rSSN 0032—874.X

природа
Ежемесячный	Основан в 1912 году
популярный
естественнонаучный
журнал
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
Главный редактор
академик
Н. Г. БАСОВ
Доктор физико-математических наук
Е. В. АРТЮШКОВ
Доктор биологических наук
А. Г. БАННИКОВ
Академик
Д. К. БЕЛЯЕВ
Академик
А. И. БЕРГ
Академик
Ю. В. БРОМЛЕЙ
Доктор биологических наук
A.	Л. БЫЗОВ
Заместитель главного редактора
член-корреспондент АН СССР
B.	М. ГАЛИЦКИЙ
Заместитель главного редактора
B.	А. ГОНЧАРОВ
Член-корреспондент АН СССР
Б. Н. ДЕЛОНЕ
Доктор физико-математических наук
C.	П. КАПИЦА
Академик
Б. М. КЕДРОВ
Доктор физико-математических наук
И. Ю. КОБЗАРЕВ
Член-корреспондент АН СССР
Н. К. КОЧЕТКОВ
Член-корреспондент АН СССР
В. Л. КРЕТОВИЧ
Академик
К. К. МАРКОВ
Доктор философских наук
Н. Ф. ОВЧИННИКОВ
Заместитель главного редактора
В.	М. ПОЛЫНИН
Заместитель главного редактора
член-корреспондент АН СССР
Ю. М. ПУЩАРОВСКИЙ
Заместитель главного редактора
доктор биологических наук
А.	К. СКВОРЦОВ
Доктор геол ого-минералогичес ких наук
М. А. ФАВОРСКАЯ
Заместитель главного редактора
кандидат технических наук
A.	С. ФЕДОРОВ
Член-корреспондент АН СССР
B.	Е. ХАИН
Член-корреспондент АН СССР
Р. Б. ХЕСИН
Академик
Н. В. ЦИЦИН
Доктор географических наук
Л. А. ЧУБУКОВ
Академик
В.	А. ЭНГЕЛЬГАРДТ
Доктор биологических наук
А. В. ЯБЛОКОВ
— символ
межправительствен¬
ной программы ЮНЕСКО «Человек и
биосфера» (The Man and the Biosphere).
Этим символом обозначены материа¬
лы, которые журнал «Природа» публи¬
кует в рамках участия в деятельности
этой программы. Подробно о програм¬
ме см.: «Природа», 1979, № 1, с. 28.
На первой странице обложки. Сверх¬
проводящие кабели со стационарной
стабилизацией, используемые в круп¬
ных сверхпроводящих системах.
См. статью Н А. Черноплекова «Сверх¬
проводящие материалы в современ¬
ной технике».
Фото В. И. Ободзинского.
На третьей и четвертой страницах об¬
ложки. Плакаты художников Ц. М. Га-
чечиладзе (Тбилиси) и Ж. С. Крав¬
ченко (Киев). См. заметку Д. Н. Кавта-
радзе и О. О. Астаховой «Две выстав¬
ки плакатов по охране природы».
Редакция рукописей не возвращает.
© Издательство «Наука»,
«Природа», 1979 г.

4 (764)
!\1эБ
Апрель 1979 года
В НОМЕРЕ
Бутенко Р. Г., Попов А. С. Банк клеток растений — возможности
и проблемы	2
Авдеев В. Л., Кац-Я. Г., Фельдман В. И. Следы метеоритов на
поверхности планет	12
Сытинский И. А., Солдатенков А. Т. Строение и лечебные эффек¬
ты гамма-аминомасляной кислоты	20
Верещагин Н. К., Николаев А-. И. Нерпа в Онежском озере	28
Черноплеков Н. А. Сверхпроводящие материалы в современной
технике	30
Рудник Г. Б., Кашинцев Г. Л. Земная кора под океаном	42
Петской П, Г. Неразгаданные фримартины	48
Петраш Г. Г., Казарян М. А. Оптические системы с усилителя¬
ми яркости
54
Безбородов М. А,, Островерхое А. С. Ранние этапы стеклоделия
в Восточной Европе	61
КРАСНАЯ
КНИГА
1\&Б
к!»
ЗАМЕТКИ,
НАБЛЮДЕНИЯ
НОВОСТИ НАУКИ
РЕЦЕНЗИИ
НОВЫЕ КНИГИ
В КОНЦЕ
НОМЕРА
НЕИЗВЕСТНОЕ О П. А. КРОПОТКИНЕ
Маркин В. А. П. А, Кропоткин — метеоролог
Хохлов Р. Ф. П. А. Кропоткин в Дмитрове
Винтер С. В. Японский жуоавль — жемчужина Азии
66
74
Алтынцев А. Т., Красо® В. И., Томозов В. М. Солнечные вспышки
и лабораторное моделирование	80
Кабо В. Р. Природа и первобытное общество: проблемы социаль¬
ной адаптации	84
Смондырее М. А. Экспериментальная проверка модели Вайн-
берга ■— Салама	93
96
Левин В. С. Трепанг-альбинос (101). Морозов Н. Н. Морские 101
ежи в бухте Витязь (101). Берзин А. А. Китообразные при¬
экваториальных вод (104).
19,105
Юдин Б. Г. Теоретизация науки: пути и трудности (120). Мали- 120
невский А. А. Влияние наследственности и среды на организм
(122).
124
Кавтарадэе Д. Н., Астахова О. О. Дее выставки плакатов по охра¬
не природы	127

2 Физиология растений	«Природа», 1979, № 4
Банк клеток растений — возможности и проблемы
Р. Г. Бутенко, А. С. Попов
Раиса Георгиевна Бутенко, член-корреспондент АН СССР, Заве¬
дующая лабораторией культур тканей и морфогенеза Института
физиологии растений АН СССР. Основатель отечественных иссле¬
дований по культивированию in vitro изолированных клеток
и тканей растений, в том числе клеток — продуцентов экономи¬
чески важных и лекарственных веществ. Занимается проблемами
роста и метаболизма культивируемых клеток, а также пробле¬
мами генетики соматических клеток растений, морфогенеза и
цитодифференцировки в культуре in vitro. Автор многочислен¬
ных трудов в этой области.
Александр Сергеевич Попов, кандидат биологических наук,
научный сотрудник лаборатории культур тканей и морфогенеза
того же института. Ученик известного цитолога Московского
университета Г. И. Роскина. Занимается вопросами криогенного
хранения растительных клеток.
Проблема сохранения генофонда
существующих сейчас видов растений вхо¬
дит в общую проблему охраны живой при¬
роды во всем ее многообразии. Сейчас в
целом по СССР или отдельным его райо¬
нам в той или иной мере нуждаются в
охране 4 тыс. видов растений, из которых
626 уже предложено для внесения в
Красную Книгу1. Из них 36 возможно уже
исчезли, так как за последние десятилетия
они не были обнаружены. Гораздо боль¬
шее число—124 вида — находятся под
непосредственной угрозой исчезновения.
Растения важны не только как источник
'Красная Книга СССР. Дикорастущие виды
флоры СССР, нуждающиеся в охране. Л.,
1975.
пищи, запасенной солнечной энергии и
сырья. Зеленые фотосинтезирующие рас¬
тения, в особенности леса — главные соз¬
датели нынешнего баланса кислорода в
атмосфере нашей планеты и единственные
первичные продуценты органического ве¬
щества на Земле. Но растени'я — еще и
важный экологический фактор, который
удовлетворяет не только материальные,
но и духовные потребности человека.
Сохранение разнообразия видов,
подвидов, рас и сортов культурных рас¬
тений и их ближайших диких сородичей
необходимо для широкой селекционной
работы по выведению новых сортов. Раз¬
витие генетической и. клеточной инжене¬
рии значительно расширяет круг возмож¬
ных партнеров в гибридизации, а также —

Банк клеток растений — возможности и проблемы
3
доноров и реципиентов генетического ма¬
териала в опытах по переносу генов из
одного генотипа в другой.
Для сохранения разнообразия рас¬
тительного мира существуют заповедники,
ботанические сады и постоянно возобнов¬
ляемые коллекции живых растений и се¬
мян (банки семян). К сожалению, заповед¬
ники, в которых поддерживаются типичные
биогеоценозы, не дают полной гарантии
сохранения всех видов растений, произ¬
растающих на их территории. В ботаниче¬
ских садах обычно сохраняются только
узкие группы растений или отдельные
представители. Дальнейшие возможности
открывает банк семян, однако следует
иметь в виду, что условия хранения и под¬
держания жизнеспособности семян многих
диких видов совершенно неизвестны. Кро¬
ме того, такой банк не решает проблемы
сохранения генофонда тех растений, у ко¬
торых При семенном размножении не всег¬
да воспроизводятся все особенности, кото¬
рые интересно сохранить; кроме того,
многие растения вообще размножаются
только вегетативно (черенками, отводка¬
ми и др.).
Фонд генов растений может быть со¬
хранен путем консервации в условиях глу¬
бокого холода их образовательных тканей,
находящихся в точках и зонах роста (ме¬
ристем), и культивируемых in vitro эмб-
риоидов (зародышевые структуры), поло¬
вых и соматических клеток.
Экспериментально * созданные не¬
обычные биологические системы,— куль¬
тивируемые клетки и ткани,— помимо ре¬
шения ряда теоретических вопросов поз¬
воляют использовать имеющийся биосин¬
тетический потенциал данного вида расте¬
ний, т. е. получать при размножении кле¬
точных масс ценные продукты (например,
алкалоиды мака и раувольфии, стероиды
диоскореи, тонизирующие и стимулирую¬
щие вещества корня женьшеня)2. Неко¬
торые из этих культур (женьшень), полу¬
ченные и изученные первоначально в Ин¬
ституте физиологии растений им. К. А. Ти¬
мирязева АН СССР, уже переданы на за¬
воды, где они заменили дефицитное или
импортное лекарственное сырье, запасы
которого- в природе практически уже ис¬
черпаны. Более того, применяя на кле¬
точном уровне мутагенез и селекцию,
можно количественно увеличить и качест¬
1	Бутенко Р. Г. и Шамина 3. Б.
Клетка in vitro—модель развития расте¬
ния.— «Природа», 1970, № 12, с. 18.
венно улучшить синтез необходимых че¬
ловеку продуктов. Для этой же цели мо¬
гут быть использованы гибридные клетки,
возникшие при слиянии соматических
клеток.
Непременную основу подобных ра¬
бот составляет непрерывное ведение са¬
мих культур, для чего кусочки ткани или
определенное число клеток периодически
переносят (пассируют) на свежую пита¬
тельную среду. Многие культуры стали
самостоятельными клеточными популяция¬
ми, и их генофонд, очень важный и цен¬
ный, создан в искусственных условиях.
Но за редким исключением при длитель¬
ном пассировании in vitro культуры не
остаются стабильными: в них появляются
изменения на генном, хромосомном и
клеточном уровнях. При этом клетки-про-
дуценты, мутанты и гибриды, созданные
руками исследователей, могут потерять
свои ценные свойства. Кроме того, для
поддержания культур приходится тратить
много труда и средств, которые можно
было бы применить более производитель¬
но. Следовательно, и для культивируемых
in vitro клеток растений с той же остро¬
той стоит проблема консервации и хране¬
ния их в условиях банка.
Таким образом, глобальная задача
сохранения генофонда растений перепле¬
тается с интересами исследователей кле¬
точных культур и практиков-биотехнологов
и может быть решена, если будут найде¬
ны методы хранения клеток в глубокоза-
мороженном состоянии. Лишь в таком со¬
стоянии обмен веществ полностью прекра¬
щается и отсутствуют значительные физи¬
ко-химические молекулярные изменения
во время хранения.
Возвращаясь от этих искусственных
систем к проблеме сохранения существую¬
щих видов, следует сказать, что наилуч¬
шим способом здесь будет не хранение
клеток, даже если мы во всех случаях
сможем получить из них целое растение,
а сохранение меристем, которые дают
возможность полностью восстановить и
размножить данный генотип. В случае
меристем методы регенерации растений
уже разработаны для 60 видов и широко
используются в практике для массового
размножения и оздоровления посадочно¬
го материала ряда декоративных расте¬
ний. Освобождение этого материала от
вирусов и других патогенов, невозможное
при обычном размножении черенковани¬
ем, дает большой экономический эффект.
Забегая вперед, следует отметить, что при
глубоком замораживании растительного
Г

4
Р. Г. Бутенко, А. С. Попов
материала сохраняются преимущественно
меристемные клетки, свободные от пато¬
генов. Тем самым в таком банке можно
не только сохранить, но, по-видимому,
и оздоровить закладываемый в него ма¬
териал.
Другим специальным видом культу¬
ры тканей растений, дающим возможность
в основном сохранить исходный генотип,
является культура эмбриоидов, получен¬
ных из соматических клеток, или пыльце¬
вых зерен при высеве in vitro пыльников.
Андрогенетические (андрогенез — эмб¬
риональное развитие из мужской половой
клетки без слияния ее с женской) пыль¬
цевые эмбриоиды позволяют получить
гаплоидные растения (имеющие только
один — вместо нормальных двух, мате¬
ринского и отцовского,— набор хромо¬
сом), что в ряде случаев значительно об¬
легчает последующее выведение новых
сортов. Для сохранения генофонда наибо¬
лее существенно, что меристемы и куль¬
туры эмбриоидов обладают увеличенной
способностью к регенерации полноценных
растений и что меристематические и эмб¬
риональные структуры состоят из мелких,
слабо вакуолизированных клеток. Такие
клетки лучше переносят замораживание,
хранение и оттаивание. Почему это про¬
исходит, станет ясно из последующего
изложения.
НЕМНОГО ИСТОРИИ
Практически методы хранения кле¬
ток растений в глубокозамороженном со¬
стоянии стали разрабатываться со значи¬
тельным опозданием, только в 60-х годах,
по сравнению с другими живыми объекта¬
ми. И это несмотря на то, что фундамен¬
тальное изучение морозостойкости расте¬
ний и их клеток было начато Н. А. Макси¬
мовым еще в 1908—1912 гг. Его ученик
И. И. Туманов впоследствии разработал
теорию закалки растений. На основе этой
теории удается имитировать естественный
процесс осеннего закаливания и путем по¬
степенного снижения температуры замо¬
раживать небольшие органы древесных и
травянистых растений до различных темпе¬
ратур и даже до температуры жидкого
азота (—196° С) и жидкого водорода
(—253° С). После постепенного оттаива¬
ния эти объекты сохраняют жизнеспособ¬
ность и из них можно получить целые рас¬
тения. К сожалению, эти успехи ограничи¬
вались только видами, которые произ¬
растают в умеренном климате и приобре¬
ли в ходе эволюции генетически закреп¬
ленную способность к закаливанию. Одна¬
ко основным аспектом этих исследований
было изучение повреждающего действия
мороза и процессов закаливания, а не дли¬
тельное сохранение растительного ма¬
териала.
Этот путь не привел к созданию хра¬
нилищ растительных клеток, хотя к 60-м
годам уже были созданы банки микробов
и многих клеток высших животных и чело¬
века, в работе с которыми были исполь¬
зованы иные подходы. Суть этих подходов
заключается в применении так называемо¬
го программного замораживания, т. е. по¬
степенного замораживания с точно регу¬
лируемой скоростью снижения темпера¬
туры с использованием специальных ве¬
ществ, ослабляющих повреждения клеток
при замораживании и оттаивании. Эти ве¬
щества, названные криопротекторами, до¬
бавляют к среде, окружающей клетки, пе¬
ред замораживанием. Скорость снижения
температуры поддерживается строго по¬
стоянной в пределах каждого этапа ох¬
лаждения. Развитие криобиологии началось
еще в 1900 г., как только К. Линде и
Дж. Дьюар получили в значительных ко¬
личествах жидкий воздух, азот и водород.
Сразу же оказалось возможным «оживить»
ряд бактериальных культур после выдер¬
живания в жидком воздухе. Причем бак¬
терии не только выживали в количествах,
достаточных для возобновления культур,
но и сохраняли все свои функции и свой¬
ства. Эти опыты помимо экономии труда
и средств обещали устранить дополнитель¬
ный риск, связанный с пассированием
возбудителей особо опасных инфекций.
Почти одновременно, в 1905 г. начал
свои опыты по глубокому охлаждению се¬
мян П. Беккерель. После оттаивания семе¬
на некоторых растений успешно про¬
растали.
В 1938 г. было проведено глубокое
замораживание сперматозоидов человека,
часть которых выжила. Но сохранять спер¬
мин ряда домашних животных (быков,
петухов) научились только 10—11 лет
спустя, когда в качестве криозащитного
средства был применен глицерин. Вскоре
на коммерческой основе были организо¬
ваны первые настоящие банки спермы
лучших быков-производителей. Однако до
сих пор проблема хранения спермиев
полностью не решена даже для домашних
и лабораторных животных, так как нет
универсального метода. Еще хуже обстоит
дело с яйцеклетками, которые намного
чувствительнее к данной процедуре, в
особенности неоплодотворенные. Эта про¬

Банк клеток растений — возможности и проблемы
5
блема очень важна как для ряда фунда¬
ментальных молекулярно-генетических,
цито- и эмбриологических исследований,
так и для предполагаемого сохранения
быстро исчезающих с лица Земли диких
животных3. Очевидно, половые клетки жи¬
вотных характеризуются значительными
видовыми различиями по их чувствитель¬
ности к замораживанию, хранению и от¬
таиванию. Методы их длительного хране¬
ния еще только создаются. Но имеются
данные об успешном глубоком заморажи¬
вании эмбрионов мышей самых ранних
стадий развития, причем после их оттаи¬
вания и введения подготовленным самкам
развитие продолжалось вплоть до рожде¬
ния нормальных детенышей.
Эти методы были усовершенствова¬
ны и успешно применены к культивируе¬
мым животным клеткам. В отличие от по¬
ловых клеток, эти, как и другие сомати¬
ческие клетки (опухолевые, лейкоциты и
др.), оказались сравнительно однородны¬
ми по своим реакциям на криовоздейст¬
вия и достаточно устойчивыми, если за¬
мораживание проводили в присутствии
криопротектора постепенно со скоростью
порядка 1° С/мин, хранили в жидком азоте
и быстро оттаивали. Такой способ с неко¬
торыми модификациями применим к де¬
лящимся соматическим клеткам почти
всех животных и позволил создать кол¬
лекции, хранящиеся при —196° С, самых
разных животных клеток.
Первые работы по* замораживанию
культивируемых in vitro тканей и клеток
растений были проведены в 60-х годах на
тканях плодовых деревьев4 и на клеточ¬
ных культурах льна5. В этих опытах огра¬
ничивались умеренно низкими температу¬
рами (до —50° С), так как не ставили за¬
дачи длительного хранения, но уже ис¬
пользовали криопротекторы, или закали¬
вание тканей. Это направление было про¬
должено рядом авторов, и в 1973 г. по¬
явилось сообщение о выживании каллу-
сных тканей тополя при поэтапном замо¬
раживании до —196°4. В 1974 г. М. Сейберт
]Вепринцее Б. Н., Ротт Н. Н. Кон¬
сервация генетических ресурсов.— «При¬
рода», 1978, № 11, с. 15.
'Туманов И. И., Бутенко Р. Г.
Оголевец И. В.— «Физиология расте¬
ний», 1968, т. 15, № 5, с. 749.
5Quatrano R. S.— «Plant Physiol.», 1968,
v. 43, № 12, p. 2057.
6Sakai A., Sugawara Y.— «Plant and
Cell Physiol.», 1973, v. 14, p. 1201.
получил аналогичные результаты на вер¬
хушечных меристемах гвоздики, а в
1977 г. сообщил об увеличении процента
этих тканей, выживающих и развивающихся
затем в целое растение в условиях пред¬
варительного закаливания. Недавно
Дж. Хеншоу с соавторами показал воз¬
можность выживания тех же тканей кар¬
тофеля и томатов после —196° С при
очень быстром замораживании и оттаива¬
нии, а М. Такеучи — культуры ткани мар¬
шанции при медленном замораживании
после закаливания.
Исследования на суспензионных
культурах клеток растений с целью их хра¬
нения были продолжены в 70-х годах
Р. Латта; И. Сугавара, А. Сакаи и Б. Финк-
лем; Д. Дугаллом; Г. Стритом, К. Нэгом
и Л. Уитерс; И. Баджаджом и в самое
последнее время Е. Нильсеном с соавто¬
рами, Б. Финклем и Дж. Ульрихом и ав¬
торами этих строк. В этих работах исполь¬
зовали криопротекторы и специальную
подготовку культур, оптимизировали ре¬
жимы программного глубокого заморажи¬
вания или применяли поэтапное охлажде¬
ние. Однако до настоящего времени спи¬
сок растений, культуры клеток которых
удалось возобновить после хотя бы не¬
продолжительного хранения в жидком
азоте, ограничивается, помимо уже упо¬
минавшегося тополя, только явором, бе-
ладонной, ипомеей, рутой, морковью, при¬
чем клетки последнего вида сохранили
способность к регенерации растений. Со¬
общения по некоторым другим видам
пока не подтверждены. В случае табака
удалось «оживить» размороженные эмб-
риоиды, выросшие в культуре пыльников,
и получить из них растения.
Проблема глубокого замораживания,
хранения и оттаивания соматических кле¬
ток растений оказалась гораздо сложнее,
чем тех же клеток животных. Ее успешное
решение в каждом отдельном случае за¬
висит от генетических морфофизиологи¬
ческих особенностей и подготовки данных
клеток, от правильного подбора криопро¬
текторов, скорости охлаждения, условий
хранения и оттаивания. Для создания бан¬
ка генов растений необходимо заморажи¬
вать пыльцу, культивируемые клетки, эм-
бриоиды различного происхождения и ме-
ристемные ткани, из которых легче реге¬
нерировать растения. Для каждого из
этих объектов и, более того, для каждого
вида растений перечисленные вопросы ре¬
шаются, по-видимому, различно, но об¬
щим является необходимость длительного
хранения при сверхнизких температурах.

6
Р. Г. Бутенко, А. С. flonot
Каковы же особенности физико-химиче¬
ских процессов, разыгрывающихся при
глубоком замораживании и последующем
оттаивании?
НЕКОТОРЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
ВОПРОСЫ
Повреждения клеток при заморажи¬
вании, хранении и оттаивании связаны с
образованием льда внутри или вне клеток
и с их дегидратацией. При снижении тем¬
пературы ниже точки замерзания окружа¬
ющего раствора и после возможного пе¬
реохлаждения его лед образуется обычно
сначала вокруг клеток во внешнем
растворе.
Образование льда связано с замед¬
лением теплового движения молекул воды,
в результате чего образуются центры
кристаллизации. Вероятность этого про¬
цесса намного повышается по мере пере¬
охлаждения жидкости.
Возникшие Центры начинают расти,
получаются кристаллы льда, которые уве¬
личиваются тем скорее, чем больше пере¬
охлаждение. Скорость их роста проходит
через максимум, расположенный в диапа¬
зоне от —20 до —60° С в зависимости от
состава раствора, при дальнейшем сниже¬
нии температуры рост замедляется, а
при (—140) — (—150° С) в чистой воде
прекращается совсем. При этих темпера¬
турах центры кристаллизации хотя и воз¬
никают, но они неопасны для живых струк¬
тур. Хотя точка замерзания воды в прото¬
пластах (протопласт — голая растительная
клетка без целлюлозной стенки) лежит в
пределах (—0,5) — (—2° С), но лед в клет¬
ках часто отсутствует по крайней мере
до (—10) — (—15° С), так как сами они,
по-видимому, не содержат эффективных
инициаторов кристаллизации, а внешняя
мембрана (плазмолемма) до этих темпе¬
ратур еще предотвращает проникновение
через нее внеклеточного льда. В чем же
опасность льда для клеток?
Внутри клетки кристаллы льда при
своем росте могут разрушить многочис¬
ленные мембраны, дезорганизовать и на¬
рушить метаболические процессы. Воз¬
можно повреждение также и со стороны
внеклеточного льда. Но в результате обра¬
зования этого льда концентрируется внеш¬
ний раствор, который начинает отнимать
воду из клеток. Вода выходит из них, за¬
мерзая на поверхности внешнего льда.
Идеальным было бы удаление всей сво¬
бодной воды из клеток, что сделало бы
невозможной кристаллизацию ее внутри.
Для этого необходимо постепенное замо¬
раживание, скорость которого зависит от
проницаемости мембран данных клеток
для воды и от количества ее в них.
Концентрирование раствора снижает
точку его замерзания и увеличивает вяз¬
кость. Молекулы ряда даже низкомолеку¬
лярных соединений связывают вокруг се¬
бя воду (например, сахароза) и тем самым
также увеличивают вязкость раствора, при¬
чем гидратация и вязкость возрастают с
понижением температуры. Особенно силь¬
но связывают воду макромолекулы бел¬
ков и других биополимеров, входящих в
состав протоплазмы. В коллоидных рас¬
творах таких веществ значительно пони¬
жается скорость роста кристаллов льда и
повышается температура, при которой их
рост вообще прекращается. Снижается
также скорость образования центров кри¬
сталлизации. Все эти явления способствуют
так называемой витрификации, т. е. затвер¬
деванию жидкости в аморфном состоянии
даже при наличии в ней центров кристал¬
лизации. Естественно, что обезвоживание
протоплазмы внеклеточным льдом облег¬
чает ее витрификацию и кроме того по¬
вышает концентрацию солей и органиче¬
ских метаболитов. Добавление специаль¬
ных веществ — криопротекторов, прони¬
кающих в протоплазму, также снижает точ¬
ку замерзания воды и повышает вязкость,
затрудняет кристаллизацию, облегчая тем
самым витрификацию.
Из числа криопротекторов наиболее
известны различные сахара, глицерин, эти-
ленгликоль и их производные, поливинил-
пирролидон (ПВП) и диметилсульфоксид
(ДМСО). Однако они могут действовать,
не только затрудняя образование вне- и
внутриклеточного льда, но и другими спо¬
собами. В частности, они снижают токсиче¬
ское действие повышающихся при замора¬
живании концентраций солей и некоторых
метаболитов. Кроме того, они задержива¬
ют повышение концентраций солей во
внешней среде, происходящее при обра¬
зовании льда в ней. Проникающие крио-
протекторы, вероятно, уменьшают также
степень осмотического тресса, испыты¬
ваемого протопластом при обезвоживании
во время замораживания. Но с другой
стороны, непроникающи» криозащитные
вещества в .эффективных концентрациях
сами создают повышенное осмотическое
давление и могут вызвать сильный стресс
и гибель клетки Токсичность криопротек¬
торов может быть связана и с химическим
действием. Например, применение легко
проникающего и одного из наиболее силь¬

Банк клеток растений — возможности и проблемы
7
ных криопротекторов — ДМСО ограниче¬
но его токсичностью. В зависимости от сте¬
пени проникновения в клетки и от основ¬
ного места действия различают криопро¬
текторы экзо- и эндоцеллюлярные. В ряде
случаев наибольший эффект достигают,
сочетая те и другие одновременно. Наи¬
более перспективны, вероятно, смеси
криопротекторов с разными механизмами
действия.
Итак, обезвоживание протопластов
препятствует образованию льда в них, но
оно вызывает повышение концентраций
солей и метаболитов, которые могут до¬
стичь токсического уровня, сдвиг кислот¬
ности внутриклеточной среды, денатура-
ционные изменения биоколлоидов и др.
Эти эффекты тем вреднее, чем длитель¬
нее они действуют. Кроме того, происхо¬
дит сжатие протопластов (плазмолиз), так
как в результате частичного вымерзания
воды повышаются концентрации всех ком¬
понентов среды, в которой находятся
клетки, и эта среда становится гиперто¬
нической. При сильном сжатии протопла¬
стов могут возникнуть необратимые по¬
вреждения клеточных структур, в резуль¬
тате которых клетки затем погибают.
Таким образом, экспериментатор
оказывается как бы между Сциллой и Ха¬
рибдой: если замораживание слишком
быстрое, то вода не успевает выйти из
клеток и внутри них образуется лед, если
слишком медленное, то проявляются вред¬
ные эффекты обезвоживания и токсичность
высоких концентраций солей и метаболи¬
тов в среде. Вот почему успешное глубо¬
кое замораживание клеток животных, не¬
которых микробов и растений потребова¬
ло применения программного постепенно¬
го охлаждения и криопротекторов.
Какие же опасности подстерегают
клетки на этапах хранения и последующе¬
го оттаивания? Возможные повреждения
связаны главным образом с рекристалли¬
зацией тех мельчайших кристаллов и цент¬
ров, которые успели возникнуть, но не
успели вырасти до опасных размеров при
замораживании, а также с резким и быст¬
рым деплазмолизом при обратном погло¬
щении воды во время оттаивания. В этот
период вновь создаются условия для про¬
явления токсических эффектов. Все это
подчеркивает значение фактора времени
не только при замораживании, но и при
оттаивании.
События, происходящие при замо¬
раживании и оттаивании и связанные, с од¬
ной стороны, с образованием льда, а с
другой — с обезвоживанием протоплазмы
и повышением концентраций в среде, яв¬
ляются общими критическими моментами
для всех криобиологических явлений. Од¬
нако для большинства клеток и тканей
растений степень их проявления намного
возрастает в силу характерных особенно¬
стей этих живых систем. Каковы же специ¬
фические характеристики клеток растений,
определяющие трудность их заморажи¬
вания?
ПУТИ К СОЗДАНИЮ БАНКА
На молекулярном уровне раститель¬
ная клетка устроена и функционирует, в
основном; так же, как и клетки других
эвкариотов. Специфика, существенная для
процессов замораживания — оттаивания,
наиболее выражена на клеточном уровне.
Прежде всего, клетки растений имеют
большие размеры, которые в культуре
in vitro, например, изменяются от 15 до
1000 мкм, в то время как размеры клеток
животных находятся обычно в пределах
7—25 мкм. Далее, они образуют специаль¬
ные органоиды, обеспечивающие их су¬
ществование в очень изменчивых (по срав¬
нению с внутренней' средой тела живот¬
ного) условиях — прочную целлюлозную
стенку и систему вакуолей. В недавно по¬
делившихся, меристемоидных клетках ва¬
куоли мелкие, и они занимают все вместе
около 16% всего клеточного объема.
По мере растяжения клетки после деления
вакуоли растут и сливаются друг с другом,
и в зрелой клетке центральная вакуоль за¬
нимает до 90% общего объема, становясь
большим резервуаром свободной воды.
Отсюда ясно, насколько в случае расти¬
тельных клеток затруднено обезвоживание.
С другой стороны, повышается значение
осмотических сдвигов.
Хотя клетки растений лучше адапти¬
рованы к ним, чем клетки животных, но
важны степень, пределы и скорость этих
изменений. Для предотвращения образо¬
вания льда' растительной клетке нужно по¬
терять во много раз больше воды, чем
животной. К тому же протопласт обычно
не может сократиться больше, чем до
50—40% первоначального объема без ут¬
раты жизнеспособности. Чувствительность
к осмотическому стрессу при заморажива¬
нии может быть связана, следовательно,
с чрезмерной скоростью и степенью этих
процессов. Свой вклад в них вносят и
криопротекторы.
Кроме того, по сравнению с живот¬
ными растительные клетки отличаются
большой потребностью в газообмене, низ¬

8
Р. Г. Бутенко, А. С. Попов
ким темпом деления и совсем другим
механизмом цитокинеза (процесс деле¬
ния цитоплазмы после деления ядра). Клет¬
ки растений в культуре отличаются от кле¬
ток животных чрезвычайной разнородно¬
стью (по размерам и обмену веществ), и
фактически культуры состоят из ряда суб-
популяций. Это показывает не только ко¬
ренные отличия между клетками предста¬
вителей двух царств высших организмов,
но и те сложности, которые надо преодо¬
леть для успешного замораживания и хра¬
Принципиальная скема возможным путей созда>
нмя банка клеток и тканей растений.
Слева. I этап (сплошные черные стрел¬
ки) — подготовка к хранению клеток и тканей
растений: 1 — сбор пыльцы, 2 — выделение мери¬
стемы, 3 — получение культуры неорганизованно
растущих тканей (каллус] на полутвердой пита-
тельной среде, 4 — культура клеток в суспензии,
5 — культура эмбриоидов. II этап (сплошные
синие стрелки) — программное замораживание
после концентрирования клеток и добавления
криопротекторов.
нения клеток растений в условиях глубо¬
кого холода.
Вся операция сохранения клеток со¬
стоит из следующих основных этапов: под¬
готовка культуры, концентрирование ее
(т. е. увеличение числа клеток в 1 мл), до¬
бавление криопротектора, программное
замораживание, хранение в жидком азоте,
оттаивание, удаление (отмывка) криопро¬
тектора, определение жизнеспособности
клеток, рекультивирование (т. е. возобнов¬
ление культуры) и, если возможно и не-
В центре. Ill этап — кранение в жидком
азоте клеток и тканей, помещенных в специаль¬
ные ампулы.
Справа. IV этап (полые синие стрелки) —
рекультивирование после оттаивания и отмывки
криопротектора: 2а — меристемы, развивающие-
ся и растущие на полутвердой питательной среде.
V	этап (полые черные стрелки) —регенерация
растений. В принципе возможна для всех видов,
но пока практически разработана для несколь¬
ких десятков.

Банк клеток растений — возможности и проблемы
9
обходимо, регенерация растений. Для ус¬
пешного возобновления культуры необхо¬
дима оптимизация условий каждого этапа,
причем именно для данного вида клеток.
Для клеток другого вида растений и, воз¬
можно, даже для клеток другого штамма
того же вида на некоторых этапах могут
потребоваться иные условия. Очевидна не¬
обходимость правильного подбора крио¬
протекторов, их концентраций и сочетаний,
поиска новых криопротекторов, разра¬
ботки наилучших программ заморажи¬
вания 1 ■
Например, но нашим данным, для
клеток моркови трехэтапное заморажива¬
ние со скоростью первого этапа 1 ° С/мин
оказалось более благоприятным, чем двух¬
этапное со скоростью 2°С/мин8. Менее из¬
вестно значение этапов подготовки и кон¬
центрирования культуры клеток. Между
тем эти этапы очень важны. В нашей ра¬
боте на клетках моркови показано, что
даже простейший способ подготовки куль¬
туры — более частые пересадки — значи¬
тельно увеличивает выживаемость именно
той субпопуляции, которая образует цент¬
ры размножения всей культуры. Известно,
что частые пересадки способствуют обо¬
гащению культуры мелкими активно деля¬
щимися клетками меристемного типа. Мы
также подчеркнули значение правильного
выбора момента взятия культуры для за¬
мораживания.
Существуют и другие способы под¬
готовки культуры к замораживанию. На¬
пример, размеры клеток можно умень¬
шить путем длительного культивирования
при повышенном осмотическом давлении.
Обогатить культуры мелкими клетками
можно с помощью синхронизации клеточ¬
ных делений, т. е. специальными приема¬
ми добиваются одновременного деления
у многих клеток. Оба эти способа9 повы¬
шали выживаемость клеток. К сожалению,
возможности синхронизации деления рас¬
тительных клеток весьма ограничены —
7 Мы используем отечественный аппарат
программного замораживания, разработан¬
ный в Харьковском институте проблем крио¬
биологии и криомедицины АН УССР груп¬
пой конструкторов во главе с В. В. Ко¬
ролевым.
“Попов А. С., Бутенко Р. Г., Глу¬
хова И. Н.— «Физиология растений»,
1978, т. 25, № 6, с. 1227.
9 W i ♦ h е г s L. А.( S \ г е с t Н. Е.— «Physiolo-
gia plantarum», 1977, v. 39, № 2, p. 171;
Withers L. A.— «Cryobiology», 1978, v. 15,
№ 1, p. 87.
Суспензионная культура клеток моркови. Данная
культура состоит по крайней мере из трех по¬
пуляций: вверху слева — плотные агрегаты
из мелких меристемоидных клеток; вверху
справа — отдельные клетки; внизу —
рыхлые агрегаты из крупных клеток. После замо¬
раживания сохраняются главным образом клетки
в плотных агрегатах.
до 30%, в то время как в культурах жи¬
вотных клеток можно получить 90% од¬
новременно делящихся клеток.
На этапе подготовки культуры мож¬
но использовать также способность к зака¬
ливанию. Такие опыты пока были поставле¬
ны только на культурах тканей тополя,
маршанции и меристемах гвоздик. Между
тем способность к закаливанию против
стрессовых факторов, в частности холода,
свойственная многим видам растений, про¬
израстающим в умеренном климате, пред¬
определена генетически. Этим свойством
нельзя воспользоваться при попытках хра¬
нить ткани тропических растений. Все же
можно надеяться, что соединение про¬
граммного замораживания и подобранных

10
Р. Г, Бутенко, А. С, Попов
криопротекторов с естественным процес¬
сом, отвечая принципу сочетания разных
защитных средств, могло бы привести к
максимальной мобилизации всех возмож¬
ностей для успеха в замораживании, хране¬
нии и оттаивании клеток и тканей растений.
Следующий этап — концентрирова¬
ние культуры. Целый ряд эксперименталь¬
ных данных демонстрирует необходимость
концентрирования клеток. В частности, в
нашей работе показано, что уже двукрат¬
ное повышение плотности культуры значи¬
тельно увеличивает ее выживаемость.
Но почему? Пока трудно ответить на этот
вопрос, можно лишь предположить, что
уменьшение общего количества воды в
ампуле с культурой и обогащение ее ор¬
ганическими метаболитами, сконцентриро¬
ванными, естественно, вокруг клеток, за¬
трудняет образование и рост кристаллов
льда в среде, а также проникновение льда
в клетки скорее всего за счет связывания
воды метаболитами.
Пути совершенствования остальных
этапов процедуры невозможно подробно
изложить в рамках одной статьи. О крио¬
протекторах и программном заморажива¬
нии многое уже было сказано выше. Но и
на последующих этапах (оттаивание, уда¬
ление криопротекторов, рекультивирова¬
ние) имеются возможности для оптимиза¬
ции условий и увеличения выживаемости
и жизнеспособности клеток растений. На¬
пример, в нашей работе была показана
перспективность возобновления культуры
путем высева размороженной суспензии
на полутвердую питательную среду. Вы¬
жившие клетки образуют колонии, кото¬
рые затем могут быть размножены и сно¬
ва переведены в суспензию. Этот способ
экономит материал и обеспечивает наи¬
лучшее определение выживаемости.
Возвращаясь к сложностям, стоящим
на пути создания банка клеток растений,
следует отметить ряд моментов.
Соматические клетки растений отли¬
чаются большими видовыми и тканевыми
различиями по их чувствительности к по¬
вреждающим факторам замораживания,
хранения и оттаивания. В этом отношении
они больше напоминают половые клетки
животных, чем их соматические делящие¬
ся клетки. Поэтому почти для каждого ви¬
да придется, по-видимому, разработать
особый вариант данной процедуры.
Отсутствие данных для разных клеток
по коэффициентам их проницаемости для
воды и криопротекторов, а для соответст¬
вующих растворов и коллоидов — по их
эвтектикам, температурам витрификации
и диаграммам фазовых превращений и со¬
здает дополнительные трудности для раз¬
работки методов глубокого заморажива¬
ния и последующего оттаивания клеток
растений, вынуждая к эмпирическим по¬
искам.
Неясен также вопрос; может ли са¬
ма процедура замораживания, хранения и
оттаивания нарушить исходную разнород¬
ность культуры. Такие данные получены
в нашей лаборатории с культурой клеток
моркови, состоящей из трех групп обра¬

Банк клеток растений — возможности и проблемы
11
Не с. 10. Колонии клеток морко-
■и ■ контроле |слеаа| и поел*
размораживания.
Культура клеток тканей моркоаи
после нескольких месяце* хра¬
нения ■ жидком азоте.
зований: отдельных клеток, плотных и рых¬
лых клеточных агрегатов. Выживали пре¬
имущественно плотные агрегаты, в кото¬
рых сосредоточены очень мелкие меристо-
моидные клетки. Однако, поскольку такие
агрегаты являются центрами размножения
культуры, то, вероятно, при дальнейшем
культивировании восстановится обычная
структура данной клеточной популяции.
Поэтому вряд ли процедура заморажива¬
ния, хранения, оттаивания л^ожет оказать¬
ся селективным фактором в генетическом
смысле. Теоретически это маловероятно,
поскольку выживаемость культивируемых
клеток определяется прежде всего их фи¬
зиологическими особенностями. И дейст¬
вительно, селективности в генетическом
плане не наблюдали на микробах и клет¬
ках животных, а на клетках моркови не
обнаружили изменений в хромосомном
наборе. Можно надеяться, что если состав
популяций изменится в результате преи¬
мущественной гибели зрелых-, сильно ва-
куолизированных клетоК, то эти измене¬
ния окажутся преходящими, временными.
Но четких данных пока недостаточно для
ответа на этот вопрос.
Таким образом, в то время как уже
давно организованы коллекции заморо¬
женных в жидком азоте клеток животных
и человека (опухолевых, первичных пере¬
севаемых культур, мутантных клеток, кле¬
ток крови и костного мозга), имеющие
научное и прикладное значение, банков
клеток и тканей растений еще нет и в этом
направлении предстоит большая работа.
Что касается половых клеток расте¬
ний, то практически пока стоит вопрос о
создании только коллекций замороженной
пыльцы. Для пыльцевых зерен задача во
многом облегчается вследствие меньшего
содержания в них воды. В частности, ус¬
пешное замораживание жидким азотом
пыльцы ряда видов культурных растений
было проведено во Всесоюзном институте
растениеводства в Ленинграде. Несомнен¬
но, что создание банка не отвергает и не
подменяет необходимость большой рабо¬
ты по сохранению живой природы с по¬
мощью традиционных средств. Однако
некоторый дополнительный аппарат спасе¬
ния, своеобразный «спасательный круг»,
который мы должны бросить гибнущим
видам, необходим.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Самыгин Г. А. ПРИЧИНЫ ВЫМЕРЗАНИЯ РАСТЕ¬
НИЙ. М., 1974.
Бутенко Р. Г. ЖИЗНЬ КЛЕТКИ ВНЕ ОРГАНИЗМА.
М., 1975.
Пушкарь Н. С., Белоус А. М. ВВЕДЕНИЕ В
КРИОБИОЛОГИЮ. Киев, 1975.
Бутенко Р. Г. ВЫРАЩИВАНИЕ КЛЕТОК ВЫСШИХ
РАСТЕНИЙ В СУСПЕНЗИОННОЙ КУЛЬТУРЕ,—
«Известив АН СССР, сер. биол.», 1977, № 5,
с, 697—709.

12
Планетология
«Природа», 1979, № А
Следы метеоритов на поверхности планет
В.	Л. Авдеев, Я. Г. Кац, В. И. Фельд¬
ман
Дистанционные методы исследова¬
ния, разработанные и внедренные в гео¬
логическую практику в течение последних
десяти лет,— огромный шаг вперед как
в геологии и смежных с ней отраслях, так
и в сравнительной планетологии. А наи¬
более информативным из них, обеспечи¬
вающим исследователей достаточным ко¬
личеством фактического материала, оста¬
ется пока космическая фотосъемка. Анализ
космических фотографий планет земной
группы и их спутников позволяет уже сей¬
час делать некоторые выводы относитель¬
но их эволюции, особенностей развития,
сходства и отличий каждой из них. Один
из вопросов, которым занимается наша
лаборатория,— сравнительный анализ на¬
сыщенности планет импактными структу¬
рами — следами бомбардировки планет
метеоритами.
Первое, на что обращаешь внимание
при просмотре космических изображений
Луны, Марса, Меркурия и других небесных
тел,— кольцевые образования, испещряю¬
щие поверхности этих планет. Первые же
космические съемки Земли позволили выя¬
вить и на ее поверхности большое коли¬
чество очень похожих кольцевых образо¬
ваний. При их исследовании была уста¬
новлена одна интересная особенность:
чем древнее изучаемый комплекс пород,
тем большее количество кольцевых струк¬
тур в нем дешифрируется; многие из них
были обнаружены в фундаменте под чех¬
лом рыхлых пород. Особенно много коль¬
цевых структур на древних платформах —
наиболее стабильных областях литосферы.
Диаметр колец разнообразен и варьирует
в широких пределах от сотен метров до
десятков и сотен километров. Вопрос о
происхождении кольцевых структур на
Земле до сих пор остается дискуссион¬
ным. Возможно, они являются разрушен¬
ными древними ударными кратерами, ко¬
торыми почти повсеместно покрыты по¬
верхности Луны, Марса, Венеры, Мер¬
курия.
На земном шаре известно около
100 ударных образований, по всем дан¬
ным возникших при падении метеоритов
различного размера. Их называют «астроб-
лемами», что в переводе с греческого
означает «звездная рана». Введение в на¬
учный обиход столь звучного термина
американским геологом Р. Дитцем в 1960 г.
отразило возросший интерес геологов к
выявлению и изучению ископаемых метео¬
ритных кратеров.
Распределены известные нам кратеры
по поверхности Земли неравномерно: в
Северной Америке их насчитывается 36
(15 в США, 21 в Канаде), в Европе —
30 (в том числе 17 в СССР), в Азии —
11	(в том числе 7 в СССР), в Африке —
8, в Австралии — 8, в Южной Америке —
2. Цифры эти, конечно, отражают нерав¬
номерную изученность нашей планеты,
благодаря чему в странах с интенсивным
развитием научных исследований (СССР,
США, Канада) их обнаружено больше.
Однако, по подсчетам специалистов,
за последние 2 млрд лет Земля испытала
около 100 тыс. соударений с метеоритами,
способными при падении сформировать
кратеры более 1 км в диаметре, пример¬
но 600 соударений, следствием которых
могли быть кратеры диаметром более
5 км, и приблизительно 20 с еще больши¬
ми (50 км и более) кратерами. Совершен¬
но ясно поэтому, что мы знаем пока лишь
незначительную часть астроблем, возник¬
ших за вторую половину жизни Земли.
Известные астроблемы имеют округ¬
лую в плане форму и диаметр от несколь¬
ких метров до 100 и более километров.
Наиболее часто встречаются кратеры сред¬
него размера с диаметром 8—16 км, а
большая часть их (50 из 82) принадлежит
структурам с диаметром 2—32 км (табл. 1).
Мелкие (диаметром менее 0,5 км) крате¬
ры часто образуют кратерные поля. Из¬
вестно 8 кратерных полей, содержащих от
2	до 22 кратеров (Сихотэ-Алинское в СССР,

Следы метеоритов на поверхности планет
<з
Виктор Леонидович Авдеев, младший научный
сотрудник лаборатории космической геологии
геологического факультета Московского госу¬
дарственного университета им. М. В. Ломоно¬
сова. Занимается изучением ударных кольцевых
структур на поверхности Земли и Марса (справа).
Яков Григорьевич Кац, кандидат геолого-мине-
ралогических наук, заведующий той же лабо¬
раторией. Занимается дешифрированием и изуче¬
нием кольцевых образований Земли, разработ¬
кой методики составления мелкомасштабных карт
Марса (слева).
Вилен Изильевич Фельдман, кандидат геолого¬
минералогических наук, старший преподаватель
геологического факультета Московского госу¬
дарственного университета им. М. В. Ломоносова.
Изучает вещественный состав пород, слагающих
ударные кратеры Земли (в центре).
Эро во Франции, Хентери в Австралии
и т. п.).
Возраст кратеров колеблется от чет¬
вертичного (Сихотэ-Алинь, СССР) до
1970 млн лет (Вредефорт, Южная Африка).
На Земле, где действуют мощные
факторы облитерации (уничтожения гео¬
логических структур), распознать метео¬
ритный кратер не так уж легко.
Среди признаков, служащих для
идентификации метеоритных кратеров,
бесспорно, первое место принадлежит
остаткам метеоритного вещества, которое
обнаружено лишь в 20 кратерах в виде
обломков метеоритов (главным образом
железных), сферул железо-никелевого
состава и специфических изменений в по¬
родах (силицификация известняков, нали-
Таблица 1
Размеры известных астроблем
Диаметр, км
Количество
% от общего
количества
Таблица 2
Возраст известных астроблем
Интервал воз¬
раста, млн лет
Количество
% от общего
кили чества
0,5
15
18,3
0,5—1,0
1
1,2
1—2
7
8,5
2—4
12
14,6
4—8
12
14,6
8—16
16
19,6
16—32
10
12,2
32—64
6
7,3
62—128
3
3,7
0—100
21
41,1
100-200
10
19,6
200—300
5
9,8
300- 400
4
7,8
400—500
3
5,9
500—600
3
5,9
600—700
2
3,9
700—800
1
2,0
1700—1800
1
2,0
1900—2000
1
2,0

14
В. Л. Авдеев, Я. Г. Кац, В. И. Фельдман
чие прожилок, состоящих из Fe, Cr, Ni,
Si и Са, в раздробленных породах днища)
и др. Попытки определить присутствие ме¬
теоритного вещества по геохимическим
данным пока немногочисленны.
Остальные признаки идентификации
кратеров определяются спецификой воз¬
действия ударной волны, возникающей
при столкновении с горными породами
метеоритов, движущихся со скоростью
больше 3—4 км/сек. При этом давление
достигает 10 кбар, температура 10000‘С.
Время воздействия ударной волны на по¬
роду -— миллионные доли секунды, время
нарастания давления — от нуля до мил¬
лиардных долей секунды. При давлениях
от 40 до 500 кбар ® минералах и породах
происходят пластические деформации и
твердофазные переходы, при нагрузках
500 кбар —• плавление, а затем и частичное
испарение вещества. Воздействием удар¬
ной волны на породы и определяются ха¬
рактерные черты метеоритных кратеров-.
округлая в плане форма и характер¬
ный поперечный профиль: простой чаше¬
образный кратер при диаметре до 1 км;
Кольцевые структуры, отдешифрироааниые на
космических снимках юга Европейской части
Союза (по А. Г. Рябухину|.
|(Р))J | кольцевые структуры
Кольцевые структуры Крымского полуострова,
установленные с помощью космических методов
(по Д. М. Трофимову).

Следы метеоритов на поверхности планет
15
несколько уплощенный кратер с централь¬
ной горкой при диаметре 3—4 км; блюд-
цеобраэиый кратер с внутренним кольце¬
вым валом при диаметре 10 км;
кольцевой вал, сложенный выброшен¬
ным при взрыве материалом; кольцевое
поднятие вдоль борта; зона деформаций
за пределами кратера (правда, кольцевой
вал очень легко разрушается и поэтому
наблюдается лишь у достаточно молодых
кратеров);
аномалии магнитного и гравитацион¬
ного полей;
никающие при ударных нагрузках 20—
80 кбар, имеющие форму конусов с бо¬
роздчатой поверхностью высотой от не¬
скольких сантиметров до 12 м, ориенти¬
рованных вершинами к центру взрыва
или от него;
присутствие в пределах кратера
ударных и плавленых стекол и стеклосо-
держащих пород, напоминающих туфы-зю-
виты или эффузивные породы (тагамиты);
наличие минералов, в которых в ре¬
зультате прохождения ударной волны или
нагрузках 75—200 кбар возникли системы
Известные импактиые иратеры Эамлм.
кольцевые образованна, ударный
	 генезис которьи на вызывает сомне¬
ний
предполагаемые метеоритные кра-
наличие взрывных брекчий: аутиген-
ных, т. е. состоящих из раздробленных,
но не перемещенных взрывом пород, и
аллогенных, состоящих из перемещенных
при взрыве обломков;
конусы разрушения (известны в 38
кратерах) — специфические текстуры, воз-
осоЬым образом ориентированных трещин,
при более высоких давлениях понизилось
двупреломление (вплоть до полной изот-
ропизации) и проявились другие измене¬
ния механических свойств;
наличие коэсита (описан примерно в
50 кратерах), стишовита (известен в 3 кра¬
терах) и других минералов, возникающих
при нагрузках 25—100 кбар;
наличие диаплектовых стекол мине¬
ралов и пород, возникших в результате
удара без плавления и поэтому полностью
сохранивших макро- и микротекстурные
особенности исходных пород;
наличие пород, возникших из удар¬
ных расплавов и имеющих специфический
химический и минеральный состав.
Образование астроблем и форми¬

16
В. Л. Авдеев, Я. Г. Кац, В. И. Фельдман
рующихся при этом горных пород пред¬
ставляет собой новый тип геологического
процесса, отличающегося от эндогенного
и экзогенного процессов. Поэтому (по
предложению ленинградского геолога
В.	Л, Масайтиса) был выделен новый тип
петрогенеэа космогенных пород и возни¬
кающих при этом космогеологических
формаций.
Таким образом, признаки, приведен¬
ные выше, позволяют распознать на Земле
импактную структуру.
В отличие от Земли импактные кра-
высокой ступени эволюционного развития
от простых к сложным: Фобос, Деймос,
Луна, Меркурий, Марс, Венера, Земля.
Спутники Марса — Фобос и Деймос,
по мнению некоторых исследователей, ве¬
роятно, одни из древнейших тел Солнеч¬
ной системы. На космических снимках,
полученных «Маринером-9» в 1973 г., об¬
наруживается, что и эти сравнительно не¬
большие объекты покрыты импактными
структурами. Метеоритный поток, интен¬
сивность которого была максимальна на
ранних этапах развития Солнечной систе-
диаметр
-1 км
> 3- 4 нм
> 10 нм
Поперечное сечение ударных структур различ¬
ного диаметра.
Кривая интенсивности метеоритного потока
(в условных единицах).
Брекчии
аутигенные
аллогенные
брекчии
и зювиты
тагамиты
теры на планетах земной группы развиты
повсеместно, а широкий диапазон их диа¬
метров дает возможность проследить всю
динамику развития структур, начиная с
кратеров в десятки и сотни метров и кон¬
чая гигантскими ударными бассейнами,
превышающими в диаметре тысячу кило¬
метров.
Фактический материал о кольцевых
структурах на планетах, накопленный к
настоящему времени, позволяет сделать
некоторые выводы относительно эволю¬
ции планет земной группы.
Представляется возможным по¬
строить следующий эволюционный ряд,
где каждое небесное тело стоит на более
мы, довел плотность распределения им-
пактных структур на поверхности этих
небесных тел до так называемого преде¬
ла насыщения. Иными словами, образова¬
ние каждого нового кратера ведет к унич¬
тожению и разрушению уже имеющихся.
Малые размеры этих небесных тел пол¬
ностью исключают образование кольцевых
структур за счет эндогенных факторов.
Первое место по насыщенности ме¬
теоритными кратерами пока по праву при¬
надлежит Луне, наиболее хорошо изучен¬
ной к настоящему времени. Широкий диа¬
пазон размеров кольцевых структур, раз¬
нообразие их морфологических типов,
отсутствие явных признаков эндогенной
2048
время,
млрд

Следы метеоритов на поверхности планет
17
распределении кратеров на поверхности
и интенсивности метеоритного потока, но
и в морфологии типичных кольцевых струк¬
тур. В то же время на этих планетах появ¬
ляются некоторые отличные от лунных
типы кольцевых структур. На этих плане¬
тах гораздо меньше метеоритных крате¬
ров диаметром 20—30 км (Меркурий) и
30—50 км (Марс), что свидетельствует о
достаточно высокой эндогенной и экзо¬
генной активности этих планет.
Поверхность Венеры с ее плотной
атмосферой резко отличается от Луны,
Меркурия и Марса размерами кольцевых
структур. При радиолокационном зонди¬
ровании поверхности этой планеты были
обнаружены кольцевые структуры диа¬
метром до 150 км.
Оценки абсолютного возраста об¬
разцов лунных пород показали, что на по¬
верхности Луны, наряду с кратерами,
образующимися в настоящее время, су¬
ществуют ударные структуры, возраст
которых можно отнести к самым ранним
этапам развития планет земной группы,
Космическое изображение спутника Марса —
Фобоса, полученное ■ феврале 1977 г. с амери¬
канской станции «Внкинг-1» с расстояния 300 им.
Увеличенные участки Фобоса |А, Б, В) испещре¬
ны кратерами диаметром до 10—15 м.
и экзогенной активности дают возможность
сделать некоторые выводы относительно
той роли, которую играют эти структуры
в формировании современного облика
планеты.
Неравномерное распределение кра¬
теров на поверхности Луны, достигающее
предела насыщения в так называемых
«материковых» областях и достаточно ред¬
кое в «морских» депрессиях, позволяет
не только оценить интенсивность метео¬
ритного потока, но и выявить возраст об¬
разования структур. Оценки метеоритной
бомбардировки были сделаны также для
Марса и Меркурия. При сравнении резуль¬
татов видно явное сходство не только в

18
В. Л Авдеев, Я. Г. Кац, В И. Фельдман
Ударная кольцевая структура Янисъярви (Каре¬
лия). Зона дробления на северном борту астро-
блемы. Вертикальные трещины ориентированы
радиально |темные) и по касательной и кратеру
(освещены солнцем).
т. в. 4,4—3,8 млрд лет. Предварительные
оценки абсолютного возраста кольцевых
структур Меркурия и Марса позволяют
считать, что некоторые крупные ударные
бассейны возникли на ранних этапах фор¬
мирования этих планет — 3,8—4,0 млрд
лет назад. Древнейшая из известных в на¬
стоящее время на земной поверхности
астроблем имеет возраст около 2,0 млрд
лет.
Время жизни ударных структур не¬
посредственно зависит от их диаметра, а
также наличия и масштабов факторов об¬
литерации, в той или иной мере присущих
каждой планете.
Огромное разнообразие форм и раз¬
меров кольцевых структур на планетах
земной группы позволяет подразделить
эти структуры по морфологическим осо¬
бенностям на простые и сложные. Про¬
стые структуры не превышают в диаметре
нескольких километров. Морфология кра¬
тера усложняется с увеличением его диа¬
метра, прослеживается прямая зависи¬
мость — чем больше диаметр кратера,
тем сложнее морфология, появляются
центральные горки и террасированные
склоны, бугры и гряды на днище структу¬
ры, концентрические (двойные) валы и т. п.
Чем же вызваны эти различия? Прежде
всего, вероятно, скоростью и массой ме¬
теорита (ударника).
При достаточной массе ударника ат¬
мосфера даже такой плотности, как зем¬
ная, не является существенной преградой
для образования кратера. В свою очередь,
скорость определяет главный параметр
кратерообразования — энергию взрыва,
от которой непосредственно зависят тем¬
пература и давление в эпицентре. Не по¬
следнюю роль в процессе кратерообразо-
вания играет и длительность удара. Иными
словами, морфологию кратеров опреде¬
ляет время воздействия ударника на ми¬
шень (поверхность планеты). При диаметре
ударника, равном 100 км, эта величина
может достигать минуты и более. Процес¬
сы, происходящие при так называемых
длинных ударах, очень сложны и практи¬
чески не изучены. Можно лишь предпола¬
гать резкое увеличение давления и тем¬
пературы, что соответственно увеличивает
масштабы плавления и испарения вещест¬
ва мишени и ударника.
Образование небольших структур,
относимых к категории «простых», в ка¬
кой-то мере подчиняется законам механи¬

Следы метеоритов на поверхности планет
19
ки. Так, появление центральных горок
можно объяснить упругой отдачей при
ударе в слоистую мишень и т. п.
Морфологию «сложных структур»,
вероятно, можно объяснить изостатиче-
ской компенсацией огромного дефицита
масс вещества, создаваемого крупными
кратерами на поверхности планет.
Весь изложенный материал наглядно
показывает, что известные в настоящее
время импактные структуры на Земле об¬
наруживают достаточно полную аналогию
с подобными структурами на других пла¬
нетах, а их возраст непосредственно за¬
висит от диаметра. Чем меньше структура,
тем быстрее она уничтожается на поверх¬
ности планеты, и наоборот. Если изостати-
ческая компенсация является определяю¬
щей в постимпактном развитии структуры,
то можно ожидать, что в этих структурах
могут находиться месторождения различ¬
ных полезных ископаемых. Крупные им¬
пактные структуры могут существенно
изменять и предопределять тектоническое
развитие районов, прилегающих к кратеру.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Базилевский А. Т., Иванов Б. А. ОБЗОР ДО¬
СТИЖЕНИЙ МЕХАНИКИ КРАТЕРООБРАЗОВА-
НИЯ. «Новое в зарубежной неуке», вып. 12,
М., 1977.
Вальтер А. А., Рябенко В. А. ВЗРЫВНЫЕ КРА¬
ТЕРЫ УКРАИНСКОГО ЩИТА. Киев, 1977.
Кац Я. Г., Рябухин А. Г., Трофимов Д. М.
КОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ГЕОЛОГИИ. М.,
1976.
Масайтис В. Л. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТ¬
ВИЯ ПАДЕНИЙ КРАТЕРООБРАЗУЮЩИХ МЕТЕО¬
РИТОВ. Л., 1973.
Масайтис 3. Л., Михайлов М. В., Селиванов-
ска* Т. В. ПОПИГАЙСКИЙ МЕТЕОРИТНЫЙ КРА¬
ТЕР. М., 1975.
Робертсон Р. В., Грив Р. А. Ф. АСТРОБЛЕМЫ
КАНАДЫ.—«Природа», 1973, № 9.
Vй
НОВОСТИ НАУКИ
Метеоритика
Падал ли гигантский ме¬
теорит на Аляске!
П. Д. Кеннон (США),
исследовавший снимки, полу¬
ченные с борте американского
спутника «Лэндсат», обратил
внимание на необычные очер¬
тания оз. Ситилименкат (штат
Аляска), вызывающие пред¬
положение о его метеоритном
происхождении. Проанализи¬
ровав данные геоморфологии,
геохимии, аэромагнитной съем¬
ки, собранные * другими иссле¬
дователями, Кеннон пришел к
выводу о космическом проис¬
хождении этого озера, обра¬
зовавшегося на месте кратера,
возникшего при падении на
Землю весьма крупного небес¬
ного тела.
Однако другому аме¬
риканскому исследователю —
Д. Херриду это утверждение
показалось неубедительным.
Так, высокое содержание нике¬
ля в породах, окружающих
оз. Ситилименкат, вызванное,
по мнению Кеннона, присут¬
ствием метеоритного вещества,
Херрид считает (как и многие
другие специалисты) обычным
для ультраосновных пород1,
характерных для данной об¬
ласти.
Тщательное изучение
структуры местных коренных
пород показало, что в ней нет
характерных нарушений, не¬
избежно возникающих при
падении	на	земную
поверхность метеорита с боль¬
шой массой. Не обнаружены
также обязательные в таком
случае трещины, имеющие
'Ул ьтраосновные породы
характеризуются высоким
содержанием магния и же¬
леза.
как концентрическое, так и
радиальное направление. Гео¬
логические и гидрологические
характеристики местности так¬
же говорят о «земном» про¬
исхождении озера, которое,
по-видимому, возникло в ре¬
зультате обычных ледниковых
процессов, чрезвычайно актив¬
ных в этой области Аляски.
Значение спора о проис¬
хождении оз. Ситилименкат
выходит далеко за пределы
«локальной» геологии и гео¬
морфологии. По мнению Кенно¬
на, по-видимому, необходимо
с гораздо большей осторож¬
ностью проводить интерпрета¬
цию снимков, полученных с
помощью космических спут¬
ников; окончательные выводы
следует делать лишь после ана¬
лиза данных наземных, полевых
наблюдений, тщательно при¬
вязанных к спутниковой инфор¬
мации.
«Science», 1978, v. 201, № 4352,
p. 279 (США).

20 Биохимия
«Природа», 1979, № 4
Строение и лечебные эффекты
гамма-аминомасляной кислоты
И. А. Сытинский, ▲. Т. Солдатенков
Игорь Александрович Сытинский, доктор биологическим наук.
Биохимик, руководит группой по изучению нейрохимии алкого¬
лизма в лаборатории биохимии нервной системы Ленинградского
университета. Ученик биохимика Г. Е. Владимирова. Автор
более 100 научных работ в области нейрохимии и нейробио-
Л О J и и .
Анатолий Тимофеевич Солдатенков, доцент кафедры органиче¬
ской химии Университета дружбы народов им. П. Лумумбы.
Работы посвящены синтезу и изучению строения биологически
активных арил пиридинов и их производных, а также предбио-
логическому синтезу и стереохимии аминокислот.
Двадцать пять лет назад зарубежная
фзрмацевтическая промышленность начала
выпускать так называемые психотропные
препараты, способные регулировать пси¬
хические функции человека. В последние
десять — пятнадцать лет в качестве этих
лекарств стали применять вещества, со¬
ставляющие продукты обмена веществ и
участвующие в функциональной деятель¬
ности нервной системы. Среди них цент¬
ральное место занимает гамма-аминомас¬
ляная кислота (ГАМК) — производное
масляной кислоты с аминогруппой в гам¬
ма-положении:
HsN-CH*—СН,—СН,—COOH
V 9 а
ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ
ГАММА-АМИНОМАСЛЯНОЙ
КИСЛОТЫ
Впервые ГАМК была найдена в бак¬
териях, а затем в мякоти яблок, в свекле,
в картофельных клубнях и во многих дру¬
гих продуктах пищи. В головном мозгу
млекопитающих гамма-аминомасляная
кислота была обнаружена в' 1950 г., т. е.
спустя 67 лет после ее химического син¬
теза. В ткани головного мозга ГАМК обра¬
зуется из глутаминовой кислоты с помо¬
щью особого биокатализатора — фермента
глутаматдекарбоксилазы, активный центр
которого составляет витамин Вб. В 1951 —

Строение и лечебные эффекты гамма-аминомасляной кислоты
21
1954 гг. в детских госпиталях США были
зарегистрированы случаи судорожных при¬
падков у грудных детей, получивших ис¬
кусственное молоко с низким содержа¬
нием витамина В4. Недостаток этого вита¬
мина вызвал падение активности фермен¬
та, синтезирующего ГАМК, и последующее
уменьшение ее уровня в головном мозге.
ГАМК участвует в важнейших про¬
цессах функциональной деятельности го¬
ловного мозга. Нервные клетки отличают¬
ся своей необычайной зависимостью от
снабжения глюкозой, за счет которой в ос¬
новном поддерживается энергия процес¬
сов жизнедеятельности в головном мозге.
Введение ГАМК в мозг кроликов при раз¬
личных видах судорог способствовало нор¬
мальной утилизации глюкозы. Кислород¬
ный обмен головного мозга также нахо¬
дится под контролем ГАМК: ее эффект
был показан как при недостатке кислоро¬
да, так и при его повышенном содержании
во вдыхаемом воздухе.
У больных эпилепсией в коре голов¬
ного мозга снижен уровень ГАМК. При
возникновении опухолей содержание
ГАМК в ткани мозга также уменьшено, а
активность синтезирующего ее фермен¬
та— глутаматдекарбоксилазы почти пол¬
ностью исчезает. Алкоголь вызывает на¬
рушение нормального обмена ГАМК в
ткани мозга. В случае алкогольной инток¬
сикации организма при нарушении дея¬
тельности компенсаторных систем орга¬
низма (дыхание и кровообращение) уро¬
вень ГАМК мозга резко повышается,
обусловливая развитие тормозных процес¬
сов. В головном мозге спящих ежей, зо¬
лотистых хомячков и садовых сонь кон¬
центрация ГАМК и фермента глутаматде-
карбоксилазы повышена, а у полностью
проснувшихся животных — снижена.
В мозге крыс после одноразовой фи¬
зической нагрузки количество ГАМК уве¬
личивается. Ежедневная нагрузка в тече¬
ние месяца такого эффекта не давала, что
объясняется адаптацией обмена ГАМК к
новым условиям. По мнению ряда иссле¬
дователей, существует определенная связь
между недостатком белка в пище живот¬
ных, снижением уровня ГАМК в головном
мозге и замедленной реакцией этих живот¬
ных на психологические опыты. Изучение
содержания ГАМК в процессе старения
животных показало увеличение активности
фермента ее синтеза и соответствующий
рост количества ГАМК в мозге.
СТРОЕНИЕ ГАМК И МЕХАНИЗМ
ПЕРЕДАЧИ ИМПУЛЬСОВ
В НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ
Пытаясь объяснить роль ГАМК в нерв¬
ной системе, мы неизбежно встречаемся
с одной из центральных проблем совре¬
менной нейрофизиологии — выяснением
механизма передачи импульсов в нервной
системе. В ткани головного мозга содер¬
жатся химические вещества (медиаторы,
передатчики), которые участвуют в созда¬
нии контактов между нервными клетками
и осуществляют перенос импульса как в
периферической, так и в центральной нерв¬
ной системе. Решение этой центральной
проблемы в настоящее время тесно связа¬
но с детальным изучением пространствен¬
ного строения взаимодействующих медиа¬
торов и рецепторов.
В последние два десятилетия сложи¬
лось представление, что ГАМК является
медиатором 1.
Как же осуществляется взаимодейст¬
вие ГАМК с нервной клеткой? Когда нерв¬
ный импульс достигает нервного оконча¬
ния, он вызывает освобождение медиатора
в синаптическую щель. ГАМК диффунди¬
рует через синаптическую щель (шириной
20—50 нм) и взаимодействует со специаль¬
ными рецепторами в постсинаптической
мембране. В результате такого взаимо¬
действия изменяется мембранная прово¬
димость для ионов, находящихся по обе
стороны мембраны. Изменение проводи¬
мости связано со структурными изменения¬
ми мембраны и открытием в ней узких
гидрофильных каналов для прохождения
катионов или анионов и зависит от струк¬
турных особенностей ГАМК.
ГАМК имеет неплоскую структуру.
Из многих возможных конформаций2 мо¬
лекулы ГАМК лишь некоторые (назовем
их «активными конформациями») могут,
по-видимому, обеспечить оптимальное рас¬
положение ее структурных элементов по
'Roberts Е., Hammerschlag R.—In:
Basic Neurochemistry, p. 131—165, 1972;
Сытинский И. А. Гамма-аминомасляная
кислота — медиатор торможения в нервной
системе.— «Природа», 1973, N9 1, Си г-
t i s D. R.( Johnston G. A. R.— «Rev.
Physiology», 1974, v. 69, p. 98—180; К г n j e-
v i с К.— «Physiol. Rev.», 1974, v. 54, p. 418—
540.
2	Конформация (поворотная изомерия) —
пространственное расположение атомов в
молекуле, которое возникает при враще¬
нии атомов или групп атомов вокруг любой
простой связи.

22
И. А. Сытинский, А. Т. Солдатенков
отношению к рецептору и проявить таким
образом наибольшую биологическую и
фармакологическую активность. Устано¬
вить структуры этих конформационных
изомеров ГАМК можно с помощью теоре¬
тических и экспериментальных методов.
Из квантово-химических расчетов
следует, что а определенных условиях мо¬
гут существовать две предпочтительные3
конформации ГАМК — вытянутая, с рас¬
стоянием между заряженными центрами
N+— O', равным 5,8±0,2 к, и свернутая,
Углеродный скелет молекулы гамма-амнномас-
ляиой кислоты (ГАМК) слева —вытянутая
структура; справа — свернутая структура.
Цифрами обозначены номера углеродны! атомов.
у которой расстояние между N+ и <Э~
составляет 4,5 А.
В кристаллах ГАМК находится пол¬
ностью в вытянутой конформации. Однако
в растворах ее молекулы, вероятно, суще¬
ствуют в различных конформациях. Пря¬
мое экспериментальное определение
структуры ГАМК в момент ее взаимодей¬
ствия с рецептором пока невозможно. По¬
этому для установления пространственного
строения активной молекулы ГАМК и уча¬
стка ее рецептора была изучена связь
структуры с физиологической активностью
некоторых аналогов ГАМК, имеющих в
отличие от гибкой молекулы ГАМК жест¬
кую структуру. Так, мусцимол, 4-аминотет-
роловая и 4-аминокротоновая кислоты
имеют определенную конформацию бла¬
годаря наличию циклической структуры
двойных и тройных связей. Различное дей¬
ствие мусцимола и других аналогов ГАМК
на спинные нейроны кошки, а также струк¬
турные характеристики ряда ингибиторов
захвата ГАМК показывают, что в процессе
поглощения ГАМК нервными структурами
и взаимодействия ее с постсинаптическими
рецепторами она может иметь как вытя¬
нутую, так и свернутую конформацию.
Интерес исследователей к изучению
связи строения ГАМК с механизмом ее
взаимодействия с рецептором резко воз¬
рос после открытия Д. Кертисом антагони¬
стического действия алкалоида бикукулли-
на на депрессивные свойства ГАМК и на
пресинаптическое торможение. Часть мо¬
лекулы бикукуллина очень напоминает
вытянутую структуру ГАМК, что позволяет
ему взаимодействовать с ее рецептором
и блокировать его. Экспериментальные и
теоретические исследования структуры
бикукуллина показали, что он может при¬
нимать такие же конформации, как и мо¬
лекула ГАМК.
Методами статической стереохимии
трудно установить, какая конформация
ГАМК отвечает за наибольшую возбуждаю¬
щую активность этого вещества. По-види¬
мому, наибольшую возбуждающую ак¬
тивность проявляют те аналоги ГАМК, у
которых расстояние межд^ ионами N+—
—О" составляет 5,4±0,4 А, что говорит
в пользу вытянутой конформации ГАМК.
Однако возможно существование обеих
физиологически активных структур ГАМК.
Открытие не только тормозящего, но и
возбуждающего действия ГАМК на разные
типы нервных клеток подтверждают пра¬
вомерность этого допущения4.
В 1971 г. канадский исследователь
Ван Гельдер предложил, а в 1973 г. один
из нас5 развил, схему взаимодействия
ГАМК в одной из ее конформаций с ре¬
цептором. Однако эта теория не объясня¬
ла действия некоторых аналогов ГАМК
и возбуждающей активности самой ГАМК.
Новые данные о возможной активности
ГАМК в обеих конформациях позволяют
развить представление о механизме взаи¬
модействия ГАМК с рецептором.
Как же действует ГАМК-медиатор?
Возможно, следующим образом. Рецептор
з	Из многих возможных конформаций моле¬
кулы «предпочтительными» называют те, ко¬
торые обладают минимальной энергией, т. е.
являются наиболее устойчивыми в данных ус¬
ловиях.
4	W a I k е г R. S., AzanzaM. JК е г -
k u + G. A., Woodruff И. N.— «Сотр.
Biochem. Physiol.», 1975, v. 50С, p. 147—154.
5	С ы т и н с к и й И. А.— «Природа», 1973,
№ 1.

Стро<
эффекты гамма-аминомасл ямой кислоты
23
«узнает» исходную молекулу ГАМК и при¬
тягивает ее. «Узнавание» нужной молеку¬
лы определяется ее геометрическими раз¬
мерами, наличием определенной величины
зарядов —О и расстоянием между ни¬
ми. Затем следует собственно взаимо¬
действие молекулы ГАМК с макромоле¬
кулой рецептора благодаря электростати¬
ческим и другим силам. При этом может
изменяться конформация как ГАМК, так
и ее рецептора с образованием комплек¬
са ГАМК — рецептор определенной про-
Гмпотатичесиая модаль взаимодействия ГАМК
с рецептором и иоиофором мамбраиы |Р -
субъединицы рацаптора; И—балки ионофора;
Г — ГАМК). В иевозбужденном состоянии (I)
ионофоры обладают подвижностью а ллосиости
мембраны, а рацалторы >акрапламы на мембране,
по крайней маре частично, определенным обра¬
зом. При взаимодействии с ГАМф рецепторы
претерпевают конформационные изменения,
что приводит и увеличению их химического
сродства к ионофорам (переходное состояние II).
i	возбужденном состоянии (III) ионофоры
взаимодействуют с рецепторами, причем не¬
сколько ионофоров вступают а контакт между
собой, образуя поры — каналы, через которые
проходят ионы натрия или inopa (в зависи¬
мости от конформации ГАМК).
странственной структуры. Возникновение
этого комплекса изменяет ориентацию
двойного слоя липидных и фосфолипид-
ных молекул, что приводит к изменению
мембранной проводимости за счет обра¬
зования пор в белковой мембране.
В зависимости от размера пор в пост-
синаптической мембране через них могут
поступать в клетку (или выходить из нее)
ионы К+ и Na+ или ионы С1“ В случае
вытянутой конформации размер пор бли¬
зок к 5,4 А, что соответствует размеру
гидратированных ионов натрия, обеспечи¬
вающих возбуждение. ГАМК в свернутой
конформации открывает поры несколько
меньшего размера — 4,4 А, которые до¬
статочны лишь для прохождения гидрати¬
рованных ионов хлора, ответственных за
процесс торможения.
Стехиометрическое изучение реак¬
ции ГАМК с' рецептором, а также опреде¬
ление кинетических и термодинамических
параметров6 их взаимодействия показало,
что, во-первых, полное взаимодействие
рецептора (т. е. его активация) с медиа¬
тором требует, по крайней- мере, 2—3 мо¬
лекул ГАМК; во-вторых, рецептор, по-
видимому, представляет собой многоячеи¬
стую структуру; и, в-третьих, конформа¬
ционные изменения белков мембраны
нервных клеток действительно возможны.
По-видимому, ГАМК может образо¬
вывать комплексы не только с рецепто¬
ром, но и с ионами щелочных металлов
Na+, К+, находящимися в межклеточной
жидкости нейронов. В этом случае биоло¬
гическое и фармакологическое действие
ГАМК объясняется не только ее участием
в изменении конформации рецептора и
мёмбраны, но и в переносе ионов Na+ и
С1~из раствора синаптической щели к ре¬
цептору. Структура многоядерного ком¬
плекса Na+ с ГАМК показывает, что три
центральных иона натрия связаны с по¬
мощью мостиковых карбоксильных групп
трех молекул ГАМК. Реакционная способ¬
ность карбоксильных групп понижается,
так как они принадлежат одновременно
двум внутренним сферам комплекса7
и поэтому не могут образовать ионное
соединение (соль) с натрием. Внешнюю
сферу образуют три иона хлора, которые
стабилизируются ЫН/-ионами внутренней
6	Т. в. определение числе взаимодействую¬
щих частиц, скорости и энергетики их взаимо¬
действия.
7	Структуру химического комплекса обычно
подразделяют на сферы, или слои, имею¬
щие определенный заряд.

24
И. А. Сытинский, А. Т. Солдатенков
сферы. Прочность такого сверхкомплекса
должна быть очень мала, но он, возмож¬
но, участвует во взаимодействии рецептора
с медиатором в качестве промежуточного
соединения. При реакции рецептора с ме¬
диатором внешняя сфера переходного
комплекса ГАМК — Na+—СГ разрушается
и три высвободившиеся молекулы ГАМК,
имеющие определенную конформацию,
изменяют конформацию рецептора и фик¬
сируют ее. При сильных взаимодействиях
рецептора с ГАМК разрушается весь пере¬
ходный комплекс и облегчается передача
освободившихся ионов через мембрану и,
следовательно, облегчается процесс воз¬
буждения. Слабые взаимодействия рецеп¬
тора с ГАМК способствуют эффективной
передаче ионов СГ (т. е. процессу тор¬
можения). Очевидно, что в этой модели
переходов Na+ и СГ через поры в мем¬
бране сила взаимодействия медиатора с
рецептором определяется конформацией
ГАМК, а передача ионов Na” и СГ —боль¬
шим сродством к ним ионофорове мем¬
браны.
Таким образом, согласно этой гипо¬
тезе, процессы торможения и возбужде-
в Участки длембраны, несущие заряд.
ния прямо связаны с пространственным
строением молекул ГАМК и макромолекул
ее рецептора. Нормальный процесс пере¬
дачи нервного импульса зависит от гиб¬
кости взаимодействующих структур и от
легкости, с которой они могут изменять
свою конформацию. Имеющиеся в на¬
стоящее время теоретические и экспери¬
ментальные данные по изучению конфор¬
мации и биологической активности
ГАМК и ее аналогов и антагонистов согла¬
суются с описанной выше моделью взаи-
Строение трехъядерного комплексного соедине¬
ния ГАМК с ионами 1Ча+ и С Г, которые образу¬
ют внутренний (сплошная линия) и внешний
(пунктирная линия) слои комплекса.
модействия ГАМК с рецептором. Эта мо¬
дель, однако, далека еще от совершенст¬
ва, что объясняется главным образом не¬
достаточными знаниями природы рецеп¬
тора. Более глубокое понимание механиз¬
ма этих	взаимодействий требует
дальнейшего накопления и обобщения
данных по изучению фармакологических
свойств лекарств, подобных ГАМК, и
строения рецептора ГАМК. Предстоит так¬
же сложная и трудная работа по изыска¬
нию веществ, избирательно влияющих на
активность ферментов обмена ГАМК. Эти
исследования помогут создать принципы
рационального лечения нарушений обмена
веществ, лежащих в основе ряда заболе¬
ваний нервной системы.
Рсосг
Сшема взаимодействия вытянутой (слева) и
свернутой (справа) молекул ГАМК с рецеп¬
торными участками, притягивающими, соответ¬
ственно, карбоксильную группу l^roo-н *ммно*
группу (Рынч) ГАМК или ее аналогов.

Строение и лечебные эффекты гамма-амииомасляиой кислоты
Клиническая характеристика препаратов ГАМК
25
Фирменное
название
Форма выпуска
Клиническое применение
N нг-снг-сн,-сн*-соон
у-аминомасляная кислота
(ГАМК)
Гаммалон (Япо¬
ния),
амииалон
(СССР)
Гаммалон—таблетки
с сахарным покрыти¬
ем, водный сладкий
раствор для детей
или ампулы для ка¬
пельного введения в
вену.
Амииалон—таблетки,
покрытые оболочкой,
по 0,25 г
Нарушения деятельности
нервной системы: расст¬
ройства речи, ослабле¬
ние памяти, атероскле¬
роз мозговых сосудов и
нарушение мозгового
кровообращения; гипер¬
тоническая болезнь с
симптомами головной бо¬
ли; умственная отста¬
лость у детей (олигоф¬
рения)
NH.-CHy-CH-CH.-COOH
ОН
0-окси - у*аминомасл|1ная кис*
лота
Гамибетал
(Япония)
Таблетки или 5%-ый
раствор
Эпилепсия и различные
детские судороги; ги¬
пертоническая болезнь,
олигофрения
Н 0—CHt—СН г—СН COO—N а Оксибу тират
иатрневая соль натрия (СССР)
у-оксимасляной кислоты
Порошок и ампулы
по 10 мл 20%-ного
раствора
Вводный наркоз и базис-
наркоз; профилактика и
терапия гипоксического
отека мозга; психическое
возбуждение и бессонни¬
ца
СаООС—(СНг),
NHCOCHOHCH (СН„)гСНгОН,
кальциевая соль
гомопантотеновой кислоты
Пантогам
(СССР)
t
Таблетки по 0,26 и
0,5 г
Эпилепсия, резистентная
к другим противосудо-
рожным средствам; ги¬
перкинез раэличнойэтио-
логии и осложнения пос¬
ле энцефалита; олигоф¬
рения
NH,—СН.—СН—СН,—СООН
6
Р-фенил - 7-аминомасляная
кислота
Фенибут (СССР) Таблетки по 0,1 и
0,26 г и ампулы по
10 мл 2,6%-ного
раствора
Логоневроэы (заикание) у
детей; тики функцио¬
нального и органическо¬
го происхождения у де¬
тей; тревожно-астени¬
ческие состояния при
неврозах и психопатиях
у детей и взрослых; на¬
рушения сна у практи¬
чески здоровых, больных
неврозами, при сосудис¬
тых и старческих невро¬
зах
nh2—СН..—СН—СН,—СООН
6
CI
М" - хлор—фенил) -у-амино-
масляиая кислота
Лиоресал, бак-
лофен, ЦИБА-34
647-Ба (Швей¬
цария)
9
Антиспастический препа¬
рат: спазмы в связи с
рассеянным склерозом;
спастическая параплегия,
гипертонус мышц, мы¬
шечный спазм

26
И. А. Сытинский, А. Т. Солдатенков
ЛЕЧЕБНЫЕ ПРЕПАРАТЫ НА ОСНОВЕ
ГАМК
Идея клинического использования
ГАМК и ее производных в неврологии и
психиатрии возникла в 1959—1960 гг. В на¬
стоящее время наиболее полно клиниче¬
ски исследованы шесть препаратов.
Применение ГАМК в клинике показа¬
ло ее эффективность при разнообразных
типах судорог. ГАМК помогала при раз¬
личных формах психологического недо¬
развития детей- Введение ГАМК улучшало
Участии возможного действия лекарстаанныж
прапаратоа на систему передачи нервного им¬
пульса, контролируемую ГАМК (по Чейзу и Вол-
терсу, 197А).
1	— ГАМК, глутаминовая кислота и глюкоза через
гематоанцефалический барьер |ГЭБ| проникают
из кровеносного сосуда в нейрон. Введение
в молекулу ГАМК некЪторьн групп |—ОН, CeHs —
и т. п.|, способствующих лучшему растаорению
а жира!, повышает проницаемость барьера.
Таким же действием обладают специальные
препараты типа дилантнна.
2	— Веедение и биосинтез предшественников
ГАМК. Глутаминовая кислота, из которой синте¬
зируется ГАМК, образуется а результате окис¬
лительного цикле тринарбоноаы! кислот (цикл
Кребса).
} —Изменение биосинтеза ГАМК. биосинтез
ГАМК можно увеличить, вводя витамин В«, кото¬
рый обеспечивает активность глутаматдекарбо-
ксилазы (фермента синтеза ГАМК).
4 — Катаболизм ГАМК. ЛСреаминирование ГАМК
с а -кетоглутароаой кислотой приводит к пре¬
самочувствие при последствиях наруше¬
ния мозгового кровообращения. У таких
больных исчезали затруднения речи, сгла¬
живались дефекты памяти, повышалась
психическая и двигательная активность.
ГАМК благоприятно действует при гипер¬
тонии, вызывая снижение кровяного дав¬
ления с одновременным исчезновением
головной боли, головокружения и бес-
соницы.
Для гидрофильных молекул ГАМК
неповрежденные капилляры головного
мозга непроницаемы. Введение в молеку-
кращению ее синаптической активности. В клини¬
ка применяют ряд ингибиторов фермента пере-
аминирования ГАМК, что, а свою очередь, обус-
5— Накопление ГАМК внутри нейронов. Этот*
процесс способствует сохранению ГАМК в ней¬
роне, открывает возможность выхода ее молекул
в синаптическую щель и увеличивает продолжи¬
тельность физиологического действия.
4 — Выброс ГАМК в синаптическую щель.
7	— Захват ГАМК нервными и глиальными клетка¬
ми. Этот процесс обеспечивает прекращение
синаптической активности ГАМК и ее сохранение
до нового выброса а синаптическую щель.
8	— Взаимодействие ГАМК с ее рецептором.
Проявление процесса торможения с прекраще¬
нием переноса нервного импульса обусловлено
взаимодействием ГАМК с ее рецептором, в ре¬
зультате чего открываются специальные узкие
каналы а синаптической мембране, пропускающие
лишь ионы inopa и калия, но не пропускающие
большие по размеру ионы натрия.

Строение и лечебные эффекты гамма-аминомасляной кислоты
27
лу ГАМК фенильного радикала улучшает
проникновение в мозг. Такой препарат
(фенибут) был получен в СССР. Химики
синтезируют и другие модифицированные
производные ГАМК с липофильными ради¬
калами, которые обеспечивают достаточ¬
ную проницаемость мембран, выстилаю¬
щих капилляры мозговых сосудов.
Изменение уровня глутаминовой ки¬
слоты — предшественника Г АМК — пока
не используется в фармакологии, так как
она, как и ГАМК, не может быстро прони¬
кать из капилляров в ткани и, кроме того,
оказывает широкое действие на централь¬
ную нервную систему.
Изменяя активность глутаматдекар-
боксилазы, фермента, найденного в об¬
ласти пресинаптических мембран, мы мо¬
жем регулировать биосинтез ГАМК. К на¬
стоящему времени известно, что 3-меркап-
топропионовая кислота и некоторые дру¬
гие вещества уменьшают активность этого
фермента. Гидразинпропионовая кислота
увеличивает содержание ГАМК в ткани
мозга. При этом значительно уменьшается
процесс превращения ГАМК в янтарный
полуальдегид и глутаминовую кислоту,
протекающий в постсинаптических мемб¬
ранах. Однако в синаптической щели уро¬
вень ГАМК не обязательно увеличивается.
Другие структурные аналоги ГАМК —
О-сульфат этаноламин, дипропилацетат
натрия, лиоресал — также тормозят ак¬
тивность фермента переаминирювания (ре¬
акции переносе аминогрупп) ГАМК.
Перспектива использования ГАМК
и ее производных в неврологии и психиат¬
рии заключается в возможности создания
новых эффективных лекарств, отличающих¬
ся своей близостью к продуктам, синтези¬
рующимся в мозге, что обеспечивает из¬
бирательность центрального действия и
низкую токсичность.
Производные ГАМК могут использо¬
ваться в качестве противоопухолевых
средств. Введение их в структуру проти¬
воопухолевых препаратов позволяет уси¬
ливать избирательность цитотоксического
действия в условиях, присущих живым
клеткам9.
Терапевтические применение произ¬
водных ГАМК для ликвидации бессоницы,
обусловленной физическим и умственным
9 Л а у ка йт и с В. А.— «Тр. АН ЛитССР»,
1971,	№ 154, с. 103—193; Atherton
Patel R. P., Sano Y-, Meienho-
fe г J.— «J. Med. Chem.», 1973, v. 16,
p. 355—358.
напряжением, может стать основанием для
использования этих препаратов в длитель¬
ных космических полетах для нормализа¬
ции психофизиологической реактивности
организма космонавтов ' °.
Первая волна синтезе» «наудачу»
производных ГАМК прошла, выбросив на
берег дюжину ценных препаратов, тысячи
бесполезных соединений и десятки ядо¬
витых для центральной нервной системы
веществ. Те из синтезированных лекарств,
которые способны восстанавливать нару¬
шенный химизм мозга у психических боль¬
ных, к сожалению, еще не показывают та¬
ких чудес полного выздоровления всех
больных, как это делают антибиотики при
некоторых инфекционных болезнях. У од¬
них больных проявляется положительное
действие препаратов ГАМК, у других же —
их лечебный эффект отсутствует.
Новая волна синтезов по созданию
ГАМК-подобных соединений будет более
оправдана по затратам труда, времени и
материалов, так как базируется на глубо¬
ком изучении как пространственного
строения ГАМК и родственных соединений,
так и механизма их фармакологического
действия.
l0Sytinsky I.A.,Soldatenkov А. Т.,
Lajtha А.— «Progress in Neurobiol6gy*
1978, v. 10, p. 89—133.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Экклс Дщ. ФИЗИОЛОГИЯ СИНАПСОВ. М., 1966.
БИОХИМИЯ И ФУНКЦИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ.
Л„ 1967.
НЕРВНАЯ СИСТЕМА, вып. 8. Л., 1967.
Экклс Дж. ТОРМОЗНЫЕ ПУТИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ
НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ. М., 1971.
Сытинский И. А. ГАММА-АМИНОМАСЛЯНАЯ
КИСЛОТА В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НЕРВНОЙ СИСТЕ¬
МЫ. Л., 1972.
Сытинский И. А. ГАММА-АМИНОМАСЛЯНАЯ
КИСЛОТА — МЕДИАТОР ТОРМОЖЕНИЯ. Л.,
1977.
ПСИХОФАРМАКОЛОГИЯ И ЛЕЧЕНИЕ НЕРВНЫХ
И ПСИХИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ. Л., 1964.
РОЛЬ ГАММА-АМИНОМАСЛЯНОЙ КИСЛОТЫ
В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ. Л,
1964.

28 Палеозоология
«Природа», 1979, № 4
Нерпа в Онежском озере
Н. К. Верещагин,
доктор биологических наук
А. И. Николае*
Зоологический институт АИ СССР
Ленинград
В двух крупнейших озе¬
рах Беломорско-Балтийского
перешейка — Сайменском и
Ладожском, как известно, оби¬
тают местные расы кольчатого
тюленя — нерпы. Подобно бай¬
кальской нерпе, они хорошо
прижились в пресной воде. Од¬
нако в соседнем — Онежском
озере тюленей нет, и это об¬
стоятельство вызывало недо¬
умение натуралистов. Ведь в
смежных участках Балтийского
и Белого морей живут и жили
свои расы нерп и других тю¬
леней, которые также могли
проникнуть в Онежское озеро
и осесть в нем в одну из фаз
послеледниковой истории всех
этих водоемов.
При раскопках неолити¬
ческой стоянки Кладовец II, от¬
крытой археологом Ю. А. Сав-
ватеевым в 1967 г. на восточ¬
ном берегу Онежского озера,
были собраны сотни мелких
фрагментов костей различных
животных, среди которых не¬
сколько бесспорно принадле¬
жат нерпе: верхний эпифиз
правой локтевой кости, фраг¬
мент части правой берцовой
кости и зубовидный отросток
второго шейного позвонка с
характерным рельефом вент¬
ральной поверхности.
Остатки нерпы залегали
в одном костеносном горизон¬
те с остатками бурого медведя
и северного оленя. По абсолют¬
ным размерам эпифизы локте¬
вой кости и шейного позвонка
онежской нерпы не отличаются
от костей ладожских экзем¬
пляров.
Ископаемые остатки нер¬
пы, датируемые мезолитиче¬
ской и неолитической эпохой,
известны давно из ряда мест
побережий Финского и Ботани-
Распространеиие современных
■осточноатлвнтическнх попу¬
ляций нерпы и ее ископаемы!
остатков.
бепоморская
сайменсиая и ладож¬
ская
Ископаемые остатки
нерпы:
I	• 1 ппвй*т°Чеиовы*
р ■ -■ гопецеиоаыа (маю-
| А | лит и иеолнт)
ческого заливов Балтийского
моря, с берегов Белого моря
и Ладожского озера.
О	находке костей нерпы
(Phoca hispida foctida) в отло¬
жениях Анцилового озера к за¬
паду от Упсалы и к северу от
озера Мелар (Швеция) упоми¬
налось еще в конце XIX в. Об¬
наружены они и в неолитиче¬
ских поселениях южного бере¬
га Ладожского озера'. Часто
встречаются кости нерпы и в
приморских восточноприбал¬
тийских мезолитических стоян-
ках_ в пределах Литвы, Латвии,
Эстонии2. Мы определили их
в слоях неолитических стоянок
Нарва I—III на Балтике, на та¬
ких же стоянках у Беломорска
'Иностранцев А. А,
Доисторический человек
каменного века побережья
Ладожского озера. СПб.,
1882.
3	П а а в е р К. Л. Форми¬
рование териофауны и из¬
менчивость млекопитаю-
щи! Прибалтики в голоце¬
не, Тарту, 1965.

Нерпа в Онежском озере
29
и Кандалакши на Белом море
и из средневековых поселений
юга Ладожского озера — на
р. Волхов. Из плейстоценовых
отложений эпох существования
приледниковых водоемов и
трансгрессий Баренцева и Бал¬
тийского морей единичные ос¬
татки нерпы известны со сред¬
ней Печоры у селения Кипиево
и из моренных отложений юж¬
нее Ленинграда у селения Шап¬
ки.
Обычные находки костей
нерпы на стоянках и древние
рисунки на гранитных плитах
(петроглифы) в Карелии сви¬
детельствуют об успешной охо¬
те на этого морского зверя в
мезолите и неолите з. Так, на
прионежских плоских камнях
Пери Носа в петроглифах най¬
дена фигура, которую можно
принять за тюленя.
По мнению К. К. Чапско-
го4, первичная подродовая
ветвь нерп (подвид Pusa)
оформилась еще в миоцене в
теплом внутреннем море —
Тетисе. Холодовыносливым ви¬
дом, тяготеющим к кромке
льдов полярного бассейна в
Северной Атлантике, нерпа ста¬
ла, вероятно, в раннем плей¬
стоцене. По представлениям
Дж. Дейвиса, с образованием
Европейского ледника единая
ранее популяция нерпы разде¬
лилась на западную и восточ¬
ноатлантическую популяции.
Нерпа ледниковой эпохи Запад¬
ной Атлантики послужила пред-
ковой формой для североаме¬
риканских нерп — Phoca his-
pida и Ph. h. soperi. В Восточ¬
ной Атлантике и прилежащих
бассейнах нерпа представлена
теперь четырьмя расами — бе¬
ломорской, балтийской, сай-
менской и ладожской. По мне-
3Равдоникас В. И.
Наскальные изображения
Онежского озера и Белого
моря. М.—Л., 1936—1938.
Савватеев Ю. А. За-
лавруга. Археологические
памятники низовьев реки
Выг. Ч. I, Петроглифы. Л.,
1970.
*4 а п с к и й К. К. Роль
Полярного бассейна в ис¬
тории ластоногих.— В сб.:
Кайнозойская история По¬
лярного бассейна и ее
влияние на развитие ланд¬
шафтов северных террито¬
рий. Л., 1968.
Остатки нерпы из стоянки Кла-
довец II на Онежском озере:
1	—локтевая кость современной
ладожской нерпы; 2—верхний
эпифиз правой локтевой кости;
Э	— зубовидный отросток вто¬
рого шейного позвонка; 4 —
фрагмент средней части правой
берцовой кости.
нию Дейвиса, первой обособи¬
лась беломорская нерпа —
Ph. h. pomorum, которая рас¬
селилась вдоль норвежского и
мурманского побережий. Появ¬
ление других рас нерпы этой
группы связано с этапами раз¬
вития Балтийского моря в пос-
леледниковье. Балтийская впа¬
дина в позднеледниковое вре¬
мя была занята балтийским
приледниковым	озером5.
С проникновением морских вод
в Балтийскую впадину в эпоху
аллередского потепления, око-
SM арков К. К., Ве¬
личко А. А., Л а з у-
ков Г. И., Никола¬
ев В. А. Плейстоцен.
М., 1968.
ло 1 1 тыс. лет назад образова¬
лось 1-е Иольдиевое море.
Вторичное осолонение Балтики
и образование 2-го Иольдиево-
го моря совпадает с началом
послеледниковья и освобожде¬
нием Средней Швеции от ма¬
терикового льда (9 тыс. 500 лет
назад). Очевидно, нерпа осела
в Сайменском и Ладожском
озерах после регрессии Иоль-
диева моря.
Проще всего предполо¬
жить, что и в Онежское озеро
нерпа проникла, как и в Ла¬
дожское, с водами Иольдиево-
го моря. Однако Д. Д. Квасов6
утверждает, что воды Иольдие-
вого моря не проникали в
Онежскую котловину, где всег¬
да был пресный водоем. О
пресноводности Онежского
озера в послеледниковую эпоху
свидетельствует и состав диато¬
мовых водорослей в донных от¬
ложениях7.
Вероятнее всего, нерпа
проникла в Онегу из Ладожско¬
го озера по р. Свири. Однако,
путь проникновения нерпы в
Онежское озеро из Белого мо¬
ря по системе приледниковых
озер по мере таяния ледника
проблематичен.
Причины исчезновения
нерпы в Онежском озере пока
непонятны. Возможно, неблаго¬
приятная ледовая обстановка на
озере приводила к регулярной
гибели приплода и взрослых
особей, или нерпа была истреб¬
лена неолитическими людьми,
заселявшими полуострова и
острова северного побережья
Онеги.
Время вымирания онеж¬
ской нерпы, вероятно, будет со
временем уточнено при даль¬
нейших археологических рас¬
копках прибрежных Онежских
поселений.
‘Квасов Д. Д. О по¬
слеледниковой истории
Онежского озера.— В кн.:
Предварительные резуль¬
таты работ комплексной
экспедиции по исследова¬
нию Онежского озера.
1968, вып. 4.
'Давыдова Н. Н.
Диатомовый анализ от¬
ложений Онежского озе¬
ра. В кн.: Предваритель¬
ные результаты работ
комплексной экспедиции
по исследованию Онеж¬
ского озера. 1968, вып. 4.

30 Физика	«Природа», 1979, № 4
Сверхпроводящие материалы в современной технике
Н. Д. Черноплеков
Николай Алексеевич Черноплеков, доктор физико-математических
наук, начальник отдела физики твердого тела Института атомной
энергии им. И. В. Курчатова. Основные научные интересы связаны
с изучением структуры и спектров возбуждения кристаллов;
свойств водорода в аномальных состояниях; с ядерно-фиэи-
ческими исследованиями в физике твердого тела; со Сверх¬
проводимостью и вопросами ее практического использования.
Лауреат Государственной премии.
При охлаждении некоторых метал¬
лов, сплавов и соединений до достаточно
низких температур их электросопротив¬
ление скачком падает до нуля. Впервые
это явление наблюдал в 1911 г. Г. Камер-
линг-Оннес. Оно было названо сверхпрово¬
димостью. Лишь через 46 лет в работе
Дж. Бардина, Л. Купера и Дж. Шриффера
этот эффект нашел удовлетворительное
теоретическое объяснение. Свое дальней¬
шее развитие теория сверхпроводимости
получила в работах советских физиков
Н.	Н. Боголюбова и Л. П. Горькова.
Красивое и загадочное явле¬
ние сверхпроводимости практически до
середины 50-х годоз исследовалось в не¬
многих лабораториях, располагавших воз¬
можностью проводить эксперименты при
температура.., близких к абсолютному
нулю. Но затем произошел резкий поворот
в отношении к проблеме, который можно
было сравнить буквально со взрывом. Это¬
му способствовало несколько обстоя¬
тельств. Здесь и развитие техники получе¬
ния низких температур, и появление теоре¬
тических работ, объяснявших природу
сверхпроводящего состояния, и предсказа¬
ние А. А. Абрикосовым нового класса
сверхпроводников —- сверхпроводников
2-го рода, и их экспериментальное обнару¬
жение, и, конечно, открытие макроскопи¬
ческих проявлений квантовой природы
сверхпроводящего состояния (эффектов
Джозефсона и квантовой интерференции).
Не последнюю роль сыграло отчет¬
ливое понимание удивительных перспектив
практического использования сверхпровод¬
ников в различных отраслях техники и про¬
мышленности — в энергетике, электротех¬
нике, атомной технике, приборостроении
и т. д. Специалисты уже давно понимали
значение такого использования. Но только
успехи экспериментального и теоретиче¬
ского исследований, достигнутые в конце
50-х — начале 60-х годов, дали реальную
возможность приступить к работам по
практическому применению сверхпро¬
водимости.
Ниже будет рассказано о двух на¬
правлениях в этой области: технических
сверхпроводящих материалах и создании
крупных сверхпроводящих магнитных сис¬
тем,
О	СВОЙСТВАХ СВЕРХЛРОВОДНкКОв
Электрические и магнитные свойства
сверхпроводников необычны. Электриче¬
ское сопротивление сверхпроводника при
охлаждении его ниже температуры пере¬
хода в сверхпроводящее состояние, т. е.
критической температуры, считается рав¬
ным нулю. Затухание тока в сверхпрово¬
дящем кольце не наблюдается в течение

Сверхпроводящие материалы в современной технике
31
года. В слабом магнитном поле сверхпро¬
водник ведет себя как идеальный диамаг¬
нетик. Магнитное поле как бы «выталки¬
вается» из сверхпроводника при охлажде¬
нии его ниже критической температуры.
Этот эффект был обнаружен в 1933 г. и
называется эффектом Мейснера.
Достаточно сильное магнитное поле
может разрушить сверхпроводимость. По¬
роговое значение магнитного поля, необ¬
ходимое для разрушения сверхпроводи¬
мости (Не —критическое поле), зависит
от температуры. При критической темпера¬
туре критическое поле равно нулю.
В настоящее время известны два
типа сверхпроводников: 1 и 2 рода. Сверх¬
проводники 1 рода, или мягкие сверхпро¬
водники, как правило,— это чистые метал¬
лы. К сверхпроводникам 2 рода обычно
относятся сплавы и металлы с примесями.
Величина Нс для сверхпроводников 1 рода
слишком низка, чтобы применять их для
создания катушек сверхпроводящих маг¬
нитов.
Сверхпроводники 2 рода обладают
сверхпроводящими свойствами вплоть до
поля называемого верхним критиче¬
ским полем. Значение HCj может в сотни
раз превосходить значение Нс, получаемое
из термодинамических расчетов. При
этом в слабых полях, меньших чем нижнее
критическое поле НС|| сверхпроводник
2 рода ведет себя как сверхпроводник
1	рода—он идеальный диамагнетик. Ме¬
жду нижним HCl и верхним Нс2 критиче¬
скими полями эффект Мейснер,а проявля¬
ется неполностью. Магнитное поле частич¬
но проникает в сверхпроводник в виде
квантов магнитного потока, так называе¬
мых флюксоидов, и сверхпроводник на¬
ходится в особом «смешанном» состоя¬
нии. В этом состоянии в сверхпроводнике
2	рода с большим количеством специаль¬
но созданных дефектов (жесткий сверх-
провддник) флюксоиды, пронизывающие
сверхпроводник, закреплены на дефектах
структуры материала. Поэтому протекание
постоянного тока по нему не вызывает
движения флюксоидов и, следовательно,
джоулевых потерь. Здесь возможна реали¬
зация плотностей тока в сотни тысяч ампер
на см2 при величине поля 10 Т и более.
Именно такие сверхпроводники приме¬
няются для создания сверхпроводящих
магнитов.
Уже созданы крупные сверхпрово¬
дящие магнитные системы с индукцией
поля несколько тесл и запасенной энер¬
гией несколько сотен мегаджоулей. Капи¬
тальные затраты на сооружение сверхпро¬
водящих магнитных систем, как правило,
сравнимы или даже ниже затрат на соору¬
жение аналогичных систем из обычных ма¬
териалов, а эксплуатационные затраты в
сотни раз ниже.
Очевидно, что создать надежные
сверхпроводящие магнитные системы раз¬
личного назначения можно, лишь распола¬
гая определенным набором технических
сверхпроводящих материалов. Кроме того,
необходим опыт проектирования, изготов¬
ления и эксплуатации сверхпроводящих
магнитных систем. Нужны также и крио¬
генные устройства, надежно обеспечиваю¬
щие требуемый температурный уровень
работы таких систем (как правило, 4,2 К).
СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ МАТЕРИАЛЫ
ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВА¬
НИЯ
К настоящему времени открыто бо¬
лее 2000 сверхпроводящих сплавов и со¬
единений и число их продолжает непре¬
рывно расти. Во многих лабораториях мира
ведутся активные поиски сверхпроводни¬
ков с еще более высокими критическими
параметрами, в первую очередь — с бо¬
лее высокой критической температурой.
Однако из всего многообразия известных
сверхпроводников интерес для технического
освоения представляет небольшое число
сплавов и интерметаллических соединений.
Во всех крупных сверхпроводящих
магнитных системах, изготовленных в по¬
следние годы, использованы материалы на
основе ниобий-титанового сплава. Несмот¬
ря на свои относительно невысокие крити¬
ческие параметры, сплав завоевал лиди¬
рующее место среди технических сверх¬
проводников главным образом из-за своей
технологичности как в производстве про¬
водов, так и при изготовлении из них маг¬
нитов. Достигнутыми к настоящему време¬
ни успехами прикладная сверхпроводи¬
мость обязана этому материалу. Но путь
к этим успехам оказался сложным.
Сверхпроводящий провод в обмотке
магнита работает в метастабильном состоя¬
нии. Возмущение достаточной величины
может вывести его из сверхпроводящего
состояния. Действительно, например, для
ниобий-титана при средних значениях ве¬
личины поля~ 6 Т при температуре жид¬
кого гелия температурный запас (разница
между критической и рабочей температу¬
рами) составляет всего около 2 К. Следо¬
вательно, достаточно тепловыделений мае-

32
Н. А. Черноплеков
Критические характеристики сверхпроводников,
представляющих практический интерес
Материал
Критическая
температура,
К
Критическое
поле при
4.2 К. Т
Nb—Zr
9—11
7—9
Nb—Ti
8—10
9—13
NbaSn
17—18
22—26
NbjAl, __xGex
~20
41
Nb.Ga
~20
34
Nb.Ge
~21 (23,2)
37
V.Ga
14,5
21
V,Si
17
23
Me„ MogSg
10—14
50—60
штаба 10~3 Дж/смз, чтобы разрушить
сверхпроводящее состояние.
Причины возникновения таких воз¬
мущений разнообразны. Они могут быть
обусловлены как внешними для провода
воздействиями (механическими, тепловы¬
ми, магнитными), так и внутренними (на¬
пример, неустойчивостью магнитного по¬
тока в сверхпроводнике).
С неустойчивостью движения маг¬
нитного потока в сверхпроводнике физики
встретились в самом начале практического
использования сверхпроводимости. Они
начали активно делать соленоиды из откры¬
тых в начале 60-х годов сверхпроводящих
материалов. Однако реализовать ту высо¬
кую плотность тока, которую показывали
материалы в коротких образцах, в соле¬
ноидах не удавалось. Плотности тока в них
были в несколько раз меньше, чем в корот¬
ких образцах. Последствия такого явления
именовали «20-амерной катастрофой»,
поскольку тогда использовался в основ¬
ном провод диаметром- 1 /4 мм, и его ра¬
бочий ток оказался всего 20 А. Было и еще
одно название — деградация материала
в соленоиде. Драматизм ситуации усугуб¬
лялся тем, что после перехода в нормаль¬
ное состояние соленоид, как правило, по-,
гибал — в нем выгорала часть обмотки.
Выгорание происходило из-за электриче¬
ского пробоя: энергия, запасенная в маг¬
нитном поле всего соленоида, выделялась
на перешедших в нормальное состояние
витках. Было необходимо стабилизировать
ток в обмотке сверхпроводящего соле¬
ноида.
Исследования показали, что основ¬
ной причиной эффекта деградации явля¬
ется скачкообразное проникновение маг¬
нитного поля в сверхпроводник. Когда при
возрастании тока и поля в соленоиде элект¬
ромагнитная сила взаимодействия флюк-
соида с током становится больше силы,
удерживающей флюксоид на дефекте,
возникает срыв флюксоида. Срыв флюк-
соида обязательно сопровождается выде¬
лением тепла и повышением локальной
температуры. Это приводит к понижению
критических параметров, т. е. к ухудшению
условий существования остальных флюк-
соидов в закрепленном состоянии.
Происходит лавинообразный срыв флюк-
соидов, называемый скачком магнитного
потока. Если температура поднимается
выше критической, возникает зародыш
нормальной фазы, который в зави¬
симости от его размеров и теплоотдачи
может привести к переходу всего соле¬
ноида в нормальное состояние.
Очевидно, что стабилизировать
сверхпроводящее состояние соленоида
можно двумя способами'. Первый заклю¬
чается в том, чтобы не допустить появле¬
ния скачков потока, приводящих к воз¬
никновению нормальной фазы. Второй
сводится к созданию условий, при которых
нормальная фаза не распространялась бы
по токонесущему элементу и не выводила
весь соленоид из сверхпроводящего
состояния. В первом случае говорят
о «внутреннем» способе стабилизации
материала, во втором — о «стационар¬
ной» стабилизации.
Внутренне стабилизированные сверх¬
проводящие обмоточные материалы со¬
стоят из тонких нитей сверхпроводника,
окруженных нормальным металлом с вы¬
сокой электро- и теплопроводимостью
(медь, алюминий). Из них изготавливают
сравнительно небольшие магнитные си¬
стемы с запасенной в поле энергией, не
превышающей нескольких сотен кило¬
джоулей.
При создании крупных сверхпрово¬
дящих систем с энергией в десятки и сотни
мегаджоулей используются сверхпроводя¬
щие материалы со стационарной стабили¬
зацией. В этом случае сверхпроводник за¬
нимает небольшой процент сечения мате¬
риала (от 5 до 15%, в зависимости от ве¬
личины системы), а остальное — стабили¬
зирующий металл. Конструкция обмотки,
используемой при этом, обеспечивает на¬
дежное охлаждение витков соленоида.
А в ряде случаев, если применяется так
называемое принудительное охлаждение
'Подробнее об этом см.: Самойлов Б.Н.
Свермпроводящий соленоид.— «Природа»,
1973, № 6.

Сверхпроводящие материалы в современной технике
33
магнитной системы, в теле самого провод-
ника предусматриваются специальные ка¬
налы для гелия. Возникший в результате
какого-либо возмущения участок нормаль¬
ной фазы не распространяется на весь
соленоид, так как окружающий нормаль¬
ный металл способствует быстрому охлаж¬
дению нити и отводу тепла в гелий. В это
же время нормальный металл восприни¬
мает на себя большую часть тока, выходя¬
щего из нормального участка сверхпровод¬
ника. Этим он также облегчает условия
охлаждения сверхпроводящей нити и воз¬
врата ее в сверхпроводящее состояние.
Исследовав свойства коротких образ¬
цов и их поведение в обмотках, удалось
сформулировать технические требования
к материалам и конструкциям токонесу¬
щих элементов для разных сверхпрово¬
дящих магнитных систем. Сверхпроводя¬
щие материалы должны обладать высоки¬
ми критическими параметрами — темпе¬
ратурой, полем и высокой токонесущей
способностью; быть устойчивыми как к воз¬
мущениям внутренним — типа неустойчи¬
вости движения магнитного потока, так
и к возмущениям, вызванным внешним
воздействием. Обязательными являются
требования вполне определенной механи¬
ческой прочности, строгих геометрических
размеров, минимальных тепловыделений
в динамических режимах, минимальных
диамагнитных эффектов.
Сверхпроводящие материалы долж¬
ны быть стабильны при хранении, эксплу¬
атации и надежны при переходе всей си¬
стемы в нормальное состояние. Послед¬
нее особенно важно, поскольку при таком
переходе невозможно полностью отвести
энергию из магнитной системы — часть ее
остается, нагревая систему, а это может
разрушить сверхпроводник.
Процесс изготовления сверхпрово¬
дящих материалов должен отличаться
технологичностью2. Это необходимо пото¬
2Сложность технологии получения такик
изделий совершенно очевидна. Более того,
многие приемы обработки слитков сверх¬
проводящего сплаве и других материалов
при производстве технических сверхпро¬
водников не имеют аналогии в металлургии.
Поэтому для производства сверхпроводя¬
щих материалов потребовалось создать
совершенно новые металлургические ме¬
тоды, специальное оборудование и осна¬
стку. Несмотря на имеющиеся трудности,
уже найдены достаточно удобные техно¬
логические решения, которые позволили
наладить выпуск широкого ассортимента
сверхпроводящих материалов.
му, что технический сверхпроводник с боль¬
шим количеством нитей, как правило, яв¬
ляется сложной (композитной) системой,
состоящей из материалов с различными
механическими, теплофизическими, элект¬
рическими свойствами. Он содержит от
десятков до многих тысяч скрученных
сверхпроводящих нитей диаметром до не¬
скольких микрон и толщиной прослоек
нормального металла между нитя¬
ми ~ 1 мкм .
ТЕХНИЧЕСКИЕ СВЕРХПРОВОДНИКИ
НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕ¬
СКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Создание сверхпроводящих магнит¬
ных систем из материалов на основе ин¬
терметаллических соединений (Nb3Sn,
V3Ga и др.) открывает заманчивые возмож¬
ности. Наиболее очевидной из них являет¬
ся расширение диапазона рабочих полей
сверхпроводящей магнитной системы. Но
' более общей, и во многих случаях более
важной, представляется перспектива либо
повысить рабочую температуру сверхпро¬
водящей магнитной системы, либо темпе¬
ратурный запас, т. е. разность между кри¬
тической и рабочей температурами этого
материала в магните. Поскольку вблизи
абсолютного нуля внутренняя энергия
материала резко возрастает с температу¬
рой, сверхпроводящие магнитные системы,
изготовленные из интерметаллических
сверхпроводников, в 10—100 раз более
устойчивы к различным возмущениям.
Это свойство интерметаллидов очень важ¬
но, так как сегодня проблема устойчиво¬
сти и надежности сверхпроводящих маг¬
нитных систем является одной из решаю¬
щих.
Преимущества сверхпроводящих
материалов на основе интерметаллических
соединений были оценены и физиками,
и технологами с самого начала работ по
прикладной сверхпроводимости. Однако
широкое применение этих материалов до
настоящего времени сдерживалось в пер¬
вую очередь из-за чрезвычайной хрупкости
интерметаллидов. Хрупкость создавала
большие трудности при получении изделий
необходимых форм и размеров. Однако
очевидные преимущества интерметалли¬
ческих соединений стимулировали интен¬
сивное развитие работ по получению на
их основе технических сверхпроводников.
В результате практически одновре¬
менно в Советском Союзе и за рубежом
были разработаны методы изготовления
сверхпроводников с большим количеством
2 «Природа» № 4

34
Н. А. Черноплеков
*$**
**яд
I/,...;:.;.;.,
МИШ
ЯШ !Ш$
*!•
<0%
§Ш£&
шт:
. V ..'JV ■■
-.кЙвиЧ

СвеР*проводнщие материалы в современной те*нике
35
Сечения внутренне стебилизмрованньи caapi-
проводящи» материалов. Тонкие нити сверх¬
проводника окружены металлом с высокой злект-
«о- и теплопроводностью.
Сверхпроводящий материал со стационарной
стабилизацией. Сверхпроводник занимает от
I до 15% сечения материала (внизу слева).
фрагмент сечения провода на основе интерметал-
лидов. Диаметр провода 1 мм, количество нитей
ннтерметаллида |ииобий-олово| 7225 при диа¬
метре 5 мкм | в и и з у справа).
Фото D. И. Ободзннского.
нитей интерметаллида. Эти способы осно¬
ваны на совместном деформировании за¬
готовки из оловянистой бронзы с вставлен¬
ными в нее стержнями из ниобия или заго¬
товки из гелиевой бронзы с ванадиевыми
стержнями. В результате такого деформи¬
рования получается провод необходимого
сечения.
При последующей термообработке
либо самого провода, либо готового изде¬
лия из него в ходе химической реакции об¬
разуются токонесущие нити интерметал¬
лического соединения. Иными словами,
после термообработки нити, которые пер¬
воначально состояли, например, из чисто¬
го ниобия, превращаются в ниги ниобий-
олова. Этот материал имеет более высо¬
кие критическую температуру (18 К) и
критическое поле (около 22 Т) вместо
10	К и 10—12 Т, характерных для ниобий-
титанового материала.
Стабилизация материала металлом
с высокой проводимостью осуществляется
двумя способами. Можно нанести металл
электролитическим методом после термо¬
обработки. А можно проводить совмест¬
ную обработку. Но в этом случае стабили¬
зирующий металл, во избежание отравле¬
ния оловом, отделяется от бронзы метал¬
лической прослойкой, не реагирующей
с оловом. Промышленность успешно ос¬
воила эту сложную технологию интерме¬
таллических сверхпроводников и приступи¬
ла к их выпуску. Опробованные в сверхпро¬
водящих магнитных системах, они оправ¬
дали возлагавшиеся на них надежды.
В качестве примера можно привести
результаты испытания одной из таких си¬
стем. Из провода на основе ниобий-олова
с сечением 2x27 мм2 и числом нитей бо¬
лее 150 тыс. был создан соленоид с внут-
Саерхпроводящая установка лабораторного
масштаба, называемая универсальным испытатель¬
ным соленоидом. В саершроаодящей магнитной
системе зтой установки удается реализовать
предельное значение магнитного поля: 9,1—
9,5 Т. Это рекордное значение магнитного поля
для материала на основе ниобий-тнтана при
температуре жидкого гелия. Соленоид компактен
(наружный диаметр — 160 мм, внутренний —
40 мм, высота — 200 мм|, может работать с от¬
ключенным источником питания. Установка имеет
несколько модификаций: для оптически! иссле¬
дований, мессбауэроаскиж, нейтронных и т. д.
Фото В. И. Ободзннского.
2*

36
Н. А. Черноплеков
ренним диаметром 240 мм, наружным —
520 мм, высотой 440 мм. Эта система ис¬
пытывалась как в собственном поле, так и
в наружном поле (~4 Т) ниобий-титанового
соленоида-! Результаты испытания таковы,
что в собственном поле критический ток
составлял 7,1 кА, поле на обмотке около
11	Т и механическое напряжение на витке,
вызванное пондермоторными силами,
15 кН/см2. Во внешнем поле эти величины
были соответственно 5 кА, 12Т и
12,5 кН/см2. Никакой деградации токонесу¬
щей способности материала не наблюда¬
лось. Надо сказать, что эти механические
напряжения эквивалентны напряжениям,
возникающим в очень крупных системах
диаметром 2—3 м и с индукцией поля на
обмотке 7—8 Т. Следовательно, провод
пригоден для создания достаточно круп¬
ных систем.
В настоящее время разработана ши¬
рокая номенклатура технических сверх¬
проводящих материалов как на базе де¬
формируемых сплавов, так и интерметал¬
лических соединений и налажено их про¬
мышленное производство. Для создания
сверхпроводящих магнитных систем раз¬
личного назначения выпускаются совре¬
менные технические сверхпроводящие ма¬
териалы. Работы по совершенствованию
этих материалов продолжаются. Основны¬
ми направлениями этих работ являются: по¬
вышение качества и снижение себестоимо¬
сти выпускаемых материалов; создание но¬
вых материалов, особенно для крупных
систем; создание материалов на основе
сверхпроводников с более высокими кри¬
тическими параметрами; создание мате¬
риалов, стабилизированных алюминием
или алюминием в медной оболочке и т. д.
СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ МАГНИТНЫЕ
СИСТЕМЫ ДЛЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕ¬
ДОВАНИЙ
Естественно, что первой областью
широкого практического использования
сверхпроводимости оказалась собственно
область физических исследований — физи¬
ка твердого тела, ядерная физика и т. п.
Здесь весьма нужны системы с сильными
магнитными полями. Применение в таких
системах обычных материалов приводит
к усложнению установок и потреблению
ими большой мощности. Для простого ла¬
бораторного соленоида с отверстием
4—5 см и индукцией поля 10 Т источник
питания должен иметь мощность~2 МВт.
В то же время такой соленоид из сверх¬
проводящих материалов вместе с крио¬
статом, необходимым для поддержания
низких температур, представляет собой
компактную установку, практически не
потребляющую энергии. И поэтому, если
в лаборатории есть жидкий гелий, безус¬
ловно, предпочтение отдается сверхпрово¬
дящему магниту.
Достичь более высоких значений по¬
ля в таких магнитах можно, если понижать
рабочую температуру. Для этого есть не¬
сколько способов. Однако более рацио¬
нальный путь — это создание лаборатор¬
ных соленоидов из сверхпроводящих ма¬
териалов на основе ниобий-олова или ва¬
надий-галлия. В них можно получить поля
15—17 Т при температуре 4,2 К и в прин¬
ципе вполне реально создать более высо¬
кие поля.
Во многих физических исследованиях
необходимо использовать стационарные
поля еще большей напряженности. И здесь
чрезвычайно плодотворной оказывается
идея комбинирования сверхпроводящей
обмотки с обмоткой из нормального ме¬
талла3. (Эта идея была высказана неза¬
висимо в Советском Союзе и в США.)
Одним из интересных направлений
в современной прикладной сверхпроводи¬
мости является использование сверхпро¬
водящих магнитных систем для исследо¬
ваний по физике высоких энергий. Это
электромагнитные системы ускорителей,
каналов транспортировки и сепарации пуч¬
ков, разнообразные детектирующие си¬
стемы. В качестве примера можно приве¬
сти установку «Гиперон-1», предназначен¬
ную для исследования частиц с малым
временем жизни.
Для исследований по физике высо¬
ких энергий создан ряд других установок,
использующих сверхпроводящие магнит¬
ные системы с постоянным полем. Успеш¬
ная эксплуатация установок подтвердила
эПодробнее об этом см.: Ч ер ем-
н ы х П. А. Свер х с ил ьные магнитные по¬
ля.— «Природа», 1974, № 12.
Установка «Гиперон-1», предназначенная для
исследования частиц с малым временем жизни.
Свержпроводящая магнитная система этой уста¬
новки состоит из двук катушек, отстоящих друг
от друга на расстоянии 0,18 м, и имеет диаметр
1 м с индукцией поля 6 Т.

Сверхпроводящие материалы в современной технике
37

38
Н. А. Черноплеков
Установка ЛИН-5, предназначенная для исследо¬
вания накопления и устойчиаостн плазмы в от¬
крыты! ловушнаж.
Фото В. И. Ободзннского.
хорошую надежность этих систем и эко¬
номическую целесообразность их приме¬
нения. Причем некоторые из установок,
например упоминавшиеся установки «Ги-
перон-1», без использования сверхпрово¬
дящих материалов ш рамках разумных ин¬
женерных решений вообще не могли быть
созданы.
Одной из трудных задач, стоящих
перед специалистами по ускорительной
технике, является создание ускорителя
следующего поколений на энергию 1,5—
3	тыс. ГэВ. Речь идет о кольцевом уско¬
рителе (синхротроне), в котором основные
магниты работают в импульсном режиме.
Экономические соображения не позволя¬
ют строить ускорители на такую энергию
без использования сверхпроводящих маг¬
нитных систем. Но на эти системы для
синхротрона накладывается дополнитель¬
ное требование устойчивой работы на
переменном токе частоты ~0,1 Гц и ми¬
нимальных тепловыделений в таком ди¬
намическом режиме. В результате возник¬
ла необходимость в разработке специаль¬
ного сверхпроводящего материала (обмо¬
точного провода) для сверхпроводящих
магнитных систем с переменным магнит¬
ным полем.
В настоящее время уже созданы и
испытаны модели таких импульсных сверх¬
проводящих магнитных систем для син¬
хротрона, и это позволило приступить к

Сверхпроводящие материалы в современной технике
39
Установка Токамаи-7. предназначенная для ис¬
следований по управляемому термоядерному
синтезу. В ней впервые а мире использована
сверхпроводящая магнитная система тороидаль¬
ного поля.
Фото В. И. Ободзинсиого и А. А. Ульянина.
проектированию сверхмощного ускорите¬
ля для Института физики высоких энергий
АН СССР в Серпухове.
СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ МАГНИТНЫЕ
СИСТЕМЫ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
УСТРОЙСТВ
Широкое использование сверхпро¬
водящие материалы находят при создании
сверхпроводящих магнитных систем и ус¬
тановок для исследований по проблеме
управляемого термоядерного синтеза и
других источников энергии. Расчеты пока¬
зывают, ч.то в термоядерной электростан¬
ции будущего на основе токамаков делать
обмотку из нормальных металлов не имеет
смысла: почти вся вырабатываемая энер¬
гия будет расходоваться на питание обмот¬
ки основного поля. Поэтому термоядерные
реакторы будущего с магнитной изоля¬
цией плазмы невозможно представить без
сверхпроводящих магнитных систем. Одна¬
ко такие системы нужны не только для
термоядерных установок будущего. Они
настоятельно необходимы уже сейчас, в
современных установках для исследований
по физике плазмы.
Достаточно напомнить, что в таких
самых крупных установках, как Токамак-10
в Советском Союзе и большой токамак
PLT в США (Принстон), требуются мощно¬

40
Н. А. Черноплеков
сти более 100 МВт для питания обмоток
основного поля. Исследовательским уста¬
новкам следующего поколения будут не¬
обходимы мощности на порядок больше,
т. е. для их питания понадобится строи¬
тельство специальных электростанций.
У нас в стране первая работающая
на плазменный эксперимент сверхпрово¬
дящая магнитная система погружного типа
(система охлаждается окружающим ее
жидким гелием) была создана в конце
1972 г. Эта система действует в установке
ЛИН-5, предназначенной для исследования
накопления и устойчивости плазмы в от¬
крытых ловушках. Сверхпроводящая маг¬
нитная система установки представляет
собой так называемый расщепленный со¬
леноид с полем в центре 2,4 Т, в зерка¬
лах — 5 Т и на обмотке 5,8 Т. Запасенная
энергия этой системы ~0,5 МДж. В уста¬
новке осуществлялись инжекция быстрых
нейтральных атомов и подавление неустой¬
чивости плазмы методом обратных связей.
ЛИН-5 успешно эксплуатировалась более
4	лет. Она продемонстрировала существен¬
ное упрощение плазменно-физического
эксперимента, позволив отказаться от
мощных источников питания. Установка
дала начальный опыт эксплуатации сверх¬
проводящих магнитных систем для тер¬
моядерных исследований. Впоследствии
были созданы более мощные сверхпро¬
водящие магнитные системы для устано¬
вок по исследованию проблем управляе¬
мого термоядерного синтеза.
Но, по-видимому, наиболее сущест¬
венный результат достигнут при разработ¬
ке сверхпроводящей магнитной системы
для установки токамак Т-7. Эта разработ¬
ка была начата в 1974 г., в 1976 г. завер¬
шились испытания отдельных секций-ок-
тантов тороидального соленоида основного
поля Т-7, а в конце 1977 г.— начале 1978 г.
осуществлены сборка и испытание системы
в целом. Таким образом, была создана
первая в мире сверхпроводящая магнит¬
ная система тороидального поля для уста¬
новок типа токамак. Ее параметры: боль¬
шой радиус тора—1,22 м, средний ра¬
диус катушек — 0,5 м, поле на оси тора
при токе 6 кА — 3 Т, объем поля 6 м3
и запасенная энергия 20 МДж. В этой
системе применено принудительное ох¬
лаждение обмотки соленоида, выполнен¬
ной из специального материала с канала¬
ми для циркуляции гелия. Дело в том,
что в крупных системах со сложной гео¬
метрией поля использование принудитель¬
ного охлаждения в противоположность
традиционному погружному способу дает
ряд ощутимых преимуществ. К ним от¬
носятся: улучшение теплоотдачи, уп¬
рощение механического крепления и ус¬
ловий для электроизоляции, упрощение
конструкции криостата и уменьшение ко¬
личества гелия, требующегося для запол¬
нения и охлаждения системы.
Опыт, накопленный при создании
сверхпроводящих магнитных систем для
исследовательских установок термоядер¬
ного синтеза, позволил приступить к раз¬
работке значительно более крупных си¬
стем, предназначенных для прототипов
термоядерных реакторов.
К этим работам вплотную примыкают
работы по созданию сверхпроводящих
магнитных систем для каналов МГД-гене-
раторов и накопителей энергии.
В МГД-электростанциях будущего,
так же как и в термоядерных реакторах,
необходимо использовать сверхпроводя¬
щие магнитные системы. В противном слу¬
чае большая часть электроэнергии будет
уходить на собственные нужды МГД-гене-
ратора. Именно поэтому в сложной про¬
блеме МГД-преобразования энергии со¬
здание сверхпроводящих магнитных систем
для каналов генераторов занимает важное
место. Интересные результаты в этом на¬
правлении получены у нас в стране при
разработке и испытании моделей таких
систем для каналов стационарных МГД-
генераторов (в том числе, модель с раз¬
мерами 0,4X0,7X0,8 м и индукцией 4 Т)
и для импульсных МГД-генераторов боль¬
шой мощности. В настоящее время в СССР
и в США начаты разработки сверхпрово¬
дящих магнитных систем для каналов
МГД-генераторов промышленных электро¬
станций мощностью 500—600 тыс. кВт, со¬
оружение которых предполагается осуще¬
ствить в течение ближайшего десятилетия.
Сверхпроводящие индуктивные на¬
копители электромагнитной энергии пред¬
ставляют собой пример одного из уни¬
кальных технических использований явле¬
ния сверхпроводимости. Эти накопители
могут хранить энергию неограниченно
долго. Плотность энергии, запасаемой в
магнитном поле накопителя, на два поряд¬
ка больше, чем в емкостном накопителе
(конденсаторной батарее), а отдаваемые
импульсные мощности могут достигать
величин в десятки миллионов киловатт.
Время вывода энергии из сверхпроводя¬
щего накопителя, в зависимости от его
конструкции и запасенной энергии, может
составлять величину от тысячных долей
секунды до часов. Такие индуктивные на¬
копители весьма перспективны не только

Сверхпроводящие материалы в современной технике
41
для питания импульсных нагрузок, но и
для регулирования производства и потреб¬
ления электроэнергии в целых энергоси¬
стемах. Естественно, что разработке сверх¬
проводящих накопителей энергии уделяет¬
ся большое внимание. Пока здесь созданы
лишь модельные системы, но и они весьма
интересны.	Например,	накопитель
«СПИН-2» при запасенной энергии
л^1,5 МДж, токе ~10 кА, напряжении вы¬
вода — 50 кВ и времени вывода энер¬
гии 0,005 с обеспечивает мощность
~500 тыс. кВт. Сейчас разрабатываются
более крупные накопители. Предполагает¬
ся использовать их для компенсации низ¬
кочастотных колебаний мощности в ло¬
кальных энергосистемах.
Совершенно очевидно, что приве¬
денные примеры практического использо¬
вания сверхпроводимости для нужд новой
техники не исчерпывают всего многооб¬
разия этих работ.
ДРУГИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗО¬
ВАНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МАГ¬
НИТНЫХ СИСТЕМ
В настоящее время широким фрон¬
том проводятся работы по использованию
сверхпроводимости в электромашино¬
строении. Объясняется это тем, что воз¬
можности традиционных электротехниче¬
ских материалов оказались исчерпанными.
Ведь эффективность электрической маши¬
ны зависит от плотности тока в обмотке,
от напряженности поля в зазоре и скоро¬
сти вращения. Скорость вращения опреде¬
ляется прочностными характеристиками
материалов. А в плотности тока и напря¬
женности поля в традиционных материа¬
лах все размеры фактически использова¬
ны, и без применения сверхпроводимости
прогресс в этой области невозможен. Сей¬
час проводятся испытания целого ряда
очень крупных электрических машин со
сверхпроводящими обмотками, в том числе
испытание синхротронного генератора
мощностью 20 MB-А, который может быть
использован в энергосистеме. На повест¬
ке дня разработка электрогенераторов
со сверхпроводящими обмотками на мощ¬
ности ~300 тыс. кВт для промышленных
электростанций. Все большее значение
приобретает создание экономичных линий
электропередач с высокой пропускной
способностью. Это связано с ростом энер¬
гопотребления и определенной отдален¬
ностью районов производства электроэнер¬
гии от районов ее максимального потреб¬
ления. И здесь, как показывают предвари¬
тельные исследования, использование
сверхпроводящих материалов может сы¬
грать существенную роль. Речь, в первую
очередь, идет о передаче больших пото¬
ков электроэнергии на значительные рас¬
стояния и о вводе ее в крупные урбани¬
зированные районы потребления. Ожида¬
ется, что в сверхпроводящих линиях элект¬
ропередач потери электроэнергии будут
меньше, чем в обычных линиях.
Малые удельные веса сверхпроводя¬
щих магнитных систем и малые энергоза¬
траты, необходимые для поддержания в
них магнитного поля, позволили приступить
в ряде стран к работам по радикальному
изменению железнодорожного транспор¬
та— созданию скоростных поездов на маг¬
нитной подушке. По расчетам, скорость
таких поездов будет около 500—550 км'час
и эффективная высота парения около
250 мм. Для сравнения можно сказать,
что эффективная высота парения для элект¬
родинамического способа (при использо¬
вании обычных электротехнических мате¬
риалов) составляет 15—20 мм.
Начаты работы по использованию
крупных сверхпроводящих магнитных си¬
стем в горнорудной промышленности (для
дробления и обогащения руд), в системах
эффективной очистки сточных вод, в ме¬
дицине.
Сейчас трудно даже перечислить
все возможные направления технического
использования сверхпроводимости и де¬
тально предусмотреть его социальные и
экономические последствия. На наших
глазах фундаментальные исследования по
сверхпроводимости привели к рождению
новой области техники — прикладной
сверхпроводимости, ставшей одним из ре¬
шающих факторов научно-технического
перевооружения промышленности. Такова
логика физических исследований, и сверх¬
проводимость это еще раз продемонстри¬
ровала.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Зенкевич В. Б., Сычев В. В. МАГНИТНЫЕ СИ¬
СТЕМЫ НА СВЕРХПРОВОДНИКАХ. М., 1972.
Савицкий Е. М., Ефимов Ю. В., Козлова Н. Д.
и др. СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ МАТЕРИАЛЫ. М.,
1976.
СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ МАШИНЫ И УСТРОЙСТ¬
ВА. Сб. под ред. Фонера С., Шварца Б. (рус¬
ский перевод под ред. Клименко Е. Ю.). М.,
1977.

42 Геология
Земная кора под океаном
Г, Б. Рудник, Г. Л. Кашинцеа
Геология переживает на наших глазах
коренную перестройку, связанную с пре¬
вращением ее из науки о земной коре
континентов в науку о строении и истории
развития всей верхней оболочки Земли,
включая области, покрытые водами Миро¬
вого океана.
Земная кора под океанами отлича¬
ется от земной коры материков значитель¬
но меньшей толщиной и отсутствием под
океанами так называемого гранитного
слоя. На основании изучения характера и
скоростей распространения сейсмических
волн, было установлено, что океаническая
кора состоит из трех основных слоев.
Под относительно тонким первым
осадочным слоем, характеризующимся
скоростями упругих волн 1,5—3,0 км/с, за¬
легает второй слой. Состав его пород, су¬
дя по скоростным характеристикам (3,5—
6,4	км/с), должен быть близок к уплот¬
ненным осадкам или вулканогенным ба¬
зальтовым толщам. Толщина этого слоя
в среднем 1,5 км. Еще ниже располагается
пятикилометровый третий слой со скоро¬
стями продольных волн 6,6—7,2 км/с,
условно названный «базальтовым» и со¬
стоящий, как предполагалось, из кристал¬
лических основных пород типа габбро.
Были предложены и другие варианты со¬
става третьего слоя. Одно время большой
«Природа», 1979, N9 4
Григорий Борисович Рудник, кандидат геолого¬
минералогических наук, старший научный сотруд¬
ник Института океанологии им. П. П. Ширшова
АН СССР. Занимается изучением петрологии
магматических пород океана (справа).
Георгий Леонидович Кашинцев, кандидат геолого¬
минералогических наук, младший научный сотруд¬
ник того же института. Занимается изучением
петрологии магматических пород океана.
популярностью пользовалась концепция
Г. Хесса о серпентинитовой природе этого
слоя, возникшего в результате гидратации
оливина в перидотитах верхней мантии,
поднимающейся в процессе разрастания
морского дна. По мнению ряда других
исследователей, третий слой сформирован
метаморфизованными базальтами и амфи¬
болитами
Выделенные геофизиками три главных
слоя образуют так называемый нормаль¬
ный разрез океанической коры, под кото¬
рым залегают плотные ультраосновные
породы верхней мантии (или четвертый
слой), характеризующиеся сейсмическими
скоростями 7,7—8,2 км/с.
Таким образом, земную кору под
океанами удалось разделить на слои, но
вопрос, какие же породы слагают низы
разреза, остался открытым. Прежде о со¬
ставе слоев судили на основании сопостав¬
ления сейсмических данных с измерен¬
ными в лабораторных условиях скоростны¬
ми характеристиками различных горных
пород. Эта трактовка имеет в значительной
мере условный характер, так как многим
горным прродам различного состава свой¬
ственны близкие скоростные характери¬
стики, и наоборот, одни и те же горные по¬
роды, но подвергшиеся метаморфизму,
дроблению или другим воздействиям,

Земная кора под океаном
43
могут значительно отличаться по скоро¬
стям прохождения сейсмических волн.
Прямую информацию о горных поро¬
дах глубоких горизонтов мы стали получать
сравнительно недавно, используя методы
бурения океанического дна и деталь¬
ного погоризонтного опробования с по¬
мощью драг, а также отбор проб с есте¬
ственных обнажений горных пород на
морском дне глубоководными автоном¬
ными аппаратами.
Каждый из этих методов наряду с
достоинствами имеет и свои отрицатель-
С
ные стороны. Для бурения — это техниче¬
ские трудности, поскольку бурить нужно
на огромных океанических глубинах.
Уже несколько лет осуществляется про¬
грамма Международного проекта глубоко¬
водного бурения. К середине 1978 г. с
научно-исследовательского судна «Гломар
Челленджер» в океаническом дне пробу¬
рено более 450 скважин. На максимальную
глубину бур проник в экваториальной Ат¬
лантике — 676 м (скв. 395) и на южном
окончании Бермудского поднятия — 868 м
(скв. 418). В этих скважинах был получен
Ю
-	7000
м
-Ю00
-	5000
Схематический геологический профиль разлома
Ромаиш в Атлантическом океане, составленный
по материалам советских и зарубежных экспеди¬
ций, (Условные обозначения общие для всех
рисунков.) На южном склоне преобладают
глубинные ультраосновные породы, в то время
как на северном силоне на всех интервалах
глубин встречаются как ультраосновные, так и
основные разности пород, свойственные различ¬
ным слоям океанической коры.
□
О в
о
осадки
||~ ^ габбрс
ш —
Ш эвлеи‘
пз
□
IZZI
амфиболиты
гранулиты
долериты

44
Г. Б. Рудник, Г. Л. Кашинцев
материал огромной научной ценности, но
особенно интересующие нас глубокие го¬
ризонты достигнуты не были.
При бурении скважины 418 стояла
задача определить состав верхней части
второго слоя, имеющего сейсмические
скорости 3,5—4,5 км/с, и более плотной
его нижней части со скоростями продоль¬
ных сейсмических волн 5,5—6 км/с. Требо¬
валось выяснить, за счет чего возрастают
скорости в нижней части второго слоя: за
счет уменьшения прослоев осадочных и
рыхлых вулканогенных пород в базальтах
или за счет увеличения более плотных суб-
вулканических (т. е. застывших не достиг¬
нув поверхности) тел, рассекающих слои
базальтовых лав или внедрившихся по их
напластованию. Несмотря на большую глу¬
бину проникновения во второй слой, сква¬
жина 418 практически не вышла из его
верхней части. Поэтому в настоящее вре¬
мя до дальнейшего совершенствования
техники подводного бурения необходимой
информации о строении глубоких горизон¬
тов океанической коры этот метод не дает.
Очень важным в этом случае явля¬
ется метод последовательного драгирова¬
ния крутых многокилометровых уступов,
образуемых тектоническими разломами.
Естественно, что детальное опробование
обнажений горных пород на дне океана,
скрытых под толщей морской воды, пред¬
ставляет собой задачу не из легких. Од¬
на из основных трудностей такого рода
работ состоит в сложности получения точ¬
ной пространственной привязки поднятых
со дна образцов горных пород. Это свя¬
зано с самой сутью метода драгирования,
заключающегося в спуске на длинном мно¬
гокилометровом тросе черпательного сна¬
ряда — драги. Наиболее часто употребляе¬
мая сейчас драга представляет собой
металлический цилиндр диаметром 0,7—
1,0 м с зубчатой режущей кромкой.
К тыльной стороне драги прикреплен мно¬
гослойный сетчатый мешок, удерживаю¬
щий собранные обломки пород.
Процесс драгирования контролиру¬
ется с борта научного судна эхолотным
самописцем, непрерывно рисующим
рельеф дна под кораблем. Перемещение
драги по дну осуществляется в основном
за счет дрейфа судна. Максимальная точ¬
ность привязки к рельефу полученных при
этом образцов составляет ±100 м по глу¬
бине. Для построения общих геологиче¬
ских разрезов эта точность вполне доста¬
точна. А для более детальных разрезов
она может быть повышена за счет при¬
менения прикрепляемых к драге самопис¬
цев глубины, или пингеров — приборов
посылающих на эхолот сигналы о точном
местонахождении драги.
Большие возможности для изучения
геологии дна океанов таятся в использо¬
вании автономных обитаемых глубоковод¬
ных аппаратов, оснащенных манипулято¬
рами для отбора образцов.
Работы по изучению геологического
строения океанической коры ведутся уже
не первый год. В настоящее время океа¬
нологам известны схематические разрезы
земной коры под океаном, полученные в
разных районах земного шара. Такие раз¬
резы построены, например, на основании
материалов драгирования уступов в раз¬
ломах Атлантики и в глубоководных жело¬
бах. Наиболее детальные исследования
проведены в разломах Вима и Романш
(экваториальная Атлантика). Эти мощные
разломы характеризуются сложной, напря¬
женной тектоникой, вызвавшей значитель¬
ные блоковые перемещения коры.
В рельефе дна они выражены глубокими
впадинами с относительно пологими скло¬
нами, осложненными небольшими гребне¬
видными поднятиями и уступами. Южные
склоны впадин почти доверху сложены
серпентинитами — породами	глубоких
горизонтов, поднявшимися за счет верти¬
кальных блоковых перемещений.
Принято считать, что на северных
склонах обнажен нормальный разрез океа¬
нической коры. Здесь в результате много¬
численного драгирования были извлечены
на поверхность базальты, метабазальты,
габбро, метагаббро, серпентиниты. Однако
того распределения пород по слоям, ко¬
торое вытекает из сейсмической модели
строения океанической коры, получено не
было. Отсутствие такой слоистости, воз¬
можно, связано с тем, что здесь не только
на южных, но и на северных склонах до¬
лин, происходили сложные тектонические
перемещения масс горных пород, нару¬
шившие их первоначальное залегание.
Таким образом, выбор разломов эк¬
ваториальной Атлантики как объектов для
изучения закономерностей строения океа¬
нической коры (особенно ее глубоких го¬
ризонтов) оказался неудачным. По-видимо-
му, для решения этой задачи следовало вы¬
брать разломные структуры с более кру¬
тыми V-образными долинами, большими
перепадами высот на крутых склонах и
менее сложной блоковой тектоникой.
Именно такими структурами оказались
разломы Элтанин и Галапагосский, распо¬
ложенные на Восточно-Тихоокеанском
поднятии.

Земная кора под океаном
4S
Геолого-геофизическое изучение зо¬
ны разломов Элтанин проводилось в 24-м
рейсе научно-исследовательского судна
«Академик Курчатов»1. Один из наиболее
резко морфологически выраженных уча¬
стков этой зоны — впадина Хизена — пред¬
ставляет собой узкую V-образную долину
с высотой южного склона около 5 км.
На этом склоне были проведены последо¬
вательные драгирования от подножья до
верхней бровки.
С наибольших глубин (5200—5600 м)
драгой были подняты крупные остроуголь¬
ные глыбы амфиболитовых сланцев
пород, образовавшихся за счет изменения
в процессе метаморфизма океанических
базальтов. Тонкополосчатый рисунок этих
сланцев позволяет видеть, что они были
смяты в мелкие причудливые складки. Вы¬
ше по склону долины, на глубинах 3900—
4000 м, были драгированы серпентинизи-
рованные ультраосновные породы и не¬
большое количество пород, образовав¬
шихся на высокотемпературных стадиях
метаморфизма,— гранулитов. Еще вы¬
ше, с интервала глубин 1800—2000 м, бы¬
ли извлечены габброиды, а с глубины
1000 м — делериты и базальты. Самая
верхняя чвсть южного склона оказалась
сложенной океаническими базальтами, со¬
вместно с которыми здесь были обнару¬
жены также известняки, обломки отмер¬
ших кораллов, раковины моллюсков.
Таким образом, в зоне разломов
Элтанин собран материал, позволяющий
построить послойный, хотя и весьма схе¬
матический, разрез океанической коры на
глубину около 5 км.
Более детальный геологический раз¬
рез получен во впадине Хесса, располо¬
женной в западной части Галапагосского
разлома в экваториальной части Тихого
океана. Это впадина, образованная совре¬
менным расширением океанического дна,
на стыке трех литосферных плит (Тихо¬
океанской, Наска и Кокос), характеризу¬
ется долиной V-образной формы, с кру¬
тыми 'склонами и перепадом высот в
3000 м.
Впадина Хесса была изучена в трех
экспедициях советских научно-исследова-
тельских судов (8-й, 14-й рейсы «Дмитрия
Менделеева» и 24-й рейс «Академика
Курчатова»), в ходе которых на ее скло¬
нах был собран достаточно представитель¬
'Подробнее см.: «Природа», 1976, № 2,
с. 151 — 153.
ный материал. На северном борте впадины
было проведено глубинное сейсмическое
зондирование, позволившее Ю. П. Непроч-
нову построить геофизический разрез
земной коры для этого участка, хорошо
коррелирующий с результатами геологи¬
ческого опробования.
В этом разрезе верхний слой со ско¬
ростями сейсмических волн 3,5 км/с сло¬
жен шаровыми лавами базальтов. Толщи¬
на этого слоя около 800 м, причем под
отдельными вулканическими постройками
она, по-видимому, может быть больше.
Ниже находится слой со скоростями
5,5	км/с, в котором преобладают субвул-
канические фации базальтов-долеритов.
Толщина этого слоя — около 1,5 км. Пет¬
рографическое изучение его пород пока¬
зало, что здесь есть переходные разности
от микродолеритов до крупнозернистых
габбродолеритов. Такие наборы пород
свойственны достаточно мощным базаль¬
товым телам, застывшим на небольшой
глубине,— силлам или дайкам.
Таким образом, во втором слое мож¬
но выделить верхнюю часть, сложенную
шаровыми лавами, и нижнюю, в которой
наряду с лавами широко развиты более
плотные субвулканические породы.
Под этими породами в северном бор¬
ту впадины Хесса отмечен сейсмический
горизонт толщиной 2,5—3 км со скорост¬
ными характеристиками, свойственными
третьему слою земной коры (6,8 км/с).
Породы, поднятые драгами из этого слоя,
оказались полосчатыми габбро различного
состава, в которых отдельные прослои обо¬
гащены оливином вплоть до образования
плагиоклазов ых оливинитов. Это дает
основание предполагать, что еще более
глубокие горизонты сложены ультраоснов-
ными породами с большим количеством
оливина.
На основании обобщения всего рас¬
смотренного материала можно предло¬
жить следующий сводный разрез земной
коры для областей срединно-океанических
хребтов. Под довольно тонким первым
слоем осадков залегает второй слой, ко¬
торый подразделяется на менее плотный
верхний подслой, сложенный шаровыми
лавами, лавобрекчиями (в ряде случаев
с небольшим количеством прослоев оса¬
дочных пород), и нижний подслой, в ко¬
тором в базальтовые покровы внедрены
многочисленные дайки и силлы субвулка-
нических долеритов. Третий слой океани¬
ческой коры сложен преимущественно
габброиДами — глубинными аналогами
базальтов. В нижней его части могут при-

46
Г. Б. Рудник, Г. Л. Кашинцев
Соматический профиль чврёэ
разлом Хпом (зона разломов
Элтаиин в юго-восточной части
Тнюго океана). Амфиболиты
и ультраосновные породы в
нижней части силона сменяются
габбро, долеритами и базальтами
в вержией.
Схематический профиль через
впадину Хесса — активную зону
современного	расширения
океанического дна в восточной
части Тиюго океана. На север¬
ном борте впадины видна по¬
следовательная смена пород
от габбро в нижней чести скло¬
на до долеритов и базальтов
в вержией. I левой части рисун¬
ка проведены границы между
слоями с различной скорость»
сейсмически! волн. Эти границы
определены а результате глубин¬
ного сейсмического зондиро¬
вания района исследования.
Хорошо видно совпадение гео¬
физически! слоев с преобла¬
данием те! или ииы! пород на
соответствующи!	глубина!.
7000-
8,2 нм7сР"То^ 20 \ 30 км
J	I	.. 	—I	ь-

Земная
- М
-1000
-2000
-3000
-4000
-5000
•6000
Схематический сводный разрез океанической
коры а крупных тектонических разломах, связан¬
ных с зонами активного расширения океаниче¬
ского дна. б правой части рисунку изображены
те участки коры, где имели место блоковые
перемещения нижних ее слоев |например, раз¬
ломы Атлантики). Римскими цифрами обозначены
слои, сложенные разными породами ||1а, Мб—
верхняя и нижняя части второго слоя).
с этим серпентиниты часто встречаются
в верхних горизонтах океанического кри¬
сталлического фундамента, как это имеет
место на южном борту впадины Романш.
Разрезы океанической коры были
изучены также по подводным обнажениям
в глубоководных желобах, которые распо¬
ложены на окраинах океанов, вдоль ост¬
ровных дуг. С океанических склонов же¬
лобов были подняты те же магматические
породы, которые встречаются в разломах
срединно-океанических хребтов. Различие
в геологическом строении этих структур
заключается в большей мощности отдель¬
ных слоев, обнажающихся на склонах же¬
лобов, а также в более пестром составе
осадочной толщи, слагающей первый слой.
По-видимому, в зависимости от длитель¬
ности вулканической деятельности в той
или иной области океана, а также от объ¬
ема поступающей из глубин Земли магмы
мощность ее магматических слоев может
изменяться.
В то же время океаническая кора
на большей части своей площади сложена
довольно однообразным набором пород
преимущественно ультраосновного и ос¬
новного состава. Этот состав пород отве¬
чает более ранним стадиям развития зем¬
ной коры по сравнению с континентами,
где значительный объем занимают кислые,
гранитные и метаморфические породы.
Возможно, в локальных областях
океанов имеются блоки коры, сходной
по строению с континентальной, однако
изучение океанических пород пока не да¬
ло в руки океанологов доказательств су¬
ществования таких блоков.
сутствовать ультраосновные породы, а так¬
же метаморфические — амфиболиты и зе¬
леные сланцы. Четвертый слой состоит
преимущественно из ультраосновных по¬
род, совместно с которыми встречены ме¬
таморфические породы — амфиболиты и
гранулиты.
В областях повышенной тектониче¬
ской активности, таких как мощные разло¬
мы экваториальной Атлантики, это после¬
довательное залегание слоев горных пород
нарушено блоковыми или надвигоеыми
движениями, перемещающими породы
нижних горизонтов на более высокие
уровни. Особенно это касается ультра¬
основных пород, превращенных в процес¬
се метаморфизма в серпентиниты, кото¬
рые в силу их высокой пластичности спо¬
собны легко выжиматься вверх. В связи
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Золотарев Б. П. 45-Й РЕЙС «ГЛОМАРА ЧЕЛ-
ЛЕНДЖЕРА»,— «Природа», 1976, № 11.
Кашинцеа Г. Л. Фрих-Хар Д. И. СТРОЕНИЕ
ОКЕАНСКОЙ КОРЫ В ЗОНЕ РАЗЛОМА ЭЛТА¬
НИН (ТИХИЙ ОКЕАН) ПО ПЕТРОГРАФИЧЕ¬
СКИМ ДАННЫМ.— «Океанология», 1978,
т. XVIII, вып. 1.
Непрочное Ю. П., Кашинцеа Г. Л. О СОСТАВЕ
ОСНОВНЫХ СЛОЕВ ОКЕАНСКОЙ ЗЕМНОЙ КО¬
РЫ ВОСТОЧНО-ТИХООКЕАНСКОГО ПОДНЯ¬
ТИЯ,— «Доклады АН СССР», 1978, т. 239, № 5.
Рудник Г. Б., Кашмнцев Г. Л., Скорнякоаа Н. С.,
Матвеенков В. В. МАГМАТИЧЕСКИЕ ПОРОДЫ
В РАЗРЕЗЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ МАРИАНСКОГО
ЖЕЛОБА.— «Известия АН СССР, сер. геол.»,
1978,	№ 2.
кора под океаном

48
Биология развития
«Природа», 1979, № 4
Неразгаданные фримартины
П. Г. Петсиой
Петр Георгиевич Петской, доктор биологических наук, заслужен¬
ный деятель науки РСФСР, профессор, заведующий кафедрой зо¬
ологии, гистологии и эмбриологии Кировского сельскохозяйствен¬
ного института. Работает в области эмбриологии и морфологии
сельскохозяйственных животных и пушных зверей.
Природа и практика сельского хо¬
зяйства иногда ставят перед наукой загад¬
ки, которые не удается разгадать тысяче-
летиями. Изучение подобных загадок,
как правило, порождает новые вопросы,
новые пути и подходы, обогащающие нау¬
ку и практику.
Уже в глубокой древности скотово¬
дам было известно, что женские особи
крупного рогатого скота, рожденные в
разнополых двойнях, обычно бесплодны.
Эти животные позднее получили название
«фримартины». В одном старом англий¬
ском словаре происхождение термина
«фримартин» выводится из словосочетания
free — свободный, бесплодный, и Martin
(имя святого). Этих животных специально
выращивали и откармливали к престоль¬
ному празднику — дню св. Мартина, и
мясо их с прекрасными питательными и
вкусовыми качествами называли мартино-
вой говядиной. Кроме того, фримартины
по сравнению с обычными коровами и да¬
же быками-кастратами обладают повы¬
шенной физической силой и выносливо¬
стью.. Эти особенности фримартинов уже
давно привлекали внимание не только
скотоводов, но и биологов, однако, причи¬
ны и механизмы формирования фримар¬
тинов продолжают оставаться во многом
неясными и поныне.
Для биологов фримартины интерес¬
ны еще и тем, что среди них встречаются
особи с отчетливо выраженным переопре¬
делением полового аппарата в направле¬
нии мужского пола (инверсия полового
аппарата). В их яичниках наряду с женски¬
ми обнаруживаются мужские первичные
половые клетки, а также у них развива¬
ются придатки семенников, семяпроводы,
добавочные половые железы, характерные
для самца.
Впервые тайны фримартинизма при¬
открыли независимо друг от друга немец¬
кие исследователи И. Тандлер и К. Кел¬
лер в 1916 г.1 и американец Ф. Лилли в
1917 г.2. Они установили, что причины
бесплодия и инверсии полового аппарата
у фримартинов кроются в особом типе
внутриутробного развития близнецов круп¬
ного рогатого скота. Близнецы этого вида
животных уже на ранних этапах внутриут¬
робного развития срастаются между со¬
бой наружными плодными оболочками
(хорионами), и у них образуется общая
плацентарная кровеносная система. Такой
' Keller К., Т а п d I е г I.— «Wien, tie-
rarztl. Monatsshr.», 1916, В. 3,
1	Lilli F.— «J. ExpH. Zoo I.», 1917, v. 23.

Неразгаданные фримартины
49
способ развития плодов-близнецов в даль¬
нейшем получил название эмбрионального
парабиоза.
На основании этих данных Лилли
предложил гормональную теорию, соглас¬
но, которой половая система у плодов раз¬
вивается под влиянием гормонов. У раз¬
нополых плодов-близнецов мужские по¬
ловые гормоны появляются раньше, чем
женские, и поэтому могут подавлять раз¬
витие яичников и выводящих путей половой
системы женской особи, а также переоп¬
ределять развитие в направлении мужско¬
го пола. Более полувека биологи руковод¬
ствовались при объяснении фримартиниз-
ма гормональной теорией Лилли, которая
предопределила целый ряд исследований,
направленных на искусственное воспроиз¬
ведение фримартинизма у различных жи¬
вотных, в том числе у крупного рогатого
скота3. Однако все попытки эксперимен¬
тально воспроизвести инверсию полового
аппарата у женской особи мужскими по¬
ловыми гормонами (андрогенами) оказа¬
лись безуспешными, если не считать не¬
которых незначительных нарушений в раз¬
витии женской половой системы.
Э. Вольф4, подводя итоги исследова¬
ний по воспроизведению фримартинизма,
пришел к заключению, что в этих опытах
скорее следует видеть тормозящее дейст¬
вие мужских гормонов на развитие яични¬
ков, чем инверсию пола. По его мнению,
фримартинизм до сих пор «представляет
загадочную и волнующую проблему».
Таким образом, старая теория оказалась
несостоятельной, а новая все еще не сло¬
жилась. Преодоление образовавшегося
при изучении фримартинизма своеобраз¬
ного «вакуума», по-видимому, будет во
многом зависеть от всестороннего изуче¬
ния биологии развития близнецов крупно¬
го рогатого скота и тех особенностей, ко¬
торые они приобретают в процессе пара-
биотического внутриутробного развития.
Наше многолетнее изучение естест¬
венного фримартинизма у крупного' рога¬
того скота позволяет проанализировать
характер и степень нарушений в развитии
3Jost А. — «Ргос. II Intern, Cong. Horm.
Steroids.», 1967, p. 74, 1 32.
4	В о л ь ф Э. Проблема половой диффе-
ренциации и общие вопросы эмбриологии.
Происхождение и развитие половых кле¬
ток в онтогенезе позвоночных животных
и некоторых групп беспозвоночных. (Тру¬
ды международного семинара под руко¬
водством проф. Э. Вольфа. Париж, 1962).
М., 1968.
половой системы фримартинов и выска-
зать некоторые соображения об условиях
и факторах, приводящих к инверсии пола.
При анализе строения половых ор¬
ганов фримартинов5 можно убедиться в
неодинаковом проявлении фримартинизма
у разных особей. По характеру и степени
изменений в развитии половой системы мы
выделили, по крайней мере, три основных
формы нарушений.
У первой небольшой части фримар¬
тинов (около 5%) видимых существенных
нарушений в развитии половых органов
нет, и только при микроскопическом ис¬
следовании можно обнаружить некоторое
отставание в развитии половой системы.
Оно выражается в замедлении формиро¬
вания внутренней структуры яичника. Уста¬
новлено, что у этих разнополых пар не¬
большие нарушения развития половой
системы обусловлены более поздним, по
сравнению с двумя другими группами,
образованием между плодами-парабйонта-
ми сосудистых анастомозов (соединение
между мышцами, нервами и кровенос¬
ными сосудами): в данном случае анасто¬
мозы появляются только после 2,5-месяч-
ного возраста плодов. Как показали наши
наблюдения, в этой группе нарушения раз¬
вития половой системы в дальнейшем не
приводят к бесплодию.
Таким образом, одним из существен¬
ных факторов, определяющих характер и
степень нарушений в развитии половой си¬
стемы у фримартинов можно считать вре¬
мя образования общей плацентарной си¬
стемы разнополых парабионтов. Если со¬
судистые связи возникают поздно, нару¬
шения оказываются незначительными.
Вторую, самую многочисленную
группу (около 85%) составляют фримар¬
тины, у которых отчетливо выражены не¬
обратимые нарушения в развитии поло¬
вой системы. Эти нарушения вызваны оста¬
новкой развития женской половой систе¬
мы в раннем возрасте (до 2,5 месяцев),
когда половая система плода в своих ос¬
новных чертах еще не сформировалась.
В дальнейшем у таких фримартинов поло¬
вые органы остаются на той стадии разви¬
тия, на которой произошла остановка, и
практически не изменяются. Даже у взрос¬
лых фримартинов по строению полового
sn е т с н о й П. Г. Эмбриональные пара¬
биозы и многоплодие сельскохозяйствен¬
ны! животных.— «Труды Института морфо¬
логии животных им. А. Н. Северцова»,
1955, вып. 14.

50
П. Г. Петской
Общая плацентарная сосудистая система между
двумя парабнонтами крупного рогатого скота,
сформировавшаяся на втором месяце внутри¬
утробного развития.
аппарата можно установить время, когда
произошла остановка его развития.
Макроскопическое и микроскопиче¬
ское исследование половых органов у
этой группы фримартинов показывает,
что половые железы по своим размерам,
форме и гистологической структуре со¬
храняют черты эмбриональных яичников.
Несмотря на некоторые индивиду¬
альные различия в развитии половых ор¬
ганов, нарушения у фримартинов этой
группы носят однотипный характер. Эти
нарушения не связаны с размером сосу¬
дистых анастомозов между кровеносными
системами разнополых плодов, а обуслов¬
лены, в основном, только сроком образо¬
вания анастомозов. По-видимому, неиз¬
вестный фактор, поступающий через
кровь из организма мужского парабионта
и парализующий развитие женской поло¬
вой системы фримартинов, обладает боль¬
шой силой. Подтверждением этого могут
служить результаты исследования нару¬
шений в развитии половых систем фримар¬
тинов, развивавшихся в утробном периоде
в тройневых пометах4.
Практика скотоводства уже давно
зарегистрировала, что женские особи
крупного рогатого скота из многоплодных
разнополых пометов также всегда бес¬
плодны, независимо от соотношения в
помете количества мужских и женских
особей. Тройни, как и двойни, развивают¬
ся в условиях сосудистого парабиоза; они
связаны кровеносными сосудами после¬
довательно: два из трех парабионтов соеди¬
няются через организм третьего, распо-
^Петской П. Г., С о л е и о в а Н. Г.
О	чувствительности половой системы в
эмбриогенезе и природе фримартиниэма.—
«Труды Кировского сельскохозяйствен¬
ного института», 1971, т. 24.

Нера згаданные фримартины
51
Сложный последовательный сосудистый парабиоз
у тройни крупного рогатого скота.
ложенного между ними парабионта. В по¬
ловой системе женских особей, даже в
тех случаях, когда в помете один бычок,
имеются нарушения, которые можно оха¬
рактеризовать как остановку а развитии
половой системы. При этом половая си¬
стема женского парабионта, не связанного
непосредственно с мужским, не развита
так же, как и «промежуточного» женского
парабионта. Следовательно, фактор, пара¬
лизующий развитие половой системы у
фримартинов, обладает не только боль¬
шой силой, но и большой стойкостью: он
не инактивируется при прохождении че¬
рез организм «промежуточного» параби¬
онта и оказывает на развитие женских по¬
ловых органов однозначное парализующее
действие.
Природа тормозящего фактора пока
остается неизвестной. Если это гормон,
то он, неоднократно проходя через во¬
ротные системы печени плодов, должен
утрачивать свою силу. Однако исследова¬
ние троен показало, что фактор сохраня¬
ет свое повреждающее действие. Вероят¬
нее всего, он имеет антигенную природу.
Сходной точки зрения придерживается
Е. Витши7,
У третьей, незначительной по чис¬
ленности группы (до 10%) нарушения в
половой системе существенно отличаются
от нарушений у фримартинов предыду¬
щей группы. У них, . помимо признаков
остановки развития женского полового ап¬
парата, отчетливо видны признаки инвер¬
сии внутренних половых органов. Половые
железы у животных этой группы уже в
первой половине внутриутробного перио¬
да опускаются, как у самцов, в тазовую
область и лежат на брюшной стенке.
7 W i t s с h г Е. — «Arch. Anat. Microsc. et
Morphol. Expt.», 1965, v. 54, № 1, p. 601—611.

52
В дальнейшем, уже после рождения, они
через образовавшиеся паховые каналы
перемещаются под кожу и располагаются
у заднего края молочной железы. При
этом по внешнему виду и гистологическо¬
му строению половые железы плодов и
особенно взрослых фримартинов этой
группы больше напоминают недоразви¬
тые семенники, нежели яичники. В них по¬
являются эпителиальные тяжи, свойствен¬
ные эмбриональным семенникам. Из этих
тяжей на более поздних этапах внутри¬
утробного развития и после рождения
формируются семенные канальцы, в ко¬
торых обнаруживаются первичные поло¬
вые клетки (гоноциты)- Половая принад¬
лежность этих гоноцитов — вопрос пока
спорный. Происхождение этих клеток —
кардинальная проблема разгадки причин
инверсии пола. Явление инверсии, а не
простого замедления развития полового
аппарата у фримартинов третьей группы
заставляет предполагать, что среди кле¬
ток, находящихся в канальцах, должны
быть мужские первичные половые клетки.
Как известно, направленное форми¬
рование женской или мужской половой
системы из «индифферентной» закладки
индуцируется соответствующими — жен¬
скими или мужскими — гоноцитами, за¬
селяющими эту закладку в ходе эмбрио¬
генеза. Наблюдаемое переопределение
пола, следовательно, можно объяснить
миграцией гоноцитов из мужского пара-
бионта по сосудистым анастомозам и
размножением этих клеток в зачаточных
половых железах парабионта-фримартина.
В таком случае фримартина можно рас¬
сматривать как своеобразную «химеру»
(организм смешанного происхождения).
Это предположение выглядит более удов¬
летворительным, чем объяснение инвер¬
сии пола при помощи гормональной тео¬
рии: в соответствии с ней следовало бы
признать существование крайне малове¬
роятного процесса превращения женских
первичных половых клеток в мужские
под действием гормона.
Миграция гоноцитов идет в орГ~аниз-
ме животного в ходе нормального эмбрио¬
генеза, причем не только через ткани за¬
родыша, но и гематогенным путем — с
кровью. Движение гоноцитов к эмбрио¬
нальным половым складкам с током крови
по сосудам показано для эмбриогенеза
рептилий, птиц, из млекопитающих — для
человека8; в кровеносных сосудах телен¬
ка на ранних стадиях развития также об¬
наружены гоноциты9. Следовательно, при
наличии у зародышей общей плацентар¬
П. Г. Петской
ной кровеносной системы вполне вероятно
проникновение гоноцитов из одного ор-
ганизма в другой10.
Однако проникновение мужских
гоноцитов в яичники женских особей, по-
видимому, еще не гарантирует инверсию
пола в результате размножения этих кле¬
ток. Для этого необходимы определенные
условия, в частности иммунологическая
совместимость клеток-мигрантов с тканя¬
ми реципиента. Парабиотический способ
развития плодов-близнецов крупного ро¬
гатого скота порождает естественно при¬
обретенную взаимную иммунологическую
толерантность тканей и клеток парабион-
тов. Степень ее выраженности неодина¬
кова у различных особей. Проведенные
нами опыты с перекрестной пересадкой
лоскутов кожи (2X1,5 см2) у телят-близне-
цов показали, что приживление их более
успешно у однополых пар близнецов, а
в разнополых парах лоскуты лучше при¬
живляются у мужских особей. У фримар¬
тинов кусок кожи вначале приживляется,
но спустя один-два месяца отторгается, за¬
то у бычков из разнополых пар переса¬
женные участки кожи, взятые от женско¬
го партнера (фримартина), хорошо при¬
живляются и могут существовать в теле
годами. У быка-производителя по клич¬
ке «Титан» пересаженный лоскут сущест¬
вовал всю его жизнь, в течение 8 лет.
С годами воспроизводительная функция
этого быка постепенно падала. Причиной
этого оказалось то, что большое коли¬
чество сперматозоидов имело патологи¬
ческую форму: головка у них была от¬
делена от хвостика. В три года доля та¬
ких сперматозоидов составляла 15%, а
к восьми годам она достигла уже 85%.
Этот факт можно объяснить влиянием
чужеродных антигенов (фримартина) на
функцию половой системы. Следователь¬
но, толерантность, приобретаемая во вре¬
мя близнецового внутриутробного разви¬
тия, имеет относительный характер. Веро¬
ятно, на формирование половой системы в
случаях парабиотического развития влияют
не только' чужеродные, но и аутоантиге¬
ВС е м е н о в а-Т я н-Ш анская	А Г.
Первичные половые кле'тии зародышей
человека а период миграции к зачаткам
гонад. «Архив анатомии, гистологии и эмб¬
риологии», 1969, № 6.
’ J о s I А., Р г е р i n J.— ««Arch. Anat.
Micr. et Morphol. Eipt.», 1966, v. 55, № 2,
p. 161 — 186.
10	В i I I i n g h a m R. E., Brent L., M e d a -
war P. B. —«Nature», 1953, v. 172, p. 602.

Неразгаданные фримартины
53
ны. Существование такого явления в орга¬
низмах близнецов крупного рогатого ско¬
та можно считать установленным 1 1.
Таким образом, спорадические слу¬
чаи инверсии пола при парабиотическом
развитии, очевидно, могут определяться
возможностью миграции мужских гоно-
цитов в яичники женского парабионта и
возможностью формирования иммуноло¬
гической совместимости, обеспечивающей
оседание и размножение гоноцитов.
' Приведенные факты убеждают в
том, что фримартинизм — не узко эндо¬
кринологическая проблема, а часть более
сложного феномена, порождаемого пара-
биотическим способом развития. В нем-то
и следует искать факторы, влияющие на
качество мясной продукции, выносливость
и физическую силу. Специальные иссле¬
дования мяса фримартинов показали, что
оно, по сравнению с мясом полных ана¬
логов (брат, сестра), более сочное, со¬
держит больше влаги и протеина 12. По
современным данным, повышение коли¬
чества воды в клетках и тканях благопри¬
ятно влияет на обменные процессы в ор¬
ганизме; отсюда, вероятно, и выносли¬
вость фримартинов. Поскольку формиро¬
вание фримартинов идет в условиях не¬
достатка половых гормонов, вызванного
своеобразной кастрацией еще в утробном
периоде, логически встает вопрос о роли
половых гормонов в формировании каче¬
ства мясной продукции. Это ^ишний раз
подтверждает необходимость осторожного
отношения к использованию половых гор¬
монов как стимуляторов роста животных.
В настоящей статье мы хотели не
только ознакомить читателей с состояни¬
ем исследования фримартинизма, но и
обратить внимание на перспективность
изучения близнецов крупного рогатого
скота для углубления знаний по биологии
развития, а также на необходимость ис¬
пользования близнецов в практике ското¬
водства, тем более, что близнецы крупно¬
го рогатого скота как объекты исследова¬
ния еще не пользуются той популярностью,
которую они по праву заслуживают, при
изучении проблем генетики и биологии
развития.
Очередные номера «Природы»
можно приобрести по предварительным
заказам, оставив заказ лично до 5 числа
за два месяца до выхода журнала (на¬
пример, заказ на № 7 до 5 мая) в ма¬
газинах «Академкнига»:
№ I — Москва, 103009, Центр,
ул. Горького, 8. тел. 229-11-78.
№ 2 — Москва, 117312, ул. Ва¬
вилова, 55/7, тел. 135-63-49.
ф
Наложенным платежом
журнал высылается при заказе по адре¬
су: 103012, Москва, К-12, Центр, Боль¬
шой Черкасский пер., д. 2/10, тел.
221-57-26. Центральная контора «Ака¬
демкнига».
11	Stone W. Н,, Fricolwon I., F г е -
g i n A.— «Р roc. Nat. Acad. Sc i. U, 5. A.»,
1964, v. 51, p. 1036.
12	Чеглакова H. И., Грудцын Г. H.
Убой ные и мясные качества фримартинов.
«Труды Кировского сельскохозяйственного
института», 1975.

54 Физика	«Природа», 1979, № 4
Оптические системы с усилителями яркости
Г. Г. Петраш, М. А. Казарян
Хорошо известно неустранимое, ка¬
залось бы, свойство оптических приборов:
из-за неизбежных потерь световой поток
на выходе прибора всегда меньше, чем на
входе. Как следствие этого, уменьшается
яркость наблюдаемого объекта, что зна¬
чительно ограничивает возможности опти¬
ческих систем. В первую очередь, это от¬
носится к оптическим элементам с малым
пропусканием, приемникам с низкой чув¬
ствительностью и вообще к любым пре¬
образователям, в ' которых происходят
большие потери света.
Естественно возникает вопрос: поче¬
му в оптических приборах не используют¬
ся усилители света? Ведь хорошо известно,
что, например, в радиоэлектронике чрез¬
вычайно широко применяются усилители
электрических сигналов. Без них просто
немыслима современная электроника.
Очевидно, что, используя усилители
яркости, можно создать такие системы,
для которых выходящий световой сигнал
превышал бы сигнал на входе, это приве¬
ло бы к настоящему перевороту в инстру¬
ментальной оптике. Существенно расши¬
рились бы области применения различных
оптических приборов — телескопов, мик¬
роскопов, проекционных, голографических
и многих других систем.
Задача создания усилителя яркости
в принципе может быть решена путем ис¬
Георгий Георгиевич Петраш, доктор физико-
математических наук, старший научный сотрудник
Физического института им. П. Н. Лебедева АН СССР.
Область научных интересов — квантовая элект¬
роника, оптика, спектроскопия (справа).
Мишик Айрезатович Казарян, кандидат физико-
математических наук, младший научный сотруд¬
ник того же института. Основное направление
исследований — проблемы усиления и преобра¬
зования световых пучков в активных оптических
системах.
пользования тех свойств стимулированного
излучения, которые лежат в основе рабо¬
ты лазеров1. Действительно, по своей при¬
роде стимулированное излучение повторя¬
ет распределение амплитуд, фаз, поляри¬
зации и направление распространения вы¬
нуждающего, при этом увеличивая его
интенсивность. Это позволяет повысить
яркость световых пучков, не внося в них
никаких искажений, кроме собственного
шума усилителя.
Усилители света широко использу¬
ются в качестве активных элементов лазе¬
ров, но в оптических приборах, как уже
упоминалось, они до сих пор не при¬
менялись.
Что же тормозило развитие столь
перспективного направления в оптике?
Для понимания этого необходимо
проанализировать требования, предъявляе¬
мые к усилителям яркости с точки зрения
их использования в оптических системах.
ТРЕБОВАНИЯ К УСИЛИТЕЛЯМ
ЯРКОСТИ В ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Особенность оптических систем со¬
стоит в том, что они способны передавать
’Подробнее о свойства* стимулированно¬
го излучения см.: Квантовая электроника.
Маленькая энциклопедия. М., 1969.

Оптические системы с усилителями яркости
55
одновременно большой объем информа¬
ции, заложенной в распределении ампли¬
туд и фаз в поле зрения, на котором
число разрешаемых элементов обычно
велико. Для этого оптическая система
должна обладать достаточной угловой
апертурой и большим полем зрения.
Для простейшей оптической системы
с усиливающим элементом число элемен¬
тов N, разрешаемых на линейном размере
поля зрения, определяется формулой:
где К — длина волны света, d0 и dy — диа¬
метры объектива и усилителя, L — расстоя¬
ние от объектива до дальнего торца уси¬
ливающего элемента. Это соотношение по¬
казывает, что для передачи большого
объема информации необходимо иметь
широкий и не слишком длинный усиливаю¬
щий элемент. Кроме того, геометрия су¬
ществующих ныне оптических приборов
тоже накладывает определенные ограни¬
чения на размеры усилителя: он должен
иметь диаметр в пределах 1 —10 см и
длину 10—100 см. Хорошо известно, что
в большинстве лазеров усиливающий эле¬
мент помещают в оптический резонатор,
т. е. между двумя зеркалами, в резуль¬
тате чего за счет многократного прохож¬
дения светом активной (усиливающей)
среды получается мощное излучение. Та¬
кое усиление эквивалентно Ьрименению
очень длинного усиливающего элемента,
а при этом, как уже было отмечено, не¬
возможно передать большой объем ин¬
формации. Поэтому использование усили¬
вающего элемента в оптических приборах
будет оправдано только в том случае, если
большое усиление будет достигнуто за
один проход активной среды. Кроме того,
для эффективного использования усили¬
теля желательно, чтобы он работал в. ре¬
жиме, близком к насыщению, т. е. когда
стимулированное излучение уносит боль¬
шую часть энергии, запасенной в активной
среде. В этом случае эффективность ис¬
пользования энергии может приближать¬
ся к КПД лазера с тем же усиливающим
элементом. Бели КПД лазера высок, то в
принципе это открывает возможность
создания оптических систем, в которых
почти вся энергия, подводимая извне, пре¬
образуется в энергию светового пучка,
несущего оптическую информацию. Чтобы
приблизиться к насыщению в усиливаю¬
щих элементах указанных выше разме¬
ров, коэффициент усиления должен быть
порядка 0,1—1,0 см'1. Получение таких
высоких коэффициентов усиления и со¬
ставляет одну из самых трудных задач
при создании приборов с усилителями
яркости 2.
Рассмотрим, насколько реальны уси¬
ливающие элементы с коэффициентом
усиления К~1 см _1. Последний пропор¬
ционален инверсной населенности, опре¬
деляемой скоростью «накачки» (числом
атомов или молекул активной среды, воз¬
буждаемых в 1 см3 в единицу времени),
поэтому для получения высокого коэф¬
фициента усиления необходима большая
мощность возбуждения, которая и обеспе¬
чит нужную скорость накачки.
Однако оценки показывают, что до¬
стичь значения К~1 см в усилителе с
объемом активной среды ■—-100 см3, ра¬
ботающем в непрерывном режиме во всей
видимой области спектра, вряд ли реально,
даже при условии, что КПД его равен 1.
Для этого такой усилитель следовало бы
подключить к источнику питания, равному
по мощности Днепрогэсу.
А вот для возбуждения усилителей,
работающих в узкой области спектра, нуж¬
ны значительно меньшие мощности, так
как коэффициент усиления обратно про¬
порционален ширине спектра. Кроме того,
продвижение в область длинных волн так¬
же несколько упрощает задачу.
Однако трудности, возникающие при
создании усилителей яркости для опти¬
ческих систем, не ограничиваются только
необходимостью использования больших
мощностей возбуждения. Поскольку пере¬
грев активной среды резко снижает уси¬
ление, для работы усилителя яркости в
непрерывном режиме необходимо также
обеспечить быстрый отвод выделившейся
в нем энергии.
Переход к импульсному режиму
возбуждения позволяет отчасти преодо¬
леть эти трудности. В коротком импульсе
легко обеспечить высокую скорость накач¬
ки и соответственно больший коэффициент
усиления. Среднюю мощность возбужде¬
ния и, следовательно, среднюю мощность
световых пучков, прошедших усилитель,
можно регулировать, изменяя частоту по¬
2Интенсивность усиливаемого света экспо¬
ненциально растет с увеличением расстоя¬
ния, пробегаемого светом в активной среде
(| mi	Коэффициент усиления К опре¬
деляется как величина, обратная тому рас¬
стоянию, на котором интенсивность света
возрастает в e^s.2,7 раз. Так если L=100 см,
a K=^D,t см-1, то 1^22 000 Iq.

56
Г. Г. Петраш, М. А. Казарян
вторения импульсов. По своим характери¬
стикам наиболее подходящими в качестве
усилителей яркости оказались активные
элементы импульсных газовых лазеров.
Кроме того, газовые среды оптически од¬
нородны и не вносят заметных искажений
в усиливаемые пучки света. Это тоже су¬
щественное требование, которому должны
удовлетворять усилители яркости в опти¬
ческих системах.
В последние годы в оптической ла¬
боратории Физического института
им. П. Н. Лебедева АН СССР были раз-
С«ема лазерного проекционного микроскопа.
работаны импульсные лазеры на парах
ряда металлов: меди, золота, бария, свин¬
ца и др. Они оказались весьма удобными
для практических применений, так как
имеют очень высокое усиление и доста¬
точно большую среднюю мощность. Раз¬
работка таких лазеров и открыла возмож¬
ность создания практически интересных
оптических систем с усилителями яркости.
Для использования в оптических при¬
борах в настоящее время наилучшими ха¬
рактеристиками обладает лазер на парах
меди. Импульсный разряд в парах этого
металла позволяет получить очень боль¬
шое усиление на двух линиях атома меди:
зеленой (510,5 нм) и желтой (578,2 нм).
Благодаря высокой частоте повторения
импульсов (обычно около, 10 тыс. имп/с)
можно получать большие средние мощ¬
ности (более 40 Вт)3.
ПРОЕКЦИОННЫЙ МИКРОСКОП
С УСИЛИТЕЛЕМ ЯРКОСТИ
Для того чтобы освещенность на эк¬
ране проекционной системы, рассчитанной
на большие увеличения, оставалась посто¬
янной, изображаемый объект необходимо
освещать световым потоком, интенсивность
которого должна увеличиваться пропор¬
ционально квадрату линейного увеличения.
Для иллюстрации сказанного рассмотрим
проекционный микроскоп, рассчитанный
на получение изображений микрообъек¬
тов с линейным увеличением в 1000 раз.
В такой оптической системе при 1000-крат¬
ном линейном увеличении световой поток,
падающий на единицу поверхности объек¬
та, будет как минимум в" миллион раз
больше потока, приходящегося на единицу
поверхности экрана. Чтобы обеспечить
’Исаев А. А., Леммерман Г. Ю.—
«Квантовая электроника», 1977, т. 4, № 7,
с. 1413.
ПЛОСКОСТЬ
изображения
зеркало
предметная
плоскость
ооъектив

Оптические системы с усилителями яркости
57
хорошие условия наблюдения, освещен¬
ность экрана должна быть не меньше оп¬
ределенной величины, например для зе¬
леной области спектра около 0,1 Вт/м2.
Если учесть, что реальный объект не об¬
ладает 100%-ным отражением, т. е. часть
света после рассеяния на нем не попадает
в объектив, и, кроме того, в любой опти¬
ческой системе неизбежны потери света,
то, по довольно грубым оценкам, освещен¬
ность объекта в рассматриваемом случае
должна быть в десять миллионов раз боль¬
ше, чем минимальная освещенность экра¬
на (порядка 1 Вт/мм2 и выше).
С помощью современных источников
света, например лазеров, можно освещать
объекты малых размеров мощными пото¬
ками света. Однако практически любой
объект, особенно биологический, заметно
изменяется или разрушается при сильном
освещении.
Эту проблему наиболее радикально
можно решить, применяя усилители яр¬
кости. Поэтому неудивительно, что первым
оптическим прибором, в котором исполь¬
зуется такой усилитель, стал проекцион¬
ный микроскоп.
В простейшей схеме лазерного про¬
екционного микроскопа усиливающий
элемент (например, газоразрядная трубка
с парами меди, в которой возбуждается
импульсный разряд с большой частотой
повторения) служит одновременно и для
освещения изображаемого объекта, и для
усиления пучков света, несущих изобра¬
жение. Свет от активной среды усилителя,
проходя через объектив, попадает на объ¬
ект, находящийся в предметной плоскости.
После отражения и рассеяния на объекте
часть света попадает обратно в объектив
и, пройдя через усиливающий элемент,
формирует усиленное по яркости сильно
увеличенное изображение на экране. Хотя
вся система работает только в течение
коротких импульсов, из-за большой часто¬
ты повторения глаз воспринимает изобра¬
жение как постоянное.
Следует отметить, что в лазерном
проекционном микроскопе, так же как
и в других оптических системах с, усили¬
телями яркости, в отличие от обычных оп¬
тических приборов, очень опасны любые
паразитные отражения и рассеяние: пдпав
в активную среду, отраженный свет будет
усиливаться, что может внести заметные
искажения в получающееся изображение.
Первый лазерный проекционный мик¬
роскоп был создан в оптической лабора¬
тории Физического института в 1972г.4.
В качестве усилителя в нем использовался
лазер на парах меди. Исследования основ¬
ных характеристик этого прибора показали,
что активный элемент такого лазера поз¬
воляет усиливать яркость световых пуч¬
ков, несущих изображение микрообъекта,
от нескольких сот до десяти тысяч раз5.
Максимальное усиление достигается при
минимальной мощности подсветки объек¬
та. С ростом мощности усиливаемого пуч¬
ка система приближается к режиму насы¬
щения и усиление падает. В то же время,
работая вблизи насыщения, можно эффек¬
тивно использовать энергию, запасенную
в активной среде, и получать в пучке, не¬
сущем изображение, среднюю мощность
лишь в несколько раз меньшую, чем в ре¬
жиме работы лазера. На выходе лазерного
микропроектора она достигает 1,5—2,5 Вт,
что позволяет получать изображения мик¬
рообъектов на экране площадью до 25 м2,
причем наблюдения можно вести и в не-
затемненной комнате. При использовании
микрообъектива с 8-кратным увеличением
линейное увеличение достигало пример¬
но 18000, что лежит далеко за пределами
возможностей обычных проекционных
систем. При этом усиливающий элемент
не вносит заметных искажений и не ухуд¬
шает разрешающей способности системы,
которая близка к дифракционному пре¬
делу.
Позднее в качестве усилителей яр¬
кости в проекционных системах стали ис¬
пользоваться активные элементы и других
лазеров на парах металлов. Так, с помощью
лазера на парах золота было получено
необходимое усиление на красной
(627,8 нм) и ультрафиолетовой (312,2 нм)
43 е м с к о в К. И., Исаев А. А,, К а-
э а р я н М. А., П е т р а ш Г. Г.—«Кванто¬
вая электроника», 1974, т. 1, N9 1, с. 14.
53 е м с к о в К. И., Исаев А. А., Ка¬
зарян М. А., П е т р а ш Г. Г.— ««Кван¬
товая электроника», 1976, т. 3, № 1, с. 35.
На с. 56—59. Фотографии различных микрообъ-
еитов, полученные с экрана лазерного проекцион¬
ного микроскопа (увеличение на экране^ЭООО раз;
усилитель яркости на парак меди; разрешение
1—3 мкм].
Мазок крови (с. 58, вверху ).
Поверхность металла (с. 58, внизу).
Полупроводниковый кристалл ZnS (с. 59,
в в е р я у ).
Фрагмент интегральной схемы (с. 59, внизу).
Фото Н. Н. Алексеева.

58
Г. Г. Петраш, М. А. Казарян

Оптические системы с усилителями яркости

60
Г. Г. Петраш, М. А. Казарян
линиях, а с помощью лазера на парах ба¬
рия — усиленные изображения в инфра¬
красной области спектра на длине волны
1500 нм*.
В настоящее время уже разработаны
первые опытные образцы промышленных
вариантов лазерных проекционных мик¬
роскопов. 78
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ОПТИЧЕ¬
СКИХ СИСТЕМ С УСИЛИТЕЛЯМИ ЯР¬
КОСТИ
Оптические системы с усилителями
яркости — новая область современной
оптики. Поэтому сейчас трудно в полной
мере оценить перспективы развития этого
направления и возможные области приме¬
нения таких систем. Однако вряд ли могут
возникнуть сомнения в том, что у них
большое будущее. Например, такие си¬
стемы могут стать незаменимыми в тех
случаях, когда возникнет необходимость
воспроизводить оптическую информацию,
записанную в малом объеме. Известно,
что количество информации, которую
нужно хранить и перерабатывать, растет
чрезвычайно быстро, причем ббльшую ее
часть человек получает в виде зрительных
образов. Существуют оптические методы,
позволяющие записывать информацию
значительно плотнее, чем это делается
сейчас. Например, страницу книжного тек¬
ста можно записать в виде голограммы
или уменьшенного изображения на пло¬
щади в 1 мм2. То же самое касается чер¬
тежей, карт и другой графической ин¬
формации.
Аналогичная проблема возникает и
в технике кино. В настоящее время суще¬
ствуют фотоматериалы с весьма высоким
разрешением, позволяющие получать ка¬
чественные изображения на малой пло¬
щади. Используя такие материалы, можно
было бы уменьшить площадь кинокадра,
что, конечно, очень привлекательно не
только с точки зрения уменьшения разме¬
6А р а п о в а Э. Я., Исаев А. А., Пет¬
раш Г. Г., Казарян М. А., Маркова С. В.,
Тимофеев Ю. П., Фридман С. А.— «Кванто¬
вая электроника», 1975, т. 2, № 7. с. 1568.
7Б л и н о в И. Г., Валиев К. А., Пет¬
раш Г. Г., Р е б р о в С. И.— «Электрон¬
ная промышленность», 1976, N? 3, с. 28.
'Беляев В. П., Бурмакин В. А.,
Б ы л к и н В. И., Воробьев О. Д.,
Горбатенко В. А., Гревцев Н. В.,
Евдокимов В. А., Лесной М. А.,
О	п у ж о в Н. А., Скрипничен-
к о А. С.— «Электронная промышленность»,
1976, № 5, с. 39.
ров кинопленки, но и потому, что это
позволило бы сократить расход серебра,
идущего на ее производство. Во всех
этих случаях потребуются оптические си¬
стемы с большим увеличением, особенно
если будет нужно выводить изображение
на экран для широкой аудитории. При
этом, как и в проекционном микроскопе,
встанет вопрос о допустимом уровне ос¬
вещения носителя информации, возникнут
те же трудности и ограничения. Примене¬
ние усилителей яркости устранило бы их.
Особый интерес, конечно, представ¬
ляет возможность получения усиленных
цветных изображений. Для этого необхо¬
димо иметь усиливающие элементы, ра¬
ботающие как минимум в трех основных
цветах. Для усиления в зеленой и красной
областях спектра можно использовать уже
существующие лазеры на парах меди и
золота. А вот достаточно хорошего уси¬
лителя для сине-голубой области спектра
пока нет. Создание такого усилителя по¬
зволит решить задачу получения цветных
изображений.
Кроме того, желательно иметь уси¬
ливающие элементы и для многих других
длин волн, в том числе для ультрафиолето¬
вой и инфракрасной областей спектра, при¬
чем в некоторых случаях нужны усилители,
работающие в сравнительно широкой об¬
ласти спектра. Все это требует создания
новых лазеров или значительного усовер¬
шенствования уже существующих.
Таким образом, развитие оптических
систем с усилителями яркости во многом
будет определяться прогрессом в созда¬
нии эффективных лазеров с большим уси¬
лением. Работы в этом направлении ведут¬
ся во многих лабораториях, и весьма ус¬
пешно. Все это вселяет надежду на ши¬
рокое применение уже в недалеком бу¬
дущем оптических приборов с усилителя¬
ми яркости.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Исаев А. А., Казарян М. А., Петраш Г. Г.
ЭФФЕКТИВНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ЛАЗЕР НА ПА¬
РАХ МЕДИ С ВЫСОКОЙ СРЕДНЕЙ МОЩНО¬
СТЬЮ ГЕНЕРАЦИИ,—«Письма' в ЖЭТФ», 1972,
т. 16, № 1, с. 40.
Исаев А. А., Казарян М. А., Петраш Г. Г.
О	ВОЗМОЖНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ БОЛЬШИХ
СРЕДНИХ МОЩНОСТЕЙ ГЕНЕРАЦИИ В ВИДИ¬
МОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА.— «Квантовая элект¬
роника», 1973, вып. 6(18), с. 112.

Ар хеология
«Природа», 1979, № 4 61
Ранние этапы стеклоделия в Восточной Европе
Академик АН БССР
М. А. Безбородов
Ленинград
д. С. Островерхое
Одес са
Появление первых изде¬
лий из стекла относится к та¬
кому далекому прошлому, что
едва ли сейчас можно назвать
его точную дату. Неизвестно
пока даже, где именно стекло
было получено впервые. Мож¬
но предположить, что секрет
его изготовления независимо
«открывался» не единожды в
разное время у разных наро¬
дов — и там, где производи¬
тельные силы достигали опре¬
деленного уровня, и там, где
для этого оказывались бла¬
гоприятные условия: сырье¬
вые материалы и топливо. Воп¬
рос этот, однако, должен еще
быть разрешен исторической
наукой.
Первые образцы про¬
стейших стеклянных предме¬
тов, надежно и уверенно да¬
тируемые археологами, отно¬
сятся к XXXv в. до н. э. Одной
из бусин светло-зеленого цвета
(размером 9,0X9,4 мм), обна¬
руженных английским архео¬
логом Ф. Петри во время раст
копок в Египте (близ Фив),
и ныне хранящихся в Берлине,
уже около пяти с половиной ты¬
сяч лет. Когда-то считали пер¬
выми стеклоделами финикиян.
Это мнение основывалось на
рассказе римского писателя
I	в. до н. э. Плиния Старшего.
Однако Ф. Петри считает, что
древнейших стеклоделов надо
искать где-то в северных райо¬
нах Месопотамии (тепереш¬
нем Ираке), , а, может быть,
еще севернее — на Кавказе,
в Южной Армении. По его мне¬
нию, стеклянные предметы,
сохранившиеся на берегах
Нила со времени первой ди¬
настии фараонов и даже
раньше, были импортированы
из Месопотамии1. Так или ина¬
че, но, по-видимому, именно
Район Днепровско-Бугского ли¬
мана в античную эпоху.
на Ближнем Востоке изготав¬
ливать стекло научились рань¬
ше, чем в других местах нашей
планеты.
Как же развивалось стек¬
лоделие на территории совре¬
менной Европейской части
СССР? Первый стекольный
завод в России появился в
30-х годах XVII в. при царе
'Petrie F. Glass in the
early ages.—«Journ. Soc.
Glass Techn.», 1926, v. X,
№ 39, p. 229—234.
Алексее Михайловиче в окрест¬
ностях Москвы2. Его появле¬
ние, однако, было связано
с культурными традициями
Западной Европы. Но трудно
было представить, что в Рос¬
сии он возник как бы на пустом
месте и стекло до этого бы¬
ло лишь предметом импор¬
та. Хотя письменных источни¬
ков о стеклоделии в Древней
Руси и еще ранее, на террито¬
рии Восточной Европы, нет,
археологические	раскопки
свидетельствуют об обратном.
В 90-х годах прошлого
Технология стекла, т. I.
М.—Л., 1939, с. 21.
Николаев
Парутино
(Ольвия)
Xepcot
Очаков
' * *:
£1 о н р о в к
^Ягорлыцкий у
залив /©
о.Березань
Ягорлыцное
!о|1рселение
Ивановка

62
М. А. Безбородов, А. С. Островерхое
0 ш!гМ ^
Стеклянные парфюмерные сосу¬
ды: амфориск, ойнохойя, але¬
бастр, выполненные в средизем¬
номорски! центрах. Сосуды най¬
дены на Таманском п-ве, в мо-
гильниие г. Иепы Боспорского
царства. Первая половина V в.
«Золотостеклянные» бусы из
владимирских курганов. Типичные
древние украшения конца X—
нач. XII вв., употреблявшиеся в
центральных местностях Древ¬
ней Руси. Эти бусы были импор*
тированы из Византии через
Каспийское море. На стекло
наносилась золотая фольга, ко¬
торая затем еще раз покрывалась
стеклом. Впоследствии на Руси
делали точно такие же бусы с той
разницей, однако, что вместо
фольги наносилась желтая краска.
Стекловаренный тигель из Ягор-
лыцкого поселения.
Кубок «шутиха» производства
Измайловского завода, основан¬
ного в 1669 г. «про обикод вели¬
кого государя» Алексея Михай¬
ловича в его вотчинном селе.
Конец XVII в.
Стакан дутый зелено-оливкового
стекла с каплями синего стекла.
Пантикапей. Вторая половина
IV в.— первое десятилетие V в.
«Хумпен» — кружка для пива зе¬
леного стекла с эмалевой рос»
писью. На ней изображен герб
Священной Римской империи —
двуглавый орел, на крыльях ко¬
торого помещены гербы княжеств,
входящих в состав империи. На¬
чало XVII в. Германия.
Фото Н. Н. Алексеева.

Ранние этапы стеклоделия в Восточной Европе
63

64
М. А. Безбородов, А. С. Островерхое
века И. А. Хойновский вел рас
копки на территории Украины.
Именно он и напал на след это¬
го производства в окрестно¬
стях с. Збранки, находившемся
в бывшей Волынской губер¬
нии. Эти первые находки, по
его мнению, относились к
X в. н. э.3. Однако описа¬
ние их не отличалось стро¬
гостью, и потому дата не мог¬
ла считаться бесспорной.
В начале нашего столетия ма¬
териалы раскопок в Киеве,
которые вел В. В. Хвойко,—
бусы, браслеты и тонкие бока¬
лы — позволили предположить,
что в Киевской Руси стеклоде¬
лие в начале XI в. уже было
развито4.
А в 1951 г. совершенно нео¬
жиданно — из-за разрыва во¬
допроводных труб и обвала
древних подземных ходов —
была обнаружена стеклодела¬
тельная мастерская на тер¬
ритории бывшего митропо¬
личьего сада в заповеднике
Киево-Печерской лавры. Во
время раскопок там были най¬
дены остатки горнов, куски
разноцветной смальты, стек¬
ловаренные тигли с остатками
стекла, обломки огнеупоров из
печной кладки и другие ха¬
рактерные предметы стеколь¬
ного производства. В. А. Бо-
гусевич5 предположил, что эта
мастерская появилась в XI в.,
когда велось строительство
Успенского собора. Главным
ее назначением было изготов¬
ление разноцветных стеклян¬
ных мозаик. Однако кроме мо¬
заик эта мастерская делала и
посуду.
Химико - технологиче¬
ское исследование этих стекол
]Х о й н о в с к и й И. А.
Раскопки великокняже-
скогб дворца древнего
града Киева, произведен¬
ные весной 1892 г. Киев,
1893.
‘Хвойко В. В. Древ¬
ние обитатели Среднего
Поднепровья и их культура
в доисторические времена.
Киев, 1913.
SB о г у с е в и ч В. А.
Мастерские XI в. по изго¬
товлению стекла* и смаль¬
ты в Киеве.— Краткие со¬
общения Института архео¬
логии АН УССР, вып. 3,
Киев, 1954.
показало, что киевские стекло¬
делы синтезировали, в мощно¬
сти, калиево-свинцово-сили¬
катные стекла (К20—РЬО—
SiOa), которые не были из¬
вестны нигде за пределами
Киевской Руси как в домонголь¬
ское время, так и позже. Эти
изделия имели широкое хож¬
дение в других городах —
Новгороде, Полоцке, Черниго¬
ве, Переяславле6, даже в
Польше. До монголо-татар-
ского нашествия в Киеве кро¬
ме киево-печерской была
стекловаренная мастерская и
на Подоле, где изготавлива¬
лись бусы, браслеты, перстни
и бокалы.
Дальнейшие • раскопки
позволили сделать ряд новых
важных открытий и увеличить
возраст стекловарения на
территории Восточной Европы,
которое, как оказалось, воз¬
никло здесь задолго до обра¬
зования древнерусского госу¬
дарства.
В 1956—1957 гг. Львов¬
ский археолог М. Ю. Смишко
открыл стеклоделательную
мастерскую на Среднем
Днестре, неподалеку от
с. Комаров Черновицкой обл.7.
Она датируется III — IV вв.
н. э. и принадлежит проживав¬
шим в те времена на этой тер¬
ритории дакам. В мастер¬
ской были найдены инструмен¬
ты стекольного производства,
глиняные формы для выдува¬
ния изделий, недоплавлен-
ная шихта и всевозможные по¬
луфабрикаты — палочки раз¬
ной толщины, полоски, слу¬
жившие, вероятно, для деко¬
рирования изделий и т. п.
В 60*х годах стеклова¬
ренные мастерские первых
веков н. э. были открыты на ан¬
тичных поселениях в Крыму6.
‘Безбородов М. А.
Стеклоделие в Древней
Руси.— «Природа», 1955,
№ 1.
7Смишко М. Ю. П о се-
ление III—IV вв. н. э. со
следами стекольного про¬
изводства около с. Кома¬
ров Черновицкой обл.—
Материалы и исследования
по археологии Прикарпатья
и Волыни, вып. 5. Киев, 1964.
8Б е л о в Г. Д. Стекло¬
делие в Херсонесе.— «Со¬
ветская археология)», 1965,
Т. Н. Высоцкая, исследовав
мастерскую на поселении Ал-
ма-Кермен, пришла к выводу,
что стекло здесь изготавли¬
валось по рецептам, распро¬
страненным на территории
Римской империи, и что ма¬
стер ами-стеклоделами были
римляне.
Первые центры стекло¬
делия в Западной Европе воз¬
никли лишь на рубеже нашей
эры. К этому времени отно¬
сится мастерская в Аквилее,
на северном побережье Ад¬
риатики, неподалеку от Ве¬
неции. Сама Аквилея возникла
в 181 г. до н. э. на оживлен¬
ном торговом пути между
Востоком и Западом. Расцвет
производства здесь отмечает¬
ся в I и отчасти во II вв. н. э.
Однако А. Хольгер (Швеция)
упоминает о группе стекол —
небольшие чашечки из Галь-
штадтского могильника в
Австрии и некрополя Санта-
Лючия в Италии,— которые
можно датировать VII —
VI вв. до н. э. (он считает их
самыми ранними в Европе).
Но центр производства этих из¬
делий до сих пор не найден9.
Едва ли они изготовлены в мас¬
терских континентальной Ев¬
ропы.
Вплоть до недавнего
времени ничего не было из¬
вестно о существовании стек¬
ловаренных мастерских в Эл¬
ладе. Более того, подчеркива¬
лось, что на Крите, например,
своего стеклоделия не было
в течение всего античного пе¬
риода. Лишь в 1966—1967 гг.
во время раскопок античного
дома на Родосе были найдены
остатки стеклодельной мастер¬
ской конца III в. — начала
II	в. до н. э., специализировав¬
шейся на производстве бус.
Мастерские, обнаруженные в
Фессалии, относятся ко II —
III	вв. н. э.
№ 3; В ы с о т с ь к а Т. М.
Про виробництво скла в
п 1здньоантичному Криму.—
«Археолoriя», 1964, т. XVI.
'•'Smith R. W. Mediterra¬
nean glass Irom the begin¬
nings to the 1 century
B. S.— Annales du 1er Cong-
res des «Journees interna¬
tional du verre». Liege,
20—24 aout 1958, p. 35—45.

Ранние этапы стеклоделия в Восточной Европе
65
В I в. н. э., вероятно, по¬
являются центры стеклоделия
в Галлии, Испании и на Рей¬
не. Но более раннее их су¬
ществование археологичес¬
кими раскопками пока не
подтверждено. В настоящее
время достоверно известно о
существовании стекловарен¬
ных мастерских в VII—VI вв.
до н. э. в Египте, и в частности
в двух его городах — Мемфи¬
се и Навкратисе, а также в За¬
падной Азии — на морском
побережье Сирии и Месопо¬
тамии. Таковы в общих чертах
наши знания об античном стек¬
ловарении.
Тем более неожиданным
оказалось открытие стеклоде¬
лательной мастерской в Се¬
верном Причерноморье, на
Ягорлыцком античном архаи¬
ческом поселении, остатки ко¬
торого протянулись вдоль бе¬
рега одноименного залива
Черного моря10.
В 1973 г. Херсонская
археологическая	экспеди¬
ция АН УССР вела работы в
районе Днепровского лимана
и обнаружила неизвестное ра¬
нее греческое поселение, да¬
тируемое VI в. до н. э. Это был
специализированный ремес¬
ленный поселок, жители кото¬
рого занимались стеклодели¬
ем, литьем цветных металлов,
добычей и обработкой черных
металлов.
Повсеместно на поселе¬
нии (особенно в северной его
части, где предположительно
находилась	стеклодельная
мастерская) встречаются мно¬
гочисленные стеклянные и,
в частности, так называемые
ластовые1 1 бусы — целые и
бракованные. Среди них
преобладают биконические
бусы светлого желтовато-зе¬
,0Б е э б о р о д о в М. А.,
Островерхое А. С.
Стеклоделательная мастер¬
ская в Северном Причер¬
номорье в VI в. до н. э.—
«Стекло и керамика», 1978,
№ 2, с. 32—33.
''Под термином «паста»
в современной археологи¬
ческой литературе пони¬
мают непрозрачное стекло,
которое выделывали древ¬
ние для имитации драго¬
ценных и полудрагоценных
камней.
леного цвета, типичные для
раннескифских и античных ар¬
хаических памятников. Реже
попадаются бусы иной формы
синего и коричневого цветов.
Обнаружены фрагменты стек¬
ловаренных тиглей с остатками
стекла, стеклянные куски не¬
правильной формы синего и
светло-желтого цвета, а также
остатки печной кладки. Уста¬
новлено, что ягорлыцкие стек¬
лоделы владели несколькими
приемами изготовления бус —
прессованием, намоткой раз¬
мягченной стеклянной нити на
металлический стержень и др.
Химический анализ би-
конических бус показал, что
они принадлежат по составу
к группе античных натриево-
кальциево-силикатных стекол.
Сопоставление состава
стекол из ягорлыцкой мастер¬
ской и скифского кургана
«Репяховатая могила» (у с. Ма-
тусова Шполянского р-на Чер¬
касской обл. УССР) второй по¬
ловины V I в. дон. з). свидетель¬
ствует об их близком родстве.
Возможно, что ягорлыцкие ре¬
месленники изготавливали бу¬
сы для продажи скифским пле¬
менам.
•	Поселение на берегу
Ягорлыцкого залива находи¬
лось в весьма выгодном — с
^экономико - географической
точки	зрения — районе.
В низовьях Днепра была рас¬
положена описанная многи¬
ми античными авторами Ги-
лея — лесистый край, в кото¬
ром росли различные породы
деревьев — дуб, сосна, бере¬
за, осина. Древесный уголь с
самых ранних времен вплоть
до позднего средневековья
являлся единственным источни¬
ком топлива для ремесел, свя¬
занных с высокотемператур¬
ными режимами. Здесь же сос¬
редоточивались значительные
запасы нескольких сортов
песка — аллювиальных выносов
Днепра. Так называемые гема-
титовые пески использовались,
как и в древней Грузии, Малой
Азии и Восточном Средиземно¬
морье, для получения высоко¬
качественного железа; кварце¬
вые пески шли на изготовление
стекла. Крупные реки Ски¬
фии— Гипанис (Буг) и Борис-
фен ( Днепр) — связывали ан¬
тичные центры Днепровско-
Бугского лимана с глубинными
районами страны. В непос¬
редственной близости от Ягор-
лыка находилось древнейшее
в Северном Причерноморье
эллинское поселение на Бере-
зани и милетская колония
Ольвия (в устье Буга).
Мы не можем пока отве¬
тить с полной уверенностью на
вопрос, выходцы какого города
или городов основали Ягорлыц-
кое поселение. Обычно коло¬
низационная практика греков
предусматривала участие в
основании того или иного по¬
селения ряда городов. В связи
с этим интересен один факт.
Технология изготовления стек¬
ла на Ягорлыке весьма близка
древнеегипетской. И здесь,
и там для варки применялась
натуральная сода. Не свиде¬
тельствует ли это об участии в
основании поселения жителей
Навкратиса — древнегрече¬
ской колонии в дельте Нила?
Именно навкратийцы первыми
освоили достижения египтян
в области стеклоделия.
Так или иначе, материа¬
лы ягорлыцкой стекловарен¬
ной мастерской заполняют
значительный пробел в наших
знаниях не только по истории
этого ремесла в античных горо¬
дах Северного Причерно¬
морья, но и по истории всего
стеклоделия доэллинистиче-
ского периода. Это открытие
позволяет пересмотреть и на¬
ши представления о происхож¬
дении стеклянных бус — од¬
ного из излюбленнейших ук¬
рашений жителей античных
городов Северного Понта,
которые, как считалось ранее,
были важной статьей средизем¬
номорского импорта в Ски¬
фию.
Казалось бы, достигну*
ты временные пределы стекло¬
варения в Восточной Европе.
Но археологические данные
уже сейчас позволяют ставить
вопрос об их расширении
до II тыс. до н. э.12. Буду¬
щие исследования покажут пра¬
вомерность такого представ¬
ления.
1 JM а х н о Е. В., Брат¬
ченко С. Н. Пастове
намисто э катакомбного
похованнй на Компаншсь-
кому могильнику.— «Архе¬
олог i я » , 1977, т. XXIV,
с. 67.
3 «Природа» № 4

66
Метеорология
«Природа», 1979, № 4
НЕИЗВЕСТНОЕ О П. А. КРОПОТКИНЕ
В самые последние годы все чаще стали
говорить о размывании границ между отдель¬
ными науками, о том, что решение многих
кардинальных проблем зависит от способности
ученого обозреть как можно более широкий
участок необъятного поля науки, сохраняя
при этом глубину понимания деталей и част¬
ностей.
Поэтому представляется естественным
интерес к деятелям науки прошлого, которым
был свойствен широкий диапазон творчества.
Их называли «последними энциклопедистами».
Но не вернее ли было бы считать их провозве¬
стниками того периода в истории науки, кото¬
рый мы переживаем сейчас!
Одним из таких «последних» был
П. А. Кропоткин. Спектр его научной деятель¬
ности чрезвычайно широк — от истории и
литературоведения до биологии и математики.
В этом номере читатель познакомится с метео¬
рологическими исследованиями П. А. Кро¬
поткина и его естественнонаучной деятель¬
ностью в последние годы жизни.
П. Л. Кропоткин — метеоролог
В. А. Маркин,
кандидат географических наук
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
П. А. Кропоткин — географ и геолог
внес существенный вклад в развитие таких
наук, как геоморфология, палеогеография,
гляциология, петрография, четвертичная
геология, метеорология, климатология...
В своем полном историческом очер¬
ке деятельности Русского географического
общества П. П. Семенов-Тян-Шанский, го¬
воря о географических работах Кропотки¬
на, вспоминает о метеорологических наблю¬
дениях, которые в его сибирских экспеди¬
циях «...производились по всему пути»1.
Ссылки на результаты этих наблюдений
можно встретить в капитальном труде
А.	И. Воейкова «Климаты земного шара»
(1884) и в многотомном издании Э. Реклю
«Земля и люди». Но этим, пожалуй, дело
и ограничивается. В последующем ни в
биографических работах, ни в обобщениях
'С е м е н о в * Т я н-Ш а н с к и й П. П. Исто¬
рия полувековой деятельности РГО, т. I,
СПб., 1896, с. 250.
по истории метеорологии имя Кропоткина
в связи с этой наукой не ставится.
Мне захотелось, однако, проследить
за этой одной лишь нитью в ткани научно¬
го творчества П. А, Кропоткина, найти «ме¬
теорологическую линию» в его творческом
«спектре». И оказалось, что объем сделан¬
ного им в этой области достаточно велик
для того, чтобы имя его было восстановле¬
но в истории русской метеорологии и кли¬
матологии.
Здесь особенно важно обратить вни¬
мание на то, что Кропоткин активно зани¬
мался метеорологией как раз в те годы,
на которые пришлось становление этой
науки а России. В 1860-е годы на терри¬
тории всей необъятной Российской импе¬
рии работало всего два десятка станций.
Главная физическая обсерватория в Петер¬
бурге до прихода в нее Г. И. Вильда и
М. А. Рыкачева не стала организующим
центром русской науки о погоде. Работы
выдающегося климатолога М. М. Спасско¬
го были мало известны, а после его смер-

П. А. Кропоткин — метеоролог
67
ПЕТР АЛЕКСЕЕВИЧ КРОПОТКИН.
27.XI («.X111 1841—8.11.1921
Фотография ФО-i годов из арпива Дмитровского краеведческого музея
ти и вовсе забыты. Книга статистика
К. С. Веселовского «О климате России»,
вышедшая в свет в 1844 г., была, конечно,
заметным явлением в научной жизни, но
в ней, например, отсутствовала глава об
атмосферном давлении над территорией
России, так как не было данных о распре¬
делении этого важнейшего элемента кли¬
мата.
3*
П. А. Кропоткину было всего 22 года,
когда он начал свои путешествия по Сиби¬
ри, давшие столь блестящие результаты.
В Сибирь он отправился по окончании Па¬
жеского корпуса. Служил в Иркутске и Чи¬
те чиновником особых поручений. Но
именно в путешествиях он нашел себя.
Первое из них — поход в 1864 г. в Мань¬
чжурию через хребет Большой Хинган, в

68
В. А. Маркин
^ •*
<?•//»
Яр/
Ляг
<£Аууг+< «*
*>**
✓Vi
* <W * t ** * г -*■* -чГ #» <> < f~r * 4 ■ •
ss
'Флу -ЛО J /SAS ,
& -i-"v'-_ /SAT*.
WlA,
Обложка книжки полевыж метеорологически!
наблюдений, проведении! П. А. Кропоткиным
■ 1865 г.
котором, проводя глазомерную съемку,
он не забывает об измерениях температу¬
ры воздуха, с большим трудом раздобыв
для этой цели термометры. Осенью то¬
го же года во время плавания по р. Сун¬
гари Кропоткин выполняет уже строго ре¬
гулярные метеорологические наблюдения.
Таблица, им составленная, содержала пер¬
вый материал по климату этого района2.
Можно утверждать, что вообще свою
работу в географии Кропоткин начал с ме¬
теорологии. Командированный в 1863 г.
из Иркутска в Петербург, он оттуда везет
в Сибирь как величайшую драгоценность
именно метеорологические приборы — ба¬
рометр Паррота, термометры. Он берет
их с собой и в экспедицию в Саяны3, и
в ставшую наиболее известной Олекмин-
ско-Витимскую экспедицию 1866 г.
Именно в этой экспедиции были сде¬
ланы важнейшие открытия, позволившие
Кропоткину построить свою схему оро¬
графии Сибири и приступить к разработке
теории ледникового периода. И на труд¬
нейшем пути протяженностью в 3000 верст
через неведомые науке горы и плоско¬
горья Кропоткин лично вел метеорологи¬
ческие наблюдения, не пропустив ни од¬
ного дня.
Школу систематических метеона¬
блюдений должен пройти каждый клима¬
толог. Кропоткин прошел ее на самом на¬
чальном этапе своей научной деятель¬
ности.
Фраза Семенова-Тян-Шанского: «Ме¬
теорологические наблюдения производи¬
лись по всему пути» — оживает, когда
листаешь рукописные материалы, от¬
носящиеся к этой экспедиции, которые ав¬
тору этих строк удалось обнаружить в
Центральном Государственном архиве Ок¬
тябрьской революции (ЦГАОР)4. В фон¬
де Кропоткина хранятся три записные
книжки совсем небольшого формата с его
записями и вычислениями по атмосферно¬
му давлению.
Барометрические наблюдения инте¬
ресовали его прежде всего как геоморфо¬
лога. Для решения вопросов орографии
Сибири необходимы были данные о высо¬
тах горных хребтов и долин. Единствен¬
ным же способом получения этих данных
было так называемое барометрическое ни¬
велирование, т. е. определение высоты
места на основе сравнения его атмосфер¬
ного давления с окружающим «фоном».
Кропоткин, однако, столкнулся с тем
обстоятельством, что данные измерений
давления в разных пунктах оказываются
плохо сравнимыми из-за того, что не раз¬
работана система приведения атмосфер¬
ного давления к уровню моря. Он берется
за вычисления своей барометрической
формулы.
Взяв ее за основу, Кропоткин про¬
делывает огромную работу, вычисляя ат¬
мосферное давление и высоты по многим
пунктам России и других .стран Азии, Ев-
,Кропоткйн П. А. Две поездки в
Маньчжурию в 1864 г. Зап. Сибирского от¬
деления РГО, кн. VIII. Иркутск, 1965.
Кропоткин П. А. Поездка в Окинский
караул. Зап. Сибирского отделения РГО,
нн. IX и X. Иркутск, 1867.
‘ЦГАОР, ф. 1129, on. 1, № 129.

П. А. Кропоткин — метеоролог
69
В Дмитровском краеведческом музее в 1919 г.
Из архива музея, публикуется впервые.
ропы, Америки. Итогом этой работы яви¬
лась рукопись «Давление на уровне моря
по формуле и новым данным»5, датиро¬
ванная 1876 г. В приложении к отчету об
Олекминско-Витимской экспедиции6 при¬
ведены таблицы результатов барометри¬
ческих вычислений Кропоткина. Они вы¬
полнены для 680 пунктов. В сопровождаю¬
щей таблицу статье очень подробно
(на 40 страницах) объясняется способ рас¬
чета, Доказывается преимущество нового
метода; в ней содержится и полемика с
некоторыми другими учеными, в частно¬
сти с молодым русским метеорологом
'ЦГАОР, ф. 1129, on. 1, № 48.
6К р о п о т к и н П. А. Олекминско-Витим-
ская экспедиция.— «Иэв. РГО», 1868, т. IV,
№ 1.
М. А. Рыкачевым и известным француз¬
ским синоптиком А. Буханом.
Работу Бухана Кропоткин изучал с
большим вниманием. Он перерисовал из
нее карту всепланетных изобар, нанес на
нее изобары, рассчитанные по его форму¬
ле. Далеко не везде они совпадали. По
мнению Кропоткина, необходимо только
точное определение высот метеорологи¬
ческих станций, это сделает сравнимыми
измеренные на станциях величины атмо¬
сферного давления и даст возможность
широко использовать барометрический ме¬
тод и в геоморфологии, и в метеорологии.
Но вот через S3 года, в ноябре
1917 г., Кропоткин получил почтовую от¬
крытку от Л. С. Берга, в которой тот сооб¬
щает ему установленную точной нивели¬
ровкой высоту Иркутска над уровнем мо¬
ря. В ответной открытке Кропоткин писал
Бергу: «...Занятно, что формула баромет¬
рического давления, которую я вычислил
на основании имевшихся тогда наблюде¬
ний на станциях, которых высота над уров¬
нем моря была известна геометрически,

70
В. А. Маркин
дала именно эту высоту»7. Таким образом,
формула Кропоткина оказалась все-таки
довольно точной.
Только в 1873 г. выходит из печати
объемистый том «Отчета об Олекминско-
Витимской экспедиции», в котором содер¬
жится довольно много метеорологическо¬
го материала. Здесь опубликованы данные
наблюдений на Вознесенском прииске и
наблюдений Кропоткина в экспедиции.
Обобщающую их статью Ф. Миллера
«О климате Вознесенского прииска» Кро¬
поткин счел нужным дополнить своей ста¬
тьей «Еще несколько слов о климате Воз¬
несенского прииска». Ему кажется неубе¬
дительным объяснение Миллером срав¬
нительно умеренных зим на Олекме влия¬
нием Байкала. Кропоткин считает, что при¬
чина этого явления во влиянии теплых за¬
падных ветров с Атлантики. Ведь в самом
деле, ни при одном ветре не было отме¬
чено на Вознесенском прииске столь вы¬
соких температур, как при западном. Ветер
дует выше пленки холодного воздуха.
В этом разгадка теплых зим. Но не в этом
ли еще и разгадка значительных измене¬
ний климата Сибири? А над возможностью
таких изменений заставляют задуматься
явственные следы распространения лед¬
ников на склонах гольцов и в падях Олек-
минско-Витимского нагорья...
Климат далекого прошлого и связан¬
ная с ним проблема древнего оледенения
занимают Кропоткина в те годы.
«Действительно ли в прошлом Север¬
ная Азия пользовалась климатом несрав¬
ненно более теплым, чем сопредельные с
нею страны? Или же... климат Сибири
остался столь же сухим, как и теперь, и
тем препятствовал так же, как и теперь,
образованию ледников?» — так ставит он
вопрос. Следы древних ледников-были об¬
наружены. Значит, климат в прошлом был
более благоприятным для существования
оледенения в Сибири, потому что он был
более влажным. Кропоткин приходит к
очень важному выводу, утвердившемуся
лишь 20—30 лет назад, что для возникнове¬
ния и существования ледников важны не
пониженные среднегодовые и даже лет¬
ние температуры, а большое количество
осадков, выпадающих преимущественно в
виде снега.
В 1867 г. Кропоткин возвращается в
столицу. Его избирают членом Петербург¬
ского общества естествоиспытателей и Рус¬
ского географического общества (РГО), где
он вскоре становится секретарем Отделе¬
ния географии физической.
Почти одновременно с Кропоткиным
в работе РГО начали активно участвовать
такие замечательные в будущем клима¬
тологи, как А. И. Воейков, М. А. Рыкачев,
В.	П. Кеппен. Подпись Кропоткина стоит
под групповым письмом «на высочайшее
имя» с просьбой о разрешении образовать
в Географическом обществе специальную
Метеорологическую комиссию. В 1870 г.
такая комиссия была создана. Кропоткин
вместе с Вильдом, Воейковым, Рыкачевым
и Кеппеном становится ее членом.
Он входит в состав еще ряда комис¬
сий и среди них — Комиссии по проведе¬
нию нивелировки в Сибири. Кропоткин ре¬
гулярно просматривает данные метеоро¬
логических наблюдений экспедиций,до¬
кладывает, например, на заседании обще¬
ства о наблюдениях, проведенных инжене¬
ром И. А. Лопатиным на Сахалине, и, об¬
ращая особое внимание на снегонакопле¬
ние, делает вывод о том, что «...большие
массы атмосферических осаждений выпа¬
дают на о. Сахалин».8 Когда в 1871 г. он
исследует следы ледникового периода в
Финляндии и Швеции, то считает своим
Долгом детально осмотреть метеорологи¬
ческую обсерваторию в Упсале и догово¬
риться с ее директором об обмене лите¬
ратурой по метеорологии между Упсалой
и Петербургом.
Но еще до организации комиссии
Кропоткин активно выступает с пропаган¬
дой метеорологических знаний — необхо¬
димость подобной деятельности для каж¬
дого из членов Метеорологической ко¬
миссии РГО была специально оговорена в
уставе Комиссии. Но обзор новейших на¬
учных идей в те годы был в значительной
степени новым жанром для русских газет.
Кропоткин стал здесь одним из первых.
С начала 1868 г. в «Санкт-Петербург-
ских ведомостях» под рубрикой «Естество¬
знание» стали появляться статьи за под¬
писью П. Кропоткин. Первая из них была
посвящена успехам в области применения
спектрального анализа, а вторая, появив¬
шаяся 5 марта, называлась. «Влияние вы¬
рубки леса на климат страны»9. Вот что
писал Кропоткин в этой статье, занявшей
два газетных «подвала»:
					»«Иэв. РГО», 1869, т. V, с. 302—313.
7Аржив АН СССР (Ленингр. отд.), ф. 004,	9«СПб ведомости», № 63, 5(17) марта
оп. 2, № 391.	1868 г.

П. А. Кропоткин—метеоролог
Дом П. А. Кропоткина в Дмитрове.
«Мы полагаем особенно полезным
обратить на это внимание теперь, когда у
нас идет усиленная вырубка лесов по всей
России... Не останавливаясь на хозяйствен¬
ной стороне дела, остановимся только на
климатической... Какое же влияние на кли¬
мат может иметь близость лесов?»
В статье подробно разбираются раз¬
ные стороны воздействия леса на темпе¬
ратуру воздуха и его влажность и делается
вывод: «...перемены температуры в лесу
не так резки, как в поле... Зимы 8 лесу
теплее, чем в поле. Тепло равномернее
распределяется в лесах, климат умереннее,
ближе к морскому».
Кропоткин особенно обращает вни¬
мание на сохранение лесами влаги: «В ле¬
су вода большей частью вся входит в поч¬
ву, впитывается и затем, после долгих под¬
земных странствований, выходит в ключах,
на безлесных же склонах она вымывает
глубокие борозды, несет камни и грязь,
и песок, смывает плодоносную верхнюю
почву».
Кропоткин напоминает о том, что
после вырубки леса лесные ключи обычно
иссякают. «Прежде чем приступить к вы¬
рубке,— все учитывать должны сельские
хозяева». И главное, что нужно,— больше
наблюдений. Простейшие дождемеры
можно установить около лесов. «Что ж до
тех, что не могут обзавестись дождеме¬
ром, то они немало помогли бы делу на¬
блюдениями над количеством воды в клю¬
чах до и после порубки лесов и записывая
количество дождливых дней».
Через месяц — новая статья, в кото¬
рой разбираются вопросы предсказания
погоды. Вот некоторые фразы из этой
статьи, излагающей новейшие достижения
в разработке проблемы: «Нельзя не поди¬
виться нашему равнодушию к предсказа¬
ниям..., в которых земледельцы прямо за¬
интересованы... Предсказания бурь могут
основываться не на фантазиях, а на строгих
научных данных...»10
Кропоткин пишет о причинах изме¬
нений погоды, о теории вихрей, о том, по
каким признакам можно судить о прибли¬
жении циклона, о необходимости организа¬
ции густой сети метеостанций. Он выра¬
жает надежду, что новый директор Геофи¬
зической обсерватории (а им стал
1	и«СП6 ведомости», № 74, 10(22) апреля
1868 г.

72
В. А. Маркин
Г. И. Вильд) «не упустит из виду привести
наши станции в надлежащий вид, облег¬
чить для частных лиц возможность приоб¬
ретать точные инструменты и наконец рас¬
пространять в обществе метеорологиче¬
ские сведения с помощью публичных кур¬
сов, статей и т. п.».
Эти две статьи, несомненно, сыгра¬
ли определенную роль в становлении рус¬
ской метеорологической службы, в разви¬
тии русской метеорологии.
Лето 1871 г. Кропоткин проводит в
Финляндии и Швеции, изучая ледниковые
отложения. И в этой геоморфологической
экспедиции можно обнаружить момент ин¬
тереса Кропоткина к метеорологии. В сво¬
их «Письмах из Финляндии» он рассказы¬
вает о знакомстве с полярным исследовате¬
лем, организатором метеонаблюдений на
Шпицбергене — Нильсом Адольфом Эри¬
ком Норденшельдом. Он обсуждает с ним
проблемы полярных исследований. В то
время Кропоткин как раз ожидал утверж¬
дения Русской полярной экспедиции — он
составил по поручению РГО программу и
был намечен начальником этой экспеди¬
ции, в которой предполагалось большое
внимание уделить исследованию климата.
Экспедиция не состоялась. А земля,
существование которой было предсказано
в проекте экспедиции, оказалась открытой
с австровенгерского судна «Тегетгофф»,
плененного льдами. Она получила назва¬
ние Земли Франца-Иосифа.
Через три года выйдет в свет еще
одна книга Кропоткина,— быть может,
главный его географический труд — «Ис¬
следования о ледниковом периоде», и в
ней идеи взаимосвязи ледников и климата
получат дальнейшее свое развитие. И еще
одну идею, которая прочно легла в фун¬
дамент современной гляциологии, можно
обнаружить в этой классической книге.
«Мы должны признать, что на некоторой
глубине, под тонким слоем, чувствующим
влияние времен года, лед должен принять
температуру, равную или почти равную
средней годовой воздуха»11. Исследова¬
ния гляциологов XX века во всех леднико¬
вых районах Земли подтвердили это пред¬
положение.
Кропоткина с полным правом можно
считать одним из первых гляциоклима-
тологов.
В апрельском номере популярного
английского журнала «The Nineteenth Cen¬
tury» («XIX век») за 1893 г. появилась ста¬
тья П. Кропоткина о циркуляции атмосфе¬
ры, которая начиналась так: «В течение по¬
следних тридцати лет было собрано мно¬
жество метеорологических данных. Но не¬
смотря на это, ощущалось отсутствие по¬
строения на основе этих данных такой тео¬
рии атмосферной циркуляции, которая
вобрала бы в себя распределение тепла,
давления, влажности над поверхностью
всей Земли»12.
Он писал эту статью через 30 лет
после первых своих метеорологических на¬
блюдений в Восточной Сибири. За это вре¬
мя, в самом деле, произошли большие
сдвиги в развитии науки об атмосфере.
Их и подвергает анализу в своей статье
Кропоткин, год назад возглавивший в жур¬
нале «The Nineteenth Century» отдел со¬
временной науки после ухода с этой
должности известного биолога и филосо¬
фа Т. Гекели.
Шел уже семнадцатый год пребыва¬
ния Кропоткина вне России после его зна¬
менитого побега из царской тюрьмы в
1876 г. Все эти годы Кропоткин активно
сотрудничал в английском журнале «Na¬
ture», где регулярно появлялись его за¬
метки о новых исследованиях. В 1881 г. по¬
является большая рецензия Кропоткина на
только что вышедшую в английском изда¬
нии книгу Норденшельда о его путешест¬
вии вдоль северных берегов России из Ат¬
лантического океана в Тихий на шхуне «Ве¬
га». Кропоткин высоко оценивает эту экс¬
педицию, особенно отмечая, что она вы¬
полнила двухлетний цикл метеорологиче¬
ских наблюдений в арктических районах,
где никогда не было никаких метеостан¬
ций. Позже он специально рассматривает
результаты исследований на «Веге» поляр¬
ных сияний, а затем посвящает большие
статьи результатам исследований Ф. Нан¬
сена во время дрейфа «Фрама» и первым
антарктическим экспедициям.
80-е годы XIX в. в развитии метеоро¬
логии имели особое значение. Открытия
закономерностей движения воздуха над
поверхностью Земли, позволившие гово¬
рить о существовании системы атмосфер¬
ной циркуляции, были сделаны несколько
''Кропоткин П. А. Исследования о
ледниковом периоде.— «Зап. РГО по общ.
геогр.», 1876, т. 7.
12	Kropotkin P. Recent science—I.—
«The Nineteenth Century», 1893, № 4, p. 671 —
678. Здесь и далее перевод автора.

П. А. Кропоткин — метеоролог
73
ранее, но только теперь они овладели ума¬
ми многих ученых; схема становилась все
более детальной, все более близкой к ре¬
альности. Укрепило свои позиции и учение
о циклонах и антициклонах — переносчи¬
ках энергии в атмосфере, а вместе с тем и
погоды во всем ее многообразии. И даже
произошел естественный синтез двух не¬
давно казавшихся взаимоисключающими
теорий.
Рассказывая об этом, Кропоткин пи¬
сал: «Эти смелые шаги поставили метеоро¬
логов перед лицом новых проблем... И они
стали больше обращать внимание на изу¬
чение самих изменений погоды, чем на
поиски причин этих изменений, вопросы
общей циркуляции атмосферы остались
без внимания»'3. А между тем сам про¬
гресс в деле прогнозов погоды заставил
искать более полного знания об атмосфере
и ее общей циркуляции.
Кропоткин заканчивает свою статью
рассмотрением влияния, которое оказы¬
вают постоянные центры атмосферной
циркуляции на формирование крупных фи-
зико-географических областей, таких как
пустыни Азии, Африки, Южной Америки.
И в сугубо геофизической статье он оста¬
ется географом. Это в нем особенно ценно.
В 1899 г. он снова вернулся к теме
предсказания погоды. Если 30 лет назад
в своей газетной статье он мог говорить
только о прогнозах на сутки вперед, то
теперь наука подошла уже к решению
проблемы долгосрочных « прогнозов.
В принципе такие прогнозы возможны, но
вся сложность в том, что «атмосфера Земли
никогда не находится в покое», и предска¬
зать дальнейший путь и характер развития
какого-нибудь движущегося вихря весьма
нелегко. Нужны точные и массовые наблю¬
дения. «Метеорологическая служба долж¬
на стать частью ежедневной жизни на¬
рода».
Интуиция естествоиспытателя позво¬
лила Кропоткину почувствовать перспек¬
тивность едва наметившегося направления
в развитии синоптики, заключающего в се¬
бе изучение повторяемости определенных
типов погоды, обусловленных закономер¬
ными перестройками в поле атмосферной
циркуляции. Пройдет полтора десятка лет,
и именно этим путем пойдет в составлении
своих, поначалу очень удачных, прогнозов
русский синоптик С. А. Грибоедов. Его ра¬
боты продолжат основатель советской си¬
ноптической школы Б. П. Мультановский
(1876—1938) и создатели современной
классификации «механизмов циркуляции»
Г. Я. Вангейгейм и Б. Л. Дзердзеевский.
Последняя статья Кропоткина в жур¬
нале появилась в 1901 г.; она была посвъ
щена проблеме исследования верхних сиф-
ев атмосферы с помощью воздушных зме¬
ев и шаров — зондов. Без изучения атмо¬
сферы до самых верхних ее границ невоз¬
можен был, по мнению Кропоткина, даль¬
нейший прогресс в развитии науки.
Статьи Кропоткина, помещенные в
английских журналах, до сих пор совер¬
шенно неизвестны советскому читателю.
Здесь рассказано далеко не о всех
статьях и книгах Кропоткина, в которых в'
той или иной степени он касался вопросов
погоды и климата. В полном списке таких
работ — более четырех десятков названий.
Кроме того, в фундаментальном труде
Э. Реклю «Всеобщая география», по при¬
знанию самого Реклю, «многие страницы
по праву может приписать себе Петр Кро¬
поткин», и, в первую очередь,— страницы,
на которых рассказано о климате Сибири
с использованием данных наблюдений в
60-х годах прошлого века. Среди работ
Кропоткина — большое исследование «Вы¬
сыхание Евразии»14, еще не переведенное
на русский язык, в котором разрабатывает¬
ся гипотеза о смене климатов и ландшаф¬
тов после освобождения огромных прост¬
ранств Северного полушария из-под лед¬
никового панциря. Среди них — и самая
последняя географическая работа Кропот¬
кина «Ледниковый и озерный период», на¬
писанная в 1919 г.
Таким образом, причастность
П. А. Кропоткина к метеорологии и клима¬
тологии несомненна. И это дополняет его
характеристику как ученого, искавшего
связи между различными науками. В ме¬
теорологии он видел контакт физики с
географией. Он всегда оставался геогра¬
фом среди метеорологов. И, может быть,
поэтому его многочисленные работы в этой
области оказались неизвестными. Знаком¬
ство с ними освещает довольно широкий
участок «спектра» научного творчества
Петра Алексеевича Кропоткина, в изуче¬
нии которого остается еще немало про¬
белов.
13	Kropotkin P. The Voyage of the «Ve¬
ga».—..Nature», 1881, v. XXV, NS 635, p. 170—
183, NS 636, p. 200—205.
"Kropotkin P. The Assiculation ol Euro-
Asia.— «The geographical journal», 1904,
v. XXIII, p. 722—741.

74 Геология
«Природа», 1979, № 4
П. ▲. Кропоткин в Дмитрове
Р. Ф. Хохлов
Дмитровский краеведческий музей
Летом 191В г. Кропоткин переехал на
постоянное жительство в подмосковный
город Дмитров. Позади был большой жиз¬
ненный путь, имя и труды Петра Алексее¬
вича были известны во многих странах ми¬
ра. Кропоткину ко времени приезда в
Дмитров исполнилось 76 лет, однако без¬
деятельность была не в его характере, и
вскоре он включился в работу незадолго
перед этим организованного по инициативе
местной интеллигенции Музея Дмитров¬
ского края — одного из первых краеведче¬
ских музеев Подмосковья. В первую оче¬
редь Кропоткина привлек естественнона¬
учный отдел музея.
Сотрудницы музея Л. В. Васильева,
А.	Г. Вербловская и А. Д. Шаховская1 в
то время собирали экспонаты по ботанике,
зоологии и геологии края, привлекая к
своей работе общественный актив. Одним
из их первых помощников стал Кропоткин.
Вербловская в своем отчете за лето 1918 г.
писала о посещениях музея Кропоткиным:
«С живейшим интересом рассматривал он
все экспонаты музея, особенно в отделе
геологии, и тут же вспоминал свои путе¬
шествия и говорил о своих исследованиях.
Его слова: «Хорошее, полезное дело вы
тут делаете» как-то особенно ободряли
нас в нашей работе, и создавалась уверен¬
ность, что Петр Алексеевич всегда придет
на помощь музею...»2
Музей размещался тогда в неболь¬
шом деревянном доме на Московской ули¬
це, где под экспозицию отведена была од-
'Анна Дмитриевна Шаковская (1690—
1959) —научный сотрудник (1918—1932) и
заведующая (1919—1921) Музеем Дмит¬
ровского края, автор многих статей в сбор¬
нике «Геология и полезные ископаемые»,
краеведческиж стЯтей, а также воспомина¬
ний о П. А. Кропоткине; в 40—50 годы уче¬
ный секретарь, а затем хранитель кабинета-
музея В. И. Вернадского.
2Научный архив Дмитровского краевед¬
ческого музея, ф. 123, д. 3, л. 2 об.
на комната, посредине которой стояла
большая печь. На деревянных стенах были
развешаны геологическая и гипсометриче¬
ская карты Дмитровского уезда, в большой
открытой витрине стояли образцы геологи¬
ческих пород, окаменелостей и т. п. Скром¬
ным было начало музея, но уже тогда
Кропоткин увидел в нем залог будущего
развития музейного дела и краеведения.
Выступая на съезде учителей Дмитровско¬
го уезда 30 августа 1918 г., он говорил:
«Третьего дня я осматривал зачаточный му¬
зей в нашем Дмитрове (музей местного
края при Дмитровском союзе кооперати¬
вов) и я радовался, видя, как разумно от¬
неслись к своему делу наши три молодые
сотрудницы музея: геолог, ботаник и зоо¬
лог, в какой интересной и поучительной
форме сумели они представить собранный
материал, и, вспомнив, как нелепо нас учи¬
ли естественным наукам, я порадовался за
молодое поколение... Пусть только у нас
будет несколько лет свободы, во множест¬
ве городов у нас вырастут такие же и еще
лучше музеи. Они будут неоценимым под¬
спорьем для преподавания истории земли
и жизни ее растительных и животных оби¬
тателей и человека...»3
Характеризуя работу геологическо¬
го отдела музея в этот период, Васильева
отмечала в своем отчете: «Не оставляет
геологию своим вниманием и П. А. Кро¬
поткин, считая себя членом — работником
музея... Петр Алексеевич все время помнит
о музее, подбирает список книг по ледни¬
ковому периоду и другим вопросам,' ста¬
тьи в «Известиях географического о-ва»
для «болотников» и геологии». «Болотни¬
ками» называли членов комиссии по изу¬
чению болот, созданную -при музее уже
в первый год его существования. В комис¬
сию вошли начинающий ученый-болотовед
’Кропоткин П. А. Приветствие съезду
учащих. Дмитров, 1918, с. 3.

П. А. Кропоткин в Дмитрове
75
Б. Д. Оношко4, агроном Г. Н, Зерцало»,
А.	Д. Шаховская и другие сотрудники му¬
зея, представители местной интеллиген¬
ции. Вскоре после создания комиссии Кро¬
поткин выступил на двух ее заседаниях в
январе 1919 г. с докладом «Ледниковый и
озерный периоды». Первое заседание со¬
стоялось на квартире Кропоткина 16 янва¬
ря. Второе—-в помещении музея 23 ян¬
варя.
Свой доклад Кропоткин намеревал¬
ся опубликовать в Дмитрове, специально
для этой цели он сделал и рисунки, но, к
сожалению, доклад так и не был опубли¬
кован, неизвестна и судьба рукописи до¬
клада. В архиве Кропоткина, хранящемся
в Дмитровском краеведческом музее, мы
обнаружили лишь машинописные тезисы
и фрагменты доклада, позволяющие про¬
извести его реконструкцию5. Общий объ¬
ем доклада составлял более 70 машино¬
писных страниц, и в нем Кропоткин осве¬
тил историю учения о материковом оледе¬
нении и существо основных его проблем.
Конечно, доклад Кропоткина осно¬
ван на положениях его знаменитого капи¬
тального труда «Исследования о леднико¬
вом периоде». Недавно геологическая об¬
щественность нашей страны отметила сто¬
летие со дня выход? этой книги, многие
положения сохранили свою ценность и се¬
годня6. Однако в докладе Кропоткин за¬
трагивает более широкий круг проблем.
Заглянем в тезисы доклада.
Вступительная часть д<?клада посвя¬
щена истории учения о ледниковом перио¬
де. Здесь автор касается колебаний кли¬
мата на Земле, причиной которых, по его
мнению, служит изменение положения
земной оси и вероятное изменение направ¬
ленно испускаемого Солнцем тепла.
4Борис Дмитриевич Оношко (1890—
1936) —организатор и руководитель
(1919—1931 гг.) Яхромской болотно-опыт¬
ной станции, с 1931 г. научный сотрудник
Государственного лугового института, а
затем ВНИИГиМа, автор более 30 научных
работ, доктор сельскохозяйственных наук.
5Н о с о в А. А., Хохлов Р. Ф. Мало¬
известные страницы деятельности П. А. Кро¬
поткина как естествоиспытателя.— «Бюл¬
летень МОИП, отдел геологический», 1976,
№ 4, с: 79—83.
‘Кропоткин П. А. Исследования о лед¬
никовом периоде.— «Зап. РГО по общ.
геогр.», 1876/* т. 7. Материалы ко второй
(неопубликованной) части «Исследований»
хранятся в Центральном Государственном
архиве Октябрьской революции СССР
(ЦГАОР СССР, ф. 1129); Марков К. К.
Столетие ледниковой теории.— «Природа»,
1976,	№ 4, с. 75.
1
1«
ЯНВАРЬ-ФЕВРАЛЬ
1|Т11)ГЪ
30
17
Тр. АвтовГ* Веа.
Ilp. Aittoaia.
//г^ло *
- V Л’ Sty*, „
/и,,:.. ,? ' i
Iitiih
31
18
A«kMctfl »
{нрялш,
Лр, М.рккм.
■ ***?" •S'"?: *
	& J ’ ( V ) ~7ef
А».,- /V*
~~7, a ** \
*4/*?*•/
Ilillfl
-//* о *«*•
til fi -?•;<.
1
19
Пр. MaaApiaKr.,
■p. Mtaapia
Александр,
пр Mutapia
ШчярОИЬГО.
Су Apseaia.
A-№ ** rt
/A-A-
Страничка из записной книжки П. А. Кропоткина.
Далее Кропоткин касается возраста
ледникового периода и определения тер¬
мина «б[ольшой] Ледников[ый] пер[иод]»7.
Совершая экскурс в историю геологии, он
отмечал наличие двух основных направле¬
ний в геологической науке первой полови¬
ны XIX века — катастрофистов (Ж. Кювье,
Л. Бух), с одной стороны, и эволюциони¬
стов, сторонников Ч. Лайеля, с другой.
Поворотный момент в геологии четвертич¬
ного периода, по мнению Кропоткина,—
«великое шестилетие» (с 1856 по 1862 год),
именно в эти годы появляются основопо¬
лагающие труды в области естествознания.
Далее следует подробная характеристика
учения о ледниковом периоде и признаков
ледникового периода.
7Архив Дмитровского краеведческого музея.
Фонд Кропоткина.

76
Р. Ф. Хохлов
В рабочем кабинете. Дмитров, 1919 г.
Кропоткин подробно характеризует
ледниковый покров Европы и прежде все¬
го ледниковые формы горных районов:
купола, склоны, долины, террасы, цирки,
«Надо, впрочем, сказать,— отмечал Кро¬
поткин на одной из сохранившихся страниц
доклада8,— что для людей, не знакомых с
горными странами или не обращавших
внимание на формы гор, эти признаки не
убедительны. Но для геолога они — пре¬
красное первое указание, наставляющее
его искать дальнейших признаков. Вместе
с тем эти и другие формы ледникового
[рельефа] чрезвычайно интересны и зна¬
комство с ними несказанно увеличивает
наслаждение горною природою». Отме¬
чая красоты горного пейзажа на берегах
озера Лаго-Маджоре и на перевале Сен-
Готард, Кропоткин замечал: «Но невоз¬
можно выразить, насколько наслаждение
увеличивается, когда упомянутые формы,
или формы зарождающихся цирков (от за¬
аТам же.
лежей в них льда) и десятки других мело¬
чей формы пробуждают в вас мысль о
жизни прошлой и настоящей этих гор, их
горных потоков и осыпей».
В докладе подробно рассматрива¬
лись отличительные признаки ледовых на¬
носов, их происхождение, состав и строе¬
ние.
Кропоткин останавливается на вопро¬
сах строения «озов», которые ему довелось
наблюдать во время его поездки в Скан¬
динавию в 1871 г. Из своих наблюдений он
«вывел заключение, что озы Швеции и
Финляндии суть остатки морен ледниково¬
го покрова, покрытые промытыми нано¬
сами».
«Но каких морен?»,— задавал вопрос
Кропоткин. И далее отвечал: «Моему боль¬
шому приятелю Фрид[риху] Богд[ановичу]
Шмидту принадлежит догадка, что это бы¬
ли поддонные морены ледникового покро¬
ва, складывающиеся под покровом в виде
гряд в направлении его движения, вследст¬
вие бокового давления, при выпадах из до¬
лин, и, вообще, вследствие неровности
почвы».
Затем Кропоткин обращается к во¬
просу об оледенении Сибири, и в частно-

П. А. Кропоткин в Дмитрове
77
сти к характеристике следов оледенения в
Саянах и на Патомском нагорье. В этой
части своего доклада Кропоткин использо¬
вал свои наблюдения, относящиеся ко вре¬
мени путешествий по Сибири.
И в заключении первой части доклада
рассматриваются пределы распростране¬
ния ледникового покрова в Европе. Несо¬
мненным Кропоткин считает распростра¬
нение ледникового покрова в Северной и
Южной Англии, а также на севере Фран¬
ции, Скандинавском полуострове, в Север¬
ной Германии и на севере России. Достигая
.северных окраин Франции, Германии и
России, ледник пересекал, по его мнению,
Балтийское море и Финский залив. Пока¬
зывая, что эти водные бассейны не явля¬
лись помехой распространению ледника,
Кропоткин совершает экскурс в область
физико-механических свойств льда, оста¬
новившись на вопросах о его пластичности
и опытных доказательствах «расползания
льда под давлением». Эти оригинальные
выводы Кропоткина о движении материко¬
вых льдов, по мнению современных иссле¬
дователей,— одно из важных его научных
достижений, полностью сохранивших свое
значение до настоящего времени9.
Вторая часть доклада посвящена под¬
робной характеристике озерного периода.
«На Земле все изменяется. Особенно кли¬
мат». Поэтому на смену ледниковому пе¬
риоду с необходимой последовательно¬
стью приходит озерный. Охарактеризовав
вначале размеры и мощность ледяных по¬
кровов Антарктиды и Гренландии, Кропот¬
кин затем обращается к слушателям: «Во¬
образите таяние от массы льда»,— и рисует
картину постепенного появления вершин,
потом долин и котловин выпаханных озер.
Далее идут примеры, доказывающие
образование рек из цепей озер, что осо¬
бенно ярко выражено в Финляндии.
«Очень типично также верхнее течение
р. Гавель, на которой стоят Шпандау и
Потсдам к зап[аду] от Берлина и болот¬
ные области вокруг. Здесь мы имеем про¬
тотип всех рек на земной поверхности.
Все они были цепями озер, соединенных
протоками. Действительно, когда шло тая¬
ние ледяного покрова, несомненно насту¬
пил период, который следует назвать озер¬
ным, когда поверхности, обнажавшиеся из-
9Ш а н ц е р Е. В. Роль П. А. Кропоткина в
становлении ледниковой теории.— «Бюл¬
летень МОИП, отдел геологический»*, 1976,
№ 4, с. 64.
под ледяного покрова, были покрыты бес¬
численными озерами, окруженными топя¬
ми, болотами, как это по сию пору видно
в Финляндии.
Такие страны озер, в различных сте¬
пенях высохшие, мы видим во многих ча¬
стях земной поверхности в России, в Шве¬
ции, в Пруссии, в Англии... в Соединенных
Штатах. Или же мы имеем области, покры¬
тые множеством болот и мелких озерков,
как напр[имер], в бассейне Припяти, на
Валдайском плоскогорий, в [...], в Восточ¬
ной Прусии и т. д.»
Продолжая далее эту мысль своего
доклада, Кропоткин указывал, что долины
всех больших рек (Волги, Дуная, Рейна,
реки св. Лаврентия, Миссисипи, Амазон¬
ки и др.) состоят из последовательных,
очень значительных расширений, соеди¬
ненных более узкими долинами. Интерес¬
ны в этом отношении его соображения о
геологических особенностях Среднего и
Нижнего Поволжья и Прикаспия. «Верхне¬
го течения Волги,— отмечал Кропоткин,—
я не знаю, но уже у Нижнего она течет по
широкой равнине, покрытой наносами и
представляющей несомненно для геологов
дно очень большого озера. Следы второго
такого же озера видны при слиянии Волги
с Камой. Затем Волга, пробившись через
твердые породы у Самары, вступает уже
в низменность, некогда покрытую Каспий¬
ским морем, когда оно соединялось с Чер¬
ным и с теперешним Аральским озером,
как это видно из каспийских раковин, до¬
ходящих в узком заливе, по-видимому, до
Камы, и в Узбое, т.е. долине, идущей от
Касп[ийского] моря до Аральского и одно
время считавшейся старым руслом Аму¬
дарьи. Наиболее вероятное объяснение
этого явления, по моему мнению, теперь
то, что в послеледниковом, озерном, пе¬
риоде Каспийское море и Аральское со¬
ставляли одно, которого большая ось шла
с запада на восток и включала Аральское
море, причем небольшое плоскогорье
[Устюрт] возвышалось среди него как боль¬
шой остров (любопытно, что древние греки
именно так представляли Каспийское мо¬
ре: с островом посередине). Высоты Ерге-
ни и Общий Сырт представляли его северо-
западный и запад[ный берега]». Следую¬
щий раздел второй части доклада, озаглав¬
ленный «Человек озерного периода», со¬
стоял из трех параграфов: «Утес в Хэстинг-
се», «Успешные исследования Полякова»
и «Дмитров». К сожалению, ни текста, ни
тезисов к этим параграфам обнаружить
не удалось. Впрочем, можно предполагать,
что во втором параграфе шла речь о пу-

78
Р. Ф. Хохлов
С женой Софьей Григорьевной. Дмитров, 1919 г.
Из архива Дмитровского краеведческого музея,
публикуется впервые.
тешестеии И. С. Полякова в долину р. Оби.
Поляков, как известно, принимал участие
в Олекминско-Витимской экспедиции Кро¬
поткина, а затем совершил ряд самостоя¬
тельных путешествий по Сибири и Дальне¬
му Востоку.
Заключительная часть доклада Кро¬
поткина была посвящена высыханию озер
и болот. Процесс высыхания, по его мне¬
нию, проходил неравномерно, то уско¬
ряясь, то замедляясь, а иногда и совсем
приостанавливаясь, благодаря чередова¬
нию сухих и дождливых периодов. Послед¬
ний раздел доклада «Поднятие почвы» со¬
стоял из следующих параграфов: «Распро¬
странение моря арктического и постлед-
никового. Север[ный] океан. Каспий. Вы¬
сыхание Север[ного] полушария». К по¬
следнему вопросу Кропоткин, как извест¬
но, уже обращался в статье «Высыхание
Евразии», опубликованной в Англии в
1904 г.
Интересно провести некоторые па¬
раллели между дмитровским докладом
Кропоткина и отделенными от него более
чем 4 десятилетиями «Исследованиями о
ледниковом периоде». Нельзя не признать,
что доклад шире по своей проблематике,
так как в нем давалась более или менее
развернутая характеристика не только лед¬
никового, но и послеледникового периода,
в котором выделялись Кропоткиным два
этапа — озерный период и период высыха¬
нияВ этом отношении доклад «Ледни¬
ковый и озерный периоды» можно рас¬
сматривать как развитие и обобщение «Ис¬
следований о ледниковом периоде» и дру¬
гих, опубликованных позднее, работ Кро¬
поткина,
Анализ доклада позволяет просле¬
дить эволюцию взглядов Кропоткина на не¬
которые рроблемы геологии четвертично¬
го периода. В частности, Кропоткин, хотя
и очень осторожно, склоняется к идее о
,0Конечно. в настоящее время подобная
терминология является устаревшей, чего
нельзя сказать о существе ряда идей и
наблюдений Кропоткина, сохраняющих не
только историческое значение.

П. А. Кропоткин в Дмитрове
79
существовании нескольких «теплых перио¬
дов между холодными в течение леднико-
вого периода». Сохранился фрагмент до¬
клада, где шла речь, по-видимому, о не¬
мецком геоморфологе и гляциологе
А.	Пенке, «очень знающем по ледниковому
периоду, который он тщательно исследо¬
вал несколько лет подряд со своими уче¬
никами в Тирольских Альпах». «Я обратил
его внимание,— говорил Кропоткин в этом
месте своего доклада,— на колебания в
движении ледяного [края] Гренландии и
особенно на тот факт, что у самого края
этого... льда, как только стает снег, цветут
многие из наших среднерусских трав.
Но пройдет несколько лет, и эти самые
места опять [покрываются] двигающимся
льдом...» В тезисах своего доклада Кро¬
поткин, говоря об изменениях климата на
Земле, указывал на чередование теплых
и холодных эпох в ее геологической исто¬
рии: «теплый — силур, холодн[ый] — ме¬
ловой, теплый — третичный... холодный
пост-плиоцен»,— считая, вероятно, повто¬
ряемость такого рода возможной.
Не имея полного текста доклада
трудно, конечно, со всей определенно¬
стью судить об эволюции взглядов Кро¬
поткина, и все же сохранившиеся его фраг¬
менты представляют несомненный интерес
как для истории учения о материковом
оледенении, так и для анализа"естествен¬
нонаучных воззрений его автора, и в этом
своем качестве заслуживают, безусловно,
дальнейшего изучения.	*
Существенно дополняют представле¬
ние о деятельности Кропоткина-естество-
испытателя в дмитровский период другие
сохранившиеся в его личном архиве мате¬
риалы. Интересна в этом отношении при¬
надлежавшая ему «Записная книжка для
члена кооператива на 1919 г.», на страни¬
цах которой наряду с другими записями
содержатся заметки о метеорологических
наблюдениях, почти регулярно проводи¬
мых в этот период Кропоткиным. В боль¬
шинстве ежедневных записей содержатся
лишь краткие сведения о температуре, со¬
стоянии атмосферы и направлении ветра,
но некоторые из записей представляют со¬
бой небольшие фенологические этюды.
Такова, например, запись 31 января: «Дней
10 назад, после того, как выпало много
снега, а затем были морозные, солнечные
дни, снег в полях, на пригорках обратился
в кристаллы ледяные, с крупную гороши¬
ну, подобные альпийскому фирну. Сегодня
то же начинается с недавно выпавшим сне¬
гом, только гораздо мельче. Но вся по¬
верхность снега уже в бугорках».
Плодотворная связь Кропоткина с
Музеем Дмитровского края не прерыва¬
лась практически до последних дней его
жизни. В декабре 1919 г. он помог создать
при музее метеорологическую станцию.
Среди материалов архива Кропоткина со¬
хранились карточки, составленные в 1919—
1920 годах, с пометкой: «для нашего му¬
зея». Вот, например, одна из них: «Отдел
физико-географический. Для нашего музея
и группы «Болото». Предложить: 1) При¬
соединиться или просто вступить в сноше¬
ния с возродившейся при Географическом
обществе в декабре 1915 г. «Озерной ко¬
миссией». Попросить эту комиссию выслать
нам свои инструкции»11.
20 сентября 1920 г. Кропоткин вы¬
ступил с докладом «Образовательное
значение местного музея» на съезде учи¬
телей Дмитровского уезда. Вспоминая об
исследованиях Сибири, непосредственным
участником которых он был, Кропоткин
отмечал значительную роль для исследова¬
телей коллекций Иркутского музея, а за¬
тем, как бы перекидывая мостик через
десятилетия, остановился на задачах
краеведения на новых его этапах в деле
изучения естественных богатств страны.
В памяти всех, кто знал Кропоткина
и общался с ним в этот период его жизни,
сохранился образ замечательного челове¬
ка и ученого, полного «любовного живого
внимания ко всему: и к людям, и к приро¬
де, и к жизни»12.
Научные интересы Кропоткина были широ¬
ки и многообразны. И все же в его дея¬
тельности как ученого можно выделить
одно из главных направлений, а именно,
исследования в области геологии четвер¬
тичного периода.'По ряду причин, однако,
целый ряд его работ в этой области остает¬
ся до сих пор малодоступным для исследо¬
вателей, будучи рассеян в различных ар¬
хивных хранилищах, а также в специальных
изданиях, выходивших за рубежом. Еще
менее известной остается переписка Кро¬
поткина с учеными — геологами и гляцио¬
логами. Таким образом, задача публика¬
ции и исследования этих материалов сохра¬
няет свою актуальность. Надо полагать,
что внимание исследователей еще при¬
влекут и те страницы научной деятельности
Кропоткина, которым посвящена настоящая
статья.
' '«Советское краеведение», 1932, N9 11 —12,
с. 59—60.
'2В сб.: Памяти Петра Алексеевича Кро¬
поткина. П.— М., 1921, с. 107.

00 Физика
«Природа», 1979, № 4
Солнечные вспышки и лабораторное моделирование
A.	Т. Алтынцев,
кандидат физико-математи¬
ческих наук
B.	И. Красоа,
В.	М. Томоэов,
кандидат физико-математиче¬
ских наук
Сибирский институт земного
магнетизма, ионосферы и
распространения радиоволн
СО АН СССР
Иркутск
Вспышки на Солнце от¬
носятся к числу наиболее мощ¬
ных проявлений солнечной ак¬
тивности. За несколько минут
(в редких случаях — за один —
два часа) суммарная энергия,
выделившаяся в процессе
вспышки, может достигнуть
величины 1030—103 2 эрг. Ос¬
новная ее доля заключена в
частицах высоких энергий —
электронах и ионах, движущих¬
ся со скоростями, близкими
к скорости света. Процесс со¬
провождается также появлени¬
ем мощного излучения практи¬
чески во всех диапазонах
спектра	электромагнитных
волн — от радио- до жесткого
рентгеновского. Иногда в
исключительно мощных вспыш¬
ках наблюдается и гамм^-из-
лучение. Быстрые частицы вы¬
соких энергий, ускоренные в
процессе развития вспышки,
вырываются за пределы сол¬
нечной атмосферы, достигают
окрестностей Земли и вызы¬
вают большое количество раз¬
нообразных геофизических яв¬
лений — полярные	сияния,
геомагнитные и ионосферные
возмущения, помехи в радио¬
связи и т. д.
Как же возникают
вспышки? Регулярные наблю¬
дения, ведущиеся более ста
лет, позволили накопить чрез¬
вычайно большой объем ин¬
формации по этому вопросу.
Сейчас уже ясно, что, как пра¬
вило, вспышки появляются на
определенном этапе эволюции
комплексов	активности —
больших групп солнечных пя¬
тен. Солнечные пятна — это
места локализации магнитных
полей большой напряженности
(до нескольких тысяч эрстед),
имеющих часто различную
полярность. Постепенно осла¬
бевая, магнитное поле активной
области простирается от фото¬
сферы на большую высоту
в солнечной атмосфере, прони¬
зывая	хромосферу и
корону Солнца. Занимая боль¬
шой объем, это магнитное
поле обладает энергией, необ¬
ходимой для развития сол¬
нечной вспышки. Каким обра¬
зом высвобождается эта энер¬
гия и как она переходит в дру¬
гие формы?
Многолетними наблю¬
дениями советских и зарубеж¬
ных астрофизиков было уста¬
новлено, что часто вспышки
возникают там, где магнитные
поля резко меняются на срав¬
нительно небольших расстоя¬
ниях, т. е. там, где наблюда¬
ются большие градиенты маг¬
нитных полей. Это может про¬
исходить и в тех случаях, когда
новое магнитное поле, выходя
из-под фотосферы, вторгается
в область, занятую полем дру¬
гой полярности. Тогда в сравни¬
тельно узком пограничном слое
магнитные поля оказываются
противоположными по направ¬
лению (антипараллельными),
и в этой области солнечной
плазмы начинает протекать ток.
Его плотность определяется
только напряженностью магнит¬
ного поля и толщиной переход¬
ного слоя, в котором меняется
направление магнитных силовых
линий. Так развивается токо¬
вый слой, где в процессе дис¬
сипации магнитных полей про¬
тивоположного направления
магнитная энергия трансфор¬
мируется в тепловую энергию
плазмы и в энергию ускорен¬
ных частиц. В оптическом диа¬
пазоне спектра солнечная
вспышка обычно наблюдается
в виде яркого свечения не¬
большой области хромосферы
Солнца в водородных линиях.
Следует подчеркнуть,
что, согласно современным
представлениям, все наблю¬
даемые проявления солнечных
вспышек являются вторичными
эффектами в солнечной атмо¬
сфере и возникают вследствие
выделения энергии при дисси¬
пации магнитных полей в то¬
ковых слоях. Условия образова¬
ния токовых слоев в сильном
магнитном поле солнечной ат¬
мосферы были подробно рас¬
смотрены С. И. Сыроватским
с сотрудниками (Физический
институт им. П. Н. Лебедева
АН СССР)1- Размеры слоя
(за исключением толщины)
должны определяться неодно¬
родностями плазмы, величиной
магнитного поля и его направ¬
лением в солнечной атмосфере.
Они могут быть на много по¬
рядков величины меньше раз¬
мера области взаимодействия
крупномасштабных магнитных
полей.
В настоящее время важ¬
ной задачей является экспери¬
ментальная проверка теории
магнитной природы процесса
вспышки. Поэтому большая
роль отводится изучению про¬
цессов диссипации энергии
магнитных полей на лаборатор¬
ных установках, позволяющих
формировать токовые слои
в плазме. При этом в лабора¬
торных условиях легко дости¬
гаются параметры плазмы
(плотность, температура и ве¬
личина магнитного поля), ти¬
пичные для солнечных вспышек.
Но прежде чем перейти к из¬
ложению существа вопроса,
коротко остановимся на основ¬
ных различиях лабораторной
и космической плазмы.
Обычно при исследова¬
нии каких-либо процессов
в плазме на лабораторной
'Подробнее об этом см.:
С ы р о в а т с к и й С. И.
Пересоединение магнит¬
ных силовых линий в
плазме.— «Природа», 1978,
№ 6.

Солнечные вспышки и лабораторное моделирование
81
установке физики имеют дело
с относительно небольшими
объемами, заполненными го¬
рячей плазмой. В космическим
условиях положение обратное.
Размеры плазменных систем
в космосе огромны. Поэтому
взаимодействие между плаз¬
мой и электромагнитным из¬
лучением оказывается очень
существенным в астрофизи¬
ческих объектах, в то время
как лабораторная плазма прак¬
тически прозрачна для собст¬
венного излучения. В космиче¬
ской плазме даже при отно¬
сительно медленном действии
ускорительных механизмов
частицы могут достигать сверх¬
высоких энергий благодаря
очень большим размерам об¬
ласти ускорения. При изучении
механизмов ускорения частиц
в лабораторной плазме главное
ограничение на максимальную
энергию частиц связано с раз¬
мером установки. - Наконец,
космическая плазма является
гораздо более однородной,
не имеет резких границ, не
содержит она также и боль¬
шого количества примесей,
которые могут сильно повлиять
на устойчивость лабораторной
плазмы.
Все перечисленные при¬
чины приводят к выводу о не¬
возможности точного воспроиз¬
ведения в лабораторных усло¬
виях физических процессов,
происходящих в космической
плазме. Однако исследовать
главный элемент вспышек —
токовый слой — можно и в ла¬
боратории, используя принцип
ограниченного моделирования
(разработан И. М. Подгорным
и Р. 3. Сагдеевым).
Любые физические про¬
цессы в космосе характеризу¬
ются некоторой продолжи¬
тельностью во времени и оп¬
ределенными пространствен¬
ными масштабами. Все эти
масштабы можно описать
набором безразмерных пара¬
метров. Тогда для удовлет¬
ворения принципа ограничен¬
ного моделирования какого-
либо явления необходимо, что¬
бы безразмерные параметры,
намного превосходящие еди¬
ницу в космических условиях,
были много больше единицы
и в лаборатории. Однако при
этом допустимо, чтобы в лабо¬
ратории отличие плазменного
Фотография мощной солнечной
вспышки 4 августа 1972 г. в 6 ч
25 мин всемирного времени. Эк¬
спонировано на длине волны,
соответствующей линии излуче¬
ния водорода Нг£ (6563 X].
Фото Э. И. Могилевского (Инсти¬
тут земного магнетизма, ионо¬
сферы и распространения радио¬
волн АН СССР].
параметра от единицы было
*	не столь велико, как в космосе.
Например, если моделируются
магнитосферные процессы,
то отношение характерного
масштаба магнитосферы Зем¬
ли к длине свободного пробе¬
га частицы в солнечном ветре
составляет величину-*-' 10 ~ъ, а
для лабораторного экспери¬
мента достаточно, чтобы это
отношение было 10 "1.
Таким образом, именно
возможность выполнения ос¬
новных принципов ограничен¬
ного моделирования и послужи¬
ла основой для эксперимен¬
тального исследования физи¬
ческих процессов в токовых
слоях и выявления их связи
с солнечными вспышками.
Заметим, что и раньше
делались попытки лаборатор¬
ных исследований отдельных
сторон процесса вспышки.
В частности, А. Б. Северным
с сотрудниками (Крымская
астрофизическая обсерватория
АН СССР) было продемонст¬
рировано	исключительное
сходство спектров водорода,
полученных в лаборатории
(при мощных импульсных раз¬
рядах в водородном газе) и
наблюдаемых во вспышках.
Это позволило сделать опре¬
деленные выводы о природе
физических механизмов расши¬
рения спектральных линий в
плазме вспышки.
Группой исследователей
(А. Г. Франк, А. 3. Ходжаев)
под руководством С. И. Сыро-
ватского были начаты работы
по моделированию процессов
образования токового слоя.
Ими изучались условия возник¬
новения и некоторые характе¬
ристики нейтрального токового
слоя в плазме с конфигурацией
магнитных полей, имеющей,
нулевую линию (где Н = 0). Ин¬
терес к этому вопросу объяс¬
няется тем, что в плазме с
сильным магнитным полем
только в окрестности нулевой
линии могут существовать
электрические поля и токи
значительной величины2. Экс¬
периментальные исследования
токовых слоев сейчас прово¬
дятся в США, Англии и Японии.
В Сибирском институте
земного магнетизма, ионо¬
сферы и распространения ра¬
диоволн С® АН СССР в течение
ряда лет с помощью лабора¬
торных установок изучаются
физические процессы, опреде¬
ляющие поведение плазмы в
нейтральных токовых слоях3.
Главное внимание уделяется
изучению топологии магнит¬
ного поля в развитом токовом
слое и измерениям энергети¬
ческого спектра быстрых элект¬
ронов с достаточно хорошим
пространственным и времен¬
ным разрешением. Решение
этих задач в модельных экспе¬
риментах может помочь в вы¬
боре и проверке работоспособ¬
ности существующих теорети¬
ческих моделей солнечных
вспышек.
Эксперименты проводи¬
лись на плазменной установке
типа «тэта-пинч», названной
«УН-Феникс», с помощью кото-
■’Там же.
3 А И у n t s е v А, Т., К г а-
s о v V. I., Тото-
so v V. М.— «Solar Phy¬
sics», 1977, v. 55.

82
А. Т. Алтынцев, В. И. Красов, В. М. Томозов
рой можно изучать динамику
образования цилиндрического
токового слоя с толщиной, зна¬
чительно меньшей остальных
размеров. Установка «УН-Фе-
никс» представляет собой
тонкостенный стеклянный ци-
Схема экспериментальной плаз*
менной установки нУН-Феникс».
1	— вакуумный объем, 2 — обмот¬
ки для создания начального маг*
нитиого поля Hq, Э — витки для
создания начальной ионизации,
4 — обмотки для создания пере*
менного магнитного поля Н'—',
5— двойной магнитный зонд,
6 — дифференциальные магнит*
ныв зонды.
Структура силовых линий маг-
нитного поля в нейтральном то*
новом слое | хорошо заметны
петли). Изменения величины и
вектора магнитного поля вдоль
слоя можно объяснить пере*
соединением силовых линий,
приводящим к разделению од*
нородного цилиндрического то*
цевыв тонн.
линдр, на котором располо¬
жены обмотки двух соленои¬
дов. Первый из них создает
постоянное магнитное поле Но,
второй — переменное поле
противоположного направле¬
ния HL* Водородная плазма
с плотностью от 10*2 до
1014 см“3 и начальной темпе¬
ратурой, лежащей в диапазоне
(1—5) • 104К, предварительно
создается в цилиндрической
стеклянной камере (длина
100	см, диаметр 16 см), «Вмо¬
роженная» в постоянное маг¬
нитное поле НовЮ*—103Э, она
подвергается сжатию цилинд¬
рическим магнитным полем Н^,
Величина магнитного поля Н^
достигала 1300 Э. После быст¬
рого переходного процесса
в плазме формируется тонкий
токовый слой. Он разделяет
области с противоположно на¬
правленными магнитными по¬
лями. Магнитное поле Н—нара¬
стает и сжимает плазму с по¬
лем Н0. Слой движется к оси
вдоль радиуса камеры. Ток
в слое течет по боковой поверх¬
ности цилиндра и направлен
поперек магнитных полей
Н0 и Н^, Измерения показали,
что токовый слой стремится к
равновесному состоянию, при
котором давление магнитного
поля на его границе равно теп¬
ловому давлению плазмы
внутри слоя. Толщина равно¬
весного слоя слабо зависит
от начальной плотности плазмы
и изменяется в пределах от
0,5 до 5 см. Магнитное зонди¬
рование плазмы позволило
изучить топологию магнитного
поля внутри слоя. Изменения
величины и направления векто¬
ра магнитного поля вдоль
слоя можно объяснить пере-
соединением силовых линий,
приводящим к разделению
однородного цилиндрического
токового слоя на параллельные
кольцевые токи. Было замече¬
но, что такая структура токов
образуется и затем стабили¬
зируется за характерное время,
в 10 раз меньшее времени
существования слоя. Это можно
связать с развитием так назы¬
ваемой «разрывной» неустой¬
чивости, возникающей вследст¬
вие нарушения «вморожен-
ности» магнитного поля в плаз¬
му в токовом слое. Таким об¬
разом, экспериментальные
данные, полученные на уста¬
новке «УН-Феникс», подтверж¬
дают теоретические исследо¬
вания А. А. Галеева и Л. М. Зе¬
леного (Институт космических
исследований АН СССР) о ста¬
билизации разрывной неустой¬
чивости. Ими было показано,
что разрывная неустойчивость
в токовом слое может быть
стабилизирована на определен¬
ном уровне и не приведет к
разрушению слоя, если в плаз¬
ме слоя появляется поперечный
компонент магнитного поля.
Вследствие быстрой ста¬
билизации этого вида неустой¬
чивости освобождение энергии,
происходящее при перестройке
топологии магнитного поля,
не способно внести существен¬
ный вклад в нагрев плазмы
токового слоя. Действительно,
и и
Т' v.
□ | ^ □ п п
12	3 4 6
□

Солнечные вспышки и лабораторное моделирование
83
из прямых измерений следует
вывод, что по мере развития
турбулентности ионно-звуковых
волн в плазме токового слоя
эффективная частота столкно¬
вений электронов с ионно-зву¬
ковыми волнами становится
больше частоты парных соуда¬
рений электронов с ионами.
Более частые «турбулентные»
столкновения играют основ¬
ную роль, и, как следствие,
резко . возрастает сопротив¬
ление плазмы: возникает так
называемое аномальное со¬
противление. В результате
мощность энерговыделения
в слое заметно увеличивается.
Таким образом, основную
роль в нагреве плазмы до
высоких температур (до 10* К)
играет омическая диссипация
тока на аномальном сопротив¬
лении, происходящая в течение
всего времени существования
нейтрального слоя.
Очень важным результа¬
том является регистрация жест¬
кого рентгеновского излучения.
Оно возникает при бомбарди¬
ровке ускоренными электрона¬
ми специально помещенной в
плазму танталовой мишени.
Анализ- рентгеновского излуче¬
ния производится с помощью
шестиканального сцинтилля-
ционного датчика. Это позво¬
лило с большой ТОЧНОСТЬЮ из-i
мерить интенсивность излуче¬
ния в широком интервале энер¬
гий. Важно заметить, что дат¬
чиком регистрируется рентге¬
новское излучение только при
наличии в плазме нейтрального
токового слоя. В случае же
параллельной ориентации маг¬
нитных полей Н0 и Н^(это легко
осуществить в эксперименте)
излучения не возникает. Экспе¬
рименты показали, что уско¬
ренные электроны локализова¬
ны в пределах токового слоя.
Восстановление исходного рас¬
пределения электронов по
спектру их рентгеновского из¬
лучения — весьма сложная ма¬
тематическая задача, требую¬
щая использования ЭВМ. Эта
задача была решена методом
регуляризации, разработанным
А. Н. Тихоновым с учениками.
Был использован регуляризи-
рующий алгоритм, применен¬
ный ранее советскими астро¬
физиками А. М. Черепащуком,
А. В. Гончарским и А. Г. Яголой
для выявления некоторых ха¬
рактеристик тесных двойных
звездных систем по наблюдае¬
мым кривым блеска. Выясни¬
лось, что вплоть до энергии
~4 кэВ спектр электронов пред¬
ставляет обычное тепловое
Типичный энергетический спвктр
электронов ■ нейтральном то¬
ковом слов. Показано распре¬
деление ускоренных электро¬
нов по энергиям в 1 см3 плазмы
,dn.
в зависимости от энергии
(Е). До энергии ~ 4 иэВ спектр
электронов представляет обыч¬
ное тепловое распределение.
Существование иллато» а диа¬
пазоне энергий 4—12 кэВ можно
объяснить ускорением электро¬
нов в токовом слов. Резкий
обрыв «плато» при энергиях
12—14 кэВ может быть связан
с уходом ускоренных частиц
вдоль слоя. Однако не исключе¬
но, что обрыв спектра опреде¬
ляется особенностями высоко¬
частотных плазменных коле¬
баний.
распределение (т. е. является
максвелловским) с температу¬
рой около 5 млн градусов. Су¬
ществование «плато» в диапа¬
зоне энергий 4—12 кэВ можно
объяснить ускорением элект¬
ронов в токовом слое. Оно ока¬
зывается более эффективным
в плазме низкой плотности.
Это следует из отношения
плотностей энергий ускоренных
электронов и основной (тепло¬
вой) плазмы: при изменении
плотности частиц в слое от
101	2 до 1014 см "3 отношение
изменяется в пределах от
10 -1 до 10 “2.
Были проведены спе¬
циальные измерения для выяв¬
ления анизотропии потока уско¬
ренных электронов. Выясни¬
лось, что спектр в области
высоких энергий изотропен
(направления скоростей элект¬
ронов хаотически распределе¬
ны в пространстве), несмотря
на то, что процесс диссипации
магнитных полей сопровожда¬
ется появлением в слое силь¬
ного электрического поля Е,
способного ускорять электроны
в определенном направлении.
Но этому мешают коллективные
эффекты. В данном случае их
роль могут выполнять высоко¬
частотные плазменные .^коле¬
бания, которые способны не
только ускорять, но и очень
эффективно рассеивать элект¬
роны. Теоретические оценки
показали, что, задавая опре¬
деленный уровень плотности
энергии высокочастотных плаз¬
менных колебаний, легко объ¬
яснить наблюдаемое поведение
спектра ускоренных электро¬
нов и их изотропию.
Резкий обрыв «плато»
при энергиях 12—14 кэВ может
быть связан с уходом уоко-
ренных частиц вдоль слоя, так
как радиус вращения электро¬
нов в слабом поперечном маг¬
нитном поле при таких энер¬
гиях становится больше харак¬
терного размера магнитных
петель в слое. Однако не иск¬
лючено, что обрыв спектра оп¬
ределяется особенностями
спектра высокочастотных плаз¬
менных колебаний.
Основной результат
эксперимента состоит в том,
что существование эффектив¬
ного механизма диссипации
магнитных полей в токовых
слоях показано для широкого
диапазона концентраций и
величин магнитных полей.
Это дает основания полагать,
что такой механизм может
«работать» и при параметрах,
характерных для плазмы сол¬
нечных вспышек. Эксперимен¬
тальные выводы удовлетгэри-
тельно согласуются с данными
астрофизических наблюдений.
Таким образом, теоретические
представления о механизмах
солнечных вспышек, связанные
с токовыми слоями, получают
еще одно подтверждение.

84
Этнография
«Природа», 1979, № 4
SL Природа и первобытное общество:
проблемы социальной адаптации
В.	Р. Кабо
Владимир Рафаилович Кабо, доктор исторических наук, старший
научный сотрудник Института этнографии АН СССР. Занимается
проблемами этногенеза коренного населения Австралии. Автор
монографий: Происхождение и ранняя история аборигенов Авст¬
ралии. М., 1969; Тасманийцы и тасманийская проблема. М.,
1975. За эти работы Президиум Академии наук СССР присудил
В. Р. Кабо премию им. Н. Н. Миклухо-Маклая за 1978 г.
В современной литературе широко
распространены три взгляда на взаимо¬
отношения первобытного общества и при¬
роды.
Согласно одному из них, первобыт¬
ные люди жили — а там, где еще сохра¬
няются общества на стадии первобытно¬
общинного строя, продолжают жить —
в полной гармонии с природой и не вносят
в нее разрушительных изменений. Этим
первобытные общества якобы принци¬
пиально отличаются от обществ, стоящих
ка более высоких уровнях развития.
В действительности это не так.
Человечество начало оказывать разруши¬
тельное воздействие на природу очень
рано, и, по мере того как совершенствова¬
лись средства производства, это воздейст¬
вие становилось все более глубоким и
многосторонним. Уже людям позднего
палеолита удалось истребить целый ряд
крупных животных, в том числе таких ги¬
гантов, как мамонты (в их исчезновении
повинны не столько климатические сдвиги,
сколько организованная деятельность че-
ловека-охотника). Известно, что улучшение
техники добывания пищи, интенсификация
охоты, рост населения ведут к прогресси¬
рующему истреблению дичи. М. И. Буды-
ко характеризует период позднего палео¬
лита как эпоху «экологического кризиса»1.
Большой материал, подтверждающий
роль деятельности человека в исчезнове¬
нии животных конца плейстоцена в Евразии,
Северной и Южной Америке, Австралии,
мы находим в работах исследователей
древнего общества. По мнению английско¬
го ученого К. Бутцера, заключительная
стадия плейстоцена была началом все
возрастающего изменения природной сре¬
ды человеком2.
Переход от палеолита к мезолиту,
ознаменованный глубокими переменами в
хозяйстве, образе жизни, общественных
отношениях, был во многом связан с пре¬
кращением массовой охоты на крупных
травоядных животных. Человеку пришлось
искать новые источники существования.
Активные поиски новых путей освоения
экологической среды нередко сопровож¬
дались попытками создать более благо¬
приятные условия для жизни и охоты.
Вымершие к концу XIX в. аборигены
Тасмании, которых европейцы застали на
стадии развития, соответствующей поздне¬
му палеолиту, систематически выжигали
растительность на обширных пространствах
1	Б у д ы к о M . И. Глобальная экология. М.(
1977,	с. 239—254
2	В u t z е г К. W. Environment and Archeo¬
logy An Ecological Approach to Prehisto¬
ry. L., 1972, p. 484.

Природа и первобытное общество: проблемы социальной адаптации
85
острова. Экологический эффект этих пожа¬
ров, происходивших на протяжении тыся¬
челетий, очень велик и необратим: изме¬
нился характер растительности и почвенно¬
го покрова на больших площадях, влажные
леса уступили место кустарникам и саван¬
нам, изменился климат. Огонь освободил
от непроходимых лесов целые области,
и это было большим преимуществом для
охотников-тасманийцев, но наряду с этим
был разрушен растительный покров, уси¬
лилась эрозия почвы.
Аборигены Австралии, которые на¬
ходились в XIX в. в целом на стадии
развития, соответствующей мезолиту, а
некоторые племена — позднему палеоли¬
ту, не только уничтожили крупных сумча¬
тых животных целого континента, но, по¬
добно тасманийцам, систематически выжи¬
гали кустарники и траву на огромных
пространствах. Это, по мнению некоторых
ученых, привело к частичному исчезнове¬
нию лесов и другим неблагоприятным по¬
следствиям.
Сторонники другого глубоко укоре¬
нившегося взгляда утверждают, что
первобытные люди вели жалкое полуго¬
лодное существование в вечных поисках
пищи и борьбе с природой. Против них
выступал один из первых исследователей
Австралии Дж. Грей. Он высмеял подоб¬
ные взгляды как нелепые и показал, что
дело обстоит совершенно иначе. На своей
земле абориген «точно знает, что она
производит и в какое именно время года.
Он знает, какими способами обеспечить се¬
бя всем этим. Соответственно, он распре¬
деляет посещения различных частей своей
охотничьей территории, и я могу только
засвидетельствовать, что в хижинах тузем¬
цев всегда царит изобилие»9. За исклю¬
чением двух сравнительно непродолжи¬
тельных периодов года, самого жаркого и
самого дождливого, когда еды действи¬
тельно не хватает, в остальное время або¬
ригены «за два — три часа могут добыть
достаточно пищи на целый день»4. По¬
свящать поискам пищи больше этих двух —
трех часов аборигенам нет никакого смыс¬
ла, потому что способы сохранения пищи
им почти неизвестны. И то, о чем пишет
Грей, находится в полном согласии с со¬
общениями других исследователей XIX в.,
3Grey G. Journals of Two Expeditions of
Discovery in North—West and Western Aust¬
ralia. L., 1841, v. 2, p. 262—263.
4 Там же.
относящимися к жизни аборигенов других
частей континента. Так же обстоит дело и в
наше время там, где коренные австралий¬
цы ведут традиционный образ жизни охот¬
ников и собирателей, вооруженных при¬
митивными орудиями труда. Так, взрослые
члены двух общин, изученных в 1948 г.,
трудились в среднем лишь 4—5 часов в
день. И этого времени вполне хватало, что¬
бы обеспечить каждого члена группы до¬
статочным количеством пищи.
По данным Р. Ли, изучавшего в 1964 г.
бушменов кунг, представителей коренного
населения Южной Африки, для того что¬
бы обеспечить достаточным количеством
пищи всех членов группы, каждому взрос¬
лому достаточно было трудиться 2,5 дня в
неделю, если считать за рабочий день 6 ча¬
сов. Это составит 15 часов в неделю, или
2	часа 9 минут в день. Наблюдения
велись в июле и августе, т. е. в такое время
года, которое является переходным от бо¬
лее благоприятных условий к менее бла¬
гоприятным, следовательно, достаточно
репрезентативным5. Напомню, что бушме¬
ны, подобно аборигенам Западной и Цент¬
ральной Австралии, живут в экстремаль¬
ных природных условиях. По словам
Дж. Вудберна, охотники и собиратели
племени хадза, живущие в Восточной Аф¬
рике, затрачивают на добывание пищи в
среднем не более двух часов в день4.
Многие охотники и собиратели, на¬
селяющие области с экстремальными эко¬
логическими условиями, периодически
страдают от голода. Но для большинства
доземледельческих обществ нарисован¬
ная выше картина в общем типична. Усло¬
вия, в которых жили палеолитические об¬
щества, также были различными, но в це¬
лом более благоприятными, чем условия,
в которых живут современные охотники и
собиратели. На некоторых палеолитических
стоянках сохранилось огромное количество
костей животных, что говорит и о больших
масштабах загонных охот, и о достаточно
благоприятных природных условиях, в
которых жили первобытные охотники.
Они уничтожали больше животных, чем
могли потребить. «Бесцельное истребле¬
ние огромного количества животных, мно-
5	L е е R. В. What Hunters do for a Living.— In:
Man the Hunter. Chicago, 1969; Kung Bushman
Subsistence: An Input—Output Analysis.— In:
Environment and Cultural Behavior. N. Y.( 1969.
6Woodburn J. An Introduction to Hadza
Ecology.— In: Man the Hunter. Chicago, 1969,
p. 54.

Абор
го больше того, что может быть рациональ¬
но использовано, является характерной чер¬
той подобного рода облав»7.
Согласно третьему распространен¬
ному взгляду, первобытные охотники и
собиратели не вносят ничего нового в
процессы, происходящие в природе, а
лишь пассивно приспосабливаются к ним,
не обогащают сокровищницу природы,
а пользуются лишь ее готовыми дарами.
Факты опровергают и это представление,
показывая, что охотники и собиратели не
просто паразитируют на природе и их
воздействие на нее не всегда носит разру¬
шительный характер. Уже давно обращено
внимание на то, что культуре первобытного
человека свойственны такие явления, ко¬
торые можно рассматривать как предпо¬
сылки производящего хозяйства. Абориге¬
'Зам ннин С. Н. Некоторые вопросы изу¬
чения хозяйства в эпоху палеолита. Труды Ин¬
ститута этнографии, IV. М,—Л., 1960.
ны Австралии не только умеют ухаживать
за дикорастущими растениями, но пытают¬
ся высаживать некоторые из них. Обществу,
изолированному от влияния аграрных куль¬
тур, еще до колонизации были известны
примитивные приемы ирригации, соору¬
жение оросительных плотин и искусствен¬
ных водоемов, предотвращающих усыха¬
ние местности в засушливые сезоны. Это
пример сознательного, целенаправленного
воздействия на природу. Эпизодические
посадки дикорастущих растений были
свойственны семангам, сеноям (представи¬
телям коренного населения полуострова
Малакка).
Земледелие не было «изобрете¬
но» — человек начал культивировать расте¬
ния еще на стадии присваивающей эконо¬
мики. То же относится к доместикации не¬
которых видов животных. Уже упомина¬
лось об искусственных пожарах, практико¬
вавшихся австралийцами и тасманийцами,
как о примере разрушительного воздейст¬
вия на природу. Но зачем они сжигали ста¬
рую траву на своих охотничьих угодьях?
Чтобы получить пастбища со свежей, зеле¬
ной травой, которые привлекали стада кен¬
гуру и способствовали увеличению их
поголовья. Это проявление сознательной
заботы охотников о поддержании главного
источника мясной пищи на оптимальном
уровне. Такое стихийное постижение зако¬
номерностей природы, понимание связи
причин и следствий, разделенных значи¬
тельными промежутками времени,— за¬
мечательная черта. Р. Джонс даже называ¬
ет это «земледелием с горящей голов¬
ней»8. Деятельность эта, конечно, не была
земледелием — скорее ее следовало бы
назвать примитивным животноводством —
но по своим последствиям, по воздействию
на природу она в какой-то мере сравнима
с земледелием. Создавалась новая, искус¬
ственная среда, дело воли и рук человека,
и это задолго до земледелия, с которым
мы привыкли связывать возникновение
антропогенного, «очеловеченного» ланд¬
шафта. Т. Митчелл, один из первых иссле¬
дователей Австралии, пишет: «Огонь, тра¬
ва, кенгуру и люди — в Австралии все они
зависят друг от друга, и если чего-либо
одного недостает, остальное тоже не смог¬
ло бы существовать»9.
•Jones R. Fire—Stick Farming.—«Austra¬
lian Natural History», 1969, v. 16.
9M i t c h e I I T. L. Journal of an Expedition into
the Interior of Tropical Australia. L., 1848, p. 306,
412—413.

Природе и первобытное общество: проблемы социальной адаптации
87
Митчеллу удалось подметить сущест¬
вование своего рода экологического рав¬
новесия, активным фактором которого
является сам первобытный охотник. Буду¬
чи частью экосистемы, он в то же время
выступает в ней силой, регулирующей в
своих интересах взаимодействие осталь¬
ных частей. Однако вследствие активного
и систематического воздействия перво¬
бытного человека на экосистему экологи¬
ческое равновесие рано или поздно на¬
рушается, и в природе наступают далеко
идущие по своим последствиям перемены,
которые он еще не может предвидеть.
Это свидетельствует о том, что даже на
таком раннем этапе социального, эко¬
номического и культурного развития люди
не только приспосабливаются к природной
среде, но и пытаются активно воздейство¬
вать на нее. И делают они это не просто
самим своим присутствием как часть эко¬
системы, а нередко совершенно созна¬
тельно.
Этот процесс я называю активной
адаптацией. Благодаря универсализации
механизмов активной адаптации челове¬
ческому обществу, в отличив от сообществ
других биологических видов, еще на стадии
присваивающей экономики удалось
приспособиться к жизни во всех экологи¬
ческих средах, заселить почти всю пла¬
нету. Эта способность человеческого обще¬
ства основана на социокультурных механиз¬
мах адаптации. Поэтому систему активной
адаптации первобытного общества к усло¬
виям среды следовало бы называть систе¬
мой активной социокультурной
адаптации. К ней относятся такие элементы,
как социальная организация, орудия труда,
одежда, жилище, средства религиозного и
магического воздействия и т. д.
На ранних стадиях социокультурно¬
го развития ведущее место в этой системе
занимают социальные институты. Ведь
чем ниже уровень развития производи¬
тельных сил, уровень материально-техни¬
ческой вооруженности общества, тем
большее значение в процессе адап¬
тации к условиям среды приобретает
непосредственно сама общественная ор¬
ганизация. Активная адаптация осуществля¬
ется здесь по преимуществу посредством
социальных ' механизмов, прежде всего
тех, значение которых определяется их
экономической функцией. Структура со¬
циальной адаптации является в первобыт¬
ном обществе важнейшим звеном социо¬
культурной адаптации в целом.
Рассмотрим структуру социальной
адаптации на одном из типичных приме¬
ров — на примере организации общест¬
венного производства у аборигенов Тасма¬
нии. Мы уже говорили о том, что тасманий¬
цы ко времени знакомства с ними евро¬
пейцев находились на стадии, соответ¬
ствующей позднему палеолиту,— поэто-
му-то материалы тасманийской этнографии
так важны для реконструкции основ со¬
циальной структуры в эпоху палеолита.
В центре общественной жизни у
тасманийцев и других охотников и собира¬
телей находилась и находится община —
основная социально-экономическая ячейка
первобытного общества. Будучи ведущим
производственным коллективом, община
является поэтому и основной структурной
единицей этого общества. Она состоит из
нескольких семей и владеет определенной
территорией — источником средств ее
существования. Главные признаки как
тасманийской, так и любой охотничье-
собирательской общины — относительная
стабильность и территориальность, т. е.

88
В. Р. Кабо
Саванн® после выжигания травы.
экономическая связь с определенной тер¬
риторией.
Другими социально-экономическими
общностями были и являются хозяйствен¬
ная группа, целевая группа и временное
объединение общин. Хозяйственная груп¬
па— это часть общины, состоящая из не¬
скольких семёй. В процессе экономическо¬
го освоения территории в определенное
время года, когда вестй охотничье-соби¬
рательское хозяйство общиной в полном
ее составе становится трудно или просто
невозможно, община распадается на хозяй¬
ственные группы, экономически самостоя¬
тельные, динамичные, непостоянные по
составу и численности, а порою и на от¬
дельные семьи. Когда условия добывания
пищи меняются, община вновь воссоеди¬
няется в прежнем составе. Совокупность
хозяйственных групп — это сама община в
действии в процессе освоения территории.
Такова форма активной адаптации общины
к условиям среды и требованиям хозяйст¬
венной деятельности. Колебания числен¬
ности хозяйственных групп, характер их
движения по территории обусловлены
хозяйственными интересами, которые на
этом уровне развития находятся в тесней¬
шей зависимости от природных условий.
Повторяемость, цикличность этих колеба¬
ний и передвижений закономерно связана
с охотой, собирательством, морским про¬
мыслом, с изменениями, происходящими
в природе (увеличением и сокращением
продовольственных ресурсов, сменой се¬
зонов и растительных сообществ, популя¬
ционными циклами и миграциями живот¬
ных и т. д.). Наряду с этим, размеры хо¬
зяйственных групп зависят и от стабильных
местных природных условий. В более бла¬
гоприятных условиях группы больше, в ме¬
нее благоприятных — меньше. Хозяйствен¬
ная группа—яркое проявление динамич¬
ности, пластичности первобытной общины,
ее приспособленности к меняющимся
условиям.
Целевая группа образуется, как пра¬
вило, в соответствии с естественным, по¬
ловозрастным разделением труда для
выполнения одной определенной хозяйст¬
венной или общественной задачи (напри¬
мер, группа мужчин-охотников или жен-
щин-собирательниц, иногда мужчин-
аоинов или участников обрядового дейст¬
ва). Целевая группа могла включать всех
мужчин хозяйственной группы, которые
сообща охотились на крупную дичь, или
всех ее женщин, нередко с детьми, кото¬
рые совместно собирали растительную пи¬

Природа и первобытное общество: проблемы социальной .адаптации
89
щу, моллюсков, охотились на небольших
животных.
Временные объединения общин од¬
ного племени, а иногда и соседних пле¬
мен, концентрировались обычно в опре¬
деленных местах и в определенное время
года для хозяйственных или общественных
мероприятий, требующих большого коли¬
чества участников — облавных охот, обря¬
дов и т. п. Такие группы наблюдались и в
тех местах, где в определенное время го¬
да имелась в изобилии мясная или расти¬
тельная пища.
В зависимости от местных условий
тасманийские общины насчитывали от
30 до 160 человек. Хозяйственные группы
состояли обычно из 20—50 человек. Обыч¬
ной численностью целевых групп было
десять, двадцать и более человек, в за¬
висимости от размера хозяйственной груп¬
пы. Временные объединения общин
насчитывали примерно от 200 до 600 чело¬
век.
Распадение общин на отдельные
семьи и объединение общин для тех или
иных целей имеет у охотников и собира¬
телей эпизодический характер. То же
относится и к целевым группам. При рав¬
ных демографических условиях (приросте
населения, плотности его и т. п.) величина
общины и хозяйственной группы является
как бы функцией естественно-географиче¬
ской среды.
Элементарной клеткой обществен¬
ной структуры у тасманийцев, как и у дру¬
гих охотников и собирателей в эпоху, до¬
ступную непосредственному этнографи¬
ческому наблюдению и изучению, была
и остается семья, состоящая из родителей и
их детей, а иногда и некоторых других
ближайших родственников. На противо¬
положном полюсе социальной структуры
находится племя — постоянное объедине¬
ние нескольких общин, говорящих на од¬
ном языке. Подобно общине, племя свя¬
зано с определенной территорией, но оно
является сравнительно рыхлой, аморфной
общностью, вследствие чего экономиче¬
ские функции его ничтожны — основной
социально-экономической ячейкой общест¬
ва выступает здесь, как уже сказано,
община.
Единая в организационно-структур¬
ном отношении система общественного
производства по-разному преломлялась
в различных географических районах
Тасмании, которые соответственно требо¬
вали различного направления хозяйствен¬
ной деятельности. Жители Восточной Тас¬
мании кочевали в пределах обширных пле-
Орудия труда аборигенов Австралии: клевец
(боевой топор) |1|; топоры |2); пила [ Э |;
долото (4); копьеметалка 15]. Все орудия поли-
функциональны. К деревянным рукоятям камень
крепится с помощью смолы.
менных территорий, и это давало им
возможность вести сбалансированное хо¬
зяйство, опирающееся на сезонные стой¬
бища, то у моря, то в глубине острова.
Аборигены Западной Тасмании вели
полуоседлый образ жизни, ориентирован¬
ный преимущественно на морской промы¬
сел. Их племенные территории были вы¬
тянуты вдоль побережья (неблагоприятные
географические условия лишали их воз¬
можности вести хозяйство в глубине остро¬
ва). Несмотря на это, очерченная нами
структура социальной адаптации оставалась
на всем пространстве обширного острова в
основе своей единой. То же самое относит¬
ся и к другим обществам охотников и
собирателей, какие бы различные при-

90
В. Р. Кабо
родно-географические зоны земного шара
они ни населяли. Благодаря своей гиб¬
кости, сложившаяся на протяжении многих
тысячелетий структура социальной адапта¬
ции, не меняясь по существу, позволяла и
позволяет обществам охотников и собира¬
телей существовать в самых различных
природных условиях. Это как бы прочный
фундамент, созданный формирующимся
обществом, который дал ему возможность
заселить и освоить почти всю планету,
устоять в труднейших условиях. Пред¬
ложенная здесь модель в основном отра¬
жает ту первичную, универсальную струк¬
туру социальной адаптации, на которую
опиралось первобытное общество, вероят¬
но, с глубочайшей древности.
Принципы организации первобыт¬
ных социальных структур поразительно
совпадают, имеют универсальный харак¬
тер. Меняется лишь их архитектоника, со¬
отношение отдельных структурных элемен¬
тов, но не сама структура. В основе мы вез¬
де находим общину как основной социаль¬
но-экономический коллектив первобытного
общества с ее пластичностью, динамиз¬
мом, способностью приспосабливаться
к меняющимся условиям, периодически
распадаясь на хозяйственные и целевые
группы, с ее территориальностью и от¬
носительной стабильностью. В сочета¬
нии устойчивости, стабильности общины
с пластичностью и адаптивностью — секрет
универсальности этой системы.
Так, образ жизни аборигенов,
населявших в конце XVIII в. район нынеш¬
него Сиднея (Юго-Восточная Австралия),
имел ярко выраженный сезонный ха¬
рактер, и орудием социальной адаптации
к меняющимся условиям была община.
Весной и ранним летом, когда появлялись
крупные косяки рыбы, аборигены объеди¬
нялись в общины. Зимой, когда рыбы ста¬
новилось мало, общины дробились и
рассеивались по побережью, многие або¬
ригены уходили охотиться в глубь конти¬
нента.
Наблюдая аборигенов Северной Ав¬
стралии, этнографы отмечают, что в раз¬
личное время года их образ жизни и за¬
нятия совершенно меняются. В течение
нескольких месяцев люди охотятся на су¬
хопутных животных и кочуют небольшими
хозяйственными группами, остальное вре¬
мя они живут общинами в сезонных стой¬
бищах на побережье, добывая рыбу и
морских животных. Их хозяйственная дея¬
тельность, а 'наряду с этим чередование
периодов концентрации (жизнь общинами)
и деконцентрации (жизнь в составе хозяй¬
ственных групп и отдельных семей) опре¬
деляются сменой влажного и сухого сезо¬
нов.
Те же принципы социальной адап¬
тации наблюдаются в Южной и Северной
Америке, Африке, в Юго-Восточной и
Южной Азии, в Арктике. Материалы здесь
настолько обширны, что одно перечисле¬
ние источников могло бы стать содержа¬
нием целого тома библиографии. Приве¬
ду лишь несколько примеров, относящих¬
ся к различным географическим зонам.
«Община эскимосов нунамиут —
пластичное, изменчивое объединение от¬
дельных домохозяйств, осваивающее мест¬
ность, предлагающую наилучшие условия
для охоты на оленей карибу... Осенью и
весной, в ожидании миграций карибу до¬
мохозяйства объединяются в общины»'0.
Остальное время года они добывают пи¬
щу самостоятельно. Другие группы эски¬
мосов живут в иных экологических усло¬
виях и имеют иное направление хозяйст¬
венной деятельности, но система социаль¬
ной адаптации остается той же. «Охота на
тюленей — единственный надежный источ¬
ник средств существования в зимнее вре¬
мя — причина объединения центральных
эскимосов в крупные зимние коллективы.
В остальные периоды годового цикла эти
коллективы распадаются на мелкие груп¬
пы, лучше приспособленные к охоте на
других животных»11.
В условиях влажного тропического
леса охотники и собиратели онге, обитаю¬
щие на Андаманских островах, подобно
австралийцам и эскимосам, передвигают¬
ся небольшими группами по своим охот-
ничье-собирательским территориям, осваи¬
вая те или иные источники растительной и
животной пищи, предлагаемые им приро¬
дой на протяжении годового цикла. Но в
дождливый сезон общины воссоединяются
и поселяются в больших общинных до¬
мах 12.
При отсутствии контактов с более
развитыми обществами основную ячейку
социальной организации бушменов, насе¬
ляющих пустыни Южной Африки, состав¬
l0Gubser N. J. The Nunamiut Eskimos. New
Haven, 1965, p. 61.
11	Da mas D. Environment, History and Cent-
ral Eskimo Society.—«National Museum of Ca¬
nada». Bulletin NS 230, 1969, p. 283—284.
12	R a n d h i r Kumar De. The Onge of Litt¬
le Andaman.— «Vanyajati», 1957, v. 5, *№ 1,
p. 14—17.

Природа и первобытное общество: проблемы социальной адаптации
"VHk V
91
Рисунки в пещере западной Австралии. Абориге¬
ны приписывают им магическую силу, используя
которую можно вызывать дождь. Полосы на
туловищак фигур изображают потоки дождя,
нимбы вокруг голов — радугу. Для вызова дождя
необходимо обновить рисунки с вбежим и красками.
ляет стабильная община, существование,
структура и динамика которой всецело оп¬
ределяются экологическими факторами и
нуждами производства. На основе общины
формируются подвижные хозяйственные
группы, величина и состав которых посто¬
янно меняются13.
В Южной Америке племена, совер¬
шенно незнакомые с земледелием, очень
редки. В большинстве случаев мы нахо¬
дим у них рудиментарные формы земле¬
делия, которые, однако, не вытеснили пол¬
ностью присваивающие формы хозяйства.
Одн им из таких племен являются намбик¬
вара (Бразилия). В зависимости от времени
года в хозяйстве намбиквара основную
роль играют либо собирательство и охо¬
та, либо земледелие. В дождливый сезон
они живут общинами, оседло, по берегам
рек и обрабатывают землю. В сухой пери¬
од они, подобно типичным охотникам и
собирателям, кочуют небольшими хозяй¬
ственными группами из нескольких семей,
занимаясь исключительно собирательством
и охотой. В сущности, намбиквара—полу-
оседлые охотники и собиратели, для кото¬
рых примитивное земледелие является
временным занятием’4.
Смена сезонов оказывает сущест¬
венное влияние на хозяйственную дея¬
тельность, образ жизни, правильное че¬
редование периодов концентрации и де¬
концентрации охотничье-собирательских
общин в большинстве природно-климати¬
ческих зон земного шара.
Истоки экономики производящего
типа заложены в экономике присваиваю¬
щего типа. Предпосылки производящей
экономики — относительная стабильность,
устойчивость первобытной социальной
'3Kalahari Hunter — Gatherers: Stu¬
dies of the Kung San ahd their Neighbors.
Cambridge, 1976; Ma rsha I I E. The Kung
of Nyae Cambridge, 1977.
u L e v i • S t r a u s s C. Structural Anth¬
ropology. N. Y., 1963, p. 109—110, 113; Б о r-
л a p Л. Индейцы намбиквара — маргиналь¬
ная группа в Бразилии.— «Советская этно¬
графия», 1972, N9 3,

92
В. Р. Кабо
структуры наряду с заложенной в ней
способностью к развитию, коллективная
собственность на основное средство про¬
изводства — на землю, экономическая
связь общины с определенной террито¬
рией, правильное чередование хозяй¬
ственной деятельности в соответствии с
природным циклом. Эти и другие осново¬
полагающие свойства охотничье-собира-
тельского общества и составляют социаль¬
но-экономическую базу формирующейся
производящей экономики. Основной дви¬
жущей силой процесса преобразования
присваивающей экономики в производя¬
щую была сама система социально-эконо¬
мических отношений.
Общество первобытных охотников и
собирателей находится, вероятно, не в
большей зависимости от природных усло¬
вий, чем общество, основанное на произ¬
водящей экономике. Особенность первого
состоит в том, что оно, противостоя дав¬
лению естественно-географической среды
и технически слабо вооруженное, опирает¬
ся главным образом на выработанные ты¬
сячелетиями механизмы социальной адап¬
тации. По словам К. Маркса, первобытная
община, для которой характерно природ¬
ное единство с объективными, естествен¬
но сложившимися условиями производ¬
ства, выступает в качестве «первой вели¬
кой производительной силы»’5. Община
сама опосредствует отношение первобыт¬
ных людей к природе.
Отношение первобытного общества
к природе имеет два аспекта — объектив¬
но-экономический и субъективно-идеоло¬
гический. Первый выражается в собствен¬
ности общины на определенную террито¬
рию, источник средств существования об¬
щины, в экономическом освоении этой
территории. Второй аспект представляет
собой отражение экономического отноше¬
ния к земле в идеологической форме. Так,
у аборигенов Австралии субъективно¬
идеологическое отношение к земле вы¬
ражается в связи рода с тотемическими
святилищами, находящимися на земле
общины.
Отношение первобытного человека
к природе включает также сферу гно¬
сеологическую, обширную область позна¬
ния человеком окружающего мира, земли
и космоса. Организуя общественный
опыт, внося порядок в хаос явлений, эта
15 Маркс К., Энгельс Ф. Соч., т. 46,
ч. I, с. 485.
система представлений помогала обществу
практически овладевать миром. Человек
начал накапливать систематические знания
о растительном и животном мирах еще в
палеолите; уже 15 тыс. лет назад, а воз¬
можно и раньше, первобытные люди были
знакомы с цикличностью жизни природы,
вели наблюдения за фазами луны, умели
все это фиксировать (были известны ру¬
дименты письма и счета)16. О пони¬
мании первобытным человеком некоторых
закономерностей природы свидетельству¬
ет и этнография — выше были приведены
доказательства этого.
Невозможно представить себе посту¬
пательное развитие первобытного обще¬
ства и культуры как нечто лишенное созна¬
тельного отношения к природе и происхо¬
дящим в ней процессам, к вечному круго¬
вороту жизни. Человек приступил к произ¬
водящему хозяйству, уже вооруженный
некоей системой знаний об окружающем
мире, в которой отложились тысячелетия
наблюдений, опыта, практики.
lfiM ar sh ack A. The Roots of Civilization.
N. Y., 1972; Фролов Б. А. Числа в гра¬
фике палеолита. Новосибирск, 1974; Фро¬
лов Б. А. К истокам первобытной астроно¬
мии.— «Природа», 1977, N? 8.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
АДАПТАЦИЯ ЧЕЛОВЕКА. Л., 1972
Будыко М. М. ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ. М.,
1977
Дажо Р. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ. М., 1975
Кабо В. Р. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И РАННЯЯ ИС¬
ТОРИЯ АБОРИГЕНОВ АВСТРАЛИИ. М., 1969.
Кабо В. Р. ТАСМАНИЙЦЫ И ТАСМАНИЙСКАЯ
ПРОБЛЕМА. М., 1975.
Одум Е. ЭКОЛОГИЯ. М., 1968.
ПРИРОДА И РАЗВИТИЕ ПЕРВОБЫТНОГО ОБ¬
ЩЕСТВА НА ТЕРРИТОРИИ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧА¬
СТИ СССР. М., 1969.
ПЕРВОБЫТНЫЙ ЧЕЛОВЕК, ЕГО МАТЕРИАЛЬ¬
НАЯ КУЛЬТУРА И ПРИРОДНАЯ СРЕДА В ПЛЕЙ¬
СТОЦЕНЕ И ГОЛОЦЕНЕ. М., 1974.
Фролов Б. А. ЧИСЛА В ГРАФИКЕ ПАЛЕОЛИТА.
Новосибирск, 1974.
Фролов Б. А. К ИСТОКАМ ПЕРВОБЫТНОЙ АСТ¬
РОНОМИИ,—«Природа», 1977, № 4.

Физика
«Природа», 1979, № 4 93
Экспериментальная проверка
модели Вайнберга — Салама
М. ▲. Смондырев,
кандидат физико-математиче-
ских наук
Объединенный институт ядерных
исследований
Дубна
Опытные данные, которы¬
ми располагает современная
наука, свидетельствуют о суще¬
ствовании в природе четырех
видов фундаментальных взаимо¬
действий: сильных, электромаг¬
нитных, слабых и гравитацион¬
ных. Не исключено, однако, что
уже в недалеком будущем
мы будем говорить лишь о
трех видах, поскольку все боль¬
шее количество экспериментов
подтверждает теорию, объеди¬
няющую слабые и электро¬
магнитные взаимодействия.
В последний раз подоб¬
ный успех был достигнут в
1864 г. Дж. Максвеллом, по¬
казавшим, что электрическое и
магнитное поля есть, по сущест¬
ву, разные проявления одного i
поля. Затем, на основе синтеза
уравнений Максвелла и уравне¬
ния Дирака для движения заря¬
женной частицы со спином ]/г
была создана квантовая элек¬
тродинамика, блестяще под¬
твержденная эксперименталь¬
ными данными.
Графическое представле¬
ние электромагнитных взаимо¬
действий (так называемые ди¬
аграммы Фейнмана) дает на¬
глядную интерпретацию резуль¬
татов квантовой электродина¬
мики. В этой картине взаимо¬
действие, например, двух
электронов происходит вследст¬
вие испускания одним из элект¬
ронов кванта электромагнитного
поля (фотона) и последующего
его поглощения другим элект¬
роном. Фотон здесь ненаблю-
даем, он существует, как гово¬
рят, виртуально. Квантовомеха¬
нический принцип неопределен¬
ности позволяет связать ради¬
ус R действия сил с массой m
кванта, являющегося перенос¬
чиком этого взаимодействия.
В самом деле, в виртуальном
процессе изменение энергии
равно:
АЕ^тс2,
и квант может существовать в
течение времени:
At аЛ/ДЕ,
за которое он пройдет рас¬
стояние R^At • с. Таким обра¬
зом, радиус взаимодействия
связан с массой кванта поля,
ответственного за его перенос,
соотношением:
к*йг*'2-10~,"йг1сиь
если масса m измерена в элек-
тронвольтах. Так как электро¬
магнитные силы обладают даль¬
нодействием, для них радиус
взаимодействия бесконечен, т. е.
масса фотона равна нулю.
Совершенно противопо¬
ложными свойствами обладают
Электромагнитное взаимодейст-
вие электронов с помощью об¬
мена виртуальным фотоном.
Слабое взаимодействие антинейт¬
рино с электроном, описываемое
теорией Ферми (так называемая
теория точечного взаимодейст¬
вия! •
Тот же процесс в модели Вайн¬
берга— Салама. Взаимодействие
происюдит за счет обмена заря¬
женными W— -мезонами.
Процесс, происходящий за счет
обмена нейтральным Z-мезоном.
В отличие от предыдущего рисун¬
ка нейтрино не обязательно долж¬
но быть электронным. В частно¬
сти, эта _ диаграмма описывает
процесс v„ + е——+ е—.
силы слабого взаимодействия,
ответственного за ^-распад ней¬
трона п —»р + е— 4-%, за про¬
цесс упругого рассеяния ve +
+ е— —► ve+e— и т. д. Экспери¬
ментаторы установили лишь
верхнюю границу радиуса дей¬
ствия слабых сил (R «С 10~14 см).
В предельном случае, когда
R = 0, время жизни кванта, пе¬
реносящего слабое взаимодей¬
ствие, также равно нулю, т. е.
такого кванта просто не суще¬
ствует. На соответствующей диа¬
грамме Фейнмана необходимо
стянуть в точку линию, изобра¬
жающую распространение этого
кванта. В итоге мы приходим к
теории точечного взаимодейст¬
вия, впервые предложенной в
1934 г. Э. Ферми и полу¬
чившей завершенный вид к
1957 г. Теория Ферми описы¬
вала все имевшиеся к тому
моменту экспериментальные

94
М. А. Смондырев
данные, но содержала в себе
неустранимые бесконечные вы¬
ражения, что являлось значи¬
тельным пороком, с точки
зрения теоретиков.
Пытаясь создать непроти¬
воречивую теорию слабых взаи-
тромагнитных взаимодействии.
Две из них (W±) заряжены и
должны быть реально наблю¬
даемыми частицами. Именно об¬
мен заряженными W*-мезона¬
ми порождает слабое взаимо¬
действие так называемых заря-
1—он
t +с/—» е~ +...
Vr+/Y —> j£r *...
н
Vm + /У —> ^ f ...
>H ^
*yK—> Vf/ +M+ л°
U/tf + e ~—> *■ e
V/u * —> Vf *■ e
L
i>e *■ e~—*Ve * e~
Г
0 0.1 0.2 Ой 0.3 0.4 0.5 sm20w
(^•зультаты измерения угла байн-
берга 6W в различных змсперимеи-
тах. Усреднение «тих данных по
всем статистическим весам приво¬
дит к значению sin26w=0,23±0,02.
Диаграмма и значение sinJ6w взяты
из работы: С. Baltay. Rapporteur
Talk at the XIX International Con¬
ference on High Energy Physics.
1978, Tokyo.
модействий, С. Вайнберг и А. Са-
лам построили в 1967 г. мо¬
дель, опирающуюся на общие
принципы симметрии и свобод¬
ную от указанного недостатка.
В их модели естественным об¬
разом появилось четыре век¬
торных поля, кванты которых —
частицы со спином Ч ■ W+,
W—, W0 и В0 — ответственны за
перенос как слабых, так и элек-
личие между электромагнитны¬
ми и слабыми взаимодействия¬
ми проистекает из-за того, что
фотон не имеет массы, а
W±-h Z-мезоны весьма мас¬
сивны. Угол смешивания 6W в
этой формуле получил название
угла Вайнберга и является един¬
ственным параметром теории,
значение.которого должно быть
определено экспериментально,
путем измерений сечений про¬
цессов слабого взаимодействия.
Все остальные величины, в том
числе и массы W*- и Z-мезо-
нов, являются функциями этого
угла:
м,
/па \1/»
•=ЛУ2 а) ;
1
sin в,
37,5
~ sin 0,
Mz =
[ГэВ],
Mm?
COS 0.
женных токов, которое описы¬
вается теорией Ферми. В таких
процессах модель Вайнберга —
Салама и теория Ферми дают
в первом приближении совпа¬
дающие результаты.
Что же касается двух
нейтральных полей (W° и В°), то
физически наблюдаемыми мо¬
гут оказаться кванты любой их
линейной комбинации:
А = W°sinew +B°cos0w,
Z = W°cos0w —B0sin6w.
Поле А отождествляется с
электромагнитным полем, а об¬
мен нейтральным Z-меэоном
порождает новый тип слабых
взаимодействий—так называе¬
мые нейтральные токи Раз-
'«Природа»,
с. 105.
1974, N9 2,
где а — постоянная тонкой
структуры и С — фермиевская
константа слабых взаимодей¬
ствий.
Отсюда видно, что масса
W* -мезонов не меньше 37,5 ГэВ,
т. е. радиус действия слабых
сил, согласно приведенной ра¬
нее формуле, не более 10“14 см.
Собственно модель Вайн¬
берга — Салама описывала лишь
слабые взаимодействия лепто-
нов, но плодотворность тео¬
ретических идей, лежащих в ее
основе, позволила без особых
затруднений включить в нее
и слабые взаимодействия адро¬
нов2. Открытие в 1973 г. нейт¬
ральных токов было первым
оправдавшимся предсказанием
этой модели. За истекшие годы
накоплено большое количество
экспериментальных данных, так
что структуру нейтральных токов
можно считать понятой.
С теоретической точки
зрения, наиболее просты для
1 Адроны — элементар¬
ные частицы, участвующие
е сильных взаимодействи¬
ях; лептоны — не облада¬
ют сильным взаимодейст¬
вием, т. е. участвуют лишь
в электромагнитных, сла¬
бых и гравитационных вза¬
имодействиях.

Экспериментальная проверка модели Вайнберга —Салама
95
интерпретации лептонные про¬
цессы без участия адронов.
В этом случае нет необходи¬
мости привлекать соображения
о	сложной внутренней структуре
адронов и можно подвергнуть
проверке предсказания чисто
лептонной части модели Вайн¬
берга— Салама. В ЦЕРМе
(Швейцария) и в Национальной
ускорительной лаборатории
им. Э. Ферми (США) экспери¬
ментально изучались процессы
рассеяния различных видов ней¬
трино на электронах. Наиболее'
интересны реакции с участием
мюонных нейтрино и анти¬
нейтрино:
v11+e~-*-v|1 + e-r
Vu + e	>-^ + 6-.
Если существуют лишь
заряженные токи, эти процессы
вообще запрещены, поскольку
система (v^e-) не взаимодей¬
ствует с \Л/±-мезонами. По¬
этому упругое (v^e-)-рассеяние
может происходить только за
счет обмена нейтральным Z-ме-
эоном. Измеренные на опы¬
те сечения рассеяния совпа¬
дают с предсказаниями мо¬
дели Вайнберга — Салама при
sin20w = O,3O+£-’Jj для процесса
vM + е— —» + е—, и при
sin2ew = 0,21^j'” для процесса
v„ + e- -» Уц+'е-
Изучался также процесс
рассеяния электронных антиней¬
трино V. + е_ —► V. + е—. В эту
реакцию дают вклад процессы
как с W* так и с Z-обменом.
Принимая модель Вайнберга —
Салама, можно найти значение
sin26w = 0,29±0,05.
В реакциях с участием
адронов проверяется не только
модель Вайнберга — Салама, но
и в определенной степени пра¬
вильность наших представлений
о	структуре адронов. Наиболее
простыми являются процессы
упругого рассеяния мюонных
нейтрино и антинейтрино на
протонах. Поскольку в этих ре¬
акциях заряд лептонов (v^ и
v^) не меняется, мы снова
имеем дело с взаимодействием
нейтральных токов в результате
обмена Z-мезоном. Имеется
некоторая неопределенность в
теоретических расчетах этих
процессов, связанная с недостат¬
ком информации о деталях
электромагнитных взаимодейст¬
вий протонов. Тем не менее
обработка экспериментальных
данных, полученных в ЦЕРНе и
Брукхейвенской национальной
лаборатории (США) для реакции
+ р -♦ + р, дала величину
sin2 0W =0,2й±0,06. Данные по
процессу ^р^рассеяния содер¬
жат мало сведений о
sin26w, поскольку приво¬
дят лишь к ограничению
sin20w <0,5.
До сих пор речь шла об
упругих процессах. Имеется так¬
же ряд экспериментов, в ко¬
торых изучались реакции с об¬
разованием новых частиц (не¬
упругие процессы). Нейтринные
процессы, в которых рождаются
пионы, + р-*-уц + п + л+,
VM + р + р + я» и т. п.,
исследовавшиеся в ЦЕРНе и
Аргоннской национальной лабо¬
ратории (США), в некоторых
отношениях более удобны,
чем реакции упругого рассея¬
ния нейтрино. При сравнении
экспериментальных данных с
моделью Вайнберга—Салама
получилось значение sin20w =
= 0,22 ±0,09. Из аналогичных
данных по рождению пионов
с помощью пучка мюонных
антинейтрино следует, что
$in2ew =0,24^J;JJ.
В ЦЕРНе, Брукхейвене
1и Лаборатории им. Э. Ферми
изучались также неупругие
процессы, в которых конечное
адронное состояние не ре¬
гистрируется (v^ + р -► v|( + X,
где X—любые частицы,
рождающиеся в данной реак¬
ции). Теоретические пред¬
сказания для таких процес¬
сов зависят от принимаемой
модели адронов. При исполь¬
зовании популярной кварковой
модели эксперименты дают
sin20w=O,24±O,O2 и sin20w —
= 0,3±0,1 для реакций с уча¬
стием и соответственно.
С предсказаниями моде¬
ли Вайнберга—Салама согла¬
суется также открытое в Но¬
восибирске несохранение чет¬
ности в атомных перехо¬
дах3; имеющиеся данные
3«Природа», 1978, N5 11,
с. 134; «Письма в ЖЭТФ»,
1978, т. 28, вып. 8, с. 544—
548.
находятся в согласии с теоре¬
тическими расчетами, в которых
принималось, что sin‘<“\v =0,25.
Помимо описанных выше
нейтринных реакций, модель
Вайнберга—Салама получила
подтверждение в эксперимен¬
тах, проведенных в Станфорде
(США) по неупругому рассея¬
нию электронов на дейтерии,
в которых также наблюдалось
несохранение четности вследст¬
вие взаимодействия нейтраль¬
ных токов4. Из данных этого
эксперимента следует значение
sin20w=O,2O±O,O3.
Как уже отмечалось, в мо¬
дели Вайнберга—Салама угол
0W является единственным сво¬
бодным параметром. Близость
значений sin26w, измеренных
в столь различных экспери¬
ментах,— веское свидетельство
в пользу справедливости тео¬
рии. Усредненное значение
всех данных по величине
угла Вайнберга приводит к зна¬
чению sin20w = 0,23±0,02.
Таким образом, модель
Вайнберга—Салама описывает
все имеющиеся в настоящее
время опытные данные. Как
минимум, это означает, что мо¬
дель дает правильное выраже¬
ние для нейтральных токов.
Экспериментальное открытие
векторных W±- и Z-мезонов
подтвердило бы справедливость
теоретических концепций, лежа¬
щих в основе модели, и окон¬
чательно установило бы ее ста¬
тус как объединенной теории
слабых и электромагнитных
взаимодействий, а не только удач¬
ной феноменологической схемы.
При sin20w = O,23±O,O2 массы
векторных мезонов имеют сле¬
дующее значение: Му/ = (78 ±
±3) ГэВ, Mz = (89 ± 3) ГэВ.
Столь тяжелые мезоны пока не
могут быть рождены в столк¬
новениях частиц, ускоренных
с помощью существующих уста¬
новок. Однако в течение бли¬
жайших нескольких лет пла¬
нируется построить новые мощ¬
ные ускорители, и мы узнаем,
сколь далеко удалось продви¬
нуться на пути создания единой
картины микромира.
4 «Природам, 1979, № 1,
с. 114.

96
Зоология
«Природа», 1979, № 4
КРАСНАЯ КНИГА
<}'
Японский журавль — жемчужина Азии
С. В. Винтер
Сергей Владимирович Винтер, научный сотрудник отдела орнито¬
логии и герпетологии Зоологического института АН СССР. Зани¬
мается изучением биологии, поведения и экологии птиц Дальне¬
го Востока.
Высокую снежно-белую птицу с яр¬
ко-красной шапочкой на величественно
поднятой голове, с пепельно-черной шеей
и удлиненными черными внутренними
маховыми перьями, свисающими ниже бе¬
лого хвоста, нередко называют жемчужи¬
ной Азии.
В литературе этот вид имеет три
наименования: уссурийский, маньчжурский
и японский журавль. Еще за тысячу лет до
того, как эта птица стала известной науке,
ее красоту воспевали писатели и художни¬
ки Страны восходящего солнца; в япон¬
ской религии это — полубожество. Впер¬
вые этот журавль был описан Ф. Л. С. Мюл¬
лером в 1 776 г. по экземплярам с о-ва Хок¬
кайдо под названием Crus japonensis—
журавль японский. Япония — пока един¬
ственное государство, где охрана этих
птиц поставлена хорошо. Танчо, как назы¬
вают этого журавля японцы, заняли почти
все подходящие для гнездования места в
районах Кусиро и Немуро. Здесь органи¬
зована подкормка журавлей зимой (в Япо¬
нии популяция их оседла), за что они пла¬
тят людям полным доверием и безбояз¬
ненно берут корм из рук ребятишек.
Японских журавлей осталось сейчас
не более трехсот: около 230 населяют
Фото автора.
восточные и северо-восточные районы о-ва
Хоккайдо1, остальные — Южное При¬
морье2 и Среднее Приамурье (СССР)3.
Они давно занесены в «Красную Книгу»
на красные листы и нуждаются в исклю¬
чительной заботе и внимании к себе4.
Первым сведениям об обитании этой
птицы е нашей стране мы обязаны
Н. М. Пржевальскому, наблюдавшему ее
у берегов оз. Ханка в 1867—1869 гг. Спустя
полстолетия гнезда этого вида были най¬
дены в Южном Приморье Л. М. Шульпи-
ным5. В середине 50-х годов нынешнего
века они были обнаружены и в Среднем
Приамурье орнитологом Н, С. Паньки-
ным‘. За вековую историю изучения этого
журавля у нас отмечены находки трех
‘Walkinshaw L. Cranes of the world. 1 973.
1LU и 6 a e в Ю. В. Выживут ли эти пти¬
цы? — «Природа», 1970, № 6.
3П а н ь к и н Н. С., Нейфельдт И. А.
Японский журавль в Амурской области.—
«Тр. Окск. заповедника», 1976, вып. 13.
4Ф л и н т В. Е. Стратегия и тактика охраны
редких видов.— «Природа», 1978, № 9.
5Ш у л ь п и н Л. М. Промысловые, охот¬
ничьи и хищные птицы Приморья. Владиво¬
сток, 1936.
6Панькин Н. С., Нейфельдт И. А.
Японский журавль в Амурской области.—
«Тр. Окск. заповедника», 1976, вып. 13.

Японский журавль —жемчужина Азии	97
Самка японского журавля на гнездовом участке.
Низовья р. Бурен.
гнезд в Приамурье и четырех — в При¬
морье7.
В 1974—1976 гг. на Буреинско-Арха-
ринской низменности в Среднем Приа¬
мурье мне удалось обнаружить 5 гнезд
этого вида. По учетам 1975 г. здесь гнез¬
дилось 8 пар и, кроме того, держалось
8—12 неразмножавшихся особей.
Журавли прилетают сюда в третьей
декаде марта — начале апреля, когда зем¬
ля едва начинает освобождаться от снега,
7Поливанова Н. Н., Полива¬
нов В. М., Ш и 6 н е в Ю. В. Уссурий¬
ский журавль Grus japonensis (Mull.) на
озере Ханка.— «Бюл. МОИП, отд. биол.»,
1975, т. 80, вып. 6.
а озера покрыты двухметровым панцирем
льда. Проходит 2—3 недели, и журавли
занимают гнездовые участки среди не¬
объятных осоково-вейниковых болот, ок¬
руженных на возвышениях жидкими грив¬
ками лесов из плосколистной и даурской
березы, монгольского дуба, осин, ив. На
обширном болоте, залитом водой и покры¬
том высокой прошлогодней травой, уда¬
ленном от любой из деревень на 8—12 км,
они располагают свою постройку, пред¬
ставляющую собой приподнятую сухую
площадку, где набросаны и утрамбованы
листья и целые растения осоки и вейника.
Гнездо имеет размеры 74—100 X 90—
120 см, возвышается над водой на 15—
20 см и размещается в 200—300 м от бли¬
жайшей группы деревьев.
Сразу после прилета особенно часто
можно слышать удивительное курлыканье
пары, крик в унисон. Самец и самка стоят,
высоко вытянув шеи, в нескольких метрах
друг от друга. Самец издает мелодично-
4 «Природа» № 4

98
С. В. Винтер
Полная кладка состоит из дву! яиц.
Пуховичок японского журавля в возрасте не¬
скольких часов.
В течение дня журавли сменяют друг друга
4—6 раз, сейчас самка сменит партнера.

Японский журавль —жемчужина Азии
99
грустное и вместе с тем пронзительно-
трубное — «крррууу-..l; самка, начиная
чуть позже партнера, издает один сходный
и 2—3 более коротких и отрывистых, но не
менее приятных крика, которые, наслаи¬
ваясь, а то и почти сливаясь, слышны на
расстоянии 4—5 км. Этот дуэт повторяется
обычно ранним утром 5—6 раз подряд,
к нему нередко присоединяются голоса
соседних пар птиц. Крик журавлей кратко-
времен, но он звенит в ушах весь день и
потом долго-долго не изглаживается из
памяти.
Пары строят гнезда в 2—4 км одно
от другого. Уже во второй половине ап¬
реля, когда частично оттаявшие болота
еще нередко ночью покрываются санти¬
метровым слоем льда, самки сносят пер¬
вое яйцо, а двумя-четырьмя днями поз¬
же — второе (одна из пяти пар ограничи¬
вается кладкой в одно яйцо). На кремово¬
белом фоне скорлупы кое-где разброса¬
ны размытые охристые и более мелкие
красновато-коричневые пятна, образую¬
щие у тупого конца неясный венчик или
шапочку. Размеры 8 яиц из 5 кладок:
95—111 X 65—70 мм. Из всех пернатых,
живущих у нас, только лебеди шипун и
кликун откладывают яйца крупнее.
С появлением первого яйца птицы
приступают к насиживанию; начинается
самый трудный период года. Кладку обо¬
гревают по очереди: один журавль сидит,
другой кормится на глубоком месте бо¬
лота неподалеку от^ гнезда. За день они
сменяют друг друга 4—6 раз, ночью на
гнезде остается самка8. После первой
смены насиживающая птица поднимается
с гнезда 1—2 раза в час и за несколько
минут изменяет положение яиц (для нор¬
мального роста эмбрионов необходимо
равномерное обогревание их со всех
сторон), осматривается, чистится, встряхи¬
вает оперение, взмахивает крыльями,
пьет воду. И все это не сходя с гнезда и
постоянно зорко следя за окружением!
Зрение у журавлей поразительное.
После трех лет наблюдений за ними при¬
поминается лишь несколько случаев, когда
мне удавалось увидеть журавля, оставаясь
им незамеченным. Даже друг друга сам¬
цы и самки отличают от чужого на расстоя¬
нии 500—600 м! Вероятно, в такой ситуа¬
®По данным Ю. Б. Шибнева, одна пара в
Южном Приморье сменялась 3—5 раз в
день, а ночью сидели либо самец, либо
самка.
ции они определяют появившегося в поле
их зрения незнакомца по походке.
В период насиживания птицы пооче¬
редно кормятся на двух-трех постоянных
участках в радиусе 600—1500 м от гнезда,
на охраняемой парой территории пло¬
щадью 4—12 км2. Отсюда свободный от
насиживания, журавль изгоняет черную
ворону, болотного луня, большого подор¬
лика, в то время как другие птицы не
вызывают у него агрессивных реакций. На
своем участке он не боится четвероногих
хищников, живущих на Буреинско-Хинган-
ской низменности, даже волка. Однажды
удалось наблюдать из укрытия, как кор¬
мящаяся птица заметила волка в километ¬
ре от гнезда. Она подлетела к нему на 10—
15 м и, вытянувшись, плотно прижав опе¬
рение, величаво ходила, приближаясь на
6—8 м и пытаясь привлечь внимание. Од¬
нако волк вел себя так, будто никого ря¬
дом не было. Журавль иногда чуть удалял¬
ся в сторону и чистился, затем снова под¬
ходил, привлекая внимание; таким образом
он сопровождал волка по болоту около
700 м, пока тот не скрылся в лесу, после
чего журавль улетел сменять партнера на
гнезде.
Японские журавли на редкость чи¬
стоплотны. Они тщательно чистятся перед
тем как приступить к насиживанию. Когда
следишь за величественно расхаживающим
по кормовому участку журавлем, трудно
сказать, что он делает чаще — чистит опе¬
рение или собирает корм. В жаркие дни
не раз приходилось наблюдать любопыт¬
ную картину: после смены один из журав¬
лей набирал в клюв воды и многократно
обрызгивал себя с двух сторон, затем
чистился, уделяя особое внимание мокрым
местам оперения. Позже процедура повто¬
рялась.
Во время насиживания журавли —
воплощение бдительности. Днем птицы,
случается, бессменно проводят на гнезде
до 5,5—7,5 часов, позволяя себе только
дремать, медленно опуская клюв к пря¬
мой шее до соприкосновения с ней и слег¬
ка поворачивая голову набок. Через каж¬
дые несколько секунд птица осматривает¬
ся. Лишь однажды во время ветра и моро¬
сящего дождя насиживающий журавль
спал днем, положив голову среди при¬
поднятого оперения спины, и за 1 ч 45 мин
только два раза осмотрелся. В период
согревания кладки птицы никогда не остав¬
ляют гнездо без присмотра и даже, когда
сменяют друг друга, не отходят от него
дальше чем на 1 м.
4*

100
С. 3. Винтер
Спустя 29—31 сутки с момента от¬
кладки первого яйца вылупляется старший
птенец, а через 2—4 дня — и младший.
Родители в это время чрезвычайно взвол¬
нованны и иногда, стоя у гнезда, кричат
в унисон, под этот аккомпанемент появ¬
ляются на свет журавлята. Свойственная
взрослым горделивая величественность
сменяется суетливостью, возбуждением;
неловкие и торопливые движения делают
грациозных птиц немного смешными. Пока
один согревает пуховичков, другой охо¬
тится на расстоянии 20—30 м, затем нелепо
подпрыгивая, возвращается назад и отдает
корм малышам, в то время как партнер
поспешно удаляется в поисках пищи.
Пуховичок танчо — удивительное со¬
здание: два пушистых желто-охристых
шара, соединенных длинной шеей, на
меньшем — оранжевая «морковка» клюва,
а больший — упирается в землю стройны¬
ми ножками. Когда дотрагиваешься до не¬
го, он издает серебристое, мелодичное
«пиррр...». Стоит удалиться, родители воз¬
вращались и осматривали птенцов.
Пожалуй, человека больше всего
боится пара, оберегающая пуховичков,
а любое четвероногое или пернатое суще¬
ство, приблизившееся к малышам, немед¬
ленно получает отпор. Припоминается
столкновение семьи японских журавлей
с крупной собакой, которую натравили
местные жители. Птицы подпустили ее на
25—30 м, а затем начали прогонять ее, но¬
ровя клюнуть в бок. Они преследовали
собаку около 200 м, после чего она
спряталась в кабину трактора, а журавли,
испугавшись людей, улетели к птенцам.
Через одну — две недели после появ¬
ления журавлят семья оставляет гнездо¬
вой участок и кочует по окрестным боло¬
там. Если же птиц постоянно беспокоили,
то, едва вылуплялся младший птенец, вы¬
водок уходил в более спокойные места.
В возрасте около трех месяцев мо¬
лодые уже поднимаются на крыло, и к
концу августа—началу сентября птицы
объединяются в группы по 4—8 особей у
заболоченных берегов многочисленных
озер. К этому времени от хищников и от
выстрелов охотников гибнет не менее 30—
40% всех журавлей-первогодков.
На зимовки (в Корею и юго-восточ¬
ный Китай) журавли улетают в первой
половине октября, однако последние пти¬
цы попадаются еще и в третьей декаде
этого месяца9.
Положение японского журавля у
нас не может не вызывать тревоги. По¬
стоянные весенние палы свирепствуют на
Буреинско-Хинганской низменности в са¬
мую пору их размножения, а осенние —
уничтожают травянистую растительность,
необходимую для постройки и маскировки
гнезд в будущем сезоне. Выпас на гнез¬
довьях скота и связанное с ним пребывание
там вооруженных людей с собаками при¬
водят к тому, что журавли надолго поки¬
дают гнездо, а обычные в период насижи¬
вания заморозки делают подобное вмеша¬
тельство трагичным: гибнут яйца. Браконь¬
ерство и очень ранние для данного райо¬
на сроки открытия осенней охоты также
сказываются на состоянии популяции. Ин¬
тенсивное осушение и распашка болот,
а также предстоящее зарегулирование
стока Бурей, связанное с постройкой на
этой реке плотины ГЭС, приведут к унич¬
тожению исконных мест гнездования этого
вида, лишив его кормовой базы и возмож¬
ности гнездиться. Необходимо учитывать
и то обстоятельство, что эти птицы размно¬
жаются чрезвычайно медленно (два яйца
в кладке — это предел). Кроме того, поло¬
вая зрелость у них наступает лишь ко 2—
3-му году жизни. А в период зимних ми¬
граций журавлей, пролетающих по густо
населенным местностям, нещадно истреб¬
ляют. При современном натиске человека,
судя по всему, эти птицы просуществуют
на упомянутой территории еще не более
десятилетия.
...Мы оставим потомкам удивитель¬
ные творения рук человеческих, укротим
и покорим могущественные силы природы.
Но ни сложнейший станок, выполняющий
самые невообразимые операции, ни ЭВМ
и т. п. никогда не смогут создать чудо,
имя которому — японский журавль. Надо
незамедлительно предпринять все меры
для спасения последних — еще оставшихся
в живых. И первые шаги на этом попри¬
ще — скорейшая организация заповед¬
ников на основных местах гнездовий этого
вида в Среднем Приамурье и на Прихан-
кайской низменности.
’По материалам Н. С. Панькина, они иногда
задерживаются в низовьях р. Бурей до кон¬
ца первой декады ноября. Дымин В. А.,
Панькин Н. С. ’О гнездовании и проле¬
те аистов — Ciconiidae и журавлей —
Gruidae в Верхнем Приамурье. — «Тр. Био-
лого-почвенного ин-та -ДВНЦ АН СССР,
нов. серия», 1975, т. 29 (132).

Cm юаЕЛПГСжгишпгсэт!
«Природа», 1979, № 4 101
Зоология
Трепанг-альбинос
Дальневосточный тре¬
панг (Stichopus japonicus) —
единственный в наших морях
промысловый вид щитовидно¬
щупальцевых голотурий (голо¬
турии — один из классов игло¬
кожих, куда относятся также
морские звезды, морские ежи,
офиуры и морские лилии).
Ежегодно в наших дальнево¬
сточных морях добывается не¬
сколько тысяч центнеров этих
животных.
На вытянутом валькова-
том теле трепанга с уплощен¬
ной брюшной стороны разме¬
щаются многочисленные так
называемые амбулакральные
ножки, а на выпуклой спинной,
несущей чувствительные па-
пиллы, они расположены не¬
сколькими рядами на высоких
конических выростах. В перед¬
ней части тела помещается рот,
окруженный венчиком круп-4
ных щупалец. Щупальцами тре¬
панг собирает верхний слой
грунта, содержащий органиче¬
ские остатки и развивающиеся
на них бактерии.
Тело трепангов — обыч¬
но красновато-коричневого
цвета, реже попадаются тре-
Трепанг-альбинос
Фото Л. И. Оловянникова
панги других цветов: зелено¬
ватые, желтоватые, почти чер¬
ные. И уж чрезвычайно редко
встречаются альбиносы.
Трепанг-альбинос был най¬
ден на камнях у одного из
скальных мысочков залива
Посьета Японского моря, на
глубине около 8 м, среди дру¬
гих особей нормального цвета.
По-видимому, редкие
случаи нахождения белых тре¬
пангов породили бытующую
среди промысловиков легенду
о	чрезвычайно дорогих «голу¬
бых» трепангах.
В.	С. Левин,
кандидат биологических наук
Владивосток
Зоология
Морские ежи в бухте
Витязь
Залив Посьета Японского
моря — одно из популярных
мест работы советских биоло-
гов-акванавтов. В северной ча¬
сти залива, в бухте Витязь, рас¬
полагается биологическая стан¬
ция Дальневосточного научного
центра АН СССР.
В июле-августа 1976—
1977	гг. в этом районе работала
Дальневосточная медико-био-
логическая экспедиция Москов¬
ского 2-го медицинского инсти¬
тута. Биологи изучали влияние
светового режима в прибреж¬
ных зонах на расселение и фи¬
зиологическую активность мор¬
ской фауны. Одним из наиболее
удобных и интересных объек¬
тов исследования оказались
морские ежи. Из трех видов
шаровидных ежей, обитающих
в бухте, самые многочисленные
невооруженные (Strongylocent-
rotus nudus), промежуточные
(S. intermedius) и красивые
(S. pulchellus) морские ежи
встречались в 6—8 раз реже.
В бухтах залийа Посьета основ¬
ная масса ежей концентрирует¬
ся на крупных камнях и под¬
водных скалах, где они пи¬
таются водорослями, соскабли¬
вая их своим мощным ротовым
аппаратом. Однако определен¬
ная часть животных мигрирует
в поисках пищи по илисто-пес¬
чаному дну бухты. Мы наблю¬
дали за ежами на двух различ¬
ных участках дна: илисто-пес¬
чаном (прибрежном) и на ка¬
менистом (камни Клыкова в
центре бухты). На обоих участ¬
ках морские ежи встречались
до глубины 14—16 м. Однако
плотность популяций и харак¬
тер их изменения с глубиной
сильно различались. В при¬
брежной зоне на глубине 5 м
на площади дна 10 м2 встре¬
чались в среднем 9 ежей, а
на глубине 10 м — всего 1.
На камнях Клыкова плотность
популяции не менялась до са¬
мого ложа бухты (16 м) и со¬
ставляла около 5 животных
на 1м2.
Ежей мы предварительно
метили пенопластовыми метка¬
ми с номерами, закрепляя и\
за край панциря, обращенного
к грунту, тонкой леской с мел¬
кими рыболовными крючками.
В некоторых опытах мы одева¬
ли метку на верхней стороне
панциря. Такого рода метки
применимы только к животным
с длинными иглами (в наших
наблюдениях — к невооружен¬
ным ежам) и носятся непро¬
должительное время.
Наблюдения показали,
что морские ежи в прибрежной
зоне мигрируют во всех на¬
правлениях, иногда задержи-

102
Заметки, наблюдения
Невооруженный морской еж,
помеченный на камнях Клыкова.
Строение амбулакральной ножки
иглокожих: 1 — ампула амбу¬
лакральной системы, 2 — кла¬
пан, 3 — радикальный каналец
амбулакральной системы, 4 —
пластина панциря, 5 — нервное
кольцо, 6 — амбулакральная нож*
ка, 7 — мышца ножки, в — ося¬
зательные рецепторы.
ваясь на площадке у крупных
валунов по нескольку суток.
В связи с этим возникал воп¬
рос: не ведут ли ежи из попу¬
ляции, живущей исключительно
Строение иглы морских ежей:
1	— игла, 2 — покров иглы, 3 —
суставная сумка, 4 — нервное
кольцо, 5 — мышца, 6 — сустав*
ная головка, 7 — пластинка пан¬
циря.
на камнях, более оседлый об¬
раз жизни? Оказалось, что об¬
щий характер миграций и на
камнях, и в прибрежной зоне
одинаковый: за первые сутки
с площадки в среднем уходило
40% животных, за вторые —
50—60% оставшихся и за
третьи еще 75%.
Хотя движения ежей не
имеют направленности, но под¬
чиняются определенной ритми¬
ке: миграции и подвижность их
наиболее интенсивны ночью.
Ежи могут передвигаться и
днем, но эти передвижения не¬
значительны, а животные мало¬
активны. Если невооруженному
ежу днем требуется более
30 секунд, чтобы перевернуться
с верхней стороны на нижнюю,
то вечером для этого необхо¬
димо всего 6—12 сек.
Передвигаются морские
ежи в основном за счет амбу¬
лакральных ножек. Это тонкие
трубочковидные выросты стен¬
ки тела, соединенные с обособ¬
ленной частью полости тела,
называемой амбулакральной,
снабжены на конце присосками.
При заполнении водой ножки
сильно вытягиваются, соприка¬
саются с субстратом и приса¬
сываются к нему. При сокраще¬
нии мышц ножек тело животно¬
го подтягивается. Ежи с игла¬
ми достаточной .длины и проч¬
ности используют их для актив¬
ного передвижения по грунту
(животное движется, как на хо¬
дулях). Невооруженным ежам
такие иглы позволяют пере¬
двигаться значительно быстрее,
чем особям других видов.
Средняя скорость движения
невооруженных ежей состав¬
ляет 4 м/час, а у других шаро¬
видных ежей — немногим боль¬
ше 2 м/час. В связи с этим,
различны и расстояния, на ко¬
торые мигрируют животные в
течение суток: у невооружен¬
ных ежей — 3 и более метров,
а у других ежей 1—2 метра.
Вероятно, именно из-за мень¬
шей скорости движения про¬
межуточные и красивые ежи в
прибрежной зоне становятся
относительно частой добычей
чаек и ворон. На наш взгляд,
более высокая скорость движе¬
ния невооруженных ежей обес¬
печивает процветание этого
вида в бухтах залива Посьета.
Проливы и отливы —
важный, постоянно действую¬
щий фактор в море. Во многих
случаях с ритмом приливов
связан ритм активности живот¬
ных (некоторые моллюски, ра¬
кообразные, черви-полихеты).

Заметки, наблюдения
103
Миграции морских ежей в при¬
брежной зоне на глубине 5 м.
51, 52 — промежуточные шаро¬
видные ежи; 15, 54 — невоору-
Ход отливов . и приливов и из*
меиеиие числа активно мигри¬
рующих ежей (пришедших или
покинувших площадку) на про*
тяжении трех суток. По гориэон»
тали — часы суток; по вертика¬
ли — число активно мигрирующих
ежей; м — высота приливов и
отливов в метрах (сплошная
иривая|.
—' ночные перемещения
-	- - - дневные перемещения
О——О отметки через 6 часов
О——О отметки через 12 часов
жённые. Слева показаны смеще¬
ния морского ежа, наблюдавше¬
гося на ппощадке более 5 суток.
До сих пор не вполне ясно
влияние приливов на иглоко¬
жих. По нашим наблюдениям
приливы, особенно ночные,
оказывают определенное воз¬
действие на активность ежей.
Расстояния смещений живот¬
ных в этот период гораздо
больше, кроме того, именно в
это время в основном изме¬
няется состав животных на
площадках: приходили новые
'Морозов Н. Н,—
«Зоологический журнал»,
1978, т. 58, № 3.
и уходили уже помеченные
животные.
Значительное влияние на
обитателей бухты Витязь, в том
числе и на морских ежей, ока¬
зывает деятельность человека.
В тех местах где бухта сильно
загрязнена, ежей мало, зато
достаточно	многочисленна
морская звезда гребешковая
патирия (Patiг ia pectinifera).
В тех участках побережья, где
загрязнение невелико и в море
сбрасываются остатки пищи,
можно встретить все трн вида
ежей. Здесь встречаются весь¬
ма крупные особи (от 65 до
100 мм в диаметре), которые
ни разу не встречались на кам¬
нях Клыкова.
Известно, что многие ви¬
ды ежей, особенно красивые и
промежуточные, в период по¬
коя покрывают себя мелкими
раковинами, кусочками водо¬
рослей, камнями. На камнях
Клыкова, однако, большинство
ежей не укрывается, вероятно,
потому, что не находит необ¬
ходимого материала. В зонах
сублиторали, с активной дея¬
тельностью человека, все три
вида животных интенсивно по¬
крывают себя всевозможными
предметами. Ежи обследуют
окружающие их предметы, под¬
тягивают подходящие объекты
к телу и закрепляют их на иг¬
лах или между ними. Более
крупные предметы они удер¬
живают на панцире амбулак¬
ральными ножками в течение
всего периода покоя. Невоору¬
женные ежи почти всегда пред¬
почитают водоросль ульву
(Ulva sp.) и маскируются иног¬
да так искусно, что обнаружить
ежа удается', только сняв с не¬
го водоросль. Другие виды
используют мелкие камни, ра¬
ковины, песчинки, кусочки во¬
дорослей (вплоть до осколков
бутылок). Морские ежи, поме¬
щенные в садки, которые часто
беспокоили люди, укрывались
даже листками упавшей бума¬
ги. Такое маскировочное пове¬
дение животных, очевидно,
объясняется активной реакцией
морских ежей на изменение
внешней обстановки. В послед¬
нее время появились данные,
говорящие, что иглокожие —
сравнительно легко обучаемые
животные, быстро вырабаты¬
вающие условные рефлексы.
Нервная координация сложных

104
Заметки, наблюдения
движений морских ежей остает¬
ся до сих пор мало понятной.
Ежи, как и другие иглокожие,
имеют не одну, а три нервные
системы с разным происхож¬
дением и локализацией в орга¬
низме. До сих пор не найдено
какого-либо центра, объеди¬
няющего их работу. Как интег¬
рируется их деятельность и
обеспечивается целесообраз¬
ность поведения, неясно. Даль¬
нейшие наблюдения и экспери¬
менты в природе помогут от¬
ветить на этот вопрос и на
ряд других актуальных вопро¬
сов биологии морских ежей.
Н. Н. Морозов
Московский 2-й медицинский
институт им. Н. И. Пирогова
Зоология
Китообразные приэквато¬
риальных вод
Вопрос о популяционной
принадлежности китообразных,
обитающих в восточных райо¬
нах центральной части Тихого
океана, нельзя считать выяс¬
ненным. Ранее достаточно оп¬
ределенно считалось, что киты
на летний период совершают
сезонные миграции большой
протяженности из приэквато¬
риальных вод в более высокие
широты обоих полушарий.
В феврале-мае 1975 г. в
соответствии с соглашением об
охране и изучении морских
млекопитающих Тихого океана
на советском китобойном суд¬
не «Внушительный» был осу¬
ществлен совместный советско-
американский рейс по изуче¬
нию распределения китообраз¬
ных в восточных районах тро¬
пической зоны Тихого океана.
Из усатых китов четко
отличались более мелкими раз¬
мерами финвалы (Balaenopte-
га physalus). Первые встречи
с ними расценивались опытны¬
ми наблюдателями и заноси¬
лись в журнал наблюдений как
встречи с молодыми финвала¬
ми. Так было пока не встрети¬
лись несколько семейных групп
этих китов таких же размеров,
но с детенышами.
Известно, что в теплых
водах океанов синих китов-
гигантов сменяют синие киты
меньших размеров — пигмеи
(В. musculus brevicauda). Груп¬
пы этих китов также были на¬
ми обнаружены в приэквато¬
риальном районе между Гала¬
пагосскими островами и Мек¬
сикой (впервые для этой части
Тихого океана)1.
Из зубатых китообраз¬
ных заметно меньшие размеры
в приэкваториальном районе
имели	дельфины-афалины
(Tursiops truncatus). На эту
разницу все наблюдатели сра¬
зу же обратили внимание, ког¬
да судно пересекло 10° с. ш.
и начало работать в несколько
более северных широтах и бы¬
ли встречены афалины обыч¬
ных размеров. Эту широту мы
ориентировочно и приняли для
этого сезона как северную гра¬
ницу обитания более мелких
форм китообразных.
Сейчас можно также
считать установленным (судя
по литературным источникам
и нашим наблюдениям в
1975 г.), что и гринды, обитаю¬
щие в приэкваториальном райо¬
не восточной части Тихого океа¬
на, также имеют меньшие раз¬
меры (на 1—1,5 м), чем оби¬
тающие в более высоких широ¬
тах. Первые были даже из ран¬
га подвида возведены в ранг
вида Clobicephalus macrorhy-
cha.
Можно говорить, правда,
с несколько меньшей долей
уверенности (из-за более ред¬
ких встреч), что и косатки
(Orcinus огса) в исследован¬
ном районе также меньших
размеров.
На основании многочис¬
ленных встреч с разными поло¬
возрастными группировками
кашалотов сложилось доста¬
точно четкое впечатление, что
аналогичная картина наблю¬
дается и для этих китов. По на¬
блюдениям в этом рейсе, неко¬
торые детеныши кашалотов
были таких маленьких разме-
'Уже после отправки на*
стоящего сообщения в
редакцию автор обнару¬
жил, что Р. Кларк
(R. К I а г k е — «Norsk.
Hvalf.— t id», 1962, № 7)
указывает, что в районе
Галапагосских островов
он наблюдал в 1959 г.
кита, которого определили,
как молодого (I) финва¬
ла.
ров, которые ранее не встре¬
чались. Это вызывало даже не¬
которое удивление. Однако
кашалоты растут очень медлен¬
но, особенно самцы, и в каж¬
дом отдельном случае нельзя
быть твердо уверенным, какая
группировка наблюдается —
группа молодых кашалотов или
взрослых, но более мелких.
Только после сравнения кор¬
реляционных зависимостей
размеров и возраста кашало¬
тов из разных районов можно
будет что-либо достоверно ут¬
верждать. Тем не менее здесь
очень уместно вспомнить вы¬
зывавший даже сомнение или
недоумение факт добычи в во¬
дах Перу двух беременных са¬
мок кашалотов необыкновенно
маленьких	размеров — по
6,4 м.
Наши специальные на¬
блюдения с большой долей
уверенности позволяют гово¬
рить, что в приэкваториальных
водах, и в частности в восточ¬
ных районах Тихого океана,
часть видов (а, может быть, и
все) усатых и зубатых китооб¬
разных имеют заметно мень¬
шие размеры, чем их сородичи
из более высоких широт.
Выдвинутое, на наш
взгляд интересное, положение
нуждается в подтверждении
на морфометрическом мате¬
риале. Если это положение под¬
твердится даже для несколь¬
ких видов, то получит новое
подтверждение и известное в
зоологии правило Бергмана:
увеличение размеров тела теп¬
локровных животных (и, сле¬
довательно, закономерное
уменьшение относительной по¬
верхности тела) вызывает сни¬
жение теплоотдачи и поэтому
размеры животных близких ви¬
дов могут увеличиваться (от
тропиков к высоким широтам
и наоборот). Так как теплопро¬
водность воды в 27 раз больше
воздуха, теоретически можно
полагать, что, несмотря на зна¬
чительные морфологические
адаптации, регулирующие теп¬
лообмен, виды китообразных,
постоянно обитающих в водах
с высокой температурой, долж¬
ны иметь более мелкие раз¬
меры.
А.	А. Берзин,
доктор биологических наук
Владивосток

«Природа», 1979, № 4 105
ушишшвишан
Космические исследования
Запуск «Вертикали-7»
3	ноября 1978 г. в Со¬
ветском Союзе произведен
запуск на высоту 1500 км гео¬
физической ракеты «Верти¬
каль-?». В подготовке научной
аппаратуры принимали участие
специалисты НРБ, ВНР, СРР,
СССР и ЧССР. Задача запус¬
ка — комплексные исследова¬
ния параметров верхней атмо¬
сферы и ионосферы Земли, а
также взаимодействия коротко¬
волнового излучения Солнца с
атмосферой Земли. Научная ап¬
паратура была установлена в
контейнере, отделившемся на
восходящем участке траекто¬
рии, на высоте 173 км.
Геофизическая ракета «Верти-
каль-7».
Для измерения элект¬
ронной и ионной концентрации
и температуры электронов
вдоль траектории полета раке¬
ты болгарские специалисты
изготовили блок электроники,
который работал совместно
с советскими датчиками —
цилиндрическим зондом Лэнг-
мюра и сферической трех¬
электродной ионной ловушкой.
В НРБ была разработана
также	четырехэлектродная
ионная ловушка, предназна¬
ченная для измерения концент¬
рации и температуры ионов,
а также ионного состава верх¬
ней атмосферы, и еще один
прибор — оптический электро¬
фотометр — для измерения
интенсивности свечения атмо¬
сферы в области 630 нм —
линии кислорода. Эта линия
связана с процессами рекомби¬
нации частиц в ионосфере,
которые трудно исследовать
с помощью радиофизических
и зондовых методов. Экспери¬
мент позволит получить инфор¬
мацию о взаимодействии элект¬
ронов с нейтральными части¬
цами и ионами на высотах 150—
700 км и будет способство¬
вать выяснению механизма све¬
чения атмосферы. Сопостав¬
ление результатов измерений
оптического электрофотомет¬
ра с данными о концентрации
и температуре электронов,
а также с составом ионов и
нейтральных частиц, получен¬
ными другими приборами на
«Вертикали-7», позволит оце¬
нить константу скорости ионно¬
молекулярных реакций.
Венгерские специалисты
разработали блок электроники
для советского анализатора
фотоэлектронов с тормозящим
полем, предназначенного для
измерения энергетического
спектра фотоэлектронов, обра¬
зующихся в атмосфере под
действием УФ-излучения Солн¬
ца. Результаты измерений поз¬
воляют определить интенсив¬

106
Новости науки
ность солнечного излучения
и его спектральное распреде¬
ление в диапазоне от ближнего
ультрафиолета до мягкого
рентгена (60—130 нм).
На «Вертикали-7» были
установлены два масс-спектро-
метра: советский — радиоча¬
стотный и румынский — ква-
друпольный. Радиочастотный
масс-спектрометр предназна¬
чен для определения нейтраль¬
ных частиц (на высотах 400—
130 км) и ионов (1500—130 км)
в верхней атмосфере. Квадру-
польный	масс-спектрометр
определял химический и изо¬
топный состав нейтральных
частиц атмосферы на высотах
450—100 км. По результатам
масс-спектрометрических изме¬
рений определялся спектр масс
ионов водорода, гелия, азота,
кислорода и находящихся в
атмосфере в малых количе¬
ствах атомарного азота, окиси
азота и др; рассчитывалась их
концентрация, а также изотоп¬
ный состав азота, кислорода,
аргона, водорода, дейтерия.
Советский дисперсион¬
ный интерферометр, установ¬
ленный на борту ракеты, излу¬
чал сигналы на частотах 46 и
144 Мгц, которые регистриро¬
вались наземными станциями.
По изменению разности фаз
радиоволн в ионосферной плаз¬
ме определялась концентрация
электронов. Во время полета
«Вертикали-7» на Земле рабо¬
тала специальная ионосферная
станция для измерения погло¬
щения радиоволн.
Л. А. Ведешин
Москва
Космические исследования
«Пионеры» — к Венере
4 декабря 1978 г. косми¬
ческий аппарат «Пионер-Вене*
ра-1» вышел на орбиту вокруг
Венеры и приступил к выпол¬
нению программы исследова¬
ний. 15 и 20 ноября 1976 г. от
аппарата «Пионер-Венера-2»
отделились	соответственно
большой и три малых зонда.
9	декабря они вошли в атмо¬
сферу Венеры и в течение при¬
мерно часа передавали науч¬
ную информацию. Основной
блок аппарата «Пионер-Вене-
ра-2», оказавшийся в атмо¬
сфере вскоре после зондов,
сгорел примерно через две
минуты, так как не был обору¬
дован теплозащитным экраном.
«Пионер-Венера-1 и -2»
были запущены к Венере 20 мая
и 8 августа 1978 г. с космодро¬
ма на м. Канаверал с помощью
ракет-носителей «Атлас-Кен¬
тавр». Вначале аппараты были
выведены на круговые геоцент¬
рические орбиты высотой при¬
мерно 1 70 км, а затем в резуль¬
тате повторных включений дви¬
гательных установок вторых
ступеней ракет — на траекто¬
рии перелета к Венере. Основ¬
ная задача запуска—изучение
атмосферы Венеры и взаимо¬
действия солнечного ветра с
ионосферой планеты, а также
проведение исследований на
межпланетных траекториях.
«Пионер-Венера-1» пред¬
назначен для исследования
Венеры с орбиты вокруг плане¬
ты. Согласно программе поле¬
та, аппарат достиг окрестностей
Венеры в начале декабря
1978	г. и перешел на сильно
вытянутую эллиптическую ор¬
биту вокруг планеты с высотой
в перицентре 150 км и высотой
в апоцентре 66 600 км. На этой
орбите космический аппарат
в течение 8 земных месяцев,
что примерно равно одним
венерианским суткам, будет
вести исследования Венеры и
околопланетного пространства.
Его основными задачами
являются: определение деталь¬
ной структуры верхней атмо¬
сферы и ионосферы Венеры
путем непосредственных изме¬
рений; изучение взаимодей¬
ствия солнечного ветра с ионо¬
сферой планеты и магнитным
полем в окрестностях Венеры;
определение характеристик
атмосферы и поверхности Ве¬
неры в планетарном масштабе
путем дистанционного зондиро¬
вания; определение гармоник
гравитационного поля Венеры
по возмущениям орбиты кос¬
мического аппарата; обнаруже¬
ние гамма-всплесков (в диапа¬
зоне энергий 0,2—2 МэВ). Для
выполнения этих задач на ап¬
парате	«Пионер-Венера-1»
установлены 12 приборов об¬
щей массой 44 кг. Согласно
последним сообщениям, боль¬
шинство приборов на аппарате
«Пионер-Венера-1» включено
и нормально работает.
«Пионер-Венера-2» пред¬
назначен для доставки к Вене¬
ре одного большого и трех
малых зондов, блока-носителя
зондов и проведения с их по¬
мощью: исследований состава
облаков; состава и строения
атмосферы планеты от боль¬
ших высот до поверхности;
определения общей структуры
атмосферы. При подлете к Ве¬
нере на расстояние пример¬
но 13 млн км зонды отделяют¬
ся от основного блока-носителя
и далее совершают самостоя¬
тельный полет к Венере; боль¬
шой зонд отделяется за 24,
малые зонды — за 20 сут до
подлета к планете. Четыре зон¬
да и основной блок вошли в
атмосферу Венеры над полу¬
шарием, обращенным к Земле:
два зонда и основной блок
на дневной стороне, два дру¬
гих зонда — на ночной стороне.
«Interavia Air Letter», 1978,
№9008, p. 8, 9; № 9020, p. 7;
N? 9063, p. 9 (Швейцария);
uSpacewarn Bulletin», 1970,
SPX-297, p. 10—12; SPX-298,
p. 6—9 (КОСПАР).
Астрофизика
Дейтерированный метан
в спектре Сатурна
Отношение D/Н, т.*е. от¬
носительная концентрация дей¬
терия и водорода во Вселен¬
ной — важная характеристика
для понимания начального пе¬
риода ее развития. У. Финк и
Г. Ларсен (Аризонский универ¬
ситет, США) с помощью 154-
сантиметрового телескопа Ката-
линской обсерватории зарегист¬
рировали дейтерированный ме¬
тан CH3D в спектре планеты
Сатурн. Как оказалось, отноше¬
ние D/Н для Сатурна равно
2 • 10—5, что значительно ни¬
же отношения D/Н, характерно¬
го для Земли и метеоритов
(^1,5 • 10 "4). Полученная вели¬
чина близка к значению D/Н для
Юпитера (2,8-^7,5) • 10~5; отно¬
шение определялось по содер-

Новости науки
107
жанию CH3D в атмосфере этой
планеты.
Полученные значения D/H
для Сатурна и Юпитера, по мне¬
нию Финка и Ларсона, могут
дать представление об отноше¬
нии D/Н в начальный период
образования Вселенной и, с уче¬
том данных о плотности Все¬
ленной, помочь дать ответ на
вопрос, является ли Вселенная
«открытой» или «замкнутой»1.
«Science News», 1978, v. 114,
№ 6, p. 68 (США).
Физика
Переход от пара- к фер¬
ромагнетизму в ультра-
тонких пленках никеля
В начале 70-х годов бы¬
ло вымазано предположение,
что магнитные свойства в тон¬
ких поверхностных слоях фер¬
ромагнитных материалов из¬
меняются с уменьшением тол¬
щины пленки вплоть до исчез¬
новения в них магнитного мо¬
мента. Однако последующие
эксперименты не подтвердили
этого предположения. Недавно
Г. Бергман (Институт физики
твердого тела, Юлих, ФРГ)
обнаружил такое явление при
исследовании	магнитных
свойств ультратонких пле¬
нок Ni.
Пленки получали терми¬
ческим испарением чистых ма¬
териалов (Fe, Со, Ni) с после¬
дующей их конденсацией в
вакууме (давление 10—1 ‘.Тор)
на предварительно осажден¬
ные аморфные пленки РЬ—Bi
(75 %РЬ). Напыление проводи¬
лось при гелиевых температу¬
рах, что препятствовало окисле¬
нию пленок, а также диффузии
атомов пленки в подложку.
Магнитные свойства пле¬
нок контролировались с по¬
мощью аномального эффекта
Холла: атомы, обладающие
магнитным моментом, асим¬
метрично рассеивают электро¬
ны проводимости, в результа¬
те перпендикулярно току, про¬
’См.: «Природа», 1978,
№ 5, с. 127.
пускаемому через образец,
создается разность потенциа¬
лов. Сопротивление при ано¬
мальном эффекте Холла про¬
порционально намагниченности
образца. Чувствительность ме¬
тода, по мнению Бергмана,
настолько высока, что позво¬
ляет выявить парамагнитные
свойства пленок Fe толщиной в
1/6 монослоя. (Точность ис¬
пользованного в опыте квар¬
цевого измерителя толщины
составляла 1/30 атомного
слоя.)
Переход из пара- в фер¬
ромагнитное состояние реги¬
стрировался по изменению
характера зависимости сопро¬
тивления при аномальном эф¬
фекте Холла от величины маг¬
нитного поля. Так, для пленок
Ni толщиной до 2,5 атомных
слоев эта зависимость не ме¬
нялась с температурой (в ин¬
тервале от 5 до 20 К) и была
линейна (причем угол наклона
увеличивался с толщиной
пленки). Для пленок толщи¬
ной более 2,5 атомных слоев
зависимость перестает быть
линейной; это связано с появ¬
лением в пленках собствен¬
ного магнитного момента. При
толщине в 3,7 атомных слоев
и более пленки становятся фер¬
ромагнитными. Пленки Со и
Fe были ферромагнитными уже
при самых малых толщинах,
которые только удавалось по¬
лучить.
Пока неясно, почему
Ni ведет себя иначе, чем
Fe и Со; каковы магнитные
свойства изолированного моно¬
слоя; чем вызвано изменение
свойств в пленке никеля при
уменьшении ее толщины от
2	до 3 монослоев.
«Physical Review Letters»,
1978, v. 41, № 4, pp. 264—267 (США).
Физика
Фотогальванический эф¬
фект в гиротропных полу¬
проводниковых кристал¬
лах
В. М. Аснин, А. А. Бакун,
А.	М. Данишевский, Е. Л. Ивчен¬
ко и Г. Е. Пикус (Физикотехниче¬
ский институт им. А. Ф. Иоффе
АН СССР) обнаружили новый
фотогальванический эффект:
при освещении гиротропного1
полупроводникового кристалла
теллура монохроматическим
светом круговой поляризации,
падающим вдоль оптической
оси z (она же — ось симмет¬
рии), между гранями, перпен¬
дикулярными z, возникает фо-
тоэдс, пропорциональная степе¬
ни поляризации света2.
Появление фотоэдс обу¬
словлено особенностями крис¬
таллической структуры теллура:
он построен из спиральных
цепочек атомов, причем рассто¬
яние между атомами в цепочке
равно 2,66 А, а между ближай¬
шими атомами соседних парал¬
лельных между собой цепо¬
чек — 3,45 А. Спиральность рас¬
положения атомов приводит к
особенностям в квантовомеха¬
ническом движении носителей
заряда, что, в свою очередь,
обусловливает оптическую и
электрическую анизотропию.
Опыты проводились с ци¬
линдрическим монокристаллом
теллура длиной 0,6 см; его ось
совпадала с оптической; кон¬
центрация акцепторов была~2*
•	10м см-3, доноров ~5 •
•	1015 см**3. Линейно поляри¬
зованный сеет от СОг-лазера с
длительностью импульса 100 нс,
длиной волны 10,6 мкм и мощ¬
ностью в импульсе 3 кВт про¬
пускался через помещенную
перед монокристаллом пластин¬
ку из CdS, создающей разность
хода луча Х/4. Поворотом плас¬
тинки можно было менять сте¬
пень круговой поляризации
света.
В согласии с теорией,
при температуре 300 К была под¬
тверждена формула для эдс:
V = V0 • Р, где V — разность
потенциалов между торцами
кристалла, V0 1 мВ, Р — вели¬
чина поляризации света. Основ-
1	Г иротропными называ-
ются кристаллы, вращаю¬
щие плоскость поляриза¬
ции падающего вдоль их
оптической оси плоско-
поляризованного света.
2Незадолго до этого эф¬
фект был теоретически
предсказан Е. Л. Ивченко
и Г. Е. Пикусом. См.: «Пись¬
ма в ЖЭТФ», 1978, т. 27,
вып. 11, с. 640.

108
Новости науки
ной вклад в эдс вносили элек¬
троны; при температуре 150 К
величина эффекта падала более
чем на порядок.
«Письма в ЖЭТФ», 1978, т. 28,
вып. 2, с. 80.
Физика
Эффект Джоуля — Том¬
сона в геофизике
При протекании газа
через пористую перегородку
происходит его охлаждение или
нагрев — в зависимости от
конкретных условий. Этот хо¬
рошо известный в физике эф¬
фект Джоуля — Томсона
Б. А. Трубников (Институт атом¬
ной энергии им. И. В. Курчато¬
ва) использовал при рассмот¬
рении геофизических процес¬
сов, в частности вулканической
активности.
Известно, что причина
вулканизма — выход из верх¬
ней мантии на поверхность
Земли расплавленной магмы,
разогретой, по-видимому, за
счет вязкого трения. Однако
на начальной стадии изверже¬
ния вулкан обычно выбрасыва¬
ет большое количество газов
(паров воды, С02, СО, Н2, H2Sf
HCI, HF, СН4 и др.), которые
выходят на поверхность по
многочисленным порам и тре¬
щинам в породах.
Проведенный термо¬
динамический расчет показыва¬
ет, что при подъеме газов с
глубины порядка 40 км, где
давление составляет ~104 атм,
их температура может уве¬
личиться почти на 1 О3 градусов.
Этого, конечно, не происходит,
так как газ отдает тепло окру¬
жающей породе: 1 кг газов
отдает породе около 300 ккал
(такое количество тепла повы¬
сило бы температуру 1 кг гра¬
нита на 1500 градусов).
Полученные оценки весь¬
ма приближенные, так как
имеющиеся эксперименталь¬
ные значения характерных
параметров газа, необходи¬
мых при вычислениях, не охва¬
тывают указанную область
давлений и температур. Вместе
с тем, эти оценки показывают,
что «продувание» больших
количеств газа через мелко¬
пористые структуры вулкани¬
ческих очагов должно вызвать
дополнительный разогрев по¬
роды. В результате вполне воз¬
можно обгорание стенок тре¬
щин и образование вулкани¬
ческого пепла не из мантии,
а из вышележащих пород коры.
Любопытно, что выброс боль¬
шого количества газа предпо¬
ложительно имел место при
образовании алмазоносных
кимберлитовых трубок.
«Доклады АН СССР», 1978, т. 242,
№ 6, с. 1 293.
Физика
Ультрахолодные нейтро¬
ны в сверхтекучем гелии
Ультрахолодные нейтро¬
ны (нейтроны очень низкой
энергии ^10”7 эВ) обладают
свойством полностью отражать¬
ся от материальных поверх¬
ностей при любых углах паде¬
ния. Если заполнить такими
нейтронами надлежащим обра¬
зом сконструированный кон¬
тейнер и если в такой «нейтрон¬
ной бутылке» они при доста¬
точно высокой плотности будут
сохраняться в течение време¬
ни, сравнимого с их временем
жизни1, то можно провести
целый ряд интереснейших экс¬
периментов, в том числе по
определению фундаменталь¬
ных физических констант (на¬
пример, величины электри¬
ческого дипольного момента
нейтрона, относительно кото¬
рой теоретические оценки рас¬
ходятся, а эксперименты дают
только верхние границы этой
величины).
Однако	достигнутая
пока плотность ультрахолод¬
ных нейтронов (~~1 нейт¬
рон/см3) совершенно недоста¬
точна для осуществления по¬
добных экспериментов. Дело
в том, что ультрахолодные
нейтроны «отбираются» из
'Как известно, свободные
нейтроны	подвержены
-распаду с полуперио-
дом ~15 мин.
нейтронов, полученных в ядер-
ном реакторе, которые в своей
основной массе «теплые» или
«горячие», т. е. обладают го¬
раздо большей энергией, чем
присутствующие в ничтожном
количестве ультрахолодные
нейтроны.
В 1977 г. английские
физики Р. Голуб и Дж. Пендль-
бери 2 разработали другой
способ получения ультрахо¬
лодных нейтронов: они предло¬
жили тормозить нейтроны,
обладающие	скоростью
450 м/с (их в реакторе до¬
статочно много), в сверхтеку¬
чем жидком гелии. По их рас¬
четам, нейтрон, пролетающий
через такую квантовую жид¬
кость, должен тормозиться не
постепенно, а квантовым обра¬
зом, т. е. имеется конечная
вероятность, что нейтрон с та¬
кой скоростью создаст в гелии
единичное квантованное тепло¬
вое возбуждение (иными слова¬
ми, излучит квант звука). При
этом теряется почти вся на¬
чальная энергия частицы, ее
скорость падает до 5 м/с, и
нейтрон становится ультра¬
холодным.
Предложенный англий¬
скими физиками источник ульт¬
рахолодных нейтронов пред¬
ставляет собой заполненный
жидким гелием дьюаровский
сосуд, помещенный в нейтрон¬
ный поток с относительно вы¬
сокой концентрацией нейтро¬
нов, обладающих нужной ско¬
ростью. Большая часть нейт¬
ронов легко пролетает сквозь
стенки сосуда и жидкий гелий,
и лишь та их доля, которая
возбудит в жидкости кванты
звука, захватится сосудом.
Однако нейтроны могут
захватываться примесными
атомами, находящимися в жид¬
ком гелии. Главную опасность
представляют атомы изотопа
3Не, доля которых (по отноше¬
нию к основной массе атомов
4Не) в природном ге-
/ми ~10 "5%. Однако уже раз¬
работаны методы изотопной
очистки жидкого гелия, позво¬
ляющие снизить эту величину
на 4—5 порядков.
До последнего времени
2	«Physics Letters», 1974,
v. б^А, р. 537.

Новости науки
109
отсутствовали достаточно на¬
дежные оценки вероятности
торможения нейтрона со ско¬
ростью 450 м/с в процессе с
рождением квантованного воз¬
буждения. Эту последнюю
неопределенность устранили
опыты, выполненные недавно
в Институте М. Планка —
П. Ланжевена (Гренобль, Фран¬
ция) Р. Голубом, Дж. Пендль-
бери, П. Ажероном и В. Мампе.
Использовался помещен¬
ный в горизонтальный нейтрон¬
ный поток сосуд с техническим
(т. е. без всякой очистки от изо¬
топа 3Не) жидким гелием. Экс¬
периментаторы не стремились
удержать возникающие в сосу¬
де ультрахолодные нейтроны,
наоборот, был предусмотрен
их выход из жидкого гелия к
внешнему нейтронному де¬
тектору. «Нейтронопровод»
представлял собой пять прива¬
ленных одна к другой под пря¬
мым углом трубок. При такой
конструкции только ультра¬
холодные нейтроны могут до¬
стигать детектора, так как
нейтроны более высоких энер¬
гий «проскакивают» через стен¬
ки. Установлено, что при ох¬
лаждении гелия до сверхтеку¬
чего состояния число ультра¬
холодных нейтронов возрастает
не менее чем в 10 раз (т. е. их
плотность становится ^10 нейт¬
ронов/см3).
Сейчас авторы плани¬
руют провести решающий экс¬
перимент (с надлежащей изо¬
топической очисткой жидкого
гелия), в котором надеются
получить плотность ультра¬
холодных нейтронов '-»'10А—
10’ см-з.
«Nature», 1978, v. 275, p. 175
(Великобритания).
Молекулярная биология
Г уанозинтрифосфатаэная
активность окончаний
микротрубочек
Микротрубочки — внут¬
риклеточные	образования,
ответственные за протекание
таких важных биологических
процессов, как деление клетки,
морфогенез, передача нерв¬
ного возбуждения и подвиж¬
ность клеток. Основу микро¬
трубочек составляет белок —
димер тубулин, который поли-
меризуется в определенном
температурном интервале (от
20 до 40°С) в присутствии гуа-
нозинтрифосфата, ионов Мд++
и значениях pH, близких к нейт¬
ральным. Известно также, что
полимеризация тубулина с
образованием микротрубочки
сопровождается гидролизом
гуанинтрифосфата. Однако
ясного представления о том,
какова связь между этими про¬
цессами, не существовало.
Группа сотрудников ла¬
боратории энзимологии (Жиф-
сюр-Иветт, Франция) недавно
установила, что очищенный
препарат тубулина обладает
собственной гуанозинтрифос-
фатаэной активностью в про¬
цессе полимеризации. Точнее,
процесс гидролиза происходит
каждый раз, когда один димер
тубулина соединяется с другим
димером или присоединяется
к концу микротрубочки. Гуано-
зинтрифосфатазная активность
пропорциональна количеству
концов микротрубочек. Это
говорит о том, что димеры ту¬
булина находятся в состоянии
динамического равновесия с
полимеризованньгми димера¬
ми — микротрубочками, по¬
стоянно объединяясь и разъ¬
единяясь своими концами. Из¬
вестно, что введение противо¬
раковых препаратов подавляет
образование микротрубочек;
при этом подавляется также и
гуанозинтрифосфатазная актив¬
ность тубулина. И напротив,
препараты, способствующие
полимеризации тубулина в мик¬
ротрубочки, вызывают повы¬
шение гуанозинтрифосфатаз-
ной активности этого белка.
По-видимому, гуано¬
зинтрифосфатазная активность
тубулина не обязательна для
полимеризации, так как обра¬
зование микротрубочек может
происходить и при наличии
негидролизуемых	аналогов
гуанозинтрифосфата. Следо¬
вательно, гидролиз играет ка¬
кую-то физиологическую роль
в таких проявлениях жизнедея¬
тельности клетки, каким явля¬
ется, например, межклеточный
транспорт.
«Nature», 1970, № 272, р. 282
(Великобритани я).
Вирусология
Опасны ли вирусы боро¬
давок!
До настоящего време¬
ни вирус папилломы считался
причиной таких различных
болезней человека, как вуль¬
гарные бородавки, кондило¬
мы — кожные разрастания,
образующиеся при некоторых
венерических заболеваниях,
юношеский папилломатоз гор¬
тани, а также такого редкого
заболевания, как бородавча¬
тая эпидермодисплазия, ха¬
рактеризующаяся снижением
иммунных реакций организма.
При этом заболевании, длящем¬
ся всю жизнь, на коже больно¬
го периодически появляются
многочисленные обезображи¬
вающие разрастания.
Однако, как показали
совместные франко-польские
исследования (Институт Пасте¬
ра, Париж и Дерматологиче¬
ская клиника Варшавского уни¬
верситета), перечисленные за¬
болевания вызываются по.
меньшей мере четырьмя раз¬
личными типами вирусов.
Исследователи показали пол¬
ное отсутствие антигенного род¬
ства между этими вирусами.
Установлено также практиче¬
ски полное отсутствие гомоло¬
гии между вирусными нуклеи¬
новыми кислотами.
По-видимому, каждый
тип вируса вызывает опреде¬
ленное заболевание. Так, ви¬
рус типа 1 вызывает образо¬
вание бородавок на подошвах
стопы, типа 2 — обычных бо¬
родавок, типа 3 — плоских
бородавок и некоторых видов
эпи дермодисплазии.	Вирус
типа 4 вызывает особую эпи¬
дермодисплазию. Выделение
последних двух типов вирусов,
вызывающих эпидермодиспла-
эию, представляет значитель¬
ный интерес, так как до сих пор
было известно, что доброка¬
чественные опухоли, возникаю¬
щие в результате действия од¬
ного из вирусов папилломы
(по-видимому, типа 3), самоиз¬
лечиваются или исчезают в
результате лечения; наблюда¬
ются лишь исключительные
случаи злокачественного пере¬
рождения клеток. При заболе¬

110
Новости науки
вании, вызванном вирусом па¬
пилломы типа 4, образование
злокачественных	опухолей
происходит значительно чаще
(в 25% случаев). Таким обра¬
зом, сейчас установлено, что
по крайней мере один из ти¬
пов вирусов папилломы облада¬
ет онкогенной активностью для
человека.
«Proceedings of the National
Academy of Sciences of the
USA«, 1978, v. 75, № 3,
p. 1537—1541 (США).
Медицина
Культура эмбриональных
клеток цыпленка — инди¬
катор злокачественного
роста
Известно, что пересадка
клеток злокачественных опу¬
холей не всегда удается даже
среди животных одного вида:
успешному росту злокачествен¬
ных клеток и образованию опу¬
холи препятствуют антигенные
различия среди животных. За¬
дача еще более усложняется,
когда необходимо пересажи¬
вать опухолевые клетки жи¬
вотных одного вида животным
другого вида, так как антиген¬
ные различия а этом случае
еще более выражены.
Поэтому до сих пор для
получения культур опухолевых
клеток животных разных видов
использовали защечные мешки
хомячков, где пониженная
иммунная реакция, или мышей,
у которых иммунный ответ сни¬
жали предварительной обра¬
боткой стероидными гормона¬
ми коры надпочечников; кроме
того, использовали также мы¬
шей специально выведенной
линии «nude». У таких мышей
отсутствует вилочковая желе¬
за — орган, ответственный за
иммунные реакции, направлен¬
ные против чужеродных тканей.
Группа исследователей
Отдела контроля за окружаю¬
щей средой (Бетезда, США)
установила, что культура клеток
куриного эмбриона, выращен¬
ная in vitro,— идеальная среда
для роста опухолевых клеток,
причем на этой среде способны
расти только злокачественные
клетки человека. Как установи¬
ли американские исследовате¬
ли, культура клеток куриного
эмбриона является лучшей
средой по сравнению с мыша¬
ми линии «nude». Так, из че¬
тырех разновидностей опухо¬
левых клеточных линий чело¬
века, обработанных обезьяньим
онкогенным вирусом SV40,
на культуре клеток куриного
эмбриона выросли все четыре,
в то время как пересадка их
мышам линии «nude» удалась
лишь в одном случае.
«Science», 1970, v. 199, 4332,
p. 980—902 (США).
Зоология
Кальциевый обмен у
рептилий
Известно, что кроко¬
дилы и черепахи откладывают
яйца, покрытые, как и у птиц,
твердой известковой скорлу¬
пой, причем соли для построе¬
ния скорлупы эти пресмыкаю¬
щиеся получают за счет
изменения кальциевого ба¬
ланса их массивного скелета.
Подавляющее большинство
Рентгенограммы головы самки
и самца крымского геккона (вид
сверху). У самки (слева) от*
четливо видны шейные гранулы —
парные мешковидные образова¬
ния; у самца шейные гранулы
отсутствуют.
других рептилий размножают¬
ся яйцами с кожистой оболоч¬
кой, и только еще гекконы и
некоторые тропические безно¬
гие ящерицы откладывают яйца
с известковой скорлупой. Дол¬
гое время оставался неясным
вопрос об источнике кальция
в процессе формирования
яиц у этих видов. Еще в начале
нашего века у самок гекконов
были описаны расположенные
под кожей шеи парные мешко¬
видные образования, назван¬
ные эндолимфатическими же¬
лезами. В 1935 г. герпетолог
М. А. Смит высказал предпо¬
ложение, что эти железы могут
быть резервным депо для по¬
строения известковой скорлу¬
пы яиц1. Результаты исследо¬
ваний крымского голопалого
геккона (GymnodactYlus kots-
chyl danilevskii), проведенные
в Горьковском университете,
полностью подтвердили такое
предположение.
Эти очень интересные
мешковидные образования бы¬
ли обнаружены нами у 37 из
58 исследованных самок крым¬
ского геккона; у самцов такие
образования отсутствуют. По
происхождению эти структуры
можно, очевидно, признать
производными паращитовидных
желез, которые регулируют
обмен кальция и фосфатов в
организме других позвоночных.
'Smith М. A. Fauna of
British India. Reptilia and
Amphibia, v. 2, Sauria, 1935.

Новости науки
111
Но поскольку соли кальция
трудно считать секретом же¬
лезы, а сами эти образования
сильно выступают по бокам
шеи, предпочтительнее назы¬
вать их не железами, а шейны¬
ми гранулами.
Нами были изучены раз¬
витие, химический состав и
морфология шейных гранул и
яиц крымского геккона. Выяс¬
нилось, что шейные гранулы
состоят в основном из смеси
углекислого и фосфорнокисло¬
го кальция, причем содержание
первого достигает 03% сухого
веса. У живых гекконов шей¬
ные гранулы имеют беловатый
цвет и вязкую консистенцию.
Только что отложенные яйца —
белые и мягкие, быстро твер¬
деющие на воздухе.
На рентгенограммах,
сделанных последовательно
в период формирования яиц
крымских гекконов, прослеже¬
ны изменения формы шейных
гранул вплоть до их полного
рассасывания; параллельно
уменьшению гранул все более
отчетливо на рентгенограммах
просматриваются яйца в яйце¬
водах.
Как показали наши ис¬
следования, в яйцах происхо¬
дит концентрация некоторых
микроэлементов, в особенности
цинка, который определяет
активность карбоангидразы,
катализирующей обратимое
связывание углекислоты в кар¬
бонаты. По-видимому, именно
этот фермент управляет тран¬
спортом солей от шейных гра¬
нул к яйцеводам. По нашему
мнению, перенос ионов каль¬
ция из депонирующих емко¬
стей, скорее всего, осущест¬
вляется ферментативным пу¬
тем, хотя, в принципе, возмо¬
жен перенос и при участии
мембран клеток, содержащих
специфические обменные мо¬
лекулы или ионы. Можно пред¬
положить, что соли кальция в
шейных гранулах накапливают¬
ся в результате превращения
углекислоты и ионов кальция,
поступающих из крови, в бикар¬
бонаты и карбонаты. В период
же размножения одновременно
идут процессы рассасывания
шейных гранул и формирова¬
ния известковой скорлупы яиц.
Дальнейшее изучение
кальциевого обмена у репти¬
лий и поиски шейных гранул у
представителей других се¬
мейств ящериц представляет
интерес и для физиологии, и
для понимания филогении
пресмыкающихся.
С.	А. Шарыгин
Г орький
Зоология
«Ножниценогая» креветка
У большинства высших
ракообразных ноги первой,
а часто и второй пары име¬
ют клешни. При всем разнооб¬
разии клешней ракообразных
и конвергентно сходных с
клешнями хватательных ко¬
нечностей насекомых, пауко¬
образных и других членисто¬
ногих можно выделить лишь
два их основных типа —
клешня и полуклешня1.
Настоящая клешня со¬
стоит из двух параллельных
'А с с М. Я. «Зоол.
жури.», 1963, Т. 42, № 9,
с. 1346—1362.
и сближенных пальцев —
неподвижного и подвижного;
подвижный — это последний
членик ноги, а неподвижный —
вырост предпоследнего члени¬
ка, основную часть которого
можно назвать «ладонью». Кле¬
шня — весьма эффективное
орудие захвата, позволяющее
брать предмет, манипулировать
с ним, раздавливать его (круп¬
ный омар способен сломать
человеку руку). Именно по¬
этому «руки» разного рода
автоматов и роботов часто
делают в форме клешней. Но
обычно у манипуляторов
оба пальца подвижны, среди
же великого множества рако¬
образных есть лишь один вид
с двумя подвижными пальца¬
ми — креветка Psalidopus. Ее
необычная клешня имеет фор¬
му ножниц.
Этот удивительный рачок
был пойман в конце прошлого
века в глубинах Индийского
океана, у Андаманских о-вов,
и получил название «ножни-
«Ножниценогая» креветка (Psa¬
lidopus barbouri)

112
Новости науки
Строение клешней первой н вто¬
рой пар ног: слева, ввер¬
ху — ножницеобразная клешня
первой пары ног (вид сбоку|;«ла-
доны* вскрыта, пальцы в, скре¬
щенном положении, видны сую-
жилия и мышцы; слева, вни¬
зу — то же, пальцы максимально¬
раскрыты; справа — кисточко¬
видная клешня второй пары ног,
(вид сверку).
ценогой» креветки2. До
последнего времени Psalidopus
считались зоологической ред¬
костью: за 70 лет было пойма¬
но всего 12 экземпляров. Лишь
недавно было установлено3,
что эти рачки обычны в тропи¬
ческой Западной Атлантике,
на севере Индийского и в за¬
падной части Тихого океана.
Род Psalidopus выделяется
в особое семейстро Psali-
dopodidae и насчитывает
лишь два очень близких ви¬
да— P. barbouri и P. huxleyi.
Первый из них распространен
в Мексиканском заливе, Кариб-
ском море, у Флориды и Ан¬
тильских о-вов, второй — у
юго-восточной Азии, от за¬
падной Индии до южной
Японии и восточной Индоне¬
зии. Живут креветки на кру¬
тых материковых и остров¬
ных склонах на глубине от
400—450 до 800—1200 м, на
илистых грунтах при тем¬
пературе от 6° до 10—13°С.
Несмотря на холодолюбивость,
они распространены лишь там,
где температура поверхност¬
! А I с о с к А. «А natura¬
list’ in Indian Seas», L., 1902.
з	С h a с e F. A., Holt-
h u i s L. B. «Smithsonian
Contributions Zool.», 1978
№ 277, p. 22.
ных вод наиболее высока. По-
видимому, «ножниценогие»
креветки — древние релик¬
товые формы, выжившие лишь
в тех- районах Мирового океа¬
на, где температура воды в
течение четвертичного перио¬
да понижалась незначительно.
Обилие шипов и шипи-
ков делает эту крупную кре¬
ветку (длина тела до 15—
16 см) похожей на какого-то
дикобраза. Глаза маленькие,
вероятно, не функционирую¬
щие. Самая же характерная
и необычная особенность —
строение клешни первой па¬
ры ног. Оба пальца клешни
подвижны и в нормальном
положении, когда клешня
«закрыта», перекрещиваются.
Массивная ладонь изнутри
заполнена мышцами, сжимаю¬
щими и разжимающими клеш¬
ню, которые прикреплены к
двум сухожилиям — приводя¬
щему и отводящему.
Внешне оба пиловидно
зазубренных с внутренней
стороны пальца клешни совер¬
шенно одинаковы, но внут¬
реннее строение показы¬
вает, что один из них — насто¬
ящий подвижный палец, а
другой — бывший неподвиж¬
ный, получивший подвижность.
Отводящее сухожилие кре¬
пится к основанию настоящего
подвижного пальца, а приводя¬
щее — одновременно и к не¬
му, и к бывшему неподвиж¬
ному. Настоящий подвижный
палец прикрепляется к ладони
с помощью сочленовых вы¬
ступов, которые образуют
своего рода сустав, а бывший
неподвижный палец — только
базальной мембраной. По¬
скольку приводящее сухожи¬
лие прикреплено к обоим
пальцам сразу, действие
единственного отводящего
сухожилия тоже передается
на оба пальца. Благодаря такой
системе набор сухожилий и
мышц, первоначально «рассчи¬
танный» на один подвижный
палец, позволяет креветке
двигать обоими, причем так,
что оба пальца, несмотря на
разницу механизмов их «под¬
вески», движутся синхронно
и по идентичным дугам. Макси¬
мальная сила развивается тог¬
да, когда пальцы скрещивают¬
ся. Такой аппарат никак не
может быть обычным «захва¬
том» — это именно ножницы,
«изобретенные» креветкой
за миллионы лет до человека.
Клешня второй конечно¬
сти тоже необычна, но изме¬
нена противоположным обра¬
зом: подвижный палец стал
неподвижным, превратился
в крохотный «ноготок» на
неподвижном пальце. На кон¬
цах обоих пальцев расположе¬
на густая кисточка из длинных
мягких волнистых волосков.
Высказаны4 два предпо¬
ложения о возможной функ¬
ции ножницевидной клешни.
Может быть, креветка, ра¬
скрыв клешню, засовывает
ее в трубку червя или норку
донного животного и, нащупав
хозяина, скрещивает пальцы,
зажимая и «перепиливая»
добычу. А может быть, своими
«ножницами» она срезает
икру с брюшных икроносных
ножек других креветок? Столь
■же загадочна функция деге¬
нерировавшей клешни второй
пары ног: она может оказать¬
ся органом осязания, компен¬
сирующим редукцию глаз,
метелочкой для смахивания
ила с добычи, щеточкой для
сгребания пищи в кучу и даже
«зубной щеткой» для чистки
ротовых частей.
Никто еще не видел
«ножниценогих»	креветок
живыми — ни в аквариуме,
ни в естественной среде обита¬
ния. Так что пока лишь они
сами «знают», как работают
их странные клешни и для какой
цели они так устроены.
К. Н. Несис,
кандидат биологических наук
Москва
4Там же.

Новости науки
113
«Терновый венец» вторг¬
ся на рифы Самоа
Известно, какой огром¬
ный ущерб причиняет мор¬
ская звезда Acantha5jer
plahci, или «терновый венец»,
колониям кораллов, образую¬
щих рифы и атоллы в тропиче¬
ских морях1. Тем не менее
эффективного и в то же время
безвредного для других оби¬
тателей тропических морей
метода борьбы с этим хищ¬
ным иглокожим пока, к сожа¬
лению, не найдено.
В начале 1977 г. было
замечено, что «терновый ве¬
нец» появился в водах, омыва¬
ющих северное побережье
о. Тутуила (Восточное Самоа).
Уже к концу этого года «тер¬
новый венец» продвинулся
в район банки Таэма и уничто¬
жил здесь до 70% всех корал¬
ловых колоний. Когда же было
замечено, что более 00 тыс.
'Подробнее о биологии
«тернового венца» и воз¬
можных причинах фено¬
менальной вспышки его
численности см.: П и з и Г.
Нападение	морских
звезд.— «Природа», 1970,
№ 8.
морских звезд направились
«фронтом» к главному острову,
местные власти объявили пре¬
мию за их уничтожение.
В течение полугода насе¬
ление истребило свыше
250 тыс. особей.
В 1978 г. все чаще стали
поступать сообщения о появле¬
нии «тернового венца» в во¬
дах Западного Самоа. Неред¬
кими стали и случаи обраще¬
ния к врачам по поводу ядо¬
витого укола, нанесенного
этим иглокожим («терновый
венец» — единственный вид
морских звезд, чьи шипы со¬
держат токсическое вещество,
вредное для человека и причи¬
няющее мучительную боль).
Подсчет, произведенный
в сентябре 1978 г., показал,
что в лагуне о. Намуа (у во¬
сточного берега о. Уполу,
Западное Самоа) численность
морской звезды составляла
до одной особи на 1 м2. Боль¬
шие скопления морских звезд
перемещались по песчаному
дну лагуны вдоль северных
и южных побережий Уполу,
и лишь район рифов возле
Апии был еще свободен
от них.
«Smithsonian Institution SEAN
Bulletin», 1978, v. 3, № 10, p. 13
(США).
Схематическая карта нового райо¬
на вторжения «тернового венца».
Охрана природы
Всемирная охрана птиц
Итоги осуществления
конкретных мер по охране
редких птиц и мест их обита¬
ния, выполнения соответствую¬
щих международных проектов,
общественной деятельности по
охране птиц были подведены на
состоявшейся в июне 1978 г, в
Югославии XVII Всемирной
конференции Международного
совета охраны птиц, или
СИПО (принятая в Советском
Союзе аббревиатура француз¬
ского наименования совета).
СИПО — старейшина
интернационального природо¬
охранительного	движения.
Созданный в 1922 г., он на
многие десятилетия «старше»
большинства ныне действую¬
щих международных природо¬
охранительных организаций
(в этом, вероятно, кроется
одна из причин несколько под¬
черкнутой автономии СИПО,
хотя сфера его деятельности
существенно уже, чем, напри¬
мер, МСОП). Главная цель со¬
вета — способствовать осу¬
ществлению национальных и
международных усилий по
охране птиц. В настоящее
время в состав СИПО входит
более 60 национальных сек¬

114
Новости науки
ций, включающих государствен¬
ные и общественные органи¬
зации. Руководящий орган
СИПО — Исполнительный
совет в составе президента,
вице-президентов, секретарей
и представителей национальных
секций. Текущая деяУельность
СИПО осуществляется секре¬
тариатом, нынешнее место¬
пребывание которого нахо¬
дится в Британском музее
естественной истории в Лон¬
доне. Конференции СИПО
обычно созываются раз в
4	года.
Национальная секция Со¬
ветского Союза координирует
деятельность по охране птиц,
содействует проведению орни¬
тологических исследований,
разработке первоочередных
мер и долгосрочных программ
по восстановлению и поддер¬
жанию уровней популяций ред¬
ких и полезных видов птиц. Ак¬
тивисты секции принимают дея¬
тельное участие в подготовке
раздела по птицам в «Красной
Книге СССР».
В отчетном докладе пре¬
зидента СИПО Д. С. Рипли
(США) отмечалось ' начало
успешного	осуществления
вступивших в силу междуна¬
родных конвенций об ограниче¬
нии международной торговли
редкими видами фауны > и
флоры! об охране водно-болот-
ных угодий (прежде всего как
мест обитания водоплаваю¬
щих птиц) и др. Высокую оцен¬
ку получили советско-амери-
канское и советско-японское
соглашения об охране мигри¬
рующих и перелетных птиц.
Национальным секциям других
стран Азии и бассейна Тихого
океана предложено обсудить
возможность присоединения к
этим соглашениям.
Из семи специализиро¬
ванных рабочих групп (по охра¬
не журавлей, фазанов, дроф,
хищных птиц, попугаев, фла¬
минго и райских птиц) наибо¬
лее активно работали группы
по журавлям и хищным птицам.
Успешное выполнение проек¬
та по восстановлению едва не
исчезнувшей популяции белого
американского журавля по¬
зволило разработать методику
и приступить к воссозданию
западной популяции сибирско¬
го белого журавля — стерка
и к формированию страховоч¬
ной вольерной группы стерхов
в американском центре по
разведению журавлей в Вара¬
ву1. Спасение маврикийской пу¬
стельги от неминуемого, каза¬
лось, исчезновения — один из
самых примечательных за по¬
следние годы проектов по охра¬
не хищных птиц. К 1974 г. вся
ее видовая популяция составля¬
ла 6 птиц. Их размножение
практически прекратилось из-за
разорения гнезд завезенными
из Индии обезьянами. Отлов¬
ленная для вольерного содер¬
жания единственная пара пу¬
стельг потомства не дала. И все-
таки одна пара, поселившаяся в
недоступных обезьянам скалах,
стала успешно выращивать
птенцов. Ныне популяция мав¬
рикийской пустельги возросла
втрое и насчитывает около
20 птиц.
При обсуждении сооб¬
щения представителя совет¬
ской национальной секции
(В. М. Галушина) «Об измене¬
нии численности и ареалов
хищных птиц в СССР» была
отмечена, в частности, высокая
эффективность советского
законодательства по охране
хищных птиц. Большой интерес
вызвало сообщение о мерах
защиты -крупных пернатых
хищников от гибели на высо¬
ковольтных линиях электро¬
передачи (Д. Морфи, США).
Эта проблема имеет немало¬
важное значение и для нашей
страны, особенно для южных
районов, где гибель орлов
весьма высока2. Изготовление
и опытная проверка простых
устройств, надежно пред¬
отвращающих гибель крупных
птиц на мачтах высоковольт¬
ных электролиний,— одна из
практических задач, которую
надлежит неотложно решить
орнитологам и энергетикам.
На конференции специ¬
ально обсуждался вопрос о
реализации конвенции, ограни¬
чивающей международную
торговлю редкими видами
фауны и флоры. Отмечено
'Ф л и н т В. Е. Страте¬
гия и тактика охраны ред¬
ких видов птиц.— «Приро¬
да», 1979, № 8.
2Шееченно В. Л. Ги¬
бель степных орлов.—
«Природа», 1976, № 8.
резкое уменьшение количества
импортируемых редких видов
птиц и пернатых хищников,
однако по-прежнему не со¬
блюдаются санитарные нормы
перевозки птиц и потому вели¬
ка их гибель при транспорти¬
ровке. Осуществление конвен¬
ции затрудняется стремитель¬
ным ростом цен на экзотиче¬
ских птиц. Главные объекты
импорта — семеноядные
воробьиные, главным образом
ткачиковые (00%), и попугаи
(10%); основные страны-эк-
спортеры: Индия, Гонконг,
Сенегал. В то же время реко¬
мендовано поощрять экспорт
видов, наносящих определен¬
ный ущерб хозяйству, но при¬
влекательных для содержания
в клетках (колониальных ткачи-
ковых, некоторых азиатских
и австралийских попугаев
и т. п.).
Внимание участников
конференции привлекли сооб¬
щения британских и ирланд¬
ских орнитологов о пробле¬
мах, вызванных ростом популя¬
ции чаек3 и некоторых мор¬
ских птиц; отчеты представи¬
телей Кипра и Мальты о новом
природоохранительном зако¬
нодательстве в этих странах
по охране мигрирующих птиц
и ряд других.
Конференция приняла
резолюции в поддержку меж¬
дународных конвенций и реше¬
ний орнитологических конфе¬
ренций, содержащих предло¬
жения об усилении охраны
птиц; о дальнейшем ограниче¬
нии использования токсичных
ядохимикатов и их экспорта
в развивающиеся страны;
об охране особо ценных ме¬
стообитаний птиц на Балканах
и в некоторых других регионах
мира; о более жестком конт¬
роле за интродукцией живот¬
ных, могущих стать источни¬
ком заболеваний или угрозой
благополучному существова¬
нию местных видов птиц; в
поддержку публикаций нацио¬
нальных и региональных
«Красных книг» и др.
Один из важнейших
итогов конференции — убеди-
}Чайки захватывают го¬
род.— «Природа», 1979,
№ 2, с. 111.

Новости науки
тельная, многими конкретны¬
ми примерами проиллюстри¬
рованная, все нарастающая
роль армии непрофессиональ¬
ных любителей в повышении
действенности охраны птиц
(показанная, в частности, и в
докладе А. А. Иноземцева
«Роль общественности в выпол¬
нении современного законода¬
тельства по охране птиц в
СССР»). В Скандинавских, на¬
пример, странах силами мест¬
ных природоохранительных об¬
ществ организовано постоянное
патрулирование подходов к
гнездовьям беркутов, орла-
нов-белохвостов и других ред¬
ких видов птиц. Широкое рас¬
пространение получила под¬
кормка орлов в Швеции и Фин¬
ляндии, грифов — на юге
Франции и в Испании. Налажи¬
вается общественный контроль
за импортом птиц, соблюдени¬
ем норм и правил их содержа¬
ния в неволе и т. п. Многие из
этих форм охраны заслуживают
использования в деятельности
советских общественных приро¬
доохранительных организаций,
прежде всего — через систему
Всероссийского общества охра¬
ны природы и вузовские дружи¬
ны по охране природы.
В. М. Галушин,
кандидат биологических наук
А.	А. Иноземцев,
доктор биологических наук
Москва
Г&Б .
'	Юхраиа природы
Индский дельфин может
быть сохранен
Еще год назад из всех
китообразных индский дель¬
фин (Platanista indi) нахо¬
дился в самом тревожном по¬
ложении: этот вид в 60-е годы
в результате перегораживания
Инда ирригационными плоти¬
нами был искусственно разде¬
лен на несколько групп, со¬
стоящих из крайне незначи¬
тельного числа особей. В связи
с угрожающим положением
правительство Пакистана в
1975	г. приняло специальные
законодательные меры по за-
Пара индских дельфинов, содер¬
жащихся в подземном бассейне
Института изучения мозга (Швей-
цария). В отличие от большинст¬
ва других китообразных, пред¬
ставители этого вида дельфинов
могут сравнительно много вре¬
мени проводить, плавая на бону
и кверху брюхом. Кроме того,
они сильно отличаются по строе¬
нию и развитию центральной
нервной системы. За все время
содержания в неволе явных по¬
пыток сближения с человеком у
•тих особей не отмечалось.
щите этого дельфина от про¬
мысла (он употребляется мест¬
ными жителями в пищу); на
участке реки между плотина¬
ми Гадду и Саккара для них
был учрежден резерват.
Если в 1974 г. в Инде оставалось
всего около 150 дельфинов,
то к 1978 г., по вновь проведен¬
ному подсчету1,	их число
увеличилось до 241, причем
среди них — ,46 молодых.
При условии, что указанная
тенденция не изменится, можно
считать индского дельфина на
ближайшие годы спасенным
от вымирания.
Биология речных дель¬
финов	п-ова	Индостан
(в Ганге и Брахмапутре
живет другой вид речных
дельфинов, ближайший род-
1	Berner Hilfe fur Delphine.—
«Basler Zeitung», 1978,
№ 291, S. 35.
ственник индского) необычна.
Всю жизнь они проводят в
пресных водах великих рек
Азии, но как раз там, где жи¬
вут дельфины, в среднем их
течении,— вода очень мутная
(настолько, что не видно
пальцев опущенной в нее
ладони). Поэтому за десятки
миллионов лет эволюции у
этих дельфинов выработались
своеобразные адаптации к
подобным условиям. Главные
из них — редукция зрения
(дельфины полностью слепые,
глазные щели даже не раскры¬
ваются) и развитие особого
локационного аппарата, непо¬
хожего на локационные систе¬
мы других зубатых китообраз¬
ных. Изменилось и поведение:
.по-видимому, для них стало
нормальным плавать на боку
и даже кверху брюхом. Науч¬
ное исследование этих дельфи¬
нов, в сущности, началось
лишь несколько лет назад, и,
несомненно,	специалистов
ждет здесь немало интерес¬
ных открытий.
Поскольку Ганг с Брах¬
мапутрой более крупная реч¬
ная система, чем Инд, положе¬
ние с численностью гангского
дельфина лучше, чем индского.
Надо отметить, что
научная общественность мно¬
гих стран неоднократно вы¬
ступала в защиту этого исчеза¬
ющего вида. Ведущая роль
здесь принадлежала Институ¬
ту изучения мозга Бернского
университета и лично его

116
Новости неуки
директору Г. Пиллери, лучшему
знатоку пресноводных дель¬
финов мира. В подземном бас¬
сейне руководимого им инсти¬
тута вот уже более 6 лет живет
пара этих удивительных дель¬
финов.
А.	В. Яблоков,
доктор биологических наук
Москва
Таким образом, схема отражает
наиболее общие закономерно¬
сти современной тектонической
активности или вековые текто¬
нические движения континента.
На схеме отчетливо про¬
является	концентрическое
расположение изолиний скоро¬
сти современных движений по
отношению к центральной ча¬
сти Лаврентийского ледниково¬
го покрова (этот покров суще¬
ствовал несколько десятков
тысяч лет назад и окончательно
растаял 10—6 тыс. лет назад).
Иными словами, здесь, как и на
месте Фенноскандинавского
ледникового покрова, поднятие
недавно освободившейся от
ледника части Северо-Амери-
канского континента имеет
сводообразную форму, при-
Г еотектоника
Современные вертикаль¬
ные движения Северо-
Американского конти¬
нента
В Институте физики Зем¬
ли им. О. Ю. Шмидта АН СССР
составлена первая региональ¬
ная схема современных верти¬
кальных движений земной ко¬
ры Северо-Американского
континента. К настоящему
времени по инструментальным
данным были построены кар¬
ты современных вертикальных
движений только для двух ре¬
гионов Земли — Фенноскандии
и Восточной Европы. Северо-
Американский континент, хотя
и пересеченный несколькими
линиями повторного нивели¬
рования и окруженный мно¬
жеством уровнемерных постов
на берегах Тихого и Атлантиче¬
ского океанов, такой карты не
имеет.
В основу составленной
схемы положены данные о
скорости изменения высоты
побережий относительно уров¬
ня моря по результатам долго¬
временных наблюдений на
50 уровнемерных постах и гео¬
дезические материалы повтор¬
ного нивелирования с интерва¬
лом 25—30 лет. Схема пред¬
ставлена в изолиниях среднего¬
довой скорости движения суши
с учетом (т. е. за вычетом)
ежегодного эвстатического по¬
вышения уровня Мирового
океана на 1 мм. Локальные и
даже региональные движения,
связанные с сильными земле¬
трясениями и инженерной дея¬
тельностью человека (создание
крупных водохранилищ, откач¬
ка подземных вод, нефти и га¬
за), на схеме не учитываются.
Схема современных вертикаль*
ных движений Северо-Амери¬
канского континента.
<ГГГ<
изолинии	средней
скорости	(мм/год)
за последние десяти¬
летия
изолинии средней ско¬
рости |мм/год] за по¬
следнее тысячелетие
граница последнего
(вискоисинского) лед¬
никового покрова
центральное/леднико¬
вая область
чем скорость подъема в цент¬
ральной ег'о части превышает
10	мм/год. Это гляциоиэоста-
тическое поднятие окаймляет¬
ся с юга поясом слабых опус¬
каний (1—3 мм/год), которые
могут рассматриваться как
компенсационные.
Уникальную возмож¬
ность убедиться в реальности
процесса современного гля-
циоизостатического поднятия
дает юго-восточная Аляска. Эта
территория в результате' ак¬
тивного таяния и сокращения
ледниковой шапки (после пред¬
шествующего ее разрастания)
в последние столетия очень
резко и быстро поднимается —
•о

Новости науки
117
со скоростью в—22 и даже
40 мм/год (в центре). Только в
течение нашего столетия вокруг
залива Глейшер-Бей суша под¬
нялась почти на 2 м — случай,
аналогии которому мы не зна¬
ем на земном шаре.
В южной части США, за
пределами границы последне¬
го покровного оледенения, со-
временные вертикальные дви¬
жения дифференцированы по
площади и знаку: в соответ¬
ствии с тектоническим строе¬
нием территории, Аппалачские
горы и плато Оэарк поднимают¬
ся со скоростью 2—4 мм/год,
а побережье Мексиканского
залива и частично Атлантиче¬
ское — опускаются. Все это
нашло отражение на схеме.
Если причину общего фо¬
нового погружения этих тер¬
риторий можно искать в текто¬
нике и истории их послеледни¬
кового развития, то ускоренное
(до 6—10 мм/год) опускание
отдельных участков побережья
Мексиканского залива, по-ви-
димому, связано с уплотнением
молодых рыхлых осадков,
особенно в дельтах рек.
В целом схема современ¬
ных вертикальных движений
Северной Америки позволяет
говорить об их зональном рас¬
пределении на материке.
«Геотектоника», 1970, N5 6,
с. по—119.
Г еотектоника
Гейзер перемещается
Л. У. Брейл (Университет
им. Пардью, штат Индиана,
США) провел анализ сейсмиче¬
ских, вулканических и геотер¬
мальных процессов, связанных
с активностью гейзеров на
территории Йеллоустонского
национального парка в штате
Вайоминг (Средний Запад
США).
Горячие источники и гей¬
зеры этой области порождают¬
ся так называемой «горячей
точкой» 1 — поднимающимся из
'Подробнее о «горячиж
точках» см.:	Казь¬
мин В. Г. «Горячие точки»
Земли,— «Природа», 1977,
№ 7.
глубин мантии Земли скопле¬
нием частично расплавленных
горных пород. По заключению
Брейла, йеллоустонская «горя¬
чая точка» за последние
15 лет переместилась из южных
районов штата Айдахо в на¬
правлении на северо-восток, к
ее нынешнему местоположе¬
нию в северной части Вайомин¬
га. Это движение вырезало в
Скалистых горах углубление,
по форме напоминающее ла¬
тинскую букву V; в районе сты¬
ка территорий штатов Орегон и
Айдахо оно имеет ширину око¬
ло 160 км, а в районе Йеллоус-
тона — примерно 50 км. Углуб¬
ление заполнено вулканически¬
ми породами, поступавшими из
«горячей точки», и в настоящее
время представляет собой до¬
лину р. Снейк.
Характеристики сейсми¬
ческих волн, вызываемых искус¬
ственными взрывами в местных
шахтах и каменоломнях, пока¬
зали, что кора в долине
р. Снейк имеет толщину около
40 км у своей западной грани¬
цы и постепенно утончается до
15 км по мере приближения к
Йеллоустону.
Брейл делает вывод, что
известный гейзер Олд фейтфул
(Старый служака) перемещает¬
ся на северо-северо-восток, в
направлении Виннипега (про¬
винция Манитоба, Канада).
Дальнейшие исследова¬
ния с использованием взрывов
в определенных специалистами
пунктах должны показать, сле¬
дует ли йеллоустонская «горя¬
чая точка» в своем собствен¬
ном движении какому-либо
разлому земной коры или же
ее перемещение является лишь
видимым отражением движе¬
ния над ней всей Североамери¬
канской плиты в направлении
на запад.
«Science News», 1976, v. 114,
№ 4, p. 56 (США).
Метеоритика
Новые находки метеори¬
тов в Антарктиде
В период с 15 декабря
1976	г. по 20 января 1977 г.
У. Кассиди (Университет Питтс¬
бурга, США), Э. Олсен (По¬
левой музей естественной исто¬
рии. Чикаго, США) и К. Янаи
(Национальный институт поляр¬
ных исследований, Японйя) об¬
наружили в районе урочища
Драй Вэллис, к северо-за¬
паду от станции Мак-Мердо,
на голубых (т. е. не покрытых
снегом) льдах 11 метеоритов.
Из них девять представляют
собой хондриты, один —
ахондрит и один — железный
метеорит. Американско-япон¬
ские работы по поиску метео¬
ритов в Антарктиде продол¬
жались и в 1978 г.
На первый взгляд, лед¬
никовый щит Антарктиды —
очень неудобное место для
поисков метеоритов. До
1969 г. здесь нашли лишь че¬
тыре образца. Начало плано¬
мерным поискам было поло¬
жено японской экспедицией,
проводившей геодезические
работы на голубом льду в
районе гор Ямато и случайно
обнаружившей девять метеори¬
тов, лежавших на поверхности
льда’. Всего с 1973 по 1976 г.
здесь удалось собрать 991
фрагмент метеоритов общим
весом около 100 кг. Пред¬
полагается, что это обломки
примерно 300 отдельных мете¬
оритов, представляющие со¬
бой результат нескольких ме¬
теоритных дождей. Среди
найденных метеоритов лишь
два железных и один железо-
каменный.
Новые находки, сде¬
ланные на другом краю мате¬
рика, в районе Драй Вэллис,
показывают, что скопление
метеоритов на поверхности
голубого льда может считаться
общим явлением для Антаркти¬
ды. По-видимому, антарктиче¬
ская ледяная шапка представ¬
ляет собой обширную динами¬
ческую систему, собирающую
и сохраняющую метеориты.
Когда лед материкового купо¬
ла, постепенно сползающий к
окраинам материка, достигает
зоны с более высокой темпера¬
турой воздуха, начинается
уменьшение его массы за счет
таяния, испарения и ветровой
эрозии. Если в таких зонах
'«Природа», 1977, № 6,
с. 125.

118
Новости науки
Карта Антарктиды. В районе гор
Ямато и урочища Драй Вэллис
японские и американские экспе¬
диции обнаружили большое ко¬
личество метеоритов разных ти¬
пов.
имеются преграды в виде гор¬
ны* гряд, то около них проис¬
ходит накопление материала,
содержавшегося в леднике,
в частности метеоритов. Очень
высокая плотность метеоритов
на единицу поверхности в райо¬
не гор Ямато (гораздо большая,
чем на остальной территории
Земли) объясняется тем, что
ледники сносят к подобным ме¬
стам метеориты, выпавшие на
огромной площади.
Низкая температура, су¬
хость воздуха, отсутствие ра¬
стительности и почвенных кис¬
лот способствуют сохранению
метеоритов в Антарктиде почти
без разрушения в течение
длительного времени. Пребыва¬
ние в слое льда, куда не про¬
никает солнечный свет, способ¬
ствует сохранению в метеори¬
тах сведений об интенсивности
космических лучей в эпоху,
когда произошло падение ме¬
теорита. Замедление процес¬
сов разрушения особенно
важно для сохранения в перво¬
начальном состоянии углистых
хондритов, наиболее легко
разрушающихся в обычных ус¬
ловиях. Сейчас исследователи
возлагают большие надежды на
обнаружение в антарктических
метеоритах следов внеземных
органических	соединений.
Ожидается, что из-за высокой
степени сохранности антаркти¬
ческих метеоритов распреде¬
ление их по типам может ока¬
заться иным, чем в других кли¬
матических зонах Земли, и бу¬
дет более точно отражать рас¬
пространенность типов метео¬
ритов в космосе. Предполага¬
ется также использовать мете¬
ориты для определения ско¬
рости движения льда в прош¬
лом и возраста континентально¬
го ледяного покрова.
«Science»», 1977, v. 198, № 4318,
p. 727—731; «EOS Transactions
American Geophysical Union»,
1978, v. 59, № 1, p. 8 (США).
Климатологи я
Колебания температуры
в Сибири
И. С. Глух, Н. К. Кононо¬
ва (Институт географии
АН СССР) проанализировали
ход температуры воздуха в
Сибири за последнее столетие
начиная с 1900 г. В начале
века температура была ниже
многолетней средней; к пе¬
риоду 1915—1924 гг. она до¬
стигла многолетнего среднего
значения и повышалась до
1	949 г. Затем последовал спад,
и в 1960—1969 гг. температура
вновь стала ниже многолет¬
ней средней. В дальнейшем
температура понижалась и,
по мнению исследователей,
эта тенденция сохранится.
Был проведен статисти¬
ческий анализ циркуляцион¬
ных атмосферных процессов,
определяющих не только тем¬
пературный режим, но и ре¬
жим осадков. Можно пред¬
положить, что после непро¬
должительного периода резких
колебаний количества осадков
около средней многолетней
величины наступит эпоха
уменьшения осадков в боль¬
шинстве районов Сибири и
увеличения их в Забайкалье
и на юго-западе Сибири.
«Известия АН СССР, сер. географ.»,
1978, № 1, с. 17—25.
Палеонтология
Гигантский ископаемый
медведь
Во время земляных ра¬
бот а районе Кирнса (штат
Юта, юго-запад США) рабо¬
чий-экскаваторщик обнаружил
в отвале необычные кости. Па¬
леонтолог Дж. X. Мадсен (Уни¬
верситет штата Юта) устано¬
вил, что это останки ископае¬
мого медведя^ жившего в кон¬
це	плейстоцена — около
18 тыс. лет назад.
Находка представляет
собой бедренную кость, длина
которой более 75 см, т. е. почти
втрое превышает размеры бед¬
ра современного медведя. От¬

Новости науки
119
Бедренная кость гигантского ис¬
копаемого медведя (вверку),
показанная в сравнении с такой
же частью скелета современного
бурого медведя.
сюда Мадсен делает вывод,
что рост ископаемого живот¬
ного, вставшего на дыбы, до¬
стигал почти 4 м — это на 1 м
больше, чем рост современного
белого медведя, и на 1,5 м вы¬
ше гризли.
Мадсен	высказывает
предположение, что это круп¬
нейший из всех медведей,
когда-либо населявших Землю.
Вероятно, он принадлежит к
новому для науки виду, а воз¬
можно, даже и роду.
В ходе организованных
раскопок были обнаружены
также еще фрагменты бедер,
две большие берцовые кости,
один поясничный и один крест¬
цовый позвонок. Образцы на¬
правлены в Смитсоновский ин¬
ститут (Вашингтон) для дати¬
ровки.
«Science News», 1978, v. 114, № 4,
p. 55 (США).
Па'леонтоло ги я
Древнейшие следы жизни
на Земле
На основании литологи¬
ческих и геохимических иссле¬
дований специалисты заключа¬
ют, что жизнь появилась на
Земле около 3,5 млрд лет на¬
зад1. Древнейшие из описанных
палеонтологических остатков,
найденных в отложениях
Южной Африки (микроскопи¬
ческие тельца, похожие на сов¬
ременных бактерий или на си¬
незеленые водоросли), имеют
возраст от 3 до 3,3 млрд лет.
Недавно австралийские
и английские исследователи
Дж. Данлоп, М. Муир, В. Милн
и Д. Гровс описали еще более
древние	микроскопические
остатки, обнаруженные в древ¬
нейших толщах Западной Авст¬
ралии — в черных кремнях
группы Варраууна в районе
Норт-Пол2. Эти толщи сопо¬
ставляются с формацией Даф-
фер, возраст которой опреде¬
лен в 3450—3490 млн лет.
Здесь встречены пять морфо¬
логических разновидностей
микроскопических	сферо¬
идов, сложенных органиче¬
ским (?) углистым веществом:
—	наиболее часто (около
половины найденных микро-
остатков, несколько сот эк¬
земпляров) встречаются ок¬
руглые темно-серые сфери¬
ческие тельца диаметром
от 1,2 до 4 мкм с тонкой, ме¬
нее 0,5 мкм, гладкой оболоч¬
кой; обычно они объединены
в пары или четверки и окруже-
'См.: Жизнь на земле су¬
ществует 3,5 млрд лет.—
«Природа», 1978, № 2,
с. 151.
2« Natu ге», 1978, v. 274,
№ 5673, р. 676.
мы тонкой почти прозрачной
общей оболочкой-пленкой;
—	примерно одну треть
составляют темно-серые и чер¬
ные пустотелые сферические
и эллипсоидальные тельца
диаметром от 2,4 до 8 мкм,
также окруженные гладкой
тонкой оболочкой толщиной
менее 0,5 мкм. Каждое такое
тельце имеет продолговатый
участок, где оболочка более
тонкая и, как правило, разор¬
вана;
—	реже встречаются бо¬
лее крупные пустотелые сферо¬
идальные тельца диаметром
8—12 мкм. Густой черный цвет
оболочки не позволяет видеть
под микроскопом деталей ее
строения;
—	в двух образцах най¬
дены округлые тельца диамет¬
ром 7—8 мкм, в которых под
общей оболочкой видны четыре
темных округлых комочка, рас¬
положенных по типу тетраго¬
нальной тетрады. Такая тетрад¬
ная ориентировка характерна
для ранних стадий деления сов¬
ременных живых клеток;
—	наконец, встречаются
плоские пленки аморфного ор¬
ганического вещества, внутри
которых заключены эллипсо¬
идальные тельца диаметром
3—4 мкм.
Все описанные тельца
похожи на микроскопические
остатки из древнейших толщ
Южной Африки. Авторы про¬
вели статистическую обработку
замеров найденных микро¬
остатков и сравнили получен¬
ные графики с аналогичными
графиками, построенными для
современных синезеленых во-
доростей Chlorella и Gloeo-
capsa, а также с графиками,
построенными для заведомо
неорганогенных сфероидов,
которые образуются при полу¬
чении синтетического кварца.
По мнению исследователей,
такое сравнение в сочетании
с находками упоминавшихся
тетрагональных тетрад под¬
тверждает органическую при¬
роду большинства обнаружен¬
ных остатков и позволяет гово¬
рить об открытии древнейших
следов жизни на нашей планете.
И. Н. Крылов,
доктор геолого-минералоги-
ческих наук
Москва.

120	«Природа», 1979, № 4
Ik in ППГПТВИ—1В1ГЙШ<Г*ДИШЫИМВ—ЯИГИВ—ММШВМШИГМШВИШШ
Теоретизация науки:
пути и трудности
Б. Г. Юдин,
кандитат философских наук
Москва
В.С.ШВЫРЕВ
* & О П ОТ \Л U Г*
■ vvpv. rnv/uf'v
в научном
познании
В. С. Швырев. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И
ЭМПИРИЧЕСКОЕ В НАУЧНОМ
ПОЗНАНИИ. М., «Наука», 1978
384 с.
Насколько велик авто¬
ритет науки в современном
обществе, настолько же высок
престиж теории, теоретическо¬
го знания в глазах сообщества
ученых. Представители тех
научных дисциплин, в которых
еще не сформировался этот
уровень знания (а с течением
времени число таких дисцип¬
лин не только не уменьшается,
но напротив, в силу дифферен¬
циации науки, появления новых
«социальных заказов» к ней
и т. п. причин, даже возраста¬
ет), порой испытывают своеоб¬
разный комплекс научной не¬
полноценности. Наличие и раз¬
витость собственного теорети¬
ческого аппарата выступают
подчас в качестве основных по¬
казателей статуса соответст¬
вующей области знания. Отсю¬
да возникает стремление к
«теоретизации любой ценой»,
причем,	как	отмечает
В.	С. Швырев, «нередко такая
неправомерная ориентация бы¬
вает связана с внешне весьма
привлекательными лозунгами
использования современной
математики, логической фор¬
мализации и т. д.» (с. 9). Оче¬
видно, что для осуществления
теоретизации недостаточно
взять напрокат тот или иной
математический формализм
или логическое исчисление;
здесь, однако, не следует ог¬
раничиваться одной лишь этой
констатацией, поскольку за ней
скрыта и очень серьезная проб¬
лема методологического харак¬
тера: а каким путем, при помо¬
щи каких познавательных
средств может быть достигнута
теоретизация? Ведь так или
иначе процессы теоретизации
в высшей степени характерны
для современной науки. «Ге¬
неральная линия развития на¬
уки,— пишет в этой связи ав¬
тор,— заключается в том, что
в ней растет и приобретает
все большее значение такой
слой знаний, который не име¬
ет какого-то непосредствен¬
ного эмпирического корреля¬
та, не связан непосредственно
с уровнем наблюдения и эк¬
сперимента» (с. 7). Тут-то и
выясняется, насколько важно
знать, что такое теоретическое
знание и что такое знание эм¬
пирическое, чем они различа¬
ются и как соотносятся между
собой.
Спектр высказываемых
по этим вопросам точек зре¬
ния чрезвычайно широк, и
здесь мы можем указать лишь
две полярные точки зрения,
в каком-то смысле ограничи¬
вающие этот спектр. Согласно
первой из них, самостоятель¬
ное значение имеет только
эмпирический базис науки; что
же касается теоретического
знания, то в нем дается лишь
свернутое, обобщенное, «за¬
шифрованное» выражение то¬
го, что найдено или может
быть найдено в опыте. Отсю¬
да — характерное для многих
течений позитивистского эмпи¬
ризма стремление осущест¬
вить редукцию, сведение тео¬
ретического уровня знания
к эмпирическому, показать
возможность полной замены
(элиминации) в научном зна¬
нии теоретических терминов
эмпирическими. Выявившаяся
в ходе эволюции неопозитивиз¬
ма неосуществимость такой
редукции привела к резкой
критике неопозитивистской
программы. Одним из послед¬
ствий этой критики оказалось
возникновение противополож¬
ной концепции — «пантеоре¬
тизма», получившего опреде¬
ленное распространение в сов¬
ременной западной методоло¬
гической литературе. Сторон¬
ники пантеоретизма считают
невозможным существование
в науке эмпирических данных,
независимых от теории: эмпи¬
рическое знание, по их мнению,
всегда так или иначе интерпре¬
тировано, истолковано с точки
зрения некоторой теории,
в этом смысле оно производно
от теоретического и не облада¬
ет самостоятельной значи¬
мостью.
В своей книге В. С. Швы¬
рев подвергает эти, как и мно¬
гие другие, концепции обстоя¬
тельному критическому анали¬
зу. Основная направленность
анализа связана со стремлени¬
ем выявить специфическое со¬
держание, заключенное в ди¬
хотомии «теоретическое —
эмпирическое». Отдельные
элементы этого содержания,
„как показано в книге, могут
быть обнаружены в противо¬
поставлениях «знания» и
«мнения» в античной филосо¬
фии, «разума» и «опыта» в тео¬

Рецензии
121
рии познания Нового времени.
Существенную роль в форми¬
ровании проблематики теоре¬
тического и эмпирического
сыграла философия Канта
(здесь автор особое внимание
уделяет кантовскому различе¬
нию априорных основоположе¬
ний рассудка и выводимых из
них аподиктических, т. е. об¬
ладающих статусом логиче¬
ской необходимости, законов
науки) и Гегеля с его различе¬
нием рассудочного и разумно¬
го мышления.
Значительное место в
книге отводится исследованию
проблемы теоретического и
эмпирического в философии
логического позитивизма, по¬
скольку в нем «была сформу¬
лирована та концепция теоре¬
тического и эмпирического,
критический анализ которой
позволяет рассмотреть наибо¬
лее существенные аспекты по¬
зитивного решения данной
проблемы» (с. 101). Дело в
том, что хотя в логическом по¬
зитивизме эта проблема по¬
лучает ограниченную и иска¬
женную трактовку, однако
именно представители этого
направления трактуют теоре¬
тическое и эмпирическое, как
два основных универсальных
уровня знания, а анализ соот¬
ношения между ними выступа¬
ет при этом как важнейшая
логико - методологическая за¬
дача.
Рассмотрение как совет¬
ской, так и зарубежной литера¬
туры позволяет автору вычле¬
нить собственное содержание
проблемы теоретического и
эмпирического, не сводимое
к таким проблемам, как соот¬
ношение чувственного и рацио¬
нального, наблюдаемых и не
наблюдаемых (теоретических)
объектов познания, сущности
и явления и т. п. Что же каса¬
ется концепции, развиваемой
В. С. Швыревым, то в ней, по
нашему мнению, центральными
являются следующие моменты.
Различение теоретиче¬
ского и эмпирического уровней
исследования автор обосновы¬
вает наличием в научном по¬
знании двух различных по своей
направленности ' структурных
составляющих: «деятельности
по анализу, развитию, конкре¬
тизации, совершенствованию
и пр. концептуальных средств,
которыми располагает научное
мышление, и деятельности по
применению этих средств к ис¬
следованию действительности,
лежащей вне системы понятий¬
ных, мыслительных средств»»
(с. 253). В первом случае поз¬
навательная деятельность носит
интенсивный характер, она
направлена на сам аппарат поз¬
нания и имеет целью его пре¬
образование, развитие, чем и
обусловлена специфика теоре¬
тического уровня. Во втором
случае познавательная дея¬
тельность носит экстенсивный
характер и направлена на ос¬
воение научным мышлением
того или иного предметного со¬
держания — здесь мы имеем
дело с эмпирическим уровнем
исследования (см. с. 254). Оба
эти уровня выступают как вза¬
имообусловленные и в равной
мере необходимые составные
части науки как органического
целого, а их равнодействую¬
щая определяет развитие на¬
учного познания. Конечно, в
конкретных случаях то или
иное исследование может отно¬
ситься непосредственно к ка¬
кому-то одному из уровней,
но при этом всегда явно или
неявно предполагается его со¬
отнесенность с другим уров¬
нем.
При выявлении взаимо¬
связей между теоретическим
и эмпирическим уровнями ис¬
следования автор уделяет ос¬
новное внимание функциям
каждого из них в научном по¬
знании. Язык функциональных
связей, соотношений и взаимо¬
действий хорошо знаком био¬
логу, кибернетику, социологу;
рецензируемая книга показы¬
вает, что этот язык может да¬
вать интересные результаты и
в сфере методологии науки.
В самом общем (и несколько
огрубленном) виде функцио¬
нальный способ исследования
предполагает рассмотрение
взаимоотношений между час¬
тями в рамках некоторого
целого, того, как работает
каждая иэ них и чем она необ¬
ходима для целого. Иными сло¬
вами, центральными становятся
не такие вопросы, как: «иэ чего
состоит данная часть?» или «по¬
чему она действует таким-то
образом?», а «для чего, ради
обеспечения каких потребно¬
стей целого она функциониру¬
ет?» Так, например, автор вы¬
деляет две функции теорети¬
ческих положений: а) с их по¬
мощью определяются теоре¬
тические термины данной дис¬
циплины, оформляется ее поня¬
тийный аппарат, т. е. вводятся
системные связи между поня¬
тиями, и б) они участвуют в
выводе эмпирически проверя¬
емых следствий иэ теории
(см. с. 224). Основная же
функция эмпирического состо¬
ит в том, что оно «обеспечи¬
вает связь теоретического кон¬
цептуального аппарата с дан¬
ными наблюдения и экспери¬
мента, с результатами «живо¬
го созерцания» (с. 249—250).
Понятно, что при функ¬
циональном рассмотрении тео¬
ретического и эмпирического
уровней каждый иэ них ока¬
зывается в равной степени не¬
обходимым для науки как це¬
лого; более того, при таком
подходе вообще теряет смысл
вопрос о первичности того или
иного уровня — точно так же,
как при изучении организма бес¬
смысленно ставить вопрос о
том, что первично — сердце,
мозг или печень. Это, впрочем,
отнюдь не закрывает возмож¬
ности изучать вопрос о пер¬
вичности теоретического или
эмпирического, но уже не в
функциональном, а в ином,
генетическом аспекте. И дей¬
ствительно, при анализе исто¬
рических этапов развития на¬
учного познания автор выде¬
ляет генетически первую, эм¬
пирическую стадию науки и
следующую за ней теорети¬
ческую стадию. (Отметим, что
весьма интересные соображе¬
ния по этому кругу вопросов
высказывает М. К. Петров в
статье «Перед «Книгой приро¬
ды»1.)
Концепция, изложенная
в рецензируемой книге, ко¬
нечно, далека от завершения,
и есть все основания предпо¬
лагать, что ее последующее
развитие принесет немало ин¬
тересных результатов. В этой
связи хотелось бы отметить
‘Петров М. К. Перед
«Книгой природы». Духов¬
ные леса и предпосылки
научной	революции
XVII в.— «Природа»,
1978, № 8.

122
Рецензии
ряд моментов, требующих
прояснения или уточнения.
В частности, недостаточно
четко, на наш взгляд, прово¬
дится различие между теоре¬
тическими и методологически¬
ми аспектами при рассмотрении
деятельности развития кон¬
цептуальных средств; сооб¬
ражения, высказываемые авто¬
ром по этому поводу (см.
с. 261—262), выглядят чересчур
беглыми и потому не до кон¬
ца убеждают.
Не совсем точным пред¬
ставляется и само выражение
«деятельность развития, совер¬
шенствования концептуальных
средств». Дело в том, что и
применение этих средств в
эмпирическом исследовании
выступает, пусть в опосредо¬
ванной форме, как необходи¬
мый момент их совершенство¬
вания и развития.
По нашему мнению, ав¬
тор мог бы быть более после¬
довательным и при проведении
фуйкциональной точки зрения.
Одно из требований функцио¬
нального подхода — это необ¬
ходимость рассмотрения функ¬
циональных эквивалентов, т. е.
различных по своей природе
образований, выполняющих, од¬
нако, идентичные функции. В
соответствии с этим при ана¬
лизе эмпирической науки
или эмпирической стадии раз¬
вития научного познания вста¬
ет задача отыскания тех струк¬
тур, которые выступают здесь
в качестве «заместителей»
(функционально необходимых)
теории. По всей видимости, в
свое время функции теории
в какой-то мере брала на себя
натурфилософия — пусть она
была неадекватной, по нашим
нынешним меркам, этой роли,
но то, что она просуществовала
достаточно долго в непосред¬
ственном соприкосновении с
наукой, то, что в качестве на¬
турфилософов нередко высту¬
пали крупные естествоиспыта¬
тели, показывает, что в опреде¬
ленном плане она была необ¬
ходимой и неизбежной для
развивающейся науки.
Все эти замечания,
впрочем, являются лишним сви¬
детельством того, что предла¬
гаемая концепция представля¬
ет собой перспективную прог¬
рамму исследований по мето¬
дологии науки.
Влияние наследствен¬
ности и среды на ор¬
ганизм
А.	А. Малиновский,
доктор биологических наук
Москва
г» V никитюк
ФАКТОРЫ РОСТА
И МОРФО¬
ФУНКЦИОНАЛЬНОГО
СОЗРЕВАНИЯ
ОРГАНИЗМА
Б. А. Никитюк. ФАКТОРЫ РОСТА
И МОРФО - ФУНКЦИОНАЛЬНОГО
СОЗРЕВАНИЯ ОРГАНИЗМА {АНА¬
ЛИЗ НАСЛЕДСТВЕННЫХ И СРЕ-
ДОВЫХ ВЛИЯНИЙ НА ПОСТНА-
ТАЛЬНЫЙ ОНТОГЕНЕЗ). М.,
«Наука», 1970, 144 с.
Среди многих вопросов
биологии развития организ¬
ма ведущий — выяснение роли
наследственности и среды.
В общей форме этот вопрос
давно решен: развитие орга¬
низма понимается сейчас как
реализация признаков организ¬
ма, генетически запрограмми¬
рованных, но зависящих от
условий данной среды (норма
реакции). Однако при этом
справедливо спросить, равно¬
мерно ли влияют наследст¬
венность и среда на разные
морфологические и функцио¬
нальные признаки организма
в процессе их становления.
Даже неспециалисту ясно, что
одни признаки более консер¬
вативны, т. е. более наслед¬
ственно детерминированы,
а другие, наоборот, изменчи¬
вы в условиях меняющейся
среды. Можно полагать, что
в их развитии наследственности
принадлежит меньшая роль.
Ответ на этот вопрос позволя¬
ет получить близнецовый ме¬
тод, предложенный 100 лет
назад Ф. Гальтоном.
Рецензируемая работа
посвящена оценке влияний
наследственности и среды на
разных этапах роста и разви¬
тия организма для широкого
круга признаков — от макро-
морфологических до молеку¬
лярных — с применением близ¬
нецового метода. Кроме того,
в работе обсуждаются ме¬
ханизмы наследования приз¬
наков (на основе внутрисемей¬
ных исследований), половые,
этнические и конституцио¬
нальные особенности роста и
развития, проблема генети¬
ческих маркеров.
Широкий	перечень
проблем, затронутых в книге,
позволяет считать ее весьма
полным обобщением данных
по генетике роста и развития
организма в антропологиче¬
ском освещении. Отметим, что
это одна из первых подобного
рода работ не только в оте¬
чественной, но и в мировой ли¬
тературе. Можно спорить о
правильности и рациональности
подхода автора к решению
сложной комплексной темы —
генетики роста и морфо-функ-
ционального созревания ор¬
ганизма. Однако ясно, что
опубликованных в литературе
данных, в силу их разрознен¬
ности и несистематичности,
недостаточно для построения
единой системы представлений
о	генетических механизмах
онтогенеза. Обобщенные в
книге результаты других работ
дали ответы на многие спор¬
ные вопросы и послужили фун¬
даментом книги, ее основным
содержанием.
Анализируя роль- нас¬
ледственных и средовых влия¬
ний в развитии морфологи¬
ческих характеристик организ¬
ма, автор рассматривает то¬
тальные размеры тела — дли¬
ну, вес и окружность грудной
клетки, данные по составу тела
(выраженности костного, мы¬
шечного и жирового компо¬
нентов), показатели костного,
зубного возраста и полового

Рецензии
123
созревания, величины приро¬
стов размеров тела, костей и
мягких тканей за один год.
Им подтвержден и подкреплен
новыми материалами уже из¬
вестный, но необъясненный
факт большей наследственной
обусловленности размеров те¬
ла и меньшей — головы и лица.
Особый интерес пред¬
ставляет раздел, содержащий
сравнение разных возрастных
групп по уровню наследствен¬
ной обусловленности размеров
тела. Показано нарастание
роли наследственных влияний
(и соответственно снижение
влияния среды) на общие раз¬
меры. Нам кажется, однако,
неправомочным выделение ав¬
тором школьного периода жиз¬
ни как единого этапа онтоге¬
неза, тем более, как показы¬
вают последующие материалы
самого автора, в школьном воз¬
расте обнаруживаются разные
закономерности для периода
созревания организма и пе¬
риода, предшествующего ему.
Одним из наиболее ценных
результатов работы Б. А. Ники-
тюка является выделение тех
возрастных периодов, когда
внешние воздействия оказыва¬
ются наиболее эффективны¬
ми. Это дает возможность вы¬
бора оптимального возраста
для педагогических и медицин¬
ских воздействий на растущий
организм.
В разделе, посвященном
соотношению влияний нас¬
ледственности и среды на ком¬
поненты тела человека, оценка
состава тела, развития костной
осноЬы, скелетной мускулату¬
ры и подкожножирового слоя
произведена наиболее эффек¬
тивным способом: рентгено¬
граммы, выполненные в стан¬
дартных условиях, позволяют
сделать самые точные изме¬
рения. Однако вряд ли можно
считать, что данные, получен¬
ные для одной лишь верхней
конечности, отражают общее
развитие костного, мышечного
и жиройого компонентов все¬
го тела.
Несомненно, актуален
раздел книги, посвященный
показателям биологического
возраста по данным окостене¬
ния кисти, прорезыванию зубов
и появлению вторичных поло¬
вых признаков. Автор показы¬
вает тесную сопряженность по¬
казателей зубного возраста
с возрастом хронологическим
и показателей соматических
размеров — с возрастом био¬
логическим. Таким образом,
можно решать самые разные
задачи, используя показатели
зрелости разных систем орга¬
низма. Этот вывод особенно
должен заинтересовать судеб¬
ных экспертов, которым при¬
ходится сталкиваться с проб¬
лемой установления паспортно¬
го возраста.
Нам и ранее были извест¬
ны публикации Б. А. Никитюка
и сотрудников его лаборатории,
посвященные соотношению
влияний наследственности и
среды на темпы роста размеров
тела и костей, а также на чис¬
ло прорезавшихся за год зубов.
В полном объеме эти данные
приведены в рецензируемой
книге. Иэ них следует, что ве¬
дущее влияние на темпы ро¬
ста оказывают факторы среды
(вернее сказать — влияние
наследственности оказывается
низким). К сожалению, нет дан¬
ных, которые показывали бы,
каким иэ факторов — питанию,
двигательному режиму, болез¬
ням или чему-либо другому —
принадлежит главенствующая
роль.
Особое внимание прив¬
лекает глава, посвященная
анализу внутрисемейных кор¬
реляций, который позволяет
выявить данные о механизме
наследования признаков. Цен¬
ность этих данных состоит в
том, что они открывают новую
перспективу для использования
материалов близнецовых ис¬
следований. Действительно,
до работ Б. А. Никитюка ис¬
следователи не обращали до¬
статочного внимания на поло¬
вое отличие в уровне внутри-
парных корреляций и недо¬
статочно использовали эти
данные для раскрытия меха¬
низма наследования призна¬
ка. Этот новый, нестандартный
подход к механизму наследо¬
вания представляет ценность
для теоретической генетики.
Методика классического близ¬
нецового исследования дает
возможность выявить соот¬
носительную долю влияний
наследственности и среды на
онтогенез (для близнецов,
живущих в одной семье, и
среда одна и та же). Чтобы
вычленить степень воздействия
обычных широких вариаций
среды, необходим экспери¬
мент на близнецах, живущих в
разных семьях. В мировой ли¬
тературе есть немного описа¬
ний таких исследований на еди¬
ничных парах близнецов. В кни¬
ге Б. А. Никитюка приводятся
данные об эксперименте по
раздельному физическому вос¬
питанию детей из 40 близнецо¬
вых пар. Остается пожалеть,
что этот уникальный в мировой
практике эксперимент ока¬
зался не использованным в
полной мере. Автор приводит
данные лишь по двигательной
активности и размерам костей
кисти. Хотелось бы энать,*каков
характер перестройки в ходе
эксперимента показателей кро¬
вообращения, дыхания и дру¬
гих физиологических показа¬
телей.
Однако некоторые недо¬
статки, отмеченные в экспе¬
рименте с близнецами, отчасти
восполняются главой, где —
на основе материалов, полу¬
ченных от экспериментов на
животных чистых линий,— про¬
слежено влияние различных
двигательных режимов на по¬
казатели спонтанной двига¬
тельной активности, строение
скелета и ряда внутренних ор¬
ганов (сердца, легких, печени,
почек), а также на некоторые
показатели обмена веществ.
Чистота экспериментального
материала и корректность ус¬
ловий эксперимента обуслови¬
ли высокую достоверность по¬
лученных результатов. В зак¬
лючительной главе приводятся
основные положения высказы¬
ваемой автором в последние
годы концепции, где «конф¬
ликт организма со средой»
оказывается причиной акцеле-
рации развития. Приведенная
концепция имеет право на су¬
ществование как одна из не¬
многих попыток комплексного
истолкования причин акцеле-
рации развития, однако спра¬
ведливость воззрений Б. А. Ни¬
китюка должна еще пройти
проверку временем.
В целом книга будет
ценна как для решения
ряда теоретических вопросов,
так и для разработки некото¬
рых методов, связанных с проб¬
лемами физического развития
детей и подростков.

124
«Природа», 1979, № 4
Математика
Н. Н. Моисеев. СЛОВО О
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ РЕ¬
ВОЛЮЦИИ. М.# «Молодая
гвардия» (сер. «Эврика»),
1978, 224 с., ц. 55 к.
Автор книги — матема¬
тик,	член-корреспондент
АН СССР, заместитель директо¬
ра Вычислительного центра
АН СССР. Труды Н. Н. Мои¬
сеева широко известны и пе¬
реведены на многие языки.
Под его руководством выпол¬
няются работы, решающие
природоохранительные зада¬
чи, важные как для нашей стра¬
ны, так и для планеты Земля
в целом. Н. Н. Моисеев актив¬
но разрабатывает экологиче¬
ские программы. Так, он пред¬
ложил программу под назва¬
нием «минимальная модель»,
т. е. модель, в которой фикси¬
руются первостепенные необ¬
ходимые действия для сохра¬
нения биоты.
Среди многих принци¬
пиальных теоретических проб¬
лем, рассматриваемых в книге,
в ней также убедительно по¬
казано, что в период НТР че¬
ловек Вносит существенные
изменения в окружающую
природную среду, так что
особое значение приобретает
учет отдаленных последствий
преобразований и ответствен¬
ности за них; рассматривается
роль вычислительной техники
в период НТР. Выработка ре¬
шения, выделение стратеги¬
ческих принципиальных момен¬
тов принадлежит человеку в
ситуации его «диалога» с ма¬
шиной. Читатель узнает много
нового о том, что собой пред¬
ставляет человек как инфор-
мационно-поисковая система.
В книге дан глубокий теоре¬
тический анализ многих проб¬
лем. Поэтому, хотя она вышла
в серии популярных книг, рас¬
считанных на широкий круг чи¬
тателей, она представляет ин¬
терес и для специалистов-ис-
следователей.
Математика
Б. В. Бирюков, В. Н. Тростников.
ЖАР ХОЛОДНЫХ числ и
ПАФОС БЕССТРАСТНОЙ ЛО¬
ГИКИ. М., «Знание», 1977, 190 с.,
с. 30 к.
Подзаголовок этой книги
«Формализация мышления от
античных времен до эпохи
кибернетики» конкретнее от¬
ражает ее содержание, чем
поэтическое название, навеян¬
ное строками Блока, вынесен¬
ное на обложку. Авторы пока¬
зали, что первые шаги логики
были стимулированы не прак¬
тическими потребностями, а че¬
ловеческой любознательностью,
присущим человеку стремле¬
нием понять сущность объек¬
тивно существующей реаль¬
ности.
На современном этапе,
обретя мощный аналитический
аппарат и строгую понятийную
базу, формальная логика, со¬
ставившая часть математики,
обнаружила многие свои де¬
фекты — например неполноту
любого формального языка
(теорема Геделя). «Веществен¬
ное наполнение» абстрактных
схем произошло неожидан¬
но — в виде счетно-решающих
устройств. Разумеется, прог¬
раммирование не тождествен¬
но математической логике,
но без формально-логической
базы оно не могло возникнуть.
Авторы ставят также не¬
избежный для данной темы во¬
прос о соотношении мышления
человека и работы ЭВМ. Книга
рассчитана на широкую чита¬
тельскую аудиторию.
Космогония
Л. Э. Гуревич, А. Д. Чернин.
ВВЕДЕНИЕ В КОСМОГОНИЮ.
М., «Наука», 1978, 384 с.,
ц. 2 р. 20 к.
И в традиционных, и в но¬
вых своих областях космогония
не превратилась пока в закон¬
ченную и полную теорию; она
находится в стадии предвари¬
тельного собирания и сопостав¬
ления идей. Поскольку решение
всей совокупности космогони¬
ческих задач с единой точки
зрения остается делом буду¬
щего, то, по мнению авторов
книги, сейчас важнее всего
изучить физические явления,
лежащие в основе этих задач.
Главной темой книги
является происхождение круп¬
номасштабной структуры Все¬
ленной; обсуждается также тео¬
рия образования звезд и пла¬
нет. Ряд глав посвящен вопро¬
сам формирования галактик и
их скоплений. Авторы не огра¬
ничились рамками определен¬
ной космогонической схемы
или гипотезы; они использова¬
ли все богатство идей совре¬
менной физики, привлекая ре¬
зультаты квантовой механики,
кинетики, термодинамики и
гидродинамики с теорией удар¬
ных волн. Так как современная
космология является реляти¬
вистской, то в книге даны основ¬
ные сведения об общей теории
относительности. При изложе¬
нии материала авторы, по воз¬
можности, стремились к на¬
глядности, к построению каче¬
ственной картины рассматри¬
ваемого явления, избегая гро¬
моздких выкладок и широко
используя метод оценок по по¬
рядку величины и соображения
размерности. При таком спосо¬
бе изложения материала эта
книга по космогонии «поможет
сделать первые самостоятель¬
ные шаги вступающему в эту
область физику и астроному,
а также будет доступна студен¬
там соответствующих специаль¬
ностей».
В ИОЛОГИЯ
Р. К. Саляев, В. И. Чернышов.
МЕМБРАНЫ ИЗОЛИРОВАННОЙ
ПРОТОПЛАЗМЫ. Новосибирск,
«Наука», 1978, 63 с., ц. 65 к.
Поверхность изолирован¬
ной протоплазмы уже более

Новые книги
125
100 лет привлекает внимание
исследователей. Сегодня изу¬
чение изолированной прото¬
плазмы и процессов формиро¬
вания мембран на ее поверх¬
ности стоит в ряду актуальных
проблем современной био¬
логии. Здесь можно выделить
три главных аспекта: прежде
всего — это изучение поверх¬
ности поврежденной клетки,
когда на обнаженном участке
протоплазмы формируется
новая мембрана; затем — во¬
просы биогенеза мембран и,
наконец, вопросы, связанные
с культурой тканей, клеток и
протопластов клеток in vitro.
В своей небольшой моно¬
графии авторы поставили зада¬
чу — обобщить работы послед¬
них лет, посвященные этому
вопросу. В книге даны совре¬
менные представления о фор¬
мировании биологических мем¬
бран на поверхности изолиро¬
ванной протоплазмы. Авторы
рассматривают условия, необ¬
ходимые для формирования
мембран, их надмолекулярную
организацию, физические свой¬
ства и межмолекулярные взаи¬
модействия. Наиболее полно
освещены вопросы биогенеза
мембран, показана роль липи¬
дов в этих процессах, пред¬
ставлена общая схема форми¬
рования мембраны.	t
Книга представляет ин¬
терес для цитологов, биохими¬
ков, биофизиков и всех биоло¬
гов, интересующихся вопроса¬
ми биогенеза мембран.
Г енетика
Ю. А. Филипченко. ИЗМЕН¬
ЧИВОСТЬ И МЕТОДЫ ЕЕ ИЗУ¬
ЧЕНИЯ. Изд. 5-е. Отв. ред.
П. Ф. Рокицкий. М., «Наука»,
1978, 236 с., ц. 1 р. 80 к.
Один иэ основополож¬
ников отечественной генетики
профессор Ленинградского
университета Ю. А. Филипчен¬
ко (1882—1931), создавший
в 1919 г. первую в стране ка¬
федру генетики, внес большой
вклад в самые разные области
биологии: зоологию, эмбрио¬
логию, генетику, эволюцион¬
ное учение. Данная книга яв¬
ляется второй из серии пере¬
издаваемых трудов ученого
(ее четвертое издание вышло
в свет почти 50 лет назад,
в 1929 г., и давно стало биб¬
лиографической редкостью).
Книга посвящена анали¬
зу общих вопросов изменчи¬
вости организма как общебио¬
логического явления и приме¬
нению статистических методов
для ее изучения. Освещаются
общебиологические, биомет¬
рические и генетические осно¬
вы учения об изменчивости
и показана роль этого явления
в эволюции живой природы.
Особый интерес книге придает
то обстоятельство, что ряд
оригинальных положений Фи¬
липченко — о классификации
изменчивости, о групповой
изменчивости, о соотношении
изменчивости и эволюции
и т. д. — сыграл важную роль
в формировании современных
представлений в генетике и
эволюционном учении.
Ботаника
ЖИЗНЬ РАСТЕНИЙ. В шести
томах. Глав. ред. чл.-корр.
АН СССР А. А. Федоров.
Т. 4. Мхи. Плауны. Хвощи.
Папоротники. Голосеменные
растения. Под ред. И. В. Груш-
вицкого и С. Г. Жилина. М.,
«Просвещение», 1978, 447 с.,
ц. 4 р. 10 к.
Авторы четвертого то¬
ма— академик А. Л. Тахтад-
жян, чл.-корр. АН СССР
А.	С. Лазаренко, доктора био¬
логических наук И. В. Груш-
вицкий, Н. Р. Мейер, Ф. С. Пи-
липенко, А. А. Яценко-Хмелев-
ский и др. Том знакомит чи¬
тателей с простейшими фор¬
мами высших растений, кото¬
рые не образуют цветков и
плодов. Их названия вынесены
в заглавие.
О	проблемном разно¬
образии тома свидетельствуют
его разделы — «Происхожде¬
ние высших растений», «Эво¬
люция жизненного цикла
высших растений», «Происхож¬
дение спорангия», «Эволюция
ветвления» и т. д.
В разделах, посвящен¬
ных характеристике различных
отделов и классов, отмечаются
морфологические и биологи¬
ческие особенности данной
группы растений и отдельных
наиболее полно и детально
изученных представителей,
даются сведения по географии,
систематике и филогении каж¬
дой таксономической группы,
говорится о хозяйственном
значении отдельных растений,
о	том, какие группы растений
заслуживают особо бережно¬
го отношения, нуждаются в
охране. Том содержит большой
информационный материал; он
прекрасно иллюстрирован.
Биогеография
Ж. Дорст. ЮЖНАЯ И ЦЕНТ¬
РАЛЬНАЯ. АМЕРИКА. Пер. с
англ. М. А. Богуславской и
О. И. Фельдман. Ред. и послесл.
А.	Г. Банникова. М., «Прогресс»
1977,	313 с., ц. 4 р. 30 к.
«Континент необычайно¬
го разнообразия» — так назы¬
вает Южную Америку автор
книги Ж. Дорст, известный зо¬
олог, член Французской акаде¬
мии наук. Он рассказывает об
особенностях геологического
строения, разнообразных кли¬
матических и природных ус¬
ловиях континента, где сосед¬
ствуют умеренная, полярная
и тропическая зоны, а высоко¬
горная тундра находится не¬
далеко от экваториального
леса. Читатели получат пред¬
ставление о богатом расти¬
тельном и животном мире,
рельефе, климате и типичных
особенностях Южной Америки,
которую автор условно разде¬
лил на несколько районов.
Наиболее подробно он описы¬
вает долину Амазонки, Анды и
Патагонию. В Южной Америке,
пишет Дорст, сосредоточена,
по крайней мере, четверть всех
известных нам видов птиц,
причем среди них много не¬
обычных, не живущих в других
местах нашей планеты. Автор
отмечает, что многие районы
континента еще совершенно
не исследованы.
Материалом для написа¬
ния книги послужили литера¬
турные источники и личные
наблюдения Дорста, побывав¬
шего в Кордильерах Эквадора
и Перу, в лесах бассейна Ама¬
зонки, на Бразильском пло-

126
Новые книги
сиогорье и на Антильских
островах.
Издание хорошо иллю¬
стрировано и представляет
интерес не только для геогра¬
фов, но и для всех читателей,
желающих познакомиться с
природой Южной и Централь¬
ной Америки.
Охрана природы
ПРИРОДНЫЙ ПАРК КО¬
МИ АССР. Сыктывкар, Коми
книжное иэд-во, 1977, 128 с.,
ц. 32 к.
Книга, написанная 13 ав¬
торами, с введением и заклю¬
чением В. П. Гладкова, коротко
характеризует рельеф, геоло¬
гию, климат, воды, раститель¬
ный и животный мир проекти¬
руемого в Коми АССР природ¬
ного парка. Парк предполага¬
ется разместить восточнее
р. Печоры, у подножья и на
склонах Северного и Приполяр¬
ного Урала на площади
20,5 тыс. км2.
Благодаря труднодо-
ступности этой территории,
природная обстановка здесь
еще сравнительно мало нару¬
шена деятельностью человека
и сохраняет почти первоздан¬
ный вид. Ландшафты очень
живописны, особенно в горах
и в предгорной полосе, где
реки прорезают известковые
гряды, часто образуя отвесные
скалистые стены или же пороги.
33 фотографии иллюстрируют
пейзажи и отдельные элементы
природы парка.
Кроме описания приро¬
ды, в книге содержатся кон¬
кретные предложения по
организации территории пар¬
ка и по его эксплуатации в
туристско-рекреационных це¬
лях при соблюдении природо¬
охранительного режима и не¬
которые экономические расче¬
ты при серьезном аргументи¬
ровании необходимости и це¬
лесообразности его органи¬
зации.
Сельское хозяйство
И. А. Крупеников. ЧЕРНО¬
ЗЕМ—НАШЕ БОГАТСТВО. Ки¬
шинев, «Картя молдовеняскэ»,
1978,	106 с., ц. 20 к.
Царем почв назвал чер¬
нозем создатель почвоведения
В. В. Докучаев. Именно при изу¬
чении чернозема почвоведе¬
ние сформировалось как наука.
Черноземы имеют громадное
значение для народного хо¬
зяйства, особенно в нашей стра¬
не и в США. Не удивительно,
что они изучены лучше многих
других почв.
Распространение черно¬
земов, история их изучения, хи¬
мия, физика, «анатомия и фи¬
зиология» чернозема, его зна¬
чение для сельского хозяйства,
произрастающие на нем куль¬
туры, особенности черноземов
придунайских, азиатских и аме¬
риканских степей и прерий,
пути их сбережения и улучше¬
ния — таков далеко не полный
перечень охваченных автором
проблем.
Книга предназначена для
широкого круга читателей.
Г еология
Г. А. Разумов, М. Ф. Хасин. ТО¬
НУЩИЕ ГОРОДА. Сер. «Плане¬
та Земля и Вселенная». М.,
«Наука», 1978, 197 с., ц. 70 к.
В книге собран богатый
исторический и археологиче¬
ский материал о многих зато¬
нувших античных городах —
Диоскурии-Себастополисе, Фа¬
нагории и Ольвии на Чер¬
ном море; Тира, Цезареи, Апол¬
лонии и Эпидавра на Среди¬
земном и др. Пытаясь ответить
на вопрос, как же очутились
на морском дне древние горо¬
да, авторы рассматривают раз¬
личные гипотезы и процессы,
способные вызвать наступле¬
ние моря на берега: вертикаль¬
ные и горизонтальные движения
земной коры, повышение уров¬
ня Мирового океана в после¬
ледниковый период из-за тая¬
ния льда и снега, образование
гигантских оползней, вместе
с которыми города сползают
в море, катастрофические на¬
воднения, одно из которых
сравнительно недавно чуть не
погубило Флоренцию.
Ко всем этим процессам
в наши дни прибавляется хозяй¬
ственная деятельность челове¬
чества, нередко вызывающая
оседание земной поверхности
на территории прибрежных го¬
родов и подтопление побере¬
жий. Поэтому проблема тону¬
щих городов существует и се¬
годня. Особое место в книге ав¬
торы отводят Венеции, описы¬
вая не только процесс ее пог¬
ружения в море, но и приводя
многочисленные планы спасе¬
ния города.
Книга иллюстрирована
картами, схемами античных
поселений, фотографиями.
Г еографи я
Г. М. Лаппо. РАЗВИТИЕ ГО¬
РОДСКИХ АГЛОМЕРАЦИЙ В
СССР. М., «Наука», 1978,
152 с., ц. 2 р. 10 к.
Городские агломера¬
ции — это характерная для
нашего времени форма рас¬
селения людей, состоящая из
одного или нескольких мощ¬
ных городских центров и неко¬
торого количества менее
значительных городских и
сельских поселений, компакт¬
но расположенных относи¬
тельно центрального города-
ядра и связанных с ним тесны¬
ми производственными, тру¬
довыми, культурно-бытовыми
и иными связями. Такая фор¬
ма расселения, во-первых,
позволяет сочетать выгоды
концентрации разнообразных
функций и услуг в крупных
городах с рассеянным харак¬
тером их реализации и потреб¬
ления и, во-вторых, поддер¬
живать динамическое равно¬
весие между разнонаправлен¬
ными экономическими и эко¬
логическими условиями жизни
людей.
Книга Г. М. Лаппо —
первый монографический труд
по проблемам городских агло¬
мераций СССР. Не случайно,
что вышел он в издаваемой
Институтом	географии
АН СССР серии «Проблемы
конструктивной географии»:
тот факт, что в 63 агломера¬
циях уже в 1970 г. проживало
более половины городского
населения нашей страны, сви¬
детельствует о конструктивной
важности и о прикладном зна¬
чении этой темы.

«Природа», 1979, № 4 127
Две выставки плакатов по охране природы
Д. Н. Каатарадзе,
кандидат биологических наук
О. О, Астамаа
Москва
В борьбу за охрану ок¬
ружающей среды активно вклю¬
чается искусство, и здесь одной
из его наиболее действенных
форм становится плакат — вы¬
разительный, яркий, впечатля¬
ющий, побуждающий к кон¬
кретным действиям. О той
серьезной роли, которую при¬
зван и может сыграть плакат
как художественное средство
пропаганды и агитации в обла¬
сти охраны природы, свидетель¬
ствуют две недавние выставки
плаката.
В октябре 1970 г. в Чехо¬
словакии, в Жилине, проходила
выставка экологического пла¬
ката— «Экоплакат». Ее ини¬
циаторами и организаторами
были заповедник Малая Фатра
(Словацкий институт охраны па¬
мятников и охраны природы)
и Поважская галерея в Жилине.
В адрес выставки пришло более
400 плакатов из 25 стран мира;
для экспозиции были отобраны
150 лучших работ, в том числе
несколько плакатов, изданных
в Советском Союзе.
Я. Чержовски, известный
международный деятель в об¬
ласти охраны природы, подраз¬
деляет плакаты на три группы.
К первой относятся плакат-при¬
зыв, пракат-обращение, пла¬
кат-предостережение («Мысли
экологически!», «Какой мир мы
оставим детям?»). Обычно по¬
добные плакаты затрагивают
самые актуальные вопросы на¬
шего времени. Другая катего¬
рия плакатов — плакат-инструк-
ция (как охранять муравьев, де¬
лать дуплянки, ухаживать за зе¬
леными насаждениями); сюда
же относятся плакаты с описа¬
нием экологически правильно
Буклет чехословацкой выставки
■ Экоплакат».
организованных производствен¬
ных процессов в тех или иных
областях народного хозяйства;
карты с сетью заповедников,
с изображением животных и
растений или отдельных памят¬
ников природы и основными
сведениями о них. Наконец,
третий тип плакатов затрагивает
область эстетического воздей¬
ствия на человека: здесь вос¬
питание ответственности за ох¬
рану природы сочетается с вос¬
питанием умения чувствовать
ее красоту. Такие плакаты снаб¬
жены минимальным текстом —
они говорят самим своим ри¬
сунком.
Можно надеяться, что
успех чехословацкой выставки
«Экоплекат» — первого по¬
добного мероприятия в стра¬
не — будет сравним с популяр¬
ностью известного чехословац¬
кого кинофестиваля «Эко¬
фильм».
29 ноября 1978 г.—
1	февраля 1979 г. в Москве,
в Выставочном зале Всерос¬
сийского общества охраны при¬
роды, была развернута первая
Всесоюзная выставка-конкурс
плаката «Охрана природы
в СССР». Организованная Все¬
российским обществом охра¬
ны природы и издательством
«Плакат», она собрала работы
художников-плакатистов иэ
многих городов нашей страны.
Всего на конкурс было
прислано 357 плакатов, иэ них
экспонировалось 1 25. Темы кон¬
курсных плакатов самые разно-

128
Д. И. Кавтарадзе, О. О. Астахова
ни пуха, ни пера /
Плакат В. И. Шести (Киев) «Ни
пуха, ни пера!», получивший пер¬
вую премию на первой Всесоюз¬
ной выставке-конкурсе плаката
«Охрана природы в СССР».
образные: «Природа — твой
дом», «Красная Книга живот¬
ных и растений», «Чистый воз¬
дух планеты», «Охрана приро¬
ды БАМ» и др. Часть плакатов
была посвящена более узким
темам, например охране лету¬
чих мышей.
Среди лучших работ, от¬
меченных	жюри,— плакат
«Ни пуха, ни пера!», за который
художник В. К. Шостя (Киев)
удостоин первой премии; две
вторые премии присуждены
плакатам Ж. С. Кравченко (Ки¬
ев) «Не потеряем ни одной бук-
еы1» и И. В. Егоровой (Ленин¬
град) «Красная Книга защищает
природу»; два плаката отмече¬
ны третьей премией: художника
Н. Г. Лисаконова (Воронеж)
«Поможем зимующим пти¬
цам!» и художника В. И. Сидор-
чука (Киев) «Смотри, техниче¬
ский прогресс, не заведи нас в
этот лес!»
Эта первая в нашей стра¬
не выставка, естественно, не ис¬
черпала всего многообразия
проблематики, тем не менее
она активно способствует про¬
паганде идеи охраны природы
и развитию этого важного на¬
правления в искусстве плаката.
Художник П. Г. АБЕЛИН
Художественные редакторы:
Л. М. БОЯРСКАЯ, Д. И. СКЛЯР
Корректоры:
Т. М. АФОНИНА, Т. Д. МИРЛИС
Адрес редакции
117049 Москва, В-49,
Мароновский пер., 26.
Тел. 237-50-30, 237-22-97.
Сдано в набор 29.01.79.
Подписано к печати 13.03.79.
Т-01480.
Формат бумаги 70ХЮ0 1/16.
Офсет
Усл.-печ. л. 10,4 Уч.-изд. л. 15,5.
Бум. л. 4
Тираж 05 000 экз. Зак. 270.
Чеховский полиграфический
комбинат Союзполиграфпрома
Государственного комитета СССР
по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли
г. Чехов Московской области