Карл Саббаг - Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки

• Название: Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки
• Автор: Карл Саббаг
• Издательство: Ломоносовъ
• Жанр: Научпоп
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-91678-144-1

Есть детские вопросы, на которые не каждый взрослый ответит: почему ночью небо темное? почему мы не проваливаемся сквозь пол? кто изобрел колесо? почему зеркало меняет местами только лево и право, а не верх и низ? Карл Саббаг подробно разбирает эти и многие другие загадки (да-да, загадки, причем Большой Науки!), и не просто разбирает, а легко, доходчиво, с хорошим юмором рассказывает об окружающих нас чудесах физики, химии, биологии, психологии и даже космологии. Вот еще вопросы: как работает Гугл? можно ли увидеть нейтрино? что такое пятый вкус, о котором никто не знает, кроме японцев? обижаются ли на нас собаки? кто был автором первого в истории мультфильма? Интересно? При чтении этой книги будет еще интереснее! Потому что именно с такой целью она и писалась: напомнить нам, что мир вокруг таинствен и удивителен.

Карл Саббаг (р. 1942) — британец палестинского происхождения, писатель, журналист, телевизионный продюсер. Автор многих научно-популярных книг, документальных фильмов и научно-популярных телесериалов.

---

Процесс, не позволяющий всей крови вытечь наружу при повреждении кровеносного сосуда, проходит в четыре этапа. Во-первых, наш организм пытается сократить сосуд насколько это возможно, чтобы уменьшить размер «пробоины», через которую вытекает кровь. Во-вторых, часть компонентов крови под названием «тромбоциты», которые по размерам меньше красных кровяных телец, собираются возле поврежденного участка сосуда и формируют нечто вроде гибкой затычки. Этот процесс запускается наружной оболочкой кровеносных сосудов, обнажившейся при травме, — в обычных условиях она не вступает в контакт с кровотоком. В-третьих, поскольку затычка из тромбоцитов — штука временная, организм начинает формировать волокнистый сгусток, который охватит затычку и будет удерживать ее на месте. В-четвертых, в определенный момент, пока ткань вокруг раны восстанавливается, сгусток должен рассосаться, чтобы кровь продолжала свободно двигаться по артерии или вене.

Каждый из этих этапов, в свою очередь, состоит из серии более мелких этапов, в ходе которых наш организм использует молекулы, уже имеющиеся в крови, или призывает на помощь специальные молекулы, необходимые для решения задачи. У этих молекул сложные химические названия, которые у биологов отскакивают от зубов, однако большинству из нас они покажутся громоздкими и неинформативными. Чтобы вы имели представление о сложности всего лишь одного отдельного этапа — начального формирования сгустка, — я обозначу эти молекулы буквами.

Как я уже упоминал, процесс образования сгустка начинается, когда пробита стенка сосуда. Поврежденные клетки выделяют в кровь вещество А. Вещество А соединяется с другим веществом — ВС, которое на самом деле являет собой комбинацию двух белков — В и С. В активирует вещество Б, которое в свою очередь превращает вещество Е в F. F выполняет несколько разных функций, в том числе разделяет G на два типа молекул: Н и I — и активирует J, которое превращает растворимые волокна, содержащиеся в крови, в нерастворимую решетку, удерживающую затычку на месте. Тем временем вещество С осталось без дела, но это ненадолго. Задача С — усиливать некоторые из вышеописанных процессов, чтобы сгусток формировался быстрее. Так, С объединяется с К, стабилизатором которого служит другое вещество — L. С и К вместе активируют еще больше В (таким образом, это вещество сможет активировать еще больше D). Одновременно F тоже активирует еще больше D, плюс ко всему оно же, вещество F, активирует двух новых игроков — вещества М и N, причем N увеличивает выработку С.

Эта схема может показаться запутанной и непонятной, но все же не столь запутанной, чем в том случае, если бы я называл компоненты своими именами:

А — фактор свертывания крови
ВС — фактор VII
В — фактор X
С — фактор IX
D — фактор V, или протромбиназа
Е — фактор II, или протромбин
F — тромбин
G — фактор I, или фибриноген
Н — фибрин
I — фибринопептиды
J — фактор XIII
К — фактор VIII
L — фактор фон Виллебранда
М — фактор VIII
N — фактор XI

Все эти факторы необходимы для успешного залечивания ран, и, если хотя бы одного из них не хватает (например, по генетическим причинам), это может привести к нарушениям свертываемости крови. Одно из наиболее распространенных нарушений — болезнь фон Виллебранда, связанная с отсутствием вещества, которое я обозначил как L, фактора фон Виллебранда. Недостаток веществ, которые я поименовал К, С и N. вызывает иные типы гемофилии, когда любой незначительный порез может вызвать серьезную, а иногда и фатальную потерю крови.

Если и есть на свете нечто столь же удивительное, как приведенная мною последовательность событий, вызываемая обычной травмой, так это научный гений биологов, которые на протяжении долгих лет в ходе старательно проводимых экспериментов и химических анализов выясняли мельчайшие подробности процесса заживления.

«Пропишу-ка я вам… радиацию!»

Вряд ли можно представить себе более радикальное испытание воздействия радиации на человека, чем взрыв атомной бомбы в крупном городе. Рассуждая о возможном действии радиации в случае аварии на атомной электростанции или утечки радиоактивных отходов, люди снова и снова вспоминают о разрушительном эффекте атомных бомб, сброшенных союзными войсками на Японию в 1945 году, как о главном — случайном — источнике информации о том, как человеческое тело реагирует на те или иные дозы радиации.

Никто уже не сомневается в губительном действии радиации на человека, оказавшегося в радиусе нескольких километров от взрыва. Но по-прежнему остается без ответа вопрос о возможном влиянии радиации на будущие поколения, если один из родителей получил высокую дозу облучения. Как подозревали ученые, мужские и женские половые клетки могли получить такие дозы радиации, что это повлекло бы за собой мутации, ведущие к возникновению у потомства пороков развития.

Чтобы проверить эту идею, комиссия американских ученых отправилась на место одного из взрывов — в Хиросиму: они собирались понаблюдать за детьми выживших и выяснить, выше ли у них процент отклонений по сравнению с населением других районов Японии, которые не подвергались действию радиации. На протяжении сорока лет, пока все выжившие не вышли за пределы детородного возраста, ученые тщательно собирали данные о здоровье их детей и внуков. Были прослежены судьбы (детство и зрелость) приблизительно 75 тысяч человек, причем ученые обращали внимание не только на явные физические отклонения и деформации, они рассматривали также болезни типа лейкемии, о которых известно, что они могут быть так или иначе связаны с радиацией.

Ученые полагали, что количество больных среди потомков облученных будет значительно выше, чем в других группах. Возьмем такой врожденный порок, как расщелина позвоночника. Ученые обладали подтвержденной информацией, что в обычных условиях доля людей, страдающих этим дефектом, составляет не более одного процента. Если бы радиация вызывала подобную аномалию, то среди детей тех, кто пережил атомный взрыв, процент был бы выше.

Однако ученые не нашли никакой разницы: среди потомков облученных этот порок встречался не чаще, чем у других. То же самое и с любыми другими дефектами, которые, по мнению ученых, могли бы возникнуть в результате воздействия радиации на репродуктивную систему родителей: никакой зависимости.

Так что же, неужели цифры свидетельствуют, будто радиация не вредна? Как ни странно, исследователи пришли к еще более поразительным выводам. Проведенный ими анализ продемонстрировал: дети тех, кто пережил взрыв атомной бомбы, казались даже здоровее своих сверстников из других уголков Японии. Среди них было меньше мертворожденных, они реже умирали от рака, да и вообще уровень смертности был ниже.

Но, как и в случае со многими другими научными загадками, ученым, пытающимся найти простой и ясный ответ на интересующий их вопрос, это удается не всегда. Никто до сих пор не понимает, почему исследование дало именно такие результаты. Некоторые специалисты вообще не верят в полученные цифры, другие пытаются придумать альтернативные объяснения этим данным. Однако, хотя мы и не можем утверждать, что радиация однозначно полезна, следует с осторожностью отметить, что в данной конкретной области — когда речь идет о воздействии на потомков больших доз радиации, полученных родителями, — нет никаких доказательств пагубного влияния облучения.

Собачья шерсть

Один из наиболее неприятных симптомов похмелья (м-м-м, как я слышал…) — это головокружение, которое возникает, когда вы пытаетесь встать и пройтись. Чувство равновесия напрямую зависит от вестибулярного аппарата, расположенного во внутреннем ухе, а при повышении уровня алкоголя в крови вестибулярный аппарат временно выходит из строя. То, как меняются эти неприятные ощущения в течение нескольких часов после возлияния, — это результат взаимодействия множества факторов. Не исключено, что впервые это явление испытали на себе еще жители Древнего Вавилона, изготовив первое в мире финиковое вино.

Вестибулярный аппарат состоит из трех полукруглых «каналов», расположенных примерно под прямым углом друг к другу и заполненных жидкостью. Один канал распознает вращения головы вокруг вертикальной оси, другой улавливает «кивающие» движения, а третий реагирует на вращение головы вокруг оси, проходящей от носа к затылку, такие движения, я уверен, мы все совершали, кувыркаясь колесом.

Если человек трезв, плотность жидкости в каналах близка к плотности крови. При движениях головы поверхность жидкости в каналах колеблется, воздействуя на датчики давления, которые посылают сигналы в мозг. Сочетание сигналов из всех трех каналов образует нечто вроде постоянно меняющегося сигнала «глобальной системы навигации», позволяющего нам ощущать положение головы в пространстве.