himiaizhizn042021 by borov665

химия и жизнь

/ 2021

«Решили всем народом – Могуч народный разум! – Дышать не кислородом, А углекислым газом».

Химия и жизнь

Ежемесячный научно-популярный журнал

/ 2021

Зарегистрирован в Комитете РФ по печати 19 ноября 2003 года, рег. ЭЛ № 77-8479

Фольклор Химфака МГУ

ISSN 1727-5903 НОМЕР ПОДГОТОВИЛИ: Главный редактор Л.Н. Стрельникова Художники А. Астрин, С. Дергачев, А. Кук, П. Перевезенцев, Е. Станикова, С. Тюнин Редакторы и обозреватели Л.А. Ашкинази, В.В. Благутина, Ю.И. Зварич, Е.В. Клещенко, С.М. Комаров, В.В. Лебедев, Н.Л. Резник, О.В. Рындина Ответственный за соцсети Д.А. Васильев Подписано в печать 28.04.2021 Типография «Офсет Принт М.» 123001, Москва, 1-й Красногвардейский пр-д, д. 1 Адрес для переписки 119071, Москва, а/я 57 Телефон для справок: 8 (495) 722-09-46 e-mail: redaktor@hij.ru http://www.hij.ru Соцсети: https://www.facebook.com/khimiyaizhizn https://vk.com/khimiya_i_zhizn https://ok.ru/group/53459104891087 https://twitter.com/hij_redaktor https://www.instagram.com/khimiya_i_zhizn/ При перепечатке материалов ссылка на «Химию и жизнь» обязательна Наши подписные агентства «Арзи», индекс 88763 в Объединенном каталог «Пресса России» (тел. «Арзи» (495) 443-61-60) «Почта России», индексы в каталоге П2021 и П2017 НПО «Информ-система», (495) 121-01-16, (499) 789-45-55 «Урал-Пресс», (495) 789-86-36

Содержание Элемент №… ГАФНИЙ: ФАКТЫ И ФАКТИКИ. А. Мотыляев .........................................2

Технологии и природа БЕЗМОЛВИЕ САМОЛЕТА. И. Ковалев ...................................................8

Портреты ОТЕЦ И СЫН ШАРКО  ГЕРОИ СВОЕГО ВРЕМЕНИ. В.А. Острогорская............................................... 18

Что мы едим СЪЕСТЬ ЯДОВИТОЕ. Н.Л. Резник .......................................................24

Панацейка АВОКАДО  МАСЛЯНАЯ ГРУША. Н. Ручкина...................................... 30

Радости жизни УКРОЩЕНИЕ АВОКАДО. С.М. Комаров ..............................................33

Земля и ее обитатели ОБОЛОЧНИКИ  ФАНТАСТИЧЕСКИЕ ПОДВОДНЫЕ ТВАРИ. О. Арнольд .......................................................38

Расследование ЗАГАДКА РОДИТЕЛЬСКОЙ ЗАБОТЫ АНАБАСА. Е. Котина .................. 46

«Руспресса», тел. +7 (495) 369-11-22

Ученые досуги

«Прессинформ», +7(812) 786-58-29, +7(812) 337-16-26 г. С-Петербург

ДЕВЧОНКИ ИЗ КОСМОСА. А.В. Астрин, С.М. Комаров .......................50

Фантастика

Генеральный спонсор журнала Компания «БИОАМИД»

БУНКЕР. С. Кусков ..............................................................................54

Нанофантастика КОСМОГОНИЯ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ СЛОНОВ. Е. Огнева........................ 64

НА ПЕРВОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ рисунок Александра Кука НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ работа Хуана Понса «Двойной портрет». Мужчины нагло утверждают, что они были первыми на этой Земле. Однако факты говорят о другом. Об этом читайте в статье «Девчонки из космоса»

Результаты: алгоритмы

Книги

25,61

Результаты: биохимия

Короткие заметки

Пишут, что…

Элемент №…

А. Мотыляев

Гафний: факты и фактики

Гафний, 72-й элемент Периодической системы Д.И. Менделеева, открыли уже на излете эры великих химических открытий, а именно в 1923 году. Нельзя сказать, что этот металл привлек пристальное внимание материаловедов. Да, он тугоплавкий, коррозионностойкий, жаростойкий, да, его карбиды и нитриды прочны и тверды. Однако у него есть конкуренты с аналогичными свойствами. Поэтому гафний больше служит как щепотка шафрана в хорошем плове, нежели выступает в качестве риса. Например, его добавляют в жарочные сверхсплавы, ну да, в них и так насыпают от души чуть ли не десяток элементов, ведь «сверх-» в их названии происходит не от чудесных свойств, а от «сверхлегированные». Гафний, добавленный в такой сплав в количестве около одного процента, связывает углерод, а равно кислород и азот и формирует из них твердые частицы — карбиды, карбонитриды. Так убивают двух зайцев: связыва-

Biophysical Journal, 2014, 106, 696

ют нежелательные примеси и повышают прочность. Аналогично карбидами гафния улучшают качество твердого инструмента на основе карбидов тантала и вольфрама. Еще из гафния делают покрытия для турбинных лопаток, управляющие стержни реакторов — на все это идет больше половины его мирового производства, которое не превышает ста тонн в год. Новые приложения, в которых без гафния не обойтись, пока что не нашли, но материаловеды упорно их ищут, и кое-какие интересные направления уже есть.

dp ~ 5 нм ΔV

100 мкс

Как гафний подтвердил теорию строения атома?

Первое упоминание о 72-м элементе появилось в 1911 году. Тогда француз Жорж Урбан опубликовал результаты своих опытов 1907 года: у образца минерала, содержащего редкие земли, а именно оксиды иттербия и лютеция, он обнаружил необычные спектральные линии и аномалию магнитных свойств. Предполагаемый элемент Урбан назвал кельтием, приписал его к лантаноидам, однако выделить не сумел, и никто особого внимания на кельтий не обратил. Но вот в 1913 году англичанин Генри Мозли открыл, что спектр рентгеновского излучения элемента зависит от его порядкового номера в таблице. Урбан вместе с Рамзаем в июне 1914-го съездили в лабораторию, где работал Мозли, и привезли образец с предполагаемым кельтием. Рентгеновский анализ показал уже известное наличие в нем лютеция, иттербия и тулия. А вот линий кельтия не нашли. Мозли стал готовить статью о превосходной работе своего метода, однако в августе разразилась война, и вскоре молодой гений погиб в сражении за Дарданеллы (см. «Химию и жизнь», 1980, 11). После войны к идее поискать кельтий рентгеном удалось вернуться: коллега Урбана — М.А. Давилье снял новые спектры того же самого образца и нашел-таки две слабые линии, которые удалось приписать кельтию. Соответствующая статья вышла в 1922-м, и Резерфорд ей сильно обрадовался, ведь она пропагандировала британскую науку и работу его ученика. Однако тут в дело вмешались работавшие в Копенгагене Дьёрд де Хевеши и Дирк Костнер: как может быть так, что 72-й элемент находится в одном месте с редкими землями? Ведь датчанин Нильс Бор только что, в 1922 году, построил квантовую модель атома, из которой следует: редкие земли, элементы с недостроенной f-орбиталью, заканчиваются 71-м элементом. И, стало быть, 72-й уж никакой не редкоземельный, но аналог циркония и искать его следует прежде всего в цирконах. В общем, как пишут копенгагенские авторы открытия гафния, понимая всю теоретическую важность вопроса, они изучили спектры циркона и нашли отлично различимые линии 72-го элемента, который назвали гафнием, — Гафнией римляне называли будущий Копенгаген. Таким образом, опытным путем копенгагенцы подтвердили: да, модель их учителя, Нильса Бора, справедлива, 72-й элемент не

Ток, нА

1 2,75 мкс

0 0

0,25 Время, с

13,5 мкс

8,25 мкс

5,8 мкс

4,0 мкс

11,0 мкс

0,5

В XXI веке гафний в виде своего диоксида оказался незаменимым материалом для биологов — именно из него можно сделать нанопору, которая позволяет очень точно анализировать наличие единичных молекул белков и нуклеиновых кислот в различных жидкостях. Каждая большая молекула при прохождении сквозь пору блокирует переток свозь нее электролита, что приводит к снижению тока. По форме профиля и продолжительности такого снижения исследуемые молекулы можно различать. Не исключено, что с помощью нанопор удастся создавать точные и дешевые диагностикумы для быстрого обнаружения различных патогенов: бактерий, вирусов, грибов. Это важно для аграрных предприятий, особенно мелких, личных хозяйств и вообще для развития цифрового сельского хозяйства

входит в число лантанидов. Соответствующую заметку они опубликовали 20 января 1923 года в «Nature», а уже 17 февраля получили ответ французских коллег, которые отреагировали примерно так: что за бред, при чем тут редкие земли? Мы нашли две линии 72-элемента, которые соответствуют закону Мозли, и с полным правом назвали его кельтием. Однако химическая общественность приняла сторону копенгагенцев.

Может ли гафний присутствовать в смеси редкоземельных элементов? Да. Дело обстоит так. Почти

весь гафний, имеющийся на Земле, возник еще до того, как образовалось то межзвездное облако, что породило Солнечную систему: этот металл появляется при гибели легких звезд и слиянии нейтронных звезд, а затем межзвездный ветер разносит его по всей Галактике. При формировании минералов гафний оказывается неразделим с цирконием, поскольку близок ему по химическим свойствам. И не важно, когда сформировался минерал — при «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

конденсации протозвездного облака, при образовании планеты или при застывании выброшенной вулканом магмы. Однако есть исключение: гафний образуется при распаде радиоактивного лютеция. Вот такой гафний и будет присутствовать в смеси редких земель. Так что Урбан с Давилье не ошибались — они-таки нашли след 72-го элемента, который получился из лютеция и в ничтожном количестве присутствовал в изученном ими образце; изза малой концентрации Мозли не увидел этот элемент. А Хевеши и Костнер оказались слишком категоричны.

Как атомная промышленность помогла получить гафний? Гафний — верный спутник циркония, а цирко-

ний, как прозрачный для нейтронов материал, очень важен для ядерщиков: из него изготавливают корпуса сборок атомного топлива. А вот гафний в них совершенно не нужен; он как раз отлично поглощает нейтроны. Поэтому хочешь не хочешь, а цирконий надо от гафния очищать. А раз уж получился отход в виде в общем-то замечательного тугоплавкого металла, этот металл надо использовать.

Как гафнием измеряют время? Благодаря соотно-

шению изотопов в минералах, которые образуются раз и навсегда, то есть несут в себе отпечаток породившего их события. Это прежде всего цирконы: их температуры плавления велики, они первыми конденсируются при охлаждении магмы и сохраняют ее изотопный состав. Более того, цирконы, выпавшие из протосолнечного облака при формировании Солнечной системы, несут сведения и о ее составе.

Как астрофизики заглядывают в начало времен?

У них есть несколько инструментов, благодаря которым можно посмотреть если не на сотворение Вселенной, то хотя бы на начало формирования Солнечной системы. Считается, что она появилась за счет конденсации горячего межзвездного облака. При этом, очевидно, первыми конденсировались тугоплавкие соединения, применительно к Солнечной системе это силикаты циркония, которые дали крошечные цирконы, а также более массивные соединения алюминия и кальция. Такие тугоплавкие включения в минералах, особенно метеоритного происхождения, несут следы древних событий. В тугоплавких включениях находят следы изотопов с относительно коротким временем жизни, измеряемым миллионами лет. Эти изотопы могли взяться из двух источников: существовать изначально в межзвездном веществе либо попасть в формирующуюся Солнечную систему извне. В частности, интерес вызывает тот факт, что в одних образцах включений алюминия-26 было гораздо больше, чем в других. Чтобы понять причину, надо выяснить — одновременно ли они формировались? Свидетель этого события нашелся: гафний-182, который исчезает за несколько миллионов лет, но оставляет след в виде вольфрама-182. Так вот, гафния-182 во всех образцах включений при их формировании было одинаковое количество, которое соответствует составу межзвездного вещества. Значит, включения формировались одновременно, но в разных местах, где содержание алюминия было разным.

Однако этого не может быть: материал горячего протосолнечного облака был отлично перемешан. Отсюда вывод: лишний алюминий прилетел от взрыва какой-то соседней звезды, который случился как раз в начале конденсации материала Солнечной системы.

Когда взорвется Йеллоустоун? Время грядущего

взрыва этого североамериканского супервулкана постоянно присутствует в качестве фона во многих сетевых разговорах, даже в столь далекой от геофизики области, как политология. К сожалению, специалисты не могут дать точный ответ, однако кое-какие свидетельства приближающегося бедствия пытаются собирать. Как здесь поможет гафний? Один из его источников — распад лютеция-176. В магме все элементы перемешаны равномерно, а вот при кристаллизации цирконов гафний оказывается в них, а лютеций остается в пока не затвердевшем расплаве. То есть по содержанию гафния-176 можно судить, сколько в магме было лютеция-176. А поскольку лютеций — такой же подарок протосолнечного облака, как гафний, то удается оценить возраст магмы: чем больше гафния-176 по сравнению с другими изотопами, тем меньше в магме оставалось лютеция и, значит, тем моложе породы, породившие магму. Для калибровки шкалы служит соотношение изотопов гафния-176 и 177 в хондритах: считается, что в этих метеоритах имеется изначальное содержание изотопов этого металла, от которого и надо вести отсчет. Как оказалось, в породах, изверженных Йеллоустонским супервулканом, соотношения изотопов гафния сильно различаются. То есть незадолго до начала извержения идет интенсивное формирование нескольких магмовых резервуаров, причем плавится все, что может, — и древние породы, и совсем свежие осадочные отложения. Вот за формированием таких резервуаров и надо следить, чтобы ответить на столь волнующий многих вопрос: когда же?

Была ли Земля снежком? Геофизики считают, что в

истории Земли наряду с временами океанов магмы был и период, когда суша покрывалась многокилометровым слоем льда, а уровень Мирового океана падал до рекордной отметки минус 767 метров. И было это примерно 700 млн лет тому назад, то есть когда уже существовала сложная многоклеточная жизнь. Как она выжила в этих ледниках — пока неизвестно, но гипотезу Земли-снежка геофизики пристально изучают. Гафний и тут оказался неплохим свидетелем древнего катаклизма. При образовании глобального ледника шло интенсивное истирание лежащих под ним пород и соответственно формирование мощного слоя осадочных отложений. Эти отложения были обеднены гафнием и обогащены тяжелым изотопом кислорода, поскольку при похолодании он преимущественно переходит из атмосферы в жидкую и твердую воду. Осадочные породы при движении тектонических плит попадали внутрь планеты, там плавились, а затем вулканы выбрасывали результат плавления в виде лавы. А при ее застывании, очевидно, получались цирконы, несущие информацию о гафниевом и кислородном составе магмы. Собирая цирконы в продуктах извержения вулканов соответствующего возраста, геофизики заметили, что гафния

HfO2

Графен

Нанопоры из диоксида гафния для анализа биологических молекул можно делать как методами микроэлектроники, когда последовательно наносят несколько плоских слоев разных материалов (а),

300 нм

1 мкм

J. Phys. Chem. B 2020, 124, 115734

10 мкм

20 нм

III

HfO2

SiNx Si

так и методами формирования микроэлектромеханических устройств; при этом в подложке вытравливают трехмерные структуры (б). Сначала на кремниевую подложку наносят слой из нитрида кремния и с его помощью формируют массив отверстий (I). Затем их растравливают в конусы, а слой нитрида удаляют (II). И на окончательном этапе на поры наносят диоксид гафния (III)

50 нм

в них аномально мало, а тяжелого кислорода много, все, как и предсказывает теория Земли-снежка. Специалисты считают, что это обледенение сыграло немалую роль в развитии новых форм жизни, обеспечив так называемый кембрийский взрыв многообразия.

Как биологи станут массово идентифицировать белки и нуклеиновые кислоты? Для этого у них не

так давно появился мощный инструмент: диэлектрическая нанопора. Суть работы с ней состоит в том, что при электрофорезе исследуемый материал проходит сквозь пористую пластинку, к которой приложено электронапряжение. Нанопора отделана диэлектриком, однако, когда в ней оказывается белок, ДНК или РНК, возникает падение тока. По его величине и продолжительности можно судить, что за молекула прошла сквозь пору. Более того, есть идея сделать такую пору, при прохождении сквозь которую молекулы ДНК будет считываться последовательность нуклеотидов (см. «Химию и жизнь», 2010, 8). Именно такое устройство, скорее всего, и наде-

ются применять в устройствах ДНК-памяти (см. «Химию и жизнь», 2021, 3). Как оказалось, диоксид гафния — незаменимый материал для создания нанопор: наряду с высокой коррозионной стойкостью у него очень высокая диэлектрическая проницаемость. А чем она больше, тем лучше диэлектрик выполняет свои функции воспрепятствования движению тока. Как делают гафниевую пору для анализа белков? Стандартной процедуры еще нет. Подход же состоит в том, чтобы разместить слой проводника между слоями диэлектрика. Можно использовать процедуру, сходную с производством микросхем. Для этого берут прочную подложку, в ней проделывают отверстие относительно большого диаметра. Сверху наносят слой проводника, например графена, а на него — слой диоксида гафния. Затем в этих двух слоях электронным лучом сверлят отверстие требуемого размера. Нанопора готова. Можно поступить хитрее: протравить в кремниевой подложке пирамидальные отверстия, а затем на них нанести нанометровое покрытие из диоксида гафния. «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

Nanobiotix

Пр ма смерт клетки

Рентген

Антиген опухоли активирует дендритн е клетки и те в з ва т формирование двух типов лимфоцитов-убийц

Системн й ффект

Как из гафния сделать мозги для роботов? Соз-

датели искусственного интеллекта мечтают о том, чтобы в их руках оказалось нечто, подобное человеческому мозгу. А чем их не устраивает компьютер? Тем, что мозг чрезвычайно эффективен благодаря гибкости своей системы из триллионов нейронов и квинтиллионов синапсов, что дает возможность выполнять параллельные операции. В результате он потребляет всего 30 Вт энергии, а современные суперкомпьютеры даже со многими ядрами требуют в десятки тысяч раз больше энергии. Она идет на сложение цифр, постоянное перетаскивание данных из памяти в процессор и обратно. Мозг же работает аналогово, сравнивая электрические потенциалы синапсов, и на основе этого вырабатывает потенциал действия. Как же перейти от цифры к аналогу, построить не-фон-Неймановский компьютер? Оказывается, этому может помочь гафниевая память; тут опять работает беспрецедентно высокая диэлектрическая проницаемость его диоксида.

Scientific Reports, 2016, 6:28155

800 Опухоль без препарата

600

ОБЛУЧЕНИЕ Объем (мм 3)

Помещенные в опухоль частицы диоксида гафния, при облучении их рентгеном, выбрасывают свободные электроны и те уничтожают клетки опухоли. Однако эта процедура может привести к интересному побочному действию: активации иммунной системы для уничтожения раковых клеток. В результате они гибнут не только там, куда ввели препарат, но и в других местах. Это доказано экспериментально на парных опухолях мышей. К сожалению, действие такой своеобразной вакцины непродолжительно

400

Опухоль с гафниевым препаратом

200 0

Время (дни)

В принципе, энергонезависимую память на диоксиде гафния придумали уже в начале XXI века, есть демонстрационные образцы, где в карточку размером с почтовую марку удается записывать терабайты информации. Однако конкуренции флеш-памяти гафниевая составить не сумела. А устроена она следующим образом. Представим себе транзистор, у которого есть вход, выход и управляющий электрод. Теперь к выходу подключим блок, в котором есть диэлектрический слой из диоксида гафния. Если проводимость в нем отсутствует, ток даже через открытый транзистор не пойдет, а если сделать пробой диэлектрика, ток пойдет. Получаем те же самые два состояния, которые соответствуют значениям 0 и 1 в двоичной арифметике. Пробой делают так. Слой диоксида гафния специально формируют с дефицитом кислорода и добавляют немного углерода. Приложение критического напряжения выстраивает кислородные вакансии в волокно, пронизывающее весь слой диоксида гафния. И в это

Поможет ли гафний борьбе с раком? Для ис-

International Journal of Nanomedicine, 2020,15, 3843

Гафниевая память состоит из транзистора, сток которого находится под контролем диоксида гафния. Он может разрешить прохождение тока, а может запретить, таким образом формируя два состояния этого запоминающего элемента

HfO2

Затвор

Исток

Сток

волокно устремляются атомы углерода: они-то и обеспечат проводимость тока по волокну. Если приложить более высокое напряжение, углеродное волокно рассосется и диэлектрическое состояние восстановится. А как теперь из этих элементов собрать нейронную сеть? Идея такая. Берем несколько устройств, состоящих из транзистора и вентиля памяти на основе диоксида гафния. Они, в принципе, напоминают синапсы нейронов: те также хранят информацию в виде электрического напряжения. Подаем на эту систему напряжение, которое меньше напряжения пробоя вентиля. В системе возникают токи, они проходят через те вентили, которые открыты, и суммируются по закону Кирхгофа. Если при суммировании токов у какого-то закрытого вентиля напряжение окажется больше напряжения пробоя, он откроется. Именно так, суммированием токов от синапсов, осуществляется формирование потенциала действия в нейроне. А если тот вентиль был открыт, то когда напряжение станет больше критического, он закроется. Такую схему уже проверили в действии, например реализуя алгоритмы распознавания речи. Серьезную проблему для аналоговой системы представляет алгоритм распознавания ошибок, который в цифровом компьютере расходует львиную долю ресурсов. Но и тут есть подходы: сдваивание транзисторов и вентилей снижает ошибки до малой величины — одна на тысячу. Впрочем человеческий организм как-то справляется с ошибками в аналоговой работе нейронов и даже использует их к своему благу, называя нечеткой, или женской, логикой. Если гафниевая память окажется в мозгах роботов с искусственным интеллектом, видимо, людям придется сталкиваться с другим типом нечеткой логики.

пользования гафния, точнее, его диоксида, в качестве лекарства есть две предпосылки. Во-первых, этот металл совершенно инертен и не реагирует с биологическими жидкостями. А во-вторых, это тяжелый металл, обладающий большим числом электронов. Их можно относительно легко выбить из атома с помощью ионизирующего излучения: такие электроны очень хороши как средство убийства клетки. Неудивительно, что возникла идея создать на основе гафния радиопрепарат нового поколения, точнее, усилитель радиотерапии. Обычно в радиотерапии рака используют природную радиоактивность элементов. Однако такой препарат обладает широким действием, то есть уничтожает все типы тканей, и хорошо, если его удается сконцентрировать в опухоли. В случае с гафнием ситуация иная. Не важно, где он накопился. Главное, на какую область навели рентгеновскую пушку; находящийся там и только там гафний ионизируется и произведет свое убийственное действие. В отличие от многих подобных идей, гафниевый усилитель радиотерапии не остался чистой теорией. В 2003 году исследователи из университета Буффало учредили компанию «Nanobiotix» и создали производство препарата на основе наночастиц диоксида гафния. Их вводят в опухоль, и затем используют рентген для активации. Поскольку частицы инертны, нет надобности заботиться об их выведении из организма: они надолго задерживаются на месте опухоли и радиотерапию можно давать неограниченное число раз, пока все злокачественные клетки не будут выжжены. Более того, в ходе исследований выяснился интересный факт: то ли сами по себе гафниевые наночастицы, то ли вся процедура в комплексе активирует иммунную систему. То есть работает как вакцина. Типичный опыт выглядит так. Мыши на какой-то парный орган прививают две опухоли. В одну вводят препарат и светят на нее рентгеном, вторую не трогают. Однако она также прекращает свой рост. Впрочем, эффект временный: спустя неделю после облучения опухоль, где не было инъекции препарата, начинает расти и очень быстро. Видимо, активация иммунной системы кратковременна. Для терапии рака это очень важное открытие: выходит, есть надежда, что таким образом можно побороть не только основную опухоль, но и ее метастазы. Препарат назвали NBTXR3. В 2011 году его впервые применили для лечения добровольца, а по состоянию на 2021 год клинические испытания проходили по семи видам рака в 14 странах, и в них участвовало 250 добровольцев. При этом использование гафния для лечения саркомы мягких тканей успешно прошло третью фазу клинических испытаний. Исследователи компании начали третью стадию испытаний препарата для лечения рака головы и шеи, а также приступили к практической работе по использованию гафния для лечения таких неизлечимых видов рака, как рак поджелудочной и предстательной желез. Так что не исключено, что у медицинского использования гафния будущее не менее блестящее, чем в роли материала для мозга человекоподобных роботов или устройств ДНК-памяти. «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

Технологии и природа

Игорь Ковалёв

лаборатория науки и технологии Киннеретского колледжа, Израиль

Безмолвие самолета

На первый взгляд кажется, что бионика — не что иное, как чистой воды интеллектуальный плагиат человека по отношению к природе. Это верно, но отчасти. Человек, решая какую-то техническую задачу, пытается найти выход, но, увидев в мире животных оригинальное решение похожей проблемы, он успешно применяет «природный патент» в своих изделиях. Природа — учитель, который любезно предоставляет пытливому человеку подсказку для решения той или иной инженерной задачи. Например, ночные бабочки могут научить, как снизить шум самолета

Рев самолета Шумность — одна из серьезнейших проблем авиации. Рев самолета столь громок, что аэродромы строят подальше от населенных пунктов, а когда населенный пункт подбирается к летному полю, возникают конфликты. Авиационные власти пристально следят за этой ситуацией. Сегодня во всем мире действуют весьма

жесткие стандарты ICAO (Международная организация гражданской авиации). Они не только ограничивают уровни шумов самолетов, но и предписывают снижать верхние границы шума для новых летательных машин. Малейшее нарушение стандартов шумности — и самолет не проходит сертификацию, а значит, его не допускают к эксплуатации. Или возможен полет летательного аппарата, но только в дневное время суток. По этой причине авиационные фирмы не всегда могут успешно продавать свои самолеты. Например, советский самолет Ан-70 с винтовентилятором СВ-27 имел превосходные летные характеристики, был на 30% экономичнее аналогичного самолета с турбореактивными двигателями, но из-за сильного шума, создаваемого винтами, его не покупали зарубежные авиакомпании. Как говорится, ложка дегтя портит бочку меда. Основной источник шума — пропеллер, или воздушный винт. Первый успешный самолет с винтом разработали и изготовили братья Райт в 1903 году. На протяжении последующих 40 лет, вплоть до появления реактивных двигателей в 50-х годах ХХ века, воздушный винт оставался единственным агрегатом, который создавал тягу самолету. Сегодня пропеллер переживает второе рождение. Это связано как с многократным увеличением воздушных перевозок на самолетах с винтовыми движителями, так и с возросшим

Ночные бабочки одеты в роскошные шубы. Это защита не от холода, а от радаров летучих мышей

«Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

5 мкм

1 см 40 мкм

Proc. R. Soc. Lond. B, 2004, 271, 1577

1 мкм

Бабочка Pieris rapae (а), попросту репница, близкая родственница капустницы, не кажется мастером акустического камуфляжа. Однако приглядимся к устройству ее крыльев. Они, естественно, покрыты чешуйками (б), которые состоят из микропластин (в) с ребрами жесткости. Ребра крепятся колоннами к нижней сплошной пластине (г), а пространство между ним может быть заполнено гранулами (д, е)

интересом к электрической и малой авиации, которая также использует пропеллеры. Тем не менее, несмотря на столь долгую жизнь воздушного винта, его основные конструктивные особенности были и остаются неизменными: удлиненные вращающиеся лопасти, наружные поверхности которых традиционно выполнены цельными и гладкими. Поскольку есть вращающиеся лопасти, они неизбежно производят шум при разрезании воздушного потока. Абсолютным рекордсменом по шуму оказался истребитель-бомбардировщик XF 84 F, созданный в США в 1955 году. Мощность шума от пропеллера этого самолета составляла 135 дБ, и он был слышен в радиусе 40 км от летательного аппарата! Истребитель пользовался дурной репутацией у пилотов, и, в конце концов, из-за шума винтов они категорически отказались его пилотировать. Напомню, что ухо человека воспринимает акустические волны в диапазоне частот от 20 Гц до 20 кГц и чувствительно к мощности звука от 0 до 140 дБ. Причем звук в 130 дБ вызывает боль, а больше — контузию.

Бесшумные крылья Как же снизить шум пропеллера? Над этим инженеры бьются со времен Первой мировой войны. Основная идея — изменить геометрию лопасти пропеллера: увеличить ее длину, придать ей специфическую форму, уменьшить толщину или добиться, чтобы снизились значения концевых скоростей. Видимо, эти ресурсы близки к исчерпанию, а в качестве источника новых идей полезно обратиться к природным находкам. Вот, например, сова. Это большая птица, которая летает практически бесшумно, может незаметно подлететь к жертве и схватить ее. Бесшумным полет совы делает специфическое строение крыльев: на верхней их части перья встопорщены, а на нижней — гладко уложены. Нельзя ли использовать такую идею для снижения шумности самолетов? Именно так поступил Марк Каллендер из университета Среднего Теннесси в 2017 году, старавшийся уменьшить шум беспилотников. В отличие от пилотируемой авиации, беспилотники могут быть очень маленькими и летать низко, буквально между зданий, а также появляться в людных местах. И там шуметь. Сейчас пока нет ограничений на их шумность, однако инженеры уже предвидят, что такие ограничения по мере роста числа беспилотников могут появиться. Поэтому к уменьшению шума от их пропеллеров надо готовиться уже сейчас. Каллендер сделал пропеллер с жесткой бахромой по верхнему краю и провел испытания в аэродинамической трубе. Действительно, уровень шума снижался, но за это пришлось заплатить — при одинаковой скорости вращения винта тяга у экспериментального пропеллера была меньше по сравнению с обычным. Когда пронормировали шумность на тягу, оказалось, что при малой тяге выигрыш огромный: шум снижался на 8 дБ, то есть более 10%, а при высокой, когда винт крутился со скоростью 7000 оборотов в минуту никакого выигрыша

не было, только проигрыш в расходе топлива. Конечно, беспилотник с маломощным двигателем и сам по себе мало шумит, однако, если использовать принцип совы, он станет шуметь еще меньше. А много ли это — 8 децибел? Например, обычная человеческая речь по своей громкости отличается от звука печатающей машинки на 10 дБ. Аналогично различаются шепот человека и тиканье настенных часов или громкий галдеж нескольких человек и звук от мотоцикла с глушителем.

Защита ночной красавицы Впрочем, совы — не лидеры среди бесшумно летающих животных. Непревзойденными мастерами акустически скрытного полета оказались насекомые, а именно ночные бабочки. Искусство их бесшумного полета столь высоко и совершенно, что, например, человек не слышит никакого звука от пролетающей рядом с его ухом ночной бабочки. При этом насекомое непрерывно машет крыльями, а сегменты его грудного отдела постоянно вибрируют с большой частотой; по всем правилам от него должен идти звук. Благодаря акустической скрытности полета ночные бабочки получили двойной выигрыш: во-первых, их главные враги, летучие мыши, не слышат летящее чешуекрылое насекомое и не нападают на него. Более того, энтомологи утверждают, что способность к бесшумному полету у ночных бабочек появилась как раз благодаря летучим мышам. Дело было так. Предки современных чешуекрылых изначально, начиная с юрского периода, примерно 200 млн лет назад, вели исключительно ночной образ жизни. Это объясняют тем, что в ночном небе у них не было врагов, поскольку все древние крылатые хищники (стрекозы, мелкие птеродактили) вели дневной образ жизни. Однако 55 млн лет началось царство млекопитающих. И в небе появились опасные ночные хищники — летучие мыши. Рукокрылые безошибочно обнаруживали свою жертву в кромешной тьме при помощи острого слуха, фиксирующего шум, издаваемый летящей жертвой, и эхо — отражение ультразвукового сигнала мыши от ночного летуна. Ситуация для предков бабочек стала критической. В итоге одна часть насекомых этого отряда была вынуждена изменить свой образ жизни с ночного на дневной, и так 40—50 млн лет тому назад возникли дневные бабочки. А другая часть сохранила привычный ночной образ жизни, однако начала совершенствовать и развивать средства борьбы с рукокрылым агрессором. Одним из таких средств оказался покров ночных бабочек. Он состоит из миллионов так называемых крыловых отростков — микроволосков и чешуек — размером от 50 до 200 мкм. Крыловые отростки располагаются на теле и крыльях бабочки таким образом, что между ними неизменно имеются микрозазоры, их еще называют «воздушные поры». Представим, что на крыло действует воздушная волна, причем не важно, откуда она взялась: звук ли это, порожденный бабочкой при полете, или радар «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

Proc. R. Soc. Lond. B, 2004, 271, 1577

летучей мыши. При движении волны частицы воздуха в воздушных порах начинают колебаться, тереться друг о друга и о поверхности чешуек. Так их энергия переходит в теплоту, и мощность звуковой волны падает. Чтобы понизить мощность звуковых волн как можно в более широком диапазоне частот и с наибольшей эффективностью, эволюция играла величиной и формой воздушных пор между чешуйками. Результатом стало большое разнообразие длин крыловых отростков и их плотностей расположения на крыльях и теле: чешуйки обильно покрыли ночных бабочек от головы до конца брюшка и теперь эффективно поглощают энергию не только звуковых сигналов летучих мышей, но и звуков, производимых колеблющимся тельцем самой бабочки и ее крыльев, рассекающих воздух. Так чешуйчатый покров стал акустическим камуфляжем насекомого. Впрочем, это касается не только ночных бабочек. У дневных камуфляж похуже, он снимает шум лишь от работы крыльев. Ну да, у дневных насекомоядных нет тех радаров, что используют летучие мыши. Однако у такого камуфляжа нашлись недостатки — крылья, плотно окутанные чешуйчатым покровом, весьма тяжелы, а из-за толстого покрова на теле оно перегревается. Особенно это плохо для дневных бабочек, обитающих в жарком климате. Решение оказалось таким: чешуйка стала пористой. Однослойный покров, состоящий из таких чешуек, легок, не мешает теплообмену и поглощает шум. Надо отметить, что свойство чешуйчатого покрова бабочек эффективно поглощать энергию слышимого звука и ультразвука впервые открыли исследователи из России, и прежде всего мой учитель, кандидат биологических наук О. М. Бочарова-Месснер. Ее научные работы 70-х годов ХХ века легли в основу исследований в этом направлении. Значительно позднее ученые из Великобритании, США и КНР подтвердили свойство чешуйчатого покрова бабочек поглощать энергию локационных сигналов летучих мышей. У бабочки Heliconius melpomene никаких гранул нет: чешуйки со сквозной пористостью

Optics Express, 2012, 20, 8, 8877

Ячейки на крыльях парусника Papilio bromius представляют собой сложную наноструктуру из двух пластин. Верхняя испещрена сквозными отверстиями, а к нижней она крепится невысокими колоннами, которые создают зазор для перетока воздуха

Пористый винт

Когда звуковая волна падает на акустическую обшивку с полой областью, воздух перетекает через поры между областями с разным давлением и громкость звука падает

Рассмотрим два примера пористых чешуек. У парусника Papilio bromius крыловой отросток состоит из двух микропластин. Верхняя пластина пористая, она и контактирует с воздухом. Ее пористость составляет 70%, а диаметр пор около 240 нанометров. Нижняя пластина значительно тоньше верхней, она цельная и прилегает к крылу. Между верхней и нижней пластинами находится воздушный зазор, который образован при помощи невысоких опор. Толщина этой конструкции не превышает 3 микрометров. Как видим, у этой бабочки только одна пористая структура — верхняя микропластина. Другой тип чешуйки у репницы. Она также содержит две микропластины. Верхняя разбита продольными и поперечными ребрами на прямоугольные клетки. Нижняя пластина идентична таковой у парусника. В воздушном зазоре между микропластинами расположены микрогранулы. Так что у этой чешуйки две пористые структуры — верхняя микропластина с крупными порами-клетками, ее пористость 40%, и слой из микрогранул с пористостью 30%. При детальном рассмотрении подобных структур диву даешься разнообразию форм пористых чешуек современных бабочек, а также архитектурному изяществу и конструктивной сложности каждого крылового отростка в отдельности. Столь сложное строение пористой чешуйки объясняется множеством ее функций: помимо поглощения звука она еще увеличивает подъемную силу крыла, уменьшает его вибрацию, придает окраску крылу, участвует в терморегулировании тела, защищает крыло от облучения ультрафиолетовыми лучами. Кроме того, покров спасает от ловчих сетей пауков: бабочка прилипает к ним не поверхностью крыльев, а чешуйками, которые легко отделяются, давая возможность насекомому улететь из опасного места. Так что бабочки при помощи чешуек успешно применяют законы аэродинамики, термодинамики, оптики и акустики.

Если чешуйчатый покров уменьшает шум бабочки в полете, то возникает вполне обоснованное предположение, что он также сможет уменьшать шум работающего воздушного винта. Чтобы проверить эту гипотезу, мы изготовили и исследовали в аэродинамической трубе в акустической камере три совершенно одинаковых по форме воздушных винта, но с разными обшивками. Поверхность первой обшивки была сплошной и гладкой — как у современных пропеллеров. Обшивка второго и третьего пропеллеров была пористой: у одного — как у парусника, только размеры пор были в 400 раз больше, а у другого — как у репницы, но в 800 раз больше. Для удобства назовем обшивку второго винта — «акустическая обшивка с полой областью», а обшивку третьего винта — «акустическая обшивка с пористым наполнителем». Результаты исследований показали, что пропеллер с акустической обшивкой, имеющей полую область, создает шум на 1,5 % меньше по сравнению с таким же пропеллером, но с цельной обшивкой. А пропеллер с акустической обшивкой с пористым наполнителем генерирует шум на 4% меньше по сравнению с традиционным. Это очень хороший результат, особенно с учетом того, что проведены лишь первые опыты. А согласно требованиям ICAO, в ближайшее время необходимо снижать шум на 10 дБ, это соответствует в среднем 10% от нынешнего уровня шума самолетов. Как акустическая обшивка с пористым наполнителем поглощает звук? Звуковая волна проникает в открытые поры, колеблющиеся частицы воздуха в этих порах трутся о гранулы, в результате неизбежно выделяется тепло с потерей звуковой энергии. В акустической обшивке с полой областью механизм несколько иной. При прохождении звуковой волны по поверхности вращающегося пропеллера возникают зоны повышенного и пониженного давления. Чем меньше разница давлений между этими областями, тем звук слабее, и наоборот — чем больше разница давлений, тем звук мощнее. Обе зоны звуковой волны связаны между собой при помощи пор внешней пластины и воздушной полости, которая позволяет перетекать воздуху в воздушной полости из области с высоким давлением в область с низким давлением, тем самым уменьшая перепад давлений между ними. Как видно, прием, почерпнутый при изучении бесшумного полета бабочки, вполне работает при создании новой авиационной техники. Пока мы это показали, используя лишь два типа структур акустической обшивки. Дальнейшие работы непременно приведут к появлению более тихого пропеллера. Однако беззвучный самолет возможен лишь при комплексном подходе. Ведь акустическую обшивку можно наносить не только на пропеллеры, но и на поверхности крыльев, двигателей и фюзеляжа. В таком малошумном самолете будет приятно и безопасно летать, а обитатели поселков вблизи аэродромов избавятся от раздражающего рева воздушных кораблей. «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

РЕЗУЛЬТАТЫ: АЛГОРИТМЫ И РОБОТЫ

Мягкий робот

ол инство л дей прив кло думат , то робот — то лектромехани еские устройства, управл ем е комп терами. Однако су еству т и менее распространенн е конструк ии на прин ипиал но иной лементной базе. Например, пневмати еские, у котор х даже мозги состо т из воздуха, вернее, из набора возду н х клапанов, котор е служат управл ими логи ескими лементами. Недорогие в производстве м гкие робот могут показат с прост ми детскими игру ками. Они безопасн и не поврежда т окружа ие предмет . Такие робот необходим в тех редких слу а х, когда нел з испол зоват лектри ество, к примеру при авари х

на ахтах с взр воопасн м метаном. Элемент пневмати еских роботов можно испол зоват и в класси еской робототехнике, да и самими м гкими роботами иногда управл ет лектроника. Разработка таких перспективн х устройств тол ко на инаетс . Недавно в веду ем американском журнале по вилас стат инженеров Калифорнийского университета в Сан-Диего, создав их под руководством профессора Майкла Толли перв й прототип м гкого робота, способного ходит на ет рех ногах. Дл передвижени , огибани преп тствий и разворота ему нужен тол ко воздух, подаваем й под давлением по тонкому гибкому лангу. Мозг робота — то система пневмати еских трубок и дес тка м гких клапанов, соединенн х в замкнут е епи. Разработ ики внедрили реф-

лекторн е прин ип организа ии движени , котор е испол зует нервна система млекопита их. При аге и беге их нейронн е епи ритми ески в да т повтор иес последовател ности сигналов. Аналоги но система ос иллиру их клапанн х епей робота контролирует пор док пода и сжатого воздуха к его ногам, в резул тате его и происходит их согласованное переме ение. Кажда нога прикреплена к тулови у под углом 45° и представл ет собой жгут из трех гофрированн х трубок. Когда пневмомозг пов ает давление в одной из трубок, вс нога равномерно изгибаетс в сторону двух других. Если робот коснулс ногой какого-то об екта, в ней измен етс давление. Система то увствует и корректирует направление движени . Также у него ест

механи еский дат ик — в несенна вперед трубо ка с жидкост . При контакте, например, со стенкой в ней увели иваетс давление жидкости, и робот дает задний ход. Вне не его движени напомина т переме ени ерепахи: она тоже, казалос б , бестолково т етс в стенку, прежде ем развернут с . У ен м вперв е удалос заставит м гкого робота ходит самосто тел но, то ест без вне ней управл ей систем . Это ре а ий аг к полност автономн м и о ен легким пневмати еским конструк и м. Профессор Толли за вил, то хот разработка представл ет собой прин ипиал но нову и саму просту реализа и кон еп ии возду ной нервной систем , однако ее прин ип позвол т создат намного более сложн й искусственн й мозг. В буду ем исследователи наде тс нау ит робота передвигат с по пересе енной местности и преодолеват преп тстви . (Science Robotics 2021, 6, 51)

Яблоки и интеллект

режде ем фрукт и ово и попадут на стол к городскому жител , они проведут немало времени в разли н х хранили ах и упаковке. За то врем на поверхности иногда по вл тс то ки или п тна, может пойти гнил изнутри, б вает, то и вс парти приходит в негодност . Чтоб не спис ват товар, полезно нау ит с предсказ ват пор у. Ре ит ту зада у далеко не просто, поскол ку на ка ество и сохранност вли ет множество факторов. Российские и неме кие исследователи разработали новей ий алгоритм на базе нейронной сети: он может предсказ ват , каким станет ка ество блок после длител ного хранени . Дл обу ени сети старий преподавател Сколтеха Павел Осиненко и его коллеги из Хемни кого техни еского университета три года собирали в одном из неме ких

садов разнообразну информа и об урожа х блок сорта Бр бурн. Она вкл ала в себ погодн е услови , а также спектроскопи еские данн е видимого и ближнего ИКдиапазона о содержании в плодах хлорофилла, анто ианов и других ве еств. Как отдел н й параметр испол зовали ка ество фруктов после хранени . Программа у ит вала тот факт, то покупател предпо итает красив е, крепкие и хруст ие блоки. В 80% слу аев алгоритм успе но прогнозировал, когда свежесобранное блоко потемнеет, на нем пов тс вм тин и какой станет твердост некоторое врем спуст . «Это, несомненно, успе н й резул тат, поскол ку ре идет об автоматизированном ре ении, практи ески не требу ем у асти еловека. Дл доработки алгоритма потребу тс дополнител н е данн е и донастройка, но на на ал ном тапе на резул тат в гл дит многообе а е», — отме ает Осиненко. Он под еркнул, то оп т работ с типи н м садов м хоз йством ЕС показ вает: методику можно будет внедрит без особого труда. Предсказател на сила алгоритма позволит фермерам испол зоват его данн е также дл пов ени урожайности. Автор уже полу или предложени о сотрудни естве от производителей других видов фруктов и даже ово ей. (Computers and Electronics in Agriculture, 2021, 183, 106015)

Оживленные карты

одного фран узского корол б л тайн й зал, в котором сто ли мас табн е макет всех оборонител н х сооружений и крепостей государства. Над их изготовлением долгие год трудилис т с и армейских ветеранов и инвалидов из домов призрени . Тепер макет стали кспози ией одного из музеев и восполн т недостатки истори еских планов крепостей.

Однако и по сей ден не макет , а двумерн е карт оста тс важней им исто ником информа ии об изменени х городской застройки. Карта неполно енна, на ней нет, к примеру, данн х о в соте зданий. Они отсутству т и в комп терн х приложени х дл трехмерного моделировани городов на основе истори еских данн х. Это главна проблема, не позвол а добит с то ности визуализа ии и анализа городского пространства. Группа у ен х из Сколтеха и Исследовател ского фонда Бруно Кесслера (Тренто, Итали ) под руководством Элиз Фарелл представила нову методику, позвол у с помо алгоритмов ма инного обу ени создават серии об емн х моделей зданий на основе истори еских карт. Методика может предсказ ват в соту зданий на основе их геометри еских параметров, данн х о городском районе и строител н х категори х. Она дополн ет известну информа и об изменени х, котор е привели к н не нему облику разли н х городов. Разработанн е алгоритм протестирован на ет рех истори еских картах Тренто (1851, 1887, 1908 и 1936 годов) и Болон и (1884 и 1945 годов), отража их вол и застройки тих городов за последние столети . Исследователи смогли вно восстановит последовател ност изменений, то ест создат своего рода 4D-версии городских ланд афтов. У астник работ , аспирант Сколтеха и Фонда Бруно Кесслера Эмре Оздемир, с итает, то нов е алгоритм , протестированн е на истори еских данн х, будут перспективн дл многих других приложений. Хот автор пока испол зу т ли небол ое исло характерн х признаков, в ближай ее врем они планиру т обоб ит методику дл более ирокого круга зада по восстановлени изменений разли н х рел ефов в услови х недостатка в сотн х данн х. Исследователи наде тс , то их новей ие алгоритм ма инного обу ени позвол т «Хими и жизн », 0 1,

4, www.hij.ru

восполн т нехватку информа ии дл сам х разнообразн х историеских и труднодоступн х ландафтов. (MDPI Applied Sciences 2021, 11, 1445)

Видеокамера измеряет влажность

ОН предсказ вает: если сохран т тепере ние подход к испол зовани вод , то в середине XXI столети ее остру нехватку исп та т многие сел скохоз йственн е регион планет . Один из путей ре ени проблем — создание более ффективной иррига ии. А дл того нужно хоро о контролироват влажност по в . Например, добит с , тоб умна система полива в бирала оптимал ное врем и астоту пода у влаги. Чего можно дости на том пути даже в безводной пуст не, нагл дно показ вает пример сел ского хоз йства Израил и Кувейта. Да и там, где вод много, умн й полив не поме ает — в бор его оптимал н х режимов на основе физиологии растений увели ивает урожаи, кономит нергоресурс и рабо ее врем . Электри еские метод определени влажности по в , примен ем е уже сотн лет, сли ком дороги, они неавтономн и ненадежн . Нескол ко исследователей из Университета Южной Австралии и Багдадского среднего техни еского университета под руководством австралийского профессора Явана Чал предложили де ев й способ дистан ионного и то ного измерени влажности: им понадобилис ли стандартна ифрова видеокамера и алгоритм, построенн й на основе искусственного интеллекта. Алгоритм анализирует вет исследуемой по в , котор й зависит от ее влажности. Зависимост та у каждого типа по в сво , потому дл полу ени исленного резул тата требуетс обу ение ис-

кусственной нейронной сети ветам по в при разли ной осве енности и влажности. Алгоритм полу илс прост м и надежн м. Его можно обу ит анализироват л б е тип по в, а дл ффективной работ не нужно то но в бират в соту расположени камер , услови осве енности и врем суток. Алгоритм позволит организоват контролируему пода у вод везде, где то потребуетс . Сей ас у ен е зан т созданием умной систем полива на его основе. Ее компонент : управл ий микроконтроллер, водн й насос и USB-камера. Систему будет легко мас табироват . Это особенно важно дл на ей стран , где зна ител ну аст растител ной сел хозпродук ии в ра ива т на приусадебн х у астках. (Heliyon, 2021, 7, 1)

Интеллектуальная диагностика

истан ионное об ение с вра ом ерез Интернет становитс все более насу ной проблемой, особенно в пандемийн е времена. Однако при доступном сегодн программном обеспе ении вра за асту не сможет полу ат то н е и независим е от слов па иента данн е о состо нии его здоров , например узнат пул с или астоту д хани . Дл измерени тих двух параметров команда исследователей, патронируема профессором Шветаком Пателем и возглавл ема аспирантом Ваингтонского университета Л Синем разработала нов й способ. Он испол зует видеокамеру смартфона или комп тера. След а за ли ом еловека система в дел ет слаб е периоди еские изменени в отражении света от у астков кожи, св занн е с потоком крови. Об емное исследование профинансировали корпора и «Гугл» и Фонд Мелинд и Билла Гейтс. Дл ффективного применени алгоритма искусственного интеллекта система в бирает на ли ах

области, несу ие максимал ну информа и о пул се и астоте д хани . У разн х л дей ти области разли н — алгоритму приходитс б стро адаптироват с к уникал ной физиологии каждого еловека, а также у ит ват светов е параметр окружа ей его сред . Надежн е резул тат достигнут при ста двад ати видеокадрах в секунду. Профессор Пател отме ает, то система сохран ет приватност , так как запускаетс на комп тере, а не в облаке. Искусственн й интеллект тренировали на исп туем х с подкл енн ми дат иками пул са и астот д хани . Резул тат работ превосход т достижени аналоги н х систем, контролируих много исленн е об ект , движу иес в поле зрени камер . Исп тани в вили и недостатки, св занн е с разн м осве ением ли или маки жем. Кроме того, надежно анализироват темнокожие ли а пока не удаетс . Программа в ложена в откр т й доступ в хранили е программ Github. Ее исп т ва т в разли н х клиниках США. Помимо испол зовани в меди ине ту технологи можно примен т дл б строго дистан ионного в снени основн х показателей мо ионал ного состо ни л дей, как, например, то дела т на детекторе лжи. (34th Conference on Neural Information Processing Systems, Vancouver, Canada, 2020)

В пуск подготовил Александр Гурьянов

ДЭВИД РОБЕРТ ГРАЙМС Неразумна обез на. Почему м верим в дезинформаци , теории заговора и пропаганду Перевод с английского: Александр Анваер

М.: Corpus, 2021

эвид Роберт Граймс — ирландский физик. Его профессиональная деятельность в основном связана с медицинской физикой, в частности, с исследованиями рака. Однако известность Граймсу принесла его борьба с лженаукой: в полемических статьях на страницах «The Irish Times», «The Guardian» и других изданий он разоблачает шарлатанов, которые сулят выздоровление больным людям и выкачивают из них деньги. В «Неразумной обезьяне» автор собрал воедино свои многочисленные аргументы, которые могут пригодиться в спорах с адептами гомеопатии, сторонниками теории «плоской Земли», теми, кто верит, что микроволновки и мобильники убивают мозг, и прочими сторонниками всемирных заговоров.

ДЖЕЙМС ГЛИК Хаос. Создание новой науки Перевод с английского: Михаил Нахмансон, Екатерина Барашкова

М.: Corpus, 2020

ировой бестселлер американского журналиста Джеймса Глика, переведенный более чем на два десятка языков, рассказывает историю возникновения науки о хаосе. Начав со случайного открытия метеоролога Эдварда Лоренца, пытавшегося создать модель долгосрочного прогноза погоды, Глик реконструирует цепочку внезапных озарений и необычных экспериментов, которые привели ученых к осознанию, что существуют еще неизвестные им универсальные законы природы. Глик не только рассказывает историю рождения новой науки, но и размышляет над тем, каким образом происходит научный прогресс и какова в нем роль безумных гениев, занимающихся поисками нестандартных решений вопреки имеющемуся знанию.

ТЕОДОР ГРЭЙ Реакции. Знакомство с миром лементов, молекул и их превращений Перевод с английского: Генрих Эрлих Фотографии Ника Манна

М.: Corpus, 2021

нигой «Реакции. Знакомство с миром элементов, молекул и их превращений» американский популяризатор науки Теодор Грэй и фотограф Ник Манн завершают свою знаменитую иллюстрированную трилогию о химии — поистине магической науке, без которой не постичь нашу Вселенную. Что такое время? Почему движение автомобиля нельзя превратить обратно в бензин? Что на самом деле означает модное словечко «энтропия»? Откуда ученые знают в таких подробностях, что происходит на дальних планетах? Ответов будет много, а вывод всегда один: любите химию. Если она ответит взаимностью, скучать вам в этой жизни больше не доведется.

Книги ЖАННА ЛЕВИН Бл з черн х д р и другие мелодии космоса Перевод с английского под редакцией Инны Безруковой М.: Corpus, 2021

та книга — не только хроника охоты за гравитационными волнами, за аудиозаписью истории Вселенной. Она еще и дань уважения героическому стремлению экспериментаторов к поставленной цели. Жанна Левин поставила перед собой трудную задачу — объяснить читателю, что такое черные дыры (о которых, конечно, все слышали, но не более того!) и гравитационные волны, предсказанные в 1916 году Эйнштейном. Много часов провела она в беседах с учеными, занимавшимися созданием крупнейших интерферометров — приборов, способных уловить звуки далекого космоса. Эта книга помогает нам понять, насколько сложным был путь, который привел к одному из величайших открытий последнего времени — к первой экспериментальной регистрации гравитационных волн наземными лазерными интерферометрами LIGO. Научное сообщество по достоинству оценило этот прорыв: Барри Бэришу, Райнеру Вайссу и Кипу Торну была присуждена Нобелевская премия по физике 2017 года.

ЭРИК КАНДЕЛЬ Расстроенна психика. Что рассказ вает о нас необ чн й мозг Перевод с английского: Заур Мамедьяров

«Ч

М.: Corpus, 2020

ем больше мы будем знать о психических расстройствах, тем меньше будем стигматизировать тех, кто мыслит или действует иначе» (Nature). Все решения и поступки зарождаются в нашем мозгу благодаря работе нейронных сетей. Сбои в ней заставляют нас страдать, но порой дарят способность принимать нестандартные решения и создавать шедевры. В этой книге нобелевский лауреат Эрик Кандель рассматривает психические расстройства через призму «новой биологии психики», плода слияния нейробиологии и когнитивной психологии. Велика ли роль генов в развитии психических расстройств? А роль бессознательного в творчестве и принятии решений? Что общего у болезней, привычно разделяемых на неврологические и психические, и каковы их биологические механизмы?

Подробнее об этих и других книгах читайте на сайте издательства: https://www.corpus.ru/ «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

Портреты

В.А. Острогорская

Отец и сын Шарко — герои своего времени Жан Мартен Шарко и Жан Батист Шарко, отец и сын. Фамилия известная, а чем они знамениты? «Личность этого замечательного ученого произвела на меня глубокое, почти чарующее впечатление не только благодаря любезности и внимательности, с которой он относился ко мне, но и благодаря простоте изложения своих лекций» — так высказался о докторе Жане Мартене Шарко В.М. Бехтерев. Это об отце; а не из-за сына ли эта фамилия есть на географических картах? — и не один раз.

Отец — имя в медицине Первое, что вспоминаем, — душ Шарко. Это массаж сильными струями попеременно горячей и холодной воды.

Процедура повышает тонус мышц, снимает напряжение, улучшает кровообращение. С давних пор ничто лучше не успокаивало пациенток с истерией; он автор метода. В медицине принято называть заболевание, симптом или оригинальный метод лечения именем специалиста, который эту болезнь (симптом, синдром) описал или этот метод лечения предложил. Широта профессиональных интересов Шарко станет понятной, если мы начнем перечислить то, что в медицине носит его имя. Триада Шарко при рассеянном склерозе: нистагм (повторяющееся непроизвольное движение глаз), интенционное дрожание (дрожание конечностей в конце целенаправленного движения) и скандированная речь (больной говорит медленно, раздельно произнося слоги и слова). Есть еще одна триада Шарко — при заболеваниях желчных путей: температура, желтуха, боль. Рассеянный склероз — это совсем не то, что вы подумали, дело не в том, что с возрастом люди становятся рассеянными из-за склероза сосудов головного

Андре Бруйе. «Лекция в клинике Сальпетриер» (1887). Шарко читает лекцию об истерии

мозга. Наиболее часто заболевание наблюдается как раз у молодых женщин. При рассеянном склерозе развиваются структурные изменения во многих (поэтому «рассеянный») участках головного и спинного мозга. Болезнь начинается со слабости в ногах, шаткости походки, головокружений. Неоценимый вклад Шарко в медицину — изучение и описание бокового амиотрофического склероза. Он проявляется снижением мышечной силы, ограничением объема движений, атрофией мышц. Течение болезни во всех случаях прогрессирующее. Известности этого заболевания способствовала судьба Стивена Хокинга, о которой все знают. В США и Канаде эту болезнь называют болезнью Лу Герига — по имени игрока в бейсбол, который был известен необыкновенной выносливостью и особенно сильным ударом; его считали лучшим игроком нью-йоркской команды «Янкиз». Однако с 1938 года темп его игры замедлился, нарушилась координация движений, через год ему пришлось уйти из спорта, а через два года его не стало. Болезнь Шарко — Мари — Тута. Заболевание носит имена врачей, впервые его описавших в 1886 году: французских врачей Жана Мартена Шарко и Пьера Мари, а также англичанина Говарда Тута. Это наследственное заболевание периферической нервной системы с хроническим прогрессирующим течением, при которой развивается слабость мышц кистей рук и стоп, а также их деформация. Кристаллы Шарко-Лейдена обнаруживаются в мокроте больных аллергической бронхиальной астмой. Стопа Шарко — специфическое неинфекционное изменение сустава стопы, вызванное поражением проводящих путей спинного мозга. Собственно, такую стопу Шарко описал первоначально у больных сифилисом, а именно «спинной сухоткой», и доказал, что это не ревматизм, как считалось раньше.

Чем еще обязана ему медицина Болезнь Туретта — периодический тик с вокализацией (непроизвольными звуками). Изучили и первыми описали это заболевание Жан Мартен Шарко со своим учеником Жоржем де ла Туреттом, но и сейчас многие вопросы диагностики и лечения этого заболевания до конца не выяснены. Человек устроен очень сложно! Шарко одним из первых занялся изучением причин кровоизлияний в мозг. Он предположил, что в части случаев причиной могут быть аневризмы сосудов головного мозга — расширения просвета артерии на небольшом участке. Аневризма может разорваться с внутримозговым кровоизлиянием; чтобы это предотвратить, врачи стараются каким-нибудь способом «выключить» аневризму из кровотока. Шарко считал, что различные виды тремора (дрожания) имеют свои особенности и что они — симптомы

разных болезней. Особенно его интересовала болезнь Паркинсона, ее еще называют «дрожательным параличом». Для него характерно дрожание в покое и уменьшение или исчезновение его при движениях. Это медленно прогрессирующее хроническое заболевание, обычно у пожилых, вызвано гибелью нейронов, в результате чего развиваются основные симптомы: мышечная ригидность, гипокинезия (больной может застывать, часами сохраняя неподвижность), тремор и постуральная неустойчивость — больному сложно начать движение, а начав его, трудно остановиться. Шарко, разумеется, не знал природу заболевания. Лишь в 2000 году шведский фармаколог Арвид Карлссон получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за доказательства роли дофамина в развитии этого недуга. А назвать его болезнью Паркинсона в честь британского врача и автора «Эссе о дрожательном параличе» Джеймса Паркинсона, чей труд не был должным образом оценен при жизни, предложил именно Шарко. Изучение и лечение истерии — вот что было оценено уже современниками Шарко, прославило и сделало его знаменитым во всем мире. Издавна считалось, что это исключительно женская болезнь. Шарко установил, что истерия — психическое расстройство, возникающее в результате нервных потрясений у людей с особым «истерическим» характером. Чаще наблюдается в молодом возрасте, преимущественно у женщин, хотя заболевают и мужчины. Выражается в многочисленных расстройствах с разнообразными симптомами, напоминающими самые различные болезни, за что Шарко назвал ее «великой симулянткой». Особенность страдающих истерией — стремление любым путем привлечь к себе внимание окружающих и очень большая внушаемость. Истерические припадки возникают, как правило, в чьем-либо присутствии. Больные катаются по полу, бьют руками и ногами, изгибаются дугой, опираясь о пол затылком и пятками («истерическая дуга»). Припадок длится от нескольких минут до нескольких часов (при сочувственном отношении окружающих), может быть прерван внешним воздействием (громкий звук, резкая команда, обливание холодной водой). Нередки явления истерической слепоты, глухоты, потери обоняния, вкуса, различные нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы. Сейчас считается, что к истерии предрасполагает особый склад личности, называемый истерическим расстройством личности. Ему присущи поверхностность суждений, внушаемость и самовнушаемость, неустойчивость настроения и стремление привлечь к себе внимание. Сам диагноз «истерия» считается устаревшим, он разделен на несколько других, со схожими проявлениями. Начиная с 1860 года Жан Мартен Шарко в течение 30 лет руководил кафедрой неврологии медицинского факультета Парижского университета и одновременно заведовал неврологическим отделением больницы Сальпетриер. С конца 1870-х годов Шарко начал изучать гипноз на больных, страдающих истерией. «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

Сальпетриерская школа гипноза (школа Шарко) занималась лечебным применением гипноза, а также изучением его стадий. И это далеко не полное перечисление медицинских проблем, которыми занимался Шарко, делясь при этом своими знаниями, наблюдениями и открытиями с коллегами и многочисленными учениками.

Врач и человек Он родился в Париже 29 ноября 1825 года в семье ремесленников-каретников. Из-за недостатка средств лишь тот из троих сыновей мог получить хорошее образование, кто отличится в начальной школе. Учиться дальше посчастливилось Жану Мартену. Он окончил лицей Кондорсе, а потом медицинский факультет Сорбонны. У него была возможность открыть небольшой частный кабинет, но, побывав однажды в госпитале Сальпетриер, он был потрясен тем, что увидел, и решил, что должен там работать, чтобы изменить положение больных к лучшему. Госпиталь тогда представлял собой бывшую богадельню, переполненную больными разного рода, которые содержались в очень плохих условиях. Шарко начал работать интерном в Сальпетриере. В дальнейшем, после защиты диссертаций на темы поражения суставов при ревматизме и подагре, а позже — по хронической пневмонии, Шарко стал доктором медицины и профессором. В 1862 году он руководил кафедрой в Сорбонне и неврологическим отделением в больнице. В 1866 году Шарко начал читать в Сальпетриере лекции по внутренним, а с 1870 года — по нервным болезням, они пользовались большим успехом. На них съезжались известные врачи и ученые из разных стран.

У него было множество учеников, он был почетным членом нескольких иностранных академий и научных обществ. Шарко дважды посетил Россию (в 1881 и 1891 годах). Его дочь знала русский язык; у него учились и стажировались многие выходцы из России, в их числе В.М. Бехтерев и А.А. Любимов, который в 1984 году написал о Шарко книгу «Профессор Шарко. Научно-биографический этюд». По отзывам современников, Шарко был необыкновенно терпелив и даже ласков с больными, он проявлял к ним необыкновенное участие. Его приемные в госпитале и дома всегда были переполнены желающими получить консультацию. Шарко был разносторонней личностью, человеком широких интересов. Он очень любил и коллекционировал живопись. В его коллекции были произведения Рубенса, Рафаэля, Пуссена, Фрагонара. В соавторстве со своим ассистентом Полем Рише он составил и издал два альбома произведений живописи, относящихся к медицине: «Одержимые демоном в искусстве» и «Уродства и болезни в искусстве». Шарко неплохо рисовал, и некоторые свои лекции и статьи иллюстрировал сам. Он не просто любил музыку и отдыхал от работы, слушая ее, а устраивал еженедельные музыкальные вечера, которые охотно посещали деятели культуры, политики, общественные деятели. Его интересовала психология творчества. Шарко умер 16 августа 1893 году в Морване (Бургундия), куда он поехал с несколькими учениками и друзьями отдохнуть и подлечиться, так как у него участились приступы стенокардии. Похороны прошли тихо и скромно. Согласно его собственной воле, «на его гроб не было возложено ни одного венка, и над его могилой не было произнесено ни одной речи».

«Purquoi Pas?», последнее судно Жана-Батиста Шарко

овладевая сложными навыками управления парусами. В 1901 году он провел ряд океанографических исследований в окрестностях Гебридских, Шетландских и Фарерских островов, в 1902 году получил звание морского офицера и доплыл до Исландии и острова Ян-Майен на своей шхуне «Роз-Мари». Но чтобы продолжить исследования, ему необходимо было обзавестись настоящим судном, способным выдержать суровые испытания в полярных морях.

Его первая Антарктида Сын «За свою жизнь я побывал на многих судах и встречал на палубах многих приятных людей, но ни один из них не мог сравниться с доктором Шарко: друг, наставник и советчик для ученых и офицеров, доброжелательный начальник для команды, которая с удовольствием ему повиновалась, человек всегда внимательный к другим, хотя никогда себя не щадивший». Так написал о Жане Батисте Шарко Королевский инспектор Восточной Гренландии, датский полярный исследователь Эйнар Миккельсен. Открываем географическую карту и видим название — остров Шарко. Откуда оно взялось? Так назвал этот остров Жан Батист Шарко (1867–1936), сын уже известного нам врача Жана Мартена Шарко, назвал в честь отца. Сын — тоже врач, а еще — полярный исследователь, офицер, океанограф, спортсмен. Отец не сомневался, что сын, который получил медицинское образование, докторскую степень по теме «Прогрессирующая мышечная дистрофия» и помогал ему в работе, продолжит его дело. Действительно, после своего отца он возглавил одно из отделений госпиталя Сальпетриер. «Но мне было очень тяжко оставаться в той среде, где он был маяком, и следовать по пути, который этот маяк перестал освещать», — признавался Шарко-сын. Он перешел на работу в Институт Пастера, где занялся изучением рака. Отбывая воинскую повинность, служил врачом в полку альпийских стрелков. Позже получил разрешение стажироваться на борту броненосца «Буве». Эта стажировка помогла понять, как сильна у него тяга к морю. Еще в детстве Жан Шарко интересовался кораблями и использовал всякую возможность во время школьных каникул, чтобы научиться управлять судном. Однажды он сказал отцу: «Папа, я определенно хочу стать моряком» — отец только пожал плечами: «Что за ребячество, ты будешь врачом». Жан Батист много занимался боксом и фехтованием, успешно играл в регби, и его команда несколько раз побеждала в чемпионатах Франции. Кроме того, он увлекался парусным спортом, в 1900 году завоевал на Олимпийских играх две серебряные медали. Он был состоятельным человеком, в основном благодаря отцу, и приобретал яхты все больших размеров, постепенно

В 1903 году Шарко возглавил французскую антарктическую экспедицию на трехмачтовой шхуне «Француз», построенной в 1902 году. Первоначально шхуна была предназначена для экспедиции в Арктику, на Новую Землю. На это были рассчитаны ее мощный корпус из дуба, окованный бронзой форштевень, имевший скошенную форму, прочная корма. Вспомогательная паровая машина была, к сожалению, всего на 125 лошадиных сил. На более мощный двигатель у Шарко не хватило денег. Он хотел заняться исследованием Северного Ледовитого океана, собирался дойти до архипелага Новая Земля и попытаться обогнуть его летом 1903 года. Однако вмешалась история. В 1901–1903 годах сразу несколько стран направили свои экспедиции в Антарктиду. Правительственные, деловые и научные круги Франции забеспокоились — как бы не отстать; вообще, к этим плаваниям было привлечено внимание всего мира. Тем более что мировую общественность волновала судьба экспедиции Отто Норденшельда. Геолог, географ и этнограф, профессор университета в Гетеборге, он совершил несколько геолого-минералогических экспедиций, в том числе на Аляску. В 1901 году он вместе с капитаном Карлом Ларсеном возглавил шведскую антарктическую экспедицию. Норденшельду с пятью спутниками пришлось зазимовать на острове Сноу-Хилл, так как его экспедиционное судно «Антарктик» было затерто льдами и затонуло. Участников экспедиции спас проходивший поблизости аргентинский корвет «Уругвай» и в декабре 1903 года доставил в Буэнос-Айрес. Но до этого момента экспедиция считалась пропавшей. Шарко решил изменить планы и отправиться не в Арктику, а на поиски и спасение Норденшельда и его спутников. Ему не хватало средств; пришлось продать картину Фрагонара из коллекции отца и искать материальной поддержки в научных и правительственных кругах. Материальную помощь Шарко неожиданно оказал директор парижской газеты «Матэн», выделив экспедиции 150 000 франков. Осенью 1903 года на своем судне с экипажем из 19 человек Шарко отправился в Южное полушарие. Несмотря на то что Норденшельда уже спасли, французы решили продолжить запланированное антарктическое путешествие. По дороге, на Огненной Земле, путешественники купили разборный домик для зимовки. «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

Наконец, 1 февраля 1904 года судно вошло в антарктические воды в районе Южных Шетландских островов. Там они попали в южный полярный шторм, но им удалось найти приют в тихой бухте Уондел на одноименном острове, в западной части Земли Грейама. Здесь команда Шарко построила на берегу дом и склад и благополучно перезимовала. Ездовые собаки, которые никогда не видели пингвинов, не спросив разрешения, набросились на птиц и пополнили запас провианта. Весной участники экспедиции с удовольствием ели яйца пингвинов. Будучи по натуре добрым человеком, Шарко испытывал угрызения совести по поводу сбора яиц. Он убедил матросов, в свою очередь, отплатить добром доверчивым птицам. Матросы собрали камни и сложили из них удобные гнезда для пингвинов, на которые у птиц ушло бы несколько дней труда. Как мы видим, некоторые свойства личности передаются от отца к сыну. Во время зимовки Шарко, который взял в экспедицию волшебный фонарь, развлекал своих спутников сеансами «кино», устраивал концерты и читал лекции на организованных им вечерних курсах. Весной французы покинули бухту Уондела и направились дальше на юг. Однако судно напоролось на подводную часть айсберга, которая пробила обшивку. Откачивание воды из трюма и ремонтные работы позволили дойти своим ходом до аргентинского порта Пуэрто-Мадрин, где выяснилось, что экспедицию уже считали пропавшей без вести. Поврежденное судно не могло пересечь Атлантический океан, и его выкупила Аргентина для снабжения антарктических портов и отдаленных метеостанций. Через год после отплытия Шарко была организована спасательная экспедиция, которая обследовала ЮжноШетландские острова и вернулась обратно ни с чем, объявив, что, вероятно, все члены экспедиции и сам Шарко погибли (вот какие проблемы возникали из-за отсутствия спутниковых телефонов!). Однако все они были живы и даже здоровы, из Аргентины они отправились сначала в Танжер, из Танжера – в Тулон, из Тулона – в Париж. В Париже их торжественно встречали члены правительства и группа ученых. В общей сложности экспедиция продлилась около двух лет, Шарко исследовал и описал около 1000 километров береговой линии в районе островов Палмер и Биско возле Антарктического полуострова (помимо прочего, он дал название морю Беллинсгаузена и Земле Лубе) и привез 75 ящиков материалов и экспонатов для парижского Музея естественной истории.

Вторая антарктическая экспедиция Шарко В 1907 году Шарко начал планировать новую антарктическую экспедицию. Для этого на верфи в Сен-Мало он заказал постройку нового судна. Теперь это был трехмачтовый барк «Пуркуа Па?» («Почему бы нет?»). Не кажется ли читателям такое название немного странным? «Оно выражает одновременно сомнение и волю. Я всегда сомневаюсь в себе, но стараюсь сделать свое дело как можно лучше», — объяснял сам Шарко.

Судно с тремя лабораториями и богатой библиотекой на борту было предназначено для полярных экспедиций, его специально готовили для плавания в условиях Антарктики. Мачты сделали укороченными, а реи усилили, паровая машина развивала мощность 800 л. с. В 1908–1910 годах Шарко провел вторую антарктическую экспедицию, которая намеревалась проникнуть дальше, в ранее не исследованную восточную часть квадранта Росса. Направившись вдоль берега Земли Грейама, Шарко произвел съемку всех близлежащих островов. Он убедился, что к югу от весьма значительного по размеру острова Аделаиды находится обширный залив, далеко вдающийся в глубь Антарктиды, и назвал его заливом Маргариты. Открытая Шарко в первой экспедиции Земля Лубе оказалась частью берега этого залива. Ее продолжение Шарко назвал берегом Фальера. Таким образом, впервые было нанесено на карту свыше 200 км береговой линии. На другом берегу залива Шарко картографировал значительную часть побережья Земли Александра I. На зимовку члены экспедиции стали у острова Петермана. Отсюда в начале зимы Шарко с товарищами совершил несколько походов по ледникам, пока непогода не лишила их возможности выходить за пределы лагеря. В ноябре судну удалось добраться до острова Обмана и у китобоев пополнить снаряжение и запасы еды. Затем Шарко вновь отправился к югу, по дороге обследовав все южные берега Южно-Шетландских островов. Экспедиции удалось, несмотря на обилие льдов и чрезвычайно сложную погодную обстановку, проникнуть южнее, чем в первый раз. Здесь были открыты новые участки суши, в честь отца полярного исследователя названа бухта Шарко. Затем тяжелые льды вынудили их прекратить продвижение на юг. Шарко направил судно на запад, мимо Земли Александра I и острова Петра I. Он подтвердил, что этот остров, открытый Беллинсгаузеном, действительно находится на том месте, где его видел русский исследователь. В существовании острова Петра I были сомнения, так как в тумане его не всегда удавалось увидеть. Пролив между Землей Грайама и Землей Александра I Шарко назвал в честь русского ученого-океанографа Ю.М. Шокальского. «Пуркуа Па?» продолжал свой путь открытым морем, но вынужден был повернуть к Южной Америке, когда истощился запас угля. Вторая антарктическая экспедиция Шарко оказалась не менее удачной, чем первая, с Земли Лубе и Земли Грейама экспедиция привезла множество геологических образцов. Не обошлось без серьезных повреждений корпуса, но, несмотря на тяжелую работу и крайнее утомление, экспедиция Шарко вернулась домой в полном составе. После экспедиции в 1911 году «Пуркуа Па?» был передан Высшей практической школе. Судно стало плавучей лабораторией, а Шарко — директором этой школы. В 1912–1913 годах Управление торгового флота стало использовать «Пуркуа Па?» в качестве учебного судна. Во время Первой мировой войны судно было стационарной базой училища вахтенных начальников в Лорьяне.

Обелиск в память о Жане Батисте Шарко. Иллоккортоормиут, Гренландия

Последние плавания Первая мировая война для Жана Батиста Шарко началась с мобилизации и работы врачом в морском госпитале в Шербуре. Он добился перевода в боевые части, и в конце концов его назначили командиром трех, построенных по его планам, кораблей — охотников за подводными лодками. До окончания войны Шарко успешно занимался противолодочной обороной у берегов Бретани и Нормандии. За это он был награжден боевыми орденами Франции и Великобритании. После войны военно-морской флот повысил его в чине, сразу минуя несколько воинских званий. В пятьдесят шесть лет Жан Батист Шарко стал капитаном второго ранга. После войны, в 1918–1925 годах, Шарко занимался литологическими исследованиями в европейских морях и прилегающих районах Атлантики, затем изучал восточное побережье Гренландии. В 1925 году Шарко на своем судне участвовал в поисках Руаля Амундсена, который вместе с полярным летчиком Рисер-Ларсеном пытался на гидросамолете достичь Северного полюса. Принимал он участие и в поисках Амундсена в 1928 году, когда великий полярный исследователь на самолете «Латам» вылетел на помощь терпящей бедствие итальянской экспедиции Нобиле, чей дирижабль «Италия» потерпел аварию в Арктике. Жан Батист Шарко вел огромную научную работу, публикуя ее результаты в Гидрографических сборниках Морской гидрографической службы. Он руководил исследованиями созданной им Морской лаборатории высших знаний. Кроме специальных научных трудов он опубликовал получившие широкую известность отчеты об экспедиции 1903–1905 годов («Вокруг южного полюса», 1912),

о путешествии на корабле «Пуркуа Па?» (1919) и книгу о Христофоре Колумбе и его путешествиях. В 1934–1936 годах он работал в Гренландии. Ее восточное побережье интересовало ученых Дании, Норвегии и Франции с геологической и физико-географической точек зрения. Там располагались метеорологические полярные станции, туда отправлялись ученые этнографы, изучавшие жизнь и язык эскимосов. Сам Шарко тоже проводил гидрографические научные исследования, несмотря на сложную ледовую обстановку. И на судне, и потом, в парижском доме Шарко, в рабочем кабинете Шарко-отца, где висел портрет знаменитого невролога, собирались представители научной и морской элиты разных стран. В июле 1934 года «Пуркуа Па?», ежегодно заходивший в гренландские воды, перевез из Франции в Гренландию группу молодых ученых под руководством Поля Эмиля Виктора. В августе 1935 года он доставил группу обратно в Европу. В июле 1936 года эти же ученые снова отправились в Гренландию, и на борту «Пуркуа Па?» должны были вернуться. Судно вышло из исландского порта Рейкьявик, где до этого пришлось в течение двух недель ремонтировать котел, в Копенгаген. К вечеру поднялась буря, и капитан Конья (Шарко уже не мог быть капитаном по возрасту) решил повернуть обратно к Рейкьявику. Ночью буря усилилась, и судно напоролось на подводные камни фьорда Борга. Вода проникла в машинное отделение, что привело к взрыву, вероятно, недостаточно хорошо отремонтированного котла. Судно тотчас же пошло ко дну. Чудом спасся только один человек. Так погибли Жан Батист Шарко и его корабль, на котором он столько лет совершал полярные плавания. В 1952 году был открыт памятник Шарко в Рейкьявике. Его именем названы пролив и гора в архипелаге Кергелен, а в честь его судна получили название мыс «Пуркуа Па?» в Антарктике и остров там же. В 1931 году Шарко на своем корабле привез в Гренландию группу специалистов, которые должны были устроить там полярную станцию с обсерваторией. Шарко пишет: «Все хорошо потрудились, и мы могли тогда же двинуться в обратный путь, но трехлетний ребенок радиста уже три дня лежал в жару (39,9). Бедные мама и папа цеплялись за мои медицинские познания; и я, право же, не мог покинуть их. С согласия моих товарищей, я решил не оставлять их в столь тревожном положении. Благодаря моему строго научному и энергическому лечению (вы ведь знаете, как я ценю терапию), к вечеру 10-го жар спал, 11-го температура снизилась до нормальной, и мы вышли в море, провожаемые благословениями, пожеланиями и криками “ура!”». Может быть, Жан Батист Шарко прожил жизнь не совсем так, как хотелось бы его знаменитому отцу. Но в то же время он исполнил его волю, ведь врач всегда останется врачом, даже если он известный полярный мореплаватель. Врач — профессия героическая и требует соответствующего поведения при любых обстоятельствах, будь то переполненный пациентами госпиталь, пандемия, война или арктический шторм. «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

Проблемы и методы науки

Кандидат биологических наук

Н.Л. Резник

Съесть ядовитое Яд — универсальное средство нападения и защиты. К счастью, есть возможность избежать отравления. Однако это удается немногим, а животных, полностью невосприимчивых к ядам, не существует. Слишком высокую цену приходится платить за эту невосприимчивость.

Укусит, укусит Ядовитая змея — лакомый кусочек. Кожа у нее тонкая, кости хрупкие, а сама рептилия обычно толстая и движется относительно медленно. Загрызть ее по силам даже ежу. Одна беда — змеи кусаются. Впрочем, любителей полакомиться

ядовитыми змеями это не останавливает. Почему, спрашивается? Что они могут противопоставить змеиному укусу? Лучше всего, хотя далеко не полностью, этот вопрос исследован на млекопитающих. Трудно увидеть, как млекопитающее ест змею: такие хищники часто ведут ночной образ жизни, а с добычей расправляются, укрывшись в траве. Рацион животных приходится исследовать, копаясь в содержимом их желудка и кишечника и фекалиях. Пережеванные позвонки, ребра и чешую змей в желудках и помете идентифицировать трудно. Тем не менее исследователи с уверенностью включают в число змееедов (офиофагов) около полусотни видов из 14 семейств: сумчатые куницы и опоссумы, мангусты и скунсы, псовые, куньи, енотовые, виверровые и кошачьи, в том числе домашний кот, дикая свинья и ошейниковый пекари, западный долгопят (это примат) и даже восточноамериканский крот Scalopus aquaticus. Некоторые из них перекусывают змеями от случая к случаю, другие питаются ими регулярно. Ареалы офиофагов покрывают большую часть регионов, где встречаются ядовитые змеи, за исключением Австралии — там млекопитающие едят ядовитых змей крайне редко или не попадаются за этим занятием. Внешних признаков, которые позволили бы распознать в млекопитающем офиофага, нет. Ни один из них не питается исключительно змеями: это всеядные животные или неспециализированные хищники. Их масса колеблется от 75 г у восточноамериканского крота до 12 кг у медоеда. Некоторые активны днем, другие ночью или охотятся короткими периодами в течение суток. Кто-то лазает по деревьям, хотя строго древесных видов среди них нет,

кто-то живет в норах, однако по-настоящему роющее животное одно — крот. У змееедов короткие лапы и достаточно примитивный зубной ряд с почти одинаковыми резцами, хорошо развитыми клыками и без больших межзубных промежутков. Пищеварительный тракт офиофагов тоже ничем не примечателен. Одно их роднит — способность противостоять змеиным укусам. Считается, что некоторых млекопитающих защищают от укусов физические приспособления: свиней, например, толстая кожа и плотный слой подкожного жира, а ежа — колючки. Однако эксперименты это объяснение не подтверждают, и никакая кожа свинью не спасет. Безусловно, животным помогает умелое поведение, «у кобры — укус, у мангуста — прыжок». Американский герпетолог Генри Фитч подробно описал, как на змей охотится восточноамериканский крот. Он пожирает медноголовых щитомордников. Взрослая змея длиной 50—100 см ему, конечно, не по зубам, а рептилии первого года жизни в самый раз. Исследователь неоднократно находил кротовые ходы под плоскими камнями, которые могут служить убежищем юным змеям, и предположил, что крот их ест. Свою догадку Фитч проверил экспериментально. Он держал кротов в неволе и дважды подсаживал к ним щитомордников нескольких месяцев от роду. Змееныши прятались под камни, а крот очень быстро определял, где они находятся, подкапывался под них и утаскивал под землю, даже не вылезая на поверхность. Казалось, что

застигнутые врасплох щитомордники просто не могли развернуться в узком туннеле, пока крот их не обездвижит и не съест. Когда в террариум посадили змею второго года жизни, крот и к ней прокопался, однако каким-то образом почувствовал, что добыча для него слишком велика (змеи он не касался) и в панике ретировался. Этого щитомордника оставили в террариуме на несколько дней, но ни один крот больше на него не нападал. Генри Фитч работал в середине прошлого века, когда для экспериментов с животными еще не требовалось согласие этического комитета. Правильное обращение со змеей, безусловно, великая вещь, но млекопитающих-офиофагов спасает устойчивость к ядам. Обычно ее исследуют не в естественных условиях, а в лаборатории. Животным вводят разные дозы змеиного яда, а также анализируют биохимические изменения, произошедшие в выдержанной с ядом сыворотке. Иногда такую сыворотку вводят мышам и определяют мышиную смертность: если грызуны выживают, это значит, что сыворотка нейтрализует яд. У змеиного яда сложный состав, он содержит 30—40 токсинов, относящихся к 8—12 белковым семействам. У представителей семейства гадюковых Viperidae, в которое

Африканский медоед Mellivora capensis — агрессивный хищник. Его рацион на четверть состоит из ядовитых змей, которых он поедает вместе с головой

и ия и

www.hij.ru

Восточноамериканский крот Scalopus aquaticus затаскивает змей под землю

входят многочисленные гадюки, щитомордники, куфии и гремучии змеи, яды преимущественно геморрагические, они содержат множество разных протеаз — ферментов, которые расщепляют белки, ответственные за целостность сосудов и свертываемость крови. Есть среди них токсины, понижающие давление. Укушенный погибает от системного кровотечения и сердечно-сосудистого коллапаса. В состав яда входят и ферменты, которые разрушают мышечные ткани — на месте укуса развивается некроз. В ядах змей семейства аспидовых Elapidae (аспиды, кобры, мамба, коралловые змеи) преобладают нейротоксины и кардиотоксины, блокирующие передачу нервного импульса. Нейротоксинами травят свою жертву и некоторые ужи из семейства ужеобразных Colubridae. Их яд обездвиживает жертву и для людей может быть смертелен. Ядовитых ужей называют ложными ужами. Ядовитые зубы этих змей находятся не впереди, а сзади верхней челюсти. Основной компонент яда ложных ужей и аспидовых — α-нейротоксин, который связывает никотиновый ацетилхолиновый рецептор α-1 (nAChR) в нервно-мышечном соединении, вызывая паралич и удушье. К какому бы классу ни относился яд конкретной змеи, геморрагическому или нейротоксическому, его эффект

обусловлен согласованным действием многих токсинов, каждый из которых действует на определенную молекулу. Чтобы обрести устойчивость к яду, все эти токсины нужно обезвредить, поэтому биохимическая защита офиофагов столь же сложна, как и сами яды. В крови змееедов есть белки, которые связывают токсины и нейтрализуют их. Один из таких белков впервые обнаружили в крови виргинского опоссума и назвали оприном (опоссумный протеазный ингибитор). Этот небольшой белок подавляет активность нескольких металлопротеиназ техасского гремучника Crotalus atrox: одна молекула оприна связывается с одной молекулой фермента и образует неактивный белковый комплекс. Это не единственный сывороточный ингибитор; в крови опоссумов, мангустов, ежей и других офиофагов находят белки, сходные по последовательности с оприном, большинство из них ингибируют змеиные металлопротеиназы, но некоторые подавляют активность других ферментов яда. Сывороточные ингибиторы не могут нейтрализовать все токсины, поэтому у офиофагов существует и вторая линия обороны. У них слегка изменены последовательности собственных белков, на которые обычно действуют токсины. В их числе факторы свертывания крови, ферменты, защищающие ткани от разрушения, или белки синаптической мембраны. Эти изменения затрудняют взаимодействие с токсином и заметно ослабляют его действие. Так, нейротоксины палестинской и южноамериканской гадюк не могут

связаться с синаптической мембраной египетского мангуста. К нейротоксинам устойчивы ежи, мангусты, медоеды, свиньи, ядовитые змеи, которые могут случайно себя укусить, и неядовитые, которые охотно питаются ядовитыми. В их числе представители семейства ужеобразных: муссурана Clelia clelia и королевские змеи рода Lampropeltis. Некоторые офиофаги устойчивы не только к змеиным токсинам, что позволяет им поедать и других ядовитых животных. Некоторые при случае едят скорпионов. Гризоны Galictis vittata (хищные млекопитающие семейства куньих), некоторые опоссумы, мангусты и ежи безнаказанно питаются токсичными жабами из рода Bufo. В 1977 году специалист Университета Адельфи (США) Эдмунд Броди-младший сообщил, что белобрюхие африканские ежи Atelerix albiventris используют жабьи токсины для усиления собственной механической защиты. Кожа Bufo выделяет горький секрет, вызывающий рвоту и обильное слюноотделение. Такая реакция позволяет животному, неосмотрительно схватившему жабу, одуматься, выплюнуть амфибию и очистить рот от яда. Однако еж, прожевав жабу, облизывает свои шипы отравленной слюной. Броди и несколько его сотрудников в случайном порядке втыкали себе под кожу иглы ежа, смоченные спиртом, обычной слюной и слюной с токсином жабы-аги. На собственной шкуре они прочувствовали, что укол отравленной иголкой вызывает сильное жжение, которое продолжается от нескольких минут до часа. Обычная обслюнявленная игла к такому результату не приводит.

Цена безопасности Невосприимчивость к ядам полезна не только хищникам, которые охотятся на змей, но и животным, которые служат им добычей. Она обнаружена у калифорнийских сусликов, некоторых червяг (это бесхвостые земноводные, внешне напоминающие дождевых червей) и австралийских агамовых ящериц. Среди лягушек устойчивых пока не нашлось. А почему, собственно? Если есть возможность обезвреживать токсины, почему мы позволяем змеям себя травить? Не всякий охотится на змею, но от случайной встречи никто не застрахован.

Однако же устойчивость развилась лишь у тех животных, которые регулярно охотятся на змей или на которых змеи регулярно охотятся, да и то не у всех. И устойчивы они не ко всякому яду вообще, а только к токсинам тех рептилий, с которыми делят территорию, хотя бывают исключения. Опоссумы, жители Нового Света, устойчивы к укусам американских змей, однако яд кобры или африканской шумящей гадюки их убьет. При этом они выдерживают укус восточного щитомордника Gloydius blomhoffii, хотя это змея Старого Света. Животных, абсолютно невосприимчивых ко всем ядам, нет. Причина в том, что эволюционные возможности охотников на змей и их добычи ограниченны. Многие ферменты змеиного яда по структуре весьма схожи с аналогичными ферментами млекопитающих. Очень сложно выборочно инактивировать токсичные белки, не отключив при этом собственные, жизненно важные протеазы. Вторая трудность возникает при изменении последовательности белка-мишени. Изменение должно быть таким, чтобы змеиный токсин не мог с ним связаться, но при этом сам белок — рецептор или фактор свертываемости — не утратил своей основной функции. Решить эту сложнейшую задачу в полной мере не удается, за устойчивость к яду приходится расплачиваться. Примером может служить знакомый нам рецептор nAChR. Это очень важная молекула, и ее последовательность у разных видов консервативна. Одна из мутаций, которая предотвращает связывание рецептора с α-нейротоксином,— N-гликозилирование (присоединение остатка сахара) аминокислоты аспарагина, находящейся в определенной позиции. Вторая возможная мутация — замена пролина на аргинин. Она менее эффективна, чем гликозилирование, и сама по себе не может быть признаком устойчивости; невосприимчивость таких мутантов к ядам проверяют экспериментально. Бородатая агама Pogona vitticeps устойчива

Королевская синалойская змея Lampropeltis triangulum sinaloae с удовольствием поедает гремучих змей. Она окрашена как аспид, но это камуфляж. На самом деле змея неядовита

и ия и

www.hij.ru

Птица-секретарь Sagittarius serpentarius, бродячий ястреб, питается преимущественно змеями, однако не защищена от их яда

Фото CSIRO

к нейротоксину, потому что у нее гликозилирован аспарагин, но при этом она менее подвижна, чем другая агамовая ящерица, Lophognathus gilberti, с пролиновой заменой. Очевидно, изменение последовательности рецептора сказалось на проведении нервного импульса и, приобретя устойчивость к яду, животное потеряло в скорости. Подобные побочные эффекты ограничивают возможности системы детоксикации. По-видимому, невосприимчивость к ядам возникает лишь в тех случаях, когда создаваемые ею преимущества перевешивают неудобства. Возможно, именно поэтому к змеиным ядам неустойчивы птицы – офиофаги. Они и так в состоянии избежать укуса. Они зорки, ловки и умны, у них толстая защитная чешуя на ногах и перья на теле. Кроме того, птицы обычно охотятся из засады, и рептилия не успевает среагировать. И вообще, змеи вовсе не патологически злобные твари, которые кусают все, до чего могут дотянуться. На самом деле они используют яд преимущественно для охоты, а не для защиты от хищников. В случае опасности змеи затаиваются, используют устрашающую окраску, стараются сбежать или напугать, а кусаются при крайней необходимости. И тогда неопытным охотникам приходится плохо. Исследователям случалось находить молодых мертвых краснохвостых сарычей и ястребов рядом со змеиным гнездом или убитой и недоеденной ядовитой змеей. Птицы явно погибли от укуса: у них обнаружили кровоизлияние и гангрену одной конечности. Самим же змеям не приходится разрываться между функциональностью и эффективностью. Белки яда вырабатываются в ядовитой железе и изолированы от других тканей и белков. У них единственная функция — ослабить, обездвижить, убить жертву. Поэтому эволюционные возможности змей в этом отношении шире, чем у офиофагов, и они успешно совершенствуют свои токсины, ничем не жертвуя.

Краденый ген Несмотря на сложности, животные продолжают сражение за ядовитый корм. Противостоят они и растительным токсинам. Чудеса изобретательности в этом нелегком деле демонстрирует табачная белокрылка Bemisia tabaci. Табачная белокрылка — комплекс, состоящий по крайней мере из 30 неотличимых видов. Это крошечные насекомые длиной один-два миллиметра. И взрослая белокрылка, и ее личинки высасывают соки из растений и заражают их вирусами. Жертвами насекомых могут стать более 600 видов. Избавиться от этого вредителя практически невозможно. Всякое растение по мере сил сопротивляется вредителям. Они синтезируют защитные вещества, но не постоянно, а при необходимости. Если, допустим, томат поражают вирусы или бактерии, растение выделяет летучие вещества, с помощью которых сообщает окрестным томатам: «Кругом зараза, приготовьтесь». И они готовятся, вырабатывая антимикробные и антивирусные соединения, в синтезе которых участвует салициловая кислота. Если же на листьях оказалось слишком много травоядных насекомых, растение посылает другой сигнал, и соседи синтезируют вещества, которые защищают их от пожирателей — это путь жасмоновой кислоты. Однако белокрылки способны изменять реакцию растения. Белки их слюны заставляют томаты (исследователи под руководством профессора Университета Невшатель Теда Терлинга работали с томатами) выделять вещества, в том числе β-мирцен и β-кариофиллен, запускающие у соседей салициловый путь защиты от патогенов. При этом синтез жасмоновой кислоты и ее производных постепенно слабеет, что делает растения более восприимчивыми к насекомым, включая белокрылку. Личинок на их листьях не больше, чем на контрольных томатах, но они развиваются быстрее. Другие вредители, в частности гусеницы малой совки, так не умеют. Посаженные на томатные листья, они, как положено, стимулируют путь жасмоновой кислоты. Ученые, однако, не исключают, что белокрылка не обманывает рас-

Фото CSIRO

Взрослая табачная белокрылка и ее личинка.

В клетках кишечника табачной белокрылки фермент BtPMaT1 присоединяет малонильную группу к фенольным глюкозидам, делая эти соединения безопасными для вредителей

BtPMaT1

Фенольные глюкозиды

тения и томаты, синтезируя противовирусные соединения, пытаются защититься не от насекомых, а от переносимых ими патогенов. Это еще предстоит проверить. Обороняясь от вредителей, растение синтезирует фенольные гликозиды — молекулу сахара, соединенную с фенольной молекулой. Фенольные гликозиды влияют на рост, развитие и поведение травоядных насекомых. В борьбе за ресурсы некоторые животные задействуют собственную систему детоксикации, которая связывает токсичные соединения, расщепляет и выводит из организма. Это позволяет им питаться растениями, которые насыщены фенольными гликозидами. Белокрылки тоже обладают системой детоксикации, но она заимствованная. У растений есть фермент фенольная глюкозидмалонилтрансфераза BtPMaT1, с помощью которой они модифицируют и обезвреживают гербициды. В результате переноса гена между растением (каким именно — не установлено) и табачной белокрылкой насекомые встроили последовательность BtPMaT1 в свой геном, и фермент нейтрализует некоторые фенольные глюкозиды — это вид гликозидов, в которых в качестве сахара выступает глюкоза. Более того, фермент может стимулировать растворение и выведение проглоченных фенольных гликозидов. Естественный перенос гена от растения насекомому — случай небывалый, у других членистоногих гена BtPMaT1 нет, нет его даже у близкородственного вида,

Фенольные малонилглюкозиды

тепличной белокрылки Trialeurodes vaporariorum, он встречается только в растениях, грибах и геноме табачной белокрылки. Ген начинает работать уже в яйце, а это значит, что он изначально присутствовал в геноме, а не попал в организм личинок вместе с растительным соком. В клетках личинок и взрослых насекомых фермент тоже действует, особенно он активен в клетках кишечника. BtPMaT1 защищает белокрылку от некоторых фенольных глюкозидов, однако не от всех. Абсолютной защиты не существует, но белокрылке все-таки удалось обернуть против растений их собственное оружие — томаты тоже содержат фенольную глюкозидмалонилтрансферазу. А исследователи теперь размышляют над тем, как использовать ту же стратегию против белокрылки. Ген BtPMaT1можно отключить, скормив вредителям специфическую двухцепочечную РНК dsBtPMaT1. Активность гена после этого снижается вдвое, а у белокрылок, поедающих томатные листья, уменьшается плодовитость и повышается смертность. Если создать томаты, которые синтезируют dsBtPMaT1, белокрылке они придутся не по вкусу. Ударим, так сказать, трансгеном по трансгену. Природа пока не смогла снабдить ни одно животное абсолютной защитой от ядов. Но, быть может, человеку удастся сломать хотя бы одну систему детоксикации пусть даже временно. Потому что там, где есть яды, непременно возникают и противоядия. и ия и

www.hij.ru

Панацейка

Авокадо — масляная груша

Иллюстрация Петра Перевезенцева

С 30

емейство лавровых обширно, разнообразно и ароматно. Листья, кора, смола и древесина разных видов — известные пряности и источник камфоры. Из плодов лавровых иногда отжимают масло, но не едят. Единственный съедобный и коммерчески ценный фрукт семейства — авокадо, по латыни Persea americana. Род Persea насчитывает более 150 видов, из которых 70 произрастают в теплых регионах Америки. Родина авокадо — Мексика и Центральная Америка (см. «Химию и жизнь», 2008, 11). Это вечнозеленое дерево высотой до 20 метров. На каждом дереве распускается до миллиона цветков, собранных в гроздья, причем каждый из них раскрывается дважды. В первое раскрытие, которое длится три-четыре часа, созревают только рыльца. Во второе раскрытие, которое происходит на следующий день, созревает пыльца. Соответственно, каждый цветок попеременно функционирует как женский и как мужской. Этот механизм помогает избежать самоопыления. Цветки авокадо опыляют осы, мухи и пчелы, и лишь один из тысячи даст плод.

Плод авокадо — сочная ягода с одним крупным семенем, которое легко отделяется от мякоти. Часто он грушевидной формы и зеленый, за что получил название аллигаторовой груши. Однако форма, запах, размер и цвет авокадо зависят от сорта, которых известно более 500, и условий произрастания. Зрелые плоды весят от 100 до 600 граммов, они бывают и округлыми, а их кожура — светло-зеленой или красновато-пурпурной, порой настолько темной, что кажется почти черной. Иногда она испещрена крошечными желтыми точками. Сейчас авокадо выращивают по всему миру, в тропиках и субтропиках. Разные сорта выдерживают даже мягкие зимы и прохладное тропическое высокогорье. Авокадо давно оценили не только люди (жители Мексики ели его еще 10 тысяч лет назад), но и многие животные. Те, кто не может влезть на дерево, отыскивают упавшие плоды на земле. За этим занятием замечены даже ягуары. Стараются они не зря. Авокадо сочетает в себе массу полезных свойств. Прежде всего, оно очень питательно. В одном плоде, в зависимости от размеров и сорта, заключено от 140 до 228 ккал (585 — 1000 кДж), значительная часть которых приходится на жиры. Они составляют до 60% мякоти авокадо, существенно больше, чем в других фруктах, недаром ацтеки называли этот плод «ауакатль», что означает «лесное масло». По сравнению с другими растительными маслами авокадо содержит больше мононенасыщенных жирных кислот, в основном олеиновой. Мононенасыщенные жирные кислоты эффективно снижают концентрацию нежелательных липопротеинов низкой плотности в крови и увеличивают концентрацию липопротеинов высокой плотности (хороших). Кроме того, масло богато полярными липидами, которые входят в состав клеточных мембран и участвуют во многих биохимических процессах, и содержит биологически активные соединения: токоферолы, полифенолы и фитостеролы. Фитостеролы мешают всасыванию холестерина в кишечнике и снижают риск ишемической болезни сердца. Предположительно, они предотвращают окислительный стресс и возрастные дегенеративные заболевания. В масле растворены каротиноиды: зеаксантин, альфа- и бета-каротины и лютеин, на который приходится 70% всех каротиноидов. Авокадо — самый лютеинистый фрукт. Каротиноиды защищают кожу от ультрафиолетового излучения, окисления и воспаления. Лютеин и зеаксантин замедляют прогрессирование возрастной дегенерации желтого пятна, катаракты и разрушения хряща. К сожалению, каротиноиды из растительных продуктов плохо усваиваются, если не растворены в жирах, не зря зеленые салаты заправляют маслом и добавляют яйца (жирный продукт). В авокадо жиров более чем достаточно, и в его присутствии отлично всасываются каротиноиды из других овощей и фруктов. Да здравствует авокадо в салатах! Мякоть содержит много пищевых волокон, полезных для здоровья пищеварительной системы. Авокадо предотвращает запоры, улучшая опорожнение кишечника, и нормализует кишечную микрофлору. Углеводы авокадо мало влияют на содержание глюкозы в крови, что важно для больных диабетом. Это несладкий фрукт. Еще одно достоинство авокадо — изобилие калия (более 500 мг на 100 г сырого веса). Калий необходим для

Авокадо в цвету

здоровья сердечно-сосудистой системы, поддержания сердечного ритма и работы мышц. А вот натрия в мякоти мало, что важно для людей, соблюдающих низкосолевую диету. И последний штрих. Авокадо содержит 1—3% белков, это больше, чем в других фруктах. Маслянистый, углеводистый и белковый, этот плод по своим свойствам ближе к овощам. Поскольку авокадо буквально напичкано полезными соединениями, логично ожидать, что оно обладает целебными свойствами. Авокадо как лекарственное растение упоминал еще испанский миссионер Бернардино де Саагун. В 1547—1577 годах он работал над фундаментальным сочинением «Всеобщая история вещей Новой Испании», посвященным, в том числе, Центральноамериканским растениям и ацтекской медицине, для создания которого общался с индейскими лекарями (де Саагун владел языком натуаль). Он писал, что перемолотые косточки авокадо в сочетании с другими ингредиентами используют при перхоти, струпьях, чесотке и язвах, находящихся с внешней стороны ушей. Плоды авокадо противопоказаны кормящим женщинам, потому что вызывают понос и у матерей, и у младенцев. Клинических исследований авокадо очень мало, и это, скорее, сравнительные наблюдения. Например, специалисты Вест-Индского университета на Ямайке сравнили рацион и состав жирных кислот в плазме крови у 209 мужчин с впервые диагностированным раком простаты и 226 здоровых мужчин, посещающих те же урологические клиники. Оказалось, что чем выше содержание олеиновой кислоты в плазме пациентов, тем меньше вероятность рака предстательной железы, а олеиновую кислоту они получали в основном из авокадо. Отсюда исследователи сделали вывод, что употребление авокадо снижает риск рака простаты. Это одно из самых представительных наблюдений, в других подобных работах число участников не «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

Бернардино де Саагун писал: «У них темно-зеленые листья, плод их называется аоакатль, и они черные снаружи, но зеленые и белые внутри. Они размером с сердце»

превышает нескольких десятков. По данным, полученным в разных клиниках, существует обратная зависимость между уровнем каротиноидов в плазме крови и частотой возникновения рака ротовой полости, гортани, глотки и груди. Композицию неомыляемых жирных кислот авокадо и сои во многих странах используют как лекарство или пищевую добавку при остеоартрите. У животных (грызунов и лошадей) это средство снижает воспаление и защищает хрящевую ткань от разрушения. У людей оно иногда смягчает боль, хотя на течение заболевания существенно не влияет. Зато пациенты хорошо переносят лечение, что ценно.

Наличие авокадо в рационе действительно благотворно влияет на здоровье сердечно-сосудистой системы и липидный состав сыворотки крови. Пациенты с ожирением легче переносят ограничение калорий, если в их рацион включают авокадо, что помогает снизить вес. Моносахарид D-маннонгептулоза повышает концентрацию гормона лептина (его недостаток ведет к развитию ожирения) и снижает уровень инсулина. В недавнем исследовании, которое провели специалисты Иллинойсского технологического института, содержание глюкозы и липопротеинов в крови взрослых людей среднего возраста с ожирением стало ближе к норме, когда вместо углеводов они стали есть авокадо. У тех, кто съедал на завтрак половинку авокадо или целый плод (68 или 136 г), содержание глюкозы и инсулина в крови снижалось в течение шести часов. Масло авокадо позволяет больным сахарным диабетом второго типа снижать уровень глюкозы в крови и может заменить лечение (данные получены на 12 женщинах). Тринадцати взрослым здоровым людям, которые обычно придерживались гиперкалорийной и жирной диеты, заменили сливочное масло на масло из мякоти авокадо, при этом они продолжали есть яйца и бекон. Спустя шесть дней содержание в их плазме инсулина, глюкозы, холестерина, липопротеинов низкой плотности, триацилглицеринов и маркера воспаления интерлейкина-6 после еды было ниже, чем в контрольной группе, которая обходилась без авокадо. Исследователи заключили, что масло авокадо противодействует вредному влиянию жирной и гиперкалорийной пищи на здоровье сердечно-сосудистой системы и обмен веществ. Поскольку ежедневное потребление авокадо, по предварительным данным, нормализует липидный и углеводный обмен, снижает давление и подавляет воспаление, его можно использовать в качестве пищевой добавки для лечения различных компонентов метаболического синдрома. Люди переносят авокадо лучше, чем синтетические лекарства, однако его эффективность, нежелательное побочное действие и сочетаемость с другими препаратами еще предстоит оценить, равно как и уточнить механизмы действия. Ежегодно во всем мире собирают более трех миллионов тонн авокадо, причем используют только мякоть. Семена, кожуру и выжимки, которые остаются после производства масла, выбрасывают. Между тем выжимки содержат еще достаточно биологически активных веществ: полифенольных соединений и высокомолекулярных полимеров, таких как проантоцианидины. Экстракты из остатков авокадо в разных странах используют как традиционное лекарство от диабета и повышенного давления, средство для уничтожения гусениц, грибков, микробов и простейших. Семена — источник крахмала, из которого можно получать биоэтанол. Экстракты семян авокадо подавляют рост возбудителей некоторых кишечных бактерий, кандид и криптококков. Кожура содержит антиоксиданты и полезна при диабете. Экстракт листьев снижает давление. Не стоит все это выбрасывать, надо исследовать и использовать.

Н. Ручкина

Радости жизни

С.М. Комаров

ни

ни м

н м

и ь мн и м н ин и я ниями м, з и ь мн з н ния н ь яи и ь ни и ж нн ж я и н н з ь из н н ь и ин ин , ь м ь и и н н , ь жн и, м жн ми ь ни и мя и , , з я м м и ья и яи и н жн ь, и ж нн ни н н н н н и ь н жим, ьз м , мя м ня ь н ь и ж н ь н м н и и жи ния жн и , н м н ин я и , м яж м я я ь з я, и и ж им н , ни м и н и н м я я ь и и , ь м ни м жн и н нь м я и н ин м ь з м ь ь им и и я ь ян и ми и ьями, ям м з н м м и ья я н нн и и ни ин , и ни н и ь я, н , ни мн , из н ин нн н и, и ж ми ь я и ь я ь и з я и я и м н зм ни ь ян и, н ь я н н я ,яин яз ь я и ж ни м и з н , м н ни им н ния м н м зя н ж , им нн нь 201 , я м н ,я н жи ин з н ь н м ж н зн ж ь, , м ж ,и ,

ь, и ь ии з и и н и и, н зн я ни и зм жн н мн м зин ни и з ь , нь жи ,з ь з м ,и из з н нн ,з я н ь 0 н м н н жинн ь жизни и н н ь з м и з и ь ж, н , и , з и м н жи ь жи ин и ь ,н м ян зимни м и м и, жи з ми ж и ь н н н м из н з м и ь из и ь ям ни н и ь, н ни ь и и н н н ь, и н и, з ь ин ж н я нь я н ям м м и ии мни ь из и « ,н н , и н ь ,ин з и н и и ь

и и ни з

ь и

«Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

2 3

вилланской войн в гер огстве Убанском за два мор отс да». Иде состо ла в том, тоб в ра иват авокадо параллел но подоконнику, закру ива его в окружност по периметру гор ка. Не зна , скол морал н м б л такой поступок (см. «Хими и жизн », 2017, 2). С одной сторон , коне но, перевести тропи еское дерево в стлан еву форму — то насилие над ним и даже в какой-то степени надругател ство; полу аетс такое дерево- компра икос. А с другой, то оно само, по вив ис в компостной ку е, попросило убежи е от холода. В той ситуа ии спорит не пристало: лу е уж жит параллел но подоконнику, ем замерзнут перпендикул рно земли. Сгиб произо ел зимой 2019 года, а уже весной авокадо поп талос поборот с с суд бой: сформовало на нижней асти комл по ку. Она б стро превратилас во второй побег. «Ага, — подумал , — все-таки переплести побеги удастс », — и стал из него формироват втору окружност , сгиба навстре у первой. Предполагалос , то, сделав два оборота, дерево повзрослеет. Тогда пу у оба побега по диаметру навстре у друг другу и переведу в ентре окружности в вертикал ное направление. И уже тогда на ну формироват ветки. Суд ба поме ала тому плану: в на але зим 2021 года м б ли в от езде, растение никто не поливал более недели, авокадо засохло и сбросило лист . Но жажда жизни у того кземпл ра оказалас стол велика, то спуст мес он пустил сразу нескол ко побегов. Из них оставил ет ре. Благодар отсутстви лист ев удалос вс ту конструк и сфотографироват (фото 1). Один побег оказалс сам м мо н м (фото 2). Я его согнул по диаметру окружности и сформировал то, то садовод наз ва т « ентрал н й проводник». Остал н е побеги сил но отста т в росте, но не тер надежду переплести их всех в один стволик. Централ н й проводник б стро растет, всё растение в марте покр лос лист ми (фото 3), но летом ему предстоит опера и по удалени верху ки побега, после его должн на ат расти ветки. Если того не удастс добит с , удал его, и тогда дал ней ее развитие обеспе ат три остав ихс побега. За ем ветки? Затем, то мо ел — ветение авокадо. А ветки повл тс на ветках второго-трет его пор дка. Удастс ли их оп лит — не сно. Форум утвержда т, то то невозможно, однако по ему — мнени расход тс . Одни говор т, то авокадо в прин ипе самобесплоден: нужно второе растение. Другие утвержда т: при ина самобесплодности в том, то п л а созревает утром, а пестик готов ее прин т тол ко ве ером, или наоборот. В том слу ае нетрудно п л у заготовит и испол зоват ее в правил ное врем , когда пестик будет готов к оп лени . В л бом слу ае оп т удалс . За три с ли ним года авокадо у мен не уперлос в потолок, а имеет в соту не более п тнад ати сантиметров, в перспективе не прев сит полуметра и сможет спокойно жит на подоконнике и путе ествоват летом за город, тоб набрат с сил на свежем воздухе под не обжига им тропи еским, но заастен ив м солн ем средней ирот .

Neuroscience Michigan Brain Institute Research Office Scan Young

Почему мозг человека больше мозга обезьяны

и я и зьян з и ми ни и н ми н ми яз н нн ями ния н н м з , нь жн м з

зьян,

зни ь зм м и н им н и з и зьяни н н , н ь зм н ин им нн , зн мм з нни н я и ь ьи ини нн иж ни и н изн , жи и ин ми ьн и ния м з н из м и ж нии и и ния н -

жи и н, и зм м з им н и и н н и , я мн м н ни, нн из , и и им нз н и м и нни м и н ьн ии з и ия м з и ия и нни и н н им и ин и м и я я, и м ни я я, м ь з ян н «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

По мере созревани клетки-предшественники замедл т деление, удлин тс и приобрета т конусообразну форму. Учен е заметили, что у горилл и шимпанзе период активного делени длитс примерно п т дней, а у человека — около семи дней. Этой разниц достаточно, чтоб органоид человеческого мозга превзошли по размерам органоид человекообразн х обез н. Чтоб пон т механизм тих различий, учен е сравнили активност генов человеческих органоидов с обез н ими и в вили ген ZEB2. В органоидах мозга горилл он активировалс ран ше, чем в органоидах человека. Когда в клетках-предшественниках горилл отсрочили вкл чение гена ZEB2, они стали медленнее созреват . Така манипул ци с геном позволила получит более крупн е органоид , похожие на человеческие. И наоборот, преждевременное вкл чение гена ZEB2 в клетках-предшественниках человека провоцировало б стр й переход в органоид мен шего размера. Исследователи отмеча т, что органоид − то лиш модел реал ного мозга. Однако их изучение помогает пон т , какие стадии в развитии мозга повли ли на переход от обез н к человеку. (Cell, 24 марта 2021)

Когда появился кислородный фотосинтез?

отосинтез — то преобразование нергии солнечного света в нерги химических св зей органических соединений. Это сам й распространенн й биохимический процесс, котор й может производит кислород, а может и не производит . Кислородн й фотосинтез с грал кл чеву рол в вол ции всего живого. Кислород, в дел щийс в атмосферу в качестве побочного продукта

разложени вод , расходовалс на формирование озонового сло и испол зовалс в д хании. Благодар тому организм смогли в йти на сушу и образоват сложн е многоклеточн е форм . До сих пор не известно, когда и у каких организмов по вилс перв й кислородн й фотосинтез. Считаетс , что он возник у цианобактерий примерно 2,5 миллиарда лет назад. Исследовател ска группа из Имперского колледжа (Лондон, Великобритани ) решила проследит вол ци фотосинтеза, производ щего кислород. С помощ метода молекул рн х часов учен е оценили скорост вол ции кл чев х белков фотосинтеза (белки фотосистем II), расщепл щих воду. Сут того метода в том, что значим е замен аминокислот в белке или нуклеотидов в ДНК происход т более или менее регул рно, по тому они могут б т испол зован дл расчета скорости вол ционного изменени белка или ДНК. В расчетах также учит вали врем по влени различн х групп цианобактерий и наземн х растений, котор е име т разновидности тих белков. Сравнение темпов вол ции белков фотосинтеза и других древних белков (АТФ-синтаз , РНКполимераз , рибосомн х белков) в вило, что у них схожие вол ционн е пути. Это значит, что белки, катализиру щие расщепление вод на кислород и водород, могли б т у сам х перв х форм жизни, котор е возникли более 4 миллиардов лет назад. Затем с помощ метода реконструкции предковой последовател ности in silico учен е воссоздали строение древних фотосинтетических белков. Анализиру их, они пришли к в воду, что первичн й кислородн й фотосинтез б л прост м и низкоффективн м процессом. Дл его усовершенствовани и по влени цианобактерий потребовалос более миллиарда лет. И еще два миллиарда лет ушло на возникновение растений.

Знание закономерностей вол ции фотосинтеза может б т полезно дл конструировани искусственн х фотосинтетических систем, катализиру щих сложн е химические реакции за счет нергии света. (Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics, 2021, 6)

Селен вместо низкометиониновой диеты

величит продолжител ност жизни можно с помощ различн х диет. Наиболее попул рн диет , ограничива щие калории и углевод . Эксперимент на гр зунах показали, что можно продлит им жизн еще одним способом — ограничит потребление продуктов, богат х метионином. Метионин — серосодержаща аминокислота, котора не синтезируетс в нашем организме. Получаем м ее тол ко с пищей. Если ограничит потребление метионина, то нарушитс передача сигнала от белков TOR (target of rapamycin) и инсулиноподобного фактора роста (ИФР-1) к генам, регулиру щим рост, развитие и старение клеток организма. Метионин активирует сигнал н й белок TOR, котор й запускает синтез нов х белков в ущерб утилизации стар х и поврежденн х. В резул тате того в клетке накапливаетс белков й мусор, котор й ускор ет старение. Гормон ИФР-1 регулирует рост клеток и поддерживает нормал н й уровен сахара в крови. Если же блокироват сигнал н й пут ИФР-1, то тогда клеточн й метаболизм сдвинетс от активного роста и делени к восстановлени повреждений. По тому низкометионинова диета замедл ет развитие ожирени , атеросклероза и рака. Проблема в том, что человеку сложно отказат с от м са, куриц , р б , иц, с ра, в котор х так много

м з

и нин и ь

и ь

и н

н из ниния и ии нн з и ия н и и ния ии и н м и ин ь , и и ьм и и н и з м ни ь низм и нин и ни я и ни , ни и и ь н , и н м н м жи н м ниж и ж ни 1 зм и я им н зя и м м , м н зн и н из и им ж ни м жи н ьн я и н м ж ни м м и нин , и низ им ж ни м м и нин , и н м ж ни м м и нин и ин ниями ни н ия и, и н ьн и , з и я и и им и изн и жи ния н ж , и низ м и нин я и ,з и н ния жи ни ня ь, и ия н изи и , н изм и и и м ни м н 1, 21, и н ин , ин , и ьн и ьн м ми м , и ни н ия, зн иьн низи я нь 1и ин , и и н изи и и изм н ния з и низ м и нин я и зн , и н н м изм н ни ни ния м и нин м н и и, ия н н жи ьн ь жизни жж н и , я з , м жи ь н я и я и, и и и н , я з , ь з и м ьн м н и и н и жи ьн ь жизни жж 1 21 ня, и и н н я ь ни з

им н ин ния н м з м ни ь низ м и нин и ям, я им з з ь м, н и я з ь я (eLife, 30 марта 2021) мя з

Жир, устойчивый к голоданию

я з янн м, м я и жи жи я нь н низм ж ни н ии и из и и н ни ьз я и жн ,

ин , ни н ии н жи жи , н н м низм ьи жи и ьн , н и я н и ни, и ни , ж н ж з , м нн и жи н жн из я ь я и ьн жи я ин яз и 4, ниж иьн ь ин ин и и з и и и и , з и н из ни и ним м я м ь и , ни и и и н ь и н н из и н ни и м н, ия и и и ь, ни ия н жи ж ния ни и ин м , ми и з нь н з м и и ни и и ния н я и з н з и, жи

и,

ь и ми и ми, м м я и ним м нь и ь ж ни им н м и м н , мн и н и , н и ,м низм ин жи и , я и

и ,

ниж ни и

жим и ния ин ин и

и ин

и и и и из и и, з и н и жи ни , и и ьн и н и и ни мя , им з , из им и и н н и н ни ж я мин н н ин, мин ни з им н и ими ми жи ни, з ь из ж я жи н и , ж и м я и з ь, з и ьн жи и нии н ь н м нь я, н ж и и я мн ни н и и м , и м я и я и ниж я и н и и жи ж ни и и н ни жи з ми н ь и я и и я н и и и ьим жи м, ж н н изи и жн ния м ж ь и и з ь (Cell Reports, 2021, 9)

и н и и и и н О.В. Космачевская

«Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

Земля и ее обитатели

Ольга Арнольд

Фотографии Андрея Жданова и автора

Оболочники — фантастические подводные твари Они выглядят как подводные растения, однако их ближайшие родственники — позвоночные животные. Они предельно упростили строение своего тела, но жизненный цикл некоторых из них настолько сложен, что в это трудно поверить. А еще они умеют светиться 38

Приросшие к субстрату Помню то погружение, когда я в первый раз хорошенько рассмотрела асцидию. Это было в 2003 году у побережья Бали, рядом с рэком (затонувшим кораблем) Либерти. Нежное, хрупкое на вид, полупрозрачное голубоватое создание, напоминающее маленький чайничек — одно отверстие сверху (ротовое, или входной сифон) и «носик» сбоку (выводной, или клоакальный сифон). И совсем крошечное. Впоследствии я узнала,

Колония светящихся пиросом Колониальные асцидии Didemnum Нефтеис (Nephtheis fascicularis)

что это была голубая асцидия, они не бывают больше трех сантиметров. Конечно, асцидии (Ascidiacea) совсем не хрупкие, и среди них есть просто гигантские. Золотая и пурпурная асцидии вырастают до 20—25 см. Их много, более двух тысяч видов, они обитают во всех морях Мирового океана, но только там, где соленость воды не слишком большая и не слишком маленькая. Эти неподвижные, прикрепленные к субстрату существа часто живут на коралловых рифах, но обычно на них обращают мало внимания — даже несмотря на окраску, порой достаточно броскую, это не слишком приметная деталь подводного пейзажа, не более того. На самом деле это животные отнюдь не примитивные, а совершенно уникальные и фантастические. Я давно хотела о них написать, и все как-то откладывала. Но когда я в первый раз в жизни увидела сальп, ближайших родственников асцидий — это произошло в конце злосчастного «ковидного» 2020 года в мальдивских водах, — поняла, что пора взяться за перо, то есть сесть за компьютер. «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

Асцидия зеленая бочка (Didemnum molle) Ботриллис лабиринт Красный дидемнид и желтая асцидия

Начнем с самого начала. А начало это было очень давно, примерно 542 миллиона лет назад, когда произошел так называемый кембрийский взрыв — одновременное появление множества новых живых существ, бурный расцвет биоразнообразия. С этого момента начинается фанерозой, «время явной жизни». На самом деле жизнь появилась намного раньше, в том числе и многоклеточная, но это были совсем иные, очень странные существа. В эдиакарском райском саду (эдиакарий — последний геологический период перед кембрием) течение плавно покачивало разные листики и мешочки, «стеганые одеяла» и диски. Им некуда было стремиться, хотя некоторые даже ползали; они были фильтраторами или питались цианобактериями, сидя на поверхности бактериальных матов. А потом внезапно практически все они исчезли и возникли совершенно новые формы, в том числе хищники; возможно, именно появление хищников вызвало мощный виток развития живых существ. Новые условия существования породили новую организацию: произошла скелетная революция. Чтобы двигаться, убегать от хищника или догонять жертву, телу нужна опора. Некоторые животные «выбрали» наружный скелет, который не только поддерживает форму тела,

но и обеспечивает защиту — таковы хитиновый панцирь у членистоногих или раковина у моллюсков. А у других появилась хорда — длинный эластичный внутренний тяж вдоль всего тела, осевой скелет. Хорда не просто опора, она позволяет активно двигаться, изгибая тело. У хордовых, кроме спинной струны, которая у наиболее высокоразвитых животных заменяется позвоночником, имеются нервная трубка, расположенная над хордой, жаберные щели, эндостиль, из которого затем развивается щитовидная железа, и хвост. Все позвоночные в ходе развития обязательно повторяют такую стадию строения тела. В типе хордовых выделяют три подтипа: бесчерепные, личиночно-хордовые (иначе оболочники, или туникаты) и позвоночные. В подтипе бесчерепных существует единственный класс, в нем единственный отряд и единственное семейство, в которое входят около тридцати видов ланцетников. В течение всей жизни ланцетники сохраняют основные признаки хордовых: хорду, нервный тяж и жаберные щели. Ланцетник — самое примитивное хордовое; замечательный отечественный эволюционист И.И. Шмальгаузен назвал его «живой упрощенной схемой типичного хордового животного». Большой вклад в изучение бесчерепных и оболочников внес Александр Онуфриевич Ковалевский (1840—1901) — российский биолог, основоположник эволюционной эмбриологии. Асцидии относятся к оболочникам. А.О. Ковалевский обнаружил, что личинка асцидии устроена даже сложнее, чем ланцетник, — ее нервная трубка спереди образует головной пузырь, аналог головного мозга у по-

звоночных. Оболочники (Urochordata) — самые близкие родственники позвоночных, что подтвердилось в 2002 году, когда был полностью расшифрован геном асцидии Ciona intestinalis (а также одного ее близкородственного вида). Он содержит практически полный набор генов, характерный для позвоночных, хотя общее их число значительно меньше. Ciona intestinalis — одиночная асцидия с мягкой оболочкой, распространенная практически во всех морях, она служит модельным видом личиночно-хордовых в эмбриологических и генетических исследованиях. Ее личинки оседают не только на морском дне, но и на днищах кораблей, это один из самых злостных обрастателей. По-английски это создание называется «морской вазой», латинское название гораздо менее романтично, его можно приблизительно перевести как «пирамида из кишок»; такой образ навеяли Карлу Линнею растущие рядом друг с другом полупрозрачные трубочки цион. Да, именно так: в начале своей жизни асцидия похожа на ланцетника, она свободно плавает, как рыбка, а потом превращается в диковинное кишкообразное «растение». До работ А.О. Ковалевского взрослых асцидий относили к моллюскам — таков был вердикт самого Линнея, а их личинок принимали за отдельные виды. У личинки есть не только хорда и нервная трубка, но даже глазок и статоцист — орган равновесия. Но личиночная стадия продолжается недолго, всего несколько часов. Личинка даже не питается; когда она особыми выростами-сосочками прикрепляется к субстрату, с ней происходит метаморфоз. Хвост вместе с мускулатурой, хордой и «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

А.О. Ковалевский

Адельберт фон Шамиссо

большей частью центральной нервной трубки исчезает, оставшиеся нервные клетки собираются в надглоточный ганглий. Разрастаются глотка и околожаберная полость, в которую прорывается задняя кишка, увеличивается число жаберных щелей. Органы чувств атрофируются, зато появляются тоненькие, едва заметные щупальца по краям ротового сифона, которые служат органами осязания. Есть сведения, что у некоторых глубоководных асцидий эти щупальца служат для хватания и затаскивания в глотку пищевых частиц. Отдельные представители класса, в частности шаровые асцидии рода Oligotrema, могут медленно передвигаться по дну при помощи ротового сифона. Но большинство взрослых асцидий теряют подвижность.

Целлюлозный панцирь, сердце-маятник и ванадиевая кровь Так что же заставило создание, столь близкое к высшим позвоночным, ко всем хвостатым, четвероногим, крылатым и двуногим, осесть на дно и скучно существовать на одном месте, как самые примитивные губки?Дело в том, что усложнение строения организма — не единственный путь к эволюционному успеху, что бы ни думал об этом «венец творения» с самым развитым мозгом. Переход к малоподвижному или паразитическому образу жизни сопровождается отказом от ненужных излишеств. И хотя мы, люди, склонны рассматривать такое упрощение как некий проигрыш — недаром знаменитый эволюционист А.Н. Северцов уничижительно назвал его «дегенерацией», в отличие от усложняющего строение «ароморфоза», — асцидии прекрасно себя чувствуют в своей среде обитания. Судя по их регрессивному индивидуальному развитию и данным генетического анализа, они произошли от более сложных существ, но выбрали другой путь и нашли свою нишу. Туникаты — единственная крупная таксономическая группа живот-

О.М. Иванова-Казас

ных, у всех представителей которой личинка устроена сложнее, чем взрослая особь. И потом, примитивность их — кажущаяся. В этих существах необычно буквально всё. Во время метаморфоза личинка не только теряет органы, но и приобретает нечто новое — оболочку, или тунику, которой туникаты и обязаны своим названием. Оболочка состоит из туницина, вещества, очень близкого по строению к целлюлозе, из которой построена клеточная стенка высших растений. Это еще один признак, отличающий оболочников от всех остальных животных. Асцидии обычно окрашены в оранжевые, красноватые, буро-коричневые или фиолетовые тона. Но иногда туника бывает полупрозрачной, и через нее просвечивают внутренности животного. Часто на поверхности оболочки образуются складки, она обрастает водорослями, гидроидами и мшанками, покрывается песчинками и мелкими камешками. Туника секретируется наружным слоем клеток мантии (стенки тела), но не срастается с ней — она прикреплена к мантии только у сифонов, где расположены мощные мускульные сфинктеры. Мышечные волокна, поперечные и продольные, позволяют телу пульсировать и при необходимости мощным толчком выбрасывать воду. Все асцидии — фильтраторы, впрочем, как и вообще все оболочники; они питаются в основном фитопланктоном и детритом (мертвым органическим осадком). Чтобы есть, асцидия всасывает воду. В этом ей помогают реснички мерцательного эпителия, выстилающего глотку, и мышцы, окружающие ротовое отверстие. Движения ресничек создают ток слизи, которая улавливает пищевые частички; слепленные в жгут, они затем стекают в пищевод и далее в желудок и кишечник. Вода через жаберные отверстия вытекает в жаберную полость, где происходит газообмен, и потом через клоакальный сифон выводится наружу.

Кровеносная система у асцидий незамкнутая, а сердце работает по маятниковому типу: циклы сокращений чередуются, сердце гонит кровь то в одну сторону, то в противоположную, и кровеносные сосуды попеременно становятся то артериями, то венами! Кровь бесцветная, в ней есть ванадий, который асцидия извлекает из морской воды. У асцидий есть белки, содержащие ванадий; их назвали гемованадинами, по аналогии с гемоглобинами позвоночных, хотя на самом деле точно неизвестно, переносят ли гемованадины кислород. Существует и другая версия: асцидии накапливают ванадий, чтобы стать токсичными для хищников. Ванадий — двадцатый по распространенности металл на Земле, чаще всего он встречается в виде солей и оксидов, например, в железных рудах. У него есть множество важных применений, от металлургии и катализа до водородной энергетики и электроники. В Японии сырьем для добычи этого металла служат асцидии — их собирают (а иногда специально выращивают) и сжигают. В крови и тканях оболочников содержатся также титан, кремний, хром, алюминий, никель, медь и вообще чуть ли не вся таблица Менделеева. Выделительной системы у асцидий, по сути, нет. В буквальном смысле: ничто из асцидии не выделяется. Концентрированный раствор солей мочевой кислоты просто собирается в образованиях, которые называются «почками накопления» и состоят из клеток-нефроцитов; они остаются в теле асцидии до самой ее смерти. У некоторых асцидий почка накопления имеет вид мешочка, где накапливаются твердые гранулы, содержащие мочевую кислоту. В этом мешочке обитают симбиотические низшие грибы, которые питаются продуктами выделения и, по-видимому, освобождают от них асцидий. Эти грибы нигде более не встречаются; каким образом они «заражают» асцидий, неизвестно: скорее всего, через морскую воду. Все асцидии — гермафродиты, у них имеются и мужские, и женские гонады, но яйцеклетки и сперматозоиды обычно созревают не одновременно, что исключает возможность самооплодотворения. Оплодотворение происходит в полости тела либо в наружной среде. Но чтобы гаметы встретились и соединились, нужно, чтобы соседние особи выпускали их одновременно. Синхронизация размножения происходит гуморальным путем, при помощи гормонов, которые распространяются в воде. Существует также бесполое размножение, почкованием; при этом у основания асцидии появляются выпячивания, которые называются столонами. На столонах образуются почки, в них прорастают отростки всех внутренних органов. Вырастая, новые асцидии остаются на общем стволе-столоне — так образуются колонии — либо отделяются от материнской особи. Колониальные асцидии иногда имеют индивидуальные оболочки, а иногда все погружены в общую тунику. Асцидии обычно заселяют прибрежные воды, они многочисленны там, где много планктона, но есть и глубоководные виды. Их можно встретить и в полярных

водах, и в умеренных широтах, и в тропиках. Асцидий насчитывается от двух до трех тысяч видов. Они входят в рацион множества морских обитателей: рыб, ракообразных, различных червей и моллюсков. Я не раз наблюдала, как асцидиями лакомятся черепахи биссы. Люди тоже едят асцидий, они считаются полезными и даже целебными из-за высокого содержания микроэлементов. Жители Греции, Франции, Италии и других средиземноморских стран включают их в свое меню. Раньше ими питались австралийские аборигены, сейчас это обычное блюдо в Чили. Любят асцидий в Японии и Корее, более того, в Южной Корее ананасовых асцидий Halocynthia roretzi выращивают на специальных фермах. Наконец, на нашем Дальнем Востоке к столу нередко подается упа, или морская картошка — пурпурная асцидия Hаlocynthia auranteum. Это традиционная еда эскимосов. На Чукотке ежегодно устраивают соревнования по упалке — подледной ловле упы. Хотя из упы можно приготовить разные блюда, обычно асцидий все-таки едят сырыми, приправляя различными соусами. Вкус у них весьма специфический.

О странностях размножения Все остальные туникаты, кроме асцидий, — свободноплавающие животные. Самые мелкие из них относятся к классу аппендикулярий (Appendicularia) — эти существа обычно не более сантиметра величиной, чаще намного меньше, 0,2–0,7 мм, очень просто устроенные (простота, правда, относительная). Окончательно определил их принадлежность к оболочникам знаменитый английский биолог Томас Гексли, который в молодости на протяжении трех лет служил натуралистом на корвете «Рэттлснейк», исследовавшем берега Австралии и Новой Гвинеи. Аппендикулярии обитают и в тропических водах, и в холодных морях, они ведут планктонный образ жизни. Ученые не могут договориться: то ли они действительно примитивные, то ли это вторичная дегенерация. Скорее, второе. Вероятно, они произошли от личинки какой-то древней асцидии, даже хвост и хорду сохранили. Их оболочка лишена туницина, зато это настоящий домик из слизи. Хвост, повернутый на 90 градусов, извиваясь, создает ток воды, которая входит в передние отверстия домика (их два) и выходит через заднее, таким образом животное движется вперед. Входные отверстия затянуты сетью из слизи, выделяемой кутикулой, через нее проходят только самые мелкие частицы, размером не более 15 микронов. Этот фильтр часто засоряется, тогда аппендикулярия резкими ударами хвоста ломает старый домик и быстро строит новый. Заднее отверстие затянуто ловчей сетью, через которую проходит уже только вода, все мельчайшие пищевые частицы остаются внутри. Аппендикулярии — гермафродиты, бесполого размножения у них нет. В темноте аппендикулярии светятся, причем светится у них все тело и часто — домик. Это благодаря им мы можем наблюдать свечение Черного моря и наших северных морей. «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

Бочёночник. Стрелочкой показан брюшной столон, откуда цепочка фороцитов переносит предпочки на хвостовой столон

Всех остальных оболочников — сальп, бочёночников и пиросом — объединяют в один класс Сальпы (Thaliacea). Однако на самом деле это сборная солянка, и если собственно сальпы и бочёночники — явно родственники, то пиросомы стоят ближе к асцидиям, поэтому более корректно считать их отдельными классами. Все эти существа играют большую роль в экологии морей, хотя ими питается малое число морских обитателей. Все они — свободноплавающие животные, а как плавать, если хвост исчезает на стадии зародыша? Приходится изобретать другой способ передвижения в воде — реактивный: сальпы всасывают воду в ротовой сифон и с силой выбрасывают через клоакальный. Огнетелки, или пиросомы (Pyrosomida) — это фактически плавучая колония асцидий, которая выглядит как цилиндрический колпачок. Иногда колония достигает гигантских размеров, до нескольких метров. Отдельные особи (они называются зооидами, или асцидиозооидами) связаны единой прозрачной туникой, ротовой сифон у них направлен наружу, а клоакальный — внутрь. Вода всасывается ротовыми сифонами, выходит через клоакальные сифоны в общую полость колонии и выводится через ее отверстие наружу. Таким образом обеспечивается реактивное движение, колония плывет замкнутым концом вперед. Размножаются огнетелки как половым, так и бесполым путем, чередуя тот и другой. Скорее всего, они произошли от каких-то колониальных асцидий. Например, у асцидий из семейства Polycitoridae колонии не прикрепляются ко дну, а образуют нечто вроде бокала на общем стволе, причем сифоны у них расположены так же, как у пиросом: ротовые снаружи, клоакальные внутри. Огнетелки называются так не зря. Томас Гексли писал: «Я только что созерцал закат Луны во всей красе, и в море светились еще несколько лун поменьше — прекрасные сияющие пиросомы». Люминесценция присуща каждому организму колонии. Она активируется светом, кажется, что каждая отдельная особь в колонии возбуждает своим свечением соседей, так что мерцание проходит по цилиндру волнами. Ранее считалось, что за это явление ответственны биолюминесцентные бактерии. Но 20 октября 2020 года группа ученых из Бразилии и США опубликовала в «Scientific Reports» статью о том,

что у огнетелки Pyrosoma atlanticum, возможно, есть собственный ген, который отвечает за производство фермента люциферазы, то есть она может светиться самостоятельно, без помощи симбионта. Это единственный случай среди хордовых (если данный результат удастся однозначно подтвердить). Сальпы (Salpida) любят тепло и в холодных водах не встречаются. Длинные, полупрозрачные, а скорее, просто прозрачные тяжи плавают в воде, слегка извиваясь. Они могут быть длинными, до трех метров, — именно такую ленту мы встретили во время погружения на Мальдивах, а недалеко болтался обрывок из нескольких особей. Сальп редко можно увидеть на мелководье у рифов, поэтому неудивительно, что дайверы с ними не знакомы, и кое-кто сперва принял колонию за гигантский гребневик — венерин пояс. Но все быстро согласились, что это сальпы: отчетливо были видны перегородки между отдельными организмами, и в каждой «ячейке» имелось темное ядро (это желудок). Кроме колоний, у сальп существуют и одиночные особи, величиной от нескольких миллиметров до тридцати сантиметров. Их Линней отнес к моллюскам, а прозрачные ленты решительно запихнул в искусственную группу «зоофитов», вместе с кораллами и другими тварями, «напоминающими растения». Ясность в вопрос о колониальных и одиночных сальпах внес немецкий поэт и натуралист Адельберт фон Шамиссо (1781–1838) — немецкий писатель, поэт и натуралист. Он родился во Франции в аристократической семье, которая после революции нашла убежище в Пруссии. Когда его родные вернулись домой, Адельберт остался в Германии, он считал себя немцем, хотя выучил язык только в подростковом возрасте. Любители фантастической литературы знают его по «Удивительной истории Петера Шлемиля» — повести о человеке, который продал свою тень. Но мало кому известно, что жестокий романс о ревнивой девушке «Окрасился месяц багрянцем» — перевод баллады Шамиссо. Еще меньше людей в курсе, что он профессионально занимался ботаническими и зоологическими исследованиями, описал более 80 видов и родов растений и его именем назван остров в Чукотском море.

В 1815–1818 годах Шамиссо совершил кругосветное путешествие в качестве естествоиспытателя на борту русского брига «Рюрик» под командованием О.Е. Коцебу. В октябре 1815 года бриг попал в штиль в Атлантическом океане. Вокруг корабля плавало множество сальп — целые полчища переливающихся радужных змей, а рядом с ними плыли небольшие студенистые создания совсем другого внешнего вида. Такие скопления сальп встречаются нередко, но в открытом море, а не у берегов. Например, в 1956 году советский теплоход «Кооперация», перевозивший смену полярников в Антарктиду, попал в их живую массу, простиравшуюся почти на три километра; студенистые создания забили водозаборные фильтры двигателя, и корабль вынужден был остановиться. Штиль, заставивший «Рюрика» застыть на месте, оказался очень кстати: Шамиссо вместе с судовым врачом И.И. Эшшольцем (впоследствии тот станет известным зоологом) занялся исследованием этих туникат. Выяснилось, что животные, которые принадлежали к цепочке, были гермафродитами; из их яиц появлялись одиночные бесполые сальпы и путем почкования, через специальный вырост — столон, образовывали новые колонии. У зрелых колониальных особей появлялись половые органы, они становились гермафродитами, круг замыкался. Так был открыт метагенез — чередование полового и бесполого поколений. По образному выражению Шамиссо, «сальпа подобна не своей матери и своей дочери, а своей бабушке и своей внучке». Одиночные животные, которые появляются из яйца и размножаются почкованием, называются оозооидами, а колониальные, получившиеся в результате почкования и способные к половому размножению, — бластозооидами. После возвращения из плавания Шамиссо рассказал о своем открытии Жоржу Кювье, а в 1819 году опубликовал о нем статью. С яйцом сальпы тоже все непросто: у них плацентарное живорождение. Вокруг оплодотворенного яйца образуется полость, заполненная кровью, — элеобласт; из крови яйцо получает питательные вещества. Каждый бластозооид производит только одно яйцо. Созревший оозооид, выходя наружу, разрывает тело материнского организма, и тот гибнет. Сальпы — необычайно эффективные фильтраторы, они поедают и мельчайшие частицы, величиной до полутора микрон. В местах их скоплений планктон исчезает полностью и образуются так называемые голодные воды, абсолютно прозрачные; другим поедателям планктона там делать нечего. Экскременты сальп оседают на дно океана и играют значительную роль в круговороте углерода в природе; в частности, благодаря им связывается и уходит из атмосферы углекислый газ, что замедляет глобальное потепление. Бочёночник (именно так, в научной литературе распространено написание через ё) больше всего похож на бочонок. Правда, эти бочонки маленькие, до трех сантиметров в длину, без дна и крышки; вместо них — ротовой и клоакальный сифоны. Зато с ободами: тело бочёночника

опоясано восемью мышечными кольцами. Эти кольцевые мышцы, сокращаясь, заставляют бочёночника двигаться вперед, опять-таки по реактивному принципу. У бочёночников очень оригинальные способы размножения и вообще существования. Из оплодотворенного яйца появляется личинка-зародыш, из нее развивается бочонок — зооид первого бесполого поколения. Он становится основателем колонии, и его называют кормилкой, от латинского cormus — «стебель», «куст», а вовсе не от «кормления». Хотя… Кормилка усиленно питается планктоном и кормит дочерние зооиды, которые на ней вырастают путем почкования. Они, вернее, еще их зародыши, предпочки, образуются на брюшном столоне, и специальные амебообразные клетки (фороциты) перетаскивают их на спинной столон, похожий на хвост. Каждый нарождающийся зачаток уже поджидают два-три фороцита, подхватывают его и тащат по брюшной стороне бочонка через правый бок к хвосту, образуя непрерывную цепочку носильщиков, которую этолог Е.Н. Панов сравнил с вереницей муравьев-фуражиров. Зооиды, правильными рядами прикрепленные по бокам столона, становятся гастрозоидами — они заглатывают еду и обеспечивают питание всей колонии. Когда на спинном столоне места уже совсем мало, принесенные в последнюю очередь зооиды прикрепляются на гребне столона на ножках и становятся форозоидами, которые несут половые предпочки. Ни гастрозоиды, ни форозоиды не способны размножаться. Однако зрелые форозоиды отрываются от колонии и превращаются в кормилки второго поколения, а сидящие на них половые предпочки (второе бесполое поколение) отпочковывают гонозоиды — половых особей, которые плавают самостоятельно и после недолгого путешествия выпускают в воду гаметы. Происходит оплодотворение, из яйца развивается личинка, будущая кормилка — и цикл начинается сначала. Как видим, туникаты отнюдь не примитивные создания. По меркам позвоночных их размножение невероятно сложно. Они кажутся странными, совершенно нереальными, но, как ни парадоксально, это наши самые ближайшие родственники на древе эволюции. Тому, кто хочет более подробно разобраться во всем этом, советую прочитать блистательную, но довольно сложную статью доктора биологических наук Ольги Михайловны Ивановой-Казас, эмбриолога и специалиста по беспозвоночным (О.М. Иванова-Казас. Эволюционные метаморфозы туникат. «Природа», 2014, № 5). А еще Ольга Михайловна увлекалась мифозоологией, или зоомифологией, и написала несколько книг о том, как воображение превращает реальных животных в фантастических чудовищ. Но, по ее меткому замечанию, ни один из мифологических метаморфозов не может сравниться с преобразованием хордовых в сальп или пиросом. Кроме того, мифологические метаморфозы часто порождают нелепых и нежизнеспособных монстров, а эволюционные метаморфозы протекают под контролем естественного отбора, так что получаются гармоничные и жизнеспособные существа. «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

Фото: Дмитрий Зворыкин

Расследование

Е.Котина

Загадка родительской заботы анабаса

Равнодушные родители в заботливом семействе Рыба-ползун Anabas testudineus, обитатель пресных вод Южной и Юго-Восточной Азии, может долго, десятки часов, прожить вне воды. Как и у других рыб из подотряда ползуновидных (раньше их называли лабиринтовыми), у нее в особой жаберной полости есть лабиринтовый орган, который может извлекать кислород не только из воды, но и из воздуха. Рыбы время от времени загла-

На фото — рыба-ползун, или анабас. Она умеет ходить по суше. Эта рыба широко распространена в природе и, кажется, неплохо изучена. Но, как выясняется, один важный аспект ее жизни до сих пор остается в тени.

тывают с поверхности воздух и удерживают его вместе с водой в жаберной полости, где в соприкасающемся с ним лабиринте происходит газообмен. Благодаря лабиринту анабас способен дышать атмосферным воздухом, существовать в бедной кислородом воде. Он может даже прогуливаться по суше, опираясь на плавники и жаберные крышки и извиваясь всем телом. Некоторые авторы утверждают, что анабас умеет залезать на деревья, но это маловероятно. Большинство ползуновидных рыб так или иначе заботятся о потомстве: вынашивают икру во рту или строят для нее гнезда из пузырьков воздуха, скрепленных слюной, — так делает, например, хорошо известная аквариумистам бойцовая рыбка, или «петушок». Но есть и такие виды, у которых родительского поведения нет. Самки рыбы-ползуна откладывают большое количество мелких икринок, что типично для видов, которые не имеют обычая оберегать икру или куда-то ее прятать: пусть потомства будет больше, кто-нибудь да выживет. Отсюда можно сделать вывод, что рыба-ползун, вероятно, о потомстве не заботится. Разобраться в этом важно не только ради самого анабаса. Поведенческие особенности рыбы — такой же видовой признак, как форма и окраска тела, сходство поведения наблюдается у родственных групп. Так как же получилось, что не все лабиринтовые рыбы — заботливые родители? Возможно, об икре заботился общий предок всех лабиринтовых, а затем некоторые группы почему-то перестали? Или все было наоборот: общий предок к судьбе потомства был равнодушен, а затем некоторые группы независимо друг от друга начали оберегать икру? Первая версия выглядит «экономнее», но и вторую нельзя назвать невозможной. Что касается анабаса, его «веточка» на родословном дереве ползуновидных рыб тянется от основания большой ветки — семейства, к которой принадлежит род ктенопома (о потомстве не заботится) и микроктенопома (строит гнезда, самцы охраняют икру и мальков). Если узнать, заботится ли об икре анабас, станет понятнее, исчезло ли в ходе эволюции родительское поведение у ктенопом или появилось — у микроктенопом. Так заботится или нет? Как ни странно, это загадка. Хотя анабас широко распространен, его размножение мало изучено. Есть несколько публикаций, в которых описывается нерест, но ни один из авторов заботы о потомстве не наблюдал. В то же время есть научные труды, авторы которых уверенно сообщают: заботится. Одну из статей, в которой описывается репродуктивное поведение анабаса в неволе, в 2012 году написал Дмитрий Зворыкин, старший научный сотрудник

лаборатории поведения низших позвоночных Института проблем экологии и эволюции имени А.Н. Северцова РАН. А сейчас он провел расследование, чтобы выяснить, откуда взялись в ихтиологической литературе утверждения о заботе о потомстве у этого вида. Статья с итогами расследования, опубликованная в биологической серии «Вестника МГУ» (2020, т. 75, 4, 280–284), оказалась самой читаемой статьей этого журнала за 2020 год. Не только из-за ползуновидных рыб.

Со ссылкой на источник Итак, в публикации 1975 года известный ихтиолог Юджин Балон впервые упоминает о заботе о потомстве у анабаса. Он называет Anabas spp. (то есть некие виды рода Анабас) типичными представителями экологической группы рыб, не строящих гнезда, но ухаживающих за своей плавучей икрой. Согласно Балону, и самец, и самка охраняют икру и личинок. Может быть, автор имел в виду не рыбу-ползуна, а каких-то других анабасов? Сейчас род Anabas насчитывает два плохо различимых вида: один — это «наш» Anabas testudineus, валидность второго, A. cobojius, вызывает сомнения. Но в литературе 1970–1980-х гг. к этому роду относили и некоторых других рыб, большинство которых впоследствии были перемещены в роды Ctenopoma и Microctenopoma. Микроктенопомы, как уже говорилось, о потомстве заботятся, в том числе «бывшие анабасы» Microctenopoma congicum и M. lineatum. Но они-то как раз строят пенные гнезда, так что речь не о них. Кроме того, в более поздней работе Балон указывает конкретный вид — Anabas testudineus. В 1987 году выходит монография еще одного крупного ихтиолога, Розмари Лоу-Макконелл — «Экологические исследования сообществ тропических рыб». В одной из глав Лоу-Макконелл со ссылкой на Балона упоминает, что за свободно плавающей икрой ухаживают «некоторые виды Channa и Anabas». В другом месте той же книги она пишет, что «у Anabas testudineus и Helostoma temmincki очень мелкие пелагические икринки остаются без родительской охраны». Очевидно, это надо понимать так, что у автора нет информации про заботу о потомстве у Anabas testudineus, но она не исключает ее существования у родственных видов. Сходная ситуация с обзорной монографией Робина Уэлкомма «Речное рыболовство» (1985): автор вслед за Балоном в числе рыб, ухаживающих за плавающей икрой, называет Anabas spp. В конце ХХ — начале XXI века утверждения о заботе о потомстве у анабаса распространились в литературе, причем авторы дополняли их подробностями из непонятных источников. Дмитрий Зворыкин собрал любопытную подборку: кто-то пишет, что анабас охраняет икру на поверхности бедной кислородом воды, кто-то утверждает, что этим занимаются оба родителя, кто-то — что только самец, а самок он отгоняет… Достоверных описаний такого поведения, повторим, нет, ученые ссылаются друг на друга. «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

Но если все началось с Балона, откуда у него эти данные? В работе 1975 года он приводит ссылку на работу Джорджа Барлоу с соавторами 1968 года, в которой сказано, что ползуновидные рыбы демонстрируют широкий диапазон форм родительской заботы и «некоторые из них, такие как род Anabas, не строят пенное гнездо, а их икра просто расплывается по поверхности воды». Вид здесь не указан, да и сама фраза о многообразии родительской заботы может быть истолкована разными способами: то ли анабас заботится об икре, после того как она расплывается по воде, то ли в «широкий диапазон форм родительской заботы» включено ее полное отсутствие. Балон со ссылкой на Барлоу пишет про икринки анабасов более подробно: «Отложенные на поверхности воды в открытых промежутках между мелководными растениями, они плавают скоплениями и, перемещаемые ветром, часто дрейфуют в отдаленные места. И самец, и самка охраняют яйца и личинки». Про самца и самку у Барлоу и соавторов ничего нет, но есть ссылка на личное сообщение Кюме (Kuhme, personal communication to George Webber Barlow). Очевидно, речь идет о немецком этологе Вольфдитрихе Кюме, который действительно исследовал репродуктивное поведение ползуновидных рыб. Таким образом, Кюме что-то сообщил Барлоу про каких-то рыб рода Анабас, Барлоу с соавторами пересказали это в своей статье. Балон ее прочитал и сначала написал про Anabas spp., а затем уточнил про Anabas testudineus, и после этого «факт» о родительской заботе рыбы ползуна, освященный его авторитетом, начал самостоятельную жизнь в научной литературе.

Ошибки не было? И все же, как могла возникнуть ошибка? Кюме и Барлоу — авторитетные специалисты, опытные ученые. Трудно поверить, что кто-то из них мог использовать в научной работе непроверенную информацию или перепутать родовую принадлежность рыбы. По мнению Дмитрия Зворыкина, не факт, что ошибка была. Классическая школа этологии, к которой принадлежал Кюме, всегда подчеркивала важность наблюдений за животными в естественной среде. Современные же авторы, как правило, не стремятся создать анабасу естественные условия для размножения. Исследование проводят в аквариуме, для стимуляции нереста используют гонадотропные препараты. Не опубликовано ни одного описания нереста анабаса в природе. Многие исследователи считают, что репродуктивное поведение, свойственное определенному виду, не меняется в различных условиях, но это не так. У одного и того же вида могут существовать альтернативные тактики родительского поведения: в одних условиях они заботливые родители, в других полностью отказываются от этой мороки. Например, рыбы змееголовы из семейства Channidae того же отряда ползунообразных обычно заботятся о своей икре (кстати, она такая же мелкая и

плавучая, как у анабаса). Однако иногда родительское поведение у них исчезает — например, при гормональной стимуляции нереста. Так что нельзя исключить версию, что анабас в аквариуме исследователя игнорирует икру, а в естественной среде он самый нежный родитель, и именно это наблюдал Кюме. — Насколько сильно неестественные условия могут влиять на поведение? — спросила я Дмитрия Зворыкина. — В замечательной книге «Введение в поведение» Борис Жуков рассказал о том, как данные о поведении животных, полученные бихевиористами в лабораторных экспериментальных установках, оказались с позиций этологии артефактами, то есть явлениями, порожденными самой процедурой эксперимента, — отвечает Дмитрий. — «Чем эксперимент чище, чем надежнее экспериментатор контролирует все его параметры, тем меньшее отношение имеет его результат к реальному поведению». Если держать какого-то условного зверя в клетке, где объем воды ограничен миской, мы никогда не узнаем, умеет он плавать или нет. Можно даже посадить его в вольер с просторным бассейном, но плавать он не будет, потому что незачем. Например, я не слышал, чтобы коалы в зоопарках любили купаться. Но те самые коалы, которые до восемнадцати часов в сутки просто спят, сидя на дереве, во время лесного пожара не задумываясь прыгают в реку и преодолевают вплавь приличные расстояния. Так и здесь: родительская забота — «дорогостоящая» форма активности. Часто встречаются случаи, когда животные бросают свое потомство, поняв, что вырастить его все равно не удастся. Например, из-за того, что слишком много хищников, или слишком мало еды. Участвует партнер по размножению в заботе о потомстве или нет? Зависит от обстановки. Причем это касается как самки, так и самца. Проявляется ли вообще забота о потомстве? Тоже может зависеть от множества причин, о которых заранее далеко не всегда можно чтото сказать. Факультативное поведение по определению проявляется только тогда, когда для того есть причины, только в определенных ситуациях. Таким образом, вопрос о родительской заботе у анабаса остается открытым. Чтобы ответить на него, нужны корректно спланированные исследования. А история (псевдо?)достоверного факта в научной литературе, пожалуй, имеет самостоятельную ценность. Дмитрию Зворыкину удалось построить родословное дерево для упоминаний о родительской заботе у анабасов — примерно такое же, как для видов животных. Можно увидеть, как этот «бумажный» признак эволюционирует, можно гадать, возник ли он в труде Барлоу из-за «мутации»-путаницы и впоследствии закономерно исчез, или Барлоу, Балон и остальные были правы, а исчез он в современных работах из-за методического недочета. Но в любом случае важно помнить: даже самые качественные научные работы, опубликованные в рецензируемых журналах, не истина в последней инстанции. Наука жива, пока проверяет сама себя.

и и м и «Х и жизни» ! Н о о на т е л у м е н 56по-преж плодоносит!

«Химия и жизнь», 2021, № 1, www.hij.ru

Ученые досуги

А.В. Астрин, С.М. Комаров

Врет как очевидец. Народная мудрость

Девчонки из космоса 50

ия Сергея Тюнина

осле открытия генов и механизма наследственности появилась интересная возможность найти подход к вечному вопросу: искусственно ли выведен человек разумный? Будем рассуждать так. Если существуют доминантные признаки, особенно те, что не имеют никакого отношения к выживанию, значит, они пришли откуда-то извне популяции. По совокупности этих признаков можно составить портреты пришельцев и аборигенов. Какие же бессмысленные доминантные признаки человека мы знаем? Вот краткий перечень из академического словаря: пегая кожа, наличие пигментного пятна в районе копчика; близорукость, дальнозоркость и косоглазие; карликовость; наличие шестого пальца, причем пальцы короткие, а

на ноге второй палец длиннее большого; круглое лицо с веснушками, ямочками на щеках и подбородке, а также длинные ресницы; способность загибать язык назад и свертывать его трубочкой. Кроме генных признаков, можно предположить наличие некоторых безусловных реакций, заложенных глубоко в подсознание потомков пришельцев как реакция на враждебных аборигенов. Мы такую знаем — это реакция женщин на мышей: безусловная и очень сильная. Кстати, защитник от мышей, кот, — представитель второго из трех видов млекопитающих, имеющих шестой палец; например, на вилле Эрнеста Хемингуэя сейчас живет целая популяция шестипалых кошек. Третий такой вид — слоны. Таким образом, можно составить портрет пришельцев. Это была группа косоватых шестипалых де«Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

вушек с пигментным пятном на копчике, приземистых, с длинными ресницами на веснушчатых круглых лицах и умеющих сгибать язык трубочкой. Их сопровождали коты (для защиты) и слоны (для работы). Почему только девушки? Потому, что женщина максимально консервативна и позволяет донести в целости все, что послано. А целью этих девушек было создание полноценной популяции разумных гоминид за счет смешения своих генов с генами аборигенных самцов. Естественно, что события такой значимости, как инопланетное вторжение, обязательно находят свое отражение в мифологии и фольклоре; их считают началом времен. Событие известно: появление женщины на Земле, то есть первый выход члена экипажа на задание. Женщина появилась из ребра, так сказано в Библии. Надо думать, информация исходит от Адама, которому сложно было подобрать обозначение для невиданного предмета. По-видимому, космический корабль был белым и слегка изогнутым. Существует смутная информация, что первая женщина появилась еще до Евы, ее звали Лилит. Среди членов экспедиции, по-видимому, были разногласия по вопросам методов. Лилит была экстремисткой: она овладевала мужчинами против их воли с целью родить от них детей. Получается, что мужчины были, а людей еще не было. Сочетание самоотверженности с полным пренебрежением техникой безопасности привело ее к гибели. Следующей вызвалась Ева. Учтя ошибки, Адама и Еву изолировали. Вначале все складывалось хорошо. Отловленный и прирученный Адам исправно выполнял свои сексуальные функции, но время шло, а потомства не было. Стало ясно: генные структуры не совмещаются и надо что-то предпринять. Корабельный генетик, так называемый дьявол, создал аппарат, принятый Адамом за яблоко, и вместе с Евой провел соответствующую операцию. Впоследствии Адам так и не смог рассказать, что с ним происходило, и только сомнамбулически повторял: «Грех… грех…», имея в виду жуткое яблоко. Но процесс уже пошел, нужный эффект, видимо, был достигнут, хотя и не в полном объеме. И вот Адама с Евой выпустили из замкнутого пространства испытательного полигона в мир. Следующие и вполне успешные члены экипажа поименованы не были. Необходимое количество отловленных аборигенных самцов обрабатывали по соответствующей методике, и племя протолюдей росло. Неслучайно, Каин, уйдя от родителей, пришел в город и там размножился: ему уже было с кем. Не только Библия — свидетельство этой древней истории. В Ведах упоминают о пятидесяти дочерях Вирини и Дакшьи: от них произошли боги, демоны и люди, птицы и змеи, исполины и чудовища, жрецы и коровы… Двадцать семь из них стали небесными созвездиями, то есть вернулись на историческую родину, а на Земле остались двадцать три. Естественно

предположить, что число «двадцать три» служит определяющей для человека константой. И действительно, у человека двадцать три пары хромосом. Кто-то может сказать: ну что за бредни! Как опровергнуть такое скороспелое утверждение? Обратимся к народной памяти, сказкам, которые с незапамятных времен передаются из поколения в поколение. Особенно интересны так называемые бродячие сюжеты, в сущности, общие для всего человечества. Конечно, за тысячи лет, пройдя через миллионы уст и ушей, они донесли до нас смутные намеки на воспоминания о древних событиях. Попробуем выудить из этих текстов что-то полезное для подтверждения указанной гипотезы. Возьмем «Сказку о мертвой царевне и семи богатырях», она же «Сказка о Белоснежке и семи гномах». Вот как описана ситуация. Девушка из знатной семьи, культурная и хорошо воспитанная, попадает к лесным братьям. Она весь день трудится; руки и ноги болят от непривычной тяжелой работы. Когда появляется свободная минутка, расслабиться удается только с помощью галлюциногенов — так она пристрастилась к мухоморам. А тут еще мужики на нее засматриваются и недобро друг на друга поглядывают. В конце концов подступились и потребовали выбрать из них мужа. Понятно, что выбранный одновременно станет не только мужем, но и вождем. В полном отчаянии металась царевна по дому, и даже мухоморы не помогали. Вот тут и появилась перед домом старушка с яблоком. Сразу узнала девушка эту царственную осанку. Да и холеные белые руки, в которых лежало немыслимой красоты яблоко, тоже сказали достаточно. Вот она — смерть моя. Но страха не было, а было облегчение от найденного решения. Царевну в летаргическом сне положили в хрустальный гроб в ожидании прихода главного героя. Куда делись богатыри, никто не знает. А мы, вооруженные рабочей гипотезой, теперь знаем, куда: их выбраковали из генетической программы. Фактически, руководитель экспедиции (в сказке проходит как мачеха) поняла, что ситуация зашла в тупик: в племени нет подходящего источника генетического материала. Поэтому принято решение: отложить передачу генов до лучших времен. Для этого ценную полевую сотрудницу помещают в анабиозную ванну. Да-да, читатель XXI века, ты уж не раз видел ее в фантастических фильмах, начиная с «Туманности Андромеды»: типичный хрустальный гроб. Видимо, эвакуация сотрудницы на базовую станцию стоит дорого или технически невозможна. Анабиоз заканчивается с прибытием царевич Елисея, то есть носителя верного генматериала, возможно выведенного другой полевой группой. Как видно из этой сказки, в программе может быть несколько этапов: улучшение породы аборигенных самцов идет постепенно в течение нескольких поколений. С тем, чтобы потом проводить контролируемое скрещивание выведенных экземпляров. Интересно, что на начальных этапах приходится прибегать к

послеродовому развитию в специальных камерах — биореакторах. Вот две родственные сказка, одна из них — пушкинская «Сказка о царе Салтане». Там устройство описано лаконично, видимо, Арина Родионовна уже не помнила подробностей, а только канву событий. Биореактор в ее рассказе представлен знаменитой бочкой, куда законопатили царицу с новорожденным сыном Гвидоном. Развитие в бочке идет не по дням, а по часам — после непродолжительного путешествия младенец вышибет дно бочи, а вскоре и женится на некоей очень странной девице — явно еще одной полевой сотруднице экспедиции. В каракалпакском «Сказании о Шарьяре» (его автора, сказителя Кулемета-Жырау, упрекают в плагиате пушкинского сюжета, но, скорее всего, у обеих сказок одна основа) подробностей больше. Так, у Гульшары рождаются два младенца — Шарьяр и его сестра Анжим. Злые жены хана Дарапшы бросают их в пруд, а саму Гульшару пытают и почти доводят до смерти. Однако дети в пруду прекрасно себя чувствуют, живут в нем и растут, пруд же излучает свет. Предлагаемая гипотеза палеоконтакта дает совершенно прозрачное объяснение сюжета. Нет никакого ханского дворца. Есть биолаборатория, в которую доставляют аборигенную девушку. Видимо, отобранную. Сотрудницы лаборатории подсаживают в нее два искусственно созданных зародыша разного пола, что логично. Поскольку земной организм не справляется с работой по их выращиванию, младенцев помещают в биореактор. Роды у Гульшары проходят очень сложно, ей делают инъекции: в сказке это трансформируется в жуткие пытки, когда несчастную, в частности, колют булавками. Дети быстро растут и отправляются навстречу путешествиям. Точнее, отправляется Шарьяр, причем не по своей воле, его туда отправляет старуха-колдунья, явный робот, курирующий всю операцию с момента рождения. Может быть, этот робот служит и транспортным средством, подобным Коньку-Горбунку, поскольку знает пункт назначения, в отличие от Шарьяра. По ходу путешествия Шарьяр попадает в город без ворот: они распахиваются, когда храбрец, пустив коня во весь опор, готов расшибить голову о стену. Для любителя фантастки тут ничего странного нет — защитное поле примерно так и работает. А внутри города опять одни девушки, точнее, одна девушка, красавица Худызша, которая восседает в юрте… и явно ждет Шарьяра. Как изящно сказано: «С ней остался в юрте большой, что там было об этом не говорят». Видно, речь идет о доставке выведенного экземпляра в полевой лагерь для продолжения программы генетического улучшения. В отличие от Белоснежки, Хундызшу не пришлось отправлять в анабиоз в ожидании Елисея. Между прочим, аналогично, наведываясь с упорством идиотки в уединенный шатер, ловит самцов на живца и Царь-девица из сказки про Конька-Горбунка.

Однако юрта Хундызши — не цель Шарьяра. Его отправили в «город-рубин, удивительный Тахта-Зарин», где, как знает Хундызша, герой может обратиться в камень, и потому снабжает его амулетами. Но они не помогают: Шарьяр становится камнем и таким образом присоединяется к компании других храбрецов, оказавшихся в Тахта-Зарине ранее. А что это за город? Из его описания явно видно: это базовая станция или даже корабль-матка, причем безлюдная, то есть роботизированная и насыщенная непостижимой техникой. Видимо, роботы там заготавливают богатырей для последующего их использования в программе размножении. Кстати, Цирцея в Одиссее занята примерно тем же. Как на станцию проник Шарьяр, мы не знаем. А вот его сестра Анжим прибывает на летающем коне царя Соломона. И перстнем этого царя, известного повелителя дэвов и джиннов, отворяет шлюз, то есть ворота. Далее, взяв под контроль главного робота станции, птицу Бюльбюльгою, всех оживляет, то есть выводит из анабиоза. Этот же сюжет можно найти и в цикле сказок про Кощея, где главный герой также оживляет окаменевших богатырей. То, что Кощей — робот, несомненно, у него даже есть пульт дистанционного управления: изделие «Игла». Сопоставление этих сказок проливает свет на древнюю программу генетической модификации человечества. Она, как видно, шла в несколько этапов, и на заключительном использовали уже улучшенные аборигенные формы, в частности похищаемых драконом девушек. При этом, похоже, на каком-то этапе надобность в роботизированных комплексах по заготовке носителей перспективного генного материала отпала. А Кощей продолжал работать — похищать девушек, приманивать богатырей. Операции по дезактивации кощее-драконовых комплексов, пришлись на ту пору, когда человечество стало достаточно разумным, чтобы хоть что-то из происходящего осознать и запомнить в виде сказок. Дальше началась другая история, она связана с внедрением перспективного генофонда в правящие фамилии. Помните бессмертное японское: «Чарльз Дарвин доказал, что белый человек произошел от обезьяны. Но мы-то японцы произошли от богов, а императоры наши ведут род от Аматэрасу». Китайский император, кстати, тоже не прост — он потомок дракона. Из числа знакомых текстов к описанию этого этапа имеют отношение «Конек-Горбунок», «Сказка о Марье Моревне» и «Сказка о золотом петушке».

«Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

Фантастика

Сергей Кусков ия Сергея Дергачева

опреки обычаю, Канцлера похоронили сразу. Митрополит настаивал, чтобы на третий день — по-людски, а не по-басурмански. Директор санитарного ведомства возражал: пойдет запах — не выведешь, в бункере-то, а сколько еще сидеть? В итоге решили не ждать. Похоронить покойника в бомбоубежище — проблема, но решилась она неожиданно просто. В дальнем служебном коридоре пол оказался не бетонным, а земляным: то ли так задумано, то ли строители, которых поджимали сроки, не положили плиты. Или украли. Два бойца из охраны лопатами выкопали в земляном полу могилу. Хотели поглубже, а вышло как всегда: в узком коридоре землю складывать некуда, и так-то едва развернулись около наваленной кучи. Гроба тоже не было. По идее, запас гробов на объекте должен был предусмотреть проектировщик — если он не суеверен… Были на выбор два ящика. Один добротный, деревянный, вроде оружейного, со стальными застежками и проушинами для замка. К сожалению, по длине он не подходил даже для Канцлера, а если подогнуть покойнику ноги в коленях, то по высоте. Другой — оставшийся от строителей, скорее всего, в нем завозили что-то для отделки. Из хлипкой ДВП, но размер — самое то. Санитар настаивал на деревянном, а когда узнал, что ящик маловат, предложил укоротить покойника: ему-де все равно. Митрополит его одернул, и остановились на дэвэпэшном. Копать, правда, под него пришлось больше, но не митрополиту. Засыпав могилу, устроили поминки в штабном отсеке, за большим столом для совещаний. Закусывали тем же, что ели каждый день, только спирта было море разливанное, и как-то очень быстро он ударял в голову. Санитар, в спирте разбиравшийся лучше всех, пил меньше всех. Он подозревал, что смухлевали снабженцы и вместо кондиционного ректификата, равно пригодного и для промывки главной оптической оси, и для чистки контактов бесконтактных датчиков, и просто для приема внутрь, завезли дешевую синтетику. Впро-

чем, снабженцев тоже можно понять: кто бы подумал, что эти припасы вместе с бункером вообще когда-то понадобятся! Под действием синтетики молоденькая вдова, прежде подавленно молчавшая, чуть разговорилась и, всхлипывая, жаловалась митрополиту, что вот, Миша был такой здоровый… не пил, не курил… у-шу… и не радиация, ведь спрятались же до того, как взорвалось, правда? Святого отца коробило это «Миша», сказанное о человеке, который для него был не иначе как Михаил Иванович; но служба есть служба, и он густым церковным баритоном утешал вдову, что все под Богом ходим, гладил ее то по руке, то по голове, задерживаясь чуть дольше, чем пристало священнослужителю, а через стол на него ревниво зыркал директор жандармского департамента. На вдову он имел свои виды, как и на освободившееся кресло. А санитар думал про себя, что вот такого, здорового и непьющего, резкий переход от нормальной жизни к подземной убьет скорее и вернее, чем того, кто всю жизнь пьет, курит и бомжует по подвалам. Потом и его догнала синтетика, и он вместе со всеми орал: «Комбат наш батяня, батяня-комбат! За нами Россия, Москва и Арбат!» — и слеза бежала по щеке, потому что не было уже ни Арбата, ни Москвы, да и России, наверное, тоже. А главжандарм, самый выносливый из всех и потому самый трезвый, теперь так же зыркал на майора Стрельцова, командира батальона охраны. Тот вел себя скромно, на вдову не претендовал, на кресло вроде тоже; да майору и не по чину, чай, не военный министр (а еще и с этим перетереть — вот же где геморрой!), и вообще здесь оказался случайно: когда объявили тревогу, как раз его батальон нес службу, а то был бы на его месте совсем другой комбат. Однако у него одного в подчинении боеспособное подразделение. И этот намек: «батяня»!.. Через пару дней (или не дней, или не пару — часы давно у всех шли вразнобой) жандарма перехватил в коридоре военный министр: — До могилки сходим? Дело есть. — Обычай, да? — съязвил жандарм. — Нет. Пошли, там объясню. Жандарм полминуты колебался, потом пошел. — Запах чуешь? — спросил военный министр, когда пришли на место. — И за этим ты меня звал?! Да тут все воняет, мы только не замечаем! И от нас несет, и из толчка несет! Как в подводной лодке, каждый пук — навечно! — Когда пойдет этот запах, ты в толчке спасаться будешь! Как спасатель тебе говорю. Вот что: наверх надо. Жандарм посмотрел на бывшего спасателя с испугом. — Там же радиация! — Полгода прошло. Должна уже упасть. А тут через два месяца перемрет половина, а еще через два остальные и перед смертью обзавидуются тем, кто помер раньше. Ты знаешь, сколько в воздухе кислорода? — Жандарм помотал головой. — Восемнадцать процентов. И углекислый газ к полпроценту подходит. «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

— С чего это вдруг? — Регенераторы не справляются. А скоро совсем сдохнут. — Какого черта! — возмутился жандарм. — Да тут на год рассчитано! На администрацию, кабинет, парламент, да не на половину верхней палаты, а на обе! Плюс обслуга и охрана. Бюджет на замену выделяют регулярно, хозяйство твое — куда что ушло? — Это не бюджет, а слезы. Восемь лет назад заменили, до меня еще. Поставили, что смогли купить; если б просто украли деньги, стояло б сейчас советское старье — с ним бы дольше протянули. Жандарм сильно сомневался, что в самом деле протянули бы дольше; он вообще всегда и во всем сомневался (а служба такая — никому и ничему не верить!). Но промолчал. А военный министр вдруг сказал: — Вот что: надо послать разведку. — Ты на меня намекаешь? Так я не разведчик, а контрразведчик. — Да нет, куда тебя в разведку! Найдем в охране пару чижиков, кого не жалко. Тут другой вопрос: надо бы им не через главный выход, а через какой-нибудь из запасных. Главный-то наверняка спекло в монолит, явно ж туда целили. А запасные могут быть завалены, а который завален меньше — вопрос. Видео, что ли, еще раз посмотреть? Министр говорил о записи с камеры, установленной на телебашне: вспышка над городом и движение ударной волны по городским кварталам до того момента, как камеру снесло вместе с башней. И это была последняя информация, полученная с поверхности. — Что там разберешь? — проворчал жандарм. — Снято издали, качество так себе… Слушай, здесь же должны быть какие-то планы, схемы? Может, лучше их посмотрим? — Должны. У Стрельцова… Ха! Так у него, наверное, и человечек есть, который в этом разбирается. А ну, пошли к Стрельцову! — Пошли, — кивнул жандарм после секундного колебания, и они пошли. Нашлись и планы, и человек в подчинении у майора. Не офицер, из вольнонаемного персонала, но какая разница? Инженер Малышев отвечал за коммуникации. Работал давно, устройство бункера знал прекрасно. Вместе с ним просмотрели видео: сначала в нормальном темпе, потом в замедленном, потом так медленно, как только можно. После недолгой паузы инженер сказал: — Честно говоря, не знаю, что делать. Ясно, завалов тем меньше, чем дальше от эпицентра, но конкретно — где, что и как завалило — здесь не увидишь. Это же только начальный момент разрушения… Есть другая идея. Тут под городом полно старых ходов, еще средневековых. Частью пересекаются с нашими коридорами, обычно эти места просто заложены кирпичом. И некоторые выходят в метро — там тоже практически свободный проход. Где деревянные щиты, а где вообще

две доски крест-накрест. А метро в центре глубокое, должно уцелеть, и выходов много. Малышев взял со стола один из листов. — Вот, например. Вот здесь наш кабельный тоннель задевает карстовую полость. Отгорожен кирпичной стенкой. Через полость можно пролезть в ход тринадцатого века, а он уже выходит в тоннель метро, в одну из ниш. Где-то здесь, возле… — Откуда вы знаете? — перебил жандарм. — От сына. — А кто у вас сын? — Историк. Курсовую писал как раз по этим ходам. — Так. Студент-историк имеет доступ к секретной информации… Где он сейчас? — Жандарм пристально посмотрел на Малышева. Тот смутился и после короткой паузы ответил: — Здесь. — Так. И на каком основании? И как его пропустила охрана? — Никак, — резко ответил Малышев. — Я задержался на службе, он приехал забрать меня домой. Ждал у вертушки, с той стороны, я вышел, а тут тревога. Все побежали, и он побежал. Охрана, между прочим, первой драпала. И что, я должен был Пашке сказать: тебе сюда нельзя, иди под бомбы? — Теперь Малышев с вызовом смотрел на жандарма. Тот, разумеется, инженеру не верил (служба такая!), но смутился, отвел глаза на военного министра. А министр сказал: — Ну вот и первый кандидат.

—П

аша, но почему именно тебя?! — Скрипач не нужен. — Павел криво усмехнулся; хорошо, что темно, Леся не видит. — Леська, а кого? Отец хотел пойти — его не пустили, он здесь один разбирается в схемах. И хорошо, что не пустили! А я — гуманитарий, к тому же историк. Кому я тут нужен? — Мне. Было тихо, очень тихо. В бункере обычно так не бывает: все-таки не очень большое пространство, в котором заперто довольно много людей, пусть даже меньше половины тех, на кого рассчитано, — потому что остальным не сказали, что надо бежать спасаться… Везде люди, и негде остаться вдвоем; и тогда Леся, беспардонно пользуясь служебным положением, провела Пашку в самое укромное место бункера — в спальню канцлерской четы, у которой Леся работала горничной — и под землей, и в прежней, добункерной жизни. Место она получила, можно сказать, по протекции: ее отец служил у Канцлера шофером. После смерти Канцлера вдова сюда почти не заходила, ночевать устраивалась в других местах. Вот и сейчас она была не здесь… — Пашка, обещай мне, что вернешься! — Леся схватила его за руку. — Леська, обещать-то не проблема. Проблема — вернуться. — Он замолчал, потом, после паузы, сказал:

— Леська, тебе, наверное, надо… в общем, даже если я вернусь, не стоит тебе со мной связываться. Пальцы, сжимавшие его запястье, сразу ослабли; Леся спросила чужим голосом: — Почему? — Потому что я там схвачу дозу. Наверное, не смертельную, но если у нас будут дети… А будут, вряд ли уцелела какая-то промышленность, что фармацевтическая, что резиновая… В общем, стоит тебе поискать другого отца для своих детей. Она снова сжала его руку, сильней, чем в первый раз, даже ногтями вцепилась, и резко сказала, почти крикнула: — Не смей так говорить! — Потом ослабила пальцы и продолжила уже другим тоном: — Папа сказал, что пойдет с тобой. — Олег Петрович?! Его-то кто послал? — Никто. Сам вызвался. Сказал: ты — гуманитарий, второй должен разбираться в технике. Говоришь, скрипач не нужен — а кому нужен шофер? Тем более — его пассажир… того. — Она замолчала, потом отпустила его руку и тихо сказала: — Паша, мама и Маринка остались там. — Он не видел, но чувствовал, что она из последних сил старается не разреветься. — У меня теперь только папа и ты. Пожалуйста… Она замолчала. Павел понял, что больше она ничего не скажет, просто не сможет. — Я постараюсь, — сказал он. И добавил после секундной паузы: — Мы постараемся.

—П

ашка, ты всю дорогу впереди шел, теперь давай я. Там были твои ходы, ты их лучше знаешь, а тут не заблудимся. Не лезь вперед батьки в пекло. Мне зять нужен живой, а лучше здоровый. — Да я и не лезу… Олег Петрович, шум слышите? Что это? Оба прислушались. Они стояли и отдыхали стоя, потому что сесть было некуда, под ногами грязь и сырость; в защитном костюме пусть и не вымокнешь, но холод-то проберет. Ну хотя бы разогнуться, встать в полный рост — и то отдых. По кабельному тоннелю ползли на четвереньках, хорошо — кладку не пришлось самим ломать. Кладку ломали другие, пока их на скорую руку учили обращаться с полевым телефоном, замерять уровни радиации радиометром. Проверять воздух на отравляющие вещества — этому даже и учить не стали, только сунули инструкцию вместе с индикаторными трубками и войсковым прибором химической разведки. На всякий случай: вряд ли враг после ядерного удара нанес еще и химический, но положено — и положили. Через карстовую полость тоже пришлось ползком. По подземному ходу уже не ползли, а шли, но пригнувшись: ход был низкий. И все время на подъем, и груз немалый, одна катушка с кабелем сколько весит!

А потом, как и обещал Павел, ход вывел в другой коридор. Здесь можно было распрямиться, и потолок не земляной, а каменный. И они остановились отдохнуть… — Где шум? — Олег Петрович прислушался. — Кто ж его знает? Ладно, пошли. Погоди, кабель чуток смотаю, надо слабину выбрать. Он присел на корточки и начал крутить ручку. Кабель зашуршал, наматываясь на катушку, а потом раздался глухой удар, и их едва не сбил с ног толчок воздуха из хода, по которому они недавно прошли. — Что это?! — Похоже, обвал, — сказал Павел. Олег Петрович поднялся, посветил в ход фонариком. Павел схватил его за рукав: — Не ходите! Может еще обвалиться. Шофер вернулся к катушке, снова стал крутить ручку, и после пары оборотов кабель натянулся. — Засыпало. Надо бы связь проверить. Подключили телефон. Связь, к счастью, была. — Ладно. Размотаем, сколько хватит кабеля, потом отсюда свяжемся. Здесь вроде потолок надежный, не упадет. Радиацию проверял? — В пределах фона. — Пошли. Вскоре кабель кончился. Катушку поставили боком на землю, на нее — телефон. Здесь снова услышали странный звук, напоминающий шум поезда в тоннеле, — оба так подумали, и оба промолчали, потому что этого не могло быть. Ход круто пошел вверх; под ногами было что-то похожее на ступени, только осыпавшиеся от времени, — или им показалось. Идти было тяжело, и дышалось тяжело, до звона в ушах. Подъем внезапно кончился, они оказались в коротком горизонтальном коридоре, в конце которого был виден слабый свет, и в этом свете — две доски, крест-накрест перекрывающие выход. А потом раздался тот же шум, уже точно — идущего поезда, и этот поезд промчался перед ними: огни, люди в вагонах. — Что это?! — спросил Олег Петрович. — Может, восстановили уже? — неуверенно сказал Павел. — Да не может быть! А ну, давай туда, разберемся! Отрезок коридора они проскочили почти бегом. Отбросили доски… — Налево! — скомандовал Павел: он знал, куда идти. — Пашка, вот с этой шиной осторожно! Под напряжением! Платформа была в какой-то сотне метров. По железной лесенке они взлетели на платформу — Павел, вопреки обещанию, бежал первым, — и тут вдруг Олег Петрович осел на ступеньку, сказал: «Погоди, Пашка…» — и потерял сознание. Павел тоже едва держался на ногах — он считал, что их вымотал переход. Впереди светилась чуть приоткрытая дверь служебного помещения, и он бросился туда. Распахнул дверь, увидел двух человек в форме метрополитена. — Помогите! Олегу Петровичу плохо… — И сам по дверному косяку сполз на пол. «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

—М

ихаил Иванович! Ну сколько еще?! Анализы эти… Мы ж здоровые! Человек в белом халате накануне представился Михаилом Ивановичем (точно так же, как звали покойного Канцлера), но кто он такой — не сказал. Павел подозревал, что психиатр, а им не говорит, чтобы не волновать. — Потерпите ради науки. Полгода в бункере, еще и без подготовки — уникальный эксперимент. Впрочем, можно вас и выписать, под обязательство приходить по вызову для обследований. Согласны? Олег Петрович и Павел, чтобы выйти из больницы, были согласны на все. — Так вот, — продолжал человек в белом халате, — вам слово «пранкеры» что-нибудь говорит? Павлу говорило. Олег Петрович слышал, но не знал, что это такое. — Шутники, только технически продвинутые. Устраивают более или менее глупые розыгрыши с помощью телефона, Интернета. А здесь собрались трое ребят — прямо скажу, талантливые. Один — видеорежиссер, аниматор, словом, художник. Он и сделал все видео, начиная с новостей. С фермеров. И видео с телебашни — тоже он. А еще двое — хакеры. Влезть в закрытые линии связи им, конечно, не по зубам, но на сервер, где правительство подключается к Интернету, сумели. И на сервер телецентра… — А что там про фермеров? — спросил Павел. Он не видел этого сюжета в новостях. — Ну, будто бы на Юге поднялись фермеры. Навесили на свою технику бронеплит, оружие, какое нашлось, вплоть до базуки, и двинулись маршем на столицу. Полиция разбегается, армия вообще частью присоединяется… Сейчас появилась манера делать к новостям музыкальный фон, так эти фоном пустили «Гренаду»: «Я хату покинул, пошел воевать, чтоб землю в Гренаде крестьянам отдать…» И тут — бац! — новости срочно прерываются сообщением израильского информационного агентства: гренландский военный спутник засек пуск ракет в США. Наша система оповещения, естественно, молчит: не было ж никакого пуска, — но руководство не стало выяснять, тратить время. Бросили все, объявили тревогу и зарылись под землю. «Гренада» их, похоже, морально подготовила. А уже под землей приходит видео взрыва над городом — его-то полстраны смотрели. Кое-где даже поверили… Художник, как узнал, что они наделали, сам прибежал каяться. Он, кстати, специально в сюжете оставил ляпы, чтоб видно было, что розыгрыш. Во-первых, фермерскую технику срисовал с какого-то комикса про восстание роботов… — Вот и я подумал: где они такие комбайны взяли? — вставил Олег Петрович. — …Во-вторых, гренландский военный спутник — ясно же, полная чушь. Ну и видео с телебашни — там ракурс другой, камера не на той высоте. Но это уже для тех, кто понимает.

— А те двое, хакеры? — спросил Павел. — А те смылись, их найти не могут. Художник за всех отдувается. Был суд, впаяли тринадцать лет — выше максимума по статье. Дело-то серьезное. — Кончилось же хорошо! — Хорошо. Могло быть гораздо хуже. Руководство страны в полном составе в бункере, связи с ними нет — это еще полбеды. Могли ведь скомандовать ответный удар. Слава богу, почему-то не скомандовали. — Как это? — удивился Олег Петрович. — Скомандовали, я помню. Только команда не прошла. Они долго спорили, отвечать или не отвечать, потом решили ответить, а подтверждения нет. Ну и подумали, что, пока спорили, те уже все разбомбили. Тогда вырубили связь — для экономии, сеть-то уже от реактора работала, — и сидели так, пока регенераторы не стали дохнуть. Павел негромко хмыкнул: — Отвечать-то надо сразу, а потом уже под землю. Увидев осуждающие взгляды собеседников, он смущенно добавил: — Нет, ну ясно — хорошо кончилось, и для человечества тоже. Но просто, по логике… — Ты, Павел, молодой, для тебя оно просто, — сказал шофер. — А эти уже пожили, кой-чего нажили, и лучшее из нажитого у них — там. И вообще — тут у них служба, тут они лямку тянут, а душой отдохнуть едут туда. И все это разом перечеркнуть? Неизвестно же, почему те начали — вот так, на ровном месте. Может, у них просто компьютер сбрендил. Ну, извинятся: мол, простите, спалили вам полстраны ненароком, больше не повторится. Компенсируют где деньгами, где льготами — нашим-то все сгодится; и можно дальше жить, как жили. А ответишь ракетами — уже обратного хода не дашь. — Говорите, не прошла команда? Очень странно, — сказал Михаил Иванович таким тоном, что Павел подумал: похоже, в нашей стране психиатр — больше, чем психиатр. — Художника-то зря так, — сказал Павел. — Что, ему теперь и сидеть весь срок? — Художника, скорее всего, помилуют через годик, разберутся только, кто должен принять решение о помиловании. — Как — кто должен? — снова удивился Олег Петрович. — Канцлер должен. Михаил Иванович внимательно посмотрел на них и сказал: — В стране кое-что изменилось за это время. Когда руководство в полном составе ушло под землю и не отвечает на попытки связаться, текущие вопросы как-то же надо решать. А на нижнем уровне ничего не решается. Система так выстроена: любое решение, принятое внизу, наверху может быть пересмотрено; и пересматривается, причем чаще всего просто затем, чтоб показать, кто здесь главный… А депутаты нижней палаты сильно обиделись, что все бросились спасаться, а их забыли. Кстати, и губернаторов тоже. В общем, собрались, проголосовали, изменили Конституцию. Должность Канцлера упразднили, решили, что негоже,

когда все завязано на одного человека с полномочиями абсолютного монарха. В стране теперь парламентская республика. Состав правительства, естественно, тоже полностью сменился. Заодно и верхнюю палату упразднили. Те пытались противиться, но половина под землей — кворума-то нет…

идящих в бункере надо было спасать. Ход, по которому прошли разведчики, завален, зато все выходы: и главный, и запасные — свободны. Надо было только сообщить это тем, кто внизу, и очень кстати, что снова появилась связь. Говорить с сидельцами поручили командующему войсками округа, которого военный министр мог бы опознать по голосу. После военного министра трубку внизу взял главжандарм и потребовал к аппарату кого-нибудь из своих людей. Он по-прежнему никому не верил. — Слушаю, — сказал Олег Петрович. Канцлерского шофера жандарм тоже узнал по голосу. — Вы им говорили, что Михаил Иванович?.. — Жандарм замолчал, не решаясь сказать «умер»: он боялся, что телефон прослушивают. — Нет. О нем вообще речи не… — И не надо, — быстро сказал жандарм. А потом наверху взял трубку врач МЧС: — Вам сразу выходить нельзя, от резкой смены атмосферы потеряете сознание, как вот с вашими людьми случилось… Не только из-за кислорода, углекислого газа тоже. Вы сейчас постепенно подключайте забор наружного воздуха, а регенераторы выводите из работы. За пару суток полностью обновите атмосферу, тогда можно наружу.

—Н

у, хорошо, — сказал жандарм. — Допустим, они ракет не запускали. Но наша-то команда почему не прошла?! — Повезло, однако, — флегматично заметил военный министр. — Ой, не люблю я неконтролируемую везуху… Аппаратуру связи давно обновляли? — До меня еще. Лет пять назад монтировали, нового поколения. — Бери этого… инженера, и пошли в аппаратную! Майор Стрельцов набрал код на кодовом замке, Малышев повернул массивный ключ замка обычного и с усилием оттянул тяжелую дверь. Щелкнул выключатель, и перед ними предстали четыре металлических каркаса приборных стоек с крепежными шпильками внутри. И ни одного электронного блока, только пучок кабелей с разъемами на концах свисал из отверстия в стене. — А где аппаратура? — обалдело спросил жандарм. Резко обернулся к военному министру, схватил его за грудки: — Что за бардак у тебя в хозяйстве?! Где аппаратура?! — Спокойно, генерал! — Министр перехватил жандарма за запястья. Майор индифферентно молчал,

ему было не по чину встревать в разборки генералов. Гражданский инженер Малышев имел свои понятия о субординации. Он шагнул к стойкам, провел пальцем по резьбе шпильки, потом обернулся к остальным и сказал: — Аппаратуры здесь и не было. Вот, консервирующая смазка не убрана. И заглушки на разъемах заводские. Спрашивать надо не «где аппаратура», а «где деньги», на которые ее как бы закупили. В отчетах-то, наверное, все в порядке? — Пусти, — устало сказал жандарм военному министру, и они отпустили друг друга. — Майор, арестуйте этого. — Он мотнул головой в сторону Малышева.

аверху не знали, что Канцлер умер, и в бункере после короткого обсуждения решили об этом не сообщать, предъявив стране двойника. Штатные, специально подготовленные двойники остались снаружи, никто не собирался их спасать (кому они нужны после конца света?), и пришлось работать с материалом, какой был под руками. Популярный телеведущий Дмитрий Овсюгов, узнав о роли, которую ему предстоит сыграть («Царем будешь!» — сказал военный министр, хлопнув по плечу), потребовал в качестве бонуса вдову. — Ну, это уж ты, дружок, сам договорись, — ответил ему жандарм, осторожно трогая распухшее ухо. Вдова, похоже, целила по щеке… — Идиот! — проворчал военный министр. — Выйдем наружу — все бабы в стране твои будут! Грим, при уже имевшемся сходстве, требовался минимальный. Опасались, что подмену распознают по росту или голосу. Но Овсюгов уверял, что с голосом все будет в лучшем виде: он в молодости пытался делать карьеру музыкального пародиста, и голоса имитировать получалось, вот только слух подвел. А насчет роста — Канцлер полгода не появлялся на людях; авось никто не заметит, что он подрос сантиметров на десять. Выход сидельцев на свет старались не афишировать, но шила в мешке не утаишь, в наше время тем более. Ближе к назначенному сроку у главного выхода собралась толпа, меньшей частью из родственников, большей — из остальных, от журналистов до просто любопытных. Толпу осаживала полиция, уговаривая не толпиться, но не слишком настойчиво: полицейским самим было любопытно. Медленно сдвинулась тяжелая железная дверь, и первое, что явилось миру из бункера, — это был запах. Бункер вентилировали двое суток, выдули, наверное, всю вонь, и напоследок кто-то предложил откачать фекальную емкость, раз уж есть куда и не надо думать об экономии энергии. Включили фекальный насос. Минут пятнадцать он работал, натужно воя, жижа в емкости пришла в движение, и запах снова пополз по бункеру. Но уровень не понижался. Тогда в насосную послали арестованного инженера. В сопровождении, для надежности, аж двух конвоиров, потому что в умелых руках и разводной ключ — оружие. «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

Малышев осмотрел насос и трубы, вернулся и доложил, что насос в порядке, а канализационный коллектор отсутствует. — Это как? — А так! Нет его. И тоннеля, в котором он должен быть, тоже нет. Труба заглушена, насос качает на заглушку. Хорошо — центробежный, другой бы давно сгорел. Строители бункера посылали своим потомкам привет из далеких семидесятых. Сдав объект, как водится, с недоделками, они затем и не подумали их устранять, потому что не предполагали, что это кому-то понадобится. Или наоборот: понимая, что в случае чего о них не позаботится никто, любимых руководителей предоставили их судьбе — задохнуться в собственном дерьме. Каковы бы ни были мысли строителей, этот привет директор жандармского департамента добавил в счет, который собирался предъявить инженеру Малышеву, когда они выйдут наружу. В счете уже стояли пропущенный на охраняемый объект сын, показанные сыну секретные документы и пропавшая аппаратура, которая должна была обеспечить передачу команды на ответный удар. Дверь еще приоткрылась, и из темноты, в сопровождении остатков запаха, двух бойцов охраны и супруги, шагнул на свет тот, кого Павел с Олегом Петровичем меньше всего ожидали увидеть, — Канцлер. — О Господи! — воскликнула стоящая рядом Леськина мама. — Ты же говорил, что он умер! — Кто умер? — быстро обернулся к ним психиатр Михаил Иванович. — Канцлер, — сказал Олег Петрович. — Дорогие соотечественники, я рад снова быть с вами! — произнес Канцлер, приветствуя зрителей жестом, хорошо знакомым старшему поколению. В ответ раздались хлопки, сначала довольно жидкие, потом сильнее, хотя до овации им было далеко. А Олега Петровича жест Канцлера убедил окончательно. — Подделка! — решительно заявил он. — Точно, фальшивый. И наш плюгавее был. За аплодисментами эту реплику никто не услышал, кроме психиатра, который шагнул вперед и очень внимательно посмотрел на Канцлера. — Теперь, — продолжил тот, — когда выяснилось, что все мы стали объектами, прямо скажем, дурацкой шутки… — Дмитрий Эрастович, — прервал его психиатр, — будет вам. Здесь нет телекамер. Проходите, не задерживайте, дайте людям выйти. Сконфуженный Овсюгов замолчал и, не пытаясь больше казаться ниже ростом, чем есть на самом деле, отошел в сторону. Супруга сделала вид, что она вообще ни при чем. Две толпы смешались у выхода: выходящие из бункера и встречающие. Павел пробирался против потока, высматривая враз и отца, и Лесю. Они вклинились в толпу вдвоем с матерью, потом потеряли друг друга. Леськины родители и десятилетняя сестра Марина остались снаружи, за оцеплением. Леськину мать и младшую сестру Павел впервые увидел на второй день в больнице, когда те пришли к Олегу

Петровичу. Тот представил Павла как будущего зятя, Маринка после этого смотрела на него со смущенным любопытством, а Павел подумал, что десять лет ей на вид не дашь. Впрочем, он судил по себе и своей родне, которая вся, как на подбор, была рослая… — Пашка! — Леська нашла его первая. Бросилась на шею, он обнял ее, и тут они услышали: «Леська! Лесь-ка!!!» Оба обернулись на крик и увидели, как у цепочки полицейских, которые уже никого не осаживают и не оцепляют, прыгает Маринка, машет правой рукой над головой, а левой держится за руку мамы. — Пашка, идем! — Леся оторвалась от Павла, потянула его за руку. — Сначала отца найду. Леся отпустила Пашкину руку и нырнула в толпу, пробираясь к своим. А Павел обернулся к выходу из бункера, где народа осталось уже немного, и тут увидел отца. В наручниках, под конвоем старшины из охранного батальона. — Папа!.. — Проходи, не положено! — сказал старшина и сделал автоматом жест, который должен был выглядеть грозно. И он, и Павел чувствовали нелепость ситуации. В бункере все друг друга знали если не по именам, то хотя бы в лицо. А старшина вообще был тот же, что учил Павла обращаться с противогазом, когда их готовили к выходу на поверхность. — В чем дело? Кто распорядился? — раздался голос психиатра. — Я, — ответил возникший рядом с ними глава жандармского ведомства. — На каком основании? — Обвиняется в государственной измене, расхищении техники и саботаже. Есть постановление об аресте. — Кем и когда оно выдано? — Мной, позавчера. — В стране нет чрезвычайного положения, такие постановления может выдавать только суд, — сказал Михаил Иванович. — А ваши полномочия вообще прекращены полгода назад. Майор, будьте любезны. Стрельцов как будто уже стоял наготове с ключиком. Аккуратным движением он освободил отцу руки. Тот потер запястья, и тут к ним через толпу пробилась мать, и Павел подумал: «Хорошо, что она не видела отца в наручниках!». — Александр Феликсович, вы уж, пожалуйста, не уклоняйтесь от медицинских процедур! — Павел обернулся на голос и увидел, что психиатр Михаил Иванович уговаривает бывшего главного жандарма. — Вам всем сейчас настоятельно необходимо. Жандарм стоял перед Михаилом Ивановичем с видом школьника, набедокурившего и пойманного, и Павел подумал: похоже, в самом деле психиатр в России — больше, чем психиатр. Он не знал, надо ли этому радоваться или наоборот, и не хотел сейчас грузить себя всякими проклятыми вопросами, поэтому обернулся к родителям и сказал: — Мама! Папа! Идемте уже к Леськиным.

ни

н я н и

н я

Легко ли плыть в сиропе? Откуда берутся странные научные открытия

Генрих ЭРЛИХ, Сергей КОМАРОВ Альпина нон-фикшн, 2021

ИЗ КНИГИ ВЫ УЗНАЕТЕ: — ЗАЧЕМ годами смотреть на каплю би-

Мы все едоки, и если хоть отчасти верно, что человек — это то, что он ест, эта книга про нас. А о себе всякому читать интересно.

сновой книги постоянного автора журнала «Химия и жизнь» Натальи Резник «Что мы едим? Непростые ответы на простые вопросы» послужили статьи, опубликованные в разные годы на страницах журнала, переработанные и дополненные последними научными данными. В итоге получились 39 рассказов с замечательными иллюстрациями Натальи Колпаковой.

отпугиватель голубей, переводчик со звериного, поцелуи, мнимые числа и, вообще, легко ли плыть в сиропе…

Все рассказы посвящены известным продуктам, правда, многие из них популярны за пределами нашего Отечества: в лесах Амазонки, полупустынных нагорьях Китая или на берегах африканских озер. Однако в ближайшем будущем они могут приобрести планетарное значение. Продовольственный кризис и глобализация уже делают свое дело, и некоторые экзотические для нас культуры постепенно проникают на прилавки российских магазинов. К этому нашествию нужно подготовиться. Современному человеку следует знать, как правильно есть акрид, что заменит россиянам сою, каковы на вкус «бедра нимфы Авроры» и в каких краях эти нимфы водятся, и не путать батат с картофелем.

Покупайте в нашем электронном киоске www.hij.ru Цена 620 руб. с учетом доставки по РФ.

Купить книгу можно в нашем киоске www.hij.ru. Цена — 425 рублей с доставкой по РФ.

тума, считать сперматозоиды в кока-коле, коллективно думать о мире или выбирать начальника жребием?

— ПОЧЕМУ настоящий ученый не побоится влезть в шкуру козла, заселить клещей в свое ухо, полвека хрустеть пальцами одной руки или жалить себя пчелами в самые разные места?

— КАК работают приманиватель молодежи,

«Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

художник Карел Непраш

Пишут, что...

Короткие заметки

Солнечная очистка Казалось бы, вот она, вода: целое синее море плещется у берегов Крыма. И все же воды не хватает, ее приходится добывать из-под земли, что чревато засолением почвы и прочими неприятностями, или получать в опреснительной установке. А это расход энергии и выбросы парниковых газов. И ведь источник энергии тут же, причем бесплатный и экологически чистый — свет Солнца. Но его никак не удается приспособить для получения пресной воды, хотя идеи имеются. Вот экстравагантный проект дагестанца Пайзуллы Исаева: вода из конвекционной аэротрубы (см. «Химию и жизнь», 2007, 4). Суть его такова. Ставим в засушливом прибрежном районе полую трубу высотой в пару километров. В ней, в силу закона Бернулли, возникает тяга, теплый приземный воздух летит вверх, а там холодно. Где-то по дороге достигается точка росы, и начинают конденсироваться капли дождя. Остается их собрать и отравить в водохранилище. Несмотря на получение автором патента и подачу заявок на инвестиции, трубу Исаева пока что никто не рискнул построить. А вот солнечные опреснительные установки есть, и их постоянно совершенствуют. Очередная идея принадлежит китайским специалистам из Шанхайского университета во главе с Чан Чао (агентство «Newswise», 27 апреля, 2021 года). Придуманное ими устройство состоит из трех слоев: снизу расположен толстый слой пористой бумаги, далее волокна полиэтилена (они обеспечивают теплоизоляцию и плавучесть) и оксинитрид титана. Этот оксинитрид знаменит прекрасной способностью поглощать солнечный свет, он-то и нагревает воду, поступающую к нему по бумаге. Испарившаяся вода конденсируется на кварцевом куполе и по нему стекает в приемник. Эффективность системы велика: 48% солнечного света идет на испарение. Много это или мало? Нетрудно посчитать. При годовой инсоляции 1,2 МВт•ч/м2 и расходе на испарение литра воды 0,6 кВт•ч квадратный метр установки опреснит за год 860 литров воды; этого хватит на утоление жажды одного человекав течение более девяти месяцев. С учетом того, что в канализацию со сточным водами один человек по нормативу сливает несравнимо больше, около 10 тысяч литров в месяц, это немного. Зато с бесплатной и совершенно зеленой энергией.

С. Анофелес

…муравьи реагируют на социальную изоляцию почти как люди — после выхода из неё муравьи менее охотно вступают в служебные и личные отношения, хуже следят за собой, их иммунная система и стрессоустойчивость оказываются разлаженными («Molecular Ecology», 2021, 27 марта)… …изучение скопления ископаемых останков тираннозавров в штате Юта позволяет предположить, что это были вовсе не одинокие хищники, а социальные животные со сложным охотничьим поведением и совместной заботой о потомстве («PeerJ», 2021, 19 апреля)… …обонятельный нейроэпителий можно использовать в качестве модели, которая позволяет не только облегчить идентификацию доклинических биомаркеров шизофрении, но и связать их с конкретными механизмами заболевания («Успехи физиологических наук», 2021, 52, 2, 93-104)… …засыпка долин рек в Москве с конца XIX в. привела к перестройке грунтового стока, понижению территории долин на 2—3 мм/год, увеличению на порядок минерализации грунтовых вод, разъедающих подземные коммуникации, деформации и разрушению зданий («Известия РАН. Серия географическая», 2021, 85, 2, 238—247)… …перистоусые сомы S. Clarias постоянно генерируют слабые электрические импульсы с частотой около 30 с−1 и амплитудой до 200 мкВ, а при агрессивно-оборонительном поведении — короткие двухфазные разряды или продолжительные импульсы разнообразной формы с характерной фронтальной изрезанностью («Вопросы ихтиологии», 2021, 61, 2, 219—225)…

…использование естественных и модифицированных сигналов вредителей препятствует их взаимному общению на растениях, в результате чего уменьшается их численность («Сенсорные системы», 2021, 35, 1, 38—42)… …при падении астероидов размером порядка десяти километров в океан воздействие на атмосферу Земли будет не менее сильным, чем при падении на сушу («Астрономический вестник. Исследования Солнечной системы», 2021, 55, 2, 114—123)… …горные гориллы ударами в грудь передают сородичам весьма точную информацию о своих габаритах («Scientific Reports», 2021, 11)… …в эпоху неолита уже существовало разделение труда по половому признаку, об этом свидетельствуют орудия труда, найденные в древних захоронениях: мужчины забивали скот, обрабатывали дерево, охотились, женщины — обрабатывали шкуры («Plos One», 2021, 14 апреля)… …даже если вы не верите в конспирологичнские теории, они заставляют вас усложнять стратегию поведения («Economic and Political Studies», 2021, 9, 1)… …у детей, которые часто храпят во сне, как правило, наблюдается гиперактивность, агрессивное поведение, они хуже концентрируются, виной тому — значительное уменьшение объёма фронтальных долей мозга («Nature Communications», 12)…

и жни

…у сурков и сусликов, голодающих в период спячки, прирост резца за этот период минимальный и на его поверхности образуется «зона спячки», вид которой зависит от климатических различий в местах обитания («Зоологический журнал», 2021, 100, 5, 524—539)…

ж н

Пишут, что...

Короткие заметки

Пора расплаты Когда противники ГМО-растений говорили примерно так: ребята, вы ведь вырастите такие сорняки, что ни одна химия с ними не справится, им отвечали — да ладно, мы знаем биологию растений, и к гербицидам сплошного действия никто приспособиться не сможет, не раскачивайте лодку своей конспирологией. Но вот прошли годы. Фермеры, прежде всего американские, сажали трансгенную сою, кукурузу, хлопок и от души поливали поля гербицидами сплошного действия вроде глифосата, благо трансгены специально сделали устойчивыми к нему. В результате зачистки полей от конкурентов культурные растения давали неслыханные урожаи, а все участники процесса — фермеры, семеноводы, изготовители гербицидов — получали хорошую прибыль. И все были счастливы, пока не оказалось, что глифосат убивает не всё: кое-что выживает. И дает потомство, передавая в поколениях устойчивость к чудесному снадобью. А среди них оказался амарант Палмера, он же щирица, родственник лебеды. Скорость его роста феноменальна, до пяти сантиметров в день, а число мелких семян в поникших соцветиях трудно поддается исчислению: ботаники считают их многими десятками тысяч, а рекордсмены дают и полмиллиона за сезон. В почве полей, где борются с амарантом, банк его семян невелик: один-два десятка миллионов штук на гектар, а вот если за полем не следить, семян будет уже миллиарды. Урон от амаранта огромный: всего несколько кустиков, растущих на погонном метре вместе с культурными растениями, уничтожат половину урожая, а при удаче — и весь. Агрономы думают: что же делать? Все, что они могут предложить — это использовать сложные схемы химической обработки (агентство «NewsWise», 21 апреля 2021 года). Теперь к зачистке соевого поля глифосатом прибавилось несколько обработок тремя разными гербицидами. Очевидно, что это временная вынужденная мера и амарант со своей плодовитостью пока выигрывает бой. Однако возможно и нет никакой проблемы, а нужно вышибать клин клином? Ведь индейцы, да и не только они, испокон века ели листья и семена амаранта. Раз уж с сорняком ничего сделать нельзя, не перейти ли к его возделыванию? Равно как и отказаться от бессмысленной и вредной химической борьбы с борщевиком — великолепным медоносом и, более того, северным заменителем сахарного тростника?

А. Мотыляев «Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

Нанофантастика

Екатерина Огнева Иллюстрации Елены Станиковой

Космогония с точки зрения слонов — «…Все это так же наивно, как вымысел наших невежественных предков, — с выражением читал Второй Слон, — что Земля покоится на спинах трех слонов, а те, в свою очередь, стоят на черепахе...» — Конечно, вымысел, — зевнул Первый Слон. — Во-первых, черепах у нас две. Во-вторых, еще целый кит под ними. — Почему невежественных-то? — спросил Второй. — Ты у нас самый начитанный, ты и скажи. Правая Черепаха закатила глаза и кивнула Левой. Старый этот спор длился веками. Вначале до края земли добраться было очень просто. К ним сюда постоянно кто-то падал, Слоны едва успевали ловить и закидывать обратно. Мир человека был так мал, что заканчивался за первым же неизвестным пригорком. Каждый, кто выходил в море, ожидал найти край света — и чаще всего находил. Некоторые возвращались и рассказывали о том, что увидели. У Третьего Слона была неплохая коллекция изображений земного устройства. Она очень раздражала Первого Слона, потому что ни на одном рисунке он на себя не походил: что-то не то с ушами. По водопадам, с грохотом рассеивающим брызги в черном и густо-звездном небе, к ним скатывались лодки из выдолбленных стволов деревьев, плоты, низкие корабли. Потом корабли стали строить на Севере, и дело пошло еще веселее: Третий Слон,

обладавший самым дурным чувством юмора, полюбил подкрадываться к викингам и громко трубить. Монахи, особенно ирландские, ничему не удивлялись. Крестили всех увиденных зверей, говорили: «Здравствуй, Божья тварь», и шли себе дальше. Время от времени мир рос. Иногда — громадным скачком за раз, так что им всем приходилось привыкать к новым размерам блина над головой, иногда неприметно. И вот наконец настал этот страшный миг. — Тысячи лет все было хорошо, — никак не мог остановиться Второй Слон. — Что им теперь не нравится? — Это подростковый бунт, — авторитетно сказал Первый. — Нигилизм. — Это обидно, — сказал Второй, и все с ним про себя согласились. — Она округляется все сильнее. Как нам держать ее дальше?

— Возможно, тебе тоже стоит расти? — подала голос Левая Черепаха. Все задрали головы. Земля, теперь уже точно круглая, уходила от них ввысь. Окруженная светом звезд, точно снежной пылью. — Щекотно, — хихикнул Третий Слон. — И странно, — сказал Второй. — Держишь гораздо больше, но вроде как легче. Кит вздохнул. — Они тоже скоро поймут, что выросли, — прошептала ему Правая Черепаха. — Мир так велик, дай им привыкнуть. — А когда они снова начнут нас искать? — спросил Третий Слон. — Мне без них скучно. — Я думаю, что скоро, — ответил Первый. — Давай подождем? И они принялись ждать.

«Химия и жизнь», 2021, № 4, www.hij.ru

ВСЕРОССИЙСКАЯ ПРЕМИЯ «ИСТОК» ИМЕНИ АКАДЕМИКА И.В. ПЕТРЯНОВАСОКОЛОВА

ЕЖЕГОДНАЯ ПРЕМИЯ ПРИСУЖДАЕТСЯ УЧИТЕЛЯМ ФИЗИКИ, ХИМИИ И БИОЛОГИИ ЗА ВЫДАЮЩИЕСЯ ЗАСЛУГИ В ОБЛАСТИ ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ, ИНЖЕНЕРОВ И ТЕХНОЛОГОВ ВРУЧЕНИЕ ПЕРВЫХ ПРЕМИЙ «ИСТОК» СОСТОИТСЯ 5 ОКТЯБРЯ 2021 ГОДА В НИЖНЕМ НОВГОРОДЕ

ВСЕРОССИЙСКУЮ ПРЕМИЮ «ИСТОК» УЧРЕДИЛИ ПРЕЗИДЕНТ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК И ГУБЕРНАТОР НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ