close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

ХИМИЯ И ЖИЗНЬ 7/2018

код для вставкиСкачать
7
Я слышал, что в древние времена
Кормили старых коней
Отнюдь не за то, что они могли
Работать на склоне дней.
Химия и жизнь
Ежемесячный
научно-популярный
журнал
7
Ду Фу
2018
Зарегистрирован
в Комитете РФ по печати
19 ноября 2003 года, рег. ЭЛ № 77-8479
НОМЕР ПОДГОТОВИЛИ:
Главный редактор
Л.Н.Стрельникова
Заместитель главного редактора
Е.В.Клещенко
Главный художник
А.В.Астрин
Редакторы и обозреватели
Л.А.Ашкинази,
В.В.Благутина,
Ю.И.Зварич,
С.М.Комаров,
В.В.Лебедев,
Н.Л.Резник,
О.В.Рындина
Содержание
Подписано в печать 11.7.2018
Технологии
Цивилизация солнца и газа. углекислого. C.М. Комаров............................... 2
Типография «Офсет Принт М», 123001,
Москва, 1-й Красногвардейский пр-д, д. 1
Проблемы и методы науки
CRISPR: битва титанов и новая надежда. Е. Клещенко....................................10
Адрес редакции
119991, Москва, Ленинский просп., 29, стр. 8
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
При перепечатке материалов ссылка
на «Химию и жизнь — XXI век» обязательна.
На журнал можно подписаться в
агенствах«Роспечать» — каталог «Роспечать»,
индексы 72231 и 72232
«Арзи» — Объединенный каталог
«Пресса России», индексы — 88763 и 88764
(рассылка — «Арзи», тел. 443-61-60)
«МАП» — каталог «Почта России», индексы
99644 и 99645.
«Информсистема» — (495) 127-91-47
«Урал-Пресс» — (495) 789-86-36
На Украине: «Информационная служба мира» —
38 (440) 559-24-93
Вещи и вещества
Лаборатория в бассейне. А.И. Курамшин...........................................................14
Дневник наблюдений
кормилец африканских рек. Н. Анина.............................................................. 18
Хемоскоп
самое древнее итальянское оливковое масло. новый тип
изомерии. углеродные аэрогели из древесины. А.И. Курамшин................. 20
Сто химических мифов
предсказания элементов: успехи и неудачи. И.А. Леенсон......................... 22
Из писем в редакцию
Претензии к Габеру. Неблагородное золото................................................. 26
Проблемы и методы науки
размышления над хвостом ящерицы. Н.Л. Резник........................................ 28
Книги
полиднавирусы. Сергей Ястребов...................................................................... 32
Расследование
случайности в феврале. А.В. Бочаров............................................................... 36
© АНО Центр «НаукаПресс»
Нанофантастика
без «да» это — нет! Валерий Кашпур....................................................................41
Генеральный спонсор журнала
компания «Биоамид»
Поиски смысла
Жизненные циклы буратинологии. В.Д. Киселев........................................... 42
Расследование
дело о звере гишу. Григорий Панченко.............................................................. 46
Фантастика
чудовище. Дмитрий Никитин................................................................................ 52
Панацейка
Желтый чудо-порошок. Н. Ручкина................................................................... 58
На обложке — рисунок А.Кукушкина
Химики и лирики
клейпучка пьет всех! Владимир Борисов, Александр Лукашин.......................... 60
На второй странице обложки —
работа Дитера Брауна. А вдруг акула?
Возьмет да откусит ногу, вот тебе и
серфинг... О регенерации у позвоночных
читайте в статье «Размышления над
хвостом ящерицы».
книги
Информация
17
31, 64
короткие заметки
62
пишут, что...
62
Художник А.Кукушкин
Долгожданный,
уникальный, удобный!
В
ы покупаете архив, устанавливаете на
свой компьютер, и он автоматически
обновляется каждый месяц. Все самое
интересное легко найти и в старых, и в
новых номерах. Бесценные рассказы об ученых, о
проблемах и методах химии, биологии, физики, материаловедения, история развития науки и техники,
смелые гипотезы и идеи, опыты юных химиков, размышления мудрецов, антология научной фантастики
второй половины XX – первой половины XXI века,
рисунки ведущих художников-графиков, в общем,
то, о чем более полувека пишет журнал «Химия и
жизнь», есть в его электроном пополняемом архиве.
Цена 1600 р. на флеш-карте с доставкой почтой
РФ и 1300 р. при самостоятельном скачивании дистрибутива с сайта. Узнать подробности об архиве
и купить его можно на сайте журнала: www.hij.ru,
отправив письмо по адресу redaktor@hij.ru или
позвонив в редакцию по телефону (495) 722-09-46
с 11 до 17-30 по рабочим дням.
Системные требования к рабочему месту для пользования архивом – персональный компьютер под управлением MS Windows 7.0
и старше, подключаемый напрямую, то есть мимо прокси-сервера,
к сети Интернет во время установки и обновления. Ограничение:
в сетях с центральным сервером и консолями доступа работоспособность архива не очевидна.
2
Художник В.Камаев
Цивилизация солнца и газа.
Углекислого
Кандидат
физико-математических наук
С.М. Комаров
Можно ли изъять из атмосферы и утилизировать
весь созданный человеком углекислый газ? Да,
соответствующие технологии не только созданы,
но и показывают свои возможности в виде различных демонстрационных, а то и коммерческих
установок. Дело в финансировании.
Борьба с газом
Тем, кто живет в холодной стране с большими запасами нефти,
угля и газа, трудно понять тех, кто призывает от всего этого
богатства отказаться и перейти к безуглеродной экономике.
Более того, некоторых такие призывы раздражают, поскольку
подрывают основу их благосостояния, связанную именно с поставками упомянутых полезных ископаемых тем, кто их лишен.
Однако последние настроены весьма решительно и, подписав
Парижское климатическое соглашение, твердо намерены
выполнить взятые на себя обязательства, а именно: сделать
к 2050 году экономику своих стран углеродно-нейтральной.
То есть такой, в которой объем парниковых газов, образовавшихся от человеческой деятельности, равен объему этих
газов, утилизированных в рамках все той же деятельности.
И для этого придумывают хитрые технологии, позволяющие
замкнуть углеродный антропогенный цикл, добыв энергию на
это из возобновляемых источников.
В советское время схожая проблема называлась комплексной переработкой сырья (тогда, правда, никому в голову не
могло прийти, что придется перерабатывать безвредный и
мало кому нужный углекислый газ), однако, как можно судить
по многочисленным публикациям «Химии и жизни» 70—80-х
годов, решена она так и не была. Возможно, к современным
инженерам из стран Евросоюза фортуна повернется лицом
и им удастся осуществить комплексную переработку метана
и углекислого газа — двух веществ, объявленных главными
врагами современного человечества. Своими последними
идеями по этому поводу они поделились друг с другом на
конференции «Диоксид углерода как сырье для производства
топлива, химических компонентов и полимеров», прошедшей
в Кёльне в марте 2018 года. Материалы конференции были
любезно предоставлены нашей редакции организаторами.
Главный среди них — берлинская частная исследовательская
организация «Nova-Institute», которая ставит перед собой
задачу построения экономики на основе биотехнологий и
утилизации углекислого газа.
СО2: хоронить или перерабатывать?
После того как климатологи в конце XX века нарисовали
апокалиптическую картину гибели цивилизации из-за антропогенной эмиссии парниковых газов, стали возникать
идеи, как бороться с этим бедствием, благо климатологи все
же дают на решение проблемы несколько десятилетий. Помимо очевидных соображений о том, что экономика должна
быть экономной, что она должна перейти на возобновляемые
источники энергии и химического сырья, в числе прочих появилась идея захоранивать углекислый газ, образующийся
в большом количестве при сжигании ископаемого топлива
на тепловых электростанциях, а также на предприятиях
по изготовлению металлов, цемента, бумаги, химических
производствах и в сельском хозяйстве. Всего в мире насчитывается около 8 тысяч крупных предприятий, дающих
примерно половину глобальной эмиссии антропогенного
углекислого газа, а она в 2015 году составляла около 40 Гт. Вот
именно их газ, чтобы не распыляться на многие тысячи мелких
котельных, и предполагается захоранивать. Отличным местом
захоронения считались полости в земной коре, например те,
что остаются после извлечения нефти и природного газа, —
по расчетам, имеющихся в наличии полостей нам хватит на
полтора столетия.
Однако у этой замечательной идеи были два серьезных недостатка. Первый — угроза экологической катастрофы, если
такое хранилище прохудится, второй — полная экономическая
несостоятельность: захоронение газа порождает дополнительные расходы и не дает никаких денежных доходов, а
только чувство удовлетворения от спасения планеты. Поэтому
со временем идея захоронения трансформировалась в идею
переработки — использования углекислого газа перечисленных предприятий для изготовления чего-то нужного. Лучше
всего — топлива для них же. Несколько ранее аналогичные
соображения позволили наладить утилизацию другого парникового газа — метана, который образуется, в частности, при
перегнивании отходов сельского хозяйства: во многих странах
благодаря соответствующей налоговой политике этот газ теперь не бесконтрольно поступает в атмосферу, а тщательно
собирается и используется для замены ископаемого газа.
Вот как директор «Nоva-Institute» Михаэль Карус объясняет
разницу подходов: «Сегодня ископаемый углерод содержится
в земле. У нас есть такие альтернативы. Первая — извлечь его,
использовать запасенную энергию, собрать получившийся
углекислый газ и снова его закопать. Вторая — оставить ископаемый углерод там, где он лежит, заменив его топливом и
химическим сырьем, которое сами же и синтезируем из имеющегося углекислого газа. Если использовать возобновляемую
энергию, такое синтетическое топливо или химическое сырье
будет лучше, чем ископаемое, и даже лучше, чем полученное
из растений. Синтетическое топливо, изготовленное из «черного», то есть полученного от сжигания ископаемого топлива,
углекислого газа, снижает скорость роста концентрации парниковых газов: оно ведь заменяет ископаемое топливо. Однако эта замена возможна не везде. Если произойдет перевод
городского транспорта на электричество, такое топливо будет
хуже, чем электричество из возобновляемых источников. А вот
для самолетов, грузовых судов и перевозок по суше на большие расстояния только синтетическое топливо и оказывается
спасительной для климата заменой ископаемому. Причиной
тому, что мы до сих пор не летаем на синтетическом керосине,
служат глупость, невежество и лоббизм традиционных поставщиков. Изготовление синтетических углеводородов оказывается не временной малоэффективной мерой, а полноценной
3
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
Технологии
Утилизация растением
Самый известный и повсеместно используемый уже не одну
сотню миллионов лет способ извлечения углекислого газа из
атмосферы — это фотосинтез. Казалось бы, им и надо воспользоваться для решения проблемы накопления углекислого
газа в атмосфере. Например, восстановить существовавшую
в доиндустриальную эру площадь лесов, поскольку деревья за
свою долгую жизнь накапливают в своих стволах много углерода. Сделать это не просто – суша в основном распахана под
сельскохозяйственные культуры, — площадь лесов составляет
лишь 39% площади обитаемых земель. Однако некоторые
пустующие земли можно засадить быстрорастущими деревьями, которые и захоронят в своих корнях и стволах углекислый
газ. Увы, они это сделают на весьма непродолжительное время — полвека-век, то есть пока лес молодой и бурно растет.
А после гибели деревья будут достаточно быстро утилизированы бактериями и грибами и превращены, по сути, в воду и
углекислый газ. В лучшем случае часть изъятого углекислого
газа превратится в гумус, где задержится на продолжительное
время. Дольше всего этот углерод будет захоронен в виде
торфа, но его образование к лесам отношения не имеет.
Один из способов надолго спрятать углерод, изъятый растениями из атмосферы, — пережечь их на уголь, а тот закопать
в почву: считается, что такая добавка улучшает ее структуру
и повышает плодородие. Угольный углерод будет храниться
столетиями, и некоторые энтузиасты проводят опыты, чтобы
выяснить детали этого процесса. Другой способ — использовать дерево как строительный материал, тогда срок освобождения из него углерода увеличится еще на век-полтора.
Сторонники переработки углекислого газа, однако, скажут,
что таким деревьям можно найти лучшее применение — превратить их в моторное топливо, прежде всего, в этанол. Тогда
мы оказываемся на пути к биологической экономике, которая
активно развивается в странах Евросоюза. В качестве энергетических быстрорастущих деревьев там используют тополя,
ивы, а также травянистые растения-гиганты, вроде кенафа
или бамбука. Если их не превращают в древесно-волокнистую
плиту, не разлагают пиролизом на углерод и углеводороды,
то перерабатывают в биоэтанол. Для этого, правда, нужно
отделить целлюлозу от принципиально несбраживаемого
лигнина, что требует немалых затрат энергии и порождает
большое количество отходов. Однако можно пойти и другим
путем, опробованным в бурятском городе Тулуне (см. «Химию
и жизнь», 2009, № 5). Созданная там при перепрофилировании
спиртзавода технология переработки древесины в бутанол
позволяет не только получать это ценное топливо — по характеристикам бутанол не отличается от бензина, его можно
заливать в бензобак и использовать без переделок двигателя
автомобиля, — но и делать из лигнина пеллеты для топливных
котлов. При использовании такой технологии и целлюлознобумажный комбинат с подшефной теплицей оказались бы в
числе предприятий замкнутого углеродного цикла: лигнин с
добавкой солнечного/ветряного электричества обеспечат потребности предприятия в энергии, а углекислый газ из дыма,
ранее утилизированный деревьями, пройдет сквозь теплицу,
4
Фото: «Phytonix»
альтернативой захоронению углекислого газа, поскольку так
удается замкнуть углеродный цикл и тогда не потребуется
никакого захоронения лишнего углекислого газа, его ведь попросту не будет. Главный залог успеха — использование при
переработке углекислого газа возобновляемых источников
электроэнергии. Пессимисты говорят, что их слишком мало и
они ненадежны. Однако при правильном выборе технологии
переработки и правильном размещении соответствующих
предприятий это не станет лимитирующим фактором».
Какие же идеи и технологии имеются сегодня для создания
этого прекрасного нового мира с замкнутым углеродным циклом и безопасным топливом?
В таких аквариумах сине-зеленые водоросли, созданные инженерами компании
«Phytonix» делают бутанол из солнечного света и уловленного углекислого газа.
повышая урожай, то есть создавая добавочную стоимость, и
вернется в атмосферу в том же количестве. При этом часть
целлюлозы надо бы отправлять на производство не бумаги,
а бутанола — он служит топливом для техники лесорубов и
работников теплицы. Даже из этого простого примера видно, сколь разные бизнес-интересы должны быть учтены для
того, чтобы сделать предприятие углерод-нейтральным, и
неочевидно, что в конце концов вся эта система не окажется
планово-убыточной.
Микроб-синтезатор
Борясь за экономическую эффективность, золотой спонсор
конференции, компания «Phytonix» из Северной Каролины
(США), придумала, как можно обойтись без всякой деревопереработки и получать чистейший бутанол сразу из выбросов
промпредприятия и солнечного света. Для этого ее специалисты модифицировали цианобактерию. Обычно этот микроорганизм занимается фотосинтезом, изготавливая прежде
всего сахара. Из них другие микроорганизмы делают спирт.
Например, в упомянутой тулунской технологии эту работу
выполняют анаэробные бактерии клостридии, перерабатывающие созданную деревом целлюлозу. Инженеры компании
сумели убрать посредника и встроили гены, ответственные за
превращение сахара в спирт, в геном цианобактерии. Она не
только сохранила жизнеспособность, не отравившись чужеродным продуктом, но и стала выделять его в культуральную
жидкость. Работникам компании оставалось только закачивать
в биореактор углекислый газ, солнечный свет и очищать жидкость от нарабатываемого бутанола — 560 литров на каждую
тонну поданного углекислого газа. Бонусом получается тонна
кислорода, который можно отделить да и продать пользователям промышленных газов.
На конференции основатель и бессменный руководитель
компании Брюс Данненберг сообщил, что с 2017 года идут
переговоры о строительстве первых двух фабрик для реализации этой технологии — в Колумбии, столице Северной
Каролины, где будут использованы выбросы углекислого газа
от газовой электростанции местной ковровой фабрики, и в
Евросоюзе, где источником углекислого газа послужит дым
угольной электростанции. Интересно, что в производстве
такой бутанол оказывается чуть ли не в три раза дешевле, чем
получаемый по традиционной технологии из пропилена. Причины, видимо, в том, что и сам пропилен обходится в восемь
раз дороже, чем бросовый углекислый газ, и переработчики
углекислого газа в США получают неплохие налоговые льготы,
хотя США и вышли из Парижского соглашения.
Сейчас бутанол используют не в качестве топлива, поскольку он дорогой, в 2018 году стоил в четыре раза дороже,
чем бензин или этиловый спирт; бутанол — это химическое
сырье. А вот у сделанного бактериями бутанола себестоимость оказывается всего в полтора раза выше, чем у самого
дешевого этанола из кукурузы, и почти такая же, как у самого
дорогого, то есть он имеет неплохие шансы стать востребованным топливом. По оценкам оптимиста Данненберга, если
бы ему удалось синтезировать и продать столько бутанола,
чтобы его хватило на замену всех видов моторного топлива
планеты, тогда глобальная эмиссия углекислого газа упала бы
примерно на треть. При этом получится еще и выигрыш в земле. Так, сейчас в США под производство этанола из кукурузы
отведено 50 тыс. км2 плодородных земель, которые дают 60
млн литров этанола, а синтез такого же количества бутанола
модифицированными бактериями потребует в двадцать раз
меньшую площадь, причем неорошаемых земель.
Уксус и мясо из электричества
Еда из СО2
и электричества
Остальное 19
Минералы 8
Спирулина
Остальное 5
Минералы 6
Углеводы 24
Углеводы 18
Рисунок: Юха-Пекка Питканен
Жиры 1
Жиры 8
Белки 54
Белки 57
Куорн
Хлорелла
Остальное 10
Остальное 24
Минералы 7
Углеводы 8
Жиры 13
Минералы 7
Углеводы 28
Белки 48
Белки 42
Жиры 13
Мясо из углекислого газа и солнечного электричества выходит ничуть не менее
качественным, чем из водорослей или плесени
Технологии
которые стали весьма охотно — о чем судили по резкому
росту силы проходящего через систему тока — синтезировать
уксусную, масляную и капроновую кислоты с максимальной
скоростью 10, 6 и 1 граммов на литр в день соответственно.
Это меньше, чем скорости синтеза в коммерческих ферментативных реакторах (30— 90 г/л в день для производства
этанола из крахмала), но, как видно, не безнадежно. Затраты
же электричества составили 23,5, 64,3 и 174 Вт*ч на грамм
каждой кислоты, что неудивительно: для синтеза уксусной
кислоты из углекислого газа надо затратить 8 электронов, а
капроновой — 32.
Эта технология еще находится в начале пути, поэтому исследователи полны оптимизма. Все-таки они до сих пор не разобрались даже во взаимоотношениях внутри бактериального
сообщества и, соответственно, не оптимизировали его. Зато
не используют никаких витаминов и других дорогостоящих
питательных добавок — бактериальное сообщество обходится
собственными силами. Как бы то ни было, по факту, исследователи уже умеют получать если не масло, то уксус из воздуха
и электричества. А уксусная кислота — важное сырье для химического синтеза, главное — получить на такое климат-оберегающее производство льготы, дотации да и свести баланс.
А вот финские коллеги из Технического исследовательского
центра Финляндии и лаппенрантского Технологического института во главе с доктором Юха-Пекка Питканеном пошли
еще дальше: из тех же субстанций они собираются делать
искусственную еду, которой накормят всех людей. В придуманном ими процессе электричество используют несколько
по-иному: им разлагают воду на кислород и водород. Кислород как-то утилизируют, а водород вместе с углекислым
газом отправляют в реактор. Там живут водород-окисляющие
бактерии: они умеют соединять водород с кислородом в молекулу воды, а получившуюся при этом энергию направляют
на усвоение углекислого газа, который в конце концов превращают в сахар и далее в белок. В сущности, этот процесс подобен фотосинтезу — там на одной из первых стадий тоже идет
разложение воды, — только он проходит без действия света и
волей человека. И в этом, по мнению Питканена с коллегами,
его большое преимущество. Эффективность фотосинтеза у
высших растений в пересчете на получаемые человеком после гидролиза биомассы сахара оказывается менее 1%. Если
использовать одноклеточные водоросли вроде хлореллы или
спирулины, то эффективность вырастает до 5%. А снабжение
бактерий уже подготовленным водородом увеличивает ее до
10% (солнечный свет здесь служит источником электричества
для электролиза воды). Аминокислотный состав такой пищи
из углекислого газа тепловой станции и солнечного электричества, как показали опыты, ничуть не хуже, чем у водорослевой или грибной (из белка плесневых грибов Fusarium
venenatum с 1985 года делают искусственное мясо куорн).
По соотношению питательных компонентов «электрическое»
мясо оказывается очень диетическим: содержание жиров
около 1% при 18% углеводов. Самое же главное — такому
реактору не нужно ничего из того, что требуется в сельском
хозяйстве, ни пахотных земель, ни пастбищ, ни водопоя, ни
стойла, ни хранилища. Не нужны ему и протяженные светлые
5
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
Бактерии можно заставить эффективно превращать молекулы
углекислого газа в цепочки из нескольких углеводородных
звеньев — то есть уже не топливо, а химическое сырье —не
только генетической модификацией, но и при помощи электричества. В биоэлектрореакторе микроорганизмы заселяют
пористый электрод и при пропускании углекислого газа соединяют его молекулы друг с другом и с ионами водорода,
а необходимые для этого электроны они получают из сети. В
2010 году так были в лабораторных экспериментах получены
первые заметные партии уксусной кислоты. Спустя пять лет
ученые располагали предварительными результатами по электробиосинтезу этанола, бутанола, пропионовой и масляной
кислот — последние содержат соответственно три и четыре
атома углерода. А в 2017 году в продуктах синтеза случайно
заметили и следы капроновой кислоты, содержащей шесть
атомов С. Это было уже очень интересно. Оказалось, что с
помощью электричества можно практически из ничего — из
бросового углекислого газа — получать жирные кислоты, а затем использовать их как кормовые добавки либо превращать
в синтетическое топливо или химическое сырье.
В принципе, биохимики давно научились наращивать
углеродную цепочку уксусной кислоты с помощью ферментативных систем, где донором электронов служит этиловый
или метиловый спирт. Однако спирт надо еще получить из ископаемого сырья или из растений; в любом случае возникают
как сточные воды, так и выбросы углекислого газа, то есть для
уменьшения эмиссии такой способ не очень годится. А вот
возобновляемое электричество в качестве донора электрона
делает такую технологию интересной для защитников климата
планеты от парниковых газов.
На сегодня самых высоких результатов добились голландские исследователи из Вагенингеновского университета во
главе с Людовиком Жордином. Год они гоняли электричество
и смесь из 20% углекислого газа с 80% азота через электрореактор. И вот на четвертом месяце опыта на его катоде сформировался толстый мат из нескольких видов микроорганизмов,
бассейны для выращивания одноклеточных водорослей или
огромный реактор, где зреет упомянутая плесень: установка
Питканена помещается в стандартном контейнере и круглый
год работает в холодном финском климате. Польза же от
технологии огромная: по расчетам Питканена, углекислого
газа всего лишь от одного, третьего по объему производства,
целлюлозно-бумажного комбината Финляндии хватит, чтобы
синтезировать 59 000 тонн белка, что покрывает половину
финского дефицита, а пойдет на это лишь 1% финского производства электроэнергии. В перспективе же каждый сможет
поставить у себя в доме мини-реактор и получать съедобный
белок самостоятельно, из собственного солнечного электричества, обеспечив индивидуальную пищевую безопасность.
Поймать углекислый газ
Фото: «CO2Solutions»
Как это — в своем доме? — спросит внимательный читатель.
Хорошо, воду можно заправить, бактерий купить, солнечную
электростанцию развернуть хоть в пустыне, хоть в Подмосковье, а откуда взять углекислый газ? Воздух здесь явно не
подойдет, ведь углекислого газа в нем ничтожно мало, сотые
доли процента. Оказывается, об этой проблеме инженеры уже
подумали и создали несколько технологий для улавливания
углекислого газа. Принципиально различаются те, что предназначены для обработки отходящих газов промпредприятий
и для обычного воздуха.
Например, квебекские инженеры из компании «СО2Solutions»
придумали и запатентовали самый перспективный, как они утверждают, способ изъятия углекислого газа из дыма электростанций. Ход их мысли таков. Промышленность углекислого
газа существует не одно десятилетие, ведь этот газ нужен
многим. В пищевой промышленности им газируют напитки,
нефтяники закачивают его в старые скважины для увеличения
нефтедобычи, его применяют как безвредный подкислитель
при подготовке питьевой и промышленной воды, для получения сухого льда. Поэтому технология извлечения углекислого газа из дыма предприятий создана давно. Однако в ней
используют раствор аминов, который требует достаточно
бережного обращения, высокой температуры и вызывает
быструю коррозию оборудования. В результате углекислый
газ выходит дорогим. То есть для указанных целей его цена
всех устраивает, а вот если смотреть в будущее и пытаться использовать углекислый газ там, где без него можно обойтись,
нужно снижать цену. Например, если в теплице поднять его
концентрацию в три раза, до 0,1%, то урожайность удвоится.
Однако не покупают фермеры углекислый газ в баллонах, а
направляют в теплицу дым от сожженного природного газа.
Дым — это не очень хорошо, в нем много влаги – не все растения это любят, зато любят вредители. Но при учете потерь
все равно выходит экономически выгодно.
Промышленные легкие компании «CO2Solutions», как и настоящие, используют
ферменты для поглощения и выделения углекислого газа
6
Квебекцы же решили отказаться от аминов и за несколько
лет провели большую работу, создав ферментативную технологию, которая должна давать столь дешевый углекислый
газ, что даже в тепличном хозяйстве не смогут устоять перед
соблазном. Технология работает по принципу легких человека:
главным в ней оказался фермент карбоксидегидрогеназа (у
всех дышащих организмов он обеспечивает растворение в
крови углекислого газа при его высокой концентрации и выделение из крови при низкой). В 2014 году химики компании синтезировали улучшенную версию фермента, которая позволила
всерьез заявить о готовности к промышленному внедрению
технологии. В 2015 году была построена демонстрационная
установка мощностью в одну тонну углекислого газа в день.
А спустя год начались два коммерческих проекта. В одном,
мощностью 30 тонн газа в день, будет утилизирован газ целлюлозно-бумажного комбината, а затем, вместе с бросовым
теплом, его употребят в строящейся неподалеку теплице. В
другом же, расположенном на территории химического завода, утилизируемый газ станет сырьем для изготовления метанола, который превратится в уксусную кислоту и отправится
в заводской производственный цикл. В недалеком будущем
опробуют и технологию изготовления из метанола прекрасного топлива и химического сырья —диметилового эфира, а также начнут использовать углекислый газ для получения белка с
помощью микробов. Электричество для этих проектов будет,
как и положено, возобновляемым — гидроэлектростанций в
Квебеке предостаточно.
Иначе выглядит технология извлечения углекислого газа
из бедного источника — имеющегося на планете воздуха. В
установке швейцарской компании «Climeworks» поток воздуха
продувают сквозь пористую мембрану с аминами, молекулы
углекислого газа и водяного пара совместно осаждаются на
поверхности пор. При наполнении мембраны ее нагревают до
1000С, вода испаряется, связь CO2 c аминами разрушается,
и он отправляется в накопитель. Поскольку нагрев нужен небольшой, вполне хватает солнечной энергии или бросового
тепла предприятия. Поставив батарею таких устройств, можно
обеспечить непрерывный поток углекислого газа в соответствующую установку. Попутно, при охлаждении испарений с
мембраны, получается немало воды. Поместив в наших фантазиях такой утилизатор газа где-нибудь в пустыне недалеко
от моря – источника влаги, – получаем рядом с ним участок
орошаемой земли.
Хотя такая установка совсем необязательно должна стоять
рядом с предприятием — источником выбросов, это все равно
будет считаться извлечением антропогенного углекислого
газа. Нет разницы, забирают ли его непосредственно из источника или из окружающего воздуха — все равно содержание газа в атмосфере уменьшается, а предприятие получает
льготы и привилегии. Правда, непосредственно из источника
газ брать удобнее и экономичнее. При больших масштабах
локальное обеднение атмосферы углекислым газом может
сказаться на фотосинтезе растений в месте расположения
установки, но эта тема пока не обсуждается — масштабы
считаются слишком малыми, чтобы беспокоиться о такой
опасности.
Первые промышленные установки компании «Climeworks»
уже работают. Одна, запущенная 31 мая 2017 года, снабжает
углекислым газом теплицу в швейцарском Хинвиле неподалеку
от Цюриха. Мощность установки — 2,5 тонны углекислого газа
в день, а поставили ее на крыше местного небольшого завода
по переработке отходов. При этом, как отмечают менеджеры
тепличного хозяйства, удается использовать бросовое тепло,
что повышает энергетическую эффективность предприятия, а
демонстрируемая экологическая ответственность способствует маркетингу помидоров и огурцов, выращенных в теплице.
Другая, мощностью 135 кг в день, стоит в исландском Хедлисхейде, где расположена третья в мире по мощности геотермальная электростанция. Эта установка демонстрирует
Фото: «Climeworks»
Технологии
способность при помощи бросового тепла электростанции
извлекать из воздуха углекислый газ и надежно захоранивать
его — газ растворяют в воде и закачивают под землю, на глубину 700 метров, где находится базальт. В нем происходит
минерализация — отложение карбонатов. Видимо, у исландцев, располагающих огромными ресурсами для производства
геотермальной электроэнергии, есть возможность безболезненно проводить такие опыты, получая доход от продажи квот
на выбросы парниковых газов.
Третий проект не менее интересен: в феврале 2018 года
компания заключила контракт с путешественниками Робертом
и Барни Сванами. Недавно они добрались до Южного полюса,
используя только возобновляемые источники энергии, а с
помощью установки «Climeworks» изъяли из атмосферы углекислый газ, который оказался там вследствие их перелета на
самолете и доставки оборудования экспедиции в Антарктиду.
Загоревшись идеей показать всему миру, как важно подчищать углеродный след, они твердо намерены использовать
свой авторитет, чтобы организовать изъятие из атмосферы
не менее 326 млн тонн СО2 в ближайшие шесть лет. Компания
«Climeworks» со своими установками участвует и в нескольких международных проектах с большим финансированием
(десятки миллионов евро) по превращению углекислого газа
в топливо и химикалии. Действительно, благодаря таким
установкам эти проекты получают неплохое преимущество:
нет необходимости располагать новое производство исключительно поблизости от мощных источников антропогенного
углекислого газа. Можно, напротив, удалиться в места, наиболее перспективные для получения второго необходимого компонента — электроэнергии из возобновляемых источников.
Воздушный пластик
Использование для производства пищи углекислого газа,
изъятого из атмосферы либо из дыма предприятия, имеет
достаточно отдаленное отношение к углерод-нейтральной
экономике. Еда, будучи потребленной, очень быстро станет
все тем же углекислым газом, то есть ископаемый углерод, что
освободился при горении угля на электростанции, даже если
его поймали и отправили в теплицу или в реактор Питконена, в
течение года-двух все равно окажется в атмосфере. В теплице
некоторый выигрыш получится от того, что для ее насыщения
углекислым газом не потребуется сжигать природный газ.
Кроме того, если продукцию продадут в окрестных поселках,
не придется ее везти издалека.
С производством синтетического белка хоть из водорослей,
хоть из плесени, хоть из воздуха ситуация несколько иная.
Такой белок, несомненно, сокращает объем сельскохозяйственного производства, а оно, особенно когда речь идет о
животноводстве, дает немало парниковых газов. Повсеместный переход на синтетическое мясо позволил бы избавиться
от сельскохозяйственных выбросов или существенно их сократить. Однако, как свидетельствует горячая любовь жителей
РФ к ветчине из индейки, мороженому и сыру из пальмового
масла или колбасе из сои, подавляющее большинство человечества перейдет на мясо из водорослей или бактерий только
под дулом пистолета.
Творцы безуглеродного будущего, видимо, догадываются об
этом и основным направлением своей деятельности считают
все-таки утилизацию углекислого газа для получения топлива
или сырья химической промышленности. Впрочем, некоторым
удается и прямо использовать этот газ как сырье для изготовления современных пластиков. Интересным примером служит
деятельность одного из лидеров немецкой химической промышленности — компании «Covestro», которая до недавнего
времени называлась «Bayer MaterialScience».
За годы сотрудничества с университетом Аахена и Техническим университетом Берлина специалисты компании сделали
катализатор, который обеспечивает полимеризацию углекислого газа. В результате они создали блоксополимер с фирменным названием «Cardyon», состоящий из фрагментов такого
полимера и полиольных участков. Из кардиона можно делать
как волокна, так и пористый упругий полиуретан, например,
для изготовления матрасов или мягкой мебели. Технологи сумели запихнуть в молекулу кардиона до 20% углекислого газа
без какого-либо ухудшения свойств материала по сравнению
с полностью полученным из нефти. Такая замена не только
позволяет захоронить углекислый газ в изделии с длительным
сроком службы, но и сокращает потребность в ископаемом
сырье. В 2017 году было запущено производство кардиона
объемом 5 тысяч тонн в год, а мебельщики уже используют
сделанные из него матрасы в мягкой мебели. В дальнейшем
номенклатуру планируется расширить, создать не линейные,
а разветвленные, то есть более жесткие, полимеры — они
пойдут в композиты как наполнители. А пока специалисты
компании удовлетворены тем, что продемонстрировали возможность прямого использования углекислого газа в синтезе
O
R
[
O
O
]n [
O
]m
OH
Cardion — первый полимер, в который прямо удалось встроить несколько молекул
углекислого газа (помечено цветом)
пластиков, позволили на реальном примере оценить экономическую целесообразность подобной замены, заодно получив
полное право рекламировать свое детище лозунгом «Sleeping
on CO2» — «Сплю на углекислом газе».
Впрочем, такое прямое использование углекислого газа в
химии — скорее исключение из правила.
Топливо из воздуха и солнца
У возобновляемой энергетики есть несколько серьезных проблем. Одна из них — крайне неравномерное распределение
удачных мест на планете, зачастую очень далеко от потреби-
7
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
Этой установкой компания «Climeworks» демонстрирует возможность изъятия
из атмосферы и захоронения углекислого газа в виде карбонатов с использованием
геотермальной энергии
телей — например, как геотермальное тепло в Исландии или
сильный ветер у нас на берегу северных морей. Другая — поток этого электричества, особенно солнечного и ветряного,
непостоянен, он зависит от времени дня, сезона, погоды.
Поэтому использовать такое электричество трудно: нужно
создавать какие-то емкости для сохранения энергии во время максимума производства и расходования при минимуме.
Оптимального, то есть дешевого и надежного, решения этой
проблемы пока нет. Одно из перспективных — массовая расстановка аккумуляторных батарей. Считается, что этому поспособствует переход на электромобили — их аккумуляторы
можно будет использовать как емкости для хранения электричества, ведь большую часть времени автомобиль простаивает
в ожидании хозяина. Если при этом он подключен к сети, то его
аккумулятор либо накапливает, либо отдает электричество, за
что хозяин получает дополнительный доход. Впрочем, даже
этот способ не считается идеальным.
Вот тут-то и появляется превращение углекислого газа в
моторное топливо. Для этого нужно провести электролиз
воды и получить водород, затем нагреть смесь водорода с
углекислым газом, сделать синтез-газ, то есть смесь водорода и угарного газа, а из него по известным химическим
технологиям синтезировать углеводороды, прежде всего
метанол. Это гораздо эффективнее аккумуляторов: кубометр метанола содержит столько же энергии, сколько 222
новейших, полностью электрических автомобилей «BMW i3».
Можно отправить синтез-газ и в реактор Фишера — Тропша,
из него выйдет целый набор углеводородов: жидкое дизельное
топливо, густая нафта для нефтехимии и твердый воск. Не так
давно считалось, что процесс Фишера — Тропша неэффективен и проще все это делать крекингом нефти, но борьба с
потеплением и экономическое соперничество вносит свои
коррективы. Так, в Катаре, бедном нефтью, но богатом газом,
компания «Shell» построила крупнотоннажное производство
методом Фишера — Тропша жидких и твердых углеводородов
именно из природного газа.
О том, как создают технологии производства углеводородов из углекислого газа и возобновляемого электричества,
можно судить по истории немецкой компании «SunFire»,
штаб-квартира которой находится в Дрездене, как и демонстрационная установка. Изначально эта компания занималась
разработкой топливных ячеек и электролизом, в частности
создавала установки для электролитического получения водорода — он нужен многим химическим и металлургическим
производствам. Когда идея утилизации углекислого газа
обрела перспективы получения финансирования хотя бы от
правительства, в компании решили освоить новую область за
счет накопленного опыта.
Для начала была собрана небольшая установка, где проходил совместный электролиз водяного пара и углекислого газа.
После отделения кислорода продукты отправляли в колонку, в
ней шла так называемая обратная реакция конверсии водяного газа, в ходе которой получался синтез-газ. Его направляли
в колонку Фишера — Тропша, откуда выходила синтетическая
нефть. За 2000 часов процесс был отработан и успешно дал
три тонны нефти. При этом конверсия электроэнергии в
энергию топлива составила 60%, а утилизировано было 85%
поступившего в реактор углекислого газа. Так подтвердилась
справедливость концепции.
На втором этапе начались улучшения. Например, для проведения электролиза использовали высокотемпературную
топливную ячейку с твердооксидной мембраной. Удалось
избавиться и от промежуточных стадий — синтез-газ стали
делать сразу в этой ячейке. Сейчас на демонстрационной
установке при расходе 150 кВт солнечного электричества
получается 540 кубометров синтез-газа в час, который отправляют химикам. А дальше будет еще интереснее — к установке
добавят устройство извлечения углекислого газа компании
8
«Climeworks». В нем получается уже нагретая до 100оС смесь
углекислого газа с водяным паром, поэтому можно обойтись
вообще без расхода воды — надо лишь немного подогреть
полученную из установки смесь. Для нагрева собранного на
мембране газа используют бросовое тепло реактора — проходящие в нем реакции экзотермические. Все это существенно повышает эффективность процесса и снижает стоимость
синтез-газа. Уже в 2019 году компания с многочисленными
партнерами начнет монтаж первой коммерческой установки по
производству нефти на полуострове Хёрей (южное балтийское
побережье Норвегии). Место выбрано не случайно — в Норвегии имеется немалый избыток гидроэлектроэнергии, а на полуострове еще в 1928 году были созданы порт и индустриальный
парк. Установка «Sunfire» обеспечит сбор углекислого газа, а
искусственная нефть и пробочный продукт — кислород — отправятся на химические предприятия парка. Объем составит
8 тысяч тонн искусственной нефти в год, затрачиваемая на
ее производство электрическая мощность — 20 МВт. Если
пустить эту нефть на изготовление моторного топлива, то ее
хватит на удовлетворение потребности 13 тысяч автомобилей,
что позволит избежать выброса в атмосферу 21 тысячи тонн
углекислого газа. Предполагается, что стоимость литра топлива при таком объеме производства не превысит двух евро, а
текущая стоимость дизельного топлива в Норвегии несколько
меньше 1,5 евро. Считая стабильной цену на электричество
менее 5 евроцентов за киловатт-час (в мае 2018 года, по
данным Еврокомиссии, в Норвегии домохозяйства платили
14 евроцентов, а промпредприятия около 5), искусственная
норвежская нефть при таком объеме производства окажется
дешевле дизельного топлива. Если технология покажет свою
состоятельность, производство синтетической нефти на этой
промплощадке вырастет в десять раз и цена еще упадет.
Устройство для получения искусственного топлива необязательно должно быть крупным. Финские инженеры из компании «Solitair» удовлетворились стандартным контейнером. Их
установка была оснащена солнечной батареей и устройством
для извлечения углекислого газа из воздуха, то есть полностью
автономна. В ходе испытаний за 276 часов чистой работы (при
отсутствии солнечного света установка не работала) они синтезировали 100 кг нефтепродуктов. В среднем же производительность составила 2,5 кг нефти, 3,7 кг воска и 10 кг водного
раствора спиртов и прочей растворимой органики в день.
Еще один интересный продукт, получаемый из «солнечного»
синтез-газа, — это метанол, который может служить как добавкой к бензину (в 2020 году на эти цели в Евросоюзе должно
пойти не менее 1,4 млн тонн в год), так и сырьем для последующего химического синтеза. Интересно, что уже сейчас
эффективность производства метанола из углекислого газа
с помощью электричества немного выше, чем химическим
путем из природного газа, не говоря уже о газификации биомассы: 73, 70 и 40% соответственно. Важный продукт, получаемый из метанола, — диметиловый эфир, топливо, которое
детонирует лучше бензина. Правда, в отличие от бутанола, для
этого двигатель нужно все-таки переделывать. При сжигании
такого топлива не образуется ни сажи (у него нет связей углерод-углерод), ни вредной закиси азота, а если оно сделано из
уловленного углекислого газа, то и эмиссии парниковых газов
не будет. Мэр Москвы Ю.М. Лужков в начале 2000-х собрался
было принять решение о переводе московского транспорта
на эфир и даже хотел под это дело переоборудовать один из
московских нефтеперегонных заводов, где предполагалось
использовать технологию, разработанную в Институте нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева, но этот проект, к сожалению, не состоялся. Интересно, что упомянутая технология
позволяла получать диметиловый эфир прямо из синтез-газа,
минуя стадию производства метанола (см. «Химию и жизнь»,
2002, 5). Наверное, этот способ весьма пригодился бы на
нынешнем этапе борьбы с антропогенным углекислым газом,
1.40
4.98
0.38
Водород
0.19
1.10
0.14
Синтез–газ
0.41
1.28
0.21
Метанол
Цены на синтетическое вещество в
2015 году
Предполагаемые цены на синтетическое вещество в 2050 году
Средняя цена на вещество из ископаемых углеводородов в 2015 году
1.05
0.39
2.81
Дизель
Технологии
По данным Ремко Детца, к 2050 году синтетический водород и дизель смогут
конкурировать с полученными из ископаемых углеводородов
поскольку сокращение этапов явно способствует снижению
себестоимости.
Экономика углекислого газа
А каковы же все-таки реальные экономические перспективы
у моторного топлива, синтезированного из углекислого газа и
солнечного света? Об этом рассуждает Ремко Детц с коллегами из Нидерландского центра энергетических исследований
и Амстердамского университета; в основе их рассуждений —
тенденции в изменении себестоимости солнечного электричества, объеме капитальных вложений, стоимости электролитического оборудования, стоимости извлечения углекислого
газа. Все эти параметры год от года снижаются. Картина же
выходит такая. В 2015 году ни водород, полученный с помощью
солнечной энергии, ни синтез-газ, ни дизель, ни метанол никак
не могли сравниться со своими конкурентами из ископаемого топлива. Так, водород, полученный самым совершенным
методом — электролизом воды в твердооксидном топливном
элементе, — был раза в три дороже традиционного, та же
ситуация была с метанолом и дизелем. Синтез-газ вообще
был в пять раз дороже получаемого из метана. Однако к 2050
году (время перехода к углерод-нейтральной экономике по
Парижскому соглашению) ситуация должна измениться даже
без революций в технологии. По оптимистическому сценарию,
в этом году все четыре продукта, приготовленные на возобновляемом электричестве и углекислом газе, оказываются
конкурентоспособными. По осторожному же сценарию, уже
к 2037 году дизельное топливо, а в 2043-м — водород будет
выгодно делать безопасным для климата методом. А вот для
синтез-газа или метанола и после 2050 года традиционные
способы окажутся предпочтительнее.
Из всей этой истории следует вывод: большинство промышленно развитых стран весьма деятельно готовятся к отказу от
ископаемого топлива, и, вопреки надеждам некоторых торговцев ископаемыми энергоресурсами, такая деятельность довольно скоро может увенчаться не только технологическим, но
и финансовым успехом. Если так случится, то это будет совсем
другой мир, непохожий на тот, в котором мы привыкли жить.
И разделение труда между странами и регионами планеты в
нем будет другим.
Переведем
эмиссию
в карбонаты!
Калькулятор
карбонаты отлагались не в глубине земли, а на поверхности, как это происходит
при образовании сталактитов из богатой
карбонатами воды, то утилизированный
углекислый газ станет стройматериалом.
Тогда предприятие окажется еще и финансово привлекательным.
Как видно из этого расчета, нет принципиальных причин, которые могут
помешать человечеству хоть завтра
избавиться от парниковых газов в атмосфере. Вопрос в наличии фантазии,
финансирования и политической воли.
9
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
лобальная эмиссия антропогенного
углекислого газа в 2015 году составила
40 млрд тонн. Можно ли его полностью
собрать и убрать под землю установками
компании «Climeworks»?
Эти установки — модульные. Самая
большая, состоящая из 36 модулей, поглощает 4,920 тонн СО2 в день или 1795,8
тонн в год, а занимает она 180 м2. Для
утилизации всей годовой эмиссии нужно 22 млн таких установок. Они займут
площадь почти в 4 тыс. км2. Это всего-то
4 % от общей площади Исландии — 103
тыс. км 2. То есть площадь не служит
ограничением, тем более что есть еще
места, где много геотермального тепла, — Огненная Земля, Курилы, Гавайи,
Камчатка. Поскольку установки компании
требуют для работы небольшого нагрева, вряд ли и это будет лимитирующим
фактором. Если же придумать такой
процесс минерализации, чтобы твердые
Фото: «Climeworks»
Г
CRISPR: битва титанов
и новая надежда
Е. Клещенко
О системе бактериального «иммунитета» CRISPR-Cas9 и ее использовании
для редактирования генома «Химия и
жизнь» пишет постоянно. (Не будем
приводить полдюжины ссылок, желающие могут воспользоваться поиском
на слово «CRISPR» в архиве журнала.)
Открытие; восторг перед хитроумием
природы и новыми фантастическими
возможностями биотехнологий. Попытки редактирования человеческого
генома, потом осознание, что не все
так просто и не прямо завтра; впрочем,
более скромные и практичные медицинские применения, вроде редактирования клеток иммунной системы
человека для борьбы с раком, развиваются вполне успешно. Революция
в экспериментальных методах. И наконец, великая битва между юристами
Института Брода и Калифорнийского
университета в Беркли, которые отстаивают приоритеты соответственно Фэна
Чжана и Дженнифер Дудны. (Эммануэль
Шарпентье, европейский соавтор Дудны, обсуждать американскую патентную
войну отказывается.) Сейчас в истории
CRISPR намечаются новые интригующие повороты.
Краткая хронология
Октябрь 2017 года. Сотрудники Института Брода предложили интересные
модификации CRISPR-редактирования
— исправление отдельных «букв» ДНК
или РНК без разрезания молекулы.
15 февраля 2018 года. В одном и том
же номере «Science» — две статьи корифеев CRISPR-технологий (ведущий
автор одной — Дудна, другой — Чжан),
предлагающие диагностические инструменты на основе CRISPR, удивительно
сходные идеологически. Аналогичная
подборка про те же технологии появилась в номере «Science» от 27 апреля.
10
Фото: Zhang lab, Broad Institute of MIT and Harvard
Патентный спор о приоритете в применении CRISPR-технологий для
редактирования геномов высших
животных продолжается, и конца
ему не видно. Но редактирование
геномов — далеко не единственное
перспективное направление.
26 апреля.Запущен стартап Mammoth
Biosciences (https://mammoth.bio), один
из соучредителей — Дженнифер Дудна.
Заявленная цель — создание небывало
мощных, удобных и дешевых тестсистем на основе CRISPR для нужд медицины, агротехники, криминалистики.
27 апреля. Запущен биотехнологический стартап Института Брода — Beam
Therapeutics. (https://beamtx.com). Цель
— использование CRISPR для прецизионной генетической медицины. Среди
соучредителей Дэвид Лю и Фэн Чжан.
30 мая. Очередной раунд юридической битвы между Калифорнийским
университетом и Институтом Брода.
Федеральный апелляционный суд США
заслушал сообщение адвоката Калифорнийского университета, согласно
которому патентное ведомство допустило ошибку, заключив, что идея Фэна
Чжана с соавторами применить CRISPR
для редактирования генома млекопитающих может служить основанием для
присуждения им приоритета.
31 мая: Норвежская академия наук назвала имена лауреатов премии Кавли;
премию в области нанонаук получили
Эммануэль Шарпентье, Дженнифер
Дудна и Виргиниюс Шикшнис (Virginijus
Šikšnys) из Вильнюсского университета.
Никогда не слышали последнего имени? Вы не одиноки.
Тестовые полоски SHERLOCK на основе
CRISPR-технологий. Слева направо: две
неиспользованные, три отрицательных
результата, два положительных.
Альтернатива Нобелевской
премии. Или репетиция?
Премия Кавли вручается раз в два года
за выдающиеся достижения в области
астрофизики, нанотехнологий и нейробиологии. Основал ее в 2007 году Фред
Кавли, американский филантроп норвежского происхождения, сделавший
состояние на сенсорных датчиках для
авиации. Кавли мечтал создать альтернативу Нобелевской премии — та, по
его мнению, слишком консервативна
и нетороплива, так что зачастую признание научных достижений получает
не действующий ученый, а пенсионер.
Соучредителями стали Норвежская
академия наук и Министерство образования и исследований Норвегии.
Выбор номинаций Кавли объяснил так:
«Я решил поддержать три области науки: одна занимается самым большим,
другая — самым маленьким, третья —
самым сложным».
«Нанотехнологическую» премию Кавли 2018 года «за изобретение CRISPRCas9 — точного наноинструмента для
редактирования ДНК, совершившего
прорыв в области биологии, медицины
отлично смотрелись бы в Голубом зале
стокгольмской ратуши и блистательно
опровергли бы все эти инсинуации
насчет присуждения нобелевских медалей только почтенным старичкам!)
А что Фэн Чжан из Института Брода,
обычно упоминаемый вместе с Дудной
и Шарпентье, но обойденный оргкомитетом премии Кавли? Группа под руководством Фэна Чжана опубликовалась
позже — в феврале 2013 года («Science»,
2013, doi: 10.1126/science.1231143). Зато
в их работе технология была испытана
на клетках млекопитающих — человека
и мыши, что впоследствии оказалось
ключевым для патентования.
Чей приоритет?
Напомним, что в апреле 2014 года
Институт Брода получил первый из нескольких патентов на использование
CRISPR в клетках млекопитающих.
(Свою патентную заявку Чжан подал
позже Дудны, в декабре 2012 года, но
Институт Брода запросил ускоренное
рассмотрение в Бюро по патентам и товарным знакам США, заплатив небольшую сумму и ограничив сферу действия
патента эукариотами.) Юристы Калифорнийского университета оспорили
это решение, однако в феврале 2017
года Совет по патентным судам и апелляциям вынес решение в пользу Института Брода. Акции Editas Medicine, один
из соучредителей которой — Фэн Чжан,
сразу поднялись в цене — было ясно,
что именно этой компании достанется
лицензия. (Кстати, Дудна тоже была
соучредителем Editas — на тот момент
никто не собирался воевать, — но покинула ее после начала патентного спора
«по семейным обстоятельствам» и основала компанию Intellia Therapeutics.)
Вскоре после этого, когда Чжан выступал в Калифорнийском университете,
администрация приняла меры, чтобы
студенты не выразили гостю свое возмущение: патенты патентами, а нормы
поведения в академическом сообществе — святое.
И вот в мае 2018 года адвокат, представляющий интересы Калифорнийского университета, заявил, что Совет допустил «правовую ошибку» в толковании
понятия «неочевидности», и попросил
апелляционный суд отменить решение
Совета либо вернуть для пересмотра.
Решения в таких случаях обычно приходится ждать несколько месяцев.
Что за «неочевидность»? Калифорнийский университет утверждает, что
попытка применить CRISPR в клетках
млекопитающих была очевидной идеей. Это могло получиться, могло не
получиться, но правомерно ли называть
изобретением применение готового
работающего орудия к новому объекту?
Проблемы и методы науки
С одной стороны, резон в этом есть;
редактирование генома высших животных — первое, о чем думает каждый
ученый или неученый, как только понимает, что может делать CRISPR-Cas. С
другой стороны — научный журналист
Джон Коэн («Science», 2018, doi:10.1126/
science.aau0349) не без ехидства спрашивает: а что, теперь в США можно
начинать работу над изобретением,
которое потом хотят запатентовать,
только без каких-либо гарантий успеха?
В любом случае, как писал недавно
О.В. Ревинский в «Химии и жизни»
(2018, 6), патентование открытий и изобретений — сложная задача. Слишком
общее описание не позволяет оставить
за вами ценные конкретные наработки,
слишком детальное даст конкуренту
возможность изменить число крепежных гаек и подать заявку на собственное
изобретение, не тождественное вашему. Редактирование генома млекопитающих с помощью CRISPR — золотое дно
(когда это редактирование удастся как
следует наладить), однако вряд ли ктото сможет запатентовать «весь CRISPR».
Есть другие приложения, потенциально
не менее важные.
Минимальное
редактирование
Про классический CRISPR-Cas теперь
всё знают даже небиологи. Тот, кто
хочет отредактировать определенный
участок ДНК, синтезирует комплементарную ему гидРНК. ГидРНК закрепляет
на этом участке фермент нуклеазу,
разрезающий ДНК, чаще всего Cas9.
После разрезания ДНК склеивают,
вставляя правильный участок вместо
вырезанного, собственные механизмы
репарации клетки. Проблема в том, что
эффективность работы этой системы
пока далека от стопроцентной, и это
сильно ограничивает медицинские применения, например исправление вредных мутаций. Выводить из строя гены с
помощью CRISPR получается хорошо,
и это очень радует экспериментаторов,
но хотелось бы двигаться дальше.
В октябре 2017 года практически
одновременно были опубликованы он-
11
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
и сельского хозяйства» получили Эммануэль Шарпентье (сейчас она работает
в Институте инфекционной биологии
Общества Макса Планка в Германии)
и Дженнифер Дудна (Калифорнийский
университет в Беркли, США), а также
Виргиниюс Шикшнис из Вильнюсского
университета. Денежные премии (общая сумма 1 млн долларов), медали
и дипломы будут вручены лауреатам в
Осло 4 сентября.
Открытие системы CRISPR-Cas9 и
создание орудий для редактирования
генома — заслуга десятков ученых.
Подробности можно найти в эссе
«Герои CRISPR» директора Института
Брода Эрика Ландера («Cell», 2016,
doi: 10.1016/j.cell.2015.12.041, см. также
русский пересказ на сайте «Биомолекула», https://biomolecula.ru/articles/
crispr-epopeia-i-ee-geroi); среди знакомых нам героев — Евгений Кунин и
Константин Северинов с коллегами. Но
главный приз — приоритет в практическом применении — мог достаться лишь
немногим.
В августе 2012 года авторский коллектив под руководством Шарпентье и
Дудны сообщил о применении системы CRISPR-Cas9 для редактирования
генома («Science», 2012, doi: 10.1126/
science.1225829). А спустя всего месяц,
в сентябре того же года, аналогичные
результаты опубликовала группа, возглавляемая Шикшнисом (PNAS, 2012,
doi: 10.1073/pnas.1208507109). Вильнюсцы оказались вторыми не по своей
вине, ранее в 2012 году они посылали
статью на ту же тему в «Cell», но статью
отклонили без рассмотрения: большой
журнал, ученые из маленькой страны...
А заниматься CRISPR они начали не
позднее 2007 года, в частности, именно
они перенесли CRISPR-систему стрептококка в кишечную палочку. Первый
автор той самой статьи в PNAS, Гедрюс
Гасюнас, в 2016 году на вопрос корреспондента «Nature» о том, сильно ли его
раздражает роль невоспетого героя,
ответил философски: «Наука — рискованное поле деятельности, но, если вы
хотите чего-то добиться, вы должны
рисковать».
На самом деле все не так плохо: научное сообщество помнит об их заслугах,
присуждение Шикшнису премии Кавли
восприняло положительно, а до этого
были и другие награды — например,
в 2017 году Шикшнис и Шарпентье получили датскую премию Novo Nordisk
фонда Novozymes в 3 млн датских крон
(403 000 евро). Но СМИ в тонкости
публикационной политики научных
журналов не вдаются, их в сложившейся
ситуации намного больше привлекают
две умные и красивые женщины, блондинка Дженнифер и брюнетка Эммануэль. (Не хочется загадывать, но обе
лайн две статьи в «Science» и «Nature»
— о двух новых модификациях метода
CRISPR-Cas9. Первая предназначена
для редактирования ДНК («Nature»,
2017, doi: 10.1038/nature24644), вторая
— РНК («Science», 2017, doi: 10.1126/
science.aaq0180). В отличие от классического метода, они не предполагают
разрезания нуклеиновой кислоты, не
расщепляют дезоксирибофосфатную
цепь (или рибозофосфатную, в случае
РНК), а исправляют азотистое основание. Одна буква генетического кода
превращается в другую, не покидая
своего места.
Руководитель первой работы — Дэвид Лю из Гарвардского университета (и
он, и его соавторы аффилированы также в Институте Брода; этот институт, занимающийся биомедицинскими и генетическими исследованиями, связывают
партнерские отношения с Гарвардом
и Массачусетским технологическим
институтом). Они использовали «мертвую» (dead) Cas9, или dCas9, которая не
разрезает обе ее нити, как обычная, но
точно так же садится на определенный
участок. Модификацию вносит другой
фермент — он превращает азотистое
основание аденин (А) в инозин I. Буквы
I в ДНК нет, и клеточные механизмы репарации либо копирования ДНК переправляют I на G — гуанин. В итоге пара
нуклеотидов А-Т заменяется на G-C.
Буквы в ДНК корректировали и раньше: в 2016 году Лю с соавторами опубликовал статью об инструменте для
замены цитозина С на тимин Т (то есть
пары С-G на Т-А). То и другое важно:
причина многих наследственных заболеваний — как раз однонуклеотидные
замены в геноме. Конечно, не всех, но
I
Репарация
или репликация
H2O
G
А
G
C
T
A
Новый способ редактирования ДНК или РНК:
исправление вносится только в азотистое
основание, в результате один нуклеотид заменяется
другим без разрезания цепи
12
путь в тысячу ли начинается с одного
шага. «Было бы и недальновидно с научной точки зрения, и стратегически
некорректно делать вывод, что редактирование оснований может стать лучшим
способом генной терапии человека,
— отмечает Лю. — Уже ясно, однако,
что теперь в игре мощная альтернатива
стандартному CRISPR».
А Фэн Чжан с соавторами создали
орудие для редактирования РНК. Принцип тот же, «мертвая» нуклеаза другая
— dCas13, в РНК также исправляется A
на I, но, поскольку при синтезе белка
на матрице РНК инозин считывается
как гуанин, дальше можно ничего не
менять. Свою систему авторы назвали
RNA Editing for Programmable A to I Replacement (REPAIR). Они предполагают,
что редактирование короткоживущих
молекул матричных и регуляторных
РНК может быть более безопасным терапевтическим методом, чем редактирование ДНК. И, судя по презентациям
на сайте, недавно основанная компания
Beam Therapeutics, среди соучредителей которой Дэвид Лю и Фэн Чжан, делает ставку именно на редактирование
единичных нуклеотидов.
Заметим, что лаборатория Дудны также занимается редактированием азотистых оснований (http://doudnalab.org/
project/center-for-genomic-editing-andrecording-cger-one-of-the-centers-forexcellence-in-genomic-science-cegs/).
«Сундук с сокровищами,
в котором мы продолжаем
рыться...»
На редактировании свет клином не
сошелся, CRISPR можно использовать и многими другими способами. В
феврале 2018 года научная группа под
руководством Фэна Чжана представила
вниманию публики бумажные тестполоски, позволяющие определить
возбудителя заболевания или сделать
генотипирование вне лаборатории.
Тест-система называется SHERLOCK
(Specific High Sensitivity Enzymatic
Reporter UnLOCKing). Выглядит она
удивительно просто, как тест на беременность, — бумажная полоска, которую можно опустить в биологическую
жидкость и увидеть на ней одну или две
фиолетовые линии; две могут означать,
например, присутствие опасного вируса. Система совместима как с ДНК,
так и с РНК.
Собственно, первую серию «Шерлока» команда выпустила еще в апреле
2017 года: тест-система определяла
штаммы вирусов Зика и денге, различала патогенных бактерий, идентифицировала мутации в опухолевой
ДНК. У новой версии SHERLOCKv2
существенно увеличена чувствитель-
ГидРНК
ДНК
Сигнальные
РНК
Принцип действия тест-систем на основе CRISPR.
Для них вместо традиционной Cas9 используются нуклеазы с неспецифическим действием – они
расщепляют не только молекулу -мишень, но и
сигнальные молекулы с флуоресцентной молекулой на
одном конце и квенчером-гасителем на другом. Когда
флуоресцентная молекула удаляется от гасителя,
образец светится
ность, появилась возможность количественной оценки и одновременного
определения нескольких молекул — а
также новая форма теста, та самая
стрип-полоска вместо флуоресцентной
детекции. Легко представить, что такие
полосочки найдут широкое применение
и в сельском хозяйстве, и на биотехнологическом производстве.
Важнейший компонент SHERLOCK
— CRISPR-ассоциированный белок
Cas13. Его недостатком считается неспецифическая активность: в отличие
от нормальной Cas9, он может разрезать не только молекулу-мишень, но и
другие молекулы нуклеиновой кислоты,
находящиеся поблизости. Для редактирования генома это, конечно, никуда не
годится. Зато для диагностики — в самый раз. Конструкция, которая находит
интересующую нас последовательность
в нуклеиновой кислоте (геном вируса,
мутацию в геноме клетки) и когда найдет, проводит определенную реакцию
— это же хрустальная мечта специалистов по молекулярной диагностике!
Создатели SHERLOCK скармливают
комплексу CRISPR- Cas13 специально
_
+
Белок А
связывает
антитела
Стрептавидин
Биотин
ФАМ
Как работают тест-полоски SHERLOCK.
Если в пробе присутствует молекула-мишень,
CRISPR- Cas13 расщепляет ее и заодно
РНК-репортер. На одном конце у репортера
краситель ФАМ (флуоресцеинамидит), а на другом
вместо квенчера — биотин. Когда раствор
поднимается по полоске, ФАМ взаимодействует
с антителами, несущими золотые наночастицы,
затем нерасщепленные репортерные молекулы и/или
«биотиновые» половинки расщепленных связываются со стрептавидиновой зоной, а половинки с ФАМ
и антителами образуют вторую полоску
синтезированную РНК с флуоресцентной молекулой-репортером на одном
конце и квенчером (молекулой, которая
гасит флуоресценцию) на другом. Cas13
сначала расщепляет молекулу-мишень,
потом сигнальную РНК, и при удалении
от гасителя репортер начнет флуоресцировать.
А чтобы сделать многоканальную детекцию (определять несколько участков
ДНК или РНК в одном образце, например два вируса, с отдельным флуоресцентным сигналом для каждого), авторы
взяли различные ферменты, похожие по
активности на Cas13, у разных бактерий
и выбрали такие, которые предпочитают
разрезать определенные последовательности нуклеотидов в репортерах.
С помощью специальных ухищрений
разработчики сумели поднять чувствительность до 2 аМ (аттомоль —10−18моль!).
Это не перестраховка, для многих практических задач нужна именно такая
чувствительность. Кстати, авторы не
забывают и о генной терапии — они
полагают, что SHERLOCK поможет выявлять мутации перед тем, как приступить
к ней (а также после нее), и уже провели
серию опытов на человеческих клетках
in vitro. А в апреле они предложили
новую модификацию протокола под названием HUDSON (Heating Unextracted
Diagnostic Samples to Obliterate Nucleases) — улучшенный SHERLOCK, который
выдает результат менее чем за два часа.
Аналогичный принцип действия
у те с т - с и с те м ы D E T E C T R ( D N A
Endonuclease Targeted CRISPR Trans
Reporter), созданной в Медицинском
институте Говарда Хьюза под руководством Дженнифер Дудны. Статья о нем
была впервые опубликована на bioRxiv.
org в ноябре 2017 года, а 15 февраля
2018 года вышла в «Science» (заметим,
как обе команды идут вровень!). Дудна
с коллегами взяли Cas12a — один из
ферментов, который Чжан с соавторами
использовали для своей многоканальной системы. Авторы DETECTR тоже достигли аттомолярной чувствительности.
Тестировали метод совместно с доктором Джоэлем Палефски и его командой в Калифорнийском университете
(Сан-Франциско). В образцах определяли онкогенные папилломавирусы,
вызывающие рак шейки матки, ВПЧ 16 и
18, и различали их достаточно успешно.
Точный, простой и дешевый (стоимость
одного теста менее одного доллара)
метод обнаружения таких важных вирусов наверняка будет востребован. И
опять же, была бы тест-система, а что
мерить — найдется.
Ничего удивительного, что Дудна с
коллегами запустили именно диагностический стартап. Команда Mammoth
Biosciences, среди соучредителей которого трое авторов статьи про DETECTR,
в том числе сама Дженнифер Дудна, в
конце апреля 2018 года заявила об амбициозных планах: производить тесты
для детекции множества ДНК- или РНКбиомаркеров одновременно, причем в
амбулаторных или домашних условиях.
Для этого достаточно будет купить тест
— карточку размером с кредитку. Если
клиент хочет сделать это дома, его попросят сфотографировать результат,
в безопасном режиме загрузить фото
на сайт компании: конфиденциальный
ответ и врачебную рекомендацию он
получит в течение часа. Можно будет,
например, определить, болен ли человек гриппом, и если да, то каким именно
штаммом инфицирован. Планируются
и немедицинские применения: в сельском хозяйстве, в почвоведении и даже
в промышленности, например для поисков микроорганизмов, вызывающих
коррозию. Как сказал Лукас Харрингтон, аспирант лаборатории Дудны,
CRISPR — «сундук с сокровищами, в
котором мы продолжаем рыться, находя
все новые вещи». Вероятнее всего, тест-системы от
Mammoth будут основаны на DETECTR,
но детали технологии остаются в секрете: известно только, что исключительную лицензию на нее компания получила у Калифорнийского университета.
Некоторые комментаторы сомневались, не вызовет ли этот стартап новые
патентные споры. Дело в том, что Чжан
запатентовал белок Cas12a еще в 2015
году и лицензия на него принадлежит
компании Editas Medicine. Однако в
этом патенте речь шла о редактировании генов, а не о диагностике. Возможно, титаны CRISPR в конце концов
смогут разделить сферы влияния.
В этой статье почти ничего не сказано
о возможных сельскохозяйственных
применениях. Титаны CRISPR с энтузиазмом занимаются практическими
приложениями технологии, и кстати, в
открытии самого «иммунитета бактерий» не последнюю роль сыграл запрос
от йогуртовой фирмы «Даниско», которая хотела защитить свои культуры от
вирусов. Дженнифер Дудна, например,
курирует в Институте инновационной
геномики (Беркли) исследования генома какао с целью создания сортов,
способных вынести глобальное потепление. Естественно, без шоколада
никакое потепление человечеству не
будет в радость! Эту тему спонсирует
компания «Марс». А если вспомнить,
что растения, полученные с помощью
CRISPR-технологий, возможно, не будут считаться ГМО, по крайней мере, в
Европе это обсуждается («Nature», 2018,
https://www.nature.com/articles/d41586018-01013-5), — станет очевидно, что
«сундук с сокровищами» еще не скоро
покажет дно.
13
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
Проблемы и методы науки
АнтиФАМ
антитела
с золотыми
наночастицами
Лаборатория в бассейне
Кандидат
химических наук
А.И. Курамшин
14
1
Круговорот воды в бассейне. Воду фильтруют, добавляют в нее дезинфицирующие вещества
и корректируют значение pH.
Поскольку ежедневно за счет испарения и других
процессов теряется около 1% воды, приходится
регулярно добавлять свежие порции.
Большая часть воды в бассейне циркулирует
около 100 дней
(«Environmental Science & Technology», 2007, doi:
10.1021/es062367v)
Бассейн
Обработанная вода
Резервуар
для
сливающейся
воды
Флокулянт
(для очистки)
Вода на очистку
Вода на промывку
Песок/гравий
Всем известно, что воду в бассейне
дезинфицируют и на это идет большое
количество химических реагентов. Если
сэкономить на средствах для обеззараживания, то вместе с пловцами в
бассейне будут резвиться патогенные
бактерии Escherichia coli и Salmonella
enterica или протозои — Cryptosporidium parvum и Giardia lamblia. Однако
вещества, применяющиеся для дезинфекции воды, не только убивают
болезнетворные микроорганизмы, но
и реагируют с органическими веществами, находящимися в воде, образуя
побочные продукты. Органические
вещества (помимо фрагментов уничтоженных микроорганизмов) — это пот,
моча, лосьоны и прочие косметические
средства. Какие именно соединения
образуются в результате таких реакций,
известно, но спор о том, насколько они
опасны для здоровья человека, еще
продолжается.
С побочными продуктами дезинфекции контактирует любой посетитель
бассейна — они есть и в воде, и в
воздухе над ней. Причем над закрытыми бассейнами их гораздо больше, чем над теми, что под открытым
небом. Исследования, посвященные
качеству питьевой воды, позволяют
утверждать, что побочные продукты
дезинфекции довольно токсичны,
Порошковый
активированный
уголь
(при необходимости)
Круговорот воды
различных хлорсодержащих средств
дезинфекции, но чувствительны к
ультрафиолетовому излучению — оно,
правда, не убивает их, а препятствует
размножению. Комбинация химической
обработки и ультрафиолета эффективна и против других микроорганизмов.
В процессе эксплуатации бассейна
(рис. 1) часть воды из него сливается
и обрабатывается, то есть ее чистят от
механических примесей, обрабатывают
ультрафиолетом, повторно хлорируют
и при необходимости корректируют
уровень рН. Источник ультрафиолетового излучения приходится размещать
внутри систем рециркуляции и фильтрования воды — в бассейне они были
бы опасны для здоровья пловцов. После
однако, поскольку из плавательных
бассейнов пить воду не принято, неясно, какая концентрация этих веществ
может стать проблемой для здоровья.
Единственное, о чем можно говорить
с уверенностью, — в наибольшей степени их воздействию подвергаются
те, кто проводит в бассейне много
времени: профессиональные пловцы
и обслуживающий персонал.
Чаще всего для дезинфекции плавательных бассейнов используют хлор и
его производные — оксид хлора (IV),
гипохлориты. Воду также можно обрабатывать бромом, озоном или облучать
ультрафиолетом. Реагенты или фотохимическая активация изменяют строение
биомолекул, необходимых для жизнедеятельности микроорганизмов, главным образом — разрушая их клеточные
стенки. Иногда приходится сочетать несколько способов. Например, паразиты
криптоспоридии (Cryptosporidium),
чаще всего вызывающие заболевания
желудочно-кишечного тракта у посетителей бассейнов, устойчивы к действию
Поверхностный слив
ногие из нас любят плавать. А
те, кто не умеет, не прочь залезть в воду,
чтобы расслабиться, поплескаться или
остудить тело после физических нагрузок. Увы, большей части соотечественников реки и озера доступны один-два
месяца в году — такое короткое «наше
северное лето, карикатура южных зим»,
к тому же многие водоемы, только успев
прогреться до тех градусов, когда можно
не опасаться переохлаждения среднестатистическому человеку, немедленно
зацветают. Остальное время любителям
воды приходится принимать водные
процедуры в бассейнах.
Поступающая вода
М
Мало кто знает, что любой бассейн — и в аквапарке,
и в клубах, и спортивный для тренировок — настоящая химическая лаборатория, в которой протекает
множество реакций. Более того, немало реагентов
в эти лаборатории приносим мы сами.
Хлорирование
и корректировка рН
Фильтрат
Фильтр обратной промывки
Вода на промывку
Источник грязи
Возникает резонный вопрос: что же
служит сырьем для образования побочных продуктов дезинфекции? Конечно,
некоторые «строительные блоки» уже
есть в водопроводной воде, которую
подают в бассейн, — это органические
вещества, образовавшиеся из клеток
убитых дезинфекцией микроорганизмов. Однако гораздо больше органики,
как уже говорилось, попадает в бассейн
с посетителями: частички омертвевшей
кожи, грязи, химических веществ, входящих в состав лосьонов, дезодорантов, кремов и, конечно, пота. Однако
самый значительный источник органических веществ, реакции с которыми
загрязняют бассейны, — это моча (см.
также «Химию и жизнь XXI век», 2015, 3).
По результатам опроса, проведенного
в США в 2009 году («International Journal
of Aquatic Research and Education», 2011,
doi: 10.25035/ijare.05.03.03), 17% участников признались, что хотя бы раз мочились в бассейн, а 78% опрошенных верили, что это делают другие. Вероятно,
17% — число заниженное: во-первых,
не все найдут в себе силы признаться,
а во-вторых, мочеиспускание в воде
может произойти случайно, и человек
его просто не заметит. По некоторым
оценкам, в обычном бассейне может
содержаться от 30 до 80 миллилитров
мочи на посетителя, а в бассейнах, где
тренируются профессиональные пловцы или игроки в водное поло, гораздо
больше — тренировки могут продолжаться часами, а в короткие перерывы
спортсмены обязательно пьют воду (метаболизм при этом никто не отменял).
Люди, профессионально занимающиеся водными видами спорта, и сами
признают, что бывает, только делают
подобные заявления, естественно, неофициально, а не в интервью для СМИ.
В моче есть мочевина (NH 2) 2C=O,
азотсодержащее соединение, которое с хлором образует трихлорамин
NCl3. Именно трихлорамин, а не хлор
ответствен за запах, характерный для
закрытых бассейнов, и он же — причина
неприятных ощущений. Трихлорамин —
один из наиболее распространенных
летучих побочных продуктов дезинфекции, к тому же он наиболее существенно
влияет на организм человека. Из-за
того что степень окисления атомов
хлора в трихлорамине положительная,
это вещество — сильный окислитель.
Он раздражает дыхательные пути,
слизистые оболочки, может вызвать
проблемы с кожей и даже внести вклад
в поражение сердечно-сосудистой системы. Трихлорамин даже способствует
быстрой коррозии металлов (в том числе и нержавеющей стали), находящихся
поблизости от бассейнов. Конечно, это
еще не показатель его опасности для
организма, но трихлорамин действительно неполезен.
Еще один источник мочевины — пот.
Интенсивность потоотделения зависит от двух факторов — температуры
бассейна и интенсивности физических
нагрузок. В бассейне с температурой
воды 26°С и ниже ни любители, ни профессионалы практически не потеют,
поскольку вода эффективно охлаждает
тело и в дополнительном охлаждении
нет нужды. Однако при 27°C и выше
человек начинает потеть, и чем теплее
вода, тем сильнее. Посетители, которые
не планируют ставить рекорды, вносят
небольшой вклад в образование побочных продуктов дезинфекции, на
них расходуется всего лишь 5—10%
Вещи и вещества
хлора, содержащегося в воде. Профессиональные пловцы потеют гораздо
больше — на реакцию с компонентами
пота спортсменов расходуется до 40%
хлора («Water Res.», 2014, doi: 10.1016/j.
watres.2014.01.027).
Прилипшие к телу пыль и грязь органического происхождения, в том числе
и приставшие к телу микроорганизмы,
вносят в образование побочных продуктов постоянный вклад, независимый от
температуры бассейна и интенсивности
нагрузок. Не помылись в душе перед
плаванием? Нет проблем — в воде грязь
смоется за минуту. И на эти частички
пыли и грязи израсходуется около 30%
хлора. Вместе с тем исследования доказывают, что простейшая гигиеническая
процедура «минута в душе» — и грязь в
бассейн не попадет («Water Res.», 2012,
doi: 10.1016/j.watres.2012.04.012). Причем если вы около открытого бассейна
играете в подвижные игры или загораете с книгой, то кожа снова пачкается
и выделяет новые порции пота. Это
означает, что душ надо принимать не
перед первым погружением в бассейн,
а перед каждым.
Персоналу, обслуживающему бассейн, приходится ежедневно поддерживать баланс, подавая в систему такое
количество реагентов, чтобы уничтожить патогены и не навредить людям.
Избыток хлора тоже вреден — он может
увеличить количество образующихся
побочных продуктов дезинфекции. Зачастую, чтобы выдержать «золотую середину», дозировку реагентов меняют
ежедневно. Норму вычисляют на основе
математических моделей, учитывающих
число посетителей, и по результатам
анализа воды бассейна на содержание
микроорганизмов и органических соединений.
Лаборатория в действии
Несмотря на все предосторожности,
побочные продукты дезинфекции в
воде образуются. Общее количество
молекул, которое каждый год обнаруживают в бассейнах с помощью все
более чувствительных и точных методов
15
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
всех этих операций вода возвращается
обратно. Что она несет людям?
УФ-облучение очень эффективно,
но у него есть и недостатки — оно разрушает связи азот—хлор в некоторых
побочных продуктах дезинфекции,
способствуя их превращению в более
токсичные химические вещества — например, хлорциан, опасный для органов
дыхания и слизистой («Environ. Sci.
Technol», 2013, doi: 10.1021/es400273w).
То есть с микробиологической точки
зрения вода в бассейне однозначно
улучшается, а вот с точки зрения химии облучение ультрафиолетом способствует понижению концентрации
одних веществ и повышению других,
причем чаще в бассейне накапливаются
именно те вещества, о которых стоит
беспокоиться.
Есть еще одна проблема: со временем концентрация побочных продуктов дезинфекции увеличивается. Как
правило, вода в бассейне движется по
замкнутому циклу, поэтому органические вещества могут накапливаться
в бассейнах неделями и месяцами.
Свежие порции воды, поступающие
в бассейн, только пополняют объем,
который теряется за счет испарения
и в ходе промывки гравий-песчаного
фильтра. По европейским стандартам
в бассейн ежедневно добавляют 30
литров свежей воды в расчете на одного
купальщика, по стандартам США — 15
литров. Щедрее всего Россия – в ней
предусмотрено добавление целых 50
литров свежей воды на посетителя в
сутки (если бассейн дезинфицируют с
помощью хлорирования) или 30 литров
(если бассейн озонируют). По оценкам,
даже при большом наплыве посетителей ежедневно обновляется не более
1% воды в бассейне, следовательно,
на полную замену воды в бассейне потребуется не менее ста дней.
хлорамин
Вещи и вещества
анализа, главным образом хроматомасс-спектрометрии, исчисляется
сотнями или даже тысячами. Среди этих
веществ больше всего галогенметанов
(в первую очередь это трихлорметан,
также известный как хлороформ), галогенуксусных кислот и хлораминов.
Галогенуксусные кислоты не летучи,
они остаются в воде бассейна, однако
подавляющее большинство побочных
продуктов дезинфекции летучи. Одиннадцать из них (включая тригалогенметаны, хлорамины и галогенцианы)
практически всегда можно обнаружить
в воде любого плавательного бассейна
или в воздухе около него (рис. 2).
Судя по научной литературе, таких галогенсодержащих органических соединений становится все больше. Прежде
всего из-за увеличения чувствительности анализа — скорее всего, эти вещества образовывались при хлорировании
бассейнов всегда, просто раньше мы о
них не знали. Однако среди органических веществ, загрязняющих бассейны,
появляются и новые. Причина — новые
лекарственные препараты, метаболиты
которых попадают в воду бассейна с потом и мочой пловцов, а также и средства
личной гигиены, смывающиеся водой
с кожи. Например, в 2013 году при
анализе воды плавательных бассейнов
обнаружили восемь галогенбензохинонов в концентрациях от 19 до 299
нанограммов на литр, что значительно
больше, чем содержание этих веществ
в водопроводной воде («Environ. Sci.
Technol.», 2013, doi: 10.1021/es304938x).
Появление галогенбензохинонов объяснили окислением и хлорированием
производных с фенильными группами,
содержащихся в солнцезащитных кремах и лосьонах.
Результаты токсикологических исследований, полученные для клеток,
показывают, что галогенированные
бензохиноны опаснее хинонов, проявляющих канцерогенные свойства.
Галогенбензохиноны вызывают образование в клетках активных кислородсодержащих радикалов, повреждающих
молекулы нуклеиновых кислот и белков.
Конечно же ученые исследуют влияние
побочных продуктов дезинфекции на
16
хлороформ
хлорциан
дихлорамин
бромоформ
бромциан
здоровье человека в тех концентрациях, в которых их находят в бассейнах
и в воздухе около него. В первую очередь то, как они действуют на группы
риска — людей, профессионально занимающихся водными видами спорта,
обслуживающего персонала бассейнов
и детей. Увы, пока здесь больше вопросов, чем ответов.
Медицинская статистика утверждает,
что процент заболеваемости астмой
среди пловцов высок. Но непонятно,
что здесь причина, а что следствие. С
одной стороны, летучие побочные продукты дезинфекции вполне могут быть
факторами, вызывающими заболевания
органов дыхания, а с другой — плавание врачи часто рекомендуют людям,
страдающим от бронхиальной астмы.
С влиянием побочных продуктов дезинфекции на здоровье детей еще меньше
ясности. Например, опубликованы результаты исследований, утверждавшие,
что занятия плаванием с детского возраста повышают риск развития заболеваний органов дыхания и астмы («Environ. Health Perspect.», 2006, doi: 10.1289/
ehp.8461). Другие исследовательские
группы получили противоположный результат — плавание с раннего возраста
снижает риск развития бронхиальной
астмы. Пока ясно только одно: содержание побочных продуктов дезинфекции
увеличивается в организме человека
через сорок минут интенсивной физической активности в бассейне. И чем
интенсивнее и длительнее нагрузка, тем
больше продуктов хлорирования органических веществ попадает в организм
(«Environ. Res.», 2016, doi: 10.1016/j.envres.2016.05.013). Правда, неизвестно,
насколько это опасно для здоровья.
Можно ли уменьшить содержание
побочных продуктов дезинфекции в
бассейне? Да, и это мало связано с
водоподготовкой и модернизацией
систем рециркуляции воды в бассейне.
Надо изменить культуру нашего посе-
трихлорамин
бромдихлорметан
метилдихлорамин
дибромдихлорметан
дихлорацетонитрил
2
Одиннадцать летучих побочных продуктов
дезинфекции, которые можно обнаружить
в образце воды из любого плавательного
бассейна или в образце воздуха,
взятого возле бассейна
(«Environmental Science & Technology», 2007,
doi: 10.1021/es062367v).
щения бассейнов. Если перед заплывом
принимать душ (даже тогда, когда мы
считаем себя чистыми), если не путать
бассейн с туалетом, это, хотя и не сведет концентрацию побочных продуктов
дезинфекции в бассейне до нуля, значительно уменьшит их содержание.
Конечно же вся эта информация — не
повод отказываться от плавания. Ведь
это один из немногих видов физкультуры, которым можно заниматься с
возраста нескольких месяцев до глубокой старости и который не травмирует
связки и суставы. С другой стороны, при
пробежке или велосипедной поездке
вдоль проезжей части наш организм
получит более существенную дозу
опасных веществ от выхлопных газов по
сравнению с аналогичной по времени
тренировкой в бассейне. Впрочем, если
география проживания или финансовые
возможности позволяют вам плавать
в открытой воде круглый год, то, бесспорно, это гораздо полезнее, чем в
бассейне.
Г.Ю. Любарский
Происхождение иерархии:
история таксономического
ранга.
КМК, 2018
В
книге представлена история
иерархии и рангов от взглядов Аристотеля до современности. Представление о биологическом ранге сопоставлено с
развитием другой важной системы научных концептов: системой
счета и понятием разряда числа.
Сравнение понятий ранга в систематике и разряда в системах счисления позволяет понять закономерности развития этих концептов
в культуре до появления науки и их изменения с возникновением
научного знания. Судьба понятия ранга прослежена до настоящего
времени и обсуждается в свете идей молекулярной систематики.
Уроки в музее и на природе.
Методическое пособие
для учителей биологии,
географии, экологии
и преподавателей
дополнительного образования.
КМК, 2017
В
методическом пособии представлены разработки пяти
тематических интерактивных
занятий: «Влияние абиотических
факторов на живые организмы»,
«Обитатели особо охраняемых
природных территорий Москвы»,
«Жизнь океана», «Горные породы
и минералы», «Имена исследователей на карте мира», которые можно проводить как в естественнонаучных музеях, так и на природе. Пособие представляет интерес
для широкого круга специалистов, преподавателей и студентов,
занимающихся вопросами экологического образования и просвещения..
книги
В.А. Паевский
Этимология названий птиц
Палеарктики.
КМК, 2018
К
нига состоит из трех разделов: 1) систематический
список птиц Палеарктики;
2) этимология латинских названий птиц Палеарктики; 3) семантика и этимология русских названий птиц Палеарктики. В третьем
разделе этимология приведена в основном для современных
русских названий, представленных в списке птиц Палеарктики, —
рассмотрено их смысловое значение с учетом внешних признаков,
образа жизни и голоса, а также вероятное происхождение. Книга
предназначена для орнитологов, специалистов в области охраны
природы, студентов и аспирантов биологических специальностей
и для всех, кто интересуется птицами.
Петър Берон
Загадки зоогеографии.
Перевод с болгарского:
М.И. Былхов.
КМК, 2018
В.Г. Бабенко
Лягушка на стене
КМК, 2017
В
Подробности на сайте издательства:
http://avtor-kmk.ru/
17
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
К
нига описывает путешествия,
связанные с работой зоолога,
показывает различные стороны
нелегкой, интересной, веселой, а
подчас и очень драматичной экспедиционной жизни, рассказывает о неординарных личностях и неожиданных
приключениях. Яркая черта текстов
В.Г. Бабенко — жизненная достоверность. Всё, о чем пишет автор, он
пережил сам — побывал и в тундре, и в горах, и на Ленкоранской
низменности, прошел на корабле по Северному морскому пути,
проводил исследования в Чернобыле. Книга представляет интерес
для широкого круга людей, присматривающихся к профессии
зоолога, а также для всех любителей дикой природы.
этой научно-популярной
книге отражены представления автора о зоогеографии,
прежде всего, как о динамически
развивающейся науке, а также о
вымирании и расселении животных, о роли человека и других факторов в этих процессах. Написана
она живым и доступным языком с многочисленными личными
наблюдениями, впечатлениями и оценками автора в связи с массой еще не решенных, порой загадочных проблем. Для самого
широкого круга любителей природы и специалистов-биологов,
географов и экологов.
Кормилец
африканских рек
18
Фото: Аркадий Курамшин
Б
егемот в воде подобен
айсбергу: над поверхностью торчит голова с
маленькими ушками и
круглыми глазками, все остальное скрыто
от взора наблюдателей, в том числе фекалии, щедро изливаемые в воду. С одной
стороны, оно и хорошо — не такое уж это
приятное зрелище. С другой — бегемоты
переносят с берега в воду такое количество органических веществ, что этот
процесс требует тщательного изучения.
На первый взгляд все просто. Ночью
гиппопотамы пасутся на прибрежных
лугах, съедая по 40—50 кг наземной
растительности, а с первыми лучами
жаркого солнца возвращаются в реку,
где проводят целый день за отдыхом и
дефекацией. По разным подсчетам, они
выделяют от двух до пяти килограммов
сухого органического вещества. Фекалии бегемотов — питательная среда для
водорослей, микробов и мелких рыбешек-мусорщиков. Микроорганизмами
кормятся водные беспозвоночные, которых съедают беспозвоночные покрупнее.
Личинки стрекозы, откормившись под
водой и превратившись во взрослых
насекомых, попадают в клюв птицам.
Беспозвоночные и рыбы-мусорщики
становятся добычей для хищных рыб.
А уж рыбкой полакомиться рад всякий,
кто может ее поймать. Просто поедая и
переваривая растительность, бегемоты
поддерживают существование целых
экосистем
Пища — великое благо, однако ее избыток может обернуться бедой. Из Кении
и Танзании приходят сообщения о том,
что загрязненная бегемотами вода бедна
кислородом настолько, что в ней погибает
рыба. Так экологи столкнулись с необходимостью количественных оценок влияния гиппопотамов на речные экосистемы
Африки к югу от Сахары. Это оказалось
очень непростой задачей. За бегемотами сложно наблюдать. Вода, в которой
они лежат днем, очень мутная, и практически не видно, что там происходит. А
ночью, когда бегемоты пасутся, темно, и
просыпаются львы, гиены и другие хищники, делающие наблюдение опасным
и неприятным. Бегемот обыкновенный
Hippopotamus amphibius и сам опасен, к
тому же он не любит, когда за ним подсматривают. Это раздражительное существо
весом около полутора тонн при желании
развивает скорость до 30 км/час. Догонит, затопчет и загрызет — зубы и
челюсти у него здоровенные. Считается,
что бегемоты убивают больше людей,
чем слоны или львы. Даже когда они
благодушествуют в воде, исследователь
на берегу не может чувствовать себя в
безопасности. А еще бегемотов очень
трудно различать. Ученые пока не поняли, можно ли это делать по форме ушей,
шрамам или иным внешним признакам.
А ошейник с бегемота просто соскальзывает, потому что у него нет шеи.
И приходится специалистам идти на
разные ухищрения — использовать камеры наблюдения и роботизированные
устройства для отбора проб воды. Американские биологи Аманда Субальски и
ее муж Кристофер Даттон, исследователи экосистемы реки Мары, когда им
понадобилось определить количество
экскрементов, производимых в сутки
одним бегемотом, отправились не на
берег реки, а в зоопарк Милуоки («Science», 2014, 346, 802—805, doi: 10.1126/
science.346.6211.802). Там живут три
гиппопотама, и служители ежедневно
чистят их бассейн. Свежая прозрачная
вода к концу дня превращается в бурую
мутную жижу. Ученые без помех произвели измерения и, воспользовавшись
полученными данными, подсчитали, что
4000 бегемотов, живущих вдоль кенийского течения реки, ежедневно вносят в
реку более 36 тонн сырых фекалий. Мы
уже рассказывали об исследованиях миграции гну, проводимых этими учеными
в рамках «Проекта Мара» (см. «Химию и
жизнь», 2018, 4). Теперь дошел черед и
до гиппопотамов.
Итак, бегемоты щедро насыщают органикой речные воды. В сезон дождей, а в
Африке южнее Сахары его пик приходится
на ноябрь-декабрь, навоз равномерно
разносится течением, и речные обитатели
благоденствуют. Но в сухой сезон многие
реки превращаются в череду изолированных водоемов, расположенных вдоль
высохшего русла, и весь гиппопотамов
навоз скапливается в этих заводях.
Группа исследователей из США и Танзании исследовала 50 км Великой Реки
Руаха, протекающей по Национальному
парку Руаха («Proceedings of the National
Academy of Sciences», 2018, 115, E5028—
E5037, doi: 10.1073/pnas.1800407115). До
конца 1990-х она весь год оставалась полноводной. Теперь на ней строят плотины
и ирригационные сооружения, и в результате уровень воды в реке сильно упал.
Большую часть года Руаха представляет
собой цепочку водоемов, неравномерно
заселенных гиппопотамами. Размер
одного водоемчика невелик, примерно
155 на 20 м. В некоторых прудах живет до
сотни бегемотов, в других — ни одного.
Исследования показали, что в бегемотовых заводях навоз вызывает буйный
рост водорослей и бактерий. Микробы
активно дышат, водоросли разлагаются
Строительство временной дамбы на реке Маре
49 сопровождались масштабным снижением концентрации растворенного кислорода, в 13 случаях оно было существенным (менее 1 мг/л) и в девяти случаях
сопровождалось замором рыбы ниже по
течению. Такая периодическая гипоксия,
по-видимому, влияет на видовой состав
и обилие речных беспозвоночных и рыб и
может оказать долговременное действие
на состояние экосистемы.
Ученые на опыте убедились в том, что
промывка бегемотовых затонов может
привести к серьезным последствиям.
Они выбрали пруд, часто посещаемый
гиппопотамами, однако в данное время
пустующий. Выше по течению соорудили
дамбу, а в сам водоем вылили 16 тысяч
литров загрязненной бегемотами воды
(см. рис.). Спустя двое суток дамбу открыли. Когда этот гигантский сливной
бачок сработал, концентрация кислорода
в воде в 80 м ниже по течению упала за 19
минут в три раза. Если промыть таким образом не унавоженный, а просто застоявшийся пруд, содержание растворенного
кислорода существенно не изменится.
Бегемоты, безусловно, влияют на
экосистемы водоемов. Исследователи
отмечают, что самая грязная и бедная
кислородом вода как раз на охраняемых
участках реки с медленным течением,
перенаселенных гиппопотамами. Однако
общее поголовье обыкновенных бегемотов сокращается. Их осталось всего около
135 тысяч, они живут только в Африке южнее Сахары. И даже там они в опасности.
В Мозамбике, например, на них охотятся.
К счастью, в национальных парках гиппопотамы под охраной, с 1950-х годов
их популяция на реке Маре увеличилась
в 15 раз, правда, сейчас численность
стабилизировалась. А всего сто тысяч лет
назад ареал бегемотов простирался на
север до Британских островов и занимал
большую часть Европы. Очевидно, реки и
другие водоемы могли выдерживать существенно большую навозную нагрузку.
И кроме бегемотов было кому стараться.
Еще 12 тысяч лет назад на состояние
пресных вод, особенно мелких озер
Дневник наблюдений
и медленных рек, влияли крупные наземные млекопитающие: лошади, быки,
олени, слоны и носороги. Их биомасса
была в 30 раз больше нынешней, и они
оставляли на берегах водоемов большое
количество навоза. Когда уровень воды
поднимался, вся органика оказывалась в
озере. По мнению почетного профессора
Ливерпульского университета Брайана
Мосса, вода у берегов была мутная и
заросшая водорослями, а не прозрачная,
что считается нормой сейчас («Freshwater
Biology», 2015, 60, 1964—1976, doi:10.1111/
fwb.12614). Сильнее всего крупные
травоядные должны были влиять на
качество воды в сухом климате, где потоки регулярно пересыхают, и животные
собираются вокруг оставшихся водоемов. Профессор Мосс также отмечает,
что медленные реки и озера, вмещая
большое количество навоза, могут сохранять чистую воду, если они регулярно
промываются или в них вылавливаю
много рыбы, что приводит к поддержанию
высокой численности растительноядного
зоопланктона.
Так что частая гипоксия в водоемах
возникла не вчера, до вымирания или
сокращения численности крупных животных она могла быть естественной частью
функционирования речных экосистем, и у
рыб с беспозвоночными было время, чтобы выработать к ней устойчивость или научиться ее избегать. Но проблема в том,
что люди регулируют речные стоки, загрязняют воду, потребление воды постоянно растет. Антропогенное воздействие
нарушает устоявшийся гидрологический
режим, и к новым обстоятельствам речные жители адаптироваться не успевают.
Новый взгляд на бегемота как на краеугольный камень речных экосистем позволяет предположить, что сокращение
численности бегемотов на этих экосистемах, безусловно, скажется. Ученые
сейчас пытаются понять, как именно.
Обе группы, исследующие гиппопотамов
в Кении и Танзании, напоминают, что
речное благополучие зависит не только
от бегемотов, но и от гидрологического
режима, и призывают людей с осторожностью подходить к строительству плотин
и регулированию стока рек. И разумеется, надо беречь гиппопотамов.
Н. Анина
19
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
и лишают воду растворенного в ней кислорода, его концентрация менее 1 мг/л.
Без кислорода гибнет рыба — важный
источник пищи для местного населения,
изобилие тиляпии, например, снижается
на 41%. Занавоживание прудов отрицательно сказывается на биологическом
разнообразии рыбы и беспозвоночных.
Их видовой состав в прудах с высокой
и низкой плотностью бегемотов существенно различается. Зато в прудах, где
бегемотов мало, концентрация кислорода и органики, а также обилие рыбы такое
же, как в полноводной реке во время
сезона дождей.
На реке Эвасо-Нгиро влияние бегемотов на экосистему тоже зависит от течения. Если оно сильное, а гиппопотамов в
реке мало, их навоз не играет существенной роли. Однако во время засухи, когда
река расчленяется на пруды, вносимая
бегемотами органика способствует прокормлению водных животных. Там до
заморов не доходит.
В Маре ситуация иная («Nature Communications», 2018, 9:1951, doi: 10.1038/
s41467-018-04391-6). Река разделена
на 171 заводь различной глубины и обегемоченности. Время от времени, после
сильных дождей или сброса воды, река
разливается. Тогда поток подхватывает
истощенные, загрязненные воды со дна
бегемотовой заводи и гонит по основному
руслу Мары. Измерения показали, что
сброс воды длится в среднем четыре часа
и может достигать 32 кубометров в секунду. Бегущая вода не успевает насытиться
кислородом, поскольку загрязнена солями аммония, сероводородом и метаном.
Поэтому концентрация кислорода в реке
после разлива резко падает, а содержание органики возрастает, конкретные
изменения зависят от скорости потока,
глубины и количества гиппопотамов во
взбаламученных прудах и времени, прошедшего со дня предыдущего разлива.
За три года наблюдений исследователи
зафиксировали 55 разливов реки, из них
Самое древнее итальянское
оливковое
масло
Итальянскую кухню невозможно представить без оливкового масла, и в самом деле, традиция его использования
в приготовлении пищи древнее самой
Римской империи. Новые результаты
анализов древней керамики говорят
о том, что жители Апеннинского полуострова начали производить и хранить
оливковое масло не только задолго
до основания Рима, но и на сотни лет
раньше, чем предполагали антропологи
и археологи («Anal. Methods», 2018; doi:
10.1039/C8AY00420J).
Исследователи под руководством историка Дэвида Танаси из Университета
Южной Флориды провели химический
анализ содержимого большого керамического пифоса, обнаруженного
в 1990-х годах во время раскопок в
сицилийском Кастеллуччо. Реставраторы Археологического музея Сиракуз
смогли соединить четыре сотни керамических фрагментов и воссоздать из
них яйцеобразный метровый античный
сосуд для хранения зерна, масла и других продуктов. Способы изготовления
Одно из изученных с помощью хромато-массспектрометрии керамических изделий (2—3
тыс. лет до н. э.), обнаруженных на раскопках в
Кастеллуччо. Глиняный пифос метровой высоты с
тремя ручками для переноски — традиционная посуда для хранения зерна, муки или масла в античном
Средиземноморье
и декор восстановленного пифоса и
других фрагментов, обнаруженных на
месте раскопок, позволили археологам
отнести их к периоду раннего брон-
Новый тип изомерии
Хемоскоп
зового века, приходящегося на конец
третьего — начало второго тысячелетия
до нашей эры.
Чтобы выяснить, что хранили в пифосе,
исследователи провели анализ органических остатков, обнаруженных на внутренних стенках керамических черепков.
С помощью типичных для химической
археологии методов (хромато-массспектрометрии и ядерного магнитного
резонанса) удалось обнаружить во всех
трех проанализированных образцах олеиновую и линолевую кислоты — маркеры
оливкового масла.
Эти результаты позволяют сделать
вывод, что люди, населявшие в доисторические времена территорию современной Италии, начали систематически
производить и использовать оливковое
масло примерно на семь столетий раньше, чем считали историки, археологи и
антропологи. До настоящего времени
самые древние образцы оливкового
масла обнаружили в керамических изделиях, найденных при раскопках в Южной
Италии и датированных XII—XI веками до
нашей эры.
Хемоскоп
Впервые за последние пятьдесят лет
химики смогли получить новый тип пространственных изомеров. Как они предполагают — последний из теоретически
возможных («Nat. Chem.», 2018, 10, 615—
624, doi: 10.1038/s41557-018-0043-6).
После того как Пастер наблюдал в 1848
году первые оптические изомеры,
отличавшиеся формой кристаллов,
химикам потребовалось шесть десятилетий, чтобы понять, что причиной
образования пространственных изомеров может быть не только хиральный
атом углерода (окруженный четырьмя
различными заместителями). Существование следующего типа стереоизомерии
предположили в 1914 году и экспериментально подтвердили в 1922-м. Этот
тип изомерии, атропоизомерия, вызван
наличием оси или плоскости асимметрии, которые появляются, когда невозможно вращение вокруг одинарной
связи. Следующей урожайной эпохой
для поиска пространственных изомеров стали 1960-е годы. В 1961 году
синтезировали первые молекулы с
асимметричным атомом фосфора, а в
1968-м — с хиральным атомом азота.
20
В последнем случае, чтобы ограничить
быструю оптическую инверсию (превращение одного зеркального изомера
в другой), характерную для атома азота,
его ввели в трехчленный азидириновый
гетероцикл.
Изомеры с хиральным атомом азота
и асиметричным атомом фосфора
(две точки – это его неподеленная пара)
Спустя полстолетия после этих открытий химикам удалось обнаружить еще
один фундаментальный тип изомерии, о
котором сообщили Джеффри Реймерс из
Технологического университета Сиднея и
Вид сбоку на связь B−O−B показывает, что
внедрение группы атомов в макроцикл ограничивает
вращение вокруг химических связей, давая
возможность получать изомеры
нового типа (соединения 1 и 2).
Например — с атомом кислорода и фенильным
фрагментом, по одну сторону от цикла или
по разные стороны. (BAI – инверсия валентного угла
Максвелл Кроссли из Университета Сиднея. Возможность существования нового
вида изомерии обусловливается тем, что
замедляется изменение величины искаженных валентных углов у центрального
атома. Необходимо, чтобы этот центральный атом был связан одинарными связями
с двумя разными атомами или находящимися в разном химическом окружении
атомами одного и того же химического
элемента, расположенными по одну сто-
вращение которой затормозили за счет ее
включения во внутреннюю полость порфиринового цикла. В результате удалось получить в индивидуальном виде четыре из
восьми предсказанных изомеров подобного типа (квантово-химические расчеты с
применением функционала плотности показали, что четыре оставшиеся структуры
слишком неустойчивы, чтобы можно было
надеяться на их выделение). Авторы назвали подобные изомеры акамптизомерами,
от греческого слова «акампти» — негибкий.
При нагревании до 50°C один пространственный изомер может переходить в
другой за счет инверсии валентного угла
Угол В–О–В, выступающий из плоскости
кольца, «выворачивается» на противоположную сторону. Такой способ перехода
одного пространственного изомера в
другой ранее не наблюдали. Активаци-
Углеродные
аэрогели
из древесины
Углеродные аэрогели, ультралегкие и
проводящие, интересны как потенциальный материал для электродов суперконденсаторов, применяющихся в электромобилях и бытовой электронике, однако
существующие методы их получения
довольно сложны. Исследователи из КНР
разработали новый способ получения
таких аэрогелей из возобновляемого сырья — нанофибрилл целлюлозы («Angew.
Chem. Int. Ed.», 2018, 57, 24, 7085—7090,
doi: 10.1002/anie.201802753
Суперконденсаторы — это конденсаторы, способные почти мгновенно
накапливать и высвобождать большое
количество энергии. Ключевые требования к материалу для суперконденсатора — большая площадь поверхности
и высокая проводимость, а также, что не
менее важно для промышленного производства, простой метод получения,
причем желательно из возобновляемого
сырья. Как показали результаты исследования Шу-Хуна Ю из Научно-технического университета Китая в Хэфэе,
материалы, удовлетворяющие всем
требованиям, — углеродные аэрогели.
Сейчас существует два способа их получения. Сырьем для первого, менее затратного, служат производные фенола.
Однако углеродные структуры, которые
производят этим способом, отличаются
скромной электропроводностью. Второй метод позволяет получать аэрогели,
свойства которых идеально соответствуют применению в микроэлектронике, но,
онный барьер перехода (исследователи
назвали переход акамптизомеризацией)
составляет 104±2 кДж/моль.
Как полагают исследователи, акамптизомерия — последний тип изомерии. Изучение положений теоретической химии
и математической топологии, лежащих в
основе наших представлений об изомерии, позволяет говорить о том, что никакими другими параметрами химическое
строение веществ различаться не может.
В настоящий момент химики из Австралии
и их коллеги выясняют, чем различаются
свойства акаптизомеров — ведь в соответствии с главной химической концепцией
свойства вещества зависят от его строения. А различие свойств, в свою очередь,
возможно, позволит найти практическое
применение новым изомерам.
Хемоскоп
Нанодревесина
Древесина
Уголь
Наноуголь
Аэрогели из дерева
поскольку сырье для них — углеродные
нанотрубки и графен, стоимость их довольно высока. Ю предлагает получать
углеродные аэрогели из дешевого и
распространенного источника — древесной массы. Точнее, из ее основного
компонента — наноцеллюлозы, волокна
которой образуют клеточные стенки
растений.
Мягкое окисление наноцеллюлозы в
присутствии ловушек свободных радикалов приводит к образованию гидрогеля с упорядоченно расположенными
нановолокнами целлюлозы, одинаковыми по форме и длине. Органические
аэрогели получают из гидрогелей с
помощью сушки и пиролиза. Китайские исследователи также попытались
провести пиролиз лиофилизированного (высушенного при экстремально
низких температурах) гидрогеля из
нановолокон целлюлозы. Присутствие
катализатора (п-толуолсульфокислоты)
позволило снизить температуру пиролитического расщепления целлюлозы
и получить механически устойчивую и
высокопористую трехмерную сетку из
атомов углерода. Сетка имеет большую
удельную площадь поверхности и высокую электропроводность.
Авторы работы сделали из углеродного аэрогеля древесного происхождения
электроды для суперконденсаторов.
Производительность оказалась почти
такой же, как у коммерчески доступных
электродов. В ближайших планах Ю и
соавторов — масштабирование нового
процесса.
Выпуск подготовил
кандидат химических наук
А.И.Курамшин
21
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
рону от плоскости, в которой находится
центральный атом.
Для такой тройки атомов в составе
ациклической молекулы существование двух изомеров невозможно из-за
свободного вращения химических связей. Тогда приходится говорить не об
изомерах (структурах, переход между
которым заторможен, что позволяет
выделить и изучить каждую структуру в
отдельности), а о конформерах (быстро
переходящих друг в друга структурах,
которые невозможно выделить в индивидуальном виде). Однако если вращение
связей каким-либо образом затормозить
или хотя бы замедлить, ситуация может
измениться.
Так и получилось — исследователи
смогли наблюдать новый тип изомерии
для связи бор–кислород–бор, свободное
Предсказания
элементов:
успехи
и неудачи
И.А. Леенсон
О
рганизация Объединенных Наций провозгласила
2019 год Международным годом Периодической
таблицы химических элементов, потому что в этом
году исполняется 150 лет со дня создания этой
таблицы Дмитрием Ивановичем Менделеевым. Ее можно
найти в любом школьном учебнике химии, на каком бы языке
он ни был издан, на стенах кабинетов химии и даже на стене
одного из зданий на Московском проспекте в Петербурге. В
этом здании раньше находилась Палата мер и весов, которой
заведовал Менделеев, а сейчас в нем расположен Института
метрологии имени Д.И. Менделеева (рис. 1). Рядом с таблицей — памятник Менделееву (он сидит в кресле). Мозаичное
панно создано в 1935 году и отражает уровень знаний того
времени. На таблице красным цветом изображены элементы, которые были известны Менделееву (их 71), а синим —
элементы, открытые уже после Менделеева и известные к
началу 1930-х годов (их в таблице 18). В 8-м ряду изображен
элемент иллиний (символ Jl), открытие которого позже было
признано ошибкой; сейчас клетку 61 занимает искусственно
полученный в 1945 году радиоактивный элемент прометий.
Можно также отметить, что на этом панно, на месте современной прописной буквы I, стоит буква J (индий, иод) и что
по ошибке мастера буква D в символе диспрозия в 9-м ряду
изображена зеркально.
Авторы книги «100 химических мифов» отдают должное
Менделееву, его интуиции и уверенности в своей правоте.
Ведь он описывал свойства неизвестных элементов, когда
многие химики считали, что уже открыты почти все химические элементы! Хотя аналогичные таблицы предлагали и
другие химики, лишь Менделеев осмелился не только предсказать открытие новых элементов, но и указать их место в
таблице и даже их физические и химические свойства. Потому
что он понимал, что периодическая таблица — не просто удобный способ систематики, а закон природы. Суть этого закона
он знать не мог, поскольку строение атомов и, в частности,
их электронных уровней стало известно значительно позже.
В качестве примеров обычно приводят предсказания и свойства экабора — элемента № 21 (скандий), экаалюминия — элемента № 31 (галлий) и экакремния — элемента № 32 (германий); на санскрите «эка» — один. В первой таблице (1869)
(рис. 2) на месте этих элементов стоит не только прочерк,
но и указан их предположительный атомный вес. Который, в
общем и целом, подтвердился: Sc = 44,96; Ga = 69,72; Ge =
72,61. В течение двух десятилетий после первых предсказаний эти элементы действительно были открыты: галлий — в
1875 году (Поль Лекок де Буабодран), скандий — в 1879-м
(Ларс Нильсон), германий — в 1886-м (Клеменс Винклер).
Интересно, что все они имеют «патриотические» названия.
Реже упоминают о том, что в первой таблице Менделеев
Продолжение. Начало в № 1—6.
22
1
оставил еще одно место для элемента с предположительным атомным весом 100. Он назвал его экамарганцем; этот
элемент был получен искусственно только в 1937 году, а
массовые числа самых долгоживущих его изотопов 97Тс, 98Тс
и 99Тс действительно близки к 100.
С момента первых предсказаний 1869 года Менделеев сделал в последующие десятилетия немало других. Многие из
них блестяще подтвердились. Так, к экамарганцу добавился
тримарганец — элемент № 75, рений, открытый в 1925 году
(Ида и Вальтер Ноддак). Этот элемент до его открытия часто
называли также двимарганцем (на санскрите «дви» — два).
Подтвердились также предсказанные Менделеевым двителлур — элемент № 84, полоний (открыт в 1898 году Марией
и Пьером Кюри), двицезий (он же экацезий) — элемент
№ 87, франций (открыт в 1939 году Маргаритой Перей) и
экатантал — элемент № 91, протактиний (открыт в 1913 году
Казимиром Фаянсом и Освальдом Гёрингом).
К моменту опубликования первого варианта таблицы ранней весной 1869 года не был известен ни один благородный
газ, и предсказать их существование тогда было вряд ли возможно. Как писал Менделеев, группу, которая соответствует
аргону и его аналогам, «невозможно было предвидеть при
том состоянии знаний, какое было при установке в 1869 году
периодической системы». Понятие же атомных номеров, которые однозначно расставляли элементы по своим местам,
появилось только в 1913 году, в результате работ Генри Мозли.
Однако еще при жизни Менделеева стало понятно из его та-
блицы, что между галогенами и щелочными металлами есть
«промежуток», в который, в принципе, можно поместить еще
одну колонку (группу) элементов. Поэтому когда в 1894 году
был открыт аргон, в 1895-м — «земной» гелий, а в 1898-м —
неон, криптон и ксенон, место в таблице для них уже имелось.
В последнем прижизненном (восьмом) издании «Основ химии» (С.-Петербург, 1906. Типолитография М.П. Фроловой,
Галерная улица, № 6) все известные к тому времени благородные газы (их тогда называли инертными) помещены в нулевую
группу (рис. 3). Как написал в своей работе «Периодическая
система элементов. История в таблицах» (1992) известный
историк химии Дмитрий Николаевич Трифонов, «впервые
идея нулевой группы была высказана 5 марта 1900 года на
заседании Бельгийской академии наук Л. Эррерой». Через
две недели об этом же сообщил Менделееву шотландский
химик Уильям Рамзай, лауреат Нобелевской премии по
химии за 1904 год за открытие благородных газов (тогда их
называли инертными): “Если же считать аргон и его спутников
4
3
Сто химических мифов
(гелий и пр.) за самостоятельные химические элементы, то
их... должно поместить в особую группу, так сказать нулевую,
предшествующую группе I... Такое соображение, отвечающее
тому, что мне лично было высказано Рамзаем (19 марта 1900
года), находится в согласии с тем, что аргон и его аналоги содержат по одному атому в частице”» («Основы химии», 1906).
Сложности с размещение в периодической таблице были и
с редкоземельными элементами — лантаноидами. Непросто
было разделить химически очень похожие элементы. Ко времени создания периодической системы были известны лишь
церий (открыт в 1803 году), лантан (1839) и эрбий (1843). В
одном из первых (1871) вариантов таблицы, помимо пропусков и вопросительных знаков, помещен элемент «Di = 138»,
то есть «дидимий» (рис. 4).
Лишь в 1882 году было показано, что это не индивидуальный
элемент, а смесь празеодима и неодима с примесью самария.
При жизни Менделеева были открыты также иттербий (1878),
тулий и гольмий (1879), гадолиний (1880), диспрозий (1886)
и европий (1901). Неудивительно, что Менделеев писал о
расположении в своей таблице лантаноидов: «Тут мое личное
мнение еще ни на чем определенном не остановилось, и тут я
вижу одну из труднейших задач, представляемых периодической законностью». Лантаноиды были вынесены в отдельную
строку под основной таблицей только в 1920-х годах.
Мало кто знает, что Д.И. Менделеев сделал на самом деле
16 предсказаний существования разных элементов. Авторы
книги о химических мифах приводят таблицу всех таких предсказаний, в том числе и не подтвердившихся.
Если не считать эфир и короний (о них речь ниже), остальные шесть не подтвердившихся предсказаний связаны с тем,
что Менделеев знал о существовании лантаноидов, но при
его жизни было непонятно, какое место они должны занять
в таблице элементов. Авторы книги делают неожиданный,
но справедливый вывод: в то время как подтвердившиеся
предсказания сыграли очень важную роль в признании и
23
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
2
ПредПредсказанный сказанная Открытый
элемент
элемент
атомная
и год открытия
масса
Эфир
0,17
—
Короний
0,4
—
Экабор
44
Скандий (1879)
Экацерий
54
—
Экаалюминий
68
Галлий (1875)
Экакремний
72
Германий (1886)
Экамарганец
100
Технеций (1939)
Экамолибден
140
—
Эканиобий
146
—
Экакадмий
155
—
Экаиод
170
—
Экацезий
175
—
Тримарганец
190
Рений (1925)
Двителлур
212
Полоний (1898)
Двицезий
220
Франций (1939)
Экатантал
235
Протактиний (1917)
Измеренная
атомная
масса
44,96
69,72
72,61
98*
186,2
209*
223*
231*
* Приведены массовые числа наиболее долгоживущих изотопов.
принятии химиками всего мира Периодической системы
Д.И.Менделеева, не подтвердившиеся предсказания не
имели никаких отрицательных последствий для науки! Неудачные предсказания на самом деле имели под собой для
Менделеева логические основания, но реальность оказалась несколько иной — что стало ясно только с появлением
квантовой теории строения атомов, которая математически
точно разместила все химические элементы (в том числе и
неоткрытые) по своим местам. Уместно привести несколько
заключительных строк, которыми заканчивается в книге «100
химических мифов» глава о предсказаниях новых элементов:
«Не бывает непогрешимых людей, но ошибки Менделеева
простительны и фактически забыты учеными, потому что его
вклад в химию был, по существу, гигантским. Из всех ученых, именем которых были названы химические элементы,
Менделеев заслужил такую честь прежде всего». Название
«менделевий» для элемента № 101 было предложено не
отечественными химиками, а группой американских ученых.
Но при чем тут мифы? Довольно распространенный до сих
пор миф связан с одним из ошибочных предсказаний Менделеева: некие враги якобы сфальсифицировали периодическую таблицу. Вот типичная цитата из Интернета: «Основной
политический смысл эйнштейновского учения состоял в
том, чтобы любыми путями перекрыть человечеству доступ
к неисчерпаемым естественным источникам энергии, которые открывало изучение свойств мирового эфира. В случае
успеха на этом пути, мировая финансовая олигархия теряла
власть в этом мире... То, что сейчас преподносят в школах
и университетах под названием “Периодическая система
химических элементов Д.И. Менделеева”, — откровенная
фальшивка». Речь идет об элементах легче водорода, «открытых» Менделеевым и коварно утаенных врагами. Давайте
разберемся, что за история с этими элементами.
В 1902 году Д.И. Менделеев написал статью «Попытка
химического понимания мирового эфира». Эта статья была
опубликована в виде отдельной брошюры в 1905 году. Она
воспроизведена (с современной орфографией) в книге
«Д.И.Менделеев. Периодический закон. М.: АН СССР, 1958».
Приведем выдержки из этой статьи.
«<В 1869 году> у меня мелькали мысли о том, что раньше
водорода можно ждать элементов, обладающих атомным
весом менее 1, но я не решался высказываться в этом смысле по причине гадательности предположения и особенно
потому, что тогда я остерегся испортить впечатление предполагавшейся новой системы, если ее появление будет сопровождаться такими предположениями, как об элементах
легчайших, чем водород. Теперь же, когда стало не подлежать
ни малейшему сомнению, что пред той I группой, в которой
24
должно помещать водород, существует нулевая группа,
представители которой имеют веса атомов меньшие, чем
у элементов I группы, мне кажется невозможным отрицать
существование элементов более легких, чем водород. Из них
обратим внимание сперва на элемент 1-го ряда 0-й группы.
Его означим через y. Ему, очевидно, будут принадлежать коренные свойства аргоновых газов. Но прежде всего следует
получить понятие о его атомном весе. Для получения приближенного понятия о нем обратимся к изменяющемуся отношению между весами атомов двух элементов той же группы
из соседних рядов... Должно полагать, что отношение He : y
будет значительно более отношения Li : H, а это последнее
= 6,97, следовательно, отношение He : y будет по крайней
мере = 10, а вероятно, что оно будет еще значительнее. А
потому, так как атомный вес He = 4,0, то атомный вес y будет
не более 4,0/10, то есть не более 0,4, а вероятно, что еще менее этого. Таким аналогом гелия, быть может, должно счесть
короний... <Поэтому> коронию надо приписать меньший вес
атома и меньшую плотность, чем водороду… Но все же этот
y, то есть короний или иной газ с плотностью около 0,2 —
по отношению к водороду, не может быть никоим образом
мировым эфиром... Этот элемент y, однако, необходим для
того, чтобы умственно подобраться к тому наилегчайшему,
а потому и наиболее быстро движущемуся элементу x, который, по моему разумению, можно считать эфиром… Задача о
мировом эфире, более или менее тесно связанная с задачею
тяготения, делается проще, когда от нее совершенно отнять
вопрос о химическом притяжении атомов эфира, а, помещая
его в нулевую группу, мы этого и достигаем. Но в этой группе,
за элементом y, не остается места для еще более легкого
элемента, каким и надо представить эфир, если ряды элементов начинать с 1-го, то есть с того, где водород. Поэтому
я прибавляю в последнем видоизменении распределения
элементов по группам и рядам не только нулевую группу,
но и нулевой ряд, и на место в нулевой группе и в нулевом
ряде помещен элемент x (мне бы хотелось предварительно
назвать его “ньютонием” — в честь бессмертного Ньютона),
который и решаюсь считать, во-первых, наилегчайшим из
всех элементов, как по плотности, так и по атомному весу, вовторых, наибыстрее движущимся газом, в-третьих, наименее
способным к образованию с какими-либо другими атомами
или частицами определенных сколько-либо прочных соединений, и в-четвертых, — элементом, всюду распространенным
и все проникающим, как мировой эфир».
«Не представляя себе возможности сложения известных
элементов из водорода, я не могу считать их и сложенными
из элемента x, хотя он легче всех других… Задачу тяготения и задачи всей энергетики нельзя представить реально
решенными без реального понимания эфира, как мировой
среды, передающей энергию на расстояниях. Реального же
понимания эфира нельзя достичь, игнорируя его химизм и
не считая его элементарным веществом; элементарные же
вещества ныне немыслимы без подчинения их периодической
законности... Судить по аналогам гелия о малом атомном
весе x нельзя уже потому, что точность известных здесь чисел
очень невелика, дело же идет, очевидно, об очень малом весе.
Однако если заметить, что отношение атомных весов Xe : Kr =
1,56 : 1, Kr : Ar = 2,15 : 1 и Ar : He = 9,50 : 1, то по параболе 2-го
порядка найдем, что отношение Не : x = 23,6 : 1, то есть если
He = 4,0, величина атомного веса x = 0,17, что должно считать
за наивысшую из возможных величин. Гораздо вероятнее
принять вес атома x еще во много раз меньший... Вес атома
x газа должен быть менее 0,038, чтобы газ этот мог свободно
вырываться из земной атмосферы в пространство. Газы с
большим атомным весом, следовательно, не только водород
и гелий, но и газ y (короний?), могут оставаться в земной атмосфере… Я полагаю, что для понимания множества явлений
совершенно достаточно признать пока, что частицы и атомы
5
легчайшего элемента x, могущего свободно двигаться всюду,
имеют вес, близкий к одной миллионной доле веса водородного атома, и движутся со средней скоростью, недалекою от
2250 километров в секунду».
Менделеев помещает в брошюре таблицу элементов, которая включает эти два предполагаемых элемента х и у (рис. 5).
А в конце статьи он все же подчеркивает их гипотетичность: «Я
и смотрю на свою далекую от полноты попытку понять природу мирового эфира с реально химической стороны не более,
как на выражение суммы накопившихся у меня впечатлений,
вырывающихся исключительно лишь по той причине, что мне
не хочется, чтобы мысли, навеваемые действительностью,
пропадали. Вероятно, что подобные же мысли приходили
многим, но, пока они не изложены, они легко и часто исчезают
и не развиваются, не влекут за собой постепенного накопления достоверного, которое одно сохраняется. Если в них есть
хоть часть природной правды, которую мы все ищем, попытка
моя не напрасна, ее разработают, дополнят и поправят, а
если моя мысль неверна в основаниях, ее изложение, после
того или иного вида опровержения, предохранит других от
повторения. Другого пути для медленного, но прочного движения вперед я не знаю». Осторожность и самокритичность
Менделеева типична для великого ученого.
Представляют интерес некоторые из многочисленных примечаний к этой статье, в которых Менделеев пытается чисто
теоретически развить положения «эфирной гипотезы». «Мне
кажется мыслимым, что мировой эфир не есть совершенно
однородный газ, а смесь нескольких, близких к предельному,
то есть составлен подобно нашей земной атмосфере из смеси
нескольких газов. Но, допустив это, мы бы усложнили еще
более рассмотрение предмета, а потому, ради упрощения,
я говорю далее лишь об однородном предельном газе, могущем представлять собою свойства, принадлежащие эфиру».
«Быть может, возможны также элементы с атомными весами большими, чем у H = 1,008, но меньшими, чем у He = 4...
Рассмотрение иных возможных элементов из числа более
легких, чем гелий, но тяжелейших, чем водород, вовсе не
касается предмета этой статьи. Быть может, галоид с атомным
весом около 3 найдется в природе».
«Не думаю, что тут лежит грань познания на веки вечные, но
полагаю, что ранее понимания массы должно вырабатывать
реально-ясное понимание эфира. Если бы моя “попытка” повела к такой выработке, хотя бы совсем с иной стороны, моя
решимость выступить с желанием реально понять эфир была
бы оправдана законами истории поступательного движения
знаний, то есть искания истины».
В итоге Менделеев не решился включить элементы х и у
(«ньютоний» и «короний») в таблицы элементов, помещенные
в 7-м (1903) и 8-м (1906) изданиях «Основ химии», ограничившись общими рассуждениями. Так, в предисловии к 7-му
изданию он пишет:
«Чем более приходилось думать о природе химических
элементов, тем… яснее сознавал, что ранее того или сперва
должно получить более реальное, чем ныне, представление
о «массе» и об «эфире»… Чтобы идти далее в познании самих атомов, неизбежно выяснить опытным путем исходные
понятия о массе, о притяжении и об «эфире», иначе реализм
опять сам откроет двери метафизическим и метахимическим
представлениям, подобным флогистону и разным мистическим бредням... Располагая элементы по группам и рядам
периодической системы и видя, что, кроме групп I —VIII, для
аналогов аргона должно признать нулевую группу, можно полагать, что есть и нулевой ряд элементов, более легких, чем
водород и даже в ряде водорода элемент нулевой группы.
Элемент же нулевого ряда и нулевой группы должен быть во
много раз легче водорода по весу атома; назовем этот вес x.
Это должен быть несжимаемый газ, и плотность по отношению к водороду — при одинаковых условиях — должна быть
= x/2, т. е. в его частице будет один атом, как у гелия, аргона
и т. п. Чрезвычайно малая плотность газа, т. е. чрезвычайная
быстрота собственного движения его частиц — при ничтожном весе их, равно как и положение в нулевой группе, должно
влиять на то, что газ этот везде проникнет, будет наполнять
вселенную, но ни к чему прочно не примкнет — для согласного движения в химическом соединении, т. е. он нигде не
скопится. Такие же воображаемые свойства должно иметь
и вещество «эфира». Стараясь придать понятию об «эфире»
химическую, а потому и реальную возможность, согласованную с чисто-реальным периодическим законом, я полагаю,
что посильно служу единству естествознания, составляющую
залог его силы».
Читателю, знакомому с теорией строения атома, не надо
объяснять, что элементов с массой менее чем у водорода
не существует, как и эфира. А сам Менделеев в предисловии к последнему прижизненному (8-му) изданию прямо
предупреждает: «При всем стремлении к объективности изложения науки, в нем всегда и неизбежно будет содержаться
немало субъективно-личного и временного».
25
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
Сто химических мифов
Претензии
к Габеру
В «Химии и жизни» (2018, 2), в статье о
великом русском химике В.Н. Ипатьеве, отмечена его большая работа по
организации военно-химического дела
в России. В частности, «в годы Первой
мировой войны Ипатьев занимается
организацией производства газов». А
далее следует характерное для нашего
времени замечание: «Показательно,
что это никогда не ставили ему в вину. В
отличие от Франца Габера». Замечание
двусмысленное, оно выглядит как намек на «двойные стандарты», указывать
на которые стало модно в последнее
время. А если это, по существу, не
так — стоило бы объяснить, в чем тут
разница. Вместо этого говорится, что
личное присутствие Габера при применении химического оружия в боевых
условиях стоило ему потери репутации.
Странно: если бы Габер, лауреат
Нобелевской премии, который действительно способствовал в значительной
мере созданию и применению немецкого химического оружия, не присутствовал бы лично при боевом применении,
то все было бы принципиально иначе?
Такие рассуждения мешают увидеть
главное. Германия первой применила
химическое оружие, причем нарушив
договоры, которые она сама подписала и которые запрещали применение
такого оружия. Противники Германии
были вынуждены обороняться. Именно
поэтому не может быть претензий морального плана к В.Н. Ипатьеву и другим химикам — русским, английским,
французским.
Не так давно была переиздана интересная довоенная (1935 года) книга о
применении химического оружия в Первой мировой войне: А.Н. Де-Лазари. Химическое оружие на фронтах Мировой
войны, 1914–1918. (науч. ред. и коммент.
М.В.Супотницкого. Москва: Вузовская
книга, 2008). Ее автор А.Н. Де-Лазари,
подполковник генштаба Российской
императорской армии, профессор Военной академии химической защиты,
с 1940 года генерал-майор Красной
армии, был арестован 25 июня 1941
года и расстрелян 23 февраля 1942-го.
В довоенные годы к химическому вооружению Красной армии относились
очень серьезно, и Военно-химическая
академия (с 1937 года Военная академия химической защиты) относилась
26
к ведущим ввузам (высшим военным
учебным заведениям) страны. Она была
обеспечена элитным профессорскопреподавательским составом, как по
специальным (химическим), так и по
общевоенным и общенаучным дисциплинам.
В самом начале этой книги четко указано, что инициатива в применении БХВ
(боевых химических веществ) в широком масштабе принадлежит Германии.
Причем к исследовательским работам
в области боевой химии она приступила
с самого начала войны. В этих работах
участвовал не один Габер, а, например,
нобелевский лауреат Вальтер Фридрих
Герман Нернст. Но в чем конкретно заключается роль Габера, которого мир
считал инициатором газовых атак? В
книге и на этот вопрос дан ответ. После
первых малоудачных попыток использования артиллерийских снарядов с БХВ
Габер предложил простое и остроумное
решение — просто выпускать газ из баллонов. При благоприятном направлении
ветра ядовитый газ должен был накрыть
позиции противника. Требовалась
только хорошая работа метеорологов.
Именно это и произошло под Ипром.
«Популярности» Габера способствовало и то, что в 1916 году он был назначен начальником химической службы
армии, ответственной за все исследования и производство химического
оружия. Но крупномасштабное применение БХВ началось раньше, когда
главным военным химиком Германии
был кто-то другой. Так что претензии
следует предъявлять не только к Габеру,
а в первую очередь — к германскому
командованию. Без приказа военных
химическое оружие применено быть
не могло.
Интересно и предисловие к книге
Де-Лазари, написанное тогдашним
начальником Военно-химической академии Я.Л.Авиновицким. В нем утверждается, что следующая война будет
химической, причем цитируется свежая
для того времени статья начальника
химического отдела военно-санитар­
ной службы германского рейхсвера
д-ра Рудольфа Ганслиана (Сборник
«Wehrgedanken» под редакцией гене-
рал-лейтенанта Кохенгаузена. Гамбург,
1933): «Ни одно государство, несмотря
на недавнее подписание женевского
противохимического протокола, будучи
вооружено новейшим вооружением, не
захочет и не будет пренебрегать химическим оружием». В этом же предисловии говорится, что «Народный комиссар
обороны в своем приказе № 154 от 21
июня 1929 года о введении в действие
ПУ-29 (Полевого устава) дает нам совершенно четкое указание: “Средства
химического нападения, указания на
которые имеются в Полевом уставе,
будут применены Рабоче-крестьянской
Красной армией лишь в том случае,
если наши классовые противники применят их первыми”». По-видимому,
советское руководство считало, что
потенциальным противникам в будущей
войне что-то будет мешать применить
химическое оружие первыми.
Как бы продолжением книги является статья А.Н. Де-Лазари, написанная
зимой 1939–1940 годов, то есть уже
после начала Второй мировой войны
(Комбриг А.Н. Де-Лазари. Химическое
оружие в прошлом и настоящем. Военно-исторический журнал, 1940, 4).
В ней также утверждается, что уже
начавшаяся Большая Война рано или
поздно станет химической. Тем не менее, хотя на смену ПУ-29 пришел новый
Полевой устав (ПУ-36), отношение к
химической войне осталось прежним:
«Красная армия вполне подготовлена
как к противохимической обороне, так
и к использованию средств химического нападения». И все же советское
правительство готово отказаться от
использования химических средств
войны и доказывает это делом. В то же
время Полевой устав Красной армии
открыто предупреждает всех ее врагов,
что «Средства химического нападения, указания на которые имеются
в Полевом уставе, будут применены
Рабоче-крестьянской Красной армией
лишь в том случае, если наши враги
применят их первыми против нас». И
это не только слова. Красная армия
не применяла отравляющие вещества
в Великой Отечественной войне. И
другие участники войны тоже.
идей у них не было, не было и людей,
способных принимать решения в этой
области. Немцы были осведомлены
об интересе альянса к использованию
химических средств поражения в войне.
Технический уровень их химической
промышленности, помноженный на
интеллект университетских профессоров Берлина, позволил им выработать
собственную стратегию наступательной
химической войны. Поэтому правильнее считать, что Германии принадлежит не “инициатива”, а “лидерство” в
применении ОВ». Противопоставление
непонятно, лидерство было, но и инициатива тоже была.
Заметим, что наш современник не
замечает различия между слезоточивыми газами, над которыми поначалу
работали англичане и французы, и ядовитыми, к работе над которыми сразу
приступили немцы. И тем более здесь
нет даже упоминания о конвенциях, которые откровенно нарушила Германия.
Создается впечатление, что для нашего
современника подписанные документы
Неблагородное
золото
40
60
80
100
Расплав
800
400
200
Au
0
AuCs
600
Au5Cs
доктор химических наук,
профессор, Физико-химический
институт им. А.В. Богатского НАН
Украины
20
1000
Температура, 0С
Виктор Федосеевич
Зинченко,
Весовые проценты
0
не имеют значения. Так что при чтении
современной литературы у читателя
вполне может возникнуть вопрос: почему столько претензий к Габеру и
нет претензий к Ипатьеву? Хотя ответ
вполне очевиден: потому что Германия
первой начала боевое использование
ядовитых газов, нарушив тем самым ею
же подписанные конвенции.
И.И. Гольдфаин
Из писем в редакцию
Действительно, в статье допущена
ошибка. Если посмотреть на диаграмму состояния золото-цезий, то можно
увидеть целых два интерметаллида.
Один — AuCs с температурой плавления
585оС. Второй — Au5Cs. Намеки на его
существование фиксируют с 1979 года,
когда это соединение впервые заметили по данным термического анализа.
Оно должно формировать с золотом
эвтектику с температурой плавления
1064оС. (А золото плавится при 1337оС.)
Существование этого интерметаллида
неудивительно, поскольку золото образует аналогичные соединения с калием
и рубидием. Неудивительно, если оба
интерметаллида золото сформирует и с
францием. Образовавшиеся обстреле
мишени атомы франция весьма горячи,
быстро движутся по золотой матрице,
но, попав в область, где уже есть атом
франция, могут остановиться и составить
с окружающим золотом координацию
Уважаемая редакция,
с удовольствием читаю ваш журнал уже более 50 лет. В частности,
в № 5 за 2018 год прочел статью
А. Мотыляева «Франций: факты
и фактики». В очень интересной
и нужной статье автор, увы, утверждает (с. 15), что «франций не
образует с ним (золотом) химических соединений». Готов этот тезис
оспорить, поскольку его легкий
аналог, Cs, образует соединение
с ионной структурой CsAu, то есть
аурид цезия. Несомненно, франций как активный щелочной металл
должен образовывать еще более
прочное химическое соединение
с формулой FrAu. Это обусловлено
прежде всего высоким сродством
Au к электрону (2,31 эВ) и низкой электроотрицательностью Fr
(0,86).
Благодарю за внимание.
Искренне ваш,
Из писем в редакцию
60
40
20
Атомные проценты
80
Cs
100
атомов, характерную для химического соединения. Причем, скорее всего, Au5Fr, а
не AuFr, поскольку атомов франция очень
мало.
Интересно здесь другое. О том, что
золото как благородный металл не
должно образовывать соединений с
францием, рассказывает никто иной,
как автор американских экспериментов
Луис Ороцко. И он же пишет, что для извлечения франция из золотой мишени
ее надо нагреть почти до температуры
плавления золота. Теперь-то понятно,
зачем нужен такой нагрев. В системе
золото-калий эвтектика с Au5K плавится
при температуре 975оС. Значит, в системе
с францием температура будет примерно
1100—1115оС. Это совсем близко к температуре плавления золота. А согласно
физической химии, при нагреве выше
температуры плавления эвтектики области, обогащенные францием, должны
расплавляться. Именно тогда атомы
этого элемента и обретут подвижность.
В составе же твердого интерметаллида
их подвижность сильно ограничена, если
вообще возможна. Получается, что американцам повезло. Ведь интерметаллиды
порой имеют температуру плавления
выше, чем у составляющих их элементов,
а никакой эвтектики могло бы не возникнуть (см. цезиевый угол диагараммы). В
этом случае неочевидно, что им удалось
бы таким методом выделить искомые
атомы из мишени.
А.Мотыляев
27
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
Но еще более интересны комментарии к книге А.Н. Де-Лазари, написанные
нашим современником. Это М.В. Супотницкий, бывший военный микробиолог,
полковник медицинской службы запаса.
Приведем пространную, но весьма
характерную цитату из этих комментариев: «Когда не подготовишься к
войне, а противник показывает свое
умение воевать, то тогда надо искать
себе какое-то оправдание в действиях
противника же. По данным F. R. Sidel et
al. (1997) <…> с самого начала войны
британцы искали возможность применения химических веществ в боевых
действиях. На начальном этапе войны
они склонялись к несмертельным ОВ,
способным вызвать слезотечение. В
частности, химиками Imperial College в
январе 1915 года было удачно продемонстрировано представителям армии
слезоточивое действие этилиодоацетата (ethyliodoacetat). Неблагоприятное
для британцев развитие войны заставило их искать более опасные химические соединения. Но никаких удачных
Размышления
над хвостом
ящерицы
Кандидат биологических наук
Н.Л. Резник
Когда ящерица в опасности, она отбрасывает
хвост. Хищник при этом сбит с толку, а ученый
размышляет над проблемами регенерации.
Все утраченное хочется вернуть, отрезанное — отрастить заново. Некоторым людям это удается. Известны случаи, когда у
детей восстанавливались ампутированные концевые фаланги
пальцев, но такое бывает редко. Обычно даже поврежденную
кожу не удается залечить без шрамов. А шрам не только некрасив, он не функционален, к тому же исключает возможность
полноценного восстановления поврежденной ткани. Меж тем
регенерация у позвоночных встречается довольно часто. Саламандры и головастики шпорцевой лягушки умеют отращивать
хвост и конечности. У рыбок данио, аксолотлей и зеленоватых
тритонов регенерирует сердечная мышца. Исследователи
отрезали данио пятую часть мускулатуры желудочка; у млекопитающих на этом месте образовался бы рубец, а у данио —
полноценная ткань, состоящая из кардиомиоцитов («Science»,
2002, 298, 2188— 2190, doi: 10.1126/science.1077857). Что касается млекопитающих, некоторые виды африканских иглистых
мышей рода Acomys умеют залечивать отверстия в ушах и даже
восстанавливать значительные куски удаленной кожи (до 60%
брюшной поверхности), а лабораторные мышы иногда заново
отращивают удаленные фаланги.
Вот бы и людям перенять эти удивительные способности!
Всего-то для этого и нужно выбрать модельный объект, понять,
какие молекулярные механизмы участвуют в регенерации, а
затем поискать у себя такие же и попробовать запустить. В
конце концов, сейчас и трансгенез развивается семимильными
шагами, и геном собираются редактировать.
1
Гаттерия — не ящерица, но умеет отбрасывать хвост
28
Flickr.com/ micklpickl
Похвала ящерице
Регенерация хорошо изучена у саламандр и данио, однако
специалисты Ветеринарного колледжа Онтарио Гуэлфского
университета под руководством Мэтью Викариуса предпочли
работать с ящерицами («Journal of Experimental Biology», 2017,
220, 2858—2869, doi:10.1242/jeb.126862). На то есть несколько
причин.
Прежде всего, у ящериц очень широкий регенерационный
репертуар: они восстанавливают не только кожу и хвост, но и
оптический нерв, и даже нейроны переднего мозга. Причем
наличие хвоста позволяет исследовать регенерацию разных
тканей, не калеча животное: повреждение хвостовых нейронов
и кровеносных сосудов не сказывается на подвижности туловища и конечностей. Ящерицы вообще хорошо переносят и операции, и анестезию. Но в хирургическом вмешательстве, как
правило, нет необходимости: достаточно просто схватить или
ущипнуть ящерицу, и она сбросит значительную часть кожи или
хвост. Это отбрасывание (автотомия) связано со структурными
адаптациями, которые делают процесс менее травматичным
и облегчают регенерацию. Поэтому обесхвощенные рептилии
проливают совсем мало крови и неплохо себя чувствуют
Ящерицы ближе к млекопитающим, чем другие распространенные модели регенерации: амфибии и рыбы данио. Причем
группа весьма разнообразна как по размерам (от 1,6 до 300
см в длину), так и по особенностям движения (могут бегать на
двух ногах, плавать, землю рыть и даже планировать) и другим внешним признакам. Это позволяет изучать взаимосвязь
между регенерацией и особенностями экологии и морфологии,
если таковая обнаружится.
Геномы многих ящериц уже расшифрованы. В их числе
традиционные объекты исследования: североамериканский
красногорлый анолис Anolis carolinensis, пятнистый леопардовый эублефар Eublepharis macularius (леопардовый геккон),
японский геккон Gekko japonicus. Это позволяет анализировать
геномы и транскриптомы. Оказалось, в частности, что способность к регенерации сопровождается повышенной экспрессией генов, связанных с заживлением ран.
И еще одно немаловажное преимущество — многих ящериц
легко купить в зоомагазине, они живут в квартирах как домашние питомцы и лабораторные условия хорошо переносят.
Отбросить, восстановить, отбросить
2
Регенерировавший хвост геккона токи Gekko gecko темнее остального тела
(сверху). Внизу — компьютерная томография скелета хвоста геккона (не того,
что на верхней фотографии). Оригинальная часть состоит из костяных позвонков, регенерировавший фрагмент справа представляет собой несегментированную полую хрящевую трубку. Стрелками показаны плоскости разрыва
Проблемы и методы науки
поврежденные ткани, они прокладывают себе путь, выделяя
расщепляющий белки фермент, матриксную металлопротеиназу-9 (ММР-9). Под сохранившимся и новообразованным
эпителием собираются делящиеся недифференцированные
мезенхимальные клетки. Это скопление называется бластемой. В течение нескольких дней или недель из бластемы
образуются новые ткани, включая сосуды, скелетную мускулатуру, жировую ткань, хрящ, периферические нервы и спинной
мозг. Формированием новых тканей управляет семейство
трансформирующих ростовых факторов бета и фактор роста
сосудов VEGF. Все вышеупомянутые молекулы консервативны
и у человека тоже есть.
Новый хвост функционален, то есть может еще раз оторваться и извиваться, и похож на исходный, но при этом имеет
три существенных отличия: вместо позвонков у него полая
хрящевая трубка, не разделенная на сегменты; в спинном
мозге отсутствует серое вещество; и плоскостей разрыва в
регенеранте нет (рис. 2).
Хрящевая ткань состоит из клеток хондроцитов и межклеточного вещества. Образование хряща при регенерации отличается от его формирования в процессе эмбрионального
развития и роста: факторы, регулирующие этот процесс, включаются в другое время. Хондроциты восстановленного хряща
необычайно крупные, их много, а межклеточного вещества, в
том числе коллагена, мало.
В тех редких случаях, когда млекопитающие заново отращивают утраченную конечность, они формируют хрящ, который
потом заменяется костью. У ящериц замены не происходит.
Только из надкостницы обрубка хвоста образуются несколько
миллиметров кости, своеобразный якорь, который прикрепляет новый хвост к позвоночнику. Зато хрящ они формируют
исправно, причем не ограничиваются хвостом. Например,
обыкновенная стенная ящерица Podarcis muralis при повреждении коленки восстанавливает хрящ суставных поверхностей.
Спинной мозг млекопитающих заканчивается в области таза
и никогда не заходит в хвост, у ящериц он тянется до самого
кончика. Его структура практически идентична спинному мозгу
млекопитающих. Центральный канал, соединенный с желудочковой системой мозга, выстлан эпендимальными клетками,
окружен серым веществом (телами нейронов) и белым веществом (аксонами). Через равные расстояния к нему примыкают
нервные ганглии и нервы. При автотомии хвоста спинной мозг
и нервы разрываются. В течение нескольких дней начинается
регенерация. Сначала делятся эпендимоциты у места разрыва,
затем они собираются в трубкообразную структуру, образующую центральный канал. Вдоль нового канала вытягиваются
аксоны от уцелевших в хвостовом пеньке нейронов. Таким
образом, нервные клетки в отросшем хвосте не восстанавливаются. А вот у саламандры спинной мозг и нервные ганглии
возобновляются почти полностью.
Оказывается, для восстановления функции органа нет необходимости точно воссоздавать его структуру, во всяком
случае, когда речь идет о хвосте. Отсутствие полноценного
мозга и позвонков не мешает хвосту исправно извиваться и
морочить голову хищнику, если придется его снова оторвать.
29
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
Ящерицы в общественном сознании ассоциируются с автотомией хвоста — рефлекторным механизмом самоампутации.
Отстреленный хвост какое-то время продолжает энергично
двигаться, отвлекая хищника, а ящерица тем времени убегает. На самом деле отбрасывание хвоста встречается и у
других рептилий, например у гаттерии (туатары) Sphenodon
punctatus —эндемичного вида, обитающего в Новой Зеландии (рис. 1). Это единственный представитель отряда клювоголовых (ящерицы относятся к другому отряду — чешуйчатых).
Автотомия описана у некоторых змей и многих роющих червеподобных рептилий амфисбен (двуходок). Кроме того, хвост
отбрасывают саламандры и некоторые грызуны.
Перед утратившим хвост два пути: отращивать новый или
просто зарубцевать рану. Гаттерия, саламандры и большинство ящериц обзаводятся другим хвостом, змеи, амфисбены и
грызуны делать этого не умеют. Вместо хвоста остается шрам,
образованный пучками коллагеновых волокон и клетками соединительной ткани. Фактически это заплата, закрывшая дыру
в организме, но заплата грубая и не в тон подобранная. Для
регенерации такой сложной структуры, как хвост, требуется заново вырастить кожу, мускулатуру, жировую ткань, кости, кровеносные и лимфатические сосуды, а главное — спинной мозг.
Чтобы регенерация была возможна, хвост следует отделять
аккуратно, минимизируя повреждения тканей в хвостовом
«пне». У большинства ящериц автотомия происходит по плоскостям разрыва, то есть пластинам соединительной ткани,
расположенным перпендикулярно позвоночнику, между позвонками, сегментами кожи, мышц и жировой ткани. В этих
же плоскостях расположены гладкомышечные сфинктеры,
окружающие хвостовую артерию. Когда хвост отламывается,
сфинктеры пережимают артерию, поэтому потери крови невелики. Плоскостей разлома и сфинктеров несколько, и ящерица
может терять хвост несколько раз.
Регенерация начинается с образования струпа — временного сгустка крови и тканевой жидкости. Под этот сгусток заползают окружающие рану клетки эпидермиса (кератиноциты)
и там делятся, образуя новый эпителий. Продвигаясь сквозь
Ящерицам выносят мозг
Если ящерицы не образуют новые нейроны там, где без них
можно обойтись, это не значит, что они вообще не способны к
регенерации нервных клеток.
Нейрогенез происходит у многих взрослых позвоночных. Нервные клетки формируются в разных областях мозга, у млекопитающих таких областей меньше, у костистых рыб, саламандр, птиц
и ящериц существенно больше. Нейрогенез, вызванный функциональными потребностями организма, происходит постоянно,
однако у некоторых видов его интенсивность зависит от сезона.
Например, у ящерицы Gallotia galloti, эндемичного вида Канарских
островов, образование нейронов обонятельной системы летом
существенно ослабевает. Не исключено, что чувствительность к
запахам у этих ящериц также зависит от сезона.
Помимо физиологического, существует компенсаторный нейрогенез — восстановление поврежденных нервных клеток. Его
можно исследовать с помощью нейротоксинов, избирательно
разрушающих нейроны определенных участков мозга. Специалисты университетов Барселоны и Валенсии воспользовались
3-ацетилпиридином, который разрушает нейроны клеточного
слоя медиальной коры («Brain Research», 1997, 754, 245—259,
doi:10.1016/S0006-8993(97)00085-1). После внутрибрюшинной
инъекции нейротоксина у испанской стенной ящерицы P.hispanica
в этой области мозга погибает 34—97% нейронов. Эта гибель
сказывается на поведении ящериц: у них возникают проблемы с
пространственной памятью и ловлей добычи, но не с ходьбой и не
с едой. В течение 10 дней после обработки нарушения поведения
исчезают, а на 42—49 день популяция нервных клеток и структура
медиальной коры почти восстанавливаются за счет деления и
миграции нейронов, образовавшихся в стенках желудочка мозга. Любопытно, что в соседней, дорсомедиальной области коры
тяжелые повреждения нейронов восстанавливаются не всегда. К
компенсаторному нейрогенезу способны и G. galloti.
А еще ящерицы умеют регенерировать зрительный нерв.
Этот нерв представляет собой аксоны ганглиозных клеток
сетчатки, которые передают информацию в зрительные центры мозга. У млекопитающих и птиц повреждение этих нервов
приводит к слепоте, поскольку ганглиозные клетки сетчатки
погибают и восстановлению не подлежат. У видов, способных
к регенерации оптического нерва, ганглиозные клетки сетчатки
выживают. Считается, что регенерацию нейронов сетчатки
подавляют некоторые белки, в том числе белок Nogo. Однако ящерицам-драконам Ctenophorus ornatus белок Nogo не
мешает, хотя и присутствует в межклеточном пространстве.
Дракончики восстанавливают перерезанный зрительный нерв
за месяц. Любопытно, что передача сигналов по этому нерву
нарушена и глаз по-прежнему не видит, однако зрение можно
вернуть упражнениями («Journal of Neurotrauma», 2003, 20,
1263—1270. doi: 10.1089/089771503770802925).
Специалисты из Университета Западной Австралии приучили ящериц хватать насаженных на стержень мучных червей
или сверчков. Лакомство им показывали попеременно в поле
зрения то правого, то левого глаза. Когда ящерицы привыкли
брать угощение, им перерезали левый зрительный нерв. Затем их случайным образом распределили на две группы по
шесть животных в каждой и продолжали в течение года трясти
червями либо слева, перед слепым глазом, либо справа, перед
здоровым. Ящерицы, которым тренировали оперированный
глаз, вернули зрение. Рептилии, видевшие добычу только
здоровым глазом, окривели непоправимо.
Все исследователи единогласно сходятся на том, что регенеративные возможности нервной системы ящериц до конца
не ясны.
Ящерицы выходят из себя
Эволюционный успех рептилий во многом связан с кожей, которая защищает их от обезвоживания и механических повреж-
30
дений. Кожа у рептилий чешуйчатая, чешуйки — ороговевший
эпидермис, покрывающий более глубокий слой дермы. В дерме находятся нервы, кровеносные сосуды, пигментные клетки,
а иногда и маленькие окостенения — остеодермы. У некоторых
видов, таких как широкопалые гекконы Tarentola annularis, остеодермы при регенерации хвоста восстанавливаются.
Часто ящерицы, чтобы избежать захвата, просто выскакивают из кожи, при этом они могут восстановить весь эпидермис
и до 90% дермы, причем без шрамов. Однако способность
ящериц к регенерации кожи зависит от видовой принадлежности и от места повреждения. Так, леопардовый геккон
после хирургической операции восстанавливает и кожу, и
пигментацию, а зеленая игуана Iguana iguana так не может.
Североамериканский красногорлый анолис утраченный хвост
отращивает, а кожу на туловище не умеет. И нормальную
пигментацию хвоста он не восстанавливает. Исследователи
надеются сравнить виды ящериц с разной способностью к
регенерации кожи и понять, какие механизмы задействованы
у них в заживлении ран.
Ученых интересует, что отличает виды, у которых при заживлении ран образуются шрамы, и виды, способные без потерь
восстанавливать кожный покров. Оказалось, что все раны
проходят одни и те же этапы заживления, а интенсивность этих
процессов, время начала и длительность варьируют. Например, восстановление эпидермиса, или реэпителизация, может
занимать одну-две недели у млекопитающих, образующих
шрамы, а у леопардового геккона — всего пять дней. Другой
важный этап — синтез коллагена. Если повреждение заживает
без шрама, коллаген в ране образуется медленнее и формирует сложное переплетение, как в исходной, неповрежденной
дерме. В кожных рубцах, как мы помним, коллагена больше,
чем в здоровой дерме, и он расположен параллельными пучками.
У шрамообразующих видов рана быстро зарастает молодой
соединительной тканью, которая пронизана кровеносными
сосудами. Этих сосудов больше, чем в дерме, однако они
структурно незрелые, их не поддерживает гладкая сосудистая мускулатура. А когда свои раны залечивает леопардовый
геккон, кожу ли он восстанавливает или хвост, сосудов у него
образуется меньше, зато они как следует укреплены.
Исследователей интересуют не только особенности регенерации, но и способность ящериц предотвращать микробное заражение. Возможно, они синтезируют особые антимикробные белки бета-дефензины, которые присоединяются
к клеточной мембране микроба и разрывают ее. Специалисты
Падуанского и Болонского университетов обнаружили бетадефензины AcBD15 у красногорлого анолиса («Developmental
and Comparative Immunology», 2012, 36, 557—565, doi: 10.1016/j.
dci.2011.09.012). Эти белки присутствуют в гранулоцитах
поврежденных тканей; в здоровых тканях или эпидермисе
ящериц их практически нет. В первые же сутки после ампутации хвоста в ране появляются гранулоциты (один из типов
лейкоцитов) и приносят в своих гранулах AcBD15. Гранулоциты
остаются в ране несколько дней, активный синтез дефензинов
позволяет избежать воспаления, а гранулоциты, разрушаясь,
связываются с мертвыми эритроцитами, тромбоцитами и
кератиноцитами, образуя струп. У человека бета-дефензины
тоже есть, надо суметь их активизировать.
Несмотря на свою экзотичность, ящерицы оказались удобным лабораторным объектом, который легко расстается и с
кожей, и с хвостом, а если постараться, то и с нервными клетками. Было бы полезно сравнить геномы и транскриптомы видов,
способных и не способных к регенерации, чтобы определить
молекулярные механизмы регенерации, вовлеченные в нее
гены, а там — кто знает — отредактировать геном млекопитающего, чтобы чтобы и оно научилось отращивать утраченное.
Научно-популярный сайт
о современной биологии
Научно-популярный конкурс
Партнеры конкурса
Номинации
*
*
*
*
Свободная тема по биологии
Своя работа
Биофармацевтика
Наглядно о ненаглядном: нарисуй науку!
«Биофармацевтику» судит известный
биохимик и фармаколог Владимир Торчилин
Призы
*
*
Приз в каждой номинации: 30 тыс. руб
Приз зрительских симпатий:
секвенирование экзома
или генотипирование на микрочипе от Genotek
Прием работ до 1 октября 2018 года!
biomolecula.ru/biomoltext/bio-mol-tekst-2018
31
Полиднавирусы
Сергей Ястребов
Наш автор Сергей Ястребов написал книгу «От атомов к древу» («Альпина Нон-фикшн», 2018) — про
жизнь на Земле и науку о жизни, доступно для понимания, но без скидок на предполагаемую «глупость
массового читателя». «Идеальный учебник биологии
для взрослых людей, которые ничего не помнят
со школы, но хотят разобраться», как сказал о ней
другой наш автор, Михаил Никитин. Поздравляем
Сергея с попаданием в лонг-лист премии «Просветитель» и публикуем фрагмент книги.
У замечательного английского писателя Лоренса Даррелла
есть роман «Месье, или Князь Тьмы», входящий в пенталогию «Авиньонский квинтет». Герои этого романа, живя в XX
веке, сталкиваются с сектой египетских гностиков — продолжателей древних религиозных учений, согласно которым
повелитель мира — не Бог, а Князь Тьмы. Гностики убеждены,
что весь материальный мир, полный смерти, боли и распада,
есть царство зла. Их предводитель, таинственный человек по
имени Аккад, читает что-то вроде лекции, в которой поясняет
эту мысль, пользуясь примерами из биологии.
«...Самка богомола, которая пожирает своего самца в то
самое время, когда он ее оплодотворяет. Паук, который ловит
муху в западню. Помпил, закалывающий паука ударом жала.
Церцерис, который поражает тремя уколами три главных центра нервной системы златки, а потом его личинка поедает эту
златку, еще живую, с чудовищной научной точностью обходя
жизненно важные части, пока жертва не доедена до конца. А
есть еще и наездники. И траурница, которая присасывается к
личинке пчелы-каменщицы, постепенно выпивая ее досуха, и
в конце концов съедает искусно сохраненный все еще живой
остаток. И филант, убийца пчел, который, прежде чем утащить
жертву в норку, давлением вынуждает ее извергнуть свой мед
и сосет язык несчастного умирающего насекомого... Что за
зрелище это Творение! Всеобщая бойня!»
Надо сказать, что все эти биологические примеры совершенно реальны. Скорее всего, Даррелл (как и его персонаж)
взял их из книг великого французского энтомолога Жана Анри
Фабра. Там можно найти рассказ и про помпила, и про церцериса, и про наездников, и про траурницу, и про филанта.
И даже основное место действия «Авиньонского квинтета»
по прихотливой случайности близко к местам, где Фабр вел
свои исследования (он жил поблизости от Авиньона, на юге
Франции).
Сам Фабр был типичным ученым-позитивистом, интересовавшимся только фактами (и одновременно — популяризатором науки, умевшим, надо отдать ему должное, блистательно
эти факты описывать). Персонаж Даррелла — человек совершенно иного склада; открытия Фабра служат ему иллюстрацией гностического представления о материальной
природе как о цепи существ, бесконечно пожирающих друг
друга. «Природы вековечная давильня», как выразился русский поэт по сходному поводу. Именно из-за такого взгляда
на мир символом гностицизма считается уроборос — змей,
заглатывающий свой хвост.
Однако посмотрим на приведенные примеры с чисто биологический точки зрения.
32
Филанта иногда называют пчелиным волком. Это оса, которая убивает пчел и кормит своих личинок их трупами. А вот
помпилы, церцерисы, наездники и траурницы поедают своих
жертв живьем. Точнее, это делают их личинки. Ради питания
личинок некоторые насекомые парализуют свою добычу
точными уколами жала, превращая ее буквально в живые
консервы; помпил поступает так с пауком, а церцерис — с
жуком-златкой. У других, например у наездников, жала нет,
но их жертвам от этого ничуть не легче.
Хищники это или паразиты? В мире насекомых между
этими понятиями нет четкого рубежа. Паразиты отличаются
от хищников только тем, что их добыча крупнее их самих и
нападение не является смертоносным. Паразитов на грани
хищничества, которые постепенно потребляют все тело своего хозяина и в конце концов его убивают, принято называть
паразитоидами. Некоторые паразитоиды относятся к мухам
(например, траурница), некоторые к другим группам насекомых. Но большинство из них — это осы. И помпилы, и церцерисы, и наездники входят в отряд перепончатокрылых, то есть
являются осами, — конечно, в широком смысле этого слова.
Из всех этих существ вершины специализации к паразитизму достигли, пожалуй, наездники. Жала у них нет, вместо
него — яйцеклад, иногда очень длинный, с помощью которого
оса аккуратно помещает свои яйца внутрь другого насекомого.
Из яйца вылупляется личинка, которая осваивает тело жертвы, поедая его постепенно, начиная с менее важных органов;
жизненно важные она оставляет напоследок. Иногда жертва
заражается одной личинкой наездника, а иногда и сразу несколькими — это зависит от вида.
В 1960-х годах канадский энтомолог Джордж Солт (George
Salt), детально исследовавший взаимоотношения наездника
с организмом хозяина (в данном случае это была гусеница),
выяснил, что действия самки наездника при заражении новой
жертвы вовсе не сводятся к тому, чтобы просто отложить в
нее яйца («Proceedings of the Royal Society of London B», 1965,
162, 988, 303—318). Наездник — воистину совершенный паразит. Чтобы сделать организм жертвы комфортной для себя
средой, он вводит туда некий яд, вызывающий (как мы сейчас
знаем) удивительно многогранные физиологические эффек-
Одна из самых печальных картин в живой природе: выеденная личинками
наездника гусеница, на которой сидит сам наездник (уже взрослый).
Рисунок с обложки книги Matt Simon «The wasp that brainwashed the caterpillar:
evolution’s most unbelievable solutions to life’s biggest problems»
ты. Во-первых — это самое главное, — подавляется иммунная
система гусеницы, в норме активно стремящаяся уничтожить
яйца паразита или, по крайней мере, не дать им развиваться.
Без подавления иммунной системы жертвы наезднику придется плохо. Во-вторых, блокируется метаморфоз. Гусеница,
пораженная наездником, никогда не превратится в бабочку,
даже если чудом выживет. В-третьих, обмен веществ гусеницы слегка модифицируется, чтобы личинке наездника было
выгоднее питаться ее внутренностями (особенно жировым
телом, в котором у насекомых накапливается важнейший
запасной углевод — гликоген).
А еще через несколько лет биологи обнаружили, что некоторые наездники зачем-то вводят внутрь гусеницы огромное количество плавающих в растворе вирусных частиц («Canadian
Journal of Microbiology», 1979, 25, 2, 207–216). Отметим, что
для краткости компактные частицы вируса принято называть
просто вирионами. Итак, раствор, содержащий вирионы,
впрыскивается в тело жертвы вместе с яйцами осы, через
ее яйцеклад. Очень скоро было экспериментально показано, что именно загадочные вирусы и вызывают в организме
гусеницы физиологические изменения («Science», 1981, 211,
4482, 582—583). Получается, что в качестве яда наездник
использует вирус. Не химическое оружие, а биологическое!
(Иногда вместе с вирусами в тело жертвы вводятся и чисто
химические яды, но в таких случаях они только дополняют
действие вирусов, а не наоборот.)
Вирусы, которые наездник вводит в организм гусеницы,
были вскоре выделены и описаны. Называются они полиднавирусами. Это название возникло как сокращение от
довольно неуклюжего словосочетания «полидисперсный
ДНК-содержащий вирус» («Intervirology», 1984, 21, 1, 1—4).
Использование полиднавирусов в качестве «биологического
оружия» характерно для двух семейств наездников — браконид и ихневмонид; связанные с этими семействами вирусы
называются, соответственно, браковирусами и ихновирусами. Между ними есть мелкие отличия, но в главных чертах
они очень похожи.
Полиднавирусы оказались вирусами с двуцепочечной ДНК,
в общем-то довольно обычными на вид. Ни по размерам, ни
по структуре они не представляют собой ничего уникального — вирусы как вирусы. Но вот геном полиднавирусов
поначалу сбил ученых с толку. Обычно весь вирусный геном
заключается в одной крупной молекуле ДНК (если вирус
ДНК-содержащий, конечно). Так вот, у полиднавируса такой
молекулы не нашлось. Вместо нее внутри вирусной частицы
оказалось множество (10—30 штук, в зависимости от вида)
маленьких кольцевых ДНК, несущих какой-то странный набор
генов. Известно, что любому вирусу для жизни абсолютно необходимы гены, обеспечивающие, во-первых, копирование
генома — репликацию, и, во-вторых, сборку защищающего
информационные молекулы белкового «футляра» — капсида.
К большому удивлению исследователей, обнаружилось, что
ничего этого в кольцевых ДНК полиднавирусов как раз и нет.
И прошло еще некоторое время, прежде чем поразительный
жизненный цикл этих вирусов был полностью выяснен.
Полиднавирус имеет двух хозяев. Один из них — это осанаездник, второй — поедаемая личинкой наездника гусеница.
Неудивительно, что их роли в жизни вируса (как и роли, которые играет вирус в их жизни) абсолютно различны.
Оказалось, что геном полиднавируса целиком «вмонтирован» в геном осы (PNAS, 1991, 88, 21, 9770—9774). Он
копируется и передается из поколения в поколение вместе
с обычными осиными генами, с точки зрения молекулярных
механизмов не отличаясь от них ровно ничем. Получается,
что у каждой особи наездника в ядре каждой клетки тела содержится полный вирусный геном, включенный в какую-то из
хромосом (или рассеянный по разным хромосомам — может
быть и так и так, нам это сейчас не важно).
У самцов наездников вирусные гены, по-видимому, постоянно «спят». У самок же эти гены приобретают активность
только по достижении половой зрелости и только в одной
строго определенной части организма, а именно в клетках выстилки яйцевода. В этих клетках собираются вирусные частицы и синтезируются многочисленные маленькие кольцевые
ДНК, содержащие — внимание! — далеко не все вирусные
гены, а только те, которые нужны вирусу для воздействия на
организм второго хозяина, гусеницы. Судя по всему, эти гены
происходят из генома самой осы, хотя за время эволюции,
связанной с вирусом, они успели заметно измениться, подстроившись под него («Biocontrol Science and Technology»,
2013, 23, 1, 1—61). В результате можно считать, что это гены
вируса, заимствованные им у осы, а можно считать, что это
гены осы, которые она в определенный момент своего жизненного цикла «одалживает» вирусу, используя последний
в качестве действующего на жертву внешнего эффектора.
Самое интересное, что и то и другое будет совершенно верно.
Ген вовсе не обязан непременно принадлежать какому-то
одному организму!
Итак, вместе с яйцами осы, в составе жидкости, наполняющей ее яйцевод, вирионы полиднавируса попадают в тело
33
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
Книги
Фото: Википедия
Оса-наездник — представитель рода Ascogaster, относящегося к упоминаемому
в тексте семейству Braconidae (подсемейство Cheloninae)
гусеницы. Вот тут-то вирус и начинает свою работу. В первую
очередь он поражает клетки иммунной системы гусеницы, делая их неактивными и неспособными уничтожать яйца паразита. Есть и другие эффекты, причем довольно разнообразные;
например, вирус заставляет клетки гусеницы синтезировать
специальный белок, блокирующий гормональный запуск метаморфоза («Journal of Insect Physiology», 1995, 41, 1, 1—6).
Ведь если гусеница превратится в куколку, а потом и в бабочку, это грозит спутать живущей в ней личинке наездника все
планы. В общем, вирус и в самом деле работает послушным
эффектором, делая все, чтобы превратить тело гусеницы в
максимально комфортную для наездника среду.
А вот никакого размножения полиднавируса в теле гусеницы не происходит. Его полностью обеспечивает оса. Именно
поэтому гены репликации и капсида, которые необходимы
для создания новых вирусных частиц, не включаются в состав
вирионов: они там не нужны. Того, что эти гены хранятся в
геноме осы, более чем достаточно, чтобы вирус (если можно
так выразиться) был уверен в собственном выживании.
а
Интересно, что известен по крайней мере один вид полиднавирусов, у которого внутри вирионов вообще нет
никакой ДНК — только готовые белки («Bioscience», 1998,
48, 4, 305—311). В этом случае абсолютно все генетические
процессы идут в теле осы, а вирионы используются только
для переноса непосредственно действующих молекул. Еще
одна прекрасная иллюстрация того, что эффекты генов могут
и не зависеть от границ организмов.
Вирусные частицы, внедренные в гусеницу, — это тупиковая ветвь жизненного цикла, они в любом случае вместе
с гусеницей и погибнут. Воспроизводство полиднавируса
происходит исключительно путем передачи из поколения
в поколение его генома, включенного в состав генома осы.
Иными словами, он передается точно так же, как обычные
осиные гены. При этом на организм самой осы скрытый в ней
вирус не действует вообще никак. Даже вирусные частицы
там создаются только тогда, когда настает пора вывести их
наружу вместе с яйцами, и только в тех клетках, которые находятся прямо на пути этих яиц.
Теперь посмотрим на всю эту ситуацию с точки зрения
интересов участников. Поселившись в наезднике, вирус получает эффективнейший механизм для выживания своих генов:
целый биологический вид, все 100% особей которого даже не
просто заражены этим вирусом, а несут в своих хромосомах
его полный геном. С точки зрения дарвиновской эволюции
это огромный успех — для вируса. А для наездника? Если
бы присутствие вирусных генов не приносило наезднику
никакой пользы, тот, вероятно, давно избавился бы от них,
и уж наверняка — отключил бы. Последнее в таких случаях
происходит само собой: нарушающие работу гена случайные
ошибки накапливаются в нуклеотидном тексте очень быстро,
если естественный отбор их специально не вычищает. А раз
вирусные гены долгое время остаются в осином геноме целыми и работающими, значит, они чем-то помогают выживанию
осы. И мы уже знаем чем. Поступившие из осиного яйцевода
вирусные частицы активно осваивают организм обреченной
гусеницы — по словам исследователей, «генетически колонизируют» его, готовя к заселению наездником. Собственно,
без вирусного сопровождения личинка наездника и не разовьется: сами по себе защитные системы гусеницы обычно
Жизненный цикл полиднавирусов: а — общая схема жизненного цикла,
б — момент, когда самка осы вводит в тело гусеницы вирусные частицы
б
Хромосома осы
Вирусный геном
в одной из хромосом осы
Вирусный геном передается по вертикали из поколения в поколение, будучи
встроен в геном осы
Самка осы вводит в полость тела
Во время метаморфоза осц вирус регусеницы яйца вместе с раствором, соплицируется в клетках ее яйцевода
держацим вирионы полиднавируса
Личинка осы выходят из тела гусеницы и окукливаются. Гусеница (если не умирает сразу) может
прожить еще несколько недель, но метаморфоз для
нее невозможен
Вирус поражает клетки гусеницы и
экспрессирует в них свои гены
Оса-паразитоид
Гусеница
Яйцеклад
Вирионы
полиднавируса
Яйцо осы
Личинка осы развивается в теле гусеницы
34
Книги
обычного ДНК-содержащего вируса, геном которого интегрировался в геном осы («Journal of Insect Physiology», 2003,
49, 5, 397—405). Вирусов с двуцепочечной ДНК, паразитирующих на насекомых, известно достаточно много. В том, что
кто-то из них стал полиднавирусом, нет ничего невероятного,
известные генетические механизмы это вполне допускают.
Интересно другое: таких событий было как минимум два.
Мы уже упоминали, что есть две большие группы полиднавирусов — браковирусы и ихновирусы, связанные с разными
семействами ос. Так вот, эти группы вирусов не имеют общего
происхождения. Во всяком случае, их общий предок полиднавирусом еще не был.
Все браковирусы, скорее всего, произошли от одногоединственного «обыкновенного» ДНК-содержащего вируса,
геном которого некогда встроился в геном древней осы-бракониды («Naturwissenschaften», 1997, 84, 11, 502—507). Генетики подсчитали, что интеграция этого вируса в осиный геном
произошла примерно 103 миллиона лет назад («Science»,
2009, 323, 5916, 926—930). Причем общим у всех браковирусов — как, в общем, и можно было ожидать — оказалось
только «ядро» генома, состоящее из генов репликации и
капсида. Геномную «периферию» они заимствовали у ос лишь
недавно и во многом независимо друг от друга.
Об эволюционных корнях ихновирусов пока известно
меньше, но есть все основания думать, что история их происхождения была примерно такой же («PLoS Pathogens»,
2010, 6, 5, e1000923). И это не случайное сходство. Тут мы
видим прекрасный пример параллельного хода эволюционного процесса в двух близких, но уже успевших разойтись
эволюционных ветвях.
Два интересующих нас семейства ос — бракониды и ихневмониды — разошлись примерно 150 миллионов лет назад, а
вирусных сожителей и те и другие, надо думать, приобрели
еще спустя десятки миллионов лет. Причем ни бракониды,
ни ихневмониды не «охвачены» этими вирусами полностью.
В обоих семействах есть много представителей, у которых
никаких полиднавирусов нет — и, вероятно, никогда не было.
Этот факт как нельзя нагляднее показывает, что обретение
полиднавирусов внутри семейства браконид и внутри семейства ихневмонид произошло совершенно независимо.
Так или иначе, сейчас полиднавирусами заражено — если
тут применимо это слово — примерно 50 000 видов осбраконид и примерно 14 000 видов ос-ихневмонид (в скобках
отметим, что у всех этих видов до единого их, конечно, не
искали, — тут перед нами прикидки, сделанные на основании
конфигурации эволюционного древа). Это означает, что все
особи всех этих видов несут во всех своих клетках вирусные
геномы. Впечатляющий эволюционный успех — особенно
учитывая, что начаться он мог всего-навсего с двух индивидуальных вирусных частиц, которым повезло некогда встроить свои геномы в половые клетки двух древних ос. Вот так
эволюция может усиливать случайные события.
35
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
справляются с паразитом. Это означает, что полиднавирус
просто-напросто необходим осе для выживания. А это, в
свою очередь, вполне позволяет считать, что он стал частью
ее организма.
С другой стороны, тут не только оса пользуется вирусом в
своих интересах, но и вирус использует осу как машину для
собственного воспроизводства. И правильно делает: ведь
за десятки миллионов лет совместной жизни он довел ее до
состояния, когда она просто не может существовать без его
поддержки. Теперь ни у вируса, ни у осы выбора нет.
Надо заметить, что сложные серии взаимных манипуляций
с разнообразными исходами — вообще самое обычное дело
во взаимоотношениях паразитов и хозяев. Известный японский вирусолог Сусуму Маэда (Susumu Maeda) в свое время
выразил эту мысль чеканной фразой: «Вирус — это хозяин».
Почти как у Стругацких: «А милях в двадцати отсюда, если
идти вдоль рва, находится область, где людей поработили
пришельцы с Альтаира, разумные вирусы, которые поселяются в теле человека и заставляют его делать, что им угодно».
Одна хорошая статья о паразитах насекомых, написанная
в том же ключе, получила заглавие «Игры, в которые играют
паразиты» («Parasites and pathogens of insects: parasites»,
1993, 25—57). Это — явный парафраз названия знаменитой
книги психоаналитика Эрика Бёрна «Игры, в которые играют
люди». Хотя, по сути, тут скорее отсылка к современной математической теории игр. Действительно, в случае с полиднавирусом перед нами типичная игра с ненулевой суммой. Три
участника, двое из которых в результате сложных взаимных
манипуляций выигрывают, и только третий — гусеница — в
итоге не получает ничего. Горе побежденным.
Интересно, что жизненный цикл полиднавируса поразительно похож на жизненный цикл не кого-нибудь, а многоклеточного животного. Это сравнение, кажущееся парадоксальным, на самом деле очевидно. В теле многоклеточного
животного всегда выделяется относительно небольшая группа клеток, которые потенциально бессмертны: они становятся половыми и могут передать генетическую информацию
следующим поколениям. Эти клетки называют клетками
зародышевого пути. Все остальные клетки половыми стать
не могут и умирают вместе с телом данной особи (если нет
бесполого размножения, но оно у животных не слишком
распространено). Эти клетки называют соматическими, от
греческого слова σωμα — «тело». Соматические клетки —
тупиковая ветвь жизненного цикла. Они заведомо смертны,
несмотря на то что именно из них создаются все сложные
органы — или, может быть, как раз по этой причине. Так или
иначе, функции передачи наследственной информации из
поколения в поколение и создания системы эффекторов,
взаимодействующих с внешней средой, у многоклеточных
животных четко разделены.
Но в точности такое же разделение этих функций выработали и полиднавирусы! У них есть «зародышевый путь» —
скрытая форма вируса, заключенная в геноме осы, и есть
система внешних эффекторов — вирусные частицы, набитые
копиями специализированных генов или даже готовыми белками, которые атакуют гусеницу и затем погибают вместе с
ней. Эти вирусные частицы — не что иное, как «соматическая»
часть вируса, его смертное «тело». Бессмертен у него только
«зародышевый путь». Перед нами разновидность жизненного
цикла, вполне аналогичная жизненному циклу многоклеточных животных, но выработанная организмами, которые и из
клеток-то не состоят. Поистине инопланетная форма жизни;
до такого и сам Станислав Лем не сразу бы додумался. В
данном случае открытие ученых опередило фантастику.
Остается разобраться в том, как эта удивительная форма
жизни вообще появилась. Впрочем, большой тайны тут нет.
Можно не сомневаться, что в ходе эволюции у насекомых произошло постепенное «одомашнивание» изначально самого
Если вы
скачали этот
номер
журнала
Химия и
жизнь
с бесплатного
сайта,
то
внести посильный взнос на оплату труда
журналистов, редакторов, художников
и корректоров вы можете, оплатив один
номер или целую подписку
в нашем киоске по адресу:
http://www.hij.ru/buy_subscribe/
2
Если вам
надоело
скачивать
случайные
номера
журнала
Химия и
жизнь
с бесплатного
сайта,
то
с любого номера вы можете подписаться
на бумажную или электронную версию
журнала по адресу
http://www.hij.ru/buy_subscribe/
3
Случайности в Феврале.
Воспоминания лидеров и современная история
Демонстрация работниц Путиловского завода в
первый день Февральской революции
Кандидат исторических наук
А.В. Бочаров
Сто лет назад, в 1918 году, закончились последние надежды
исторически обреченного «старого мира». Важное напоминание
всем, кто способен увидеть место исторической случайности и
знаки исторической необратимости в современности. Какие же
это были случайности и какие необратимости?
Почему это важно сейчас
В 1918 году с боевых сражений между
красной и белой армиями началась
Гражданская война в России. Она стала
результатом предшествующих революционных событий. И уже в 1918 году
многие исторические личности расплатились жизнью за ошибки, совершенные ими в 1917-м. Например, 1918 год
стал последним в жизни царской семьи
и многих царских чиновников и генералов. Кто-то расплатился за трусость
и нерешительность, кто-то за безответственный риск; одни за неуместное
тщеславие, другие за неосуществимое
желание остаться в стороне.
36
Революции могут начинаться без
всяких усилий революционеров и даже
вопреки их ожиданиям. Так случилось во
время Петроградского восстания конца
февраля — начала марта 1917 года: у
демонстрантов, протестовавших против
голода и безответственности властей,
вначале не было политических требований. Однако без усилий революционных
лидеров революции не могут продолжаться и не смогут закончиться победой.
Что было случайным, а что неизбежным
в ходе революционных событий, можно
попробовать оценить по воспоминаниям
революционных лидеров.
В этой статье не будут рассмотрены
воспоминания большевиков. Во-первых,
потому что лидеры большевиков стали
играть решающую роль уже после октября 1917 года, во-вторых, их видение
событий, отрицающее случайность и
постулирующее неизбежность победы
«Великой Октябрьской социалистической революции», исходит из догмы и
не соответствует задаче данной статьи.
Как формируется историческая память? На первом этапе случайность
воспринимается через оценки, которые
дают участники событий. На следующем этапе развития — это уже оценка,
которую дает историк. Синхронно и во
взаимосвязи с развитием рефлексирующего познания идет становление нерефлексивного общественного мнения.
Оно начинает формироваться в школьных учебниках истории и заканчивается
в стереотипах и шаблонах рассуждений,
типичных для разных социальных групп.
Поэтому случайность здесь будет интерпретироваться не только как явление
действительности, но и как феномен
исторического сознания.
Расследование
Александр Дмитриевич Протопопов в придворном
мундире
волнения из-за экономических и военных неудач. Предсказать ход военных
действий однозначно невозможно,
когда и насколько изменится ситуация,
неизвестно, и поэтому в первые годы
войны сохранялась возможность, что
ситуация ухудшится не настолько, чтобы вызвать крах власти.
Могла ли ситуация улучшиться, а
власть укрепиться? После убийства
Григория Распутина в декабре 1916
года исчез один из главных факторов,
Эпизод первый:
последняя возможность
предотвратить волнения
в столице
Чем случайное историческое событие
отличается от необходимого? Может
быть, непредсказуемостью развития?
Однако историческая необходимость
может действовать так же непредсказуемо, как и случайность. Вступление России в Первую мировую войну
сначала было необходимой причиной
снижения противостояния в обществе.
Оно отодвинуло революционные волнения из-за патриотического подъема
и временного единения с самодержавием. Однако через три года война уже
ускорила и усилила революционные
Михаил Владимирович Родзянко
дискредитировавших власть. Однако
масштабы и риски Первой мировой
войны вряд ли позволили бы ей сыграть
роль «маленькой победоносной войны».
В начале 1917 года быстро исчезла возможность избежать крупных волнений в
столице из-за всеобщей хозяйственной
разрухи и повсеместной утраты доверия к власти. Однако представители
власти этого или не замечали, или замечали, но ничего не предпринимали.
Роковой фигурой для власти в этой
ситуации, по оценкам многих современников, стал царский министр внутренних дел Российской империи Александр
Дмитриевич Протопопов. Этот человек
быстро заслужил симпатию Николая II
и его жены императрицы Александры
Федоровны тем, что умел не утомлять
государя лишней информацией, неприятными сведениями и сложными
проблемами. Внутренние дела, по его
словам, всегда обстояли хорошо, и
поэтому Николай II спокойно уехал в
Могилев. Такое поведение Протопопова
сразу разочаровало его бывших рекомендателей из Государственной думы,
в том числе ее председателя М.В. Родзянко. Разочаровало настолько, что они
пытались объявить его сумасшедшим в
надежде добиться его отставки.
Это был один из случайных людей у
власти, удобных для общения с императорской четой, но непригодных для
управления империей. П.Н. Милюков в
своих воспоминаниях так характеризует
царских чиновников межреволюционного времени: «Опыт 1905 г., казалось,
должен был служить уроком. Тогда с
большим трудом удалось ликвидировать последствия неудачной войны и
спасти власть от неизбежного ее результата — внутренней революции. …
Граф Витте был призван специально
для выполнения этой миссии. …После отставки графа Витте и началась
борьба с молодым народным представительством, приведшая… к изданию
избирательного закона 3 июня 1907 г.,
окончательно изолировавшего власть
от населения и передавшего народное
представительство в руки случайных
людей и случайных партий. Кое-как сколоченный государственный воз скрипел
37
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
В научно-теоретическом понимании
историческая случайность может определяться:
— как незначительное событие, которое оказалось достаточным для крупных
последствий;
— как неожиданное обстоятельство,
которое невозможно было предвидеть
из-за недостатка сведений о сложных
взаимосвязях событий;
— как стихийное проявление свободы воли или эмоционального аффекта
участников событий;
— как ситуация пересечения и столкновения событий из разных сфер
действительности, не имевших до этой
ситуации никаких прямых связей;
— как аналогия стохастических процессов, изучаемых естественными
науками и описываемых такими понятиями, как «флуктуация», «бифуркация»,
«хаотический процесс».
С точки зрения идеологической риторики и общественного мнения под
исторической случайностью обычно
подразумевают отрицание исторической значительности, важности, нужности события. Понятие «случайность»,
как идеологема, выражает негативное,
осуждающее, пренебрежительное отношение. Назвать событие случайным
означает лишить его статуса великого
события. Именно поэтому рассуждения на тему случайности Октябрьской
революции (или переворота) были табуированы в советской историографии
и советские идеологи-обществоведы
активно критиковали такие подходы в
западной историографии.
Здесь не будет идеологических
оценок, но будет попытка на примере нескольких эпизодов в течение
Февральской революции осмыслить,
что именно называли случайностями
ключевые участники революционных
событий. И как к их мнению может относиться современный историк, знающий
отдаленные последствия этих событий.
до первого толчка». Согласно Милюкову, именно эти случайные бесполезные
люди и партии (вместо необходимых
и полезных фигур, таких, как Витте) и
виновны в крушении царской власти и
начале революции.
По мнению многих современников,
бездействие и безответственность
Протопопова стали основной причиной
победы Февральского восстания в Петрограде. Важное свидетельство исходит от поэта Александра Блока, который
выступает в непривычных для него ролях чиновника и мемуариста. В начале
мая 1917 года Александр Блок принят на
работу в "Чрезвычайную следственную
комиссию для расследования противозаконных по должности действий бывших министров, главноуправляющих и
прочих высших должностных лиц как
гражданских, так и военных и морских
ведомств» в должности редактора. В
августе Блок начал трудиться над рукописью, которую он рассматривал как
часть будущего отчета Чрезвычайной
следственной комиссии, и которая
позже была опубликована под названием «Последние дни Императорской
власти» (Петроград, 1921).
Александру Блоку на его должности
стали доступны многие документы,
сведения из которых он затем включил
в свои воспоминания. В частности,
Блок пишет: «Личность и деятельность
Протопопова сыграли решающую
роль в деле ускорения разрушения
царской власти. Распутин накануне
своей гибели, как бы завещал свое дело
Протопопову… Протопопов оказался,
действительно, ”роковым человеком”».
Блок также опубликовал записи Дмитрия Николаевича Дубенского — шестидесятилетнего генерал-майора,
военного писателя и издателя. Во время
Дмитрий Николаевич Дубенский
38
Первой мировой войны Дубенский состоял в свите императора в качестве
официального историографа. Одна из
записей Д.Н. Дубенского 24 февраля
1917 из ставки Николая II такова: «Тихая жизнь началась здесь. Все будет
по-старому. От Него (от царя) ничего
не будет. Могут быть только случайные, внешние причины, кои заставят
что-либо измениться… В Петрограде
были голодные беспорядки, рабочие
Патронного завода вышли на Литейный и двинулись к Невскому, но были
разогнаны казаками». В этой записи
слова «случайные причины» фактически
означают невозможность изменений.
Если бы автор этой записи верил, что
случайность может на что-то серьезно
повлиять, то выразил бы беспокойство,
но его запись об этом не говорит.
Опубликованная Блоком телеграмма
Протопопова дворцовому коменданту
В.Н. Воейкову от 27 февраля, то есть
в апогей восстания, содержит следующие уведомления: «...Охранным
отделением арестованы запрещенном
собрании 30 посторонних лиц в помещении Группы Центрального Военного
Комитета и 136 человек партийных
деятелей, а также революционный руководящий коллектив из пяти лиц. Моему
соглашению командующим войсками
контроль распределением выпечкою
хлеба также учетом использования
муки возлагается на заведующего продовольствием Империи Ковалевского.
Надеюсь, будет польза. Поступили
сведения, что 27 февраля часть рабочих
намеревается приступить к работам. В
Москве спокойно. М.В. Протопопов».
Далее Блок публикует сделанные накануне революции доклады Охранного
отделения и Отделения по охранению
общественной безопасности и порядка
в столице. По его мнению, они «дают
лучшую характеристику общественных
настроений, они исполнены тревоги, но
их громкого голоса умирающая власть
уже услышать не могла». Слово «неизбежность» встречается в этих докладах
постоянно. Общий вывод в одном из
докладов: «…с каждым днем становится все ненормальнее и напряженнее».
Однако приближенных царя этот вывод
не особенно встревожил, и доклады до
них, видимо, даже не доходили: главное
для них — положение на фронте.
Сама вера в неизбежность делает события неизбежными, потому что одни
люди перестают активно искать способы избежать нежелательные для себя
катастрофические события и готовятся
их пережить, а другие приобретают
смелость в осуществлении желательных
для них событий.
Наиболее осведомленные люди никогда не надеются на случайности. Но
теперь от наиболее осведомленных людей из Охранного отделения уже мало
что зависело. Единичные аресты общественных деятелей, которых начальнику
Петроградского охранного отделения
К.И. Глобачеву удалось добиться от
Протопопова в последний момент, уже
не меняли общей тенденции. Все общество не арестуешь, а на замену одних
лидеров теперь сразу же готовы были
встать новые. Решение проблемы со
сбоем подвоза хлеба уже не прекратило беспорядков в столице, ведь это
была не единственная, не первая и не
главная проблема властей. Главная проблема — полная и необратимая утрата
доверия у всех, включая собственных
вооруженных защитников. Ее можно
было решить только заранее, пока она
оставалась обратимой. Протопопов
этого не понимал, а Николай II не верил
в существование проблемы. В результате оба они были расстреляны в 1918
году. Воейкову, Дубенскому и Глобачеву
удалось эмигрировать в начале 1920-х.
Эпизод второй:
первый офицер, выступивший
на стороне восставших
Первый отказ солдат выполнять приказы
по разгону беспорядков, видимо, и стоит
считать той самой «случайной, внешней
причиной», о которой писал Д.Н. Дубенский, находясь в ставке Николая II.
Судьба падающей власти всегда в
руках ее вооруженных защитников. Это
правило действует начиная от преторианцев римских императоров и заканчивая
современной российской ситуацией.
Когда внутренние войска, недовольные властью, отказываются подавлять
массовые волнения, правителям уже
ничто не поможет. Пока войска готовы
Тимофей Иванович Кирпичников
Восставшие солдаты Волынского полка 27 февраля
1917 года
стрелять по толпе, шансов (но не гарантий) удержаться у власти больше,
чем шансов быть свергнутой. Подавление революции 1905–1907 годов
убедительно продемонстрировало
эту закономерность. В феврале 1917
года недовольных среди солдат было
гораздо больше, чем десять лет назад,
недовольство было сильнее, стали возможным массовое неподчинение войск,
отказ разгонять восставших. Тот, кто
первым решится на демонстративное
неподчинение и повернет свое оружие
против командиров, будет воплощать
своим поступком историческую случайность, которая сделает революцию
необратимой, а ее победу неотвратимой. Таким человеком стал Тимофей
Иванович Кирпичников — 25-летний
унтер-офицер петроградского гарнизона, славившийся среди сослуживцев
наглостью и получивший за это прозвище Мордобой.
В ночь на 26 февраля штабс-капитан
Лашкевич назначил Тимофея Кирпичникова фельдфебелем 1-й роты для
подавления беспорядков вместо якобы
заболевшего подпрапорщика Лукина.
Если бы не это назначение, нашелся
бы другой «исторический дублер», решившийся на то же, что и Кирпичников?
Проверить это невозможно, а предполагать можно что угодно. Незапланированное совпадение решений нескольких человек сделало Кирпичникова на
одно мгновение вершителем истории.
В своих воспоминаниях «Восстание
лейб-гвардии Волынского полка в феврале 1917 г.» (записаны журналистами с
его слов) Кирпичников рассказывал, что
при первом разгоне демонстрантов он
«по-тихому» приказал стрелять поверх
голов, а вечером предложил отказаться
выходить на следующий день. Когда
назавтра пришел капитан Лашкевич
и попытался заставить роту выйти, он
был убит одним из солдат. В ближайшие
дни волынцы еще убивали офицеров в
разных батальонах и повели за собой
многих, кто перед этим вовсе не собирался бунтовать. Историки потом будут
искать и найдут необходимые факторы,
повлиявшие на то, что Кирпичникова
послушали: в роте было много новобранцев, недостаточно испытавших
муштры, и много фронтовиков, более
смелых и самостоятельных. Однако все
это не сыграло бы своей роли и было
бы историками иначе осмыслено постфактум, если бы не способность одного
нахального и отчаянного человека на
поступок, достаточный для перелома
в противостоянии общества и власти.
В такой ситуации Кирпичников оказался случайно, то есть без предшествующей необходимости. Вся его
дальнейшая недолгая жизнь была
подчинена логике исторической необходимости, как и его смерть. Двадцать
пятого октября 1917 года Кирпичников
попытался вновь поднять бунт среди
солдат гарнизона, теперь уже против
власти большевиков, но поддержки не
встретил. В ноябре он решил присоединиться к Добровольческой армии
на Дону и был расстрелян по приказу
полковника А.П. Кутепова, который
затем стал одним из генералов Белого движения, а позже в эмиграции
организовывал антисоветские террористические группы. Тот, кто убивал
своих командиров, вызвал у Кутепова
только презрение. Кутепов, как можно
догадаться по его воспоминаниям, знал
о Кирпичникове еще во время своей
службы в Петрограде. Тогда Кирпичников ненадолго стал знаменит, Керенский назвал его «солдатом революции
номер один», газетчики записывали
с его слов воспоминания. В такой ситуации у офицеров, которые не могли
простить Кирпичникову предательство,
не было возможности выразить открыто
свое отношение и выполнить акт возмездия. В своих воспоминания Кутепов
описывает, что, когда с ним на Дону
добился личной встречи некий «первый
борец за свободу народа», он, не раздумывая, приказал его расстрелять.
Кирпичников не знал и не догадался
узнать, что 26 февраля в тот же день
и на тех же улицах Кутепов защищал
монархию. Однажды Кирпичникову
удалось угадать, на чью сторону встать,
но это не повторилось. У него было мало
шансов на выживание и никаких шансов
еще раз сыграть важную роль в истории.
Эпизод третий:
последнее отречение от престола
и последний шанс монархии
Александр Павлович Кутепов
Того, что одна вспышка недовольства
вызовет лавину событий, закончившихся отречением Николая II от престола,
никто не ожидал. И даже после отречения не сразу пришло осознание конца
самодержавия. Приближенные царя на-
39
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
Расследование
Расследование
деялись дать народу «новую надежду»,
возведя на престол 38-летнего великого
князя Михаила Романова.
Совещание Михаила Александровича с лидерами Февральской революции произошло 3 (16) марта 1917
года на квартире Путятиных, на улице
Миллионной в Санкт-Петербурге
(тогда Петроград). Большинство приехавших (Г.Е. Львов, А.Ф. Керенский,
М.В. Родзянко и другие) советовали
великому князю не принимать верховную власть — иначе немедленно разразится новое восстание — и передать
рассмотрение вопроса о монархии
Учредительному собранию. Только
кадет П.Н. Милюков и октябрист
А.И. Гучков убеждали Михаила Александровича принять престол. Получив
гарантии личной безопасности, князь
согласился подписать акт непринятия
престола до решения этого вопроса
Учредительным собранием. Можно
оценить этот поступок князя Михаила
как трусость, можно как некий расчет,
но можно ли оценить его как случайность?
Лидер октябристов М.В. Родзянко
так описал разговор с князем в своих
воспоминаниях: «Михаил Александрович поставил мне ребром вопрос, могу
ли ему гарантировать жизнь, если он
Князь Михаил Александрович Романов
40
Николай II в поезде, в котором он подписал
отречение от престола
примет престол, и я должен был ему
ответить отрицательно, ибо… твердой
вооруженной силы не имел за собой…»
Важна ли была убедительность высказываний тех, кто приехал к Михаилу?
Могли ли случайно произнесенные
нужные слова с нужной интонаций изменить историческую ситуацию? То, что
для последнего решающего разговора
князь позвал только тех, кто убеждал
его отречься, но не позвал Милюкова и
Гучкова, говорит о том, что он заранее
был склонен отказаться от ответственности. Эта склонность проявилась еще
ранее, когда он в 1912 году вступил в
морганатический брак с женой своего
подчиненного, утратив тем самым
юридические права на престолонаследие. По высочайшему указу ему было
запрещено возвращаться в Россию, и
он до 1917 года жил с женой и детьми в
Европе, находясь под опекой и без права распоряжаться своим имуществом
и капиталами. Но сейчас, в катастрофической ситуации, эти формальности
никого не волновали. Князь Михаил,
несмотря ни на что, все же обладал
свободой воли, и решиться на спасение
семьи и династии он мог. Такое решение
было маловероятно, однако возможно.
Нерешительность и эгоизм князя Михаила в ответственный момент лишили
самодержавие любых шансов на возврат к власти. Части армии, которые
еще сохраняли верность престолу, даже
несмотря на нелюбовь к Николаю II, потеряли всякую опору. Теперь русских
солдат могли повести за собой новые
лидеры к новым и разным целям, что и
проявилось в ходе Гражданской войны.
Русский философ и литератор Сергей
Евгеньевич Трубецкой (1890–1949),
служивший в это время на Северо-За-
падном фронте в санитарном поезде,
так описал эту ситуацию в своих воспоминаниях: «Отречение Государя
императора наша армия пережила
сравнительно спокойно, но отречение
Михаила Александровича, отказ от
монархического принципа вообще —
произвел на нее ошеломляющее впечатление: основной стержень был вынут
из русской государственной жизни… С
этого времени на пути революции уже
не было серьезных преград. Не за что
было зацепиться элементам порядка и
традиции. Все переходило в состояние
бесформенности и разложения».
Рассчитывая спасти свою жизнь,
князь на самом деле подписал свой
смертный приговор. Его расстреляли
на месяц раньше Николая II. Тот, кто
отказывается руководить в опасной
ситуации, отказывается от шансов направить ситуацию в свою пользу, ибо те,
кто будут руководить вместо него, о его
пользе заботиться уже не будут.
М.В. Родзянко надеялся восстановить монархию благодаря Учредительному собранию. Он не понимал,
что после второго отречения монархия
была обречена. После захвата власти
большевиками он пытался спасти демократию и участвовал в первом походе Добровольческой армии весной
1918 года. Эта задача также оказалась
невыполнимой. В 1924 году Родзянко
умер в эмиграции в Сербии. Тот, кто в
критической исторической ситуации
отказывается давать гарантии другим,
не понимает, что его отказ от пусть
даже иллюзорных гарантий тем, кто
нуждается в поддержке, — это не менее рискованное решение. Во время
революции гарантий нет ни у кого.
Воспоминания
участников событий
Блок А. Последние дни императорской
власти. Москва: Издательский дом Захаров, 2005.
Генерал А. П. Кутепов. Воспоминания. Мемуары. Минск: Харвест, 2004.
Кирпичников Т. И. Восстание лейб-гвардии
Волынского полка в феврале 1917 г. // Крушение царизма. Воспоминания участников
революционного движения в Петрограде
(1907 — февраль 1917 г.). Ленинград, 1986.
Милюков П.Н. История второй русской
революции. София: Российско-болгарское
книгоиздательство, 1921.
Трубецкой С. Е. Минувшее. Москва, 1991.
Церетели И. Кризис власти. Воспоминания лидера меньшевиков, депутата II Государственной думы. 1917–1918. Москва:
Центрполиграф, 2007.
Нанофантастика
Контактные линзы опознали доску объявлений на стене института, и он увидел, как в пустой раме появился виртуальный
плакат: симпатичная девушка, сложив губы строгим бантиком,
буравила Мишеля подозрительным взором. Выставленная
ладонью вперед рука явно о чем-то предупреждала, но о
чем именно, догадаться тяжело даже профессору. Одинокий
слоган «Без “да” это — “нет!» не сильно прояснял тему.
Мишель быстро моргнул два раза. Дополненная реальность
отреагировала на это новым текстом на плакате. Во
как, домогательства! Общественность борется против
сексуальной жестокости.
Ну что? Мишель не против. Свою добрую волю он
подтвердил, привычно пробежав взглядом по контуру
пиктограммы в уголке плаката. На периферии зрения
вспыхнул и исчез голубой ореол. Биочип в организме скачал
модуль, связанный с плакатом, и встроил его в программу
восприятия. Теперь жди сюрпризов. В прошлом месяце, когда
была кампания борьбы против уничтожения лесов, каждый
листок бумаги, попадавший в руки, проверялся на предмет
рационального использования. И Боже упаси использовать
только одну сторону! Листок мгновенно помечался красным
цветом, а на сайте института фамилия Форэ начинала резко
терять в рейтинге защитника природы. Кто знает, не завели
ли сейчас рейтинг по поводу сексуальной порядочности?
Кстати, о листках, совсем забыл отпечатать материалы
лекции! Устремляясь в коридор, ведущий к аудиториям, он
вызвал перед собой прозрачное окно менеджера печати.
Файл ушел на принтер за углом.
Только бы там никого не было, вечно перед парами студенты
что-то печатают. На ходу он бросил взгляд на выпуклое
зеркало, прикрепленное в углу у потолка. «Внимание,
подглядывание за процессом интимного характера!» —
красная надпись появилась прямо поверх списка файлов. В
зеркале студентка у принтера поправляла колготки. Красный
маркер заботливо отметил место на стройной ноге, куда
смотреть не полагалось. Зеркало сильно искажало фигуру,
но Мишель узнал Синтию Морисет, предмет воздыханий всей
мужской половины третьего курса.
41
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
Валерий Кашпур
Художник Н.Колпакова
Без «да»
это — «нет»!
Он дождался, когда Синтия наконец займется принтером,
и завернул за угол. Принтер как раз выдвинул второй лоток,
выдавая листки голубого цвета. Таким способом дополненная
реальность отмечала бумаги Мишеля.
Он ускорил шаг, но у заветной цели его остановило
очередное сообщение: «Внимание, вы без одобрения
вторгаетесь в личное пространство». Между ним и Синтией
на полу очертилась красная зона. Синтия стояла к нему спиной, ритмично раскачиваясь и напевая. Скорее всего, она
вызвала перед собой видеоклип или просто слушала музыку.
Мишель невольно залюбовался перекатыванием выпуклостей
под обтягивающим платьем. Размеренная и плавная зыбь
крутых полушарий завораживала выразительной эстетикой
движения. Цербер достойного поведения бездействовал, повидимому не считая движения Синтии процессом интимного
характера.
Время летело, а Синтия не собиралась заканчивать свои
танцы у принтера. Мишель прокашлялся, привлекая к
себе внимание. Никакой реакции. Если она активировала
внутреннюю стереосистему, до нее не докричишься:
коммутатор, расположенный за улиткой уха, переключен на
обслуживание биочипа.
Невзирая на усиливающую красноту пола, Мишель
подошел к ней и тронул за плечо: «Синтия, я могу взять
свои распечатки?» Опережая ее реакцию, ткань платья
под его рукой покраснела. Биочип не на шутку возмутился,
комментируя свою цветовую индикацию: «Жест может
расцениваться как приглашение к интимной близости. Его
повторение рассматривается как сексуальная агрессия».
— Профессор Форэ? — Синтия резво повернулась. —
Скажите быстрее, что вы меня любите!
— Не понял, — оторопело пролепетал Мишель.
— Ну что вам стоит? Ну пожалуйста, пожалуйста, дело жизни
и смерти. — Она умоляюще сложила руки. По ее контактным
линзам пробегали стайки малюсеньких символов красных
сообщений.
— Хорошо, я тебя люблю, Синтия. Любимая, если тебя не
затруднит, передай из лотка мои распечатки. Так пойдет?
— Я тоже тебя очень люблю, Мишель. Ура, заработало! —
Она радостно схватила распечатки и вручила их ему.
— Синтия Морисет, потрудитесь объясниться. — Мишель
сурово нахмурил брови, злясь на себя за недавнюю
растерянность.
— У меня в Инстаграме тэг #янепровоцируюсексом. Он
вешает на мой чип модуль проверки. Стоит теперь вильнуть
пару раз бедрами в неположенном месте, и слетит мой тэг,
как осенний лист с дерева.
— Большая трагедия?
— Вы не представляете какая! Меня же потом в программу
обмена студентами не включат!
— Ого, и как от этого спасает «я тебя люблю»?
— Перед близким человеком можно вертеть чем хочешь.
Обозначил собеседника любимым, и потом никаких проблем.
Чип учитывает близость отношений между людьми.
— Ладно, беги на лекцию.
Хм, она права. Красная зона на полу между ними исчезла,
а он и не обратил внимания. Значит, модуль борьбы с
сексуальной жестокостью работает по такому же принципу.
Господи, с этой общественной жизнью скоро вообще
забудешь о преподавании! Мишель задумчиво просмотрел
свои бумаги, освежая в голове план лекции. Стоит внести в
него небольшую поправку для облегчения жизни.
В огромной аудитории, вмещавшей весь третий курс, он
окинул строгим взглядом ряды притихших студентов:
— У нас скоро экзамен, и в качестве тренинга я хочу задать
вам вопрос: любите ли вы меня?
Жизненные циклы
буратинологии
В.Д. Киселев
Нам с детства известна история о деревянной кукле, которая стала
свободной марионеткой, а позже обладателем собственного театра.
Буратино вместе с Чапаевым и Штирлицем, Моцартом и Сальери,
Екатериной Великой и Шариковым пополнил галерею российских
архетипов. Во всех этих ярких, очень сложных и разных в своих деталях
историях прослеживается череда схожих, по своей сути, событий. Их
можно формализовать в относительно простую концептуальную модель,
которая поможет лучше понимать устройство окружающего нас мира
42
Модель для буратинолога
В домашней библиотеке у меня есть
несколько десятков книг разных авторов,
которые легко можно было бы отнести к
«российской и зарубежной теоретической
и прикладной буратинологии», или
«технологии манипулирования массовым
сознанием». Практически все они ратуют
за прогресс, за развитие личности в рамках
устойчивых социальных ценностей.
Сюжеты про Буратино и его золотой
ключик, Руслана и Людмилу, Одиссея и
Геракла помогут нам сформулировать
и проиллюстрировать концептуальную
модель этапов жизненного цикла героя
и мифа о нем. Согласно этой модели,
весь жизненный цикл героя делится на
четыре фазы: рождение и формирование
– бурное развитие – функционирование
и кульминация – смена идентичности
или разрушение объекта. При этом
нужно вспомнить, что еще древние греки
46
Поиски смысла
10
11
12
Судьба Буратино
30
31
32
Порог. Смерть мифа
делили мир на две равнозначные части:
мир людей и мир идей, по которым всю
свою жизнь блуждает человек сам либо
в памяти людей.
Итак, у нас есть герой, судьбу которого
мы сейчас будем препарировать, разъяв
ее на неоднократно повторяющиеся как
в литературе, так и в жизни, стандартные
этапы. Делать это нужно для того, чтобы
всегда понимать при рассмотрении
конкретной жизненной ситуации, какому
этапу она соответствует, и в зависимости
от этого предпринимать необходимые
действия. А ненужные действия не предпринимать.
Судьба типового героя выглядит так.
Сначала он находится в мире идей: все
начинается с мечты родителей о его
возвращается в мир людей. Там он успешно
социализируется, подтверждает свое право
на высокий статус и, если удается это право
реализовать – воцариться, – закрепляет
созданную им норму для решения
определенного типа проблем. С физической
смертью героя – новым переходом в мир
идей – процесс мифообразования о нем
может закончиться заслуженным или
незаслуженным обожествлением на
некоторый период времени.
рождении. Через некоторое время после
того, как будущий герой появляется на
свет, входит в мир людей, он начинает
испытывать комплекс неполноценности.
Психологи утверждают, что этот этап
болезненной фрустрации необходим
для становления здоровой и вменяемой
личности. Дальше герой слышит зов и
отправляется в путь за разрешением
своего затруднения. На этом пути ему приходится переходить через свой Рубикон.
В случае удачи он снова оказывается
в мире идей, где происходит второе
рождение героя. Там он испытывает
искушение и выходит на битву с драконом,
то есть ищет решение своей проблемы.
Это дает повод для рождения мифа
о нем, с которым герой воскресает –
Буратинологи не первый год работают
над историей деревянного человечка с
длинным носом и с ее помощью построили подробную модель его судьбы, которую можно приложить к огромному числу
историй и ситуаций. Результат получился
весьма емким – всего в этой, казалось
бы, незамысловатой судьбе выделено
46 этапов или различных состояний (см.
таблицу) с многократными переходами
между обоими мирами – идей и людей.
Их подробные описания могут занять
не один десяток страниц, поэтому ниже
используем краткое изложение достижений этой величественной науки.
1–4. У Буратино, на самом деле,
два родителя. Это столяр Джузеппе
и шарманщик Карло. Ответственные
родители будущего героя должны
осознать его вещественную, популятивную, обобщенную и разделительную
сути, найти ответы на соответствующие
вопросы: «Каким физически должен стать
герой?», «К какой семье (конкретной
популяции) он будет принадлежать?»,
«В какую обобщенную социальную
группу войдет?», «Чем герой будет
принципиально отличаться от других?».
Очень часто наивные родители, пребывая
в мире радужных идей, с помощью
рождения детей надеются решить свои
личные затруднения. Папа Карло не
исключение – он для себя отвечает
на эти вопросы следующим образом:
вырезанную из говорящего полена куклу
можно научить всяким смешным словам,
петь и танцевать, чтобы носить по дворам
и зарабатывать таким образом на кусок
хлеба и стаканчик вина.
5. Декларация о рождении героя
звучит так: «Как бы мне ее назвать? –
раздумывал Карло. – Назову-ка я ее
43
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
Таблица 1. Контентная сетка для описания жизненного цикла героя
Этапы развития
Мир идей
Мир людей
(события и состояния)
Мечта родителей о
1
рождении героя
2
Вещественное
3
Популятивное
4
Обобщенное
5
Разделительное
6
Порог. Рождение героя
Детство героя
7
Пророчество
8
Декларация о независимости
9
Юность героя
Фрустрация неудачника.
Зов к герою
Исход (начало путешествия)
13
Путешествие
14
Страж. Мытарь
15
16
Порог. Второе рождение
17
Компенсация
18
Искушение героя
19
Подготовка к битве
20
Битва с драконом
Обретение эликсира.
21
Рождение мифа
22
Уклонение от погони
23
Надежное укрытие
24
Черный маг
25
Белый старец
26
Порог. Воскрешение
Начало социализации
27
Первый адепт
Социализация в
28
референтной группе
Преодолённое искушение
29
Вызов на бой
Воцарение
Закрепление мифа
Зов к мифу о герое
Исход (начало путешествия)
33
Путешествие мифа о герое
34
Чистилище
35
36
Порог. Смерть героя
Искушение 1.
37
Вещественное
38
Искушение 2. Популятивное
39
Искушение 3. Обобщенное
Искушение 4.
40
Разделительное
41
Обожествление
42
Регламентация
43
Рутинизация
42
Выхолащивание
45
Утилизация
Буратино. Это имя принесет мне счастье.
Я знал одно семейство – всех их звали
Буратино: отец – Буратино, мать –
Буратино, дети – тоже Буратино… Все
они жили весело и беспечно…»
6. Этот этап – прохождение порога:
кукла вырезана и попала в мир людей.
7. Детство героя. Буратино начинает
баловаться. Убежал, притворился
мертвым и подставил папу Карло. «Мысли
у него были маленькие-маленькие,
коротенькие-коротенькие, пустяковыепустяковые». Можно вспомнить пример
из греческой мифологии, когда младенец
Геракл душит змей, посланных к нему
злобной Герой.
8. В детстве обязательно возникает
сюжет с пророчеством. У Буратино –
это встреча со сверчком, который дает
прогноз судьбы: «Иначе тебя ждут ужасные
опасности и страшные приключения.
За твою жизнь я не дам и дохлой сухой
мухи».
9. А далее герой вступает в юность и
произносит Декларацию о независимости:
«Больше всего на свете я люблю страшные
приключения. Завтра чуть свет убегу из
дома — лазить по заборам, разорять птичьи гнезда, дразнить мальчишек, таскать
за хвосты собак и кошек… Я еще не то
придумаю!..»
10. В юности неизбежно случаются
неудачи. Для Буратино это инцидент
с крысой Шушарой, который, если бы
не вмешался папа Карло, мог стоить
Буратино жизни.
11. За этим следует фрустрация
неудачника, герой осознает свои
недостатки и личностные проблемы.
Переживания Буратино приводят к
тому, что он хочет выучиться грамоте,
разбогатеть и отблагодарить старого
шарманщика.
12. Зов к герою. Для Буратино он
прозвучал из кассы кукольного театра и
определил его жизнь.
13. Исход. Путешествие начинается
после того, как Буратино перешагнул
порог театра.
14. А далее идет череда событий,
в ходе которой герой обретает жизненный опыт, – это все приключения и
злоключения Буратино перед тем, как
попасть в Страну Дураков.
15–16. И вот он оказывается на границе,
перейдя которую, начинает свой главный
подвиг – идет навстречу Дракону. На этой
границе его ждет Страж, Привратник,
Мытарь, Харон – в каждом мифе у него
свое имя. Он берет плату за переход в
другой мир. Например, Одиссей платит
кровью за посещение царства Аида. А с
Буратино плату пытаются получить лиса
Алиса и кот Базилио. Руслан бьется с
Головой (Черномором-старшим) за право
двигаться дальше. Договорившись со
Стражем, герой проходит порог. Для
Буратино это мост через реку на пути в
Страну Дураков.
44
17. За преодоление следует награда.
П о б е ж д е н н а я го л о в а Ч е р н о м о р а
дарует Руслану меч. Баба Яга после
преодоления испытаний помогает
Ивану-дураку. У Дон Кихота появляется
верный помощник Санчо Пансо. А у
Буратино – Пьеро.
18. Искушение героя – очень важный
этап судьбы, здесь формируется «петля
застревания», так как герою хочется
задержаться, прекратить свой путь.
Одиссей оказывается у нимфы Калипсо,
откуда уплывает, лишь влекомый чувством
долга. А Буратино оказывается в домике
Мальвины, девочки с фарфоровой
головой и голубыми волосами. Вот оно,
личное счастье, найдено. Трудно герою
устоять.
19. Подготовка и мотивация к битве.
Для Буратино – это спасение друзей
от Карабаса-Барабаса. Внутренняя
свобода становится внешней свободой;
герой теперь возмутитель спокойствия
и защитник притесняемых, как Ходжа
Насреддин.
20. Битва с драконом. В сказке про
золотой ключик дракон двухголовый
и опосредован двумя персонажами:
Карабасом-Барабасом – доктором
кукольных наук, злым почти волшебником – и Дуремаром, который
подл как интеллигентный эксплуататор,
как носитель некоей учености, готовый
продаваться силе и власти.
21. Герой-победитель дракона всегда
обретает чудодейственный эликсир,
то есть находит одноразовое решение
проблемы, после чего рождается миф
о герое. После победы над КарабасомБарабасом и Дуремаром золотой ключик
оказывается у Буратино. В других сказках
это эликсир молодости для пожилого
царя-батюшки, рубашки из крапивы для
братьев-лебедей, молодильное яблочко
как замечательный способ вернуть
человека на несколько этапов или фаз
назад.
22–25. Далее начинается погоня,
о т к о т о р о й ге р о й , о б л а д а ю щ и й
чудодейственным эликсиром, пытается
уклониться. При этом он может найти надежное укрытие, и тут опять
формируется «петля застревания», так
как герою хочется задержаться в укрытии
и прекратить свой путь. Если же он выйдет
из укрытия, то непременно встретится
с черным магом. У Буратино это опять,
казалось бы, побежденный КарабасБарабас. Но с черным магом помогает
справиться Белый старец – папа Карло,
который колотит Карабаса-Барабаса с
помощниками и отбирает кукол.
26. И вот наступает момент возвращения
в м и р л ю д е й , ге р о ю н а д о о п я т ь
преодолевать порог. Для Буратино – это
порог в прямом смысле, порог каморки
папы Карло. Для Одиссея – одинокое
возвращение на берег родной Итаки
после многолетнего отсутствия, по сути,
воскрешение. По формальному статусу
он царь, а по неформальному – слабый,
нищий бродяга, рискующий потерять
свою жизнь при первой же встрече с
женихами Пенелопы.
27–30. Далее происходит социализация
воскресшего героя. У Буратино этот
момент прописан неярко, а вот в мифе об
Одиссее процесс показан очень подробно,
от сцены встречи со служанками на
берегу, опознания собакой, служанкой по
шраму на ноге до формирования группы
поддержки.
31. За этим следует воцарение
героя – Буратино в качестве награды
получает собственный театр «Молния»,
статус лидера и руководителя. Аналогично Одиссей, расправившись с
женихами Пенелопы, восстанавливает
свой царский статус.
32–40. А далее миф уже живет
своей жизнью. У него появляются
мифотворцы, создающие житие героя,
миф начинает путешествовать. Так герой
снова уходит в мир идей, преодолев
очередной порог. Для Буратино – это
дверь, открытая золотым ключиком, за
которой расположен идеальный мир
справедливости.
41. При этом может произойти
обожествление героя, от него остается
только светлый образ. Вспомним фразу,
которая стала нарицательной: «И тогда
пастор Шлаг или светлый образ его…».
На этом этапе возникает целостная
системы идеологем и идеологов, герой же
становится, по сути, брендом. Он получает
право мечтать о рождении новых героев
– своих зонтичных брендов. Запускается
первый этап очередного цикла для новой
идентичности следующего героя.
42–46. А потом миф деградирует.
Идет его регламентация – системно и
структурно оформляется идеология,
появляются подробные учебные пособия
и методические материалы к ним. Затем
следует рутинизация – изучение образа
героя становится обязательным в школьной программе; за знание ставят оценки,
за незнание могут наказать. Постепенно
появляются шутки и анекдоты о герое. И
выхолащивание – образ превращается
в сказку, расхожую схему или клише,
автоматически, не всегда правильно и
успешно, применяемый шаблон. Ошибки
применения шаблона накапливаются, и
образ постепенно становится недостоверным, мусорным. За этим следуют
смерть мифа и забвение героя.
Прогноз для Буратино
Деревянная марионетка приобретет
божественный статус, его имя станет
брендом, однако непреодоленные
личностные недостатки (например,
неблагодарность к тем, кто ему помогал,
плохо скрываемая агрессия по любому
поводу) обязательно проявятся в гипер-
Буратинология
объединенной Германии
Так как предложенный инструментарий
обладает свойствами фрактальности, то
его можно применять не только к отдельным персонажам, но и к группам, организациям и группам организаций, даже
странам. Буратинология как прикладная
наука может привести много примеров
из российской и мировой истории разнообразных Буратин, хотя многие себя
таковыми не считали.
Возьмем создание единого германского государства в девятнад-цатом
веке. История вышла такая. В ходе
наполеоновских войн была окончательно
ликвидирована Священная римская
империя германской нации. От нее
осталось тридцать пять королевствкняжеств-герцогств и четыре вольных
города, объединенных решением
В е н с ко го ко н гр е с с а 1814 го д а в
Германский союз с весьма аморфной
структурой, что устраивало державыпобедительницы. Австрия и Пруссия
вошли в него частично, лишь своими
немецкими землями, однако именно
они были главными центрами силы,
так сказать, родителями будущей
объединенной Германии. Цели их были
близки – ни в коем случае не допустить
установление конституционных режимов,
сохранение такого мироустройства, при
котором сувереном остается монарх,
а не народ. Чтобы понять дух времени,
приведем фразу прусского короля
Фридриха Вильгельма IV, считавшегося
либералом: «Я никогда не позволю,
чтобы между Господом, нашим небесным
владыкой, и этой страной стал, точно
второе провидение, исписанный лист
бумаги и чтобы его параграфы правили
нами».
И главным творцом этой охранительной
системы был австрийский канцлер
Меттерних. В рамках нашего повествования он последовательно выступает
в роли злой Геры, дракона, черного мага.
А кто же Буратино? Это многочисленные
университетские профессора и их
талантливые студенты, мечтающие об
объединении Германии под единым
народным управлением. Меттерних
всячески противится объединению,
поскольку оно неизбежно вело к появлению
союзной конституции и установлению
выборного органа власти. То есть передаче власти от монархов народу.
Чтобы этого не случилось, Гера-Меттерних запугал владетелей мелких
княжеств революцией, и те послушно
голосовали на заседаниях союзного
сейма за самые реакционные идеи
Меттерниха, прежде всего цензурнополицейского свойства. Будучи опытным буратинологом, он талантливо
препятствовал самому рождению нового
политического субъекта, его переходу из
мира идей в мир людей, причем очень
долго, три десятка лет. Буратины же
раз за разом придумывали все новые и
новые идеи объединенной Германии и
вступали в схватку с драконом за само
право на осуществление этих идей: в
ход шли и политические убийства, и
народные волнения, и идеологическая
обработка населения через романы и
научные монографии. Однако переход
героя через порог в мир людей случился
с той стороны, с которой Меттерних не
ждал опасности – прусский король начал
формирование таможенного союза,
прежде всего на своей территории, где
были многочисленные анклавы других
государей. Именно с этого момента
Германия (за исключением Австрии)
пошла к своему объединению.
Июльская революция 1830 года во
Франции всколыхнула всю Европу,
и Германия не была исключением.
Чтобы отвлечь своих подданных от
политической деятельности и для
повышения их благосостояния, вскоре
почти все германские королевства присоединились к таможенному союзу. Так
наш герой вышел в путешествие: из-за
облегчения торговли резко возросло
количество связей между подданными разных королей. А впереди у него
была решительная схватка с дракономМеттернихом. Она состоялась в 1848 году,
когда в ходе охватившей Европу революции всесильный канцлер был отправлен
в отставку и по подложным документам
бежал из революционной Вены в Лондон,
а потом переехал в Брюссель. Его
падение открыло возможность для
объединения германских государств в
могущественную Прусскую империю.
Именно тогда, в 1848 году, собравшийся
во Франкфурте сейм принял имперскую конституцию и преподнес корону
(своеобразный золотой ключик) упоминавшемуся прусскому королю, который назвал ее «ошейником», сказал, что корону взяли «из сточной
канавы», и отказался от нее. Здесь явно
просматривается петля застревания,
когда герой пытается спрятаться от
проблем в убежище. Но путешествие
героя к славе остановить было уже
нельзя и при следующем короле,
Вильгельме I, несколько удачных войн
привлекло к Пруссии все немецкие
Поиски смысла
государства кроме Австрии, Люксембурга
и Лихтенштейна. Роль Белого старца тут
явно сыграл Отто фон Бисмарк, который
создал Северо-германский союз, таким
образом, обеспечив воскрешение героя.
Наверное, его победу в войне с Францией
1871 года можно считать событием,
которое в теории называется «воцарением» героя. Ну а дальнейшая история
известна – смерть империи в 1918 году и ее
обожествление уже в мифологии Третьего
рейха. Начинающие буратинологи,
обложившись историческими фолиантами,
несомненно, смогут выявить все этапы,
заложенные в базовую модель и добавить
их к этому краткому изложению.
Заключение
В статье предложена мужская версия
жизненного цикла героя и мифа о нем.
Существует и женская версия, она по
структуре такая же, а по наполнению
событиями имеет некоторое смысловое
отличие. Мужские персонажи – преимущественно исследователи норм и
захватчики новых ресурсов, женские
– преимущественно формирующие
и удерживающие нормы и ресурсы.
В этом разница при описании сути
конкретных этапов – цели и ценности
взаимодополняющие, но иные.
Соотнесение мужских и женских
вариантов таблицы, описывающей
последовательность обязательных
архетипических событий для конкретных персонажей, групп и стран, находящихся на разных этапах жизненного
цикла, порождает для сценаристовбуратинологов, в том числе семейных,
театральных, корпоративных и политических, огромные возможности для
того, чтобы заинтересовать зрительскую
ау д и то р и ю и с п р о в о ц и р о в ат ь е е
активность, временами вызывая восторг
или горючую слезу.
45
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
трофированном виде. Вероятно, он
станет театральным диктатором, и
этап обожествления может оказаться
излишне драматичным и даже кровавым
для его соратников. В московской
театральной богеме есть аналогичные
примеры. Сценаристам-буратинологам,
которые возьмутся описать последние
этапы существования мифа Буратино,
что пока никем в России не сделано,
хочется пожелать успеха и чувства
юмора в их многотрудном деле.
Дело
о звере
гишу
Григорий
Панченко
У кого-то из фантастов — то ли у Ефремова, то ли у Беляева — описан чудовищный зверь — гишу, пожиратель
древних слонов, доживший до эпохи
человека. Человек не умел спастись
от него, потому что не понимал его
повадок, а не понимал потому, что повадки эти возникли в те времена, когда
человека еще не было и быть не могло.
И человек мог спастись от гишу только
одним способом: объединиться с себе
подобными и убить…
А. и Б. Стругацкие. Хромая судьба
Мезонихиды были всеядными существами (как полагают, «более плотоядными, чем кабан, но менее плотоядными, чем медведь»); они часто достигали размеров гиены, а эндрюсарх из
палеоцена Монголии был крупнейшим
наземным хищным млекопитающим —
его череп достигает в длину 85 см…
Именно это существо было описано
И.А. Ефремовым в романе «Великая
дуга» под названием «гишу — ужас
ночей, пожиратель слонов».
К. Еськов. История земли
и жизни на ней
П
осле возвращения из Москвы было,
конечно, устроено семейное чтение,
и мой сын засомневался: не выдуман ли
зверь гишу, который в повести «На краю
Ойкумены» настигает беглецов ночью в
саванне, стуча страшными когтями по
твердой земле?
Послали Ефремову письмо.
«Гишу — это вымерший теперь вид
гигантской гиены, изображения которой
еще встречались на фресках в Египте
эпохи Древнего царства — примерно
4500 лет назад, — ответил Ефремов. —
Как выясняется теперь, гиены — вовсе
не трусливые хищники, как их обычно
изображали раньше. Это грозные и
активные звери, перед которыми отступают даже львы. А уж перед гишу
должны были трястись слоны!»
В. Савельзон.
«Уральский следопыт», 1977, 4
46
Итак, гишу. Несмотря на давность
своего литературного рождения (1948
год!), он остается одним из знаковых
монстров. Правда, современные авторы и иллюстраторы, кажется, обычно
выбирают «не того» зверя: часто —
крупного креодонта вроде мегистотерия. Мегистотерия как такового Ефремов еще не знал, этот супермонстр
был открыт уже после его смерти, но
крупные креодонты в пору Ивана Антоновича были отлично известны, более
того — числились ближними родичами
эндрюсарха (сейчас уже нет). Впрочем,
вопрос о прототипе гишу вообще до
крайности спорный…
Позвольте, почему же спорный? Ведь
мы имеем недвусмысленный ответ самого Ефремова, четко расставляющий
точки над i: гигантская гиена, никакой не
эндрюсарх и не креодонт! Но вот — нет:
не имеем мы такого ответа. Почему —
см. ниже; а пока давайте порассуждаем
так, словно этот ответ все-таки есть.
Если говорить о «гигантских гиенах» в
широком смысле слова, то наилучший
кандидат для гишу — динокрокута. Не
такой уж древний монстр, к нашему
времени она чуть ли не на 30 млн лет
ближе, чем эндрюсарх. Внешность и
габариты примерно соответствуют тем
варгам, которые в киноэпопее Питера
Во всех прижизненных изданиях Ефремова иллюстрация с изображением гишу появилась лишь
единожды — и неизвестно, была ли она согласована
с писателем. Зверь тут напоминает хищника,
происходящего словно бы от огромного лемура
Расследование
Джексона «Властелин колец» представлены как подседельные животные
орков (у Толкина-то были просто волки,
немногим крупнее обычных). Образ
жизни у динокрокут был вполне гиений:
нормальный падальщик, временами,
несомненно, активный хищник и, столь
же несомненно, клептопаразит, то есть
«отниматель добычи». Место жительства, правда, не африканское: скорее
ближе к тем краям, где проходили
монгольские экспедиции Ефремова!
Но 5—6 млн лет — вполне достаточный
срок для переезда.
Мозг динокрокуты довольно примитивен, что никак не снижает боевые
возможности, но затрудняет коллективное бытие; вот и гишу — одиночный
хищник. Вряд ли динокрокуте по силам
бить притупленными когтями передних
лап слонов и носорогов... но ведь гишу —
это, может быть, не совсем она, а ее спе-
циализировавшийся правнук, который,
живя в ладу со временем и эволюцией,
за оставшиеся миллионы лет серьезно
доработал прабабушкино наследство.
Правда, в этом случае отпадает один из
главных козырей гишу: «человек не умел
спастись от него, потому что не понимал
его повадок, а не понимал потому, что
повадки эти возникли в те времена,
когда человека еще не было и быть не
могло», зато в остальном более похоже.
Ладно, покамест вынесем этот довод
за скобки. Или нет? Ведь автор особо
подчеркивал нарочитую «пережиточность» гишу, его древность, чуждость
всему! Помните:
«Зверь был молчалив, как сама
ночь, — за все время погони он не
издал ни единого звука, и это необычайное для хищника степей свойство
больше всего пугало друзей... В движениях животного, в его зловещем
молчании, в упорном прямом взгляде
больших глаз под выпуклым лбом
было что-то отличавшее его от всех
известных друзьям зверей. Люди
инстинктивно поняли, что животное,
встретившееся им, — пережиток
иного, древнего мира, с другими законами жизни».
Одиночный хищник, идя по следу, и
не должен подавать голос — а вот все
остальное серьезно. Не вступить бы
нам в конфликт с авторским замыслом!
Так или иначе, если правнук оставался
с прабабушкой в одной весовой категории, то это классический «ordinary size
monster». Сразить его ударом копья
куда возможней, чем тех жутких мон-
стродонтов, которые могли наследовать
эндрюсарху или, паче того, мегистотерию. Они, пожалуй, в первый же миг
смели бы ефремовский интернационал
просто за счет натиска!
Продолжим перебор гиеновых вариантов. С еще большей вероятностью,
чем динокрокута, в Африке могла
остаться сравнительно недавняя пахикрокута: это уже настоящая гиена,
не «двоюродный родич», но тоже в
какой-то мере гигант, рост ее — с небольшого или даже среднего льва. Или
47
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
Саркастодон и эндрюсарх (справа) над добычей.
Похоже, эндрюсарх в роли клептопаразита сейчас
докажет свое преимущество над «первичным добытчиком»! Здесь и далее — реконструкции Романа
Евсеева
плиокрокута: размером не больше крупной львицы, зато местами дожившая до
древнеегипетских времен!
Но им точно не по чину атаковать «в
лоб» троих могучих воинов, вооруженных широколезвийными копьями как
раз на крупного зверя. То есть не по чину
проделывать это в одиночку. Да и зачем:
ведь все они (пожалуй, кроме старушки
дино) стайные хищники!
То-то и оно. Нет, это не про гишу.
Если уж дойти в поисках палеонтологических прототипов до абсурда, то
существовали и более крупные «гиены»,
весом свыше полутонны, но совсем
уж в кавычках. Потому что сумчатые:
боргиены. Обитали они в Южной Америке с ее до бредовости причудливой,
изолятной, примитивной фауной.
Крупнейшим боргиенидам там не было
нужды становиться чем-то большим,
чем падальщик или клептопаразит без
стадии активного хищничества: могучее, но медлительно-тяжеловесное
существо с барсучьей грацией. Однако
это невозможно для Ефремова: он
ведь действующий ученый, а на такую
«переброску» может решиться разве
что вольный литератор вроде Жюля
Верна, мужественно заселивший свой
«Таинственный остров» орангутанами,
капибарами, онаграми и дюгонями.
А о каких древнеегипетских изображениях Ефремов (точнее, все-таки
один из его персонажей!) говорит в
прологе «Ойкумены»? Они действительно известны, но тут Иван Антонович
ошибся: в Египте гиен приручали (как
ни странно, скорее с гастрономическими, чем со служебными целями!), и на
этих фресках животные запечатлены
«в одном кадре» с ухаживающими за
ними мальчишками-слугами! Детское
телосложение египтяне не передавали, так что мальчишки эти выглядят
«маленькими взрослыми». Будь на их
месте настоящий взрослый мужчина —
никто бы ни на миг не усомнился, что
рядом с ним обычная пятнистая гиена.
А так создатель «Ойкумены», видимо,
счел, что древние художники стилизовали неизвестного зверя, «подогнав»
его облик к привычному им гиеньему
силуэту. Тут еще важно помнить, что
эндрюсарх в эпоху Ефремова считался почти креодонтом, креодонтов же
тогдашние реконструкции изображали
несколько более гиенообразными, чем
следовало бы.
Но как все-таки быть с тем указанием
на переписку с Ефремовым, где говорится не о гиеновидном монстре, а о
гиене-великане? Да никак не быть. Без
текста письма (а его нет: ничего, кроме
этой «цитаты», за все миновавшие годы
так и не было предъявлено) поневоле
приходится считать, что автор... ну, до-
48
пустим, не выдумал этот ефремовский
ответ, но сконструировал его, опираясь
на пролог «Ойкумены». Скажем даже
мягче: может быть, какая-то переписка
в самом деле имела место, но не сохранилась, так что через десятилетия
ее пришлось воссоздавать по памяти.
А память в таких случаях инструмент не
самый надежный. Особенно когда на нее
накладываются строки из пролога — и те
данные об активном хищничестве гиен,
которые были на слуху как раз в годы
публикации «Уральского следопыта».
Знаменитая книга «Невинные убийцы»
Джейн и Гуго ван Лавик-Гудолл стала
бестселлером именно тогда. При Ефремове же эта информация еще не была
в употреблении, он о гиенах пишет как
о падальщиках...
Следующая кандидатура — агриотерий: африканский (не только, но в том
числе) медведь. Очень древний, хотя и
не сравнительно с эндрюсархом. Очень
крупный: матерый самец, возможно,
около тонны весом, хотя телосложением похож на распиаренного Би-би-си
арктодуса, то есть поджар, долговяз
без малейших признаков косолапости
и... да, что-то гиенообразное в его силуэте было. Очень хищный, хотя, надо
думать, не без клептопаразитизма (без
него обходятся только самые маленькие
и слабые охотники); по-видимому, самый мощный укус среди всех хищников
вообще — впрочем, это мы говорим о
хищниках в узком смысле слова, отряде
Carnivora, креодонтов эти подсчеты не
касаются, они из «параллельного мира».
Относительно короткомордый — что
тоже, наверно, роднит его с гишу, раз
уж того сравнивают с гиеной... а вот
эндрюсарх этой особенностью похвастаться не может и даже его далекие
потомки вряд ли смогут.
Вдобавок — обитатель открытых пространств и редколесий. Эпизод с гишу
имел место в похожем ландшафте: холмистая саванна близ кромки джунглей.
Агриотерий. Силуэт воина дан исключительно для
масштаба: в реальности время этих сверххищных
медведей завершилось задолго до появления человека
Правда, когти у агриотерия были не
притупленные, а рвущие, острые: не
«давить», но «драть». Однако это у него.
А у его потомков, имевших возможность
проэволюционировать?
(В число этих потомков, возможно,
входит загадочный зверь керит, он же
чимисет, по некоторым сведениям,
до сих пор обитающий в африканских
джунглях, то есть в общем-то не вполне
там, где ефремовские герои повстречались с гишу. В принципе керит может
вести свою родословную и от кого-то
вовсе постороннего, хотя бы от той же
динокрокуты... хотя вряд ли: лапы и когти у него, судя по описаниям, оформлены скорее в «терзающем», медвежьем
стиле, значит, опять-таки не гишу. К
тому же невозможно выяснить, слышал
ли о нем Ефремов хоть что-нибудь. В
конце жизни, скорее всего, слышал, тогда уже и в СССР появились публикации,
а вот до 1948 года — непохоже.)
Так что же, принимаем агриотерия в
команду? Не факт:
«Друзья никогда не видели такого зверя. Массивные передние лапы его были
длиннее задних, передняя половина
туловища сильно возвышалась над
крестцом, спина была поката. На толстой шее прямо сидела тяжелая голова
с массивными челюстями и крутым выпуклым лбом. Короткая светлая шерсть
была испещрена темными пятнами. На
загривке и на затылке дыбом торчали
длинные жесткие волосы. Зверь отдаленно походил на пятнистую гиену,
но невиданных, чудовищных размеров:
голова его приходилась на высоте
пяти локтей от земли. Широкая грудь,
плечи и загривок подавляли своей
массивностью, буграми выпячивались
могучие мускулы, а громадные кривые
когти зловеще стучали, нагоняя страх.
Зверь двигался странными, неровны-
Халикотерий. Применительно к гишу он мог
послужить разве что «обобщенной моделью»
П
охоже, не миновать нам погружения
во времена эндрюсарха: ни много ни
мало, где-то на половину той дистанции, которую Хронос проложил между
нами и динозаврами. Неужели без этого
никак не обойтись?
Позвольте: а зачем нам обходиться,
если Ефремов сам ее совершенно недвусмысленно обозначил! Где? А всего
несколькими страницами раньше:
«Дремучие леса опоясывают эти
горы, в лесах обитают дикие люди и
таинственные звери редкой древней
породы, описать которых невозможно
<...> один раз видели там животное не
меньше слона, только более тяжелое, с
двумя рогами, расположенными рядом
на конце морды».
Цитата, как видите, неполная: изъятый фрагмент предъявим чуть позже,
чтобы интересней было. Но тот таинственный зверь, которого рассказчики
(племя «повелителей слонов») описать
все-таки решились, — арсинотерий
собственной персоной. А ведь он эндрюсарху скорее даже не ровесник, но
старший современник!
Впрочем, этот зверь подрос (палеонтологический исходник был ощутимо
меньше слона) и освоил новую экологическую нишу (раз уж он водится
в лесистом нагорье Килиманджаро:
предки-то вели «бегемотий» образ жизни). Ефремову ли этого не знать!
Так что со спокойной совестью рассматриваем кандидатуру эндрюсарха. И
столь же спокойно допускаем, что гишу
на самом деле является не им самим,
но его потомком.
Эндрюсарх. «Царственный зверь»,
названный в честь первооткрывателя,
Роя Чапмена Эндрюса. Примечательная
кандидатура. Хотя бы потому, что вне
зависимости от «Ойкумены» его и Ефремова связывает крайне таинственная
история, имеющая отношение к палеонтологической практике.
Официально считается, что «царственный зверь» известен науке только
по черепу, найденному в 1923 году:
кроме него с тех пор обнаружены лишь
разрозненные обломки зубов. Но шесть
десятилетий спустя вышла научно-популярная книга «По следам минувшего»,
в которой утверждается, что одна из
экспедиций под руководством Ефремова (!!!) обнаружила его полную нижнюю
челюсть. Тем не менее в собственно
научных публикациях о ней — ни звука,
ни в одном из музеев ее тоже не видели.
Отмахнуться от этого сообщения — мол,
чего только не наплетут популяризаторы? Но ведь «По следам минувшего»
писали не нынешние знатоки-разбойники, чье образование сводится к полугодичным бизнес-курсам с теософским
уклоном, а В. и И. Яковлевы — очень
авторитетные палеонтологи. Научный
Расследование
редактор издания С.В. Мейен — тоже
крупнейший специалист. И дата издания
не свидетельствует о мистификации,
такого тогда попросту в заводе не было.
Владимиру Николаевичу Яковлеву,
увы, уже никакой вопрос не задашь (а
ведь он был знаком с Ефремовым!), но у
Ирины Михайловны Яковлевой при случае хорошо бы поинтересоваться. Пока
же констатируем факт: все очень странно. Настолько, что впору задуматься о
пересечении миров и реальностей.
Вернемся к нашим эндрюсархам.
Не всяк, кто ест мясо, — хищник; с
другой стороны, и не всякий хищник
официально зачислен в отряд хищников, карнивор. «Царственный зверь» —
представитель группы хищнокопытных,
древнекопытных (настолько древне-,
что оформленных копыт у них еще нет).
Характеристика «более плотоядный,
чем кабан, но менее плотоядный, чем
медведь» верна для его родичей мезонихид, но вряд ли для него самого: у
него-то рацион явно был похищнее, чем
у бурого мишки. Между прочим, сейчас
палеонтологи склоняются к тому, чтобы
вывести эндрюсарха и его наиближайших собратьев, триизодонтидов, прочь
из таксона мезонихид, да и динокрокуту
из семейства гиен норовят выставить.
(Попробовал бы кто из ученых сказать
это эндрюсарху и динокрокуте в лицо,
то есть в морду!)
Но все равно эндрюсарх остается
совсем рядом с хищнокопытными, в
родственной группе. Так что у него особая пластика и локомоция. Его далекие
потомки в этом смысле тоже будут мало
похожи на современных хищников. Если
у них при этом останутся «копытообразные» когти, хорошо пригодные для преследования, а также для сшибающего
удара (гишу ведь не только ломает кости
молодым слонам, но и, осев на задние
лапы, боковыми движениями передних
вдруг «косит» подскочивших к нему копейщиков) — то вот вам и «ужас ночей,
пожиратель толстокожих»!
Во всем, что касается манеры атаки,
мозга, органов чувств и даже телесных
особенностей, столь древние звери
могут напоминать скорее землеройку
(пускай и очень большую!), чем волка,
49
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
ми движениями, виляя низким задом
и кланяясь тяжелой головой. Морда
была опущена вниз так, что нижняя
челюсть почти прижималась к горлу…
Зверь внезапно сделал поворот; большие, направленные прямо на путников
глаза животного зажглись мерцающим
пламенем. Зверь описал небольшую
дугу вправо от стоявших людей, потом
опять повернулся к ним мордой и остановился. Закругленные уши торчали
косо вверх по бокам головы».
Какое-то слишком не медвежье описание. Самое главное, что у эллина и
этруска никаких знакомых ассоциаций
не возникло (их чернокожий товарищ с
медведями не знаком). Ведь старина
агри — пускай очень своеобразный, но
вполне медведь! И потомки его медведями будут...
На кого еще похоже? Чисто по силуэту — на халикотерия. Эти странные,
словно неумелым фантастом придуманные существа питались исключительно растительностью, но были при
этом гордыми обладателями громадных притупленных когтей а-ля гишу.
Просуществовали они, при всей своей
примитивности, удивительно долгий отрезок времени: вышли на арену борьбы
за жизнь куда раньше эндрюсарха, а
покинули ее гораздо позже, чем динокрокута… поневоле задумаешься,
многого ли стоит прогресс.
В ефремовскую пору халикотериевые
были «хитом сезона»: палеонтологи
использовали когтистых вегетарианцев как перспективную модель для
реконструкции древней фауны с недоустоявшимися признаками. Их телесное
строение (высоко поднятую переднюю
часть, когтекопыта) часто проецировали на мезонихид и даже некоторых
креодонтов, считая их более тесными
родственниками, чем принято полагать
теперь. Определенный резон в таком
моделировании был, но халикотериевая
внешность — это, так сказать, «костюм».
Натягивать его в любом случае придется
на хищника. На какого же именно?
льва, медведя или гиену. Хищник, точнее, пожиратель, землеройка просто
чудовищный — но умом ее примату не
понять, копьем тем паче не измерить.
Только обладатель совсем уж древнего
мозга может кинуться на трех вооруженных людей (ничем ему не мешавших, наоборот, стремившихся убраться прочь),
когда вокруг грудами валяются мертвые
и умирающие слоны. Любой другой
«пожиратель толстокожих» в первую,
да и в последнюю очередь занялся бы
ими; а вот инстинкт примитивного зверя
вполне способен бросить его в атаку на
то, что просто «попало в фокус». Исключительно на рефлексах.
Примерно так же в сходных обстоятельствах может повести себя и сумчатый хищник: аналогичный синдром
простого мозга. И еще одно сходство: в
«стратегии» такой хищник не силен, но
вот в «тактике» непосредственной схватки может проявить ужасающую мощь,
свирепость и живучесть. Тасманский
дьявол, размером примерно с сурка,
без труда загрызает овцу и в силах отбиться от крупной собаки. Сумчатый
волк, биологам знакомый, к сожалению,
в основном по описаниям, был ростом
с овчарку — и отбивался от целой своры, а в схватке с одиночной собакой
приканчивал ее первым же движением
челюстей, насквозь прокусывая кости
черепа, как лист картона. И это при том,
что сумчатый хищник, будь он хоть саблезубым (эволюция таких создавала),
в общем-то не может атаковать как тигр
или плотоядный медведь, даже если
клыки и когти позволяют: не таковы у
него мозг и координация движений. В
лучшем случае как барсук: набежать или
выпрыгнуть, вгрызться, вкогтиться, если
есть чем, — и держать мертвой хваткой,
пока добыча или враг не подохнет.
Да нет же, мы не собираемся объявлять гишу сумчатым. Просто это одна
из моделей «древнего зверя», повадок
которого человек не понимает, логику
действий просчитать не может — а вот
атаку его, пускай и «барсучью» (гишу
именно так попер на выставленные
копья), выдержать очень сложно, даже
объединившись с себе подобными…
П
ечать древности ложится не только
на поведение. В сериале «Прогулки
с чудовищами» (из которого современные потребители в основном и черпают
палеонтологические знания) эндрюсарх скроен по лекалам современного
хищника. Однако, скорее всего, он был
куда более неуклюж, вряд ли мог стоять
* Кстати о «Властелине колец»: один из
родичей эндрюсарха, открытый уже в 1980
году, получил название «анкалагон» — в
честь крупнейшего и свирепейшего дракона
из мира, описанного Толкином.
50
на собранных кончиках пальцев как бы
«волчьей лапой», да и насчет органов
чувств остаются вопросы. Глазки на
самом деле были махонькие, а вот
носовые полости огромные — так что
действительно напрашивается аналогия с землеройкой фантастических габаритов. И в холке он не был так высок,
как представлялось Эндрюсу: первооткрыватель своему «царственному зверю» придал волчье телосложение, а на
самом деле тот пропорциями, пожалуй,
напоминал скорее бассета. Во времена
Ефремова это уже осознавали. То есть
от эндрюсарха ни тогда, ни сейчас не
было найдено соответствующих косточек, но его крупные коллеги по таксону
скорее приземисты*, а длиннорылый
профиль составляет у них четверть,
если не треть общего метража.
Так что не получается самый крупный
хищник, хотя в свои миллионолетия
он равных действительно не имел. И
самый страшный не получается: тот же
агриотерий или арктодус, высокосовершенные машины убийства, в схватке порвут старину эндрю, как ягуар сенбернара. Но, признаем, современным
медведям или львам такая победа не
светит. А герои Ефремова сравнивали
боеспособность гишу именно с ними.
Хищник, охотящийся на очень крупную добычу, может стать отчасти падальщиком — ведь эту добычу ему
придется есть несколько дней подряд,
даже если он загрыз ее собственнозубно. К тому же «старшим» в своей
экологической нише хищникам вообще
пристала клептопаразитическая роль
«отнимателя добычи», вторичного пожирателя (о таком поведении медведя
см. «Химию и жизнь, 2016, 3). Особенно
если мелкие конкуренты не имеют возможности утащить добычу на дерево,
как леопард от льва, — а во времена эндрюсарха столь умелых древолазов, похоже, еще не было. Тут и длинномордое
нюхало оказывается к месту: отыскать
пункт забоя дичи проще по запаху, чем
зрительно, а уж как прибудешь к точке
рандеву, хорошее зрение для схватки
с забойщиком необязательно — ведь
вот он, рядом. Активному же охотнику
все-таки нужно не только обоняние, но
и зрение.
Однако о гишу мы как раз знаем, что
у него огромные глаза ночного охотника, а про удлиненную морду, наоборот,
ничего не сказано: чтобы идти по следу
ефремовских героев, особо острого
обоняния не требовалось. И телосложение гишу уж точно не бассетовское.
Конечно, за время пути зверюшка
могла подрасти: долгие миллионолетия на своих четверых — тут кто угодно
изменится. Но если уж гишу настолько
иной, то резон ли вообще отстаивать
родство с эндрюсархом? Напомним: тот
для Ефремова был креодонтом. А ведь
среди креодонтов есть и более подходящие существа! Мегистотерия как
самого подходящего, но неизвестного
Ивану Антоновичу, с большим сожалением исключаем — однако есть и почти
равноценная фигура. Из тех самых краев, в которых проходили ефремовские
экспедиции. Из современников эндрюсарха. Из числа «младших хищников»
при нем — но только при нем.
Саркастодон. Внешностью он как
раз напоминал гишу. Пропорциями,
скорее всего, тоже. Манера охоты у
него предположительно была средней
между той, что демонстрируют гиены и
росомахи, — то есть опять-таки подходит. С некоторой натяжкой можно даже
допустить «давяще-дробящие» когти:
соответствующие части конечностей
саркастодона ученым на глаза не попались, но когтить жертву по-медвежьи
или по-тигриному у креодонтов в любом
случае не было принято.
Вот мы очередной раз дошли до
креодонтов. А ведь так старались держаться от них подальше... Все: теперь
эти милые зверюшки нас не отпустят.
Креодонт вообще никого и никогда не
отпускает. Такой уж это эволюционный
проект.
К
огда эволюция млекопитающих дошла до создания не просто плотоядов, а именно «правильных» хищников,
на эту роль начали претендовать сразу
две группы, карниворы и креодонтовые. Причем последние включились в
гонку, кажется, чуть позже — но вскоре
начали обгонять. В результате чего
первые, проигрывая соревнование,
отошли было на второй план... где
сумели развить мозг, пасть и тело по
наиболее универсальной схеме. А затем породить на ее основе целую рощу
специализированных форм, каждая из
которых в своей нише превосходила
креодонтов во всем, кроме драки.
В драке с соперником-хищником
или в схватке с добычей креодонтам
действительно равных не было. Дело в
том, что они пошли по пути «сверххищности». Это, кажется, их и погубило:
«ходячие пасти» — ни мозг развивать,
ни социальность наращивать (что ведет
к возможности действий стаей), ни
совершенствовать методы индивидуальной охоты (в том числе за счет телесного прогресса, создавшего у «наших»
хищников версии тигра, волка, куницы,
енота, выдры, — и так далее, вплоть
до ухода в тюлени). Только жрать,
жрать, ЖРАТЬ! Исключительно мясо
как таковое: у них в принципе не рассматривался вариант рациона большой
панды или даже обычного медведя,
пускай с преимущественным уклоном
к хищничеству. В результате такого со-
Расследование
5
С современными реконструкциями гиенодонов
Ефремов, разумеется, не мог быть знаком, но вот
это изображение (автор — знаменитый палеоиллюстратор Генрих Хардер, 1858—1935) он наверняка
видел. Более-менее похоже на гишу...
блюдения чистоты хищнической идеи у
них и не выработались те эволюционные предпосылки, которые позволяют
собакам и кошкам включать в рацион
существенные количества каши.
А внешнее сходство гишу с гиеной
— это, возможно, реверанс в сторону гиенодонов: самой продвинутой
группы креодонтов. С саркастодоном
они, правда, не в близком родстве, но
все равно коллеги по креодонтовому
образу жизни.
Лишь поздние гиенодоны начали
адаптироваться к охоте в сравнительно
разреженной лесосаванне, то есть там,
где мы видим гишу: вообще-то креодонты были засадными хищниками,
склонными не к выносливому преследованию, а к короткому стремительному рывку (из зарослей, а возможно — даже из воды: у некоторых
из них «выдровое» телосложение при
совсем не рыбоядных зубах). Но даже
тут они пошли своим путем. У гиенодона взгляд хищника вдруг сменился
боковым, периферийным зрением:
условно говоря, глаза лошади или овцы,
— и жуткий оскал «крокодильей» пасти.
Похоже, гиенодон, догоняя жертву, не
прыгал на нее, как лев (для этого как раз
надо удерживать фронтальный фокус;
но креодонты так и не обзавелись «охотничьими лапами», они делали ставку на
пасть, причем иначе, чем волки или гиены), а какое-то время несся рядом, бок
о бок, после чего вцеплялся в добычу
боковым, как взгляд, движением морды.
Пожалуй, это тоже способно добавить
«инопланетности» для Homo sapiens,
совместись он с креодонтом во времени. Ведь это прямо-таки «волк в овечьей
шкуре»!
Справедливости ради скажем: уже в
послеефремовские десятилетия у некоторых гиенодонов удалось обнаружить
не только черепа, но и окаменевшие
слепки мозга — и ученые с изумлением
обнаружили, что он оказался гораздо
более сложным и развитым, чем предполагалось раньше. Помимо прочего,
там хорошо выражены участки, ведающие любопытством, исследовательской
деятельностью… а также те, которые
ответственны за обучаемость, за контакты, — так что, возможно, не все
поздние креодонты были одиночными
хищниками. Оно и логично: среди них
хватало очень крупных существ, да и
гиперхищническая пасть требовала
долгого формирования, тут одной
фазой смены зубов с молочных на постоянные не отделаешься… Значит, у
гиенодонов, мегистотериев и пр. период роста и созревания был долгим,
занимал несколько лет. А все это время
несовершеннолетним монстрятам надо
где-то и как-то существовать, так отчего
бы не в стае или не в стаеобразной семье вроде львиного прайда?
И все-таки сегодняшние хищники
представляют собой более «общеупотребительный» проект, лишенный
эволюционного экстремизма. Логику
их охотничьего поведения человек
вполне способен понять. В конечном
счете хищникам это на пользу не пошло:
известно, кто сейчас «старший вид» на
планете — и это точно не белый медведь
и не амурский тигр. Самых могучих карнивор мы потеснили, иных даже уничтожили, кое-кого приручили… А кое-кто в
отместку приручил нас: планетой, как
известно, правят кошки. Что ж, лучше
они, чем гишу.
начит, с эндрюсархом мы распрощались окончательно? Как сказать… Возможно, он нечувствительно
появился в том самом «затерянном
мире», где, по словам разведчиков из
племени повелителей слонов, обитают
«таинственные звери редкой древней
породы, описать которых невозможно».
Помните, цитата была неполной? А вот
и изъятый фрагмент:
«Повелители слонов видели ущелья,
заваленные огромными костями вперемешку с останками людей и обломками
их каменного оружия. Дикие кабаны,
ростом с носорога, иногда попадались
в зарослях вблизи северной белой
горы...»
«Северная белая гора» — это Килиманджаро. А вот кабаны ростом с
носорога... Положим, имеются в палеонтологической летописи и другие кандидаты, но эндрюсарх тоже годится. Да
и внешность у него под стать рациону:
хищнокабанья.
Между прочим, в тех краях можно
встретить и настоящих гишу. Это не
название зверя, но самоназвание небольшого народа, носителя очень необычных этнографических и антропологических комплексов. В пору молодости
Ефремова многие ученые считали гишу
едва ли не древнейшими из африканцев. Потом, правда, выяснилось, что это
потомки разноплеменных групп, лишь
в XIX веке бежавших в горы от нашествия масаев. Но Ефремов этого уже
не узнал — и использовал название
племени своеобразно, хотя действительно сохранив при этом указания на
древность и необычность.
Так что не будем прощаться с гищу.
Рано. Вот он затаился в темноте, сверкает огромными глазами, скалит страшные зубы, способные разом перегрызть
ногу слона... Идет по следу. По вашему
следу.
Слышите? Клик, клик, клик! — это с
тупым лязгом стучат о землю его громадные кривые когти...
Плечо друга слева, плечо друга справа. Остро ли ваше копье, читатель?
51
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
З
52
Художник Е.Станикова
Чудовище
Дмитрий Никитин
В маленький сафари-кар набились, как сельди в бочку. У
кое-кого возникли и другие аналогии. Смуглый красавец
Гишу проводил взглядом слоновье стадо за ветровым стеклом и белозубо улыбнулся Эмме — своей соседке справа:
— А у нас тут прямо как в Ноевом ковчеге — каждой
твари по паре!
Эмма поморщилась. Она не собиралась себя,
сотрудницу солидной информкомпании, ставить на
одну доску со скандальным репортером. Промолчали и
сидевшие позади научные эксперты — пожилой Франц
и молодой конопатый Алан, зачарованно следивший за
хвостиком русых волос над загорелой шейкой Эммы.
Реплику журналиста поддержал инспектор Хэл,
невзначай придавив его литым плечом.
— Неувязка у вас выходит, Гишу, — сказал он, выруливая
вокруг серых гигантов. — Я-то остался без пары!
— Ну так берите динозавра, ради которого мы здесь!
— Это не динозавр, — проскрипел сзади Франц. — Ему
здесь просто спрятаться негде, как в пресловутом ЛохНессе. Гладкая равнина...
— Зато, в отличие от Лох-Несса, — Гишу повернулся
к пожилому эксперту, — здесь динозавру есть чем
прокормиться!
— Насчет кормов у нас сейчас плохо, — нахмурился
Хэл. — Засуха. Хотя хищникам как раз раздолье. Будет
некоторое время...
— Так мы и имеем дело с явным хищником, — подхватил
Гишу. — А спрятаться не проблема. Говорят же, что
раненый лев забьется туда, где и заяц не поместится.
фантастика
— То лев, — хмыкнул инспектор. — А то громадина, что
через день закусывает слонами. В этом-то и загвоздка! У нас
в заповеднике, хотите знать, всё под контролем. Патрульные дроны ведут аэросъемку, ночью — тепловизорами.
Данные с камер поступают в центральный компьютер. У
него каждая скотина крупнее кошки на учете. И при всем
этом — никаких следов такой здоровенной зверюги! Только
то, что остается от тех, на кого он напал. Одних слонов, не
считая молодняка, сожрал уже голов двадцать.
— И все-таки, — вступила в разговор Эмма, — почему
именно динозавр? Мало ли кто...
— Да никто, кроме них! — Алан придвинулся вперед,
поближе к журналистке. — Ни одному современному
хищнику взрослый слон не по зубам. А вот крупные
тероподы, в принципе, могли бы на слонов охотиться.
Если бы, конечно, дожили до наших дней.
— Что значит «если бы»?! — Гишу ревниво покосился
на молодого эксперта. — О динозаврах в Африке давно
известно. В джунглях Конго, по рассказам местных, живет
мокеле-мбемба. Ну, он вроде на диплодока похож. Зато
в озерах Уганды водится хищный луквате, а в болотах
Замбии — чипекве. Кстати, чипекве и переводится с
тамошнего наречия как «убийца слонов».
— Бегемотов, — поправил с улыбкой Алан. — Чипекве
значит «пожиратель бегемотов».
— Всё это байки так называемых криптозоологов! —
отмахнулась Эмма. — Сомнительные выводы из местных
суеверий. Погоня за дешевой сенсацией, и ничего больше.
— Зря вы так! — возразил Алан с мягкой укоризной.
— Криптозоология — серьезная наука. Да и легенды
на пустом месте не возникают. Правда, сведения об
огромных неизвестных животных — это больше для лесной
зоны характерно. Про динозавров в саваннах я не слышал.
Инспектор Хэл тоже о таком ничего не слышал.
Впрочем, здесь и рассказчиков особо не осталось. После
гражданской войны местным неинтересны истории о
сказочных чудовищах. Они видели вещи пострашнее.
Кар остановился перед стеной обесцвеченной
солнцем травы, высотой в два человеческих роста. После
кондиционированного воздуха кабины жара снаружи
сдавила горячими тисками. По протоптанной в сухих
зарослях узкой тропе они направились к роще зонтичных
акаций, на которых колючек было больше, чем листьев.
Все сильнее и нестерпимее пахло кровью.
— Это последний случай, — пояснял на ходу инспектор. —
Повезло, что обнаружили рано, до падальщиков. Я выставил
охрану, чтоб отгонять птиц.
Эмма раздвинула ломкие стебли, взглянула и тут же
согнулась пополам, мучительно борясь с рвотой. Другие,
пораженные увиденным, не обращали на нее внимания,
только Алан сочувственно похлопал по спине и протянул
влажную салфетку.
53
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
Старик шел медленно, размышляя вслух. Он не умел думать иначе — неслышно для других. Они, идущие за ним
следом, тоже доносили до всех свои мысли. Для всех,
кто умел слушать и понимать многоголосую думу-беседу
в шуршании тяжелых ступней по сухой красной земле.
Настроение семьи сегодня было приподнятым. Даже
недавно приставший Одинец выбивал в общем топоте
что-то угрюмо-радостное. Хотя, может, просто так шлепал
ногами, поскольку был глуп и малословен. Этой ночью
Пожиратель обошел семью стороной, найдя себе другую
жертву. Но впереди ведь и другие ночи!
Всего два врага было раньше у семьи — засуха и люди.
Однако засуха не страшна, если умеешь добыть воду
и отыскать еще не увядшую зелень. Ну, а люди… Эти
свирепые хищники, похожие на ощипанных страусов,
теперь охотятся больше друг на друга. Прочие же звери
семье не опасны.
Так думал Старик, пока не появился Пожиратель. Среди
историй, переходивших из поколения в поколение,
были полузабытые сказания о чудовищах, которые
подстерегали в ночи далеких предков семьи. Был ли
Пожиратель таким существом, или он пришел в саванну
впервые, как появились здесь однажды люди, — этого не
знали ни Старик, ни идущие за ним следом слоны.
В ободранной до ребер, грубо выеденной туше с
трудом угадывался жираф. Большое, когда-то красивое
животное будто скрутили в нелепый узел изломанных ног,
изжеванной пятнистой шеи.
— В принципе, его мог завалить большой лев, —
произнес Хэл, подзывая серого от страха чернокожего
егеря с гранатометом в трясущихся руках.
— А по внешнему виду — будто поработали крокодилы, —
заметил Алан.
— В ста милях от ближайшего водоема? — Франц
внимательно оглядывал землю под ногами. — Жалко,
слоны натоптали, ничего не разобрать…
— Или хищник перемещался по воздуху, — усмехнулся
молодой эксперт.
— Птица Рух! — пробормотал Гишу, задирая голову. В
эмалево-синем небе кружили зловещие тени грифов. — Как
раз в этих местах, по арабским сказаниям, жила огромная
птица, которая охотилась на слонов.
— Нет, хищник был наземный. — Франц залез на тушу
и что-то там измерял.
— Что еще о нем можете сказать, профессор? — спросил
Алан.
— Еще? — Франц окинул останки задумчивым
взглядом. — Судя по силе удара, атаковавший жертву
агрессор весит не менее четырех и не более пяти тонн,
его высота по месту первого укуса примерно два метра.
Ширина челюстей около сорока сантиметров.
— Тираннозавр-рекс! — произнес ликующим шепотом,
словно боясь спугнуть удачу, Гишу. — Величайший
наземный хищник, живший на Земле сто миллионов лет
назад. Сенсация столетия!
— По весу соответствует, но для тираннозавра
низковат, — спокойно возразил Алан. — И не сто
миллионов, вы у себя там поправьте.
— Вы судите по высоте пасти, а он мог и нагнуться, чтобы
схватить поудобнее.
— Тирекс для начала перекусил бы жирафу шею, а не
стал бы сгибаться, чтобы вцепиться в грудную клетку.
— Полагаю, это четвероногое, — перебил их Франц. — И
определенно млекопитающее, а не рептилия.
— Почему не рептилия? — спросил резко Гишу. — С
чего вы взяли?
— Дифференцированность зубного аппарата. У
пресмыкающихся такого нет. Хищник снабжен очень
мощными, длинными клыками, которые нанесли
чрезвычайно глубокие ранения. Некоторые — с
проникновением в тело жертвы на десять и более
сантиметров. Странная, признаюсь, картина. Впечатление,
словно на жирафа напали разом два животных. Очень
большой рогатый копытный и плотоядный зверь, который
вырывал из жертвы огромные куски мяса…
— Так жирафа забодали? — переспросил Гишу и тут же
расплылся в улыбке. — Тогда я знаю, кто это такой! Это
цератозавр, ящер-носорог. Рогатого чипекве считают как
раз цератозавром.
Алан покачал головой:
— Рог цератозавру служил украшением, а не оружием.
Хотя зубы у него как раз длинные. Самый саблезубый из
тероподов. Но он не охотился на крупную дичь. Да и сам
весил куда меньше четырех тонн.
— Делать конкретные выводы считаю преждевременным, — сухо сказал Франц. — Впрочем, мне лично по
методике атаки представляется нечто близкое к кабану,
только увеличенному в пропорциях на порядок.
54
— Энтелодонт? — предположил Алан.
— Кто это? — тихо спросила Эмма.
— Древнее хищное свинообразное размером с буйвола, —
пояснил Алан. — Жил сорок миллионов лет назад. Нет, наш
все равно покрупнее.
Подошел инспектор Хэл:
— Извините, что вмешиваюсь, но с нашей системой
мониторинга этого вашего цератозавра или энтелодонта
мы бы обязательно обнаружили.
Франц пожал плечами:
— Я сам был настроен скептически, но таковы факты.
Примерные вес и размеры животного установлены
по строго научной методике. Оставленные на теле
жертвы следы дают все основания говорить о величине
нападавшего.
— С радостью бы вам поверил, но показаниям камер
наблюдения я верю больше. Имеются аэроснимки этого
района непосредственно до и после происшествия.
Никакого гигантского хищника на них нет. Только самые
обычные животные.
— Выходит, жираф сам себя загрыз! — натянуто
засмеялся Гишу.
— Вы ставите под сомнение мою компетентность? —
Франц поднял брови. — Я бы хотел ознакомиться с вашими снимками
— На базе у вас будет допуск ко всем нашим данным.
Если вы закончили, можем отправляться прямо сейчас.
Инспектор Хэл любовался со смотровой площадки вечерней саванной. Багровый солнечный диск наполовину
скрылся за горизонтом, сделав контрастно-черными
силуэты деревьев и пасущихся между ними животных.
Можно было даже разглядеть частокол тонких рогов бредущего стада ориксов. Хэл мысленно нарисовал над ними
оскаленный профиль тираннозавра. Картинка из фантастического фильма. Кстати, в одном из них был динозавр,
способный становиться невидимым, сливаться, как хамелеон, с окружающим фоном. Инспектор поежился. Вот
ведь лезет всякая дурь в голову! Следы такой все равно
бы оставил, а следов в саванне не было.
— Не помешаю? — спросила, подойдя сзади, Эмма.
— Нет. Я все равно уже ухожу!
— Не торопитесь! — удержала инспектора журналистка. — Мне кажется, вся эта история — искусная
мистификация.
— Простите?
— Гишу и другие приехали сюда, чтобы сфабриковать
доказательства существования в Африке живого динозавра.
— Думаете, им по силам устроить то, что вы видели?
Это не фотографии подделать или там отпечатки лап.
Вы представляете, как это сложно — пробраться в
заповедник, убивать и калечить слонов и жирафов, да еще
при этом не попасть в поле зрения наших телекамер. И
такие усилия ради пары статеек?
— Не ради статеек. — Эмма продолжила еле слышным
шепотом: — Это дело большой политики!
Инспектор неуверенно улыбнулся, подозревая шутку.
— Да, да! Если в мировой прессе поднимется шум,
что здесь живут динозавры, перед ООН поставят вопрос
о передаче территории проживания таких уникальных
животных под международный контроль. Вернее, под
контроль какой-нибудь транснациональной корпорации.
Динозавров тут на самом деле нет, но вот уран или еще
что-то вполне может быть…
— Гишу говорит, его редактор и цента не даст за статью о
кабане, пусть и доисторическом, — зевнул Алан. — Требует, чтобы обязательно был динозавр.
Франц повернулся от монитора:
— Все ищут чудовище среди давно вымерших животных.
А это, возможно, новое существо.
— Что ж... В Африке постоянно открывают новые
виды. Обычно насекомых и прочей мелочи. Но если
предположить, что мелкие, а потому незаметные существа
в нужный момент собираются в крупный колониальный
организм...
— Единственная здравая мысль у вас, Алан, что наш
клиент малозаметен. Но скрытен он не по природе,
а по поведению. Он не может спрятаться, потому что
слишком большой, но тем не менее его никто не видит.
Я просматривал съемку перед нападением. Никакой
тревоги, обеспокоенности у пасущихся рядом животных,
хотя африканские копытные очень внимательны к
опасности. Хищник затаивался и нападал только на
отошедших, без свидетелей. Предпочитал молодых
слоних с детенышами. При этом остальные слоны даже
не замечают этих нападений. Он постоянно следит и
выжидает. Я даже думаю, это существо наблюдало за
нами, когда мы выезжали в саванну. У вас не было такого
ощущения, что кто-то смотрит вам в спину?
Не дождавшись ответа, Франц вернулся к ноутбуку.
Он продолжал работать, забыв о времени, потом вдруг
остановился и произнес:
— Неужели все так просто! Алан, кажется, я понял. Мы
не видели самого очевидного!
Он оглянулся, но Алан уже спал, откинувшись в кресле.
Франц подошел, однако в последний момент передумал
будить. Какие у него, собственно, аргументы? Нужны
доказательства, но это создание слишком умно и
осторожно, чтобы выдать себя. Франц несколько раз
прошел по комнате, потом рассмеялся. Есть следы,
которые невозможно скрыть. Только бы успеть!
Вездеходы на базе были армейской модели, заводились
без ключа и имели простейшее управление. Впрочем,
Франц вряд ли нашел бы дорогу в ночной саванне, если
б не догадался включить курсограф повтора последней
поездки. Он остановил машину, не доезжая до места,
где они осматривали утром убитого жирафа. Франц
отыскал слоновью тропу и пошел, подсвечивая под ноги
фонариком. Скоро он перестал опасливо вздрагивать от
каждого далекого крика или близкого шороха, наполнявших
ночную тишину. Увлеченный делом, он добрался до русла
высохшей речушки. На белевшем в лунном свете песке
выделялись темные глыбы слонов. Одни, нагнувшись,
копали бивнями ямы, чтобы добраться до воды, другие
ощипывали хоботами ветки прибрежных деревьев. Тут
наконец он нашел искомое. То есть думал, что нашел.
Окончательно это станет ясно в лаборатории. Наполнив
баночку, Франц выпрямился и впервые огляделся вокруг.
Он заметил, что несколько слонов повернули головы в его
сторону. Они не проявляли агрессии или беспокойства,
только обмахивались ушами. Интересно, хищник сейчас
тоже наблюдает за ним? Понимает ли он, что делает
человек и чем в дальнейшем это может угрожать ему?
Франц пошел назад, к машине. Внезапно справа,
в стороне, он услышал тяжелые шаги, от которых
сотрясалась почва. Над зубчатой тенью кустарника
мелькнула еще более темная быстрая тень, на мгновение
заслонив звезды. Ученый сглотнул пересохшим горлом.
Чудовище видело его днем и узнало сейчас. Но почему
оно не напало? Ответ очевиден. Франц не успел отойти
далеко от стада, и хищник не осмелился расправиться
с ним на глазах у слонов. Наверное, решил ждать его в
засаде у вездехода. Франц быстро вернулся к речному
руслу. Здесь он в безопасности. Его заметит дрон, и тогда
придет помощь.
Когда небо над головой посветлело, а на синих
облаках на востоке появились розовые мазки, издалека
послышался приближающийся звук мотора. Франц
мгновенно проснулся и вскочил с валуна, на котором
продремал, скрючившись, последние два часа. Между
деревьев промелькнули яркие полосы света фар.
— Эй! Эй! Я здесь! — крикнул ученый что есть силы и
бросился в ту сторону.
Кар затормозил. Дверца распахнулась, из машины
выпрыгнул хмурый Хэл.
— Ну! Где ваши сообщники? — бросил он вместо
приветствия.
— Какие сообщники? — спросил ошарашенно ученый.
— На встречу с которыми вы отправились среди ночи.
Хотели организовать новое нападение этого вашего
энтелодонта?
— Это не энтелодонт!
В сером предутреннем свете вокруг открывались,
совсем близко, густые высокие заросли, а слонов или
55
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
— Послушайте, Эмма! Заповедник и сейчас фактически
под патронажем ООН. Иначе как бы мы сохранили
животных при всех местных переворотах? И нас
действительно курируют корпорации, для которых
этот источник исходных генотипов ценней любого
месторождения минеральных ископаемых. Есть более
простые способы получить уран в Африке! К тому же шума
в прессе корпорации точно не любят. Да и не получится
сфальсифицировать почти сотню таких нападений. У нас,
знаете ли, тут каждый акр под наблюдением.
— Если у корпораций есть свои люди среди сотрудников
заповедника, то ваши телекамеры будут показывать
совсем не то, что происходит на самом деле. Может, скоро
и живого динозавра увидите...
— Все это хорошо, Эмма, но подумайте, если спецслужбы
решили провернуть такую аферу, то им лучше вербовать
не моих сотрудников, а самого меня. Вот вы пришли
поговорить со мной о заговоре, а может быть, я его здесь
и возглавляю?
Эмма резко повернулась и, простучав каблуками вниз
по лестнице, понеслась к своему бунгало.
Хэл вздохнул и тоже стал спускаться с площадки.
Смеркалось, приятно веяло прохладой. Да, странные
мысли порхают в голове у этой девицы. Однако тут
скорее сам станешь конспирологом, чем поверишь в
живых динозавров. В конце концов, что мешает одному
из его егерей подменять видеозаписи, пока второй в
это время таранит несчастных животных фургоном с
навинченной механической пастью. А дальше — чистая
коммерция. За тонну мяса любую соседнюю деревню
купишь с потрохами, а если суметь вывезти слонятину
в Европу или Китай — там она в элитных ресторанах
стоит столько, сколько раньше слоновьи бивни. Хотя уж
больно хитра задумка для его парней. Если только их
действительно не надоумил кто-то из нынешних гостей.
Выходит, Эмма права? Пожалуй, за господами учеными
надо проследить.
других животных было не видно. Францу стало страшно.
— Хэл! Он может быть рядом!
Инспектор захохотал:
— Напугали! Да я только что получил снимок с патрульного
дрона. Здесь нет никого, кроме десятка слонов.
— Вы не понимаете! Он не тот, кем выглядит...
Из кустов молочая, у которых остановился Хэл, будто
выстрелила черная молния. Обвилась вокруг инспектора
и вздернула вверх, потащила в чащу, где среди колючих
веток задвигалось что-то огромное, тяжелое и неимоверно
сильное. Франц услышал сдавленный крик и тут же жуткий
хруст ребер в челюстях монстра. Ученый повернулся и
побежал, понимая, что жить ему осталось секунды. Эта
тварь не оставляет свидетелей. Он успел выхватить банку
с образцом и отшвырнул ее прочь. Авось не найдет!
Первый удар сбил его с ног, второй — раздавил голову.
Франц даже не успел понять, что он уже мертв.
Когда на базу привезли тела, Эмма, Гишу и Алан сидели
за нетронутым обедом. Сходить взглянуть на погибших
решился один Алан. Он вернулся с маленькой банкой в
руках. Пояснил:
— Отдал егерь. Нашли недалеко от Франца. Видимо,
его вещь.
— На них напал тот же зверь? — спросил Гишу.
— А кто еще? Инспектора, считай, пополам перекусил,
а...
— Не надо этих подробностей! — крикнула Эмма.
— Мне кажется, Франц догадался, кто это.
— И унес свою тайну в могилу, — нервно хихикнул Гишу,
но тут же примолк под взглядом Алана.
— Может быть, и нет… Никогда не прощу, что заснул,
когда Франц продолжал работать. И не успокоюсь, пока
не найду и не убью!
— Над чем он работал? — спросила Эмма без особого
интереса.
— Франц? Я просмотрел последние запросы. Как ни
странно, он интересовался моржами.
— Моржами? — искренне удивился Гишу. — В Африке
есть моржи? И они ведь, кажется, вообще не хищники,
ракушки едят.
— Есть и плотоядные. Как раз по ним Франц и искал
информацию. Когда у моржей заканчивается обычная
пища, некоторые переходят на рыбу, тюленей, даже
атакуют китов, застрявших на мелководье. Отрывают от
них бивнями куски мяса и пожирают. Другие пишут, что
хищные моржи есть и там, где обычные вполне находят
себе пропитание. И хищные на нормальных тоже охотятся.
Будто вообще у них два разных вида образовалось. У
хищных телосложение иное и строение зубов отклоняется
от нормы. Впрочем, морфологически все моржи —
хищники. Дальние родственники медведей. Может, у когото из них так генетическая память просыпается.
— Так что в банке-то? — спросил Гишу и тут же сам
открыл крышку.
Эмма зажала нос:
— Фу!
— Дерьмо! — констатировал Гишу. — Последняя шутка
покойного.
— Непохоже на Франца. — Алан закрыл банку и встал
из-за стола. — Я в лабораторию.
— Можете объяснить, куда мы едем? — спросила Эмма.
— А зачем вы поехали? — отозвался Алан. — Я ведь
просил вас остаться на базе.
56
— Ну нет! Я все-таки журналист. Раз я уже тут, мой долг
провести расследование.
— Тогда не выходите из машины. Думаю, с каром он не
справится.
— Кто он?
Алан оставил вопрос без ответа. Он извлек из-за сиденья
массивную, некрасиво толстую двустволку. Когда-то он
стрелял из похожего слонобоя, и ощущения, помнится, были
неприятными. Отдача штуцера-нитроэкспресса шестисотого
калибра похожа на удар боксера-профи. Может сбить с ног.
А может сломать ребро или челюсть. Алан открыл затвор,
с усилием переломил ружье и вставил в стволы матово
блестящие патроны, похожие на сигары в цилиндрических
футлярах. Такие способны свалить и тираннозавра.
Неслучайно именно шестисотый калибр в фантастических
книжках брали на охоту в юрский период. Но тирекс был тупой
тварью, а его нынешний враг далеко не глуп.
Глядя на приготовления Алана, сидевший за рулем
Гишу тоже вытянул из чехла и поставил рядом с собой
элегантный ремингтон. Длинноствольная винтовка
смотрелась куда лучше уродливого гринера. Внешность,
как всегда, была обманчива. Конечно, опытный стрелок
может подстрелить из такого карабина антилопу на
расстоянии мили. Но когда ты палишь в упор в несущегося
на тебя носорога, трехсотый калибр превращается в
бесполезную игрушку.
— Скажите, наконец, кого мы ищем?
Алан открыл верхний люк и, встав на сиденье, вылез
наружу по пояс. Чтобы ответить, он отвернулся от бьющего
в лицо горячего пыльного ветра.
— Убийцу Франца и Хэла. Я надеюсь, мне удастся
заставить его открыться. Гишу, видите слоновье стадо?
Рулите к нему!
— А это не опасно?
— Безусловно. Но днем мы для него опасней, чем он
для нас ночью.
— Для кого? О ком вы?
— Спокойно, Эмма! Я уверен, чудовище именно там.
— Послушайте, Алан, это сумасшествие. Там одни
слоны, никто среди них не прячется. А если бы и прятался,
они не потерпят чужого.
— Он там! И он выдаст себя, когда поймет, что я знаю, кто
он на самом деле! И что выхода у него нет. Я буду следить
за ним и разоблачу его, так или иначе. Гишу, давайте еще
ближе. У него плохое зрение, а надо, чтобы он увидел и
узнал.
Алан достал баночку Франца и поднял ее в вытянутой
руке. Слоны сгрудились в плотную кучу, пятясь от
подъезжавшей к ним машины.
— Гишу, стоп!
Кар остановился.
В следующий миг волк сбросил овечью шкуру.
Алан видел атаки слонов. Обычно животное стремится
лишь напугать и отогнать противника. Только если враг
не отступает, слон бросается в схватку. На этот раз все
было иначе. Обычный на вид самец, не молодой, но и
не старый, с недлинными прямыми бивнями. Только что
спокойно стоял, неразличимый в общей массе, и вдруг
рванул с места вперед. Никакого трубного рева, хлопанья
ушами и трясения головой, как принято у атакующих
слонов. Только стремительный бег огромной серой туши.
Слон мчался к машине завораживающе плавной рысью, с
каждой секундой вырастая все больше, нависнув уже над
верхом кабины.
Старик смотрел сверху вниз на мертвого Одинца. Рядом
два маленьких человека пытались поднять лежащего
третьего. Старик не слышал, не понимал их мыслей, но
благосклонно кивнул им головой. И в человеческой семье бывают разумные особи. Хорошо, что Старик успел
понять это прежде, чем остальные бросились на людей,
защищая Одинца.
Одинца, оказавшегося Пожирателем.
фантастика
— Дурак редактор. Как я был дурак, пока не ткнули носом
в экскременты. Это не бешенство, не болезнь. Бешеный
слон убивает и топчет все вокруг, пока его не пристрелят
или пока сам не издохнет. А слон-хищник вполне себе
преуспевал. Правда, мне вот тоже говорят, что дело
скорее в патологии. Плохо, что я ему челюсти раздробил
вторым выстрелом. Теперь не узнаем, может, он с
дефектом зубов родился. Неудобно такими листья и ветки
жевать. Вот этот и стал пробовать животную пищу, она
помягче растительной. Хотя, на мой взгляд, дело скорее
в засухе. Зеленого корма стало меньше, пришлось чем-то
замещать. В принципе, переход к хищничеству травоядных
в таких ситуациях вещь известная. У бегемотов описаны
подобные случаи, у оленей. Пищеварительная система
позволяет. Это хищникам трудно с мяса на зелень
переориентироваться. Главная сложность тут — поумнеть
надо. За добычей гоняться — не травку щипать. Но слон по
интеллекту как бы не вровень с шимпанзе и дельфинами.
— Значит, все может повториться. Засуха будет
только усиливаться, мы сами этому способствуем. И
среди слонов будут снова появляться хищники... Да
еще какие! Были времена, когда из-за львов-людоедов
целые местности становились безлюдными, а хищный
слон будет пострашнее любого льва. Да что там льва! С
живым тираннозавром хлопот было бы меньше. Такого
умного, хитрого и опасного зверя никогда прежде не
существовало!
— Новый хищник, Эмма, еще не все. Плотоядность — это
всегда новый уровень интеллекта. Но если к хищничеству
переходят на стадии предразума? Монстр ведь не только
нас за нос водил. Другие слоны, что рядом паслись, тоже
не могли понять, кто у них молодых самок с детенышами
губит. Он научился убивать, убивать своих ближних —
не в гневе или защищаясь, это у слонов бывает, а на
собственную потребу! Научился скрывать свой истинный
облик, обманывать, лгать. Вот какой психологический
аспект. Моральный, если так можно сказать про животное.
Или уже не животное. Знаешь, ведь было однажды такое в
Африке. Когда милые австралопитеки вдруг стали убивать
и пожирать друг друга, а заодно — более слабых зверей.
Может, здесь снова возникает разум. Чудовищный разум!
Почти такой же, как наш.
— Жалко Гишу! — Эмма крутила между пальцев соломинку
от коктейля.
— Гишу? — удивился Алан, подняв глаза от расписания
вылетов.
— Ему редактор вернул статью. Рядовая, мол, история
про слоновье бешенство. А что слон был плотоядный — то,
дескать, детали.
57
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
Эмма завизжала.
Алан бросил банку, схватил штуцер, лихорадочно
нащупывая рычажок предохранителя.
— Гишу! Задний ход!
Вместо этого репортер распахнул дверцу и выскочил
с винтовкой наружу, но зацепился ружейным ремнем за
дверцу. Гишу бешено дергал застрявший карабин, потом
кинулся прочь от машины. Слон развернулся и ловко
подхватил его хоботом, занес над бивнями.
Алан выстрелил из правого ствола.
БУУУУУУМ!!!
Выстрел громыхнул, как из пушки. Отдача больно
бросила спиной на срез люка. Ударила в плечо, будто
лягнула лошадь.
Гишу неподвижно лежал на земле у передних ног
слона. Пуля ушла тому в ляжку, забрызгав кровью круп.
Но монстр устоял, только медленно покачивался, будто в
недоумении, похоже, парализованный ударом.
Алан выпрыгнул из машины, подбежал к репортеру и
потащил его одной рукой, сжимая в другой ружье. Потом
перехватил штуцер и разрядил левый ствол в упор под
хобот.
БУУУУУУМ!!!
Опять оглушающий грохот и невыносимая, выдирающая
руку из плеча отдача. Слон стал заваливаться назад, но
через секунду выпрямился, буравя Алана взглядом. Его
пасть и грудь заливали потоки крови. Алан переломил
ружье, выбросил гильзы из дымящихся стволов. Потянулся
к шляпе, за ее тульей были приготовлены еще два патрона.
Шляпы на голове не было! Потерял, пока выбирался из
машины... Слон шагнул вперед, занося хобот. Алан мог
только смотреть, сжимая раскрытый штуцер.
БААМ!
Эмма забралась на капот вездехода, почти касаясь
огромного уха стволом карабина. Быстро передернула
затвор, выщелкнув гильзу, прицелилась и выстрелила
снова.
БААМ!
Снова клацнул затвор. Огромный зверь медленно
повернулся к машине. Маленькие винтовочные пули
скользили по толстому черепу, только рассекая кожу...
— Эмма, беги! — отчаянно выкрикнул Алан, подбегая к
монстру и колотя его прикладом ружья, как дубиной, по
развороченной первым выстрелом задней ноге.
Он еле успел отскочить назад, когда огромный хищник
пошатнулся и опрокинулся набок после таранного удара
другого слона.
Наш век — время антиоксидантов. Их считают
чудо-средством, незаменимым в косметологии
и медицине, и между антиоксидантами разного
происхождения идет своеобразное состязание, кто круче. Одно из популярных и широко
рекламируемых соединений — мангиферин,
выделяемый из коры и листьев манго.
Манго — одна из главнейших тропических
плодовых культур. Ежегодно с манговых деревьев собирают 42 млн тонн плодов, среди
тропических фруктов больший урожай только у
бананов. Сейчас манго выращивают в 103 странах мира, хотя исходно это азиатское растение;
основным производителем остается Индия, где
его культивируют более четырех тысяч лет. Недаром растение называется индийское манго
— Mangifera indica, иногда просто мангифера.
Это вечнозеленое дерево высотой до 40 м, с
толстой, серо-коричневой корой и длиннющими
листьями. Плод мясистый и сочный, с желтой,
красной или оранжевой мякотью. У некоторых
сортов, а их известно около тысячи, плод весит
около килограмма. Внутри одна косточка, крупная и твердая.
Манго — индийский деликатес, король фруктов. То, что не съедают в свежем виде, маринуют,
сушат, делают из манго соусы, масло, нектар,
сок, джем. Кожица и мякоть плодов богаты
пищевыми волокнами, витаминами А и С, незаменимыми аминокислотами, фенольными
соединениями и полифенолами, среди которых
катехины, кверцетин, кемпферол и мангиферин. Собственно, полифенолов много во всех
частях растения. Плоды, цветки, листья, кору,
корни, ветки, а кое-где и древесину издавна
используют в медицинских целях. В каждой
стране свои рецепты, но спектр применения
широчайший: тут и заболевания полости рта,
желудочно-кишечного и мочеполового тракта,
и неврологические расстройства, пониженное
давление и анемия, рак, диабет и ожирение,
волчанка и астма, бронхиты и простуды, гепатит
и сифилис, тошнота и малярия. В Танзании из
коры делают зубную пасту, в Бангладеш пеплом
сожженных листьев присыпают ожоги, а смолой
коры залечивают трещины на коже.
Пожалуй, чаще всего в качестве лекарства используют кору, богатую полифенолами, в первую
очередь мангиферином. Этот полифенол сначала применяли как краситель, он хорошо окрашивал шелк в желто-коричневый цвет. В 1960-х
годах ученые расшифровали его структуру, а с
начала XXI века интерес к свойствам мангиферина резко вырос, как и число публикаций о нем.
Итак, мангиферин, 2С-бета-Dглюкопиранозил-1,3,6,7-тетрагидроксикантон
(C19H18O11). В чистом виде это желтый кристаллический порошок, устойчивый к кислотному и
ферментативному гидролизу. Хотя мангиферин
содержится во многих растениях, например
58
Художник П.Перевезенцев
Желтый
чудо-порошок
Панацейка
вания печени и сердца, или в косметических целях, прослышав
о его противовоспалительных свойствах.
Виманг иногда прописывают онкологическим больным,
есть данные о 122 пациентах, у которых после трехмесячного
курса существенно улучшилось качество жизни, возможно,
из-за противовоспалительного и обезболивающего эффекта
мангиферина.
Народные целители практически не ведут учета, поэтому,
какими бы свойствами не наделяла традиция то или иное растение, проверить эти данные сложно. К тому же мангиферин
сложно применять в клинике из-за плохой растворимости в
воде и в жирах. Через мембраны и гематоэнцефалический
барьер препарат не проходит. Кроме того, и при пероральном
приеме, и при внутривенном введении мангиферин плохо усваивается. Его биодоступность около 1,2%, поэтому в экспериментах на животных нужны большие дозы, обычно от 50 до 100
мг на кг веса, хотя бывает и больше. Сейчас активно получают и
исследуют производные мангиферина, пытаясь найти вещества
с приемлемыми фармакологическими свойствами. Меж тем известно, что биодоступность мангиферина увеличивается, когда
его принимают в сочетании с другими травами. Именно поэтому
в традиционной китайской и индийской медицине кору манго
используют не в чистом виде, а в травяных сборах.
И тут возникает естественный вопрос: а можно ли вообще
принимать мангиферин в таких больших дозах? Не токсичен
ли он? Свободные радикалы необходимы для нормального
существования, а высокая концентрация антиоксидантов
может нарушить дыхательную цепь митохондрий и помешать
клеточному делению. До сей поры сообщений о токсичности
пищевых добавок с мангиферином не поступало. Авторы всех
обзоров напоминают, что плод манго питателен и безопасен.
Безопасной суточной дозой для взрослого человека считается
0,9 г мангиферина. Его производные тестировали на крысах и
сочли нетоксичными. Однако чтобы полностью убедиться в безопасности этих молекул, нужно больше исследований, крысы
ведь и оплетку кабеля могут съесть.
Пока мангиферин изучают, его продолжают активно рекламировать как средство от многих болезней. Возможно, в
недалеком будущем кора и листья перестанут быть основным
естественным сырьем. Мангиферин содержится во всех частях
растения, в том числе в кожуре плодов и косточках, на долю которых приходится от 35 до 60% от общего веса плода. И кожура,
и косточки представляют собой отходы пищевого производства,
однако выбрасывать их жалко. Прежде всего, это дорого. Цена
вопроса в данном случае неизвестна, однако на утилизацию
яблочных отходов в США расходуют ежегодно около 10 млн
долларов. Кроме того, эти части растений, помимо полифенолов, содержат каротиноиды, витамин С и пищевые волокна.
А из семян еще и масло выжимают, по физико-химическим
свойствам оно сходно с маслом какао и может заменить его в
кондитерской промышленности. Так чем выбрасывать, лучше
полифенолы из очистков получать. Недавно антиоксидантные
свойства кожуры манго исследовали — на клеточных линиях,
естественно, — и решили, что она может стать компонентом
пищевых добавок.
Н.Ручкина
59
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
в молодых кофейных листьях, его основной природный источник — кора мангового дерева. В составе мангиферина два
фенольных кольца. Все полифенолы — антиоксиданты, но
мангиферин содержит целых восемь гидроксильных групп,
что делает его, к великой радости исследователей, особенно
мощным антиокислителем.
На Кубе водный экстракт коры индийского манго выпускают
как пищевую добавку под названием Виманг (Vimang). Он содержит не только мангиферин, но и его производные изомангиферин и гомомангиферин. На Шри-Ланке в качестве источника
мангиферина используют экстракт растения Salacia reticula,
препарат называется Salaretin, это тоже пищевая добавка, в
основном антидиабетическая.
Несмотря на давние народные традиции, выпуск коммерческих препаратов и все более широкое их использование, клинических исследований, посвященных действию мангиферина,
практически нет. Эффекты вещества исследуют на клеточных
культурах и на животных. Например, на культуре клеток лейкемии человека HL-60 показали, что мангиферин блокирует
пути, которые регулирует транскрипционный фактор NF-æB,
и активность некоторых цитокинов воспаления. Теоретически
вещество, обладающее такими свойствами, должно защищать
от болезней мозг (головной и спинной), сердце, легкие, почки,
печень и кожу, противодействовать раку, диабету, колитам,
артритам, заболеваниям желудочно-кишечного тракта и сепсису. А раз должно, то, скорее всего, и защищает. К тому же
структура мангиферина такова, что, принятый перорально, он
может быть лекарством. Этого оказалось достаточно, чтобы
его лекарством и сочли.
Авторы многочисленных обзоров отмечают, что мангиферин
лечит воспалительные заболевания разных органов, усиливает
иммунный ответ и подавляет рост опухолей. К сожалению, они
забывают указать, что эти результаты получены в экспериментах на лабораторных грызунах. Выяснить это можно, только
заглянув в список литературы. Мангиферин позволяет мышам
вылечить диабет и сбросить вес, поскольку ускоряет метаболизм жиров и углеводов. На аппетит он не влияет. На мышах
же проверено обезболивающее действие экстракта Виманг.
О том, насколько лекарство помогает людям, на самом деле
известно крайне мало, причем настоящее клиническое исследование всего одно. У пациентов с лишним весом, принимавших
по 150 мг мангиферина в день, снизилось содержание липидов
в плазме крови. Однако на уровень холестерина и триглицеридов низкой плотности препарат не повлиял, и снижение веса
медики не зафиксировали. В этом исследовании было всего
97 участников.
Есть упоминание о 116 пациентах, которые не без успеха принимали мангиферин и его производные при метаболических
расстройствах, таких как диабет, ожирение, подагра, заболе-
Художник С.Дергачев
Клейпучка пьет всех!
Горючая вода! Для растопки костров и произведения
веселых фокусов. Какая же она горючая, если ее можно
пить? Ее в пиво подмешивать — цены пиву не будет! Не
дам! Сам выпью... И пью. День пью. Ночь. Опух весь.
Падаю все время.
Аркадий и Борис Стругацкие. Трудно быть богом
Н
е хлебом единым жив фантаст. Как утверждал один
знакомый Эдика Амперяна: «Человек — это только промежуточное звено, необходимое природе для создания венца
творения: рюмки коньяка с ломтиком лимона» (братья Стругацкие, «Понедельник начинается в субботу»). Впрочем, речь
у нас сегодня пойдет о фантастических алкогольных напитках.
В повести Роберта Хайнлайна «Логика империи» (1941) два
преуспевающих джентльмена под воздействием горячительных напитков завербовались на каторжные работы на Венере,
где сполна хлебнули романтики. Заснуть в тамошних условиях
было невозможно без употребления местного самогона —
слабоалкогольной водки под названием «рира». Вероятно, это
было первое — перевод вышел у нас в 1960 году — упоминание
фантастического напитка в фантастике на русском языке. Зато
потом фантасты наверстали упущенное...
Один из самых сильнодействующих напитков — Пангалактический грызлодер (он же — Всегалактический коктейль
«Мозгобойный») из романа Дугласа Адамса «Автостопом по
Галактике» (1979). Действие его описано так: «вам вышибают
мозги кусочком лимона, в который завернут большой золотой
60
кирпич». «Путеводитель для путешествующих автостопом по
Галактике» дает следующий рецепт по приготовлению «Пангалактического грызлодера»:
«К содержимому бутылки „Крепкого духа Джанкс“ прибавьте
одну мерку воды из морей Сантрагинуса-5. Затем растворите
в смеси три кубика арктурского мега-джина (предварительно
хорошо охлажденного, а то бензин улетучится). Пропустите
сквозь раствор четыре литра фаллианского болотного газа,
и пусть он весело булькает в память о всех счастливых автостопщиках, скончавшихся от удовольствия в болотах Фаллии.
Аккуратно влейте по ложечке благоухающий экстракт гипермятного квалактина, мускусно-сладкий и таинственный.
Бросьте зуб солнцетигра с Алгола; полюбуйтесь, как он растворяется, наполняя напиток жаром двойной звезды. Побрызгайте земфиором. Добавьте оливку. Выпейте, соблюдая меры
безопасности...»
Джеймс Боливар ди Гриз, более известный под кличками
Скользкий Джим и Стальная Крыса, предпочитал употреблять
«Пот Сириусианской Пантеры», «жуткий напиток, из-за своего
гнусного воздействия на организм запрещенный в большинстве цивилизованных миров» (Гарри Гаррисон, «Стальная
Крыса спасает мир», 1972).
А вот старый волхв Беломор в романе Михаила Успенского
«Там, где нас нет» (1995) для прочищения ума-разума у персонажа по имени Жихарь использовал совсем другую жидкость:
«Мозголомная Брага жила в прозрачном сосуде и была такая
крепкая, что даже ужас. Она не то что из живота — прямо из рта
химики и лирики
организм он не оказывает. Кроме того, пить его можно в любое
время — эффект опьянения тоже практически отсутствует и
очень быстро проходит. Бывший советник британского правительства по борьбе с наркотиками Дэвид Натт основал стартап
Alcarelle, который в ближайшие годы начнет производить похожий на стартрековский синтетический аналог спиртного.
Любопытный напиток встретился в рассказе Роберта Шекли
«Где не ступала нога человека» (1953). Двое землян пытаются
найти что-нибудь съедобное на инопланетном складе хелгов.
Нашли они напиток, описание которого в вольном переводе
звучало так: «Моришилле-Клейпучка. Для более тонкого вкуса
добавлены лакты-экты. Клейпучку пьют все! Рекомендуется
до и после еды, неприятные побочные явления отсутствуют».
Но когда открыли бак с Клейпучкой, жидкость устремилась к
землянам. Оказывается, при переводе была допущена ошибка.
Следовало читать не «Клейпучку пьют все», а вовсе даже «Клейпучка пьет всех». Люди предположили: «Должно быть, хелги
всасывали жидкость через поры своего тела. Естественно, они
предпочитали не пить, а быть выпитыми».
Фантасты не были бы фантастами, если бы не попытались
достичь абсолюта и в выпивке. Еще в одном рассказе Шекли
(«Особый старательский», 1959) золотоискателя Моррисона на
Венере преследуют сплошные неудачи. Даже когда он нашел
богатейшее месторождение золота, то чуть не погиб от жажды
и стаи песчаных волков. Чудом ему удалось оформить заявку на
участок, после чего он попросил телепортировать ему коктейль
«Особый старательский». И он дождался:
«Моррисон ждал, вглядываясь в сверкающее устье вихря,
который пронесся по небу и остановился в четверти мили от
него. Из вихря показалось большое круглое медное днище.
Устье вихря стало расширяться, пропуская еще большую
медную выпуклость. Днище уже стояло на песке, а выпуклость
все росла. Когда наконец она показалась вся, в безбрежной
пустыне возвышалась гигантская вычурная медная чаша для
пунша. Вихрь поднялся и повис над ней.
Моррисон ждал. Запекшееся горло саднило. Из вихря показалась тонкая струйка воды и полилась в чашу. Моррисон
все еще не двигался.
А потом началось. Струйка превратилась в поток, рев которого разогнал всех коршунов и волков. Целый водопад низвергался из вихря в гигантскую чашу.
Моррисон, шатаясь, побрел к ней. “Попросить бы мне флягу”, — говорил он себе, мучимый страшной жаждой, ковыляя
по песку к чаше. Вот наконец перед ним стоял “Особый старательский” — выше колокольни, больше дома, наполненный
водой, что была дороже самой золотоносной породы. Он
повернул кран у дна чаши. Вода смочила желтый песок и
ручейками побежала вниз по дюне.
“Надо было еще заказать чашку или стакан”, — подумал
Моррисон, лежа на спине и ловя открытым ртом струю воды».
Владимир Борисов,
Александр Лукашин
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
бросилась в голову и стала кидаться там из стороны в сторону,
ломая умственные подпорки и укрепы. Каждое слово, изреченное Беломором, она тут же подхватывала и укладывала,
словно кирпичик, на нужное место».
Нельзя не упомянуть также из крепких напитков регулярно
употребляемый в Ордуси эрготоу «Московский Особый»
(евразийская симфония «Плохих людей нет» Хольма ван
Зайчика, 2000—2005). Как разъясняли консультанты переводчиков Вячеслав Рыбаков и Игорь Алимов, «настоящий
эрготоу производится только в Пекине и представляет собой гаоляновый самогон двойной перегонки стандартной
крепостью в 56 градусов, но бывает, достигает и 75! Эрготоу
обладает специфическим самогонным запахом и непередаваемым вкусом».
В повестях Макса Фрая о городе Ехо упоминается «Джубатыкская пьянь» — изумительно вкусный крепкий алкогольный
напиток с неблагозвучным, но точным названием.
Наконец, фермер Миртил из повести братьев Стругацких
«Второе нашествие марсиан» вместе с братом освоил производство «синюховки» — самогона из марсианского «синего
хлеба», весьма способствующего повышению количества и
качества вырабатываемого людьми желудочного сока.
Неплохой набор может получиться из коктейлей, придуманных фантастами. Экзотическая буро-зеленая смесь под названием «Особый транайский», которую предпочитал капитан
Сэвидж в повести Роберта Шекли «Билет на планету Транай»
(1955), сыграла значительную роль в решении Марвина Гудмэна отправиться в путешествие на планету, где найден смысл
существования.
Коктейль «Ведьмин студень» из «Пикника на обочине» (1971)
братьев Стругацких получил название от одноименного артефакта Зоны, опасной субстанции, разъедающей многие
материалы. Как утверждал известный сталкер Рэдрик Шухарт:
«Это, брат, такая вещь, что на пустое брюхо принимать опасно
для жизни: руки-ноги отнимаются с одной порции».
Повеселился Сергей Лукьяненко, в романе которого «Спектр»
(2002) многие коктейли в барах по всей галактике носят названия известных фантастических произведений: «Ватерлиния»
(полстакана густого вишневого нектара и столько же водки
«Столичная»), «Попытка к бегству», «Выбраковка», «Кольцо
тьмы», «Волчья натура». Не забыл автор и о своих книгах, чему
свидетельством являются коктейли «Стеклянное море» и «Линия грез» (в состав которого входят белый «Бюссо», гренадин
и граппа).
Примечательный диалог о загадочном коктейле состоялся в
романе Андрея Лазарчука и Михаила Успенского «Посмотри в
глаза чудовищ» (1997):
«— Кстати, о России! — воскликнул Атсон. — Еще во времена своей молодости я здесь же, в Париже, слышал легенду
о русском коктейле, который так и назывался “Молодость”...
Говорят, что никто не мог устоять на катушках после одногоединственного стакана.
— Коктейль “Молодость”? — повторил я задумчиво и внимательно вслушался в звучание. — “Йорз”... А, так вы имеете
в виду ерша? Есть такой коктейль. Секрет его мне известен».
Пожалуй, следует упомянуть о напитках, которые употребляют инопланетяне. Двуглавый Юл из «Экспедиции в преисподнюю» С. Ярославцева «склонен к обжорству и неумеренному
потреблению ртутно-колчеданных коктейлей, в результате у
него частенько расстраивалось что-то внутри, и тогда он неудержимо отрыгивал густым сернистым газом, что, согласитесь, создавало бы для сожителей-землян вполне понятные
неудобства».
И наконец, одна из важнейших технологий будущего, показанная в научно-фантастической саге «Стар Трек», — безвредный «синтеголь». При том, что по запаху и вкусовым качествам
он идентичен обычному алкоголю, негативного влияния на
Художник Владимир Юранек
Пишут,что...
Короткие заметки
Сколько едят птицы?
Ответ на вопрос, заданный в заголовке, искали орнитологи во главе
с Мартином Найфеллером из Базельского университета («Science of
Nature», 2018, 105: 47; doi: 10.1007/s00114-018-1571-z). Правда, не для всех
птиц, а для тех, что уничтожают вредителей садов и огородов — поедают
любых членистоногих и в любом виде. Исследователи перелопатили
горы литературы и по крупицам собрали самые разные оценки. Например, сколько насекомоядных птиц живет в том или ином лесу, степи,
пустыне. Сколько там живет насекомых. Сколько съедает за год одна
птица и сколько она весит. Если для какого-то места данных было маловато, на помощь приходила математика — расчет, сколько энергии нужно
птице, чтобы выжить и обзавестись потомством, а потом его вырастить.
Оказалось, что больше всего насекомоядных птиц в тропическом
лесу — на один гектар их приходится два десятка. В лесах средней полосы птиц в два раза меньше, аналогично -- в тропических саваннах и
средиземноморских колючих зарослях. Ну а меньше всего таких птиц
в пустыне — 1,75 на гектар. Зато пустынные птицы самые тяжелые — в
среднем весят более 150 граммов. На втором месте птицы столь же редко
населенной арктической тундры — 65 граммов. А птицы средней полосы
самые маленькие — 27 граммов. Однако едят насекомых они отнюдь
не пропорционально своему весу. Так, птицы средней полосы съедают
в год 44 кг насекомых на одном гектаре, а тропические -- отнюдь не
ожидаемые 88 кг, но 112. Самыми прожорливыми оказались птицы с
возделанных земель — 21 кг с гектара, а плотность птичьего населения
там в семь раз меньше, чем в тропиках. Удивительно, но тяжелые обитатели тундры и пустыни едят почти в три раза меньше, чем тропические
птицы — 4 кг с гектара при популяции в десять раз меньшей. Всего же
суммарный вес насекомоядных птиц планеты составил 4 млн тонн. И
за год они съедают 400 млн тонн насекомых,
Много это или мало? Люди за год съедают столько же: около 400 млн
тонн мяса и рыбы. Лидерами среди насекомоядных оказались пауки —
более 600 млн тонн в год; за ними следуют муравьи, съедающие в год
550 млн тон насекомых. Если оценивать количество энергии, которое
потребляют птицы, то окажется, что примерно столько же расходует
один-единственный мегаполис вроде Нью-Йорка на обеспечение нужд
живущих в нем людей (из сопоставления этих чисел следует важная
мысль: энергия поглощаемой людьми еды, то есть дающей физическое
выживание, составляет ничтожную часть той энергии, что идет на обеспечение их комфорта). В общем, птицы съедают 0,15% полного производства энергии биосферой суши, которое оценивают в 1,78 1021 Дж в
год. Совсем немного, тем более что сначала эту энергию уже потребили
сами насекомые, прежде чем стали кормом.
Это исследование попутно позволило рассеять один устойчивый
миф — о влиянии птиц на урожайность. Оказалось, что бороться с вредителями полей они в состоянии только на тропических плантациях, и
вообще 70% насекомых съедают лесные птицы. В умеренных широтах
плотность птичьего населения, несмотря на прожорливость, слишком
мала для того, чтобы они могли контролировать численность вредителей.
62
С.Анофелес
...всемирно известная горилла Коко, владевшая языком жестов ASL, скончалась во сне в
возрасте 46 лет (https://www.koko.org/gorillafoundation-sad-announce-passing-our-belovedkoko)...
...журнал «Science» вводит дозированный доступ к новостям и аналитическим статьям на
своем сайте — если вы не член Американской
ассоциации содействия развитию науки и хотите видеть более десяти материалов в месяц, вам
придется заплатить полтора доллара («Science»,
2018,http://www.sciencemag.org/news/2018/06/
news-science-introduces-metered-paywall)...
...скоро будут созданы абсолютно прозрачные
солнечные батареи, использующие энергию
ультрафиолетового и инфракрасного света,
но пропускающие видимый свет во всем диапазоне; их можно будет вставлять в окна вместо
стекол («Science», 2018, 360, 6396, 1386, doi:
10.1126/science.360.6396.1386)...
...среди российских мужчин — носителей
аллеля uVNTR-3R гена MAOA, — меньше
число индивидов с высоким уровнем стресса,
считающих себя несчастными и окруженными
опасностями, по сравнению с носителями
аллеля 4R; среди американских мужчин таких
различий не выявлено («Генетика», 2018, 54, 5,
556—562)...
...у тех, кто свободно обращается с практически любым предложенным текстом, и тех,
кто к этому неспособен, выявлены различия
в активации некоторых областей левого полушария при предъявлении квазислов, что, скорее
всего, говорит об использовании ими разных
стратегий («Физиология человека», 2018, 44,
2, 41—51)...
...если российские психологи не повысят свою
статистическую грамотность, то к 2030 году
они не смогут адекватно воспринимать исследования зарубежных коллег, публиковаться в
международных журналах, участвовать в конференциях («Психологический журнал», 2018,
39, 3, 129—133)...
...ультразвук малой и средней интенсивности
может быть использован для получения поверхностных антигенов с разных типов клеток
и создания таким образом специфического,
остронаправленного иммунитета («Биофизика», 2018, 63, 3, 462—467)...
...математически доказано, что количество такси в Нью-Йорке можно уменьшить на 30—40%
с помощью реорганизации работы диспетчер-
Пишут, что...
...грибок Ophiocordyceps unilateralis, инфицирующий муравьев, в тропическом климате
вызывает у них одни поведенческие изменения,
в умеренном другие («Evolution», 2018, doi:
10.1111/evo.13489)...
...постоянное присутствие хемосигнала кошки стимулирует мышей — число овуляций за
фиксированный интервал времени растет по
сравнению со значением в контрольной группе
(«Известия РАН. Серия биологическая», 2018,
3, 315—321)...
...домашние животные для волка не только
источник корма, но и объект для обучения
щенков, подтверждение тому — рост числа
нападений и количества убитых за одно нападение овец и телят в летне-осенний период
(«Экология», 2018, 2, 137—145)...
...медведи, обитающие на территории Центрально-лесного заповедника и прилегающей
охранной зоны в Тверской области, любой
другой пище предпочитают яблоки (31,1% рациона), затем орехи лещины (19,1%), посевной
овес (12,5%), чернику (6,8%), едят насекомых,
крупных млекопитающих, но доля животной
пищи в их рационе — всего 9% («Зоологический
журнал», 2018, 97, 4, 486—502)...
...из образцов плейстоценовых многолетнемерзлых отложений Колымской низменности
впервые выделены живые почвенные нематоды
Panagrolaimus aff. detritophagus и Plectus aff.
parvus, длительность естественной криоконсервации которых — 30—40 тыс. лет («Доклады
Академии наук», 2018, 480, 2, 253—255)...
...как показало изучение копролитов, ископаемые собаки Borophagus parvus, жившие 5 млн
лет назад, разгрызали кости травоядных животных намного крупнее себя, а значит, скорее
всего, охотились стаями (eLife 2018;7:e34773, doi:
10.7554/eLife.34773)...
...хотя ярко раскрашенные тропические лягушки хорошо видны вблизи, на большом расстоянии яркие пятна сливаются, образуя идеальный
камуфляж («Proceedings of the National Academy
of Sciences USA», 2018, 201800826; doi: 10.1073/
pnas.1800826115)...
КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ
Паук в электрополе
Паук, распустив паутину, способен улететь за тысячи километров и
подняться в небо на 4 километра. Многие биологи, да и не только они,
наблюдали феномены паучьего перелета, особенно в разгар бабьего
лета. Но однозначно ответить на вопрос, какая сила несет это маленькое
бескрылое существо навстречу приключениям, никто не может почти
двести лет — с тех пор как Чарльз Дарвин наблюдал с борта знаменитого
«Бигля» сотни пауков, летающих над открытом морем в штиль.
Самая очевидная гипотеза — это их ветер гонит, надувая паутинный
парус, — не выдерживает критики, ведь полеты случаются и в безветренную погоду, и в дождь. Шелковая нить разматывается из паука со
скоростью, гораздо больше скорости ветра, а взлетает он со слишком
большим ускорением. Похоже на электрическое явление, но никто пока
что не собрался изучить связь паука с электричеством. Этот промах исправили Эрика Морли и Дэниэл Роберт из Бристольского университета
(«Current Biology», 2018, 28,1–7; doi: 10.1016/j.cub.2018.05.057).
Атмосферное электричество переменчиво. В ясный день его градиент
исчисляется десятками вольт на метр, а в туман увеличивается в тысячи
раз. Деревья служат сильными концентраторами напряжения. Так,
если градиент поля составляет в среднем 1 кВ/м, то в десяти метрах над
35-метровым деревом он будет 2 кВ/м, а у острых иголок или выступах
на листьях — десятки киловольт. Именно с таких выступов и стартуют
пауки, несомые парусом из диэлектрической, то есть способной накапливать заряд, нити.
В ходе опытов паука помещали в сосуд, в котором создавали поля с
киловольтными градиентами. Паук имел возможность вскарабкаться
на стартовую площадку для полета. И действительно, при включенном
поле он гораздо чаще поднимался вверх и распускал паутину, нежели
при выключенном поле. Получается, паук не только чувствует атмосферное поле, но и может его использовать, причем тремя способами:
оно может давать ему прогноз погоды; вызывать желание совершить
полет и само по себе или совместно с ветром, служить и движущей силой
полета. В общем, отмечают авторы, для понимания миграции пауков,
клещей, насекомых, пыльцы растений, спор грибов и прочих мелких
объектов нужно внимательно следить за атмосферным электричеством.
А.Мотыляев
63
«Химия и жизнь», 2018, № 7, www.hij.ru
...робот наливал пиво, а искусственный
интеллект оценивал эмоции людей, чтобы
определить, не проводя опросы, какая пенная шапка будет наиболее привлекательной
(«Food Control», 2018, 92, 72—79, doi: 10.1016/j.
foodcont.2018.04.037)...
Художник Эрхард Диетл
ской службы без каких-либо неудобств для
пассажиров («Nature», 2018, 557, 534—538, doi:
10.1038/s41586-018-0095-1)...
Подпиши свою библиотеку
на «Химию и жизнь» через «БиблиоРодина»
biblio.planeta.ru
С.А. ЕРЕМИНОЙ, Екатеринбург:
Добавление аспирина в «домашние» маски
для лица объяснимо, если нужно избавиться
от угрей или прыщей, — ацетилсалициловая
кислота обладает противовоспалительным
действием, но ее омолаживающее действие,
мягко говоря, неочевидно.
Л.Р. АЛЕКСЕЕВОЙ, Зеленоград: Дыру в
стенке теплицы из поликарбоната можно
заклеить поликарбонатной же заплатой,
посадив ее на силиконовый герметик.
Н.А. НИКАНОРОВУ, Саратов: Суперклей
с поверхности легко удалить димексидом,
который продается в любой аптеке; запах у
этого вещества впечатляющий, но эффект
гарантирован.
В.Ф. ЖУРАВЛЕВОЙ, Москва: Название
кайенского перца происходит от слова
«куинна» или «кинна» языка племен тупи,
населявших побережье Бразилии на момент
появления португальцев; слово означало
«перец», так что современное название
можно перевести как «перечный перец».
Л.В. МОЧУЛЬСКОМУ, Санкт-Петербург:
Халлуми — греческий рассольный сыр из
смеси козьего и овечьего молока; он трудно
плавится, и поэтому его можно жарить на
гриле.
Х.А. ЗАЛИЛОВОЙ, Новосибирск: Удаление
налета от чая — тот случай, когда народное
средство лучше покупных; ничего лучше
обыкновенной пищевой соды для этого еще
не придумали.
Н.Ш., электронная почта: Мы не решаем
химические задачи за школьников и студентов,
это непедагогично.
ВСЕМ ЧИТАТЕЛЯМ: Просим прощения
за опечатку, в апрельском номере на с. 44, в
конце статьи «Человек — не венец творения»,
тигру требуется не 20 гектаров, а 20 км2.
64
«БиблиоРодина» — сервис, основанный на принципах народного финансирования, который позволит любому человеку стать меценатом и оформлять подписки
на научно-популярные периодические издания в дар российским библиотекам.
На сегодняшний день в проекте участвуют около 6,5 тысяч библиотек и 70 периодических изданий, среди которых «Наука и жизнь», «Юный техник», «Знание—
сила», «Химия и жизнь». Библиотеки могут самостоятельно отправить заявку на
участие в проекте, заполнив форму на главной странице (https://biblio.planeta.
ru), указав точный адрес и контактные данные. Журналы также могут
подключиться к проекту по собственной инициативе.
В
ы покупаете архив, устанавливаете на свой компьютер, и он автоматически
обновляется каждый месяц. Все
самое интересное легко найти
и в старых, и в новых номерах.
Бесценные рассказы об ученых,
о проблемах и методах химии,
биологии, физики, материаловедения, история развития науки
и техники, смелые гипотезы и
идеи, опыты юных химиков, размышления мудрецов, антология
научной фантастики второй половины XX – первой половины
XXI века, рисунки ведущих художников-графиков, в общем,
то, о чем более полувека пишет
журнал «Химия и жизнь», есть в
его электроном пополняемом
архиве.
Цена 1600 р. на флеш-карте с
доставкой почтой РФ и 1300
р. при самостоятельном скачивании дистрибутива с сайта. Узнать подробности об
архиве и купить его можно на
сайте журнала: (www.hij.ru),
отправив письмо по адресу
redaktor@hij.ru или позвонив
в редакцию по телефону (495)
722-09-46 по рабочим дням с
11 до 17-30.
Долгожданный,
уникальный,
удобный!
Напоминаем, что на наш журнал с
любого номера можно подписаться
в редакции.
Стоимость подписки
на второе полугодие 2018 года:
с доставкой по РФ — 1140 рублей,
при получении
в редакции — 720 рублей.
Об электронных платежах
см. www.hij.ru.
Справки по телефону
(495)722-09-46.
«Химия и жизнь», 2018, №7, www.hij.ru
Автор
barmaley
barmaley1107   документов Отправить письмо
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
8
Размер файла
4 555 Кб
Теги
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ 7/2018
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа