Занимательная биология

Царица водица

Когда мы учимся говорить, первое наше слово «мама», когда, познавая науку, знакомимся с химией, первое, что мы слышим: «аш-два-о». Н₂O — научное имя воды.

На гербе водяного царства можно написать девиз: Cedo nulli, что по-латыни значит: «Никому не уступлю». Смысл девиза — великая роль воды в жизни Земли. Ни на одной планете нет столько воды, как на Земле.

Вода повсюду. Она и вокруг нас: в океанах и морях, реках и озерах, в дожде и снеге, в льдинах и водопроводных трубах, в питье и еде. Она и в нас самих: мы на две трети «сделаны» из воды.

Вода вылепила лицо нашей планеты. Вся земная жизнь рождена водой и не может без нее существовать. Мы дети воды. Недаром в сказках «живая вода» воскрешает даже мертвых.

Мы так привыкли к воде, что ее странности не удивляют нас.

Что же такое вода?

Сестра-тихоня сильнейшей взрывчатки — гремучего газа! И гремучий газ-разрушитель и созидающая жизнь вода состоят из водорода и кислорода. Но первый лишь простая смесь этих элементов. А в воде и водород и кислород объединены в молекулы.

Ровно 162 года назад Гумбольдт и Гей-Люссак доказали, что два атома водорода и атом кислорода, соединяясь в молекулы, рождают воду.

Но какой водород и какой кислород? Ведь у водорода три изотопа — легкий, тяжелый и сверхтяжелый. И кислородов тоже три: у одного молекулярный вес — 16, у другого — 17, у третьего — 18.

Так вот, вода, оказывается, смесь сорока двух веществ — соединений трех разных водородов с тремя разными кислородами. В основном состоит она из воды легкой, но в ней всегда есть немного и тяжелой, и полутяжелой, и сверхтяжелой.

Вода — минерал^[71], минерал самый подлинный и самый удивительный. Ее, как и другие минералы, породила Земля на заре своей жизни, когда была раскалена как огонь. Сроднясь с расплавленными породами, вода застыла позднее в гранитах и базальтах. И поэтому из раскаленного гранита с шипеньем вырываются пары воды. А когда вулканы извергают из недр Земли расплавленные лавы, то немало с ними выбрасывают и воды — 40 миллионов тонн каждый год. Эта вода никогда прежде не была на поверхности: потому и называют ее ювенильной — молодой.

А «немолодой» воды, с давних пор «поселившейся» на поверхности Земли, очень много вокруг. Она то жидкая течет в реках и океанах, то паром стремится в облака, то льдами застывает в стужу. Вода — оборотень, единый в трех лицах.

Аномалии, которые спасли жизнь

Вода — поразительная жидкость: у нее есть аномалии!

Такая обычная, такая повседневная, домашняя! Мы привыкли к ней и не замечаем ее необыкновенных, удивительных, совершенно особенных свойств. Для воды будто законы не писаны: это своенравный аутсайдер в мире веществ. В природе и в опытах она ведет себя не совсем так, как другие вещества. Но благодаря ее капризам жизнь смогла развиться и существовать в воде.

Первая аномалия: воде положено по ее химической структуре и классу веществ, к которому она принадлежит, плавиться и кипеть при температурах более низких, которых на Земле не бывает. Не было бы, значит, на Земле ни жидкой, ни твердой воды — только пар ее в небе, если бы не эта аномалия, рожденная особыми связями молекул воды.

Вторая аномалия: высокая теплоемкость. У воды она в десять раз больше, чем у железа. Вода нагревается впятеро медленнее песка. А чтобы нагреть на один градус литр воды, тепла потребуется в 3300 раз больше, чем для нагрева литра воздуха. Зато, когда вода остывает, она отдает столько же тепла, сколько забрала, нагреваясь.

Из-за исключительной способности воды поглощать тепло температура ее при нагревании и охлаждении изменяется незначительно, поэтому морским обитателям никогда не угрожают ни сильный перегрев, ни чрезмерное охлаждение.

Аномалия третья и четвертая тесно связаны с первой: у воды очень высокая скрытая теплота испарения и скрытая теплота плавления. Чтобы выпарить воду из чайника, тепла потребуется в пять с половиной раз больше, чем для того, чтобы вскипятить его.

Если бы не это ее свойство — даже в жару медленно испаряться, — многие озера и реки летом быстро бы пересыхали до дна и вся жизнь в них погибала.

Замерзая, вода тоже отдает много тепла. Один литр воды, превращаясь в лед, может подогреть (на один градус) 250 тысяч литров воздуха. Вот почему в холодные ночи зимой в теплицы ставят бочки с водой: замерзая, она выделяет тепло и согревает воздух.

Аномалия пятая: замерзая, вода (как висмут и серебро — другие оригиналы) расширяется. На 9 процентов по отношению к прежнему объему. Поэтому лед всегда легче незамерзшей воды и всплывает вверх и поэтому редкий водоем промерзает до дна^[72]. Покрывающий его сверху лед — хороший теплоизолятор: ведь теплопроводность льда, как и воды, очень мала. Под такой «шубой», говорит известный наш океанолог профессор В. Г. Богоров, даже зимой в Арктике морским животным не очень холодно.

Правда, это расширение льда может оказаться роковым для водопровода, автомобильного радиатора и живых клеток, которые всегда наполнены водой. Но все-таки пользы от него больше, чем вреда. Укутывая зимой ледяной шубой воду, природа сохраняет ее и теплой и жидкой. Не дает затвердеть. Ведь твердая вода для жизни не пригодна.

Шестая аномалия самая странная.

Все вещества, когда нагревают их, расширяются, а при охлаждении сжимаются. Истина эта всем известна. А один нерадивый школьник усвоил ее даже чересчур хорошо.

— Почему зимой дни короче? — спросил его учитель.

— Потому, — ответил ученик, — что зимой холодно, а все от холода сжимается.

Вода тоже сжимается от холода. Но… В этом «но» все дело. Сжимается, сжимается, пока температура падает, но при 4 градусах тепла наступает предел. Тут она снова вдруг начинает расширяться, хотя температура и понижается. Поэтому вода самая плотная и тяжелая при 4 градусах тепла. И поэтому зимой, охладившись до 4 градусов, она опускается на дно и здесь сохраняется в течение всей зимы (в пресноводных водоемах, так как морские соли усложняют картину циркуляции воды). Охладившиеся еще больше слои воды ложатся поверх четырехградусных, ведь их плотность, а следовательно и вес, меньше. Вот почему зимой на дне пруда или реки сравнительно тепло.

Эта удивительная аномалия спасает жизнь всем пресноводным животным, зимующим в наших реках, прудах и озерах.

Седьмая аномалия: из всех жидкостей, кроме ртути, у воды самое большое поверхностное натяжение.

Что это такое? Некомпенсированные силы сцепления между молекулами. Внутри жидкости притяжение молекул друг к другу уравновешено. А на поверхности нет. Молекулы воды, которые лежат глубже, тянут вниз самые верхние молекулы (вверх их ничто так сильно не тянет, так как там нет воды, а только воздух).

Поэтому капля воды стремится затянуть себя в узелок. Стягивают ее силы поверхностного натяжения. Капля воды как бы упакована в свою поверхностную пленку, которая очень прочна.

Итак, поверхность воды всегда затянута тончайшей пленкой из молекул. Чтобы разорвать ее, нужна сила, и сила немалая. По этой пленке, как по паркету, бегают насекомые — вертячки и водомерки. За нее цепляются, повиснув вниз головой, личинки комаров, и даже улитки с массивными раковинами ползают по ней. Они тяжелее воды, но не проваливаются: пленка поддерживает их. Бегают по воде и не тонут даже ящерицы! И большие ящерицы — василиски (они живут в тропиках Америки).

Физики точно рассчитали, какую гирю надо подвесить к столбику воды толщиной в 3 сантиметра, чтобы разорвать его. Гиря потребуется огромная — больше 100 тонн!

Но это когда вода исключительно чистая. В природе такой воды нет^[73]. Всегда в ней что-то растворено, пусть хоть немного. Чужеродные вещества разрывают звенья в прочной цепи молекул воды, и силы сцепления между ними сильно уменьшаются. Но в лабораториях ученым удалось получить почти чистую воду, и разорвать ее было так же трудно, как сталь самого лучшего сорта.

Могучие силы сцепления между молекулами поднимают воду вверх по тонким трубкам и щелям, хотя земное тяготение, противоборствуя им, тянет ее вниз. Чем тоньше трубка, тем выше поднимается по ней вода.

Силы поверхностного натяжения тянут вверх воду из глубин почвы, питая растения солями и влагой. Увлекаемая ими (и силами осмоса) течет она по корням и стеблям самих растений и наполняет кровью наши капилляры.

Аномалия восьмая и последняя, о которой я расскажу. Вода — лучший в мире растворитель. «Могучий растворитель», — говорят химики. Она растворяет очень многие вещества, но сама остается инертной, не изменяется от многих веществ, которые растворяет.

Благодаря этому качеству вода смогла стать носителем жизни. Растворы всех веществ, циркулирующие в нашем теле, приготовлены на воде. Они мало изменяются в таком растворе, и сам растворитель — вода — может быть использован неоднократно.

«Воде, — сказал великий Леонардо, — была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле».

Полужидкая конструкция на воде

Говорят, что, если высушить медузу, от нее останется крохотный комочек, который будет весить в тысячу раз меньше живой медузы (По другим данным, в медузе воды значительно меньше — всего 96,8 процента.)

А что останется от человека, если высушить его? Двадцать килограммов праха, или, как сказали бы теперь, сухого вещества. Мы не медузы, но тоже, как видите, основательно налиты водой: больше чем на две трети отпущенного нам природой материала. Во взрослом человеке, который весит скажем, 70 килограммов, 50 килограммов воды.

Но когда человек впервые приходит в этот мир, в нем воды еще больше: у трехдневного зародыша 97, у трехмесячного — 91, у восьмимесячного — 81 процент.

Интересно, где в нас воды всего больше. Оказывается, кроме слюны (99,5 процента), в мозгу — 85^[74]. В костях воды совсем мало — 20–30 процентов. В мускулах вдвое больше — 77. В легких и почках — 80. «Таким образом, — говорит Раймонд Фюрон, — живое существо целиком „обводнено“»^[75].

«Обводнено» и снаружи и изнутри. Снаружи: в морях и океанах, в реках и прудах, в дождях, туманах, льдах, в болотах, в сырости… А внутри: в клетках — 50 процентов всей нашей «телесной» воды, между клетками — 45 и в крови — 5 процентов.

Каждый день взрослому человеку «как пить дать» нужно 2 литра воды, и не меньше. Иначе все в нем пойдет не так. Два литра получить снаружи: выпить или «съесть» с пищей (в огурцах, скажем, в мясе и пр.). Но вообще-то, чтобы организм человека исправно работал, воды ему требуется минимум впятеро больше — 9–10 литров.

И эти 10 литров каждые сутки регулярно поступают в наш кишечник: 2 литра, мы уже знаем, человек выпивает, полтора глотает со слюной, полтора дает желудок в виде желудочного сока и 0,7 литра поджелудочная железа, 3 литра кишечных соков и, наконец, пол-литра желчи.

Где же берут наши ткани столько воды?

Сами ее создают. Это так называемая эндогенная, внутрирожденная вода.

Эндогенная вода постоянно рождается и «выпивается» в тканях нашего организма; и когда мы дышим, добывая энергию из проглоченной пищи, и когда строим себя из чужеродных белков, и когда разрушаем свои больные или ненужные ткани, и когда худеем, и когда полнеем. Словом, всегда.

И не только, конечно, «мы»: по-видимому, все животные и все растения живут главным образом «на воде», которую сами в себе создают.

Советский биохимик Б. Б. Вартапетян, экспериментируя с куколками тутового шелкопряда, доказал, например, что в бабочках, развившихся из этих куколок, вся вода «или большая часть ее» — эндогенная. Это значит, что бабочки не выпили ее и не всосали с нектаром: получилась она из питательных веществ куколки, которые запасла еще гусеница.

Этот же исследователь, работая над докторской диссертацией, пришел к выводу, что у кактусов, которые растут в безводной пустыне, уже к концу второго-третьего месяца засухи нет «и следов той воды, которая первоначально поступила в растение через корни». Вся вода, наполняющая в изобилии их сочные ткани, эндогенная, ими самими сотворенная из воздуха (вернее, из кислорода воздуха) и водорода запасенных впрок веществ^[76].

Так жизнь, рожденная водой и в воде, сама постоянно созидает колыбель свою — воду.

Куда идет эта вода?

Много новорожденной воды тут же, в тканях, разрушается — из ее элементов строятся другие вещества. Мы черпаем энергию для жизни, окисляя в митохондриях переваренную пищу кислородом, полученным… из воды. С точки зрения клеточной энергетики это выгоднее, чем «сжигать» питательные вещества кислородом, поступившим в организм из атмосферы. Много воды циркулирует в растворах — в клетках, меж клетками, в крови. Ведь весь организм наш — полужидкая конструкция, построенная на воде, вернее, на водных растворах, простых и коллоидных.

Много воды уходит на переваривание пищи (около 10 литров, как мы знаем), на приготовление «соков» разных желез, на потение, главная цель которого — охлаждение перегретой живой «машины» (до полутора литров в сутки даже в тени и в умеренном климате). Вода нужна и для дыхания: ее пары, более или менее конденсированные, облегчают поглощение кровью кислорода и удаление из нее углекислого газа. Когда мы дышим легкими, то изгоняем из себя каждые сутки 300–400 граммов воды. А кожа, когда дышит, расходует даже вдвое больше воды. Наконец, канализационная система нашего тела, по которой выбрасывается из организма весь «шлак» обмена веществ, тоже для своего нормального функционирования требует немало воды.

Итак, без воды жизнь на Земле невозможна. Невозможна по многим причинам. И прежде всего потому, что без воды не было бы на Земле кислорода. Ведь до того, как появились на нашей планете растения, в ее атмосфере не было кислорода, об этом уже говорилось. Улавливая с помощью зеленого хлорофилла энергию солнечных лучей, растения из углекислого газа и воды изготавливают в своих листьях сахар — глюкозу. И при этом много лишнего остается у них кислорода, который выпускают они в воздух. А берут его из воды!

Ежегодно растения всего мира, чтобы жить и расти, «выпивают» 650 триллионов тонн воды. За 2 миллиона лет они полностью иссушили бы все моря и океаны, если бы круговорот воды в природе постоянно не наполнял их.

Значит, все живое на Земле ежегодно, так сказать, прокачивает через себя сотни триллионов тонн воды. Почти каждый миллион лет жизнь буквально процеживает через себя все океаны, моря и реки — всю воду, которая только есть на поверхности Земли.

Этот великий круговорот воды (через жизнь и неживые стихии) я бы назвал большим кругом водоворота природы. О «малом» круговороте знает каждый школьник: текучие воды — океаны и моря — испарение — атмосфера — дождь, снег — текучие воды.

Но ведь не всюду на Земле, где есть жизнь, есть и вода. Чтобы воду добыть и с минимальными издержками пустить в оборот, природа и эволюция изобрели немало хитроумных способов.

Как верблюд в пустыне экономит воду

Вообще-то говоря, добыть воду даже в пустыне нетрудно: было бы что есть. Ведь съеденная и переваренная пища с кровью попадает в клетки разных тканей. Там, в митохондриях, она «сгорает» без пламени, окисляется и выдает малыми порциями необходимую для жизни энергию. Мы знаем, что в финале всех жизненных процессов, которые начинаются с пищеварения и кончаются окислением переваренных продуктов кислородом (полученным из воды, а не из легких), в клетках тела от съеденных белков, жиров и углеводов остаются только углекислый газ и вода^[77]. В состав этой эндогенной воды входит уже кислород, который мы вдыхаем легкими.

Если бы удалось потери эндогенной воды свести до минимума, то животные (и растения) могли бы долго жить и ничего не пить. Хватало бы воды, полученной из пищи.

Есть много путей — много разных способов, которые помогают сократить «утечку» воды из организма.

Прежде всего животное должно избегать перегрева — тогда сократятся и потери на «орошение» разгоряченного тела.

У рептилий и насекомых нет потовых желез. Это живые «машины», так сказать, с воздушным, а не водяным охлаждением. Температура их тела повышается, когда разогревается окружающий воздух. Они привыкли к этому — такова уж их природная конструкция! — и не тратят драгоценную воду на охлаждение горячего тела. Больше того: насекомые способны даже «впитывать» в себя влагу из воздуха: как полагают, через мельчайшие трубочки дыхательных трахей, пронизывающих их хитиновый панцирь.

У мелких млекопитающих, мышей например, тоже нет потовых желез, но уже по другой причине^[78]. Иметь потовые железы для них — непростительная роскошь. Ведь чем меньше животное, тем больше у него относительная поверхность тела, тем больше, следовательно, падает на него тепловых лучей и тем сильнее его тело разогревается теплом, полученным извне. Чтобы остудить себя в жару, мелкие животные (например, грызуны весом в 100 граммов) должны изливать на него слишком много воды: приблизительно 15 граммов (то есть 15 процентов своего тела) каждый час.

Это в двадцать раз больше (относительно, конечно), чем требуется для самоохлаждения, например верблюду, и вдесятеро больше, чем человеку.

Имеются в виду, конечно, потери воды с потом при жаркой погоде и в жарком климате. Например, в Сахаре. Здесь даже привыкший к зною человек теряет от восхода до заката больше 12 литров воды: по литру в час. (Выпивая притом не больше литра в сутки. Значит, с потом он теряет в основном эндогенную воду.)

Но и это не рекорд: в одном эксперименте человек, работая в жарко натопленной и влажной комнате, «орошал» себя 4 литрами пота каждый час!

Система охлаждения потовых желез настолько совершенна, что, остужая наш организм, она забирает у него вдесятеро больше тепла, чем могут дать все наши внутренние «ТЭЦ» — метаболические процессы, разогревающие тело.

Человек, если его потовые железы работают исправно, может без вреда для себя переносить очень большую жару.

Доктор Блэгден, секретарь Британского королевского общества, однажды с друзьями и собакой просидел 45 минут в помещении, воздух в котором был разогрет до 126 градусов. За это время в кастрюле с водой, которую они взяли с собой, сварилось мясо! Но люди и собака не испеклись и не сварились: вышли невредимыми.

Верблюд весит раз в семь больше человека и, рассуждая теоретически (так показывают расчеты), должен бы тратить в жару, охлаждая себя, вдвое меньше воды, чем человек. Но расходует ее еще более скупо. Верблюд вообще почти не потеет. Воду, и эндогенную и выпитую, он тратит очень экономно. И в этой экономии — секрет его успехов, его сказочного уменья пересекать раскаленные пустыни из конца в конец, нигде в пути (даже пройдя тысячу километров) не выпив ни глотка.

И это не легенды: действительно, верблюды совершают такие переходы. Один из подвигов «кораблей пустыни» хорошо документирован.

Зимой 1954/55 года известный зоолог, ботаник, геолог и археолог профессор Монод из Дакара за 21 день пересек с друзьями на верблюдах совершенно безводные области Сахары. Исследователи за три недели прошли 944 километра. В пути верблюдов ни разу не поили! (Правда, они ели разные растения: ведь была зима, и местами среди песков попадались зеленеющие травы.)

Рассказывают также, что хороший аравийский верблюд может пробежать от Мекки до Медины (380 километров) от заката до заката, то есть за сутки. А дорога лежит через пустыню под палящим солнцем, вокруг ни речки, ни прохлады. Песок и открытые жарким ветрам пространства. Удивительные способности верблюда терпеливо переносить и жажду, и жару, и суховеи и есть жалкие колючки вместо пищи всегда поражали людей. Много было сочинено о нем всяких легенд. Но только совсем недавно точными наблюдениями и экспериментами открыты, наконец, причины небывалой «засухоустойчивости» верблюда.

Действительно, две недели верблюд может ничего не пить — старые писатели не преувеличивали. Зато потом, когда доберется до воды, выпьет целую бочку! Если он не пил три дня, то выпьет сразу литров сорок. А если не видел воды неделю, то может за несколько минут осушить столитровый бак. Один небольшой верблюд, за которым наблюдали исследователи, выпил зараз 104 литра воды (а сам весил всего 235 килограммов!). Но рекорд принадлежит не ему — другому верблюду. Тот сначала выпил 94 литра, а потом, попозже, еще 92 литра: 186 литров воды за несколько часов.

Поэтому раньше и думали (так писал, например, Плиний), будто в желудке у верблюда есть карманы для воды. Когда он пьет, то наполняет их, словно цистерны. Вода долго хранится в желудке и расходуется по мере надобности.

Но оказалось, что верблюд устроен совсем не так просто. У него не одно, а много удивительных приспособлений, помогающих долго обходиться без воды. В желудке у верблюда и в самом деле нашли литров пятнадцать-двадцать какой-то зеленоватой жидкости. Но это не чистая вода, и не ей он обязан своей исключительной способностью не пить по неделям.

Вот что главное: верблюд очень экономно расходует воду. Он почти не потеет даже в сорокаградусную жару. Его тело покрыто густой и плотной шерстью — шерсть спасает от перегрева (на спине верблюда в знойный полдень она нагрета до 80 градусов, а кожа под ней — всего лишь до сорока!). Шерсть препятствует и испарению влаги из организма (у стриженого верблюда потоотделение на 50 процентов больше, чем у нестриженого). Верблюд никогда, даже в самый сильный зной, не раскрывает рта: ведь через рот, если его открыть пошире, испаряется слишком много воды. Поэтому собаки, когда им жарко, открывают пасть и дышат часто-часто, охлаждая себя.

А верблюд, чтобы с воздухом уходило из организма поменьше воды, напротив, дышит очень редко — всего 8 раз в минуту. И только в самый жаркий полдень ему приходится дышать чаще — 16 раз в минуту. Но это так немного! Бык в жару, например, дышит 250, а собака даже 300–400 раз в минуту.

Хотя верблюд и теплокровное животное, но температура его тела колеблется в широких пределах: ночью она опускается до 34 градусов, а днем, в полуденный зной, повышается до 40–41 градуса. Точнее, до 40,7.

Это у верблюда, который давно не пил и, так сказать, бережет воду. Верблюд, который пил днем, менее экономен: позволяет себе потеть, и поэтому температура его тела изменяется с утра до вечера лишь в пределах от 36 до 39 градусов. Насколько это помогает экономить воду, показывает такой расчет: чтобы снизить температуру тела на 6 градусов, верблюду нужно было бы «изъять» из себя 2500 больших калорий тепла. На это потребовалось бы 5 литров пота. А верблюд не потеет, спокойно себе разогревается до 40 градусов (без всякого вреда — так уж он приспособился) и на этом экономит 5 литров драгоценной воды. А потом, когда ночь приносит прохладу, он отдает окружающему пространству сбереженное тепло, остывая снова до 34 градусов.

Впрочем, есть у верблюда приспособления и для сохранения воды впрок, но тоже очень хитроумные: он консервирует воду, запасая жир. Ведь из жира, когда он «сгорает» в организме, получается много воды — 107 граммов из 100 граммов жира. Из своих горбов верблюд может извлечь при необходимости до полуцентнера воды!

Но уж если верблюд долго не пил, много потерял воды и организм его сильно, как говорят, обезвожен, то кровь его все равно остается жидкой и циркулирует по артериям и венам нормально. У других «обезвоженных» животных и у человека, который не пил много дней, кровь густеет пропорционально утечке из организма воды.

Верблюд без вреда переносит вдвое большие потери воды, чем другие звери и чем человек: до 30 процентов своего веса!

Редко кто даже из низших животных на это способен. Высушивая дождевого червя, можно, правда, «изъять» из него 43 процента воды (то есть он потеряет в весе 43 процента). Но тогда червь неподвижен, в нем жизнь замерла: он твердый и ломкий. Смачивая водой, его можно «оживить». Но если обезвоженный червь будет весить вдвое меньше, чем до высушивания, его уже никакой водой не воскресишь: он замрет и затвердеет навсегда.

А верблюд, теряя вместе с водой почти треть своего веса, не замирает и не становится «ломким», а неделями бродит по раскаленной пустыне с тяжелым грузом на спине.

Разве это не чудо?

У жажды вкус смерти!

Если верблюд — чудо природы, то это чудо не самое большое. По земле прыгают животные, у которых чудесный дар природы — экономно расходовать воду — еще более совершенен. Все «засухоустойчивые» качества верблюда, о которых только что было рассказано, есть и у американских тушканчиков, или кенгуровых крыс. Но у них есть нечто, чего нет даже у верблюда.

Кенгуровых крыс физиологи исследовали детально. Вывод был сделан поразительный: они никогда не пьют! Даже если кругом много воды.

Живут кенгуровые крысы в пустыне Аризона и грызут семена и сухие травы. Сочные зеленые растения они едят очень мало. Значит, почти вся вода, которая циркулирует в их теле, эндогенная. Получают они ее, окисляя в клетках переваренные зерна. Опыты показали, что из 100 граммов перловой крупы, которой экспериментаторы кормили кенгуровых крыс, те получали, переварив и окислив ее, 54 грамма воды! Вполне достаточно для крошечного грызуна, который расходует воду еще экономнее, чем верблюд.

Итак, кенгуровая крыса никогда не пьет: воду добывает из пищи. Интересно поэтому, задают себе вопрос некоторые исследователи, знает ли она, что такое жажда? Может быть, и не знает, потому что чувство голода и чувство жажды слились у нее воедино.

Мы никогда не сможем, что называется, побывать в ее шкуре и понять, что чувствует тушканчик, когда съел мало зерен. Зато по себе знаем, как мучительна жажда для тех, кто ее испытывает.

Самое древнее описание этих мук пришло к нам из античного Египта.

Почти 4 тысячи лет назад фараон Аменемхет I послал чиновника Синухе по каким-то фараонским делам на Суэцкий перешеек. Древний папирус сохранил память о страшных днях, которые Синухе и его люди провели в пустыне. Кончилась вода, и они много дней ничего не пили. «Мой язык, — писал несчастный, — прилип к нёбу. Мое горло пылало. Все тело молило: „Пить, пить!“ И я познал вкус смерти».

Кажется, не один только гонец фараона решил, что у жажды вкус смерти. Писали так и другие. Нет чувства более мучительного, говорят все, кто испытал жажду.

Голодать человек может месяц и больше, но без воды не проживет и трех недель. Это проверено «на практике»: моряки с кораблей, проглоченных морем, болтаясь по волнам на шлюпках или обломках мачт, лишь пятнадцать мучительных суток могли кое-как держаться без воды. Потом быстро забирала их смерть. В 1821 году один известный француз решил покинуть этот мир способом весьма жестоким и оригинальным: он не пил семнадцать дней и на восемнадцатые сутки смерть пришла за ним.

Кто из нас не получал или не давал таких советов: «Прополощи рот водой, и ты не захочешь больше пить». Многим кажется, что пересохшее горло — причина жажды и, смочив его, можно жажду унять.

Можно. Но только на пять минут, потому что причины, которые пытаются устранить таким паллиативом, лежат гораздо глубже рта. Чувство жажды — это «вкус» не смерти, а осмоса. В тканях, в клетках нашего тела, и прежде всего в крови, с потерей воды повышается осмотическое давление, иными словами — «давление» солей. Их концентрация возрастает. Растворы жизни становятся слишком «крепкими», обмен веществ уже не идет нормально.

Контрольные пункты бьют тогда тревогу Лишь только концентрация веществ крови повысится хотя бы на 1–2 процента, мониторы нашего мозга, которые следят за этим, уже приводят в действие сложную систему «противожаждных» мер. Прежде всего загустевшая на один процент кровь, притекая по капиллярам в мозг, выводит из равновесия нервные клетки маленького диспетчерского центра в гипоталамусе. Возбудившись, его нейроны шлют дальше гонцов тревоги (по-видимому, какие-то гормоны). Они добегают с кровью до клеток горла. Тотчас некоторые из них, чувствительные к гормону жажды, по нервам передают сигналы в кору мозга, и мы чувствуем: нам хочется пить! Осознав это, кора отдает приказ всем органам, которые должны его выполнить: «Пейте воду!»

И они пьют, пока концентрация веществ в крови и тканях вновь не станет нормальной. Но даже если она и станет нормальной, а контрольный пункт в гипоталамусе по-прежнему возбужден (мы раздражаем его током!), любой зверь, с которым такой эксперимент проделают ученые, будет пить и пить сверх меры, сверх нормы и во вред себе.

А неутолимая жажда требует еще и еще воды. И кора, введенная в заблуждение ложными сигналами гипоталамуса, заставляет зверя пить совсем уже ненужную ему воду. (Вспомните злосчастную козу и 16 литров воды, которые она выпила, повинуясь терроризированному электродами гипоталамусу.)

Страны жаждут

«В нашем мире не хватает воды, и он обречен на голод», — говорит Раймонд Фюрон, известный французский ученый.

Еще лет двадцать назад, наверное, никто всерьез не поверил, что жажду испытывать могут не только люди, животные или растения, но и… промышленность, города и страны. А теперь индустриальная жажда — одна из главных проблем, которые человечеству предстоит решить в первую очередь. В ближайшие же годы, немедленно. Потому что планете нашей грозит жажда.

Возможно ли такое? Ведь кругом полным-полно воды! Так много на Земле воды, что и подсчитать трудно: цифры получаются астрономические. Полтора миллиарда кубических километров — столько воды на поверхности земного шара. И весит она 1 370 323 000 000 000 000 тонн! Одного лишь льда на Земле 25 миллионов кубических километров.

Но беда в том, что почти вся эта вода соленая, морская. Пресной воды на Земле только 2 процента, иначе говоря — лишь 30 миллионов кубических километров. И почти вся она… замерзшая, обращена в лед на вершинах гор, в Арктике и в Антарктиде. Свободной, так сказать, воды, которая «вертится» в постоянном круговороте, переходя из рек и морей в облака и падая дождем и снегом на землю, совсем немного — всего лишь 500 тысяч кубических километров.

А разве этого мало? Мало. Скоро будет мало. Ведь людей на Земле с каждым годом все больше и больше. Через 30 лет, как полагают, их станет уже не 3, а 6 миллиардов.

Мало, потому что растет и промышленное производство и его потребности в воде. Все больше воды требуют поля и сады. В древности люди обходились двумя ведрами воды в день. В средние века — тоже. В прошлом столетии в странах с развитой промышленностью им едва хватало уже и 50 литров. А теперь в США, например, на каждого человека ежедневно уходит более 4 тысяч литров пресной воды! Каждый год каждый американец 750 литров выпивает, 56 тысяч тратит на стирку, мытье посуды, отопление домов, 600 тысяч (в год на душу населения) забирает промышленность и 870 тысяч литров — поля и сады. Страна «выпивает» за год седьмую часть всех своих рек и ручьев. А через 30 лет, когда население Соединенных Штатов возрастет, как полагают, до 360 миллионов, их инженеры, чтобы утолить жажду индустрии и сельского хозяйства, должны будут пустить в водопроводные трубы треть текучих вод своей страны.

К началу второго века третьего тысячелетия нашей эры земной шар, по-видимому, будут топтать 20 миллиардов человек, а их потребности в воде возрастут по крайней мере до тысячи литров на человека в день (в среднем по всей Земле). И тогда пресная вода будет дороже золота.

Дело еще в том, что она по Земле распределена очень неравномерно: местами ее много, например, в тропических лесах, местами совсем почти нет (в пустынях и сухих степях).

Но и там, где пресной воды много, мы не можем ее всю целиком использовать для своих нужд. Не можем льды Гренландии и Антарктиды перевезти в пустыни. Нельзя из реки выкачать всю воду — река пересохнет. Нельзя, добывая воду из-под земли, иссушить полностью водоносные пласты. Особенно если они так называемые ископаемые, захороненные в земле древние озера и моря, запасы которых не возобновляются. Когда-то они были на поверхности, но потом вулканы и пылевые бури засыпали их.

Давным-давно случилось такое в Мексике. Лава, изверженная вулканом Попокатепетль, запрудила здесь широкую долину, и превратилась она в озеро. А потом и озеро забросал вулкан пеплом. Пески засыпали пепел, и озеро было навеки погребено под землей. Через миллион лет люди, ничего не подозревая, построили прямо над озером большой город Мехико — столицу Мексики. Оттого Мехико и опускается сейчас в землю по 30 сантиметров в год. И опустился уже на 10 метров. Оказывается, жители города очень неразумно выкачивают воду из-под земли, там образуются пустоты, и грунт под городом оседает.

Следами «загрязнения» отмечен человека путь…

В больших городах с населением в 5–10 миллионов потребление воды очень велико: до тысячи и больше литров в день на человека. Города растут, растут и проблемы водоснабжения. Уже сейчас на земном шаре 10 процентов населения живет в городах, и во многих городах уже сейчас не хватает воды^[79].

Но и та вода, которая есть, уже очень загрязнена. Много сил приходится тратить на ее очистку (Соединенные Штаты, например, ежегодно расходуют на это 600 миллионов долларов).

Сточные воды, отходы промышленности, нефть и мазут сливают сейчас в реки, и в их мутных водах скоро нельзя будет ни купаться, ни рыбу ловить, ни пить эту воду. До поры до времени природа успевала очищать реки от грязи, которую люди сливали в них. Ведь вода, этот чудо-минерал, сама себя умеет очищать. Но теперь природа не справляется с мутными реками стоков, которыми города наполняют реки планеты.

Еще лет триста назад вода в Темзе была такая прозрачная, что с мостов видно было дно и устилавшие его камни и водоросли. Члены английского парламента развлекались между заседаниями тем, что ловили в Темзе лососей. А сейчас водолаз на ее дне не видит своей руки.

Страшные слова! И сказал их специалист — Рене Кола, директор французского Института промышленной санитарии.

Даже в морях вода теперь грязная. Каждые сутки все суда мира выливают в моря около 14 тысяч тонн мазута. А одна его тонна растекается тонкой пленкой по 12 квадратным километрам поверхности моря. Давно бы уже океаны сплошь покрылись радужной «корочкой» (на это требуется всего семь лет!), если бы не микроорганизмы, которые разлагают нефть.

Но и они теперь едва справляются с этой задачей: 5 миллионов тонн — столько нефти каждый год выливают люди в океаны. И каждый год погибает от нее около 200 тысяч морских птиц. Ничего не подозревая, садятся утки на воду. Нефть склеивает их перья. Птицы умирают. Умирают и другие морские животные.

Загрязнение воды несет гибель всему живому в воде и на суше. Напрасны будут усилия по охране природы, если люди всех стран энергично и сознательно не поведут борьбу за чистоту воды.

Мы будем пить море!

Лет триста-четыреста назад по дорогам Европы из села в село, из города в город бродили странные люди с жезлами. Крестьянам в селах, властям в городах предлагали они свои услуги. Подражая библейскому Моисею, который будто бы ударом жезла вышиб из скалы воду, они тыкали «волшебными» палочками в землю.

— Вот тут копайте. Здесь чую воду! — утверждал «заклинатель воды». Люди копали и иногда в самом деле находили там подземный источник.

До сих пор еще нередко городские власти и компании на Западе, сооружая водопроводы и колодцы, консультируются с такими водоискателями, а не с геологами. В одних лишь США 25 тысяч «заклинателей воды». Говорят, что в двадцати случаях из ста они указывают правильно. (Сами понимаете: если бы предсказывали они наоборот, то ошибались бы вчетверо реже!)

Разными способами пытались и пытаются люди добыть воду. Изобретательность их не знает предела.

Холодными камнями обкладывают виноградные лозы, чтобы собрать на них росу для поливки в засушливый день. Собирают росу и с листьев, искусно связав их, чтобы все капли стекали в одну чашу.

На одном из островов Зеленого мыса такой «водопровод» действует весьма эффективно. Здесь мало выпадает дождей, но часто бывает туман, капли которого обильной росой оседают на листьях местной лилии фуркройи. Земледельцы сажают в ряд по склону шестьдесят лилий. Листья их связаны так, что роса стекает с них в канавку, прорытую под стволами. За день все фуркройи собирают 200 литров воды. А когда туман особенно густой, то и шестьсот.

Возможно, что водопровод древнего города Феодосии 2 тысячи лет назад питался тоже… росой. Ее собирали в горах на стенках каменных пирамид, специально сооруженных здесь, и по трубам перегоняли в город.

Но никакие хитроумные ухищрения не помогут теперь людям. Слишком много требуется сейчас воды, и слишком мало ее, пригодной для питья, промышленности и сельского хозяйства. Всего 20 миллионов кубических километров — этого хватит при современных потребностях лишь на 20 миллиардов человек. Вы помните: через 130 лет людей на Земле будет как раз 20 миллиардов. Позаботиться об их будущем пора уже сейчас.

Ученые, изучив все возможности, пришли к заключению, что есть только один неиссякаемый источник, из которого можно черпать пресную воду. Источник этот — океан.

В древнегреческом мифе богиня Афина и бог Посейдон однажды, соревнуясь, поспорили, кто преподнесет жителям Афин лучший дар. Посейдон ударил трезубцем о скалу, и из нее забил источник. Но увы, он был соленый. Люди отвергли его, предпочтя дар Афины — оливковое дерево.

Теперь мы должны принять дар Посейдона, изгнать из него соли, опреснить и пустить по водопроводным трубам в города, в сады и на поля. Рыбу и золото, пурпур и жемчуг искали люди в море. Но дороже всех богатств океана, ценнее всех даров для людей будущего — его вода. Просто вода.

Ученые более чем ста стран работают с 1 января 1965 года по общей программе Международного гидрологического десятилетия. Они изучают все способы охраны, очистки и опреснения вод Земли. Их усилия помогут избежать людям грядущую жажду. Скоро, очень скоро «мы будем пить море!» — говорит Раймонд Фюрон.

Больше того, сказал бы я, мы будем… есть море. Потому что скоро суша не сможет не только напоить стремительно умножающее свои ряды человечество, но и вволю накормить его. Ведь за пределами суши лежит перед нами океан возможностей…

Океан возможностей

Сейчас рассказы модно начинать с прилета марсиан. Отдадим и мы дань моде.

Итак, в один прекрасный день корабль «пришельцев из далеких миров» плюхнулся в океан. Это случилось вопреки предположениям фантастов и ожиданиям землян.

— Ошибка в расчетах, или вы хотели избежать взрыва при посадке? — первый вопрос, который задали марсианам землянские корреспонденты.

— Погрешность в расчетах незначительная, — ответили марсиане. — Посадка произведена в месте, предусмотренном программой полета. Мы ошиблись только в том, что разумные существа на планете, три четверти которой покрыты водой, теснятся почему-то на суше. Эти маленькие куски гранита, припорошенные песком, глиной и перегноем, плавающие в океане, мы даже не приняли во внимание. Более того, среди наших ученых давно уже идет спор о том, существуют ли они вообще или это оптический обман. Из космической дали нам казалось, что вся ваша планета покрыта водой.

Наши справочники ее так называют — планета Океан. И это более логично, чем именоваться Землей. Кстати, как налажено ваше океанское хозяйство?..

Будем надеяться, что к тому времени, когда к нам прилетят марсиане, никому из землян этот вопрос не покажется странным.

Пока же об океане мы знаем очень немного.

Правда, теперь люди решили, кажется, заняться им всерьез. Ведь океан поистине неистощимая кладовая. Пищевые ресурсы моря фантастически велики. Даже приблизительные подсчеты говорят, что в воде лишь одного Атлантического океана растворено органического вещества в 20 тысяч раз больше, чем содержит его мировой урожай пшеницы. Речь идет о растворенном органическом веществе — пищевой базе населяющих океан организмов. Количество же белка, жиров и углеводов, скрытых в самих этих организмах, подсчитать невероятно трудно. Лишь приблизительно можно попытаться представить себе это число. Большой знаток моря советский океанолог В. Г. Богоров пишет, что под каждым квадратным метром поверхности моря плавает в среднем 100 граммов планктона. Значит, всего в море планктона 36 миллиардов тонн.

Нектона — рыб, китов, кальмаров — приблизительно вдвое меньше: 18, а бентоса — 8 миллиардов тонн.

Всего в океанах и морях плавает, ползает и «парит» в волнах, по-видимому, не менее 60 миллиардов тонн пищи — в 100 тысяч раз больше, чем съедали в день солдаты всех воюющих стран во время второй мировой войны.

Это только запас, имеющийся в море в каждый данный момент. Но нужно учесть, что все животные размножаются и многие из них несколько раз в год выдают продукцию в виде своих юных отпрысков: меньшая ее часть идет на продолжение рода, а большая на общий, так сказать, стол — поедается другими животными. В общем же годовая продукция планктона — прирост биомассы — равна приблизительно 360 миллиардам тонн^[80].

Когда научатся собирать этот сверхобильный урожай, каждый человек на Земле сможет получать ежемесячно по 9 тонн витаминизированной пасты из микрокреветок. И даже если (допустим такое невероятие) население Земли возрастет к тому времени в тысячу раз, один планктон прокормит человечество.

Наилучшее представление о пищевых ресурсах моря дают ежегодные уловы рыбы, крабов, моллюсков и других животных.

Каждый год рыболовные суда разных стран добывают во всех морях и океанах мира около 42 миллионов тонн одной только рыбы. По содержанию белков этот улов равноценен мясу 880 миллионов коров! На всех фермах мира едва ли есть сейчас столько голов крупного рогатого скота.

Почти вся эта рыба поймана в северном полушарии.

Кроме рыбы, в море добывают ежегодно около 4 миллионов тонн съедобных беспозвоночных животных — крабов, устриц, моллюсков, голотурий и других «бесхребетных» тварей; 2 миллиона тонн китов и тюленей и более 600 тысяч тонн водорослей. Одних только каракатиц, кальмаров и осьминогов ловят ежегодно около 1 миллиона тонн — по 400 граммов на каждого человека на Земле.

Но и эти уловы мизерные в сравнении с теми, которых могут добиться люди, если улучшат организацию морских промыслов.

Ведь добывают пока в значительном количестве всего лишь несколько видов морских рыб, которых в океане обитает 16 тысяч видов!

Люди поразительно консервативны. Тысячи лет они ловят все одну и ту же рыбу и все в одних и тех же морях, у одних и тех же берегов. Лишь шестую часть поверхности океанов и морей бороздят сейчас рыболовные суда.

В океане живет 100 видов моллюсков и 50 видов ракообразных, которые вполне съедобны и которых нетрудно ловить.

Однако люди ловят и едят только некоторых из них: крабов, креветок, омаров, устриц, мидий. Правда, в Корее, Японии и Китае едят еще и некоторых медуз, а во Франции и Полинезии — актиний. Едят на Востоке голотурий (это и есть знаменитый трепанг), — морских ежей, некоторых червей, осьминогов, каракатиц.

Гимн водорослям

Они и полезны и вкусны.

В Японии это хорошо знают. В руках искусных кулинаров водоросли превращаются здесь в хлеб и печенье, в кексы и вафли, конфеты и пудинги. Приготовление мороженого и шоколада тоже не обходится без них. Даже грибы консервируют водорослями. Кладут в бочки слой грибов, потом слой смоченных морской водой водорослей матсумо, опять грибы, опять матсумо.

И уж конечно, водоросли едят и свежими: делают из них салаты и гарниры. Свежих водорослей японцы съедают каждый год лишь в тридцать пять раз меньше, чем риса.

Морские водоросли — обычное блюдо за обеденным столом в Корее, Китае, на Филиппинах, в Индонезии и… Ирландии. Да, ирландцы знают в них толк. Особенно любят здесь красную водоросль — порфиру. И многих ее «любителей» правительство недавно искренне огорчило. Было постановление: в связи с загрязнением океанских вод продуктами радиоактивного распада каждый ирландец имеет отныне право съесть в день не больше 30 граммов порфиры.

Вкусы, конечно, у всех разные. Но все-таки каждому человеку полезно время от времени есть морские водоросли, чтобы снабдить свой организм веществами, которых нет или почти нет в обычной нашей пище. Ведь морские водоросли наделены чудесной способностью накапливать в своих тканях различные редкие, но необходимые для жизни металлы и вещества.

В бурых водорослях ламинариях, например, йода в 30 тысяч раз больше, чем в морской воде, меди в 300 раз, а фосфора — в 500. Железа в водорослях не меньше, чем в молоке. Много в них и витаминов: А, Д, B₁, B₁₂, С.

Благодаря всему этому морские водоросли, съеденные человеком, укрепляют его здоровье и он меньше болеет. А ламинарией (она же морская капуста) давно уже лечат болезни сердца.

Гимн водорослям можно «петь» еще долго.

Микроскопическая водоросль хлорелла размножается со сказочной быстротой: один килограмм хлореллы может за семнадцать дней воспроизвести 10 миллиардов пудов биомассы, которая питательностью не уступает мясу и далеко превосходит пшеницу. В пшенице белков лишь 12 процентов, а в хлорелле — 50. Кроме всего прочего, хлорелла прославилась последние годы успешными полетами в космос, и ей предсказывают большое будущее в столовых межзвездных кораблей.

Из водорослей получают также агар-агар, без которого не могут обойтись кондитеры, фармацевты, микробиологи. Из водорослей добывают крахмал и альгинаты (вещества, закрепляющие краску), необходимые в текстильной промышленности.

Опыленные мукой из бурых водорослей, лучше и быстрее цветут, растут и плодоносят помидоры, перец, дыни и арбузы.

Водорослями и коров кормить можно. Концентраты, приготовленные из них, отлично заменяют овес. Они даже лучше овса: коровы, поев их, больше дают молока, а куры — лучше несутся.

И, зная все это, люди добывают только 600 тысяч тонн водорослей. Поразительная бесхозяйственность!

Пора ловить рыбу по-человечески!

Надо полагать, что человек скоро более разумно будет вести свое океанское хозяйство.

Но прежде чем энергично взяться за него, ему придется кое о чем крепко подумать. Еще совсем недавно говорили и писали, что пищевые ресурсы океана неисчерпаемы, что морским животным, рыбам и растениям, населяющим его, нет числа: «их тьмы и тьмы».

Но вот в июне 1966 года в Москве собрался II Международный океанографический конгресс и на нем выступил известный знаток моря, член-корреспондент Академии наук СССР В. Богоров.

По-видимому, сказал он, водорослей во всех морях и океанах всего лишь около 1,7 миллиарда тонн. Животных побольше — 32,5 миллиарда тонн. Из них рыбы, китов, тюленей, дельфинов — всего 1 миллиард тонн^[81].

Это не так уж много, если учесть, что к 2000 году, чтобы удовлетворить потребность человечества в белке, улов рыбы надо удвоить — довести его до 100 миллионов тонн.

К сожалению, у людей есть уже печальный опыт бессмысленного и быстрого опустошения природных ресурсов. Чтобы этого не случилось и на море, нужно уже сейчас подумать не только о том, как быстрее и выгоднее извлечь из океана его богатства, но и как возместить ему убытки. Мы должны принять дары моря как люди, достойные своего века.

Прежде всего следует, наконец, научиться «по-человечески» ловить рыбу.

С незапамятных времен, когда был еще полуобезьяной, ловит ее человек. Но, так сказать, культура рыболовства с этих «памятных» времен шагнула вперед ненамного. До сих пор еще, промышляя в море, человек, как и его доисторический предок, занимается, по существу, собирательством. В земледелии и скотоводстве, почти столь же древних, как и рыбная ловля, первобытные методы давно изжиты. Здесь люди кое-чего достигли. Они изучают почвы, удобряют их, выводят более продуктивные сорта сельскохозяйственных растений и новые породы домашнего скота.

Океан щедр. Тысячелетиями кормит он нас рыбой. Из года в год растет ее добыча — это правда. Два миллиона тонн рыбы поймали в 1850 году, а в 1963 — уже 46 миллионов. Но знаете за счет чего? Почти исключительно за счет экстенсификации морского промысла. Стало больше траулеров, придумали ловить рыбу на свет, оснастили суда новой техникой. Рыбу «собирают» теперь в море не руками и вершами, а гигантскими сетями, в которые впряжены сотни лошадиных сил. Но это, пожалуй, и все.

Почти всю рыбу, даже и таким «дедовским» способом, добывают сейчас только (помните?) на одной шестой части земных морей и на глубинах до 200 метров. И ассортимент «собираемых» рыб совсем невелик. Сельдь, сардины, треска, камбала, лососевые рыбы — им всегда отдавалось предпочтение. Потом карповые и тунцовые породы.

Ну, а остальные тысячи (!) видов вполне съедобных рыб? Не ловят их. Виноваты тут и традиции и невежество. Почти все суда в Северной Атлантике, например, охотятся только за пикшей и треской, сельдью, камбалой и сардинами. Аргентинские же рыбаки на другой стороне океана, напротив, не считают сардины стоящей рыбой и не ловят их, хотя большие косяки сардин каждый год подходят к берегам Патагонии. В Индийском океане тоже не промышляют сардин, которых здесь множество, а у берегов Западной Африки — тунцов и сельдей (правда, недавно, кажется, тунцов здесь стали ловить).

Чтобы от дикой охоты за рыбой с ее «везением» и «невезением», случайным нападением на косяки перейти к «оседлому» рыбному хозяйству, человеку надо сделать многое.

Впрочем, кое-что уже сделано.

Советские ученые, например, перед войной переселили червя нереиса и ракушку синдесмию в Каспийское море. Всего несколько килограммов. В подарок осетрам и севрюгам. А в 1945 году оказалось, что эти несколько килограммов превратились в сотни тысяч тонн отличного рыбьего корма.

Можно и самих рыб расселять. Новозеландцы привезли с Аляски в свои прибрежные воды лосося. Американские ихтиологи некоторые породы сельдей перебросили из Атлантического океана в Тихий. А советские ученые переселили в Белое и Баренцево моря дальневосточную горбушу.

Но это только первые робкие шаги морского рыбоводства.

Как выдоить из моря 5 миллиардов стаканов молока?

Устриц и мидий уже давно разводят на морских фермах. Эти моллюски очень питательны (одна устрица равноценна стакану молока!), распространены почти по всему свету и дают обильные урожаи.

В заливе Торонто, в Италии, собирают, например, по 1215 килограммов мидий со 100 квадратных метров морского дна. Лишь 46 процентов составляют отходы — раковины. Больше половины улова — нежнейшее мясо, богатое белком, витаминами, углеводами. А ведь мясо (даже моллюсков) более ценный в пищевом отношении продукт, чем любой овощ. Поэтому разводить устриц и мидий выгоднее, чем выращивать, например, картошку.

Это выгоднее даже, чем заниматься скотоводством. Подсчитали, что с одного акра мидиевой банки можно собирать ежегодно по 4,5 тонны мяса, содержащего 3 миллиона калорий. А один акр пастбища дает в среднем 15 килограммов мяса, или всего 120 тысяч пищевых калорий, и лишь в лучшем случае — 100 килограммов мяса (около миллиона калорий).

Ежегодно во всем мире добывают сейчас более 110 тысяч тонн мидий и 160 тысяч тонн устриц. Сколько это миллиардов стаканов молока? А сколько дополнительных калорий может получить человечество, если моллюсководством займутся во всех приморских странах!

Разведение водорослей также сулит большие выгоды. С одного гектара морского дна можно снять 15 тонн зеленой массы водорослей, тогда как на такой же площади луга вырастает лишь около 4 тонн травы. За год на дне морском можно собрать больше десяти урожаев. Это значит, что один гектар подводного луга целый год будет кормить почти пятьдесят коров. И это при минимальных усилиях человеческих и растения. Подводные луга ведь не надо ни пахать, ни бороновать, ни осушать, ни увлажнять. Только засеять и убрать.

И у водорослей забота одна — питаться и расти. Они не тратят энергию, как их земные собратья, чтобы устоять против ветра или засухи. Им не нужны прочные корни и толстая кора, древесина и листья. Почти вся энергия, которую они получают от солнца, аккумулируется в их тканях, обращаясь в питательные вещества.

Японцы уже выращивают на подводных огородах багряные водоросли, которые с разными приправами подают на стол. С 1957 года и наши дальневосточные прибрежные воды регулярно засевают спорами анальфеции. А два года назад аквалангисты расчистили от камней дно небольшого лимана около Одессы (моторная лодка, впряженная в борону, отлично справилась с этой задачей). Потом по воде разбросали споры северных и дальневосточных водорослей. Взойдут ли, приживутся?

Взошли и прижились. И уже через неделю стали человеку по плечо. Но тут вдруг водоросли перестали расти: оказалось, они выудили из лимана весь фосфор и азот. Люди удобрили воду суперфосфатом, и дело пошло на лад. Пятнадцать урожаев за одно лето удалось снять «ластоногим» агрономам.

Мечты о пищевом планктоне

Некоторые ученые предлагают ловить планктон.

На этом морском «супе» откармливаются киты и китовые акулы, которые не уступают им в размерах, бесчисленные косяки сельдей, сардин, анчоусов и тунцов. Съев приблизительно 10 килограммов планктона, и кит и сельдь прибавляют в весе один килограмм. А не может ли человек, минуя посредничество этих животных, получать калории (и с большим полезным коэффициентом) прямо из планктона?

Мысль эта не нова и не однажды обсуждалась в научной литературе.

Вообще-то говоря, некоторые народы давно уже едят планктон и находят, что это вкусно. Тур Хейердал и его товарищи, путешествуя на «Кон-Тики», разнообразили свое меню рачками, наловленными мелкой сеткой, а Ален Бомбар, когда плыл через Атлантический океан на надувной лодке, каждый день готовил на обед пюре из планктона. Он говорит, что вкусом оно напоминало омара, а порой креветок или салат.

В разное время года и в различных районах моря в планктоне преобладают не одни и те же животные и водоросли. Химические анализы показали, что планктон в любом составе — продукт очень богатый белком, жирами, а особенно витаминами. В одном грамме сухого планктона, состоящего в основном из рачков евфаузиид (витамин накапливается в их глазах), содержится 12 тысяч интернациональных единиц витамина А: в 170 раз больше, чем в тканях человека и зверей.

Основная трудность проблемы — добыча планктона. Ведь он редко встречается в больших концентрациях. Однако считают, что, когда в одном кубометре воды плавает 0,1 грамма (сухой вес) планктона, его можно ловить в промышленных целях. Орудия лова — пока лишь всевозможные мелкоячеистые сети из мельничного газа (через который просеивают муку).

Подсчитали, когда в Северном море «цветут» одноклеточные диатомовые водоросли, их можно просто накачивать помпой в большие баки, центрифугировать здесь и пускать под прессы, затем фильтровать и упаковывать в банки выжатое из водорослей масло.

Но все это пока только мечты. Испробованные методы оказались очень нерентабельными. Различного рода планктонные сетки улавливают в среднем 27,5 килограмма (сухой вес) планктона за 24 часа промысла. Стоимость такого продукта едва окупает расходы по его добыче.

В 1948 году каждые сто часов рыбаки ловили в Северном море по 58,6 тонны сельди. Чтобы поймать соответствующую (по пищевой ценности) массу планктона, им пришлось бы процедить через сети 57,5 миллиона тонн воды! Можно это сделать за сто часов?

Однако наука не отказалась от попыток изобрести рентабельный метод добычи планктона. Исследования продолжаются.

Чем вымощено дно морское?

Железной и марганцевой рудой высшего качества. Она рассыпана по поверхности океанского дна. Пожалуйста, сгребай, собирай и вытаскивай на сушу. Соблазнительно, но пока трудно. Ведь железо-марганцевые конкреции (так ученые назвали эти руды), устилающие почти сплошь дно Тихого, Индийского и Атлантического океанов, погребены на глубинах в 4–7 километров.

Как бы там ни было, но люди не собираются отказаться от этих богатств (американцы уже начали пробную их добычу). А богатства колоссальные. Все конкреции всех океанов весят, по-видимому, 57 миллионов тонн.

В них примерно 20 процентов марганца, 15 железа, по 0,5 никеля, кобальта, меди и немало других редких на земле элементов. Таллия, например, в них в 50–100 раз больше, чем в осадочных породах суши. Ценнейшего металла — кобальта в конкрециях 2 миллиарда тонн, а мировые запасы его на суше не превышают миллиона тонн.

Конкреции, темно-коричневые картофелины и лепешки размером от горошины до порядочного булыжника, задали ученым немало загадок. Как они возникают? Откуда берутся вещества, из которых построены? С какой скоростью образуются? Каков их возраст?

Во всех конкрециях марганца в 50 раз больше, чем растворено в океанах. В два раза больше в них кобальта. Но меди в два раза меньше. Никеля в 20 раз, а молибдена в 200 раз меньше, чем в окружающей воде. Почему? Откуда такая избирательность? Может быть, это работа бактерий? Я уже говорил, что многие морские организмы умеют выуживать из воды и накапливать в себе различные вещества.

Некоторые ученые так и думают: подводные рудники основаны какими-то бактериями, способными извлекать из воды железо, марганец, никель и другие элементы, встречающиеся в конкрециях.

Но на II Океанографическом конгрессе исследователи обсуждали другую гипотезу: возможно, залежи марганцевых «булыжников» на дне океанов рождены континентальным выветриванием.

Бесспорно, однако, что многие железные и марганцевые руды созданы бактериями. Курские и криворожские среди них. И североамериканские (около Великих озер — 10 тысяч квадратных миль!), из которых, говорит кентавр Джона Апдайка, были выкованы американские танки, пушки и корабли, громившие немцев во второй мировой войне.

Вся эта техника от начала до конца сотворена жизнью: не только руками человеческими из руд, но и сами руды — это спрессованные микродомики лептотриксов, галлионелл и других бактерий, способных «выделять из железных солей крупицы чистого железа».

Все, что легко горит на Земле, тоже ведь бескислородные погребения отжившей жизни: уголь, торф, метан и, наверное, нефть.

Океан называют жидким рудником, и многие богатства этого рудника биологического происхождения. Поэтому и разрабатывать их будут, по-видимому, не геологи, а биологи. Микросоздатели полезных ископаемых, специально отобранные и «натренированные» людьми, станут скоро превращать мертвым грузом устлавшие землю биошлаки в вещи, полезные для нас^[82].

Первые шаги уже сделаны. Бактерии обогащают медные руды (по-видимому, также урановые, а тяжелую воду отделяют от легкой) и приготавливают вполне съедобный «бифштекс» из… нефти: из тонны ее почти полтонны витаминизированных (группой В) белков!

А в осьминогах «алхимики» наших дней нашли (наконец-то!) знаменитый философский камень, способный простую морскую воду «превращать» в золото.

Осьминожий философский камень

Таблица Менделеева имеет в море, по-видимому, всех своих представителей. Правда, некоторые металлы, например кадмий, титан, хром, таллий и германий, найдены пока лишь в морских организмах. Наверняка они есть и в морской воде, из которой извлекли их эти животные, но, видно, в такой ничтожной дозе, что современными методами химического анализа обнаружить их не удается.

В морской воде есть и радий, уран, аргон, гелий, неон. И даже золото — 10 миллиардов тонн.

Золото! У некоторых химиков, как только они узнали об этом, сразу глаза разгорелись. Они захотели завладеть морским золотом: шутка ли сказать — 10 миллиардов тонн! Куда больше, чем хранится драгоценных металлов во всех странах мира.

Из золота, растворенного в воде океанов, можно было бы отлить куб высотой в 800 метров! Вот если бы удалось выудить его из воды!..

Немецкие химики в годы инфляции после первой мировой войны больше всех потратили и средств и сил, пытаясь добыть золото из морской воды. Их торопило правительство, которое хотело побыстрее расплатиться с военными долгами.

Лауреат Нобелевской премии Фриц Хабер, который долго «выуживал» из моря золото, заявил даже, что Германия скоро заплатит свои репарационные долги «морским» золотом.

Применяли разные методы, но главным образом электролиз: золото отлагалось на платиновом электроде. Но, увы, каждый грамм добытого таким способом золота обходился правительству в 2 грамма золота наличного. Ввиду явной нерентабельности опыты были прекращены. Немецких химиков ввели в заблуждение первые определения содержания золота в море: считалось, что его около 5 миллиграммов в каждой тонне воды. Но когда произвели более тщательные анализы, оказалось, что золота в океане почти в тысячу раз меньше — всего лишь 0,008 миллиграмма на тонну. Это значит, что стоимость золотых запасов каждой тонны морской воды равна приблизительно 0,06 копейки. Даже в тонне уличной пыли больше золота!

В морской воде есть и серебро и даже в 500 раз больше, чем золота, но извлечь его еще труднее.

В океанах растворено серебра в 46 тысяч раз больше, чем добыли его люди на суше со времени открытия Колумбом Америки.

Эти сказочные богатства, как видно, все еще волнуют немецких химиков. Недавно профессору Эрнсту Бауэру из Тюбингенского университета удалось, кажется, воплотить в реальность мечту Фрица Хабера: он изобрел рентабельный метод «выуживания» из моря драгоценных металлов.

Одиннадцать лет Бауэр добросовестно изучал удивительное умение морских созданий аккумулировать в себе редкие элементы (в некоторых из них, например, драгоценных металлов в миллионы раз больше, чем в воде!).

Изобретая вещества-аккумуляторы, профессор нашел лучшую модель в лице осьминога: он извлек из его крови (в ней, как известно, меди в тысячу раз больше, чем в воде) удивительную краску, которую назвал красным цианитом.

Молекулы красного цианита, как микрогубки, «вобрали» в себя из пробирки все ионы меди.

Потом Бауэр синтезировал подобное же, но более устойчивое вещество — оно еще лучше «впитывало» и медь и… уран. С трубкой, наполненной химическим аккумулятором, он поспешил из лаборатории на берег Неаполитанского залива. Здесь процедил через нее 100 литров воды — и вся медь и весь уран, которые только были в этих 100 литрах, остались в трубке.

Затем соляной кислотой «вымыл» добытые металлы из трубки, и трубка снова стала жадно выуживать их из воды.

Теперь профессор Бауэр был готов с полным знанием дела стать золотоискателем. Он двенадцать часов размешивал в баке с морской водой другое синтезированное им аккумулирующее вещество, и оно «впитало» из 100 литров воды… 1,4-миллионную грамма золота.

Сейчас Эрнст Бауэр добыл уже, наверное, золота побольше: он занят крупными экспериментами в океане. По его проекту будут, по-видимому, построены плотины и отводные каналы. По ним потекут не литры, а целые реки морской воды; оставляя на стенках, выложенных губчатыми плитами, драгоценные металлы.

Море «напоит» нас и энергией

В 1559 году Григорий Никитин, житель некоего села Золотицы, получил жалованную грамоту. В ней разрешалось ему строить мельницы в Белом море. Что стало с этими мельницами, работали они и были ли вообще построены, об этом никто не знает. Но хорошо известно, что в 1713 году на приливах работала мельница в Дюнкерке, во Франции. А в Англии через 50 лет объявили даже конкурс на лучший проект приливной мельницы. Опыт мельников был, видно, удачен: англичане и французы всерьез занялись изучением энергии приливов.

В 1959 году на побережье Ла-Манша во Франции дала ток первая электростанция, турбины которой крутили приливы и отливы. Год спустя в долине реки Раис начали строить такую же электростанцию.

Инженеры и других стран работают сейчас над проектами приливных электростанций.

Потенциальная мощность океанских приливов равна приблизительно одному миллиарду киловатт. Если сумеем загнать в турбины хотя бы треть ее, мы получим почти половину энергии, которую могут дать все реки планеты.

Есть и в другой форме энергия в океане. И ее очень много, хоть она и скрыта до поры до времени. Не шумит ни приливами, ни отливами. Скрыта, «упакованная» в атомных связях тяжелой воды.

В этой воде, как известно, атом кислорода соединен с двумя атомами дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Так вот из одного лишь килограмма тяжелой воды можно добыть столько атомной энергии, сколько не дадут и 400 тонн каменного угля, сожженного в печах. А в океанах 274 триллиона тонн тяжелой воды.

Энергия! Энергия! Энергия! Весь грозный смысл этих слов, все их великое значение реально оценить смогут только люди будущих поколений. Все, чем мы сейчас бедны и чем богаты, инженеры и химики научатся скоро творить и создавать из бесконечных превращений масс и энергий.

Энергию! Энергию! Энергию! — в масштабах, нам пока недоступных даже для понимания, будут требовать и требовать сверхгигантские заводы, сверхмеханизированные сады и поля.

Энергия! Энергия! Энергия!

Из всех сил и веществ, действующих и бездействующих на планете, лишь энергия среди всеобщего изобилия долго еще не расстанется с тревожной маркой «дефицит!».

Только один голод и одну жажду будут знать, по-видимому, люди XXI века — энергетическую!

И тут их выручит всемогущая вода — океан. Он и напоит жаждущих и накормит голодных, он и согреет мерзнущих, растопит ледники, если им вновь взбредет охота ползти с севера, даст новый, исправленный климат для негостеприимных пустынь и тундр и, уж конечно, всей грудью своей вдохнет силы в машины на полях и заводах.

Из океана добудут люди энергию для всех славных дел своих.

Будущее нашего бессмертия, то есть детей и внуков, вполне обеспечено.

Заря жизни на планете Земля слабой искоркой зарделась в воде: здесь начали свою эволюцию, которой уже 3 миллиарда лет, новорожденные наши гены.

А теперь мы, разумные существа, несущие их в себе, найдем в воде, как Антей у матери Земли, свежие силы для новых дел и эволюций.

От автора… 3

Глава I. Великий пролог

«Откуда есть пошла Земля»… 5

Рождение люльки… 8

Блуждающие континенты… 9

Лунная гипотеза… 12

Океаны рождены огненными реками подземного царства… 14

Как тропики попали в Заполярье?… 14

Упрощенная схема происхождения люльки… 18

Из тверди небесной или из недр земных?. 20

Где стояла люлька?… 23

Первое на Земле разделение труда… 27

И по планете зашагал человек!… 30

Как это случилось?… 32

Кровные родственники… 34

Конкурс предков… 36

Глава II. Парад природы

Сколько весит жизнь?… 41

«Образцы» жизни… 45

На границе двух миров… 49

Законсервированный квант жизни… 53

Продуценты, консументы, редуценты…. 55

Глава III. Микромеханика жизни

«Атом жизни» — клетка… 61

«Кожа» клетки… 62

«Тело» клетки… 66

Как растения «едят» свет… 69

Как «едят» свет животные… 72

Четыре всемогущие буквы, или суть всего сущего на Земле… 73

Из чего они сделаны?… 78

Глава IV. Генетика

Диалектика у истоков жизни… 81

Митоз и мейоз… 85

Могут ли от блондинов родиться брюнеты?… 91

Наследственность квантуется, как всякое вещество и энергия!… 94

Первый закон наследственности… 98

Второй закон наследственности… 100

Ее третий закон… 103

Исключения лишь подтверждают правила… 105

Открытие Моргана… 109

Кроссинговер… 113

Мальчик или девочка?… 114

Болезни только для мужчин… 119

Глава V. От и до

Человек родился… 123

Он родился не один!.. 127

Никто еще не умер от старости… 130

Обидели «венец творения»… 131

«Лет до ста расти нам без старости»… 135

Сто тысяч «потому»… 137

Глава VI. Теперь поговорим о чувствах

Нервная морзянка… 141

Энергия для наших чувств… 144

Касающийся света кусочек мозга… 147

Почему так видим?… 152

Желудочная радиостанция… 155

Глава VII. Чем люди думают

«Спинной мозг, покрытый шишками»… 159

Берегите левое полушарие!… 165

Если хочешь побывать в детстве… 169

Сколько битов в мозгу?… 173

Где живет наша память?… 176

Резиденция психических функций… 177

Альфа-ритмы… 180

Сортирующая сеть… 182

И радость и горе в гипоталамусе… 187

Как управлять настроением?… 194

ЛСД!.. 199

Глава VIII. Пульс жизни

Плененное море… 203

Почему она красная?… 206

200 тысяч километров эритроцитов… 208

Наше бедное сердце — сверхмощный насос… 210

Зачем нам селезенка?… 212

Группы крови… 215

Резус-фактор… 219

Глава IX. Добывают хлеб свои насущный

Самый миниатюрный в мире ротик… 225

Пищеварение № 1… 227

Бактерии — его помощники… 229

Пищеварение № 2 и № 3… 232

Четвертое пищеварение — коллективное… 233

Пищеварение пятое — наружное… 236

Как желудком рыбу ловят… 238

Не только ртом можно есть… 240

Не только зубами жуют… 243

Кто сам себя ест?… 244

Семь лет без пищи!.. 247

Риск во время еды… 248

Языкастые охотники… 250

Стрелки по комарам… 253

Когда за удилищем в лес не ходят… 256

«Ловись, рыбка большая и маленькая…»… 258

Хищные цветы… 262

Глава X. Агрессия и оборона: аллергия — друг или враг?

Немного о кошке… 267

«Бойтесь амбаров и зоопарков!»… 269

Бойтесь бабочек!.. 272

Для всех ли сладка земляника?… 273

Шквал цветочных бурь… 275

«Смените климат…»… 277

Враг скрывается под знаком «икс»… 277

Аллергическая власть льна и фиалкового корня… 278

Оборотная сторона золотой медали… 280

Удельный вес лекарственной аллергии угрожающе растет!.. 284

Аллергия «стучится» в клинику… 285

Феноменально много феноменов!.. 288

Лягушки помогают по-прежнему… 289

Антитела идут в бой… 291

Сто вопросов… 293

Глава XI. Вечная слава воде!

Царица водица… 297

Аномалии, которые спасли жизнь… 299

Полужидкая конструкция на воде… 302

Как верблюд в пустыне экономит воду… 306

У жажды вкус смерти!.. 311

Страны жаждут… 314

Следами «загрязнения» отмечен человека путь… 316

Мы будем пить море!.. 318

Океан возможностей… 319

Гимн водорослям… 322

Пора ловить рыбу по-человечески!… 323

Как выдоить из моря 5 миллиардов стаканов молока?… 325

Мечты о пищевом планктоне… 327

Чем вымощено дно морское?… 328

Осьминожий философский камень… 329

Море «напоит» нас и энергией… 332