иными
словами, накопление обычных мутаций не
выводит особь за пределы данного вида. Нужна
какая-то особая мутация, которая
перестраивает работу всего генома, изменяя
не отдельный признак, а комплекс
признаков. Такая мутация (Гольдшмидт предложил
называть ее макромутацией) нарушает или
отменяет старые связи и взаимодействия
клеток в процессе онтогенеза и устанавливает
новые. Развившийся на основе такой
макромутации организм будет выглядеть уродом
среди своих сородичей.
Но вот грядет очередная геологическая
катастрофа — будь то внезапное резкое
повышение фона радиации, или же
крупномасштабные перемешения моря и суши,
своего рода всемирный потоп, или резкое
изменение климатических условий (о таких
катаклизмах пока никто ничего не знает, но
гипотезы утверждают, что подобное вполне
возможно). И тут некоторые уроды-монстры
окажутся счастливчиками, более
приспособленными к новым условиям
существования. Нормальные организмы начнут
вымирать, а счастливые «уродцы» займут
освобождающиеся экологические ниши.
Но известны ли в природе такие
необычные мутации, которые хотя бы
отдаленно напоминали видообразуюшие?
Оказывается, известны. У дрозофилы бывают
мутации, преврашаюшие одни части тела в
другие: сегмент груди — в сегмент брюшка,
головные придатки — в ноги и так далее.
Один из мутантов наделен двумя парами
/
Остатки древнейших живых существ —
микроорганизмов неясного систематического
положения из формации Ганфлинт
(Канада), возраст около 2 млрд. лет. Размеры
показаны на фотографиях
Дно вендского моря,
населенное древнейшими
м ногоклет очными
организмами
F00—650 млн. лет назад).
Видны многочисленные
медузоидные формы,
листоподобные животные
неясного систематического
положения, так называемые
петалонамы, организмы,
напоминающие современных
червей, членистоногих,
иглокожих...
Реконструкция, выполненная
авс тралийск им и
палеонтологами
М. Глесснером
и М. Уэйд
%
<^
10*
гг***»":.. -/■
~ V4*
крыльев вместо одной. Муха похожа на
стрекозу! Для дрозофилы это несомненное
уродство. Но, значит, мутация может в принципе
породить признак, выводящий далеко за
пределы данного вида.
Принято было считать, что живушие в
полной темноте животные слепнут
постепенно, накапливая бесчисленные мелкие
мутации, в результате которых уменьшаются
глаза. Последовательно разрушается
зрительный аппарат, пока он практически
совсем не исчезнет.
А как на самом деле возникает безгла-
зость? У дрозофилы известна мутация,
которая сразу ведет к «уродству» — глаз
или совсем не развивается, или имеет вид
маленькой точки. Такой мушке ничего не
остается делать, как найти соответствующее
место жительства, где можно более или
менее спокойно сушествовать с упомянутым
дефектом. Ясно, что это — малоосвешен-
ные места, где недостаток зрения не столь
уж бедствен.
Еще один пример. На островах, где
свирепствуют ураганы, преобладают бескрылые
насекомые. Вот какое это находило
объяснение. В исходной популяции имеются особи
с крыльями разных размеров. Тех, у которых
крылья побольше, уносит ураган, а
обладатели маленьких крыльев остаются на месте.
Постепенно и очень медленно
накапливаются мелкие мутации, которые приводят к
тому, что крылья не развиваются -совсем.
Но объяснить все можно и иначе, с помощью
макромутации. Ведь возникает же
бескрылость у дрозофилы как результат одной му-
з
Грицератопс, один из последних гигантских
динозавров, длина его — около семи с половиной
метров. Реконструкция выполнена английским
палеонтологом Л. Гетчи неоном
тации, сразу производящей бескрылого
монстра. Конечно же, такой мутант лучше всего
приживется в местности, где крылья не
нужны и даже вредны, например там, где
свирепствуют ураганы...
А разве не много странностей в
организме человека по сравнению с его
предполагаемыми четвероногими предками? Он пря-
моходящ,: у него нет сплошного
волосяного покрова, отсутствует хвост, он не
способен лазить по деревьям и так далее-
Новые морфологические признаки
заставляют вести и новый образ жизни.
Знаменателен сам факт внезапного
приобретения признака, не свойственного виду,—
когда мутация вызывает перестройку
индивидуального развития организма. Не
случайно уже давно высказана мысль, что
некоторые мутации способны изменить
онтогенез так, что, по образному выражению
крупнейшего палеонтолога наших дней
О. Шиндевольфа, из яйца рептилии вылетит
первая птица.
ПРЫГАЮЩИЕ ГЕНЫ И ЭВОЛЮЦИЯ
Какие же, однако, события могут скачком
перестроить работу сразу всего генома?
Очевидно, в первую очередь те события,
которые сдвигают темпы развития
отдельных частей эмбриона. Дело в том, что
индивидуальное развитие — это цепь
последовательных попарных взаимодействий
тканевых систем. В таких парах одна ткань
стимулирует другую к специализации.
Созревание взаимодействующих тканей должно
быть строго согласовано во времени — так,
чтобы в момент, когда одна готова
пробудить развитие другой, та, другая, была бы
готова пробудиться.
В «Химии и жизни» A982, № 8) уже бы-
■<«?*
*Л 0+Ф***
45
настоящее время антропогенез
^—*
Схема распределения некоторых групп
позвоночных животных в мезозойскую
и кайнозойскую эры
ло рассказано об опытах, выполненных в
Институте цитологии и генетики
СО АН СССР. В этих опытах на
зародышах аксолотлей удалось показать, что если
мутация нарушает время созревания
взаимодействующих тканей, то возникают
явные дефекты развития, например у животного
исчезает пигментация. Иногда последствия
бывают значительно более тяжелыми. У
мышей известны мутации, которые изменяют
время созревания клеток,, формирующих
почку. Нарушается взаимодействие клеток — и
зародыши погибают.
Во всех этих случаях нарушение развития
сопровождается утратой некоторой части
генетического материала — так называемой
сатёллитной ДНК. (Напомним, что
генетический материал можно условно разделить
на две части. Одна — значащая,
кодирующая белки, в ее структуре записано
много информации. Вторая — сателлитная,
незначащая, более простая по строению, как бы
лишняя, о ее значении пока что приходятся
гадать. Такая ДНК объединена в особые
блоки, которые называют гетерохроматином.)
Соседство с гетерохромати ном може т
сыграть важную роль в работе
структурных генов. Гетерохроматин обладает
способностью контролировать время появления в
клетке продуктов, записанных в
структурных генах. Вот лишь один пример. Л. И. Ко-
рочкину вместе с сотрудницей Института
биологии развития АН СССР Е. В. Полу-
эктовой удалось показать, что присутствие
или отсутствие гетерохроматина вблизи
генов, кодирующих фермент эстеразу,
определяет время появления этого фермента в
ходе индивидуального развития дрозофилы.
Но если подобный эффект имеет
значение для эволюции, то организмы, стоящие
на разных ступенях эволюционной лестницы,
должны были бы отличаться по количеству
гетерохроматина. Так ли это? Новосибирский
биохимик В. А. Бердников,
проанализировав содержание ДНК у насекомых, рыб,
амфибий и еше некоторых позвоночных,
пришел к выводу, что по ходу эволюции
среднее количество ДНК и особенно
гетерохроматина уменьшается. Похожие наблюдения
сделали на млекопитающих Н. Н.
Воронцов, А. А. Гинатулин и Л. А. Гина-
тулина. В этом случае утрачиваются как
гетерохроматиновые участки, так,
по-видимому, и некоторые уникальные
последовательности ДНК.
Напрашивается мысль, что все эти утраты
не случайны и могут иметь отношение как
к эволюции в целом, так и к
особенностям индивидуального развития. Вот один
пример, подтверждающий эту мысль. Род-
46
ственные виды дрозофилы содержат разное
количество сателлитной ДНК, причем у тех
видов, которые считаются примитивными,
такой ДНК больше. Интересно, что у
разных видов дрозофилы, даже у близких
родственников, эта сателлитная ДНК разная и
распределена в геноме по-разному. Но, как
уже было сказано, утрата части
сателлитной ДНК или ее перераспределение в геноме
меняет время созревания разных тканей
организма. А ведь именно такие сдвиги во
времени при дифференцировке клеток и
тканей составляют, по Гольдшмидту, основу
порождения «счастливых монстров».
Но почему же меняется содержание
и распределение сателлитной ДНК?
Тут самое время вспомнить о так
называемых прыгающих генах, открытых в
Институте молекулярной биологии АН СССР
в лаборатории члена-корреспондента
АН СССР Г. П. Георгиева и одновременно
в США группой Г. Хоггнеса. Эти
удивительные генетические элементы, похожие
на вирусы, могут перемещаться по ДНК,
встраиваться в различные ее
участки, помогая или, наоборот, мешая их
работе. Эти гены-путешественники
могут соединяться с блоками
сателлитной ДНК, выхватывать ее куски,
увлекать их за собой, перенося в новые,
неожиданные места генома. Недавно
сотрудник Института молекулярной биологии
АН СССР М. Б. Евгеньев установил, что у
одной группы дрозофил «прыгающие гены»
располагаются точно в тех же местах, где
размешена сателлитная ДНК.
В упомянутой выше книжке В. А. Кор-
дюма приводятся примеры того, как
прыгающие гены могут «ташить» вслед за собой на
новое место (и даже от вида к виду и рода
к роду!) соседние участки ДНК,
ответственные за синтез разных белков.
Таким образом, с помощью
вирусоподобных «прыгающих генов» могут возникать
новые комбинации блоков ДНК, и в этих
событиях часто невосполнимо утрачиваются
кусочки гетерохроматина. Каждая
возникшая комбинация уникальна, это определяет
необратимость эволюционного процесса.
Утраченный кусочек ДНК не вернуть! А
значит, безвозвратно теряется способность
воспроизводить в онтогенезе какой-то
феномен, связанный с его присутствием
Совершенно очевидно, что такую
перекройку генома никак не назовешь
постепенной. Перенос или выброс целой порции
ДНК — это, конечно, скачок, «сальтация»,
но не постепенность. И совершаются эти
процессы, по-видимому, в течение коротких
промежутков времени.
Можно попытаться представить себе, что
же лежит в основе тех удивительных
поведенческих реакций, описанием которых мы
начали статью. Этой основой вполне могут
быть именно «сальтации», столь резко
изменяющие программу индивидуального
развития организма, что организм оказывается
способен вести совершенно новый образ
жизни.
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
ДЕВОЧКИ —
отрицательнее,
мальчики —
положительнее...
Японским
исследователям-удалось разделить человеческую
сперму на две фракции: одна
на 100% состояла из спермиев,
несущих X-хромосому, а другая
на 83% — из спермиев с Y-xpo-
мосомой («New Scientist», т. 98,
№ 1358). Так как при
оплодотворении спермиями с Х-хро-
мосомой рождаются девочки,
а с Y-хромосомой мальчики,
это открывает перспективу
надежного регулирования пола
потомства.
Разделить спермин удалось
с помощью электрического поля.
Из-за различия химического
состава молекул ДНК разные
хромосомы несут разный заряд;
X-хромосомы, заряженные
отрицательно, движутся к
положительному полюсу, Y-хромосо-
мы, заряженные
положительно,— к отрицательному.
Правда, неизвестно пока,
сохраняют ли спермин после
этого способность к
оплодотворению. К тому же, чтобы выделить
нх, приходится прибегать к
центрифугированию — операции
тоже для них небезопасной.
Однако исследователи надеются
со временем преодолеть эти
трудности.
КРАБ
И БАКТЕРИИ
Как сообщил журнал «Science
Digest» A983, т. 91, № 2),
разработан новый
чувствительный тест на заболевания,
вызванные гноеродными
бактериями, в частности
гонококками. Принцип этого теста
заимствован у природы. Как
известно, крабы-мечехвосты
защищаются от опасных бактерий,
проникших в кровь, простым
и надежным способом: токсины,
имеющиеся в стенках таких
бактерий, активируют фермент
в клетках крови краба.
Активированный фермент разрушает
другой компонент крови, что
приводит к образованию геля,
похожего на кровяной
сгусток.
Теперь собственно о тесте.
Сухой экстракт из крови
краба смешивают с семенной
жидкостью, взятой у
предполагаемого больного. Если в
течении получаса образуется гель,
то почти наверняка
(вероятность 98%) человек этот болен
гонореей. Тест позволяет
диагностировать ту же болезнь и у
женщин, но с меньшей
точностью.
47
Наблюдения
Внимание:
оранжевая клякса!
\(
Рисунки в синей и голубой гаммах сделаны
ребенком, находящемся в удовлетворительном
состоянии, в оранжевой гамме — в период
обострения болезни
В последнее время при лечении
бронхиальной астмы у детей врачи используют
различные игры: ребенок отвлекается и
забывает про одышку. Но характер детского
творчества, кроме того, может помочь
своевременно опознать приближение приступа.
Несколько лет автор наблюдал девочку,
страдавшую тяжелой формой астмы. Она
любила рисовать, хотя ее никто этому не учил.
Обычно ее рисунки были вполне
реалистичными, но иногда на бумаге появлялись
своеобразные абстракции, даже просто кляксы,
и чаше всего девочка рисовала такие
картинки тогда, когда у нее приближался приступ
одышки.
В зависимости от самочувствия менялась и
цветовая гамма рисунков. Кляксы, как и
рисунки в период болезни, были обычно
оранжевыми, когда же приступ проходил,
преобладали более холодные тона. Психологи
считают, что предпочтение красного или
оранжевого типично для состояния тревоги, а
выбор синего и зеленого оттенков
свидетельствует об умиротворенности.
К собственным рисункам девочка
относилась равнодушно. Для нее главным был не
результат, а сам процесс рисования. Когда
пациентка выздоровела, увлечение прошло.
Этот пример еше раз доказывает, что
любое приятное для ребенка занятие —
лепка, моделирование, шитье — может стать
хорошим союзником в борьбе с
бронхиальной астмой.
Доктор медицинских наук
М. И. АНОХИН
последние известия
В отличие от болезней, вызываемых бактериями, вирусные
заболевания с трудом поддаются вакцинации. Одна из
причин — сложность приготовления соответствующих вакцин.
В частности, очень непроста очистка вируса от белков
тканей, в которых он размножался. Порой дело упирается и
в малую доступность подходящих субстратов — некоторые
вирусы, например гепатита, растут лишь в клетках обезьян.
Трудно вакцинировать даже от одной вирусной болезни —
что же говорить о попытке застраховаться от нескольких
разом? Тем не менее генная инженерия, судя по
сообщению нового журнала «Biotechnology» A983, т. 1, № 3,с. 219),
вскоре откроет даже такую недостижимую, по традиционным
понятиям, возможность. Применяя ее методы, специалисты
из Национального института аллергии и инфекционных
заболеваний (США) сумели ввести гены, кодирующие белки
болезнетворных вирусов, в геном вируса прекрасно
освоенной, хорошо поддающейся очистке оспенной
вакцины (ВВ). Этот успех обещает со временем открыть
возможность ограничиваться введением человеку лишь одного
рекомбинантного вируса для иммунизации против
нескольких инфекций разом. Иными словами, создать
«поливалентную» вирусную вакцину или набор таких вакцин.
Первый успех был достигнут в опытах с геном,
кодирующим поверхностный антиген В вируса гепатита (ПАВГ).
Этот ген длиной 1,4 кбаз (тысяч нуклеотидов) вначале
связывали с регуляторным геном В В — тем, который
управляет включением генов. Затем такой отрезок ДНК
встраивали в плазмиду, содержащую маркерный ген, кодирующий
фермент тимидинкиназу. Плазмиду же добавляли к клеткам,
в которых размножались ВВ. В результате удалось выявить
рекомбинантные ВВ, которые не были способны к
образованию фермента, зато синтезировали ПАВГ. И при
иммунизации ими кроликов количество противогепатитных
антител достигло уровня, в 20 раз превышающего тот, который
требуется для предотвращения гепатита у людей.
Успешными оказались и первые опыты с вирусами
гриппа, которые, в отличие от гепатитных, содержат не ДНК,
а РНК. Вначале пришлось получить ДНК,
комплементарную к гену, кодирующему гемагглютин вируса гриппа (длина
участка 1,7 кбаз), а уж потом встраивать эту ДНК в
геном ВВ. Полученный рекомбинант вызывал у кроликов
образование антител против гемагглютина. По-видимому,
в геном В В можно без повреждения его инфекционности
вводить и более длинные, до 25 кбаз, отрезки ДНК. А это
открывает надежду на то, что окажется возможным
включение в ВВ и других, самых разнообразных вирусных
генов.
Многоцелевые
вакцины
50
А. РОСНИН
Проблемы и методы
современной науки
Протонное
непостоянство
клетки
Кандидат технических наук
Л. Л. ЛИТИНСКАЯ,
кандидат биологических наук
А. М. ВЕКСЛЕР
ВСЕГО НА ПОЛ-ЕДИНИЦЫ
Начнем с общеизвестного. В основе всех
процессов жизнедеятельности лежит работа
великого множества ферментов, каждый из
которых выполняет свою специфическую
функцию. Активность ферментов сильно
зависит от условий среды — у каждого
фермента в этом отношении свои, довольно
жесткие требования; при невыполнении их он
снижает свою производительность, а то и вовсе
объявляет забастовку.
Одно из таких требований касается
концентрации водородных ионов, которая на
«рабочем месте» фермента должна
поддерживаться на определенном уровне. (Для
удобства вместо этой величины обычно
пользуются ее отрицательным логарифмом —
так называемым водородным показателем,
или рН; этой величиной будем оперировать
и мы. А для еше большего удобства ионы
водорода мы будем коротко называть
протонами, каковыми они, в сущности, и
являются. )
Вот лишь один, но достаточно типичный
пример: кривая активности фермента адени-
латциклазы, выполняющего в клетке весьма
важную функцию расшифровки
управляющих сигналов, которые передаются с
помощью гормонов (рис. 1). Эта кривая
наглядно показывает, что существует
оптимальный уровень рН — в данном случае
около 8 единиц; как при повышении рН, то
есть при усилении щелочных свойств среды,
так и при понижении, то есть при закисле-
нии среды, активность фермента резко
снижается.
В норме рН клетки находится где-то в
районе 7, то есть соответствует нейтральной
среде. Представьте себе, что рН клетки
уменьшится всего на пол-единицы — с 7 до 6,5.
Взглянув еше раз на рис. 1, вы убедитесь,
что. активность аденилатциклазы намного
упадет, а это значит, что клетка станет
менее восприимчивой к гормональным
влияниям. Но аденилатциклаза — лишь один
из множества ферментов, необходимых для
нормальной жизнедеятельности клетки. На
других ферментах такое же, на первый взгляд
незначительное, снижение рН тоже заметно
скажется. Например, от рН сильно зависят
свойства кальцийсвязываюших мышечных
белков, которые регулируют сокращение
мышцы, поэтому при снижении рН на 0,5
единицы уменьшится сила сокращения
мышечных волокон. При понижении рН
изменятся и свойства гемоглобина: он теряет
способность связывать кислород и отдает его
окружающим тканям, однако интенсивность
дыхания при этом не повышается и
выработка универсального горючего АТФ может
даже упасть ниже нормы... И все это из-за
каких-нибудь 0,5 единицы рН.
Если все вышесказанное не убедило вас
в значении рН для жизнедеятельности, то
рекомендуем взглянуть на рис. 2 — от
величины рН зависит не только биохимия
клетки, но и ее внешний вид.
НАПРАВО ПОЙДЕШЬ —
КОНЯ ПОТЕРЯЕШЬ,
НАЛЕВО ПОЙДЕШЬ...
Итак, рН в клетке определяет очень многое.
Но ведь в ходе различных биохимических
процессов в ней все время появляются и
исчезают ионы водорода и гидроксила, что
приводит к непрерывным изменениям рН.
К тому же требования к рН у разных
ферментов не одни и те же, а у каждого
свои. И поскольку ферментов много, а
клетка одна, перед ней возникает задача выбора
наилучшего пути к удовлетворению этих
разнообразных потребностей. Это обычная
51
*9$
fll «П
3 8-
71
61
5|
41
3-1
2
О
Ю
pH
Зависимость активности фермента
аденилатциклазы от рН
Изменение мембранного потенциала (mV) 'и
формы амебы в зависимости от изменения рН среды
в математике задача оптимизации,
называемая в обыденной жизни поисками
компромисса.
Один такой путь очевиден: можно раз и
навсегда найти такую величину рН, при
которой достигался бы — ну, пусть не
оптимальный, но более или менее приемлемый —
уровень различных зависяших от рН
процессов, и поддерживать эту величину
постоянной. Естественно, в этом случае клетке не
удастся реализовать свои максимальные
возможности и функционировать так же
эффективно, как при поддержании
оптимальной величины рН для каждого процесса в
отдельности. Но все же и так неплохо —
«тише едешь, дальше будешь»...
Еше недавно считалось, что по этому пути
и идут живые клетки. Так написано в
авторитетном учебнике К. Вилли и В. Детье
«Биология»: «Клетки человека и большинства
животных приспособлены к жизни в
относительно узком диапазоне концентрации
водородных ионов, и в связи с этим выработали
ряд механизмов, удерживающих рН в этом
диапазоне».
Однако можно представить себе и иной
путь регуляции внутриклеточного рН. Это
путь создания в разных участках клетки
различных концентраций протонов, то есть их
пространственного разделения. При этом в
каждом участке клетки, где идет тот или иной
ферментативный процесс, можно так
подобрать величину рН, чтобы фермент работал с
максимальной отдачей. А если к тому же
время от времени изменять по мере
необходимости величину рН в каждой точке
клеточного пространства, то можно получить
существенный выигрыш по сравнению с
жесткой стабилизацией рН. Но можно ли добиться
такой неоднородности распределения
протонов по клетке?
«РАЗДЕЛЯЙ И ВЛАСТВУЙ»
Всем известное изречение, выбранное нами в
качестве подзаголовка, приписывают Каю
mV A
80-|
70
60
50Н
ло\
30-|
20
ЮН
—г-
8
10
рН
52
Юлию Цезарю. Однако, как справедливо
указал американский биоэнергетик Э. Ракер,
Цезарь просто-напросто позаимствовал эти
слова у клеточной мембраны.
Действительно, любая клеточная мембрана, в числе
прочего, выполняет и функцию разделения
протонов. Например, наружная мембрана
клетки, отделяя ее от окружающей среды,
позволяет сохранить в ее внутреннем
пространстве нужную концентрацию протонов при
значительных колебаниях их содержания в
среде.
Однако наружная мембрана не
единственная в клетке; как показывает электронный
микроскоп, вся клетка пронизана
мембранной сетью, окружающей различные
внутриклеточные органеллы и отсеки. А раз так,
то можно предположить, что концентрации
протонов в них могут быть различными.
И действительно, когда биофизики сумели
измерить величину рН во внутреннем
пространстве изолированных митохондрий, она
оказалась на 1-—1,5 единицы больше, чем в
окружающей их среде, а в изолированных
хлоропластах — на 1,5—2 единицы выше. А
если вспомнить, что величина рН — это
логарифм концентрации протонов, то
получается, что диапазон концентраций
составляет 4—5 порядков.
Впрочем, эти измерения были проведены
лишь на изолированных, выделенных из
клетки (и довольно грубыми способами) орга-
неллах. А может быть, в целой,
неповрежденной клетке вовсе нет таких различий в
концентрации протонов? Кроме того,
выявленные различия касаются только сугубо
специализированных органелл, в остальных
же отсеках, так называемых компартментах
клетки, протонов может быть ровно столько
же, сколько и в цитоплазме.
К сожалению, полностью опровергнуть эти
сомнения мы пока не в силах.
Действительно, рН митохондрий удается измерять только
после разрушения клетки, а рН других ее
отсеков мы не можем найти даже с помощью
самых современных методов.
Но есть такие клеточные структуры, с
которыми дело обстоит иначе.
СВИДЕТЕЛЬСТВУЮТ
лизосомы
В 1955 г. Ш. де Дюв открыл неизвестные
до того клеточные органеллы, которые
получили название лизосом. Это округлые
частицы размером от 0,4 до 1,5 мкм,
окруженные мембраной. Внутри лизосом находится
большой набор ферментов, главная функция
которых — разрушение: они способны
разобрать на составные части всю клетку; однако
столь разрушительные наклонности им
дозволено проявлять лишь для блага
клетки — они используются только для
гидролиза ненужных, отработанных белков и других
веществ.
Лизосомы оказались очень удобным
объектом для изучения многих вопросов,
связанных с распределением протонов в
клетке. Особенно интересную информацию
удалось получить, применив метод
индикаторных красителей, которые, проникая в клетку
или в отдельные ее структуры, изменяют
свой цвет в зависимости от рН среды (такие
работы были, например, проведены в МГУ и
в Институте биологической физики АН СССР
при непосредственном участии авторов).
Мы попытались определить, например,
различаются ли друг от друга по
концентрации протонов отдельные лизосомы. И
оказалось, что рН внутри лизосомы,
действительно, бывает разным и зависит от ее
размера: в мелких лизосомах концентрации
протонов выше, чем в крупных. Больше того,
концентрация протонов в каждой лизосоме
изменяется во времени с периодом около
часа, причем в более кислых и, следовательно,
более мелких лизосомах размах колебаний
рН больше. Наконец, удалось установить,
что при действии на клетки различных
химических и физических агентов
кислотность лизосом снижается, а разница в рН
между лизосомами и. цитоплазмой
уменьшается. Как тут не вспомнить о пресловутом
изменении .баланса «кислых и щелочных
едкостей», к которому пытались сводить
различные процессы в клетке исследователи
начала века,— это, как напомнил нам В. Ску-
лачев в своей статье «Протонный цикл»
(«Химия и жизнь», 1979, № 10 и 11),
служило поводом для насмешек над получившей
впоследствии полное признание хемиосмоти-
ческой гипотезой Митчела...
Итак, в разных лизосомах разные
значения рН, и в каждой лизосоме к тому же
рН изменяется. Вот оно — пространственное
и временное разделение протонов, правда,
не по всей клетке, но хотя бы по ее лизосо-
мам!
Что же дает лизосоме такое «протонное
непостоянство»? Одна из основных ее
функций — гидролиз белков, который
происходит с участием нескольких ферментов —
катепсинов А, В, С, D и Е. Оптимальные
для этих ферментов рН существенно разные,
соответственно 5,0; 4,8; 6,0; 3,2 и 4,5 (катеп-
син О имеет два максимума активности);
2,5 единицы. В среднем же рН лизосом, как
принято считать, составляет 4,5 единицы.
Если бы в лизосомах поддерживалась именно
эта средняя величина рН, то некоторые из
их ферментов, например катепсин С,
имеющий оптимум в области 6,0, или катепсин Е
с оптимумом в области 2,5, почти не смогли
бы функционировать. Именно так и оказалось
при попытке смоделировать работу лизосо-
мальных катепсинов в пробирке: они просто-
напросто не хотели гидролизовать белок!
По-видимому, изменения рН среды
необходимы для работы всего ансамбля катепсинов —
они играют роль дирижера, указывающего,
когда какому ферменту вступать со своей
партией.
ВОДОРОДНАЯ ПОМПА В МЕМБРАНЕ
Итак, эксперимент подтвердил
пространственно-временную неоднородность
распределения протонов в клетке. Очевидно, сущест-
53
вование этой неоднородности, крайне
выгодной для клетки, возможно только благодаря
клеточным мембранам — именно они, как
мы уже говорили, выполняют функцию
разделения протонов. Как же мембрана
справляется с этой сложной задачей?
В последнее время считается доказанным,
что практически в любой мембране клетки
есть механизм активного переноса протонов,
который называется водородной помпой.
История признания этого факта совсем не
была легкой и простой и оказалась тесно
связанной со всей историей биоэнергетики
(об этом тоже было подробно рассказано в
статье В. Скулачева «Протонный цикл»).
Это именно помпа, активно действующий
насос, а не просто диффузия ионов водорода.
Во-первых, любая мембрана для протонов
плохо проницаема. Во-вторых, ионы
водорода переносятся против
электрохимического градиента, то есть из среды с меньшей их
концентрацией в среду, где их и без того
много. Так, ионы водорода активно поступают
в лизосомы, хотя их там на два порядка
больше, чем в клетке. Наконец, что очень
существенно, процесс переноса протонов
связан с потреблением энергии.
Водородные помпы в мембранах разных
органелл различаются по способу
получения энергии и по направлению действия
(рис. 3). Например, в наружной мембране
клетки помпа устроена так, что откачивает ■
избыток протонов из клетки наружу.
Протоны откачиваются наружу и через мембрану
митохондрии. Это свойство сохраняется даже
после разрушения и последуюшей сборки
мембран. Если подвергнуть суспензию
митохондрий действию ультразвука, мембраны
разрываются и их фрагменты
выворачиваются наизнанку, после чего снова замыкаются.
В таких «митохондриях наоборот» протоны
будут накапливаться уже внутри (рис. 4).
(Любопытно, что это свойство мембран
использует для своего размножения в клетке
возбудитель малярии — малярийный
плазмодий. Когда плазмодий соприкасается с
наружной мембраной эритроцита, часть ее
впячивается внутрь (рис. 5) вместе с ним. В
образовавшемся пузырьке мембрана
оказывается вывернутой наизнанку: теперь уже
протоны накачиваются внутрь пузырька, вызывая
быстрое закисление его содержимого и
создавая условия для успешного развития
плазмодия, для которого «комфортная»
концентрация ионов водорода составляет 5—6
единиц.)
А в мембранах тех же лизосом, вакуолей
и хлоропластов растительных клеток
водородная помпа исходно ориентирована так,
что накачивает протоны внутрь органоидов.
Таким образом, один и тот же механизм,
только по-разному ориентированный в
мембране, вызывает либо значительное
накопление в каких-либо отсеках клетки протонов,
либо, наоборот, уменьшение их
концентрации. И даже больше: как показал
математический анализ (который, да простит нам
Различная ориентация водородных помп в разных
мембранах: через наружную мембрану клетки и
через мембраны митохондрий протоны переносятся
изнутри наружу, через мембраны лизосом —
снаружи внутрь
читатель, мы здесь приводить не будем),
такой механизм активного переноса протонов
может создавать и временные колебания
величины рН в отдельных клеточных отсеках,
те самые колебания, о которых рассказали
нам лизосомы.
рН И «ШОКОЛАДНАЯ ТЕРАПИЯ»
Почти 30 лет назад известный немецкий
естествоиспытатель Манфред фон Арденне
предложил новый метод борьбы со
злокачественной опухолью — перегрев ее до 42°С в
сочетании с усиленным потреблением
глюкозы (об этих работах «Химия и жизнь»
рассказывала читателям в № 2 за 1969 г. и
в № 6 за 1970 г.). На первых порах попытки
фон Арденне воспринимались весьма
скептически; однако в последнее десятилетие
интерес к такому подходу все возрастает. Дело
в том, что перегрев или избыток глюкозы,
по-видимому, действительно могут вредно
влиять на клетки опухоли. И важная роль
здесь, возможно, принадлежит опять-таки
водородным ионам.
Эксперименты показали, что при
повышении температуры до 40—42°С
внутриклеточный рН снижается с 7,0 до 6,5 или даже
ниже — возможно, это происходит потому,
что при увеличении температуры нарушается
работа водородной помпы. А длительное
пребывание клеток в условиях повышенной
кислотности заканчивается, как правило, их
гибелью: по-видимому, при низких рН
ферменты лизосом начинают активно
«хозяйничать» и в собственной цитоплазме, разрушая в
конечном счете дом, где они обитают.
Злокачественные клетки оказались более
чувствительными к повышению температуры,
чем нормальные, потому что в них
кислотность, как правило, и без этого уже повы-
54
Ус xui
ж x* I
ультразвун ^?
Образование «митохондрий наоборот» —
вывернутых пузырьков после воздействия
на митохондрии ультразвуком
шена. В опухолях, особенно в самом их
центре, из-за плохого снабжения кровью
появляются клетки, которым не хватает кислорода.
Такие клетки вырабатывают для себя
энергию путем использования глюкозы —
гликолиза. А в ходе гликолиза в клетке
накапливается закисляюшая ее молочная кислота,
поэтому в таких клетках уже существует
избыток протонов, делающий их еще более
термочувствительными.
Раковые клетки, в отличие от
нормальных, способны добывать энергию путем
гликолиза даже тогда, когда в клетке достаточно
кислорода. Этот факт лег в основу другого
метода, предложенного для лечения
злокачественных опухолей,— так называемой
шоколадной терапии, при которой больному
вводят в кровь большие количества глюкозы.
Она активно поглощается раковыми
клетками, которые в результате закисляются.
Итак, и нагревание, и «шоколадная
терапия» должны вызывать самоподкисление
опухолевых клеток и как следствие этого их
угнетение. Была сделана попытка сочетать
эти методы еше и с облучением — и здесь
определенное значение имеет зависимость
внутриклеточных процессов от рН. При
облучении в молекулах клеточной ДНК возникают
разрывы; для ремонта ДНК в клетке
существуют специальные ферменты — так
называемые ферменты репарации, которые умеют
«штопать» такие разрывы. И вот
оказывается, что активность работы ферментов
репарации в условиях повышенной кислотности
весьма мала. В результате молекулы ДНК
не восстанавливаются и клетки гибнут.
«Терморадиотерапия» — так назвали
сочетание нагревания с облучением
использующие этот метод лечения минские онкологи
во главе с членом-корреспондентом АМН
Последовательные стадии внедрения малярийного
плазмодия в эритроцит: вывернутая наружная
мембрана образует замкнутый отсек, внутри
которого среда быстро закисляется благодаря
продолжающейся работе протонной помпы
СССР Н. Н. Александровым (см.
монографию Н. Н. Александрова, Н. Е. Савченко и
др. «Применение гипертермии и
гипергликемии при лечении злокачественных
опухолей». Минск, 1980). А экспериментальная
проверка метода «шоколадной терапии» в
сочетании с облучением, проводившаяся во
Всесоюзном онкологическом центре, дала
обнадеживающие результаты (об этом
рассказал в своей книге «Укрошение
строптивой», выпущенной издательством «Знание»
в 1981 году, руководитель одной из
лабораторий, где проводилась проверка,
профессор С. П. Ярмоненко). Например, при
введении в организм мышей избытка глюкозы
непосредственно после облучения, то есть
именно в тот момент, когда требуется
подавить работу ферментов репарации, процент
излечения оказался очень высоким — во
много раз выше, чем в тех случаях, когда
применялось только облучение в тех же дозах.
Этим примером разумного использования
влияния протонов на работу клетки нам и
хотелось бы закончить свою статью.
55
Для чего учить
улитку?
Так Природа захотела,
Почему — не наше дело,
Для чего — не нам судить.
В. ОКУДЖАВА
«Улитка, улитка, покажи нам рожки...» —
просят дети спрятавшееся в раковину
существо. Специалисты же,
изучающие улиток, сердятся, когда щупальца
с глазками на концах называют
рожками, ибо «рога — это совсем из
другой области». Ныне улитками
занимаются не только зоологи, которым самой
судьбой положено изучать всех чистых
и нечистых тварей земных, но и
специалисты по высшей нервной
деятельности,- которые на улитках исследуют
механизмы таких сложнейших
процессов, как память и обучение. Сейчас
среди экспериментальных животных
улитка, пожалуй, занимает почти такое
же место, какое занимала лягушка в
физиологии XIX века. И не мудрено —
именно на улитках можно эффективно
исследовать молекулярные механизмы
поведения и его модификации, в том
числе и процесс обучения. А ведь
нейронные и молекулярные механизмы
ассоциативного обучения пока
главный камень преткновения в
нейрофизиологии. В нервной ткани улиток
можно уловить те очень слабые, но все же
имеющиеся химические изменения,
которые происходят при их обучении,
можно точно узнать, мембраны каких
именно нервных клеток меняют поток,
скажем, Na и К при возбуждении
нервной системы.
ПОЧЕМУ УЛИТКА
Уникальная особенность брюхоногих
моллюсков — это гигантизм клеток их
центральной нервной системы. При
сравнительно небольшом числе A0' у
позвоночных животных и всего 104
нервных клеток у моллюсков)
диаметры отдельных нейронов улиток
доходят до 1,6 мм, а самые большие клетки
мозга человека и других позвоночных
не превышают 0,08 мм.
В чем же тут преимущество? Ведь
размеры нейронов и даже всего мозга
сами по себе ни о чем не говорят.
Мозг слона больше, чем у человека,
однако не слоны ездят на людях...
Для выяснения роли тех или иных
нервных клеток в поведении
животного приходится регистрировать
электрическую активность клеток с помощью
введенных в них микроэлектродов.
Естественно, ввести микроэлектрод в
крупную клетку легче, да и травма в этом
случае незначительна. Кроме того, у
брюхоногих моллюсков некоторые
нейроны легко опознать
(идентифицировать) по их морфологическим и
функциональным признакам и, определив
один раз их роль в поведении, можно
продолжить детальное изучение
механизма работы этих же самых
нейронов.
Например, у моллюсков нашли
нервные клетки, управляющие пищедобы-
56
4
Чтобы удержать улитку, ее сажали на шар,
плавающий в воде. И уползти подопытное существо
не могло — шар вращался на месте
вательным поведением-
Экспериментаторы регистрировали электрическую
активность этих нейронов в то время,
когда улитка ела. Выяснилось, что
чувствительные клетки бурно реагируют
электрической импульсацией (при
помощи которой нейроны «общаются»
между собой) на химический состав
пищи вне зависимости от того, будет ли
улитка есть предложенное ей блюдо или
нет, а активность других нейронов
(двигательные или моторные клетки)
обусловлена только определенными
движениями, например втягиванием
щупалец. Причем абсолютно безразлично,
чем вызваны сами эти движения.
Другие же нейроны активны только
тогда, когда улитка начинает есть.
Исследователи воздействовали слабым
электрическим током только на них и
узнали, что так можно без
естественных стимулов, без морковки или чего-
либо еще вкусного, вызывать у
улитки целостное пищедобывательное
поведение. Стало ясно, что нервные клетки
управляют нейронами-исполнителями с
помощью серотонина, что при этом
меняется проницаемость мембран
нервных клеток для ионов натрия, калия и
кальция.
Подобные командные нейроны
найдены и в нейронной системе,
обеспечивающей оборонительное поведение
ракообразных, рыб, земноводных.
Например, стимуляция электрическим
током лишь одного командного
интернейрона речного рака вызывала
знакомое многим «избегательное уплы-
вание» — несколвко ударов хвостовыми
сегментами и уплывание задом наперед.
Идея о том, что в рефлекторной
цепочке между чувствительными и
двигательными клетками есть особые
командные нейроны, запускающие
стереотипное поведение, была высказана в
1964 году К. Вирсмой и сразу же была
подхвачена всюду. Ведь эта идея
позволяла просто и наглядно объяснить,
почему в стереотипной ситуации
животное ведет себя определенным образом,
откуда идет команда о запуске,
например, пищевого, а не оборонительного
поведения.
Сперва схема нервной системы
выглядела весьма просто: есть некий набор
командных нейронов наподобие кнопок
(например, щупальцами у улитки
ведают 4 нейрона: 2 на правой и 2 на
левой стороне тела), которые получают
информацию от определенных
чувствительных клеток. Будто бы информация,
например о вкусе, цвете, запахе и
размерах пищи, попадает лишь к
командным нейронам пищевого поведения и,
включая их, запускает именно эту
форму поведения. Яркой демонстрацией
существования командных нейронов
послужили эксперименты, в которых
запускалось сложное поведение с
участием десятков моторных нейронов и
мышц при раздражении слабым током
одного-единстве иного командного
нейрона. К началу 80-х годов обилие
экспериментальных данных усложнило
концептуальную схему строения нервной
системы — были найдены новые
функциональные классы интернейронов.
На сегодняшний день у виноградной
улитки выявлены командные
нейроны двух форм поведения: пишедобыва-
тельного и оборонительного. Это
позволило начать исследование механизмов
ассоциативного обучения, ибо стало
возможно одновременно контролировать
изменения в нейронной системе
пищевого и оборонительного поведения при
сочетании предъявления пищи и
слабого электрического удара.
Такого рода исследования были
предприняты в Институте высшей нервной
деятельности и нейрофизиологии А Н
СССР и в НИИ по биологическим
испытаниям химических соединений Мин-
медпрома СССР. Эта статья и
написана одним из авторов работы.
Физиологи, непосредственно исследующие мозг
на внутриклеточном уровне, хорошо
понимают значение результатов,
полученных на улитке, и перспективы их
практического применения в фармакологии
и медицине. А вот специалисты,
работающие на позвоночных животных и
человеке, порой с пренебрежением
относятся к модельным экспериментам на
улитках. Возможно, что некоторый
скепсис уместен, ведь прямой
перенос данных с улитки на человека
невозможен. Однако эти вроде бы
косвенные сведения неоценимы.
КАК ОБУЧАЮТ УЛИТОК
После 10 предъявлений (с интервалом
около 20 минут) кусочка моркови,
которую улитка очень любит, с
одновременным ударом слабым
электрическим током улитка в течение 2—3
недель не только отказывалась есть
лакомство, но даже отдергивала щупальца
57
и втягивала тело в раковину, если
морковь подносили к ее рту. А капусту,
к которой электроток не имел
никакого отношения, кушала с удовольствием.
Если же просто 10 раз ударить улитку
током, никак не сочетая это с пищей,
то изменений ее пишедобывательного
поведения не будет.
Если из пипетки на малые
осязательные щупальца обученной с
помощью электротока улитки капнуть
морковный сок, то опять-таки проявится
оборонительная реакция: улитка
сжимается, старается уйти в раковину. В
такого рода экспериментах выяснилось,
что в ос нове появившейся после
обучения реакции лежит не
встречающаяся у необученных улиток активация
именно командных нейронов
оборонительного поведения.
Выработать условный рефлекс
можно почти у всех животных, да и
регистрировать активность нервных
клеток можно у многих, но вот найти те
нейроны, в которых происходят
изменения, влияющие на поведение
животного, удалось пока только у улиток.
Сейчас разработаны методы
микрохимического анализа отдельных нейронов
моллюсков, поэтому выявление именно
тех нейронов, в которых под влиянием
обучения происходят те или иные
изменения, имеет первостепенное
значение. Именно в этом ценность работ,
проведенных на улитках, для нейрохи-
мии памяти, нейрофармакологии и для
выяснения механизмов обучения.
КОМУ ЭТО НУЖНО
Анализируя нервные системы
позвоночных и беспозвоночных животных,
мы сталкиваемся с неожиданным
фактом: молекулярные механизмы
взаимодействий нейронов одинаковы! Именно
через единство молекулярных
механизмов (а их-то мы и изучаем на
улитке) нервной системы данные,
полученные на моллюсках, могут быть
перенесены на нейроны позвоночных,
конечно, с учетом иной структурной
организации их мозга.
Гигантские идентифицированные
нейроны улиток прямо-таки незаменимы
и при поиске новых лекарств,
направленно меняющих работу нервной системы.
Так, в НИИ по биологическим
испытаниям химических соединений
исследовали воздействие на нейроны улитки
группы новых соединений и сравнили
механизм их действия с классическими
препаратами, снимающими эпилептиче-
58
скую активность нейронов. В таком
эксперименте на одной улитке всего
за день можно положительно или
отрицательно оценить новое соединение, ,
его необходимые концентрации, тогда
как по классической
фармакологической методике только для получения
информации о том, действует или нет
новый препарат на эпилептический
припадок, нужно не менее 50 белых
мышей.
А вот другая работа, проводимая
совместно НИИ по БИХС и
Институтом биоорганической химии АН. СССР.
Все началось с того, что в Швейцарии
расшифровали и затем искусственно
синтезировали одно из веществ, которое
появляется в крови спящего животного,
так называемый пептид дельта-сна.
Исследование биологического действия
этого пептида было предпринято и у
нас в стране, но результаты со
швейцарскими не совпали. Не
подтвердили данные швейцарцев и
американские ученые.
Когда биохимикам из Института
биоорганической химии предложили
изучить успокаивающее влияние этого
вещества на нейроны улитки, у которых
и сна-то толком нет, они сперва
несколько удивились, но, оценив
возможности улиток, взялись за дело.
Влияние этого пептида на нейроны улитки
оказалось прямо противоположным
действию одного из возбудителей нервной
системы — гистамина. Удалось даже
показать возможность конкуренции
этих веществ за рецепторы. Во всяком
случае, при соответствующих условиях
усыпляющий эффект пептида
проявлялся достаточно четко.
Найдя удачное решение какой-либо
задачи, природа, очевидно, не упускает
его, как бы далеко ни зашла
эволюция. По-видимому, так обстоит дело и
с условным рефлексом —
эффективным способом приспособления к
меняющимся условиям. Он свойствен всем
животным, у которых есть нервная
система. И неудивительно, что моллюски,
хотя их и относят к тупиковой,
высокоспециализированной ветви животного
мира, способны менять свое поведение
при переменах в окружающей среде.
Природа дала в руки исследователям
уникальный объект — гигантские
нервные клетки, позволяющие изучать
молекулярные механизмы обучения.
Кандидат биологических наук
П. БАЛАБАН
последние известия
Жизнь
при 250°С
В гтодводных горячих и гош
kjx найдены бакгери.и пре_д
читающие воистину экстрем; и
ные условия
Чем больше мы узнаем о молекулярном строении
живой клетки, тем удивительнее кажутся нам
термофилы — бактерии и водоросли, предпочитающие жить
при температуре 70—80°С и даже (некоторые
бактерии) выше.
Как могут они жить при таких температурах, когда
белки обычно теряют свои биологические свойства
уже при 40—60°С? Как им это удается — неизвестно,
и все же в горячих источниках повсеместно можно
видеть разнообразную растительность. А недавно
Дж. Баррос (Орегонский университет, США) и его
коллеги обнаружили бактерии в подводных
гидротермах с температурой, превышающей 300е!
Удивительные бактерии названы «черными курильщиками»,
потому что они живут в сульфидных конусах Восточно-
Тихоокеанского поднятия, «дымящих» на дне океана,
как печные трубы.
Исследователи решили проверить, действительно ли
оптимальная температура жизнедеятельности «черных
курильщиков» столь необычна («Nature», 1983, т. 303,
с. 423). В автоклаве выращивали бактерии при
давлении 265 атм и разных температурах. Оказалось, что
при 150°С число бактерий удваивалось за 8 часов,
при 200° — за 1,5 часа, а при 250° — за 40 мин, что
вполне соответствует обычному времени удвоения
самых разных бактерий при нормальных для них
условиях.
Эти опыты ясно показали, что «черные курильщики»
не просто могут жить при 250°С (что само по себе
было бы сенсацией), но предпочитают жить при этой
температуре. -
Что же это за удивительная форма жизни? Может
быть, она вообще небелковой природы? Нет, «черные
курильщики», как и все живые организмы, состоят из
белков и нуклеиновых кислот. Обнаружены лишь
некоторые отклонения от обычного аминокислотного
состава: гораздо больше нормы глицина, глутаминовой
кислоты и серина. В процессе жизнедеятельности
бактерии выделяют метан, водород и окись углерода.
Несомненно, новое открытие имеет принципиальное
значение как для «земной» биологии и геохимии, так
и для космической биологии. Оно решительно
расширяет наши представления о тех условиях, при которых
во Вселенной возможна жизнь, по крайней мере в
примитивной форме. Но не только это. «Черные
курильщики» бросают вызов молекулярным биологам и
биофизикам» которым, после того, как все это будет
проверено и перепроверено, придется объяснить, как оелки
и нуклеиновые кислоты могут работать в столь
экзотических условиях. i
Поиски ответов на этот вопрос должны привести
к новым неожиданностям.
М. ФРАНК-КАМЕНЕЦКИП
59
Полезные советы
химикам
Капельная
воронка
без крана
Каждому химику
приходится встречаться с
необходимостью медленно, по
каплям ввести в реакцию
жидкое вещество или раствор —
и каждый сталкивался при
этом с немалыми
неудобствами. Издавна
применяемые для этого капельные
воронки, снабженные
кранами,— изделия, в
сущности, довольно неудобные.
Далеко не всегда удается
«уговорить» эту самую
воронку выдавать капли с той
скоростью, которая
требуется. А если и удается, то —
другая беда — даже при
хорошо притертом,
пришлифованном кране воронки
часть вещества нет-нет, а
подтекает не в сосуд, а
мимо. И хорошо, если налито
в воронку нечто невинное.
А если речь идет о веществе
агрессивном, токсичном или
просто дурно пахнущем?
Перечисленных 7недостат-
ков лишена воронка, в
которой никакого крана нет.
Устройство ее крайне
просто, изготовить ее каждый
может сам. Она
представляет собой двухгорлый
цилиндрический сосуд с
впаянной снизу толстостенной
трубкой, имеющей внутрен-
Технологи,
внимание!
«Шаге лен» —
это такая мастика
1 — стеклянный стержень,
2 — толстостенная стеклянная
трубка,
3 — фторопластовая или
полиэтиленовая трубка
ний диаметр 1,5—2 мм. В
центральное горло на
резиновой пробке вставле н
оттянутый книзу стеклянный
стержень, на нижний конец
его натянут отрезок тонкой
фторопластовой или
полиэтиленовой трубки. Вот,
собственно, и вся конструкция.
Если под руками нет
тонкой полиэтиленовой трубки,
слегка разогрейте над
пламенем спиртовки более
толстую и осторожно растяните
ее.
Стержень вставляется в
воронку так, чтобы
свободный конец полиэтиленовой
трубки — он будет служить
Она разработана специалистами
московского НПО «Полимер-
стройматериалы» и орловского
института «ГипроНИИсель-
пром» для герметизации стыков
асбестоцементных и стеклопла-
стиковых конструкций в
сельскохозяйственных
сооружениях. Это нетвердеюшая вязкая
однородная' масса,
изготовляемая на основе синтетического
направляющей — вошел в
сливной канал. Регулировать
скорость прикапывания
можно, слегка поднимая или
опуская стержень.
Движение стержня облегчается,
если при этом его легонько
вращать вокруг оси.
Преимущества такой
конструкции очевидны.
Запирающее устройство не
требует смазки — значит,
вещества не будут
загрязняться (что в воронке с
краном происходит
неизбежно). Исключено
подтекание жидкости наружу.
Сочетание же эластичной
прокладки с узким каналом
обеспечивает тонкую
регулировку скорости
прикапывания в пределах от
нескольких десятков
миллилитров до трех капель в
минуту — это проверено на
опыте. Что же касается
надежности запирания, то
опытные образцы воронок
не пропускали жидкость,
пока экспериментатор не
приподнимет стержень, даже
тогда, когда внизу
помещалась колба, в которой
поддерживается вакуум, или
при работе с такой
подвижной жидкостью, как
эфир.
Л. Н. ЗАХАРОВ
каучука, в который вводят
наполнители, масла и
специальные добавки. У мастики «Шаге-
лен» хорошая адгезия к
металлу, стеклопластику и
асбестоцементу. Выпускается она в
виде брикетов (по 1,5 кг),
завернутых в полиэтиленовую
пленку.
«Картофель и овощи»,
1983. № 3, с. 32
60
КЛУБ
ЮНЫЙ
ХИМИК
Иногда возникает необходимость
определить условия, при которых та или иная
химическая реакция протекает с
максимальной скоростью. Предлагаем решить
две подобные задачи, одна из которых
основана на идеях, изложенных на с. 24—26
книги Л. М. Батунера и М. Е. Позина
«Математические методы в химической
технике» (М.: Химия, 1968), а вторая
полностью заимствована из нее (с. 26—27).
ДОМАШНЯЯ ЛАБОРАТОРИЯ
Письма юных химиков
После публикации последнего обзора
почты клуба Юный химик прошел год. За
это время в редакцию пришло много
i новых сообщений о разнообразных экспе-
\ риментах, проведенных ребятами в до-
\ машних лабораториях и на занятиях хи-
\ мических кружков, предложены различные
т темы для самостоятельных исследований и
3 размышлений. Сегодня мы расскажем о
н некоторых из них.
q реактивы
И Начнем с азотной кислоты. В третьем но-
w мере журнала за 1981 г. была описана
iy установка для получения НЫОз каталити-
Для решения этих задач могут быть
использованы методы алгебры и начал
анализа, изучаемые в курсе математики
средней школы.
ЗАДАЧА 1
Смесь водорода и паров иода находится
в замкнутом сосуде, помещенном в
термостат, причем созданы условия, при
которых реакция между этими веществами
протекает практически необратимо.
Определите начальную объемную долю
водорода (в процентах), при которой скорость
реакции будет максимальной.
■ ЗАДАЧА 2
К смеси газов, содержащей оксид азота
(II) и инертные компоненты добавляется
воздух. Определите, при каком объемном
содержании кислорода (в процентах) в
смеси скорость окисления оксида азота (II)
максимальна и какой объем воздуха надо
для этого добавить.
(Решения — иа стр. 64]
ческим окислением аммиака. Но выход
продукта при использовании этого метода
мал, кислота получается очень
разбавленной, так что эта установка, как
справедливо отмечали читатели, может
служить скорее для демонстрации окисления
аммиака, чем для получения кислоты.
В лаборатории азотную кислоту обычно
получают, вытесняя ее из селитры крепкой
серной кислотой при нагревании до 150°:
NaN03+HL.S04=HN03+NaHS04 (более
сильное нагревание ведет к разложению
азотной кислоты). А если серной
кислоты, да еще концентрированной, нет?
Шестиклассник Сергей КОРОБЕЙНИКОВ
(школа № 21, Ижевск) указывает, что
функции серной кислоты в этом опыте вполне
может выполнить железный купорос,
который иногда оказывается более доступным.
Я Клуб Юный химик
61
резиновая груша от
пульверизатора
раствор HNO<
(до начала опыта-вода)
Оригинальный способ получения азотной
кислоты испытали члены химического
общества им. Д. И. Менделеева (школа
№ 46, Тула). Устройство их прибора ясно
из рисунка: в колбе с газоотводной
трубкой они нагревали смесь 17 г NH4NO3 и
9 г МпОг, и одновременно продували
через установку воздух. (Внимание:
нагревать колбу следует постепенно и очень
осторожно, причем обязательно в
вытяжном шкафу!)
Еще в прошлом веке было установлено,
что при нагревании указанной смеси
происходит реакция 4NH4N03+Mn02=
=Mn(N03J-i-8H20+3N2, которая начинает
идти уже при 165^ тогда как чистый
нитрат аммония разлагается при более
высокой температуре. Но где здесь азотная
кислота? Если после завершения указанной
реакции продолжить нагревание, начнется
термическое разложение нитрата марганца
с выделением диоксида азота, который и
служит источником азотной кислоты. А если
нагревание прервать, то можно получить
нитрат марганца, который легко
выделяется из реакционной смеси водой. Ребята
ничего не знали о том, что эту реакцию
до них уже изучали; тем не менее они
совершенно верно разобрались в ее
механизме.
Алексей СЕДЕЛЬНИКОВ (Ленинград)
предлагает использовать тот же нитрат
аммония для получения других солей
азотной кислоты — для этого нужен
карбонат соответствующего металла. Сначала
в результате обменной реакции
образуются нужная соль и карбонат аммония:
2NHJ>I03+K2C03=2KN03+(NH4JC03.
Последний же при нагревании до 60—80°
полностью разлагается: (МН4)гСОз=2МНз+
+Н20+СОг. Таким образом, для
получения нитрата надо хорошо перемешать
аммиачную селитру с рассчитанным
количеством карбоната того или иного металла
и нагревать смесь до исчезновения запаха
аммиака; для ускорения процесса
исходную смесь рекомендуется увлажнить.
А. Седельников предлагает также
упростить способ получения сульфата кадмия
из краски (см. «Химию и жизнь», 1979, № 2).
А именно: вместо концентрированной
серной кислоты он использовал аптечную
перекись водорода. В результате
реакции cdS+4H202=CdS04+4H20,
которая ускоряется при нагревании,
получается растворимая (и ядовитая!) соль кадмия.
Многие школьники, вероятно, зиают, что
аналогичная реакция лежит в основе
реставрации старых картин, написанных с
использованием свинцовых белил. Ничтожные
количества содержащегося в воздухе
сероводорода постепенно превращают белила
в черный сульфид, который с помощью
перекиси можно превратить в белый
сульфат.
Алексей ТЕПЛЯКОВ (9 класс школы № 91,
Новосибирск) собирает коллекцию
металлов, часть которых он выделил
самостоятельно из различных веществ. Так, из
типографского сплава гарт он получил
сурьму. Сплав надо, обработать азотной
кислотой, растворяющей свинец, а осадок,
содержащий оловянную кислоту и оксид
62
Клуб Юм
сурьмы, кипятить с разбавленной соляной
кислотой и кусочками цинка,
восстанавливающего оба металла. Сурьму можно
отделить от олова нагреванием с
концентрированной соляной кислотой: в ней
сурьма ие растворяется.
Чтобы получить висмут, А. Тепляков
растворил сплав Вуда в азотной кислоте,
отфильтровал осадок оловянной кислоты и
отделил висмут от свинца и кадмия,
разбавив фильтрат водой. При этом
выпадает осадок основного нитрата висмута
(кстати, его можно купить в аптеке),
который после промывания водой следует
снова растворить в азотной кислоте и
выделить свободный висмут, восстановив
его цинком в кислой среде.
Для некоторых опытов требуется
сернистый газ, который обычно получают
действием соляной или серной кислоты иа
сульфит натрия. Владимир ЕГОРОВ (8 класс
школы № 863, Москва) предлагает метод,
который иногда может оказаться более
удобным: чтобы получить SO2, надо
нагреть тонко растертую смесь серы и МпОг.
В зависимости от соотношения, исходных
веществ реакция идет по одному из
следующих уравнений: Mn02+S=.Mn+S02
или 2Mn02+S=2MnO+S02.
Диоксид серы относится к газам,
которые сравнительно легко можно получить
в жидком состоянии при обычном
давлении (естественно, под тягой): ои сжижа-
i ется уже при —10°. Для получения низ-
i ких температур В. Егоров предлагает
i использовать охлаждающие смеси из снега
i и различных солей. Очень низкую тем-
1 пературу (до —55п) можно получить, сме-
j шав снег с хлористым кальцием (кристал-
г логидратом).
В свое время в клубе Юный химик
было описано несколько способов полу*
чения едкого натра. Один из иих —
электролиз с диафрагмой раствора NaCI,
который воспроизводит промышленный
метод. Киевлянин Константин КРИСАН
предлагает использовать для той же цели
сульфат натрия, который можно купить в
аптеке; этот метод имеет то
преимущество, что вместо ядовитого хлора
выделяется кислород. Константин предлагает
также получать очень сильный
восстановитель — соль дитионистой кислоты (см.
«Химию и жизнь», 1982, № 11): если
через водную взвесь порошка цинка при
перемешивании пропускать сернистый газ,
то образуется дитиоиит цинка:
Zn+2S02=ZnS204.
ОБОРУДОВАНИЕ
Перейдем теперь к предложениям,
касающимся лабораторного оборудования,
приборов и разных полезных
приспособлений. Алексей КОЧЕТОВ (школа № 9,
Черкесск), еще будучи восьмиклассником,
решил изготовить прибор для измерения
концентрации растворов. Идея была такой:
в прибор для демонстрации
электропроводности растворов с инертными жестко
закрепленными электродами вместо
лампочки подключить чувствительный
амперметр. Определяя ток в цепи, когда
электроды опущены в раствор неизвестной
концентрации, можно с помощью
калибровочного графика определить концентрацию
раствора. Чтобы построить калибровочный
график, надо измерить ток в цепи для
нескольких растворов с известной
концентрацией.
Практическая проверка этого метода
показала, однако, что не все здесь так
просто. А. Кочетов обнаружил, например,
что при измерении электропроводности
растворов различных солей и щелочей ток
постепенно уменьшается — сначала
быстро, достигая '/з первоначального
значения, а затем медленно. Причина этого
явления заключается в том, что в
результате электрохимических реакций
свойства электродов изменяются. Таким
образом было обнаружено, что постоянным
током для анализа пользоваться нельзя. Но
если взять источник переменного тока с
напряжением около 1 В (понижающий
трансформатор, питаемый от сети 220 В),
получаются значительно лучшие
результаты, особенно если показания прибора
снимать в первые 10—20 с после замыкания
цепи. А чтобы на результаты не влияли
колебания напряжения, трансформатор
лучше включать в сеть через
стабилизатор.
Предлагаем школьникам испытать
применимость этого метода для разных элек-
упНКлуб Юным
63
тролитов. При налаженной методике
измерение концентрации раствора может
занимать всего несколько секунд. Однако
предварительно (для построения
калибровочного графика) нужно, конечно,
потратить немало времени на приготовление
растворов с известной концентрацией. Но
это не такая уж сложная работа: для
твердых веществ, например, достаточно
иметь всего одну точную навеску, а затем
действовать методом последовательного
разбавления наиболее концентрированного
раствора.
гоняя ее по форме к обычной
стеклянной, высушить и использовать затем в виде
вкладыша. Такой фильтр можно
использовать при работе с небольшими
количествами веществ, разрушающих бумагу
(хромовый ангидрид и т. п.).
Но где юным химикам взять асбест —
материал не очень доступный? В. Егоров
советует добывать его из выброшенных
кухонных плит, духовки которых
изолированы довольно толстым слоем асбестового
картона.
Алексей ЛЯХОВИЧ G класс школы № 88,
Новосибирск) для опытов, требующих
более высокой температуры, чем дает
обычная спиртовка или газовая горелка,
использует кислородный поддув. Емкость
с кислородом — резиновый воздушный
шарик, который плотно соединен со
стеклянной трубкой, снабженной краном.
Сначала эту трубку с помощью кусочка
резинового шланга соединяют с
газоотводной трубкой колбы Вюрца. Эту колбу
наполняют аптечной перекисью водорода,
раствором гидроперита или разбавленным
в 10 раз пергидролем, добавляют немного
МпОг — катализатора разложения
перекиси — и закрывают пробкой. Когда
шарик наполнится, кран закрывают и
отсоединяют от колбы. Если теперь направить
струю кислорода через узко оттянутый
капилляр (медицинскую пипетку) на
среднюю часть пламени спиртовки, то
температура пламени значительно возрастает,
что позволяет легко сгибать стеклянные
трубки, плавить небольшие количества
веществ и т. д. Для удобства трубку, по
которой подается кислород, нужно
закрепить в штативе.
А. Ляхович предлагает также изготовить
асбестовую воронку-фильтр. Для этого
следует размочить асбест в воде и
вылепить из полученной кашицы воронку, под-
В заключение этого раздела — два
предложения учащихся школы № 104 из
Красноярска — Юрия БУТЕНКО и Игоря
ЧЕРНОВА. Первое предложение —
универсальный разноцветный лак. Для его
приготовления надо смешать равные
количества клея БФ-6 и ацетона и добавить
немного красителя — метилоранжа,
метилового красного и т. п. Подойдет и паста
для шариковых ручек любого цвета.
Полученный состав, как утверждают авторы,
хорошо держится на всем, что им
попадалось под руку, и при этом достаточно
термостоек. Второе предложение —
использовать в качестве термометра
термочувствительное вещество, не содержащее
ядовитых соединений ртути. Это обычный
хромат калия, растертый в мелкий
порошок. При нагревании он постепенно
изменяет окраску.
Подробно изменение цвета К2ОО4
исследовал Леонид СТУКАН (9 класс школы
№ 77, Ленинград). В холодном виде
хромат калия желтый, при 150—200 °С
появляется оранжевый оттенок, который
переходит в чисто оранжевый цвет при 300 °С;
далее хромат краснеет, при 500 с он уже
ярко-красный, выше 600 °С — темно-красный,
а выше 700 °С — почти черный.
И. ИЛЬИН
Окончание в следующем номере
ЗАДАЧА
Сначала
да, при
(См. стр. 61 ]
определим концентрацию водоро-
которой скорость реакции
Н2+|2=2Н1 A)
максимальна в начальный момент времени.
Для этого необходимо проанализировать
функцию v=k- х- у, где к — константа
скорости реакции, зависящая только от
температуры (и, значит, неизменная по
условию задачи), а х и у — концентрации
Н_> и 1г соответственно, выраженные в
объемных процентах. Поскольку х + у=100(%),
то у=100—х и, следовательно,
v=k- xA00—х). B)
Найдем значение х, при котором v имеет
максимум в начальный момент времени.
Для этого преобразуем функцию B)
следующим образом: v——k(x2—100х)=
=—(х—50Jk+502k. Очевидно, v достигает
максимума, когда выражение [—(х—50Jк],
которое не может быть положительным,
обращается в нуль, поскольку слагаемое
64
Клуб Юный химик
50~к не зависит от х. Таким образом,
скорость реакции максимальна при х=50%,
у=50% (стехиометрическом соотношении
реагентов).
Задача решается проще, если взять
производную от выражения B) и приравнять
ее . к нулю. Получаем: v'=—к- х+
+кA00—х)=0, откуда х=50%.
Определим теперь отношение х :у,
соответствующее максимуму скорости в
начальный момент, при условий, что в
газовой смеси помимо водорода и иода
содержатся компоненты, инертные по
отношению к реакции A). Обозначив
концентрацию последних через z и учитывая,
что х+у+2=100 (%), получаем:
у=ИОО—х—z C)
v=k- xA00—х—z). D)
Приведя, как и выше, выражение D) к виду
приходим к выводу, что v достигает
максимума при фиксированном z, когда
х=A00—z)/2; но тогда на основании C),
у=A00—z)/2. To есть стехиометрическое
соотношение сохраняется вне зависимости
от того, присутствуют ли в смеси
инертные компоненты или нет. Но если при
2=0 содержание водорода и иода равно
50%, то при 2=^=0 оно соответственно
меньше.
Разумеется, и в этом случае задачу
можно решить, приравняв к нулю
производную выражения D) при
фиксированном z.
Наконец, рассмотрим реакцию A) в
любой момент времени. Поскольку в
условиях необратимости реакции ее продукт
(HI) представляет собой инертный компо-
i нент, то и тогда максимум скорости про-
i цесса будет наблюдаться при стехиомет-
\ рическом соотношении компонентов. Заме-
г тим, что полученный результат не зависит
> от константы скорости реакции к, и поэто-
а му вывод справедлив для любой тем-
п пературы.
Б ЗАДАЧА 2
) Окисление оксида азота (II) происходит
п по уравнению
2NO+02=2N02.
Э Скорость этой реакции максимальна в на-
,н чале процесса, причем v=k- x2- у, где
Як — константа скорости, а х и у —
>и концентрации NO и Ог соответственно.
Обозначим через z объем воздуха, до-
ад бавляемого к единичному объему исходной
лэ смеси, с — объем кислорода, вводимого с
тс этим количеством воздуха, и п — объем
ЗА других компонентов, входящих в состав
оа воздуха (то есть c+n=z).
Так как в воздухе содержится ~21 % 0-2,
от то п—G9:21 )с^3,8 с, и поэтому c=z:4,8.
Если а — объем NO в исходной
смеси, то концентрации NO и Ог,
выраженные в объемных долях, будут равны
соответственно
с z
' 1+г 4,8A+ z)
и, следовательно, при z>0
_а?- k. z
V 4,8A +zK'
Исследовать эту функцию на максимум
алгебраическими средствами весьма
затруднительно, и поэтому для
определения величины 2, соответствующей
максимуму v, находим производную
v,_ а?- kA-2z)
E)
4,8A+zL
и приравниваем ее к нулю. Получаем, что
z=0,5. Из выражения производной E)
видно, что она больше нуля в промежутке
0<z<;0,5 и, значит, в этом промежутке
величина v возрастает, а при zl>0,5 —
убывает. То есть при z=0,5 скорость
реакции максимальна.
Итак, при добавлении к одному объему
исходной смеси 0,5 объема воздуха,
скорость окисления NO будет максимальной,
а концентрация кислорода в смеси будет
равна
у= I = Ъ* ^0,069,
\ 4,8A +z) 4,8A+0,5) ' '
или ~6,У%, причем независимо от
концентрации NO в исходной смеси.
При а=1 и п=0 (исходный газ — чистый
NO) c=z. Поэтому если к оксиду азота
(II) добавляется только кислород, то х:у=
=2:1, и в этом случае скорость реакции
будет наибольшей при содержании в смеси
33,3% 02 и 66,6% NO.
А. ХРУСТ АЛЕВ
К" б ^u4h 1 ИМИК
6S
Полины- с _ -. х
Мультфильм
своими руками
ТРЮ
Владеющий секретами мультипликации —
волшебник. Он способен делать самые
невероятные чудеса. Ничего не стоит,
например, сотворить огнедышащего дракона или
перенестись в подводное царство, проникнуть
в глубины космоса или
продемонстрировать извержение вулкана.
Технологически все это сравнительно
просто при съемке рисованого или
перекладочного фильма. Труднее с кукольными: в
этом случае не обойтись без особых
приемов съемки. Расскажем о том, как сделать
несколько чудес.
«Подводная» съемка. Чтобы получить
«подводные» эффекты, вам потребуется
обработанный соответствующим способом лист
оргстекла или целлулоида. В условиях
студии на пластину из полиметилметакрилата
размерами примерно 30 X 70 см и толщиной
8—10 мм с помощью наждачного круга
наносят волнообразные линии. Затем
эти.«волны» шлифуют мелкой шкуркой и напоследок
полируют мягкой полировальной пастой или
суспензией. Подготовленный таким образом
лист устанавливают перед объективом.
Расстояние зависит как от характеристик
самого объектива (светосилы, диафрагмы),
так и от характера эффекта, который
рассчитывают получить.
Мы совсем не уверены, что авторы
будущих любительских мультфильмов владеют
техникой полирования. И потом, долгое
это дело, кропотливое, а времени-то всегда
в обрез. Поэтому для самодельных фильмов
лучше воспользоваться более простым
приемом: лист тонкого целлулоида ошпаривают
струйкой кипятка и слегка деформируют его.
Двигая такой целлулоидный лист перед
объективом, вы достигнете почти того же
эффекта, что и с оргстеклом, правда, несколько
худшего качества. А расходящиеся по воде
круги делаются с помощью нескольких
кружков разного диаметра, вырезанных из того
же целлулоида. При покадровой съемке
меньшие кружки меняются на большие:
Теперь о том, как без дыма снять дым.
В мультфильме экологического содержания
Предыдущие статьи — в № 4, 5, 7 и 8.
вполне вероятна такая ситуация: крупным
планом — заводская труба, из которой валит
густой дым. Птицы, попав в образуемое им
облако, чернеют или даже падают
замертво. Как будут двигаться птицы —
понятно, но где взять дым?
Его удачно имитируют при съемке с
полупрозрачным зеркалом. Впрочем, зеркало
можно заменить обычным стеклом (см.
рис. 1). Его под углом 45 градусов
укрепляют перед камерой: в нем отражается объект
съемки. А рядом устанавливают такую
несложную конструкцию. Любую более или
менее гладкую поверхность (кухонный
табурет) покрываем темным, в идеале черным,
бархатом. Сверху кладем обычное стекло и
насыпаем на него обыкновенную солв тонкого
помола. Соляной россыпи придаем форму
клубов дыма. И начинаем покадровую
съемку, совмешая отражение соли с трубой.
Прежде чем сделать следующий кадр,
изменим слегка конфигурацию соли. Нужную
степень резкости подбираем, меняя
расстояние от соли до зеркала и от зеркала
до объектива.
С помощью той же соли (или любого с
другого мелкого порошка) тем же приемом h
можно создать пургу, туман и даже лучи и
света, пробивающиеся сквозь густые кроны и
деревьев. Качество во многом будет зави- -
сеть от освещенности порошка. Мало све- -
та — отражение будет еле заметным, fh
слишком много — может поблекнуть основ- -а
ной объект. Но в любом случае отражение э*
получится светлее фона. Имейте в виду: :yj
при съемке с обычным стеклом вместо по—о
лупрозрачного зеркала недостаточную отра- -в<
жательную способность стекла нужно ком- -м
пенсировать более ярким освещением.
Третья ситуация, вполне реальная при n<j
съемке любительского мультфильма на на- -в*
учные темы: персонаж глядит в микроскоп по
или, скажем, бинокль. В этом случае пона-нз*
добятся различные виньетки. Виньетку из en
черной бумаги с одним или (бинокль!) дву—уа
мя отверстиями по краям закрепляют навн
подставке перед объективом камеры (см..мэ
рис. 2). Расстояния от объектива до виньет-тэ<
ка и от нее до объекта съемки определя-ил.
ют опытным путем.
66
W
3 1
/
Зеркальная съемка позволяет снять дым без огня
и даже без дыма. На схеме обозначены:
I — съемочная камера, 2 — полупрозрачное зеркало,
3 — черный бархат, 4 — стекло, 5 — соль или
другой белый порошок, используемый для имитации
дыма, б — труба, из которой должен идти дым, —
основной объект съемки
И напоследок о том, как включить в
мультфильм изображение реального человека.
Для шуточного фильма, который вы решили
сделать, скажем, к юбилею коллеги, забавно
было бы включить в кукольное действие
самого юбиляра. В этом случае
целесообразно применить метод съемки с каше и
контркаше. Кстати, этим методом были сняты
многие кадры в сказочных фильмах
известного кинорежиссера А. Л. Птушко.
Метод заключается в том, что каждый кадр
снимается дважды. Вначале снимаете кукол,
закрыв ту часть кадра, где должен
действовать человек. Затем, отматываете пленку
обратно (с закрытым объективом,
естественно), перекрываете уже снятое кукольное
изображение и открываете ту часть кадра.
я&Ь'Хделав такую виньетку и сняв через нее,
\х\ъшапример, маленького жучка, вы создадите
мчмйощущение того, что этого жучка рассматривают
пин. * микроскоп. Размеры виньетки произвольные,
но owo они должны соответствовать расстоянию
,мв 19т виньетки до объектива во время съемки
где будет действовать живой человек.
Снимаете...
Но такая съемка требует строгого
соблюдения некоторых условий. Съемочная
камера жестко крепится перед макетом. Ни в
коем случае она не должна двигаться. Между
объективом и макетом ставится
обыкновенное стекло, на котором стеклографом
наносится линия, ограничиваюшая ту часть
кадра, которая будет сниматься вначале. Если
вы хотите, чтобы съемки прошли чисто,
старайтесь, чтобы линия, которая, кстати, может
иметь любую конфигурацию, проходила не по
гладкому фону, а совпадала с элементами
макета, которые помогут ее замаскировать.
Если, скажем, в кадре стоит колонна, то
линия будет незаметной на грани, и проч-
тется, если вы проведете ее по центру
колонны.
По линии, нарисованной на стекле,
вырежьте из черной бумаги каше и
резиновым клеем приклейте к той части стекла,
которая вначале не экспонируется. При
повторной съемке на ту же пленку
перекрывается та часть кадра, которая
снималась вначале: на стекло укрепляется
контркаше. Его целесообразно клеить к стеклу
до того, как каше снято. Важно точно
совместить кромки. После этого каше
удаляется, и можно снимать второй раз.
Учтите, что при этом нельзя менять
диафрагму и переводить фокус. Иначе кромки
каше и контркаше станут разными по
резкости и, естественно, исчезнет естествен--
ность трюка.
Нельзя забывать и о том, что объект
повторной съемки должен быть освещен так
же интенсивно, как макет, а это значит,
что, снимая крупный объект — человека,
вам придется значительно увеличить
освещенность.
Разумеется, мы рассказали здесь не обо
всех возможных трюках, а взяли лишь
четыре типичных ситуации. Описанные приемы
могут быть полезны и в других случаях.
Проявляется пленка с трюковой съемкой так
же, как и обычная. Монтируется тоже.
Впрочем, о монтаже — в следующей,
заключительной статье цикла.
Ю. КАМЕНЕЦКИЙ, /\ МАЙЗУС
*8*
67
Конгугьта»
»
О РАБОТЕ ФЕНОЛОГА
Расскажите, пожалуйста, о
работе фенолога. Хотелось бы
узнать; много ли фенологов у
нас в стране, в каких учебных
заведениях их готовят, в каких
организациях они работают на
Украине?
Н. Г. Шербак,
Киев
Фенология — наука о
сезонном развитии природы в целом
и отдельных ее компонентов,
связанных с ежегодной сменой
погодных явлений. Данные этой
науки имеют большое
хозяйственное значение. Например,
фенологические особенности
года определяют сроки начала
борьбы с вредителями,
сельскохозяйственных, селекционных,
акклиматизационных, лес о
культурных работ, сроки охоты на
промысловых птиц и зверей
и т. д.
Фенология дает
представление о последовательности и
закономерности сезонного
развития природы на отдельных
территориях страны, показывает,
КНИГИ
Издательство «Химия»
(IV квартал)
Будтов В. П., Консетов В. В.
Тепломассоперенос в полн-
меризацнонных процессах.
20 л. 3 р. 30 к.
Ениколопов С. Н.
Эффективность повышения качества
нефтяных топлив. 9 л. 80 к.
насколько постоянны эти сроки
развития, когда может
наступить то или иное явление
природы, как оно меняется по
годам, чем определяется. Для
этого в разных районах за одними
и теми же явлениями природы
в течение многих лет ведутся
наблюдения.
Работа по фенологии состоит
из двух разделов: накопление
сведений (наблюдений) и их
научная обработка и публикация.
В Географическом обществе
СССР есть фенологический
сектор, который объединяет
и направляет работу многих
тысяч добровольных
корреспондентов. Это научные сотрудники
институтов, метеостанций,
опытных станций, заповедников,
работники сельского и лесного
хозяйства, учителя, школьники
и т. д. Все они работают по
единой программе и методике.
Полученные данные
обрабатываются и систематически
публикуются в виде календарей природы
по отдельным районам
территории. Этот справочный материал
дает возможность выбрать
наиболее подходящие сроки
хозяйственных работ при
определенных метеорологических
условиях. Кроме того,
фенологические наблюдения ведутся по
отдельным темам и объектам:
древесные и травянистые
растения, птицы, млекопитающие,
насекомые,
сельскохозяйственные культуры и т. д.
Обрабатывают материалы биологи,
ботаники, зоологи, лесоводы,
работники агрометучреждений.
Специальных сотрудников в
этой области науки мало: они
есть лишь в некоторых
заповедниках и в штате
фенологического сектора
Географического общества. Сейчас пока нет
учебных заведений, где готови-
Ионин Б. И„ Ершов Б. А„
Кольцов А. И. ЯМР-спектро-
скопия в органической химии.
2-е изд., перераб. 19 л. 3 р. 30 к.
Кузуб В. С. Анодная зашита
металлов от коррозии. 15 л. 75 к.
Меркин А. П., Таубе П. Р.
Непрочное чудо. 10 л. 35 к.
Периодическая система
элементов Д. И. Менделеева
(таблица). 0,1 л. 10 к.
Перлин С. М„ Макаров В. Г.
Химическое сопротивление
стеклопластиков. 14 л. 1 р.
Перлов Е. И.. Багдасарян В. С.
Оптимизация производства
азотной кислоты. 15 л. 1 р. 10 к.
Савинецкая Г. А., Чапу-
рин В. И., Аланичев В. Н.
Технология органического синтеза.
Учебник, для техникумов. 28 л.
1 р. 20 к.
ли бы фенологов, но тем - не
менее с фенологией знакомят
студентов биологических
факультетов университетов и
педагогических институтов.
Корреспонденты
фенологического сектора
Географического общества СССР
работают и на Украине. Более
подробные сведения об этом можно
получить в Центральном
фенологическом секторе, который
объединяет работу
фенологических комиссий всей страны.
Адрес сектора: 190000
Ленинград, 11ентр, пер. Гривцова, д. 10. .
П. М. Черкашин.
Москва
Специалисты по лаковой
живописи
Научно-исследовательского института художественной
промышленности сообщили нам,
что для лаковой росписи можно
взять поступающий в продажу
лак ПФ-283 (ранее он
назывался 4-С). Это пентафталевый
алкидный лак, на окрашенную
поверхность его наносят в один i
слой, который должен сохнуть «
не менее 16 часов. Лак
водостоек, разбавителем для него t
служит жидкость РС-2 и уайт-
спирит.
В производственных
мастерских Федоскина, Палеха и n
Мстеры изделия покрывают т
лаком НЧ-52, но в домашних х
условиях, где нет соответствую- -с
шего оборудования, им пользо- -с
ваться нельзя: лак токсичен н:
и пожароопасен.
Симонов В. Ф. Повышение эй
эффективности энергоисполь- -di
зовання в нефтехимических /\\
производствах. 15 л. 1 р. 10 к. .*
Управление химической про- -oq
мышлентюстью. Совместное из- -en
дание СССР и ГДР. 19 л. .п.
1 р. 30 к.
Шапиро Ю. 3. АСУ хими- -nm
ческнми производствами. Уни- -nh
фицированные решения, .rni
14 л. 15 к.
Шевердяев О. Н. Антистати- -nti
ческие полимерные материалы, .мш
13 л. 65 к.
Биология охраны природы, .идо
Под ред. М. Суле, Б. Уилкокса. .вэл<
Пер. с англ. 28 л. 3 р. 40 к..* 0
ЛАК ДЛЯ РОСПИСИ
Прошу рассказать, какие
применяют лаки в миниатюрной
живописи в Федоскине, Палехе,
Мстере. Копаловый, даммарный,
фисташковый и другие лаки
долго сохнут, при полировке
липнут и загрязняют роспись.
Издательство «М и р» <q n
(IV квартал):
68
98
Ван Лейвен В., де Гроот Т.,
ван Верт X. Релятивистская
кинетическая теория. Пер. с англ.
24 л. 3 р. 50 к.
Вундерлих Б. Физика
макромолекул. Плавление полимеров.
Пер. с англ. 31 л. 4 р. 40 к.
Деинис А. Изменение погоды
засевом облаков. Пер. с англ.
17 л. 3 р.
Джебелл Т.. Уайт Р. Дальний
порядок в твердых телах. Пер.
с англ. 27 л. 3 р. 80 к.
Добер П., Эллиот Дж.
Симметрия в физике. В 2-х тт. Пер.
с англ. 24,5 л. 3 р. 45 к.
Дюга Э„ Пеиии К.
Биоорганическая химия. Пер. с аигл.
26 л. 4 р. 20 к.
Ициксои К., Зюбер Ж.-Б.
Квантовая теория поля. В 2-х тт.
Пер. с аигл. 49 л. 5 р. 50 к.
Лемей Г., Брауи Т. Химия —
в центре наук. В 2-х частях.
Пер. с англ. 75 л. 6 р. 40 к.
Мак-Коннелл Дж., Патнис А.
Основные черты поведения
минералов. Пер. с англ. 20 л.
3 р. 60 к.
Маргелис Л. Роль симбиоза
в эволюции клетки. Пер. с англ.
28 л. 4 р. 30 к.
Молекулярные
взаимодействия. Под ред. Г. Ратайчака,
У. Орвилл-Томаса. Пер. с англ.
38 л. 6 р.
Мюллер Г., Вернер Г., Отто М.
Каталитические методы в
анализе следов элементов. Пер. с нем.
12,5 л. 2 р. 60 к.
Педли Т. Гидродинамика
крупных кровеносных сосудов.
Пер. с англ. 28 л. 4 р. 10 к.
Тривен М.
Иммобилизованные ферменты. Пер. с аигл.
6,5 л. 1 р. 60 к.
Хартли Ф„ Бергес К., Ол-
кок Р. Равновесия в растворах.
Пер. с аигл. 22 л. 3 р. 60 к.
ВИНИТИ A984 г.):
Производственно-издательский
комбинат ВИНИТИ выпускает
в 1984 г. обзорные
информационные издания «Итоги науки
и техники»:
серия «Кинетика и катализ»,
т. 13. 19 л. 3 р. 30 к.;
серия «Неорганическая
химия», т. 10. 10 л. 1 р. 50 к.;
серия «Неорганическая
химия», т. 1. 10 л. 1 р. 50 к.;
серия «Органическая химия»,
т. 5. И л. 1 р. 70 к.;
серия «Хроматография», т. 5.
10 л. 1 р. 50 к.
Заказы на высылку изданий
наложенным платежом
направлять по адресу: 140010 Люберцы
Моск. обл., Октябрьский просп.,
403, Отдел распространения
Производственно-издательского комбината ВИНИТИ.
Телефон для справок 553-56-29.
Банк отхода i
о
ее
и
ев
О)
а
С
S
а>
ее
и
Щ
О)
.о.
s
о
ее
и
ее
о
о.
С
ПЕСКИ — отходы обогащения каолина, содержащие 75,5% Si02,
6,59% AL203, 2,2% Fe203, в количестве до 15 тыс. т в год;
отходы гипсовых форм, содержащие до 80% основного вещества
(CaS04 . 2Н20), в количестве до 500 т в год. //
Ангренский керамический комбинат. 702503 УзССР,
Ташкентская обл., Ангрен, Фархадская ул., 1. Расчетный счет № 58102 to Ан-
греиском отделении Госбанке. ^
ОТХОДЫ ПРОИЗВОДСТВА — кубовую жидкость,
представляющую собой водный раствор хлористого натрия (9—13%), гликолята
натрия G—10%) и карбоната натрия @,8—2,8%). Годовой объем
отходов — 2400 м3, в дальнейшем — до 10000 м3.
Наманганский химический завод. 716000 УзССР, Наманган,
Коммунистическая ул., 32.
КОНЦЕНТРАТЫ сульфитно-дрожжевой бражки.
-На Сокольском целлюлозно-бумажном комбинате начато
производство концентратов сульфитно-дрожжевой бражки КБЖ марок
А и Б.
Концентраты (кальциевые и натриево-аммонийиые соли лигно-
сульфокислоты с примесью редуцирующих веществ) представляют
собой густую темно-коричневую жидкость, содержащую не менее
50% сухого вещества, не более 13% золы и 1,12% нерастворимых
в воде веществ; рН 20%-ного водного раствора не менее 4,5;
условная вязкость по вискозиметру В3-4 ие более 300; предел прочности
высушенных образцов на растяжение ие менее 4,5 кг/см .
Концентрат сульфитно-дрожжевой бражки применяется для
упрочения бетона в строительстве (в том числе и дорожном) и грунта
при бурении скважии.
В литейном деле концентрат позволяет увеличить прочность
стержней и улучшить качество отливок, уменьшить прилипание
формовочной смеси к литейным моделям.
В мебельной промышленности добавляемый в эпоксидную смолу
концентрат позволяет уменьшить ее расход и потому снизить
себестоимость мебели.
Сокольский комбинат поставляет в цистернах 30 тыс. тонн
продукта в год по цене 36 руб. за тонну.
Производственное объединение «Соколбумпром». 162100 Сокол
Вологодской обл., Советский пр., 8. Расчетный счет № 30009 в
Сокольском отделении Госбанка.
ж^,
•rm %
?'У
■**#**?■>.
***/&#*$
i
-—. -* z&t*.
Небесные гостьи
'(OkiOp фиЗикО математических ниуь
Л. Л/. МУХИН
ЗОН I, ВССОМ В
километров от ядра кометы. Основной же
аппарат coiiaeno программе чо 1леп сделать
в )то время виток вокрм Солнца, чтобы в
1*)ХХ ючу встретиться с перно тческой
кометой Темиль-2. Мри гаком очень тесном
сб. in женин автомат cmoi бы по чобратьси к
самому ядру кометы. Но проект а убила ею
высока» стпмость — 250 млн. долларов.
Конечно, лта сумма ничтолна по сравнению
псе МЛСЛ огк<
IXЛ ле само
дня в проекте.
моле г ||1>1по.
рои ыя астрономов зарегпстр
три новые кометы. О той, что прош.
гн Земли в начале мая месяца, ппса
TV. состоится 30 с по счету сбдн/
меиптоп комет1>1 I аллея с Землей.
Появление тгой небесной гостьи- поди паблютали
cine задолго до нашей лры.
В начале марта 1()Х6 года мелду
орбитами Земли и Венеры па рандеву с кометой
Галлея, вероятно, прибудет несколько
космических аппаратов. По очному иг проектов,
в котором поначалу участков» ш
американское н европейское космические ак'нтетва
(МЛСЛ и ЕСЛ), на расстоянии 130 тыс. км
амерпкан-
от кометы основной аппарат ю;г
Отрывок из киши «В нашей Га шктикс
пуговяшейся к выпуску в тдатс п>стве
i вардия ».
Новый вариант проекта подучи! па звание
Д\сотто>. в честь ху юлника XIV века,
впервые счедавшею зарисовку кометы Гал
1ея. Мо проекту «Дусотто» автоматическая
станция встретится с кометой Галлея
7 марта И)Х6 юда.
Не отстает от Запа нюп Европы и
Япония. Свой проект японцы назвали «Плапе-
ia \>. Coi даспо ^тому проекту, в Мсжчупа-
родпып ленский ieiii> X марта I *)Х6 года ап-
смолет и з\1
не только комету Галлея.
арат проведет новый цикл
неры. Л станция, после от-
'MOI о аппарата, совершит
маневр, чтобы по
измененной траектории и
всех проектов довольно
■не вещества и строения
пческою н изотопного
состава кометпой атмосфера
Э*пиптиИЗ— __
Ноябрь /985
Июль 138Ь
m ^Август 1985. • • *
9Дльдедаран >
.• А*.
Процион
Бетельгсйзе О
Февраль 1985
. Орион
6Ч00М
Прямое Восхождение
Орбита кометы Галле я; на предыдущей странице —
видимый путь кометы Г аллея с 1974 по 1985 г.
исследование концентрации и состава комет-
ной плазмы и многое другое.
Сейчас мы достаточно представляем себе
основные свойства комет. А несколько сот
лет назад кометы порождали самые странные
суеверия.
Вот что можно прочесть в русских
летописях: «В лето 7127 A618) бысть знамение
велие: на небесах явися над самою Москвою
звезда... светлостию же она... звезд светлее.
Она же стояше над Москвою, хвост же у
нее бяше велик. И стояше на Польскую и на
Немецкие земли хвостом. Царь же и людие
все, видя такое знамение на небесе, вельмы
ужасошася. Чаяху, что сие есть знамение
московскому царству, и страшахуся от
королевича, что в тое же пору пришед под
.Москву. Мудрые же люди философы о той
звезде стаху толковати, что та есть звезда
не к погибели московскому государства,
но к радости к тишине. О той же звезде
толкуется: как она стоит главою над
которым государством, на которова же мятечся
в том государстве не живет, а на кои
государства она стоит хвостом, в тех же
государствах бывает всякое нестроение и бывает
кровопролитие многое и междоусобные
брани и войны великие меж ними. Такое же
толкование и сбысться».
Стоит вспомнить, что в эти годы в России
только-только закончилось «смутное вре-
72
\1
мя» — «великая разруха Московского
государства», связанная с правлением Федора
Иоанновича, появлением на престоле
Бориса Годунова, вторжением поляков, Лжедмит-
рием... И вот несколько лет спустя, когда на
престоле воцарился родоначальник новой
династии Михаил и Московское царство
стало оправляться от страшных потрясений,
на небе появляется комета Галлея. Конечно,
ее сочли предвестницей изменений в лучшую
сторону.
Суеверия в те времена были вездесущи.
Даже великий Парацельс был им
подвержен. Он был абсолютно уверен в
возможности создания гомункулуса в колбе и
полагал, что кометы посылаются нам ангелами как
предупреждение о смерти. Правда, кое-
какие основания для последнего заключения
у Парацельса имелись. Дело в том, что
кончина ряда известных людей совпала с
появлением комет: Атиллы и Магомета,
Генриха I и Ричарда Львиное Сердце, пап
Иннокентия IV и Урбана IV...
Разные люди при появлении комет
делали разные предсказания. В 1453 году турки
заняли Константинополь, вырезав при этом
христианское население города. У
католической церкви зрел план нового крестового
похода, и тут в 1456 году на небе появилась
комета. Папа объявил, что поскольку комета
эта якобы имеет форму креста, то она
предвещает скорую победу христиан. Но
мусульмане тоже не дремали. Они (вообще говоря,
с большим основанием, нежели римский
папа) заявили, что комета похожа на ятаган —
любимое оружие Магомета, с помощью
которого фанатики уничтожили немало людей.
Ну а если так, то комета — символ гибели
неверных. Аргументация поклонников
пророка дошла до Европы, и о новой трактовке
появления кометы сообщили папе. Тот
отрекся от своего пророчества, проклял
комету — исчадие ада и приказал ежедневно в
полдень звонить в колокола и проклинать в
молитвах и турок, и комету. Но турки вскоре
потерпели поражение, и, таким образом, ,
комета, похожая на ятаган, сработала в
пользу католической церкви, а не мечети.
Тихо Браге и его ученики определили i
расстояние до кометы 1577 года с помощью с
одновременного наблюдения из двух
удаленных друг от друга обсерваторий. Выяснилось, ,«
что комета летит от Земли гораздо
дальше, чем Луна, и, следовательно, является r
вполне самостоятельным небесным телом, .i
Но и после этого открытия Тихо Браге э
страх перед кометами не исчез. Португаль- -«
ский король, увидав очередную комету, ру- -у
гательски ругал ее, думая, будто она предве- -;
шает ему смерть. И, будучи человеком не Э1
трусливым, грозил ей пистолетом. Эта же э;
комета заставила Людовика XIV собрать в а
Париже астрономов, священников, филосо- -с
фов, чтобы получить ответ на вопрос о том, ,м
как она повлияет на его здоровье. Выходит, ,т)
что первый симпозиум по кометам можно of
приурочить к временам д'Артаньяна и миле- -э
ди. 'Многие, конечно, смеялись над
предрассудками, и даже при дворе самого
Людовика XIV не все верили в то, что комета —
предвестник беды для царственных особ.
Но памятуя об уже упомянутых
совпадениях, брат Людовика XIV вполне серьезно
возразил острякам: «Хорошо вам, господа,
шутить: вы не принцы!»
Страхи в средние века были сильны
потому, что в церковных текстах есть прямая
трактовка небесных явлений. На это
указывал в своих записках узник Шлиссельбурга
Н. Морозов, анализировавший текст
«Апокалипсиса» и Ветхий завет. Ведь в
«Апокалипсисе» утверждается, что конец света будет
сопровождаться звездными дождями, а в
конце концов на землю упадет «с неба большая
звезда, горящая подобно светильнику».
Мартин Лютер полагал, что «огненные
знамения в воздухе... являются делом рук
божьих или также дьяволов». Как мы
видим, основоположник нового религиозного
течения не очень различал действия добра
и зла.
В XVIII веке каждый образованный
человек уже знал, что комета — небесное тело.
Страх у обывателя принял другие формы.
Стали бояться, что комета может
столкнуться с Землей и вызвать тем самым страшную
катастрофу.
В 1773 году Францию охватила паника.
Дело в том, что во Французской академии
должен был быть зачитан доклад о
возможном влиянии комет на высоту приливов в
океане. Каким-то образом это стало
известно широкой публике, и чудовищные слухи о
предполагаемом новом потопе и конце света
Конфигурация пометных хвостов зависит от их
состава. Четыре хвоста слева — плазменные;
пятый слева — хвост знаменитой кометы
Когоутека A973 г.), состоявший из плазмы, газа,
пылеватых и крупных частиц; на втором справа фото
показан кометный хвост из газа, пыли и
ледяных крупинок; крайний справа снимок — хвдст
кометы Сек — Лайнса A962 г.), состоявший из плазмы,
газа, разнокалиберной пыли и крупных частиц
поползли по стране. В соборах стали служить
молебны для предотврашения катастрофы.
Беранже откликнулся на это следующими
строфами:
Бог шлет на нас ужасную комету,
Мы участи своей не избежим;
Я чувствую, конец приходит свету,
Все компасы исчезнут вместе с ним.
С пирушки прочь вы, пившие без меры,
Немногим был по вкусу этот пир,—
На исповедь скорее, лицемеры!
Довольно с нас, состарился наш мир...
Заметим, что Вольтер, с присущей ему
язвительностью и скептицизмом, осуждал
предсказания грядущего конца светя
Близкий друг Ньютона, выдающийся
английский астроном Эдмонд Галлей внес в свое
время самый весомый вклад в исследование
комет. Имя этого одаренного человека,
астронома, капитана флота, военного инженера,
навсегда останется в истории науки. В 1704
году вышла в свет его книга «Обзор комет-
ной астрономии». Немалую помощь в этой
работе ему оказал Ньютон.
Работая над каталогом кометных орбит,
Галлей наткнулся на поразительное
обстоятельство: три кометы, которые люди видели
в 1531, 1606 и 1682 годах, обладали очень
схожими элементами орбит. И Галлей
предположил, что это не три разные кометы, а
одна и та же, периодически подходящая к
Земле, а затем удаляющаяся от нее. Визит
к Земле эта комета совершает не часто —
раз в 75 лет. И значит, у нее очень
вытянутая, эллиптическая орбита.
Галлей предрек возвращение кометы в
1758 году. Он писал: «я с уверенностью
решаюсь предсказать ее возвращение на
1758 год. Если она вернется, то не будет
больше никакой причины сомневаться, что и
другие кометы должны снова возвращаться к
Солнцу». Очередной триумф закона
всемирного тяготения Ньютона и замечательного
предсказания Галлея состоялся в начале
73
1759 года. Сам Галлей, к сожалению, не
дожил до возврашения кометы — своего
звездного часа.
Французские математики и астрономы,
имея в руках более точные данные о
влиянии возмушений, производимых планетами
на движение кометы, внесли коррекцию в
оценки Галлея и заявили, что комета
пройдет через перигелий 13 апреля 1759 года,
именно тогда она и будет ближе всего к
Земле. Расчеты французов были точны. В
честь женщины-астронома — Гортензии
Лепот, принимавшей участие в расчетах,
Французская академия наук назвала ее
именем диковинный цветок, недавно
привезенный в Европу из Японии. Ну а сама комета,
естественно, получила имя того, кто отдал
ей многие годы жизни. Так возникла
традиция присваивать кометам имя тех, кто их
открыл или хорошо изучил их движение.
Слово «комета» ведет свое происхождение
от греческого слова «кометис», что означает
«волосатый» или «бородатый». Название
одной из первых книг о комете 1618 года
звучало так: «Небесная труба,
пробуждающаяся поутру, или Комета с длинной
бородой». И действительно, все крупные кометы,
которые видны без помощи телескопа, как
правило, имели хвост, а то и не один.
Именно из-за формы огромного хвоста кометы
1456 года (это как раз и была знаменитая
комета Галлея) разгорелась дискуссия
между католической церковью и
мусульманами. У менее ярких комет хвосты поменьше,
а многие кометы можно видеть лишь в
телескоп, и их поэтому называют
телескопическими.
Но и большие яркие кометы телескопич-
ны, когда летят вдалеке от Солнца. Дело в
том, что хвост у комет появляется, лишь
когда они приближаются к Солнцу, и
именно тогда жители Земли могут видеть их во
всем великолепии. Почему хвост образуется
при приближении кометы к Солнцу? Прежде
чем ответить на этот вопрос, следует
немного поговорить о структуре комет.
Кроме хвоста в теле кометы различают
еше кому — яркую туманную атмосферу,
окружающую ядро кометы. Кома с ядром
слагают голову кометы. Поскольку голова
и хвост — термины скорее биологические,
нежели астрономические, можно сказать,
продолжая биологические аналогии, что
комета — довольно странное животное, тело
которого состоит лишь из двух частей —
головы и хвоста.
Астрономы до сих пор не наблюдали
«чистого ядра», без окружающей его
туманности, которая мешает определить размеры.
Например, поперечник ядра кометы Галлея
по разным оценкам — от 2 до 5 километров.
Полагают, что ядра других комет еще
меньше — около 400 метров в поперечнике.
Массы комет, естественно, различны.
Их вероятные пределы — от нескольких тонн
до сотен или даже миллиардов тонн. Увы,
для каждой конкретной кометы масса ядра
пока определяется с большой ошибкой.
Иногда ядра комет делятся, что произошло, в
частности, с ядром кометы Виртанена в
1957 году. Два новорожденных ядра
удалялись друг от друга со скоростью 1,6 м/с.
Используя эту цифру, астрономы оценили
массу ядра кометы Виртанена в сто
миллиардов тонн. Цифра немалая.
Взрывы в ядрах случаются, как правило,
у старых комет, у тех, которые много раз
наносили визиты к Солнцу. У старой
кометы очень загрязненная поверхность:
ледяное ядро покрыто защитной коркой,
напоминающей ледниковую морену. И этот экран
хорошо защищает от Солнца находящийся
под ним лед. Но экран не очень прочен, и
взрывы в ядрах легко объяснить
механическими нарушениями в этой защите.
Выдающийся русский астроном Ф. А.
Бредихин создал стройную теорию кометных
хвостов и объяснил, почему в одних
случаях хвосты у комет кривые, а в других
прямые. Он использовал в своих расчетах
соотношение между притяжением Солнца
и отталкивающей силой светового давления.
Не будем здесь вдаваться в тонкости
механизма образования хвостов, но отметим,
что вещество для образования хвоста
выделяется из ледяного ядра кометы, хотя
потери вещества ядра, идущие на образование
хвоста, ничтожны. Так, например, комета
Галлея, наблюдавшаяся еше до нашей эры,
при каждом новом подходе к Солнцу снова
образует хвост.
Из чего же он состоит? Понятно, что из
вещества ядра. Но вещества,
преобразованного солнечным излучением. С помощью
спектральных наблюдений голов и хвостов
комет в них найдены такие атомы и
молекулы: С и С2, CN, HCN, CO, CH, CS, CH3CN,
Н^О, Н, NH, NH2, О, ОН. Обнаружены и
атомы металлов: Fe, Na, Са, Сг, Со, Мп,
Ni, Си, V. Ионы: СО+, С02+ , CH", CN+ ,
Ng-1" , ОН-1-, Н20+. Найдены и частички
силикатной пыли.
На фотографии кометы Аренда — Ролана,
сделанной 25 апреля 1957 г., хвост кометы (пика)
направлен к Солнцу. Это'объясняют тем, что
земной наблюдатель видит не реальное движение
кометных частиц к Солнцу, а кометное вещество,
рассредоточенное вдоль ее орбиты
74
Получается, что в кометах есть
необходимые исходные соединения для синтеза
органических веществ. Этот факт привел
известного химика X. Оро к мысли о том, что
кометы, палаюшие на Землю,
транспортируют к нам органические соединения.
Полагают, что столкновение Земли с кометой
может случаться довольно часто — каждые
80 миллионов лет. Следовательно, за время
жизни Земли (ну, будем для простоты брать
лишь первый миллиард) на Землю могло
упасть 12—13 комет массой 10"—Ю12 тонн
каждая. Это уже солидно.
Очень интересную идею высказал
ленинградец Е. Каймаков, и не только
высказал, но и подкрепил некоторыми
экспериментальными данными. Он занимался
моделированием комет. Сперва он добавил в лед
аминокислоты, а затем стал испарять лед,
так же как он испаряется, когда комета
подходит к Солнцу. Естественно, лед был
подвергнут воздействию ультрафиолетового
излучения. Так вот, Каймакову удалось
получить более сложные молекулы, чем те,
которые содержались в исходном растворе.
Это были полимерные структуры, которые
Каймаков назвал «субликонами» —
аббревиатура слов «сублимационная конструкция».
Эти полимеры были как бы намотаны на
столбики льда. Опыты Каймакова,
несомненно, представляют немалый интерес, но
требуют, с другой стороны, дальнейшего
развития и проверки. ^
Как далеко продвинулась эволюция
органических соединений в самих кометах,
сказать трудно. Нужно еще иметь в виду и
следующее. При столкновении кометы с
Землей происходит катаклизм вроде взрыва
при падении Тунгусского метеорита. Кстати,
сейчас многие полагают, что это был вовсе
не метеорит, а комета. Но при подобном
взрыве вещество ядра полностью испарилось
бы и все сложные органические структуры в
ядре должны в принципе разрушиться.
А теперь надо сказать о том, что многие
исследователи считают кометы одними из
самых древних реликтовых тел Солнечной
системы. И уж конечно надо поговорить о
рождении и смерти комет, а значит, и об их
возрасте и жизненных путях.
Начнем с последнего. Орбиты
периодических комет связаны с планетами
гигантами — Юпитером, Сатурном,
Ураном и Нептуном. Кстати, к семейству
Нептуна относится и знаменитая комета
Галлея.
Короткопериодических комет семейства
Юпитера известно сейчас 87. Их время
обращения вокруг Солнца от 3,3 до 15 лет.
Семейства комет других планет беднее.
Например, у Сатурна всего 12 комет. Когда
комета летит по своей периодической орби-
те,ее все время сбивает с «правильного пути»
гравитационное воздействие Солнечной
системы и в первую очередь, разумеется,
планет-гигантов.
Именно из-за этого путь кометы
извилист, и методами небесной механики
практически невозможно предсказать ее точную
траекторию. Иногда при тесных сближениях
кометы и планеты орбита меняется до
неузнаваемости. Может случиться и так, что
комета вообще выбрасывается Юпитером из
Солнечной системы. Но если так, то можно
ведь предположить, что некоторые кометы
приходят к нам из других планетных
систем...
А как же все-таки они рождаются?
Сторонники межзвездной гипотезы
рождения полагают, что, когда Солнце в своем
движении по Галактике проходило через
газопылевое облако, оно захватило какую-то
его часть. Из этого куска облака будто бы и
сконденсировались кометы. Советский
астроном С. Всехсвятский много лет с
энтузиазмом защищает точку зрения, согласно
которой кометы являются продуктами
гигантских извержений на Юпитере и его
спутниках. Но для того чтобы комета покинула
Юпитер, энергия выброса должна быть
чрезмерно велика, и, что самое главное, сейчас
не видно физических механизмов,
обеспечивающих извержения на Юпитере.
Известный голландский астроном Я. Оорт
писал, что кометы появились после взрыва
Фаэтона — планеты, расположенной между
орбитами Марса и Юпитера. Гигантский
взрыв планеты массой в 90 масс Земли
вымел много ледяных осколков ядер комет
за пределы Солнечной системы. Там, на
огромном расстоянии от Солнца (в 150 000
астрономических единиц), образовалось
облако комет — облако Оорта, питающее
Солнечную систему небесными гостьями.
А часть вещества будто бы осталась на
орбите Фаэтона и образовала пояс астероидов.
Отнюдь не все разделяют гипотезу
взрыва Фаэтона, но в самом существовании
облака Оорта мало кто сомневается. Более
того, предполагают, что есть еще один
резервуар комет — пояс Уиппла, который
находится за орбитой Нептуна.
И облака Оорта, и пояс Уиппла за
Нептуном могли появиться не только при
взрывах. Возможно, что они продукт
естественных и непрерывных процессов, сходных с
процессами конденсации планет. Поэтому
кометы могут быть древнейшими телами в
Солнечной системе.
Долгопериодические кометы могут быть
свидетелями рождения Солнечной системы,
а короткопериодические, постепенно
истощая свои ядра, гибнут. Так, предполагают,
что комета Энке к 2000 году вообще
перестанет существовать — ее ядро потеряет
ледяную летучую компоненту. А что же
останется? Просто камни. Поэтому и
предполагают, будто некоторые астероиды —
остатки ядер комет.
Но про астероиды должен быть свой,
особый разговор. Тем более, что
исследование кометы Галлея в 1985—1986 годах
поможет лучше понять и их природу.
75
Гёте, Дёберейнер,
катализ
Кандидат химических наук
Г. С. Яблонский
«Высокородный милостивейший господин
министр! Позволю себе сообщить Вашему
Высокопревосходительству об одном
открытии, которое, при рассмотрении его с
физической и электрохимической точек зрения,
можно считать в высшей степени важным,
Л именно: я нашел, что металлическая
порошкообразная платина обладает
чрезвычайно своеобразным свойством — простым
соприкосновением и без всякого содействия
внешних сил заставлять водородный газ
соединяться с кислородным газом в воду,
причем выделяется количество тепла,
достаточное для раскаления платины,,, Я очень
радуюсь тому моменту, который Вы мне
соизволите уделить, чтобы я мог вновь
повторить Вашему превосходительству все
уверения в преданности, с которой к Вам
пребывает Вашего превосходительства
покорнейший
Дёберейнер.
Иена, 29 июля 1823 г.»
Адресат письма — Гёте. Да,
Иоганн-Вольфганг Гёте, творец «Фауста» и «Вертера».
И это письмо — одно из первых свидетельств
Иоганн-Вольфганг Гёте
о катализе: водород и кислород реагируют
друг с другом в присутствии платины —
катализатора. Трудно переоценить важность
катализа для современной химии. Не
менее 3/4 химических производств
каталитические. Серная и азотная кислоты,
пластмассы, искусственные ткани — нет числа
приложениям катализа.
И вот перед нами одио из самых ранних
упоминаний об этом важнейшем явлении.
Почему Дёберейнер написал о реакции
водорода с кислородом именно Гёте? И
вообще кто такой Дёберейнер?
Великий немецкий поэт Гёте A749—
1832), которого академик В. И. Вернадский
определил как «редкий тип
натуралиста-любителя», был и естествоиспытателем, и го-
Иоганн-Вольфганг Дёберейнер
сударственным деятелем, министром
Веймарского герцогства во время правления
Карла-Августа. Гёте считал себя прежде
всего ученым. Важнейшим делом своей жизни
считал вовсе не «Фауста», а науку о цвете.
При Гёте Веймар стал одним из главных
интеллектуальных центров Европы, местом
паломничества. Стремясь во всем «дойти до
самой сути», Гёте ставил первым своим делом
добывание истины. Знаменательно и такое
его признание: «Каждое удачное слово*
которое я говорю, стоит мне кошелька денег,
золота. Я затратил полмиллиона талеров
личных средству чтобы изучить то, что я теперь
знаю; не только все состояние отца, но мое
жалованье и мои значительные
литературные доходы более чем за 50 лет ушли на
это...» Таким образом, для Гёте наука ни в
коей мере не была источником доходов.
Он стремился окружить себя творцами,
людьми, чувствующими новое и умеюшими
создавать его. Иоганн-Вольфганг
(двойной тезка Гёте) Дёберейнер был
химическим советником министра-поэта. Родился в
1.780-м, умер в 1849-м. Аптекарь без места,
самоучка, он был взят на службу в Веймар
и стал позднее профессором университета в
Иене. Гёте оценил Дёберейнера по
достоинству. Их связывали не только обшие
научные интересы, но и дружба. Они часто
писали друг другу; письма их, собранные
отдельной книгой, были впервые
опубликованы в 1856 г.
Дёберейнер много занимался химией
платины. Для этого у него были
возможности: великий герцог Карл-Август
Веймарский предоставил в его распоряжение
немалое количество драгоценного
металла. Дёберейнер изучал соединение, которое
он называл недоокисью платины. Сейчас мы
называем это вещество платиновой чернью.
Именно «недоокись платины» принесла
Дёберейнеру два главных открытия. В 1821
году он нашел, что в ее присутствии спирт
без всякого нагревания может быть окислен
в уксусную кислоту, а в 1823 году — что
платиновая губка при обыкновенной
температуре может зажечь смесь водорода и
кислорода — гремучий газ. Именно о последнем
открытии Дёберейнер написал Гёте. И послал
статью в журнал.
Гёте оценил достижение Дёберейнера
сразу. По-видимому, он немедленно рассказал
об этом герцогу. Карл-Август поздравил
Дёберейнера в письме, отправленном 9 августа
1823 года, спустя всего 10 дней после того,
как химик писал Гёте.
Открытие Дёберейнера произвело большое
впечатление на европейскую научную
общественность. В своем годовом отчете Берцелиус
определил его как «во всех отношениях
самое важное и, если мне позволено будет
это выражение, самое блестящее открытие
прошлого года». Письмо Дёберейнера Гёте
помечено 29 июля, а уже 15 сентября в
Парижской Академии наук Дюлонг и Тенар
докладывали работу, в которой подробно
говорили q6 опытах Дёберейнера. Эти опыты
были сразу же повторены многими
именитыми учеными: Фарадеем, Гмелином, Швей-
гером и другими. Напомню, что в то время
не было не только телеграфа или телефона,
но даже железных дорог.
Чем объяснить столь сильный резонанс
дёберейнеровского открытия? В прекрасной
книге А. Митташа и Э. Тейса «От
Дёберейнера и Дикона до наших дней. 50 лет в
области гетерогенного катализа»* дается такое
объяснение: «Иначе быть не могло! Ведь в
этом открытии при самых простых условиях
очень выпукло, с настойчивостью вышло на
свет особое явление, которое, по всей
видимости, ничего общего не имело с обычными
химическими реакциями. Кто бы мог раньше
подумать, чтобы между такими
повседневными веществами, как водород и кислород,
да даже и платина, мог при обыкновенной
температуре произойти процесс, который
совершенно несовместим с обычными
представлениями того времени?» Действительно,
каталитический эффект — воздействие не-
- большой добавки, не участвующей в реакции,
на ход этой реакции — был совершенно
непонятен современникам Дёберейнера.
Следствие многократно превышало причину.
Берцелиус ввел понятие «каталитической
силы», в которой он видел специфическое
свойство живого. Катализ стали понимать
как явление, в котором неживая материя
проявляет «живые» свойства. О катализе
стали говорить, писать и думать примерно так,
как сегодня о телепатии, парапсихологии и
других явлениях, лежащих за пределами
возможностей и интересов «нормальной» науки.
К чему это привело? К тому, что катализ
этак на полвека перестал интересовать так
называемых серьезных ученых. Примерно т,ак
охарактеризовал ситуацию в конце прошлого
века Вильгельм Оствальд. И это чрезвычайно
показательно.
Надо отдать должное Дёберейнеру: сам он
понял значение своего открытия сразу и сразу
попытался найти и технические приложения
нового явления. 3 августа 1823 года он
открыл, что если платиновую губку насыпать в
маленькую, запаянную снизу воронку и
подавать на нее сверху водород так, чтобы перед
* Альвий Митташ, сотрудник лауреата Нобелевской
премии К. Боша, был одним из создателей
каталитического синтеза аммиака. Книга «От Дёберейнера
до Дикона», вышедшая в русском переводе в 1934 году,
давно стала библиографической редкостью. Это одна
из лучших книг по ранней истории катализа.
попаданием на платину он мог смешиваться
с воздухом, то наблюдается моментальная
вспышка газа. Это наблюдение Дёберейнер
использовал, чтобы сделать огниво нового
типа. Спичек в то время не было. «Дёберей-
неровы огнива» и каталитические
«зажигательные машинки» стали продавать во всей
Германии.
Дёберейнер думал и о более масштабном
приложении нового явления. Так, ему пришла
в голову идея с помощью платины получать
из спирта уксусную кислоту. Он сделал
«уксусную лампочку» и «уксусообразовательный *
аппарат». Катализом Дёберейнер
интересовался до конца своих дней. Он сказал как-то,
что любит заниматься катализом в
свободное время, когда у студентов каникулы. Когда
Дёберейнер прислал огниво Гёте, тот ответил
письмом G октября 1827 года):
«Ваше высокородие убеждены по опыту,
какое это в высшей степени приятное
ощущение, когда видишь, что выдающееся
открытие какой-нибудь природной силы сразу же
приспособлено к полезному применению...
Я всегда с благодарностью вспоминаю Ваше
высокородие, поскольку Ваше так удачно
изобретенное огниво у меня всегда под
рукой и сделанный Вами важный опыт о таком
энергичном соединении двух элементов —
одного самого тяжелого и другого самого
легкого — чудесным образом все время
приносит мне пользу». Как прекрасно, в какой
сердечно -обдума иной форме Гёте выразил
здесь мысль о необходимости соединения
фундаментального и прикладного начал (так •
же, как элементы, их можно назвать
«тяжелым» и «легким» — мысль, которая сейчас
кажется тривиальной!
Дёберейнер переслал Гёте и свою
«пахучую» лампу для сжигания одеколона. Это
был открытый сверху стеклянный шар.
Изнутри он был покрыт платиной. Шар
наполнялся одеколоном или духами, наружу
выходил фитиль. На короткое время фитиль
зажигали. Одеколон горел и, как писал
Дёберейнер, «распространял свои ароматические
части в окружающей среде».
Почему-то Гёте не решился испробовать
«пахучую» лампу в действии, и Дёберейнер
сделает это сам, приехав к нему.
Для" Дёберейнера Гёте навсегда остался
учителем, жизни.
Своей книге «К химии платины»
Дёберейнер предпослал следующий отрывок из Гёте:
Мир открытый с жизнью вольной,
Годы долгие стремлений,
В вечном поиске достойно
Жить, готовым для свершений,
Старое храня с почтеньем,
Нови дружески внимая,
Весел духом, чист стремленьем,
Шествуй, мир сей постигая*.
В этой истории есть одна линия, на которой
* Из цикла «Gott und Welt», перевод В. .Л- Kara нова.
78
Огниво Дёберейнера: слева —
лабораторный вариант,
справа — серийный образец:
такие продавались
в магазинах полтора столетия
назад
надо остановиться особо: платина... Дёберей-
нер открыл каталитические явления на
платине, добытой в Уральских горах. Платина
(уменьшительное от испанского «plata» —
серебро) была найдена как спутник* золота
в Южной Америке. Новая Гранада до 1810
года была единственным местом добычи
платины. Долгое время металл не находил
применения, потому что его не умели получать
в чистом виде и обрабатывать.
Но во времена Дёберейнера это уже было
в прошлом. Во-первых, англичанин Волластон
научился очищать платину. Во-вторых, в
1819 году крупное месторождение платины
было найдено на Урале.
Уральской платины у Дёберейнера было
много. Откуда же она взялась в маленьким
немецком государстве?
В Веймаре с 1804 года жила Мария
Павловна, сестра двух русских царей,
Александра 1 и Николая I. Она была женой сына
Карла Августа.
Именно Мария Павловна была
посредницей в получении платины.
Итак, для того чтобы катализ появился
на свет, было необходимо соединение
таланта Дёберейнера, универсальности Гёте,
доброжелательности Карла-Августа и
посредничества его невестки.
«. Наука и техника уже не могли пожаловаться на недостаток внимания. Глинка написал
романс о железной дороге; Баратынский в стихотворении «Пироскаф» прославил пароход.
А в лучших литературных журналах непременно публиковали сведения о достижениях наук.
Публикуемая ниже подборка — это только часть сведений, содержащихся в
одном-единственном номере «Отечественных записок» 1843 года. Чего там только нет! Сведения о
солях ничем тогда не примечательного металла урана — и животрепещущая проблема
лечения овец с помощью мышьяка; дискуссия о гипотезе Праута (итог ей подвели только в
нашем веке)— и удобный демонстрационный опыт, позволяющий наглядно показывать
образование вакуума в вертящейся трубке со ртутью...
Новости прошлого века и сегодня читаются с немалым интересом. Тем более, что научные
сведения, как правило, оказываются полностью или почти достоверными даже с точки
зрения придирчивого современного читателя. Впрочем, нужно ли этому удивляться? Ведь
времени прошло не так уж много — каких-нибудь 140 лет.
«Отечественные записки»,
1843 год
ИМПЕРАТОРСКАЯ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ
АКАДЕМИЯ НАУК
В заседании 8-го октября г. Евреинов
представил свои изыскания о посеребрении
чугуна,
Сырость весьма легко повреждает
металлическую поверхность вещей, сделанных из
чугуна, так что, для ослабления этого вред-
79
ного действия, надобно бывает их чернить
и таким образом давать печальный вид
чугуну, который и без того не имеет
привлекательной внешности. Это неудобство легко
можно устранить чрез посеребрение. (...)
Всего удобнее серебрить такие чугунные
вещи, которые еще не очернены, потому что
в противном случае весьма трудно вывести
на вид металлическую поверхность.
Очищенную вещь должно погрузить в раствор
серебра и привесть в соприкосновение с
цинковым полюсом посредством проводящей
проволоки и между тем опустить в жидкость
в некотором отдалении от вещи, которую
требуется посеребрить, платиновую
пластинку и привесть ее в соприкосновение с
угольным цилиндром. Чугунная пластинка,
имеющая четыре квадратных дюйма поверхности,
совершенно посеребрится в тридцать минут.
В заседании 21 октября г. Брандт читал
мемуар о новом роде китов, найденном в
ископаемом состоянии в Южной России.
Автор называет это животное цетотериумом.
Г. Гесс читал ответ на возражения г: Г рема
против его термохимических изысканий.
Г. Гесс доказывает, вопреки английскому
химику, что во время образования кислотных
солей и солей двойных всегда происходит
отделение теплоты, которой количество
может быть определено числами.
ПАРИЖСКАЯ
АКАДЕМИЯ
НАУК
Г. Плюз читал ноту об атомических числах,
рассматриваемых как кратные водорода.
Внимание химиков в недавнее время
обратилось на старинную гипотезу доктора Проу-
та, которая состоит в том, что атомические
числа всех тел без исключения суть целые
кратные атомического числа водорода.
Долгое время эта гипотеза имела только
немногих защитников в Англии. ( \
Сделанные г-м Дюма новые определения
атомического веса углерода, водорода, азота
и кальция подтверждают гипотезу
английского химика, но г. Плюз доказывает, что
нельзя приписывать этим отношениям
характера общности.
Для этой цели г. Плюз предпринял ряд
опытов простых и строгих.
100 частей хлорнокислого поташа дают,
по опытам Берцелиуса, 39,150 кислорода и
60,850 хлористого потассия. С своей стороны,
г. Цйюз нашел, что 100 частей этой соли
дахУг 60,840 хлористого потассия и,
следовательно, 39,160 кислорода. Атомический вес
Ухлористого потассия,. выделенный из всех
^г этих опытов, взятых вместе, есть 932,295.
Это последнее число, будучи разделено на
12, то есть на атомический вес водорода,
дает в частном 74,583.
Итак, атомический вес хлористого
потассия не в 75 и не в 74 раза более
атомического веса водорода.
Г. Камбессед, известный своими трудами по
части ботаники, имел многочисленное стадо
скота, которое, в следствие перемен
температуры, страдало хроническою плёрезиею.
Большое число овец умерло, а другие
находились в отчаянном состоянии. В этих
обстоятельствах г. Камбессед узнал, что один
владелец в подобном случае успешно давал
мышьяк в большом приеме; и так он решился
дать каждой овце мышьяка в порошке,
смешанного с поваренной солью. Из двадцати
больных овец умерли только две, другие через
восемь дней после отравления выздорове-
ли. <...>
Эти факты были изустно сообщены
Академии г-м Гаспареном. Для проверки их
Академия назначила комиссию, которой члены,
в промежутке времени между двумя
заседаниями, успели сделать опыт только над
двумя овцами. Обе они умерли, приняв одна
10 граммов мышьяка в два равных приема,
а другая 20 граммов также в два приема,
в том же промежутке. Г. Мажанди,
докладчик комиссии <...) заключает, что мышьяк
не может быть считаем не ядовитым для
скота, дающего шерсть. Впрочем, комиссия
будет продолжать свои опыты.
ЛОНДОНСКИЕ
УЧЕНЫЕ
ОБЩЕСТВА
В Микроскопическом Обществе, в котором
председательствует профессор Линдлей, в
заседании 21 декабря читана была записка
г. Рида, под заглавием «Микроскопическая
химия», в которой первая статья — «О
присутствии аммониака в смоле, сахаре и
других веществах, лишенных, по мнению ученых,
азота». Автор, упомянув, какую пользу
химия может получить от микроскопа,
говорит, что посредством его с достоверностью
можно, открыть количество азота, не
превышающее 1/1000 грана. Опыт он производил
посредством жжения сахара. Он открыл
аммониак также в пиве и почечном сале,
которые Либих ставил в разряде веществ, не
имеющих азота. Он думает, что химикам не
удавалось открыть азота в сахаре по той
причине, что по слишком малому количеству
нельзя было заметить его обыкновенными
способами анализа.
В Обществе Искусств г. Уиншоу читал
описание машины для копания земли, известной
в Северной Америке под именем Yankee
Geologist. Пары приводят в движение и
действие эту машину. В Америке она производила
чудеса. Что касается до того, какое
количество земли выкопает она в данное время,
можно заметить, что в сорок шесть дней она
выкапывает глину, песок, хрящ, валуны
разного объема и такие плотные и массивные
тела, что их надобно было бы взрывать
порохом; всего этого, в течение означенных
46 дней, выкопано ею на 30 719 телег, из
которых каждая заключала в себе полтора
кубические ярда выкопки.
80
Лондонскому Королевскому Обществу г. Гер-
шель представил исследования действия
лучей разложенного света на цвета растений
Во-первых, действие это'— положительное,
то есть свет разрушает цвет совершенно,
или оставляя краску, на которую он не имеет
дальнейшего действия, или, наконец,
действуя весьма медленно и производя таким
образом род хроматического анализа, в котором
два различные элемента цвета отделяются,
и притом так, что один из них исчезает,
а другой остается (...)
Во-вторых, действие солнечного
изображения ограничивается почти теми
пределами, в которых заключаются светлые лучи.
Лучи же, названные химическими, которые
находятся далее фиолетовых и которые
сильно действуют на соединения серебра, и потом
лучи теплотворные, которые находятся далее
красных, не имеют, по-видимому, никакого
действия на растительные цвета.
Независимо от этих результатов, автор
заметил, что лучи, содействующие к
разрушению данного цвета, производят, будучи
соединены между собою, цвет,
дополнительный к первому или, по крайней мере,
принадлежащий к тому классу цветов, к
которому можно отнести этот дополнительный
цвет. Например, желтый цвет, переходящий
в оранжевый, разрушается весьма легко
синими лучами, синий — лучами красными,
оранжевыми и желтыми, пурпуровый —
лучами желтыми и зелеными. (...)
Один из замечательнейших результатов
этих изысканий состоит в том, что бумага,
измоченная лимоннокислым аммиакальным
железом, потом просушенная и смоченная
в растворе полуторной соли синеродисто-
железистого потассия, способна принимать
с величайшею скоростию положительное
фотографическое изображение. Не менее
любопытен другой факт, состоящий в том, что
изображение, напечатанное отрицательно на
бумаге, будучи омыто первою из
упомянутых жидкостей, делается тотчас из слабого
ясным, когда его омоют нейтральным
раствором золота. Изображение не вдруг получает
всю свою силу ясности, но оно быстро
уясняется до известного пункта, на котором
чистота и совершенство подробностей не
могут сравниться ни с чем. Автор называет свой
способ хризотилом.
БЕРЛИНСКАЯ
АКАДЕМИЯ
НАУК
Г. Гумбольдт читал мемуар под названием
«Опыт определения средней высоты
материков».
Точное вычисление показало, что масса
цепи Андов в Южной Америке, начиная от
восточных равнин и лесов, возвышается
только на 486 футов. Из этого г. Гумбольдт
заключил еще прежде, что средняя высота
материков зависит менее от продольных
ребер или от высочайших пунктов,
привлекающих любопытство, нежели от общего вида
и расположения плоскостей (...)
Вся Европа представляет плоскую страну,
которой средняя высота не более 60 туазов.
Впрочем, чтобы не останавливаться долее
на числах, г. Гумбольдт выставляет на вид
замечание, что массы, приподнятые на
обширных странах, под видом плоскостей
производят совершенно другое действие на
возвышение центра тяжести объема, нежели
цепи гор. Между тем кате Пиренейские Горы
едва производят на всю Европу действие
одного туаза, а Альпийские, покрывающие
поверхность почти вчетверо большую, имеют
действие 3'/2 туазов, Пиренейский
Полуостров производит действие 12 туазов.
Следовательно, Пиренейский Полуостров действует
на целую Европу вчетверо сильнее
Альпийских Гор.
Г. Мичшерлих сообщил изыскания о новом
соединении серы с висмутом, сделанные
г. Вертером. Потом он показал ряд двойных
солей, которые уксуснокислый уран
составляет с другими уксуснокислыми простыми
солями. Эти соли были получены г. Вертгей-
мом.
БРЮССЕЛЬСКАЯ
АКАДЕМИЯ
НАУК
Г. Плато представил описание
изобретенного им снаряда для произведения пустоты
помощию центробежной силы. Стеклянная
трубка, открытая с обоих концов и имеющая
около 5 миллиметров во внутреннем
диаметре, согнута дважды под прямым углом так,
что она составляет три стороны
прямоугольника. Срединная часть ее имеет 38 центимет-
ров длины, а каждая из двух других 30 цен-
тиметров. Трубка прикреплена к поддержке,
так что длинная ветвь выходит
горизонтальною, а две другие вертикальными, с концом,
открывающимся вверх. Поддержка может
вертеться, посредством блоков, около
вертикальной оси, которой продолжение
воображается проходящим чрез средину
горизонтальной части трубки. Цаконец, трубка
содержит в себе ртуть в горизонтальной ветви
и в части ветвей вертикальных, так что в этих
последних жидкость доходит до 8 центимет-
ров высоты. Если сообщить этому снаряду
скорость круговращения, постепенно
возрастающую, до тех пор, пока эта скорость
достигнет известной величины, то ртуть
разорвется на средине горизонтальной ветви, то
есть в оси круговращения, и с возрастанием
скорости движения два столба ртути будут
удаляться один от другого более и более,
производя таким образом пустоту между
собою. Можно отдалить два столба один от
другого на 20 цента метров.
81
-*-*
Феномен силы
Кандидат медицинских наук
М. 3. ЗАЛЕССКИЙ
Будучи младенцем, Геракл, прославившийся
впоследствии многочис ле иными
богатырскими делами, совершил свой первый
подвиг, который не получил даже порядкового
номера. Будущий победитель Антея и
освободитель Прометея задушил своими
детскими ручонками змей, подосланных богиней
Герой. Это событие, запечатленное на
великолепном полотне Дж. Рейнолдса, не
оставляет никаких сомнений в том, что сила — от
бога, в данном случае — от Зевса.
Надо отдать должное Пиндару — жившему
2500 лет назад автору жизнеописания
античного героя: его точка зрения на
происхождение силы подтверждена ныне самыми
современными исследованиями. Сила —
свойство врожденное. И. это не
опровергается даже биографиями многих богатырей,
которые в детстве были хилыми, слабыми,
а то и болезненными.
Силу необходимо развивать, но
силачом нужно родиться; без довольно редко
Первая статья — «Как работают мышцы —
напечатана в № 9 за этот год.
встречающихся генетических предпосылок
никакое упорство и трудолюбие не позволит
человеку стать выдающимся атлетом.
Таких генетических предпосылок по
меньшей мере четыре. И природа
награждает ими лишь одного человека из сотен
тысяч.
Чтобы сравнивать силовые возможности
мышц, физиология оперирует понятием
абсолютной мышечной силы; это
поднимаемый вес, отнесенный к физиологическому
поперечному сечению мышцы. При
обследовании большого числа людей установлено,
что абсолютная сила икроножной мышцы
составляет в среднем 5,9 кг/см2, двуглавой
мышцы плеча — 11,4 кг/см2, трехглавой
мышцы плеча — 16,8 кг/см2, а гладких
мышц — всего 1 кг/см2. У людей же с
выдающимися силовыми задатками
абсолютная сила мышц в полтора-два раза выше.
От чего это зависит? Мышцы по своему
составу неоднородны и содержат быстрые и
медленные волокна, соотношение которых у
разных людей колеблется в широких
пределах*. Быстрые волокна при сокращении
создают почти вчетверо большую тягу—они в
четыре раза сильнее медленных. Если учесть,
что в икроножной мышце в среднем
содержится 58% медленных волокон, а в
трехглавой мышце плеча — 33%, станет
понятным и различие их абсолютной силы.
* Об этом подробно рассказано в статьях М. 3. Залес-
ского, которые напечатаны в№ 5и 7 «Химии и жизни»
за этот год.— Ред.
82
Что же касается выдающихся силачей, то
у них в некоторых мышцах туловища, рук
и ног доля медленных волокон не
превышает 14—15%.
Высокий процент быстрых волокон
характерен для атлетов, которым нужна
высокая скорость,— для спринтеров, прыгунов. Но
если быстрые волокна одинаково нужны и
скоростникам, и силачам, то тяжелоатлеты
обязаны проявить себя и в скоростных ви-
дых спорта, не так ли? Глядя на мошных,
нередко медлительных штангистов, трудно
допустить такую возможность. Все-таки есть
определенные особенности конституции, есть
избыточная мышечная масса. Для
достижения успеха в том или ином виде спорта
необходимо особое телосложение, требуется
узкая специализация. Но мы-то знаем, что
могучий штангист Юрик Варданян брал
высоту 2 м 10 см...
Второй фактор, предопределяющий
задатки силача,— это особенности нервной
системы: ее уравновешенность, сила, низкая
чувствительность и высокая
помехоустойчивость, наконец, способность мгновенно
посылать к мышцам мощнейшие импульсы
очень высокой частоты. Это необходимо для
того, чтобы переводить максимальное
число двигательных единиц в состояние
гладкого тетануса, развивая предельно
возможную силу. В спорте такое свойство
принято называть способностью взрываться, или
взрывной силой.
Могучая нервная система атлета
способна творить настоящие чудеса, например
заставлять даже слабые медленные волокна
развивать силу быстрых. Физиологи
установили, что такое возможно: если
операционным путем перевести нерв, иннервировав-
ший быструю двигательную единицу, на
медленную, то в волокнах медленной
двигательной единицы произойдут изменения и она
станет работать как быстрая.
Третья генетическая особенность
богатырей связана с энергообеспечением. Подъем
штанги — это работа максимальной
мощности, требующая мощного энергоисточника.
Таким источником может быть лишь
креатинфосфатный механизм*. Запасы креа-
тинфосфата, как известно, ограничены и
существенно увеличить их тренировкой
нельзя. Значит, силач должен быть наделен от
природы мошным креатинфосфатным источт
ником, который дает энергию для
тяжелейшей, но кратковреме н ной работы: рывок
занимает 2,5—3 с, толчок — 6—9 с. Нередко
случается, что спортсмен, выполняя
толчок, берет огромный вес на грудь и
долго его держит, собираясь с силами. И чем
больше пауза, тем хуже, как правило,
выполняется вторая фаза упражнения. Бывает
даже, что задержка штанги на груди
приводит к неудаче. Одна из причин этого —
истощение запасов креатинфосфата, кото-
* Подробно об энергетических механизмах работы
рассказано в статье М. 3. Залесского «Спринт» (.«Химия
и жизнь», 1983, Ny 7).— Р«д.
рые могут снабжать мышцы энергией
всего 6—9 с.
Наконец, четвертый врожденный фактор,
предопределяющий незаурядную силу,—
это особый талант к обучению, к воспитанию
и развитию силы. Он и в тонком
мышечном чувстве, и в координации движений,
и в быстром увеличении силы, и в
мгновенном исправлении ошибок, и в великолепной
способности восстанавливаться после
изнуряющей работы.
Итак, один младенец из сотен тысяч
получает от природы, как Геракл от Зевса,
четыре свойства, необходимых, чтобы стать
силачом. Необходимых, но еще не
достаточных. Ибо задатки останутся задатками, если
их не развить. А то, что силу развить можно,
это общеизвестно. Мы знаем, что у
взрослого по сравнению с младенцем она больше
в сотни раз, что физически слабый
(поднимающий не больше половины своего
собственного веса) или средний (поднимающий
65—15 % своего веса) человек может
удвоить силу, а выдающийся атлет — увеличить
ее в 4—5 раз по сравнению с силой, которой
он обладал, начиная заниматься тяжелой
атлетикой. И во всех этих случаях львиная
доля прироста силы приходится на
гипертрофию, то есть на увеличение мышц.
На первый взгляд все просто и логично:
тренируя мышцы, мы их увеличиваем, а
увеличенные мышцы дают нам прирост силы;
чем мышцы больше, тем человек сильнее.
Стон! Такая логика ошибочна. Она не только
ничего не объяснит, но с первых же шагов
заведет нас в тупик.
Начнем с того, что у культуристов,
которые в любых силовых упражнениях
проигрывают тяжелоатлетам, объем мышц
значительно больше, чем у штангистов. Второе:
на Олимпиадах и чемпионатах мира
собираются лучшие из лучших, и можно не
сомневаться, что по крайней мере у призеров
этих соревнований генетические предпосылки
примерно одинаковы. Значит, при прочих
равных условиях должен выиграть тот, у
кого больше мышцы. Нет, нередко
победителем оказывается далеко не самый
мускулистый, а порой и невзрачный с виду атлет.
Третье: по объему мышц атлеты начала века
значительно превосходили нынешних
разрядников, которые поднимают больше, чем
победители первых Олимпиад. Четвертое:
у многих атлетов в процессе тренировок вес
мышц почти не меняется, а результат
возрастает на 30—50% и более. Так что же —
сила и спортивный результат не связаны
с гипертрофией мышц? Конечно, связаны.
Но надо иметь в виду, что гипертрофия
гипертрофии рознь.
Сам по себе рост мышцы ничего не говорит
о физиологических механизмах, за ним
стоящих. Между тем далеко не при любом
увеличении мышечного объема сила растет.
Простейший и нагляднейший пример —
накопление жира в мышечных клетках.
83
время тренировки, мес.
В начале века в гиревых и гимнастических клубах
рождались многочисленные системы развития силы.
Наиболее популярной среди них была система,
которую разработал знаменитый атлет начала века
Ф. Мюллер (выступавший под псевдонимом Е. Сандов):
многократно повторяемые динамические упражнения
с небольшими весами. Такая методика позволяла
«накачивать» большие, красивые мышцы, создавать
эффектную мускулистую фигуру, недаром элементы
этой системы и ныне на вооружении культуристов.
Однако для тяжелоатлетов система Мюллера оказалась
непригодной. Динамическая работа при небольшом
внешнем сопротивлении улучшает кровоснабжение,
усиливает обменные процессы, увеличивает массу
протоплазмы в мышце. — мышца как бы разбухает.
Но того, что увеличивает силу — роста числа
миофибрилл,— небольшие усилия не дают.
Не меньшей популярностью пользовались
изометрические упражнения — антипод мюллеровской
гимнастики. Суть их в том, что человек развивает
максимальные усилия, воздействуя на неподвижные
предметы, например стены или закрепленные
перекладины. При этом образуются новые
мио фибриллы, сила возрастает. Но нервно-мышечная
регуляция совсем не та, что в динамических
упражнениях со штангой. Недаром американские
штангисты и их известный руководитель Р. Гоффман
после многих поражений от наших атлетов
отказались от изометрической системы. А цирковым
атлетам, которые отдают предпочтение
статическим трюкам, она безусловно полезна. А. Засс
(Самсон), который развивал силу по
изометрической системе, удерживал на плечах
(на стальной балке) 25—30 человек — добрые
полторы-две тонны.
Разновидность изометрических упражнений —
«волевая» гимнастика А. Анохина: согласованное
напряжение мышц-антагонистов без внешней
нагрузки. Для этого не нужен спортивный
инвентарь, тренироваться можно в любом месте,
даже незаметно для окружающих. Г. И. Котовский
поддерживал свою физическую форму в царской
тюрьме именно «волевой» гимнастикой.
Была своя система и у основоположника отечественной
тяжелой атлетики профессора В. Ф. Краевского.
В ней наряду с гиревыми упражнениями большое
место занимали борьба, бег, прыжки через скакалку,
гребля, езда на велосипеде, то есть упражнения,
которые и сегодня широко используются
в тренировке штангистов. Современные методы
развития силы — это динамические упражнения
с весами, близкими к предельным, и малым числом
повторений. Эти методы значительно эффективнее всех
модных систем прошлого, о чем красноречиво
свидетельствует график зависимости силы от времени
тренировки.
1 — динамические упражнения с малыми весами
(8—10 повторений);
2 — изометрические упражнения;
3 — современные методы тяжелоатлетической
тренировки
Гипертрофия — это приспособительная
реакция мышечных клеток на физические
нагрузки. В процессе адаптации в мышечных
волокнах происходит перестройка:
увеличивается масса протоплазмы и количество
содержащихся в ней включений, растет число
миофибрилл, что приводит к увеличению
диаметра каждого мышечного волокна
и мышцы в целом. В мышцу прорастают
новые пучки питающих кровеносных
сосудов, разрастаются соединительные ткани,
связки, сухожилия. И все это еше больше
увеличивает рельефность и массу
мускулатуры.
Очень важно, что перечисленные
изменения совсем не обязательно протекают
вместе и одновременно. В ключаюшиеся
адаптационные . механизмы,
приспособительные перестройки зависят от характера
выполняемой работы и по-разному влияют на
работоспособность мышц. Умеренное
увеличение объема протоплазмы и включений,
в том числе питательных веществ,
положительно влияет на продолжительность работы
мышечных клеток, их способность
противостоять утомлению, то есть повышает
выносливость. Столь же полезен рост сосудистой
сети: улучшение кровоснабжения —
ускоренная доставка кислорода и питательных
вешеств, быстрое удаление шлаков. Что же
касается мышечной силы, то она зависит
от увеличения числа миофибрилл —
сократительных элементов мышечных волокон.
Все эти механизмы гипертрофии,
безусловно, полезны. Но при определенных
соотношениях, до определенного предела.
Дело в том что мышечные клетки (в том
числе и миофибриллы) получают
питательные вещества и кислород, освобождаются
от шлаков и ядовитых веществ через
мембранные поверхности клеток. При рабочей
гипертрофии эта поверхность
увеличивается пропорционально квадрату радиуса клетки,
в то время как объем — пропорционально
кубу. Стало быть, условия для
внутриклеточного обмена становятся все менее и
менее благоприятными. Поэтому при
избыточной гипертрофии работоспособность и сила
мышц резко падает.
Люди с незапамятных времен поднимают
тяжести и «накачивают» мышцы, чтобы
стать сильными, а представления о том,
что не всякие упражнения и даже не всякое
увеличение мышц обязательно прибавляет
силу, появились сравнительно недавно.
Установив, что не всякие упражнения дают
желаемый результат, нетрудно было сделать
следующий вывод: существуют
оптимальные режимы работы, при которых прирост
силы наибольший. Пока эти режимы искали
эмпирически, мировые рекорды росли
черепашьими темпами. И только в последние
десятилетия, опираясь на новейшие
достижения биохимии, физиологии, медицины,
тяжелая атлетика начала открывать
кладовые силы, заключенные в организме
человека.
84
...Возьми что-нибудь тяжелое — гирю,
штангу, на худой конец, камень побольше —
и таскай эту тяжесть до седьмого пота, до
изнеможения. И станешь сильным. Многие
именно так и думают и делают именно так.
Через несколько дней они настолько устают,
что не могут уже осилить начальный вес.
Хорошо, если дело обходится без травм.
У кого послабей характер, тот бросает.
А самые упорные продолжают «тренировки».
Сила у них растет, но настолько медленно,
что, право, жаль затраченного времени.
А как развивать силу правильно, по науке?
Тренироваться с предельными весами или
с небольшими? Стараться делать много
повторений или ограничиваться несколькими
подходами к весу? Трудиться до
изнеможения или до легкой усталости, раз в неделю
или два раза в день? Увеличивать нагрузки
постепенно или сразу идти на максимум?
И еше тысячи вопросов... На них пытались
ответить, силачи всех времен делились своим
опытом, создавали свои «системы», хотя
верная система развития силы уже была
открыта. Сделали это древние греки.
По своей сути система эллинов наиболее
близка самым последним открытиям в
науке о силе человека. Она проста, как все
гениальное: юноша несколько раз в день
поднимал новорожденного бычка. Бычок рос,
прибавлял в весе, юноша — в силе. Налицо
современнейший принцип постепенности.
Благодаря правильно (хотя и интуитивно)
выбранным весам и количеству повторений
гипертрофия мышц была гармоничной,
максимальное число двигательных единиц
включалось в режим тетануса.
Сегодня, разумеется, атлеты бычков не
поднимают. Они поднимают штангу — по
современной, научно обоснованной
системе, впитавшей в себя все разумное, что нашли
за тысячелетия силачи прошлого, в том
числе и атлеты Древней Эллады. Большой
вклад в разработку методов развития силы
внесли наши специалисты — тренеры, врачи,
психологи, сами тяжелоатлеты. Причем
эта система не стоит на месте, а постоянно
совершенствуется, о чем свидетельствует
поток новых, поражающих воображение
мировых рекордов.
Основу тренировки квалифицированных
тяжелоатлетов составляют динамические
упражнения со штангой для различных групп
мышц. Дозируя нагрузки, тренеры задают
своим питомцам большие (до 90%
предельного для атлета результата в данном
упражнении), средние G0—80%) и малые
(до 70%) веса. Тяжелоатлетический термин
«малый вес» не должен обманывать —
нередко это больше сотни килограммов. Ведь
многие атлеты толкают с груди больше 200 кг
и приседают со штангой, которая весит
свыше 400 кг. Нетрудно вычислить, что
такое 70% от такого веса. По современной
методике каждое упражнение выполняется
всего два-три раза.
Что происходит при таких тренировках
с точки зрения гипертрофии мышц и
прироста силы? Большое напряжение
мышечных волокон стимулирует увеличение
числа миофибрилл, а ограниченное число
повторов предохраняет мышечные клетки и
нервную систему от истощения. Поскольку
штангисты не поднимают, как делали прежде
и как делают ныне культуристы, легкую
штангу C0—40% предельного веса) по 10—
15 раз, мышцам не угрожает избыточная
гипертрофия.
Огромная нагрузка вызывает мощную
нервную импульсацию. В результате в работу
одновременно включается максимальное число
двигательных единиц, и они, двигательные
единицы, развивают силу, близкую к
максимальной. В то же время такая тренировка
увеличивает частоту нервных импульсов —
все больше двигательных единиц работают
в режиме гладкого тетануса. И вот что еше
важно. Ритмы нервных импульсов,
посылаемых к мышцам, синхронизируются —
значительная доля двигательных единиц
находится в состоянии гладкого тетануса
одновременно. Именно этот механизм позволяет
атлетам черпать силу из неприкосновенного
запаса, который организм держит в глубоком
резерве и может отдавать в состоянии
аффекта.
Естественно, что мобилизовать все эти
механизмы с помощью культуристской
тренировки (легкая штанга, много повторов)
нельзя. Для такой работы одновременного
включения максимального числа
двигательных единиц не требуется. Одни
двигательные единицы работают, другие остаются в
резерве. Иными словами, так можно
вырабатывать силовую выносливость, но не
максимальную силу.
Один из важнейших секретов бурного роста
тяжелоатлетических результатов — это
совершенствование техники рывка и толчка.
Правильное приложение и распределение
усилий* во времени и пространстве позволяет
резко увеличить коэффициент полезного
действия мышц, наиболее полно раскрыть
силовые возможности атлета, проявить
наибольшую силу. Для этого, выражаясь языком
военной науки, необходимо создать
превосходство на решающих направлениях. Вот
что это значит.
Одно мышечное волокно при сокращении .
развивает силу 100—200 мг, а всего у
человека от 15 до 30 млн. таких волокон.
Исходя из этого, прикинем, какую силу
могут развить мышцы обычного человека, если
напрягутся одновременно и будут тянуть
в одну сторону. Результат получается
невероятный, поистине фантастический — 25—
30 тонн! Да, это так, а мышцы спортсменов
могут развивать еще большую силу. Тогда
почему же, вправе поинтересоваться
любознательный читатель, не то что тонну, но
даже каких-то 200—300 кг не может поднять
обычный человек?
85
A
Рациональная тяжелоатлетическая техника —
это умение сосредоточить силу на решающем
направлении. Из диаграммы видно, что в фазе
подрыва штанги у атлета самые большие силовые
возможности. Значит, именно в "этот момент и
нужно развивать максимальное усилие, чтобы
придать штанге как можно большее ускорение. Это
позволит запершить упражнение* используя
инерцию снаряда.
Чтобы не затрачивать лишних усилий, штангу
необходимо поднимать по самой выгодной траектории,
с минимальным ^рысканием»
8 10 см
3 4 см
8 10 см
\
В каком случае человек способен
развить силу 25—30 тонн? Если все волокна
сократятся одновременно и будут «тянуть»
строго в тэдну сторону. Но в жизни такого
не может быть: во-первых, как мы уже знаем,
все волокна никогда одновременно не
сокращаются, а во-вторых, они «тянут» в самых
разных направлениях; кроме того, у каждой
мышцы есть мышца-антагонист, и без этого
свободные движения были бы невозможны.
Если же научить атлета таким рациональным
движениям (технике), при которых
максимальное число мышц работает в
необходимом, заданном направлении, да к тому же
включается в работу одновременно, то
атлет сможет проявить значительно большую
силу.
Еще один секрет — это регуляция мышечной
деятельности в стрессовых ситуациях, в
частности во время соревнований. Мы уже
говорили о случаях проявления исключительной
силы в состоянии аффекта, но ведь
соревнования — не чрезвычайные обстоятельства,
необычайный «взлет» силы нужно
планомерно готовить.
Особенности регуляции мышечной
деятельности при стрессах состоят в том, что
эмоциональные нагрузки вызывают
усиленный выброс в кровяное русло биологически
активных веществ — гормонов и
медиаторов, которые влияют на состояние нервной
и мышечной систем. При сильном
эмоциональном возбуждении уровень адреналина
в крови повышается в 4—6 раз, норадренали-
на — в 2—3 раза, значительно
увеличивается концентрация кортикостероидов, сома-
86
тотропного гормона, андрогенов, в
частности тестостерона. Адреналин воздействует
на ретикулярную формацию ствола мозга,
активируя, возбуждая центральную нервную
систему. В результате повышается
двигательная активность, работоспособность. Это
в определенной мере напоминает состояние
аффекта. Кортикостероиды также повышают
возбудимость мозга, положительно влияют
на передачу нервных импульсов через
синапсы, увеличивая проницаемость мембран
мышечных волокон. Андрогены (тестостерон)
улучшают сократительные функции мышц,
координацию движений. Ацетилхолин, как
мы знаем, ускоряет и усиливает передачу
импульсов к мышцам.
Совершенно очевидно, что выброс
гормонов и медиаторов при спортивных
стрессах необычайно расширяет возможности
человека, вскрывает резервы силы,
позволяет атлету «прыгнуть выше головы». Во
всяком случае, предпосылки таких
возможностей налицо. Но спортивная фортуна
распоряжается этими предпосылками по-разному.
Одни спортсмены на
эмоционально-гормональной волне показывают невиданные
рекорды, а другие не в состоянии показать
заурядный для себя, тренировочный
результат. Нередко и прославленные мастера на
крупнейших соревнованиях, вплоть до
Олимпиад, получают вместо лавров «баранки»,
нулевые оценки. Такое случалось и с Д. Ригер-
том, и с В. Шарием, и с В. Алексеевым.
Что ж, и в состоянии аффекта люди ведут
себя по-разному: иногда демонстрируют
просто феноменальную деятельность, а
иногда — полное бездействие, выглядят
кроликами, завороженными удавом.
' В чем же дело? До определенного
момента гормоны повышают работоспособность,
но если их выделяется слишком много, они
вызывают перевозбуждение нервной
системы и торможение — работоспособность
падает, иногда до нуля. Достаточно
вспомнить состояние пессимума — когда мышцы
в ответ на чрезвычайно сильную нервную
импульсацию, вызывающую избыток ацетил-
холина в синапсах, не сокращаются до
предела, а, наоборот, расслабляются. При этом
нарушается координация, появляются
значительные погрешности в технике.
Итак, стресс — оружие обоюдоострое.
Одна из особенностей современной системы
подготовки атлетов как раз и состоит в том,
чтобы подчинить его, сделать союзником.
А для этого надо пройти через горнило
десятков соревнований, для этого нужна
отточенная техника, психоэмоциональный
настрой на высокий результат и, видимо, самое
главное — высочайшая тренированность.
Иначе не взлететь на крыльях стресса,
«не прыгнуть выше головы».
Огромную роль в современной системе
подготовки силачей играет
медико-биологическое обеспечение. Это и ранняя
диагностика отклонений в функциональном состоянии
Подымая вес, мы используем руки как рычаги
второго рода. Сокращая дельтовидную мышцу плеча
на несколько сантиметров, человек перемещает
гантелю на добрых полтора метра. Огромный
выигрыш в расстоянии и такой же проигрыш в силе,
так что для совершения работы мышце
приходится развивать усилие в десятки раз большее,
чем весит груз.
Искусство обучения тяжелоатлетической технике
состоит в том, чтобы использовать особенности
телосложения атлета, исходя из механики рычагов.
Для этого тренеры и специалисты в области
биомеханики проводят тщательный кинематический
анализ движений каждого спортсмена, выискивают
фазы упражнений, где можно выиграть в силе
(при укороченных рычагах) или в расстоянии
(при удлиненных рычагах). Анализ рычагов
позволяет правильно координировать работу
мышц-антагонистов, развивать в первую очередь
мышцы-разгибатели, ибо гипертрофированные
сгибатели нередко приносят только вред — лишний
вес, лишние энергозатраты.
Механика рычагов во многом определяет и внешний
облик тяжелой атлетики. Поскольку короткие
рычаги дают выигрыш в силе, атлеты
с короткими руками и ногами десятилетиями
получали своеобразную фору, особенно велико было
их преимущество в чисто силовом упражнении — жиме.
Но вот жим отменили, остались толчок и
рывок — упражнения темповые, требующие скорости.
А проигрыш в силе рычаги компенсируют
выигрышем в расстоянии, в скорости. Стала меняться
фигура тяжелоатлета. За несколько лет типичный
силач стал выше ростом, стройнее и моложе
87
Скорость — преимущество молодости. Если раньше
рекордсменами мира становились, как правило,
мужи в 28—30 лет, то теперь среди обладателей
рекордов есть и юноши. В 19 лет Юрий Захаревич
установил уже 26 мировых рекордов
спортсменов, и восстановление
работоспособности, и физиотерапевтические
процедуры, и фармакологические средства, и
психотерапевтические методы, и даже вопросы
питания, ибо богатырская диета во многом
отличается от рациона обычного человека.
Медико-биологическое обеспечение
силачей весьма серьезно влияет на их
результаты. Возьмем, например, разогревающий
массаж перед соревнованиями. Уменьшая
вязкость мышц, увеличивая их
эластичность, повышая их температуру до уровня,
когда проявляется наивысшая активность
ферментов, такой массаж может добавить
добрых 20% силы. Другой пример — сгонка
веса, которой вынуждены заниматься почти
все штангисты. При сгонке веса временно
нарушаются водно-солевой обмен и
электролитный баланс, что неизбежно приводит
к снижению работоспособности и силы.
Регулирование веса под руководством врача
позволяет атлетам долгие годы успешно
выступать в «своей» весовой категории.
Глубокое понимание биохимических,
физиологических, медицинских аспектов
феномена силы позволило без ущерба для
здоровья спортсменов резко увеличить
тренировочные нагрузки. Если 15 лет назад
тяжеловесы поднимали за год 1600—1700 тонн,
а 5 лет назад — 2000—2500 тонн, то теперь
годовая тренировочная нагрузка превышает
4000 тонн — 50—60 тонн за одну
тренировку. Соответственно возросла и рабочая
гипертрофия мышц, причем главным образом
благодаря значительному увеличению
сократительных элементов — миофибрилл.
Выдающийся атлет, олимпийский чемпион
и многократный рекордсмен мира, а ныне
доктор медицинских наук А. Н. Воробьев
приводит такие цифры: в 1968 г. мышечная
масса штангиста составляла около 45%
веса тела (v обычного здорового человека —
35—40%), а в 1980 г.— 55—57%.
Теперь, когда мы знакомы со многими
тайнами и секретами «железной игры», остается
ответить на главные вопросы: почему
развитие тяжелой атлетики так непохоже на
развитие других видов спорта, в чем
причины ее необыкновенной щедрости на
фантастические достижения, почему не скудеет,
а с каждым годом нарастает поток мировых
рекордов и есть ли вообще предел
человеческой силе?
У будущих спринтеров скоростные задатки
ярко проявляются в 14—15 лет, и
показанные в этом возрасте результаты удается
повысить на 10—15%. Дальше нельзя —
это предел человеческих возможностей.
Особая выносливость, необходимая для
стайерского бега, выявляется также в юности;
увеличить выносливость (и результат на
длинных дистанциях) можно на 30—40%.
И это тоже физиологический предел.
И за скоростью, и за выносливостью нет
физиологических механизмов, совершенствуя
которые можно существенно улучшить эти
качества, а следовательно, и спортивный
результат, где скорость и выносливость
решают все. А сила, как мы знаем, зиждется на
физиологических механизмах, на
морфологическом фундаменте, которые великолепно
удается развить, увеличивая силовые
возможности человека в четыре-пять раз.
Итак, в прыжках и беге, где
физиологический предел совсем рядом, кривые
достижений приближаются к потолку. Оттого
так редки рекорды. Кладовая силы сегодня
лишь приоткрылась, и сразу же мы стали
свидетелями фейерверка выдающихся
тяжелоатлетических достижений. И нет сомнений,
что это только начало.
88
Из писем
D редакцию
Когда
масса
не сохраняется
В заметке «Откуда девятки?»
(«Химия и жизнь», 1982, № 4,
с. 37) при обсуждении атомной
массы природного кислорода
весьма неосторожно приведено
следующее утверждение:
«...ввели единую углеродную
единицу — '/i2 массы атома 12С.
Двенадцатая часть массы атома,
а не ядра; потому углеродная
единица весит чуть больше, чем
один протон или нейтрон».
Указанное утверждение отнюдь не
объясняет, «откуда девятки»
(то есть не объясняет, почему
атомная масса природного
кислорода, состоящего из изотопов
с массовыми числами 16,17 и 18,
равна 15,9994), да к тому же
содержит два заведомо
ошибочных предположения.
Во-первых, не учитывается
различие масс протона и
нейтрона. Однако в данном случае
это различие сушественно,
поскольку масса нейтрона
превышает масс> протона более чем
на 2,5 массы электрона. Именно
поэтому возможен
самопроизвольный распад свободного
нейтрона на протон, электрон
и электронное антинейтрино.
Во-вторых, в указанном
утверждении используется закон
сохранения массы, то есть
предполагается, что если атом
каким-то образом «разобрать», то
сумма масс полученных
«деталей» — нейтронов, протонов и
электронов равна массе
первоначального атома. Конечно,
закон сохранения массы можно
использовать при
исследовании химических реакций,
когда взаимодействие атомов
определяется их внешними
электронными оболочками.
Однако он неприменим в случае
сильных взаимодействий,
происходящих в ядрах атомов.
Суммарная масса «деталей»
ядра, нуклонов, всегда заметно
больше массы самого ядра;
разность указанных величин
называют дефектом массы.
Явление дефекта массы
объясняется в рамках теории
относительности А. Эйнштейна.
Следуя этой теории, мы можем
сказать, что масса физической
системы М пропорциональна
ее полной энергии Е, более
точно: М = Е/с2, где с —
скорость света в вакууме. Энергия же
системы состоит из суммы
энергий ее составных частей плюс
энергии взаимодействия между
этими частями. Естественно,
больший вклад во
взаимодействие частей устойчивой системы
дает притяжение, энергия
такого взаимодействия
отрицательна, поэтому масса составных
частей системы больше массы
самой системы.
Таким образом, строго
говоря, масса любой устойчивой
системы меньше суммы масс ее
составных частей. Обычно это
различие масс ничтожно мало.
Однако для сильных
взаимодействий в ядрах атомов дефект
массы достигает почти одного
процента массы ядра. Так, для
ядра 12С удельный (на один
нуклон) дефект массы равен
7,68 МэВ, то есть 15
электронных масс. Поэтому, конечно,
единая углеродная единица
массы, равная 931,48 МэВ,
заметно меньше как массы
нейтрона (939,55 МэВ), так и массы
протона (938,26 МэВ). .
Теперь легко ответить на
вопрос, почему атомная масса
природного кислорода меньше
шестнадцати, то есть почему
двенадцатая часть массы атома
12С больше шестнадцатой части
массы атома 160. Дело просто
в том, что удельный дефект
массы легких ядер в среднем
растет с ростом их массового
числа. Именно эта
закономерность лежит в основе
термоядерной энергетики.
Инженер
В. КУЗЯ,
Москва
Рецепты
привожу
дословно
Будучи в течение многих лет
постоянным читателем вашего
журнала, я с удовольствием
знакомлюсь с практическими
советами, которые регулярно в
нем публикуются. Недавно мне
в руки попала «Практическая
энциклопедия» (под обшей
редакцией В. В. Битнера,
издательство «Вестник знания»),
вышедшая еще до революции.
В ней я нашел много, на мой
взгляд, интересных советов.
Возможно, они заинтересуют и
других читателей «Химии и
жизни». Рецепты привожу дословно.
ПРИПОЙ
ДЛЯ СТЕКЛА
Берут сплав 95 частей по весу
олова и 5 частей цинка
(плавится при 200°) или же
сплавляют 90 частей по весу олова
и 10 частей алюминия
(плавится при 390°). Паяют стекло
паяльником или нагревают его
и намазывают на горячее стекло
сплавом.
НЕПРОЗРАЧНОЕ
СТЕКЛО
Стекло покрывают с одной
стороны растворимым стеклом, к
которому прибавлены следы
мела. При тш а те льном
выполнении такое покрытие является
едва заметным, но стекло с
покрытой стороны прозрачно, а с
непокрытой — непрозрачно.
ТОЧИЛО
ИЗ АЛЮМИНИЯ
Алюминий быстро вступает в
соединение с другими
металлами. При употреблении его в
качестве точила ножи и
инструменты приобретают тончайшую
остроту, какой нельзя
достигнуть ни на каком другом точиле.
Ю. 3. ТИМАШЕВ,
гор. Георгиевен
Ставропольского края
89
Невероятно! Неужели не слышали? Быть такого не может. Я думал! все знают. Ну, если вы
настаиваете, я, конечно, расскажу. Мне самому эта история очень по душе, да только
слушатели не всегда находятся. Представляете, мне даже посоветовали держать язык за
зубами, потому что, говорят, мой рассказ не совпадает с легендами, которые слагают о моем
отце. И все-таки правда дороже, не говоря уже о нравственности, верно? Иной раз тратишь
время вроде бы на то, чтобы удовлетворить собственное любопытство, и вдруг совершенно
неожиданно, безо всякого на то усилия, обнаруживаешь себя благодетелем человечества...
Мой отец был физиком-теоретиком, и, сколько я его помню, он вечно занимался
проблемой путешествий во времени. Не думаю, чтобы он когда-нибудь задавался вопросом, что
значат эти хронопутешествия для простого смертного. На мой взгляд, его просто интересовали
математические связи, управляющие Вселенной.
Проголодались? Ну и прекрасно. Ждать придется не более получаса. Для такого гостя, как
вы, все будет приготовлено наилучшим образом, это дело чести.
Отец был беден, что, собственно, немудрено для университетского профессора. Разбогател
он случайно. В последние годы своей жизни он был так баснословно богат, что, можете не
сомневаться, хватит и мне, и моим детям, и внукам, всем хватит.
В честь отца поставили несколько памятников. Самый старый — на холме, там, где было
сделано открытие. Кстати, из окна он аиден. Разобрали надпись? Вы не совсем удачно
встали. Впрочем, неважно.
Так вот, когда отец занялся путешествиями во времени, почти все ученые эту затею
отвергли как совершенно безнадежную. А началось все с того всплеска, когда впервые стали
устанавливать хроноворонки.
Там вообще-то не на что смотреть, воронки эти совершенно вне логики и контроля. То, что
вы увидите, искажено и зыбко: фута два в поперечнике и исчезает обычно в мгновенье
ока. Настраиваться на прошлое, по моему разумению,— это вроде того, как следить за
пушинкой в самый разгар урагана.
Некоторые пытались выудить что-нибудь из прошлого, проталкивая в воронку этакую
железную кошку. Иногда, при особом упорстве, это получалось, но на секунды, не больше
того. А чаще ничего не выходило. Из прошлого ничего не удавалось вытащить, до тех самых
пор... Я еще скажу об этом.
И вот после пятидесяти лет бесплодных поисков физики потеряли всякий интерес к
проблеме. Дело, казалось, зашло в тупик. Оглядываясь назад, я, честно говоря, не могу их
винить, хотя кое-кто оспаривал даже самый факт проникновения воронок в прошлое.
Это при том, что сквозь воронки случалось видеть и таких животных, которые давно
вымерли.
Как бы то ни было, отец объявился тогда, когда про хронопутешествия успели забыть.
Он убедил правительство выдать ему заем на постройку воронки и начал все сызнова.
Я ему помогал. Был я тогда свежеиспеченным доктором физики. Год спустя или что-то
около того наши совместные усилия обернулись серьезной неудачей. Отцу не хотели
возобновить кредит: в университете решили, что он, исследователь-одиночка, да к тому же в
совершенно безнадежной области, только подмачивает их репутацию, а промышленности и
вовсе было безразлично. Декан, который смыслил только в финансах, вначале намекал, что,
мол, неплохо бы переключиться на что-либо более обнадеживающее, а кончил тем, что
попросту вышвырнул его вон.
Конечно же, после смерти отца этот господин — он все еще здравствует и занимается
своими расчетами — выглядел довольно глупо, так как отец в своем завещании отвалил
факультету миллион долларов звонкой монетой, но заодно упомянул со злорадством, что из-
за недальновидности декана отказывает в недвижимом имуществе. Это было похоже на
посмертную месть. Но еще задолго до того...
Я не смею настаивать, но, пожалуй, лучше не есть больше соломки. Чтобы утолить острое
чувство голода, достаточно чистого бульона, только ешьте не торопясь.
И все же мы как-то выкрутились. Отец забрал из университета купленное в кредит
оборудование и установил его на этом самом месте.
Те годы были для нас очень нелегкими, и я упрашивал отца отступиться. Но он не
сдавался и каждый раз ухитрялся добыть где-то недостающую тысячу.
Жизнь текла своим чередом, и ничто не могло помешать его исследованиям. Умерла
мать; отец пережил это и вернулся к работе. Я женился, у меня родился сын, а потом и дочь;
я не мог уже, как прежде, заниматься только его делами. Он продолжал без меня. Кзк-то он
сломал ногу, но даже в гипсе продолжал работать.
Да, я воздаю ему должное. Конечно, я помогал ему — вел переговоры с Вашингтоном,
консультировался. Но душой предприятия был он.
Несмотря на все наши усилия, мы топтались на месте. Милостыню, которую мы
насобирали, с таким же успехом можно было взять да и спустить в воронку — понятно, при условии,
что она туда проскочит. Нам так и не удавалось пропихнуть туда кошку. Только один-
единственный раз мы были близки к этому — протолкнули ее на два фута по ту сторону. И
вдруг фокус изменился, видимость появилась ненадолго, и где-то там, в мезозое, мы
разглядели самодельную железяку, ржавеющую на берегу реки.
Но в один день, поистине знаменательный, видимость продержалась десять долгих
минут — поверьте, это шанс из миллиона. Боже мой! Мы ужасно волновались, в спешке
устанавливая камеры. По ту сторону воронки появлялись, двигались и исчезали странные,
загадочные твари. А в довершение всего воронка оказалась настолько проницаемой, что,
клянусь, между нами и прошлым не было уже ничего, кроме воздуха. Наверное, это было
следствием долгой настройки, но мы тогда не могли этого доказать.
Как и следовало.ожидать, в самый нужный момент кошки под руками не оказалось. Но
проницаемость воронки, видимо, была уже вполне достаточной — что-то стремительно
пролетело сквозь нее, двигаясь из прошлого в настоящее. Я рванулся инстинктивно и
схватил это нечто.
В тот же момент видимость исчезла, но это нас уже не беспокоило. Мы с некоторой
опаской уставились на то, что я держал в руках. Это был плотный ком ила, гладко срезанный в
местах удара о края воронки, и на нем несколько яиц, похожих на утиные.
— Яйца динозавра!— закричал я.— Разве не так?
— Сразу не скажешь...— растерянно ответил отец.
— Пока из них кто-нибудь не вылупится,— выпалил я, плохо справляясь с внезапным
волнением. Я укладывал яйца так, будто они были драгоценными. Они еще хранили
тепло жаркого доисторического солнца.
— Если нам повезет,— сказал я,— мы станем обладателями тварей, которые жили сотни
миллионов лет назад. Это же единственный случай, когда что-то действительно добыто из
прошлого. Если объявить во всеуслышанье...
Я размечтался о рекламе и о возможных кредитах, представлял себе, какую мину
скорчит декан... Но отец рассудил иначе.
— Никому ни слова!— твердо сказал он.— Если это обнаружится, десятки
исследовательских групп выйдут на след и обставят меня. Объявляй как тебе вздумается, но только
после того, как я разгадаю этот фокус с воронками. А пока надо молчать. Да не смотри ты на
меня так, через год все будет в порядке!
Вся надежда была на яйца — они должны дать нам твердые доказательства. Я
положил их в термостат, задал температуру и приладил сигнальное устройство — на тот
случай, если будут хоть какие-нибудь признаки жизни.
Они вылупились через девятнадцать дней, в три часа ночи — четырнадцать
крошечных кенгуру с зеленоватыми чешуйками, когтистыми задними лапками, маленькими
пушистыми боками и тонкими, словно плеть, хвостиками.
Вначале я решил, что это тираннозавры, но они оказались слишком маленькими. Месяц
спустя стало ясно, что ростом они будут не больше собаки.
Отец казался разочарованным, но я не унывал и по-прежнему надеялся, что
когда-нибудь возьму свое на рекламе. Двое из них погибли в юном возрасте, но остальные
двенадцать выжили — пять самцов и семь самочек. Я кормил их рубленой морковью,
вареными яйцами и молоком и очень к ним привязался. Были они чудовищно тупы, но
ласковы. И поразительно красивы. Их чешуйки... Впрочем, надо ли описывать? Их фотографии
довольно популярны.
Должен признать, что понадобилось -немало времени, прежде чем фотографии оказали
должное впечатление на публику. Я не говорю о виде с натуры, так сказать. Что же
касается'отца, он был по-прежнему невозмутим. Прошел год, другой, третий, а от исследований все
не было толку. Единственный прорыв не повторялся, но отец не отступал.
Пять самок тем временем отложили яйца, и вскоре у нас было уже с полсотни детенышей.
Генри, разве еще не готово? Ну, хорошо.
Так вот, это случилось, когда у нас вышли последние доллары, а добыть новые было
невозможно. Куда только я не совался — всюду терпел неудачу. Правда, втайне я даже
радовался этому — в надежде, что отец наконец-то сдастся. Но с выражением
решительным и неумолимым он принимался за очередной эксперимент.
Честное слово, если бы не случайность, человечество лишилось бы одного из самых
замечательных открытий. Знаете, как это бывает — Ремзен проводит по губам испачканным
пальцем и открывает сахарин, Гудьир роняет смесь на плиту и раскрывает секрет
вулканизации...
У нас было так: в лабораторию случайно забрел маленький динозавр. Они к тому времени
так расплодились, что я не поспевал за ними углядеть.
Конечно, такое бывает не часто, может быть, раз в сто лет. Сами посудите: два контакта
случайно оказались открытыми, и как раз между ними протиснулся динозавр. Короткое
замыкание, яркая вспышка — и новенькая воронка, буквально на днях установленная,
исчезла в потоке искр.
В тот момент мы не поняли всей важности происшедшего. Мы знали только одно:
злосчастная тварь устроила замыкание и угробила установку ценой в двести тысяч долларов.
Мы были окончательно разорены, а взамен нам достался хорошо зажаренный динозавр.
Нас только слегка опалило, зато он, бедняга, получил полную порцию электроэнергии.
Мы сразу почувствовали это, такой аромат носился в воздухе. Я осторожно ткнул динозавра
щипцами. Обугленная кожа от прикосновения сместилась, обнажив белую, как у ципленка,
сочную плоть. Я не удержался и попробовал. Это было потрясающе вкусно, мне и сейчас
трудно передать словами то, что я тогда ощущал.
Даже не верится, но так оно и было: сидя у разбитого корыта, мы были на седьмом небе,
когда уплетали динозавра за обе щеки. И не могли остановиться, пока не обглодали
дочиста, хотя он не был даже приправлен. И только потом я сказал:
— Слушай, может будем разводить их для еды? Помногу и систематически!
Отец согласился, да и что ему оставалось делать: ведь мы были вконец разорены.
Вскоре я получил солидный заем — после того, как пригласил президента на обед и
угостил его обещанным динозавром. С тех пор это срабатывало безукоризненно. Каждый, кто
хоть раз попробовал то, что сейчас зовут динокурятиной, не мог уже довольствоваться
привычными блюдами. Невозможно и представить себе приличное меню без динокурятины —
если, конечно, вы не погибаете с голоду. А единственные поставщики этого чуда во все
рестораны — это мы...
Бедный отец! Никогда он не был счастлив, разве что в те незабываемые минуты, когда
впервые попробовал динокурятину. Он все колдовал над своими воронками, а вслед за
ним — добрый десяток исследовательских групп: как он предсказывал, так и случилось.
Но никакого толку, за исключением динозавров, из этого и до сих пор не вышло.
Благодарю вас, Пьер. Все сделано как нельзя лучше. А теперь, сэр,' с вашего разрешения я
ее разрежу. Нет, соли не нужно* только чуточку соуса. Ну, вот, наконец-то у вас на лице то
самое выражение — как у человека, впервые познавшего блаженство!
Перевела с английского Римма ВАЛИЕВА
92
Короткие заметки
Испытание
электричеством
Чтобы у читателя не возникали нежелательные
ассоциации, сразу скажем, что испытанию на
электропроводность подвергали грузинский чай,
точнее, заварку, из него приготовленную. И делали
это с весьма похвальной целью: придать
объективность испытаниям чая и разбивке его на сорта.
Конечно, существуют и биохимические
способы — можно, скажем, посмотреть, в каком
чае больше ароматобразующих веществ и прочих
ценных компонентов. Можно — да сложно. А
биофизические методы анализа (в том числе
путем измерения электропроводности) намного
проще. Тем более, что методика уже опробована,
в частности для определения сохранности арбуза
и качества чеснока.
Ленинградские специалисты занимались
некоторое время тем, что покупали в магазинах
Москвы и Ленинграда грузинский чай второго,
первого и высшего сортов, а также сорта экстра.
Для уменьшения разброса все образцы
заваривали только в кипяшей дистиллированной воде и
держали 10 минут в термостате при 90°С, а
затем охлаждали до комнатной температуры.
И мерили электропроводность, которая, как
ожидалось, должна быть тем выше, чем лучше напиток;
в хорошем чае больше растворимых,
формирующих вкус веществ.
Так оно, в общем, и оказалось: после
исследования нескольких десятков пачек каждого сорта
средняя оценка менялась в соответствии с
сортом — от 0,078 до 0,085 (Ом • м)—1 при переходе
от худшего чая к лучшему. И только между чаем
экстра и высшего сорта разницы практически не
было. Впрочем, и дегустаторы отмечают, что эти
сорта близки по вкусу, разве что экстра немного
тоньше; но это уже за пределами возможностей
метода...
И еще две подробности, о которых сообщает
журнал «Известия вузов. Пищевая технология»,
1983, № 1. Первая: между московским и
ленинградским чаем (разные условия хранения, разные
чаеразвесочные фабрики) разницы не обнаружено,
так же, как и для чая из Тбилиси и Уфы,
проверенным для контроля. Вторая подробность: лучшие
образцы первого сорта, случалось, давали
электрические показатели из диапазона сорта экстра.
Иными словами, дегустаторы тоже иногда
ошибаются...
Впрочем^ электрическая оценка хотя и
объективная, но косвенная. А главную оценку дадим
мы с вами, после того как разольем по чашкам
свежезаваренный грузинский чай.
О. ЛЕОНИДОВ
По щучьему велению...
Из всех сказочных изобретений самое остроумное,
пожалуй, самоходная печь. Куда как лучше
автомобиля: и тепло, и воздух свежий, и горшок с
горючими щами под боком. А владельцам
современного индивидуального транспорта волей-неволей
приходится время от времени прогуливаться по
морозцу: ведь в магазин или в столовую на
машине не заедешь. И совсем худо приходится
бедным пешеходам, которых в мороз может
защитить только одежда.
Совершенно очевидно, что чем сильнее мороз,
тем меньше охоты выходить на улицу без особой
нужды, а если уж деваться некуда,— на работу
да за продуктами ходить совершенно
необходимо,— то, собираясь на улицу, оденешься потеплей,
да и шаг ускоришь и поболтать с приятелем не
задержишься.
Но это по-простому. А если подойти к этому
же вопросу по-научному? Тогда проблема будет
называться «поведенческой терморегуляцией», и,
чтобы сделать те же самые выводы, придется
немало попотеть — ив буквальном/ и в
переносном смысле. Результаты именно такого
исследования и были недавно опубликованы на страницах
журнала «Физиология человека» A983, т. 9, № 3,
с. 488—491).
Автор работы регулярно подсчитывал число
прохожих, встречавшихся ему на стометровом
отрезке оживленной магистрали одного крупного
районного центра при разной температуре
воздуха, в разное время суток (в часы «пик», когда
все торопятся с работы в магазины и потом домой,
и в «нейтральное время», когда люди свободно
выбирают, сидеть ли дома или же пройтись куда-
нибудь прогуляться). При этом фиксировались
возраст прохржих, скорость их движения,
характер одежды, а у некоторых даже измеряли
температуру тела — не переохладились ли они? И вот
на основании примерно 200 тысяч подобных
наблюдений наше невежественное житейское
отношение к холодной погоде было строго научно
подтверждено: да, в сильный мороз люди без
особой на то нужды нос на улицу стараются не
высовывать...
Однако интересно, что при всех равных
условиях женщины склонны одеваться легче мужчин,
которые обычно одеваются теплее, чем нужно.
Ничего не поделаешь: чтобы быть красивой, надо
страдать. Наверное, именно поэтому уютную
самоходную печь изобрел Ем ел я, а не какая-нибудь
сказочная представительница прекрасной
половины человечества.
М. БАТАРЦЕВ
93
к ,>..,
Зашита для рогов
Рога, казалось бы, ни в какой защите не
нуждаются, они и сами могут служить грозным
оружием нападения. Но не всякие рога: неокосте-
невшие мягкие панты оленя-марала часто
становятся легкой добычей личинок особого насекомого,
которые вгрызаются в нежную ткань и приводят
к образованию глубоких кровоточаших ран, прев
решающихся в незаживающие язвы. В результате
резко уменьшается выход ценнейшего
лекарственного препарата пантокрина — соперника
знаменитого женьшеня; качество лекарства и срок
его хранения снижаются. Л иногда пантокрин,
добываемый из больных пантов, становится даже
токсичным.
Естественно, с этим бедствием всячески
боролись. Например, личинок пытались уничтожать,
опрыскивая панты 1 %-ным раствором хлорофоса.
Однако этот метод оказался не только
малоэффективным (обработку приходилось повторять каждые
4—5 дней), но и небезвредным, поскольку
инсектицид мог в принципе попадать и в лекарство, и
загрязнять почву в местах, где производилась
обработка.
Решение проблемы было найдено Н. К. Мелуа,
аспиранткой кафедры зоологии Московской
сельскохозяйственной академии имени К. А.
Тимирязева, работавшей под руководством профессора
Б. А. Кузнецова. Для зашиты пантов от
вредоносных насекомых была создана композиция,
состоящая из полимерного клея БФ -6, инсектицида,
репеллента и антисептика. В аэрозольном
исполнении эта композиция получила название «Панто-
золь».
В качестве пленкообразующего компонента
«Пантозоля» использован клей БФ-6, основа
которого, поливинилбутираль, представляет собой
высокоэластичный полимер, растягивающийся, но
не разрушающийся при росте пантов. Репеллент
отпугивает насекомых, а если это средство
защиты почему-либо не сработает, то в действие
вступает инсектицид, уничтожающий личинок,
вылупившихся из яиц. И если, наконец, личинка успеет
перед своей гибелью нанести пантам ранение,
то антисептик предупредит нагноение. В
результате защитная пленка толщиной всего в тысячные
доли миллиметра надежно оберегает панты марала
на протяжении двух недель.
В. ВОЙТОВИЧ
94
Пишут, что.
Нос к полюсу
... за 57 дней божья коровка
съедает в среднем 6624 тли
(«Archiv fur Phytopathologie
und Pflanzenschutz», 1982,
т. 18, № 2, с. 89)...
... некоторые гели сжимаются
под действием
электрического тока («Science Digest»,
1983, т. 91, № 3, с. 90)...
... сухопутные змеи ползают
четырьмя различными
способами («Биофизика», 1983,
т. 28, вып. 2, с. 330)...
... пластмассовые ульи с
термоизоляцией из полиэтилена
позволяют пчелам
расходовать меньше энергии на
поддержание, комфортной
температуры в своем жилише и
расходовать на это меньше
меда («The Financial Times»,
1983, № 29027, с. 21)...
в твердом электролите
RbAg4I5 может возникать ЭДС,
вызванная движением ионов
Ag~*~ под действием силы
тяжести («Письма в ЖЭТФ»,
1983, т. 37, вып. 6, с. 275)...
Способность некоторых животных, прежде всего
почтовых голубей, ориентироваться на местности,
безошибочно находя путь к своему дому на
расстояниях в сотни километров, давно вызывает
удивление и привлекает внимание исследователей.
Для объяснения этого бесспорного феномена
выдвигалось множество гипотез; из них лучше всего
объясняла факты электромагнитная гипотеза,
согласно которой у голубей есть какой-то особый
орган, воспринимаюший магнитное поле Земли и
позволяюший им, как по компасу, следовать к
цели.
Эта гипотеза, однако, вызывала и серьезные
сомнения. Во-первых, никакого особого органа
у голубей не удавалось найти, а магнитное поле
Земли слишком слабо для . того, чтобы как-то
влиять на жизнедеятельность птичьего организма.
А если у навигационной системы нет достаточно
чувствительного датчика, то о какой навигации
вообще можно говорить?
Но вот недавно было обнаружено, что в клетках
некоторых живых организмов (в том числе и
тканях голубей) содержатся микроскопические
частички магнетита, способные ориентироваться в
магнитном поле Земли подобно стрелке компаса.
Расчеты показали, что такой датчик
действительно может давать сигналы, способные отчетливо
распознаваться клетками и преобразовываться в
нервные импульсы, направляющие полет голубя.
И, естественно, частички магнетита стали искать
во всех клетках, доступных экспериментальному
исследованию.
И вот последнее сообшение: частички
магнетита были обнаружены... в тканях человеческого
носа («New Scientist», 1983, т. 97, № 1342, с. 228).
Авторы, сделавшие это открытие, допускают, что
магнетит мог попасть в человеческий организм
и случайно. Но всего милее им мысль, что у
каждого человека есть свой собственный компас,
указывающий направление к полюсу.
Только не все люди умеют им пользоваться...
В. ДОБРЯКОВ
... средний палец человеческой
руки работает быстрее, но
хуже других X «Физиолог и я
человека», 1983, т. 9, № 3,
с. 374)...
... роя подземные ходы,
некоторые муравьи используют
вынутую землю для засыпки
хоДов в соседних гнездах
муравьев других видов («Phy-
tophylactica», 1982, т. 14,
№ 1, с. 3);..
V
€%
А. С. НИКОЛАЕВУ, Кировская обл.: Технический 25%-ный раствор
аммиака из хозяйственного магазина для аналитических целей
совершенно непригоден, ошибка будет заведомо велика.
Н. С. УЛЬЯНОВУ, Оренбургская обл.: Объем, разумеется, измерить
проще, чем массу, так что примите к сведению: в одном миллилитре
концентрированной серной кислоты 1JS4 г, уксусной кислоты —
1,05 г, нашатырного спирта — 0,88 г.
И. ТРОХИ НУ, Москва: В № II журнала «Советское фото» за
1975 г. была заметка о том, что делать, если цветной обращаемый
материал обработан по ошибке как черно-белый негативный —
точь-в-точь ваш случай.
Л. П. ВАСИЛЕВИЧУ, Днепродзержинск: Изделие из смешанной
пряжи можно попытаться окрасить в несколько приемов
различными красителями, хотя и не исключено, что окраска поэтому
будет слегка различаться.
С. Д. БУКРЕЕВУ, Харьков: Врачи-гигиенисты не советуют
оклеивать стены на кухне клеенкой, и если возникли сложности с
кафельной плиткой, то лучше всего взять старый и надежный мате-
риал — масляную краску.
A. КАЛУГИНОЙ, Ворошиловградская обл.: И укроп, и петрушка не
просто приемлемы, но даже хороши в сушеном виде — аромат
сохраняется, микроэлементы тоже, а что касается витамина С, ко-
торный и впрямь теряется ощутимо, так есть другие его
поставщики.
Г. НЕФЕДОВУ, Мурманск: В напитке «Балтика» 35% цикория^
столько же ячменя, 20% сои и 10% какаовеллы (оболочки плодов
какао), поэтому питательность напитка, особенно в сочетании с
молоком, сомнений не вызывает,
Н. В. АНДРОСОВОЙ, Новосибирск: Све же надое иное молоко еще
несколько часов после дойки сохраняет естественные
бактерицидные свойства, и в это время, разумеется, молочнокислым бактериям
трудно его сквасить.
Т. А. М-вой, Татарская АССР: Действительно, голубая норка не
вполне голубого цвета, однако словесной неточности здесь все же
нет — слово «голубой» применительно к масти животных издавна
означало светло-серый, пепельный.
B. НА ДИЕН КО, Краматорск: Когда к водному раствору
хозяйственного мыла добавляют, проявляя осторожность, соляную или
серную кислоту, то выделяется твердое вещество, состоящее в
значительной степени из стеариновой кислоты (стеарина).
C. КЛИМАНСКОМУ, Рига: В том, что фенидон — это 1-фенилпи-
разолидон-3, вы совершенно правы, а в «Переписке» из второго
номера, к сожалению, опечатка.
Н. КИРСАНОВУ, Москва: Вместо жидкости «НИИСС-4», которую
ВАЗ рекомендует для очистки стекол на «Жигулях», безбоязненно
можно взять «Автоочиститель-1 стекол» или любое аналогичное
импортное средство.
М. Т-ну, Ярославская обл.: Есть только один абсолютно надежный
способ — выбросить все перепутавшиеся таблетки без этикеток и
купить новые.
Редакционная коллегия:
И. В. Петрянов-Соколов
(главный редактор)
П. Ф. Баденков,
В. Е. Жвирблис
(зав. отделом хим. наук),
М. Н. Колосов,
Л. А. Костандов,
В. А. Легасов,
В. В. Листов,
В. С. Любаров
(главный художник),
Л. И. Мазур,
В. И. Рабинович
(ответственный секретарь),
М. И. Рохлин
(зам. главного редактора),
Н. Н. Семенов,
А. С. Хохлов,
Н. М. Эмануэль,
Г. А. Ягодин
Редакция:
М. А. Гуревич,
Н. В. Ефремов,
Ю. И. Зварич,
М. Я. Иванова,
А. Д. Иорданский,
A. А. Лебединский
(художественный редактор),
О. М. Либкин,
Э. И. Михлин
(зав. производством),
B. Р. Полишук,
B. В. Станцо,
C. Ф. Старикович,
Т. А. Сулаева
(зав. редакцией),
М. Б. Черненко,
В. К. Черникова
Номер оформили
художники:
В. М. Адамова,
А. В. Астрин,
Г. Ш. БасыроЪ,
Р. Г. Бикмухаметова,
Е. С. Поливанов
Корректоры
Л. С. Зенович, Л. Н. Лешевв.
Сдано в набор 09.08.1983 г.
Т-10010.
Подписано в печать 1.09.1983 г.
Бумага 70x108 1/16. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 8,4.
Усл.-кр. отт. 7813 тыс.
Уч.-иза л. 12,2.
Бум. л. 3,0. Тираж 328 500 экз.
Цена 65 кол. Заказ 2106
АДРЕС РЕДАКЦИИ:
117333 Москва В-333,
Ленинский проспект, 61.
Телефоны для справок:
135-90-20, 135-52-29.
Ордена Трудового К расного Знаме ни
Чеховский полиграфический
комбинат ВО «Союэнолигрефпром»
Государственного комитета СССР
по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли
г. Чеков Московской обл.
©Издательство «Наука»,
«Химия и жизнь», 1983
Про хрен
Прочитавши заголовок, улыбнулись ли вы,
поморщились ли? И в самом деле, несерьезный
какой-то на сей раз попался овощ. Возьмем для
наглядности фразеологический словарь и выпишем
из него подряд все обороты с упомянутым словом:
на кой хрен, хрен в пятку (голову), хрен его
знает, хрен с ним, какого хрена, ни хрена. М-да...
Теперь смахнем с лица улыбку и сотрем
гримасу, чтобы твердо встать на защиту хотя
и второстепенного, но очень хорошего овоща
Armoracia rusticana, что значит «хрен
деревенский». Отложив словарь, заглянем лучше в
справочник по овощам. И прочитаем: «Брюква, репа,
редис, редька и особенно хрен представляют
собой значительные источники таких минеральных
веществ, как калий, кальций, железо, фосфор,
магний». А сколько в хрене аскорбиновой кислоты!
А фитонцидов, от которых болезнетворные
микробы гибнут в считанные минуты! И зря разве
кладут листья хрена во всевозможные соленья и
маринады? Вопрос риторический, ибо всяк знает,
что листья придают огурчикам и грибкам аромат
и особую хрусткость; но не все ведают о том,
что в листьях еще больше, чем в корнях, витамина С
и каротина, которые хрен охотно отдает. Отныне,
готовя рассол, будем сдабривать его хреном
почтительно.
Однако листья — это все же попутный
продукт, а главный — тот, что отражен в пословице
про хрен и редьку,— корень. Если б его можно
было есть словно морковку, то можете не
сомневаться: помимо витаминов мы получили бы
изрядную порцию растительных белков и Сахаров.
Но — не получите, потому что гликозиды, хрен им
в пятку (голову), распространяют такой дух,
что слезы наворачиваются. То есть сами
гликозиды еще ничего, но когда они расщепляются
ферментами, то образуется аллил-горчичное масло,
зловредность которого расписывать не требуется.
Уже по названию видно, что хрен и от горчицы
недалеко ушел. Случается, что его используют
вместо горчичников — с тем же эффектом.
Между прочим, не всякий хрен отчаянно
горек. Если он растет на песчаной почве, то вовсе
даже безвкусен — и мы справедливо отвергаем его:
если уж есть острую приправу, так чтоб дух
захватывало. Впрочем, на тя желой почве хрен,
напротив, вырастает слишком горьким. То же
произойдет с ним, если он одичает. Более того —
из овоща превратится в злостный сорняк. Ведь
он, в отличие от большинства овощей,
многолетник (хотя, заметьте, достойный вкус только
у юного хрена, не больше двух лет от роду).
С селекцией хрена дело обстоит неважно.
Только ботаники знают, что плод хрена — это
стручок с мелкими семенами, а так эти семена
никто в глаза не видел. Вот и приходится
улучшать местные сорта с помощью клоновой
селекции. Три сорта в нашей стране уже
районированы — и это немало, если знать, что недавно
не было ни одного. Самый внушительный назван
Атлантом — надо полагать, и за привязанность
к земле, и за крепость во всех смыслах.
Но если не семенами, то как размножать?
Да отрезками корней, боковыми побегами, на
которых есть спящие почки. Вот только не различить
на глаз, где у такого отрезка верх, а где низ.
Чтобы не напутать, договорились срезать нижнюю
часть косо, верхнюю — прямо. Сами понимаете,
если черенок посадить вниз головой, то... как бы это
сказать... хрен из него не вырастет.
#
Секрет
теплого свитера
Пока на дворе было тепло, мы пели
дифирамбы синтетике. Но вот наступила осень,
граждане надели еще чуть пахнущие
нафталином свитера, кофты, пуловеры, жилеты и
джемперы — и «Химия и жизнь» начинает нахваливать
натуральную шерсть. Нас могут упрекнуть в
непоследовательности. Пусть. Все-таки шерсть — это
шерсть.
Судите сами. По сравнению с другими
текстильными материалами шерсть самый плохой
проводник тепла: у нее коэффициент
теплопроводности около 0,03 ккал/м • ч • °С, а у
шелка — 0,04, а у хлопка — 0,05, а у асбеста (из
которого делают огнезащитную одежду) — 0,13. Из
всех волокон — натуральных, искусственных,
синтетических, — которые человек использует для
изготовления одежды, у нее самая высокая
гигроскопичность: 15—17% (при 65%-ной влажности и
температуре 24°С), а ухлопка — 8—12%, а у
найлона — 3,8%, а у лавсана — всего 0,5%.
Шерстяное волокно электризуется меньше всех: при
трении о синтетический каучук оно накапливает
электростатическое напряжение 50 В, а хлопок —
550 В, а найлон — 850 В. Впрочем, довольно
цифр. Шерсть есть шерсть.
Не перерывая справочников, можно
уверенно утверждать: нет ничего на зиму лучше чисто
шерстяной одежды. Потому-то, наверное, едва ли
не самое распространенное и неподвластное
времени хобби — вязание. А вот какой свитер, какая
кофта теплее — об этом спорят. Потому что
теплоизоляционных свойств разных свитеров и
кофт (по фасону, способу вязки и т. д. и т. п.) не
отыщешь ни в одном справочнике, ни в одной
таблице. Дело в том, что эти свойства зависят
не только от коэффициента теплопроводности
шерсти, но и от количества воздуха между
волокнами, поскольку воздух еще хуже шерсти проводит
тепло, но и от толщины нитей, но и от
плотности вязки.
И вот еще о чем спорят: какая шерсть
теплее — овечья или козья, яка или ламы, оленья
или кроличий пух, верблюжья или собачья. Есть
о чем поспорить, потому что у шерсти разных*
животных разная толщина и длина, степень
извитости и количество чешуек на волокнах.
Скажем, по последнему показателю далеко впереди
собачья шерсть: до 250 чешуек на кв. мм. А
надежных данных по сравнительной теплопроводности,
по-видимому, все-таки нет, по крайней мере
отыскать нам их не удалось.
Впрочем, можно понять тех, кто
вычесывает шерсть своего верблюда, своей козы или
своей собаки, прядет из этой шерсти нити, вяжет
из них свитера и утверждает, что они-то и есть
самые теплые. В наши дни, говорят специалисты,
на фабриках в шерсть всегда добавляют хоть
немного синтетики. В домашнюю — нет. А шерсть
есть шерсть.
Издательство «Наука»
«Химия и жизнь», 1983 г., № 10
1—96 стр.
Индекс 71050
Цена 65 коп.