Знание-сила, 1998 № 07 (853)

Замороженные • сердце • свет • червяк

Под льдом озера Онтарио живет уникальная древесная лягушка: она способна ожить после того, как ее тело полностью замерзнет. Повышение температуры, несколько неуклюжих прыжков — и ничего не напоминает о том времени, когда она была всего лишь оледенелым комочком. А возле побережья Антарктики живут рыбы, температура крови которых способна опускаться ниже точки замерзания воды. Но в отличие от лягушек и рыбы люди не способны к таким «подвигам». Единственное, к чему нельзя привыкнуть — это к холоду, говорил известный полярник Амундсен.

При очень сильном охлаждении кристаллы льда, возникающие внутри клетки, повреждают ее внутренние структуры и могут даже разорвать ее. Однако проблема заморозки важна для медиков, которым требуется найти способы сохранять человеческие органы и ткани для дальнейшей их трансплантации. На сегодняшний день существуют, конечно, банки спермы, хранящиеся в жидком азоте при температуре минус 196 градусов Цельсия, но и в них до трети всех сперматозоидов не жизнеспособны после разморозки. А что касается сохранения в замороженном состоянии тканей человека, то эксперименты в этой области только ведутся. Одним из таких экспериментов — и успешных — стала работа ученых из Университета Претории под руководством Мишеля Вассера. Им удалось, заморозив сердце крысы до температуры минус 196, благополучно его разморозить и «оживить». В ходе опыта сердце крысы сначала было помещено в защитный раствор, заморожено и потом оттаяно до ноля градусов. Чтобы проверить, насколько успешно сердце пережило такие превращения, ученые поместили его в специальный аппарат, симулирующий круг кровообращения крысы. И сердце забилось, постепенно доведя собственную температуру до нормальной для крысы 37 градусов. Мишель Вассер говорит, что до подобных экспериментов над тканями человека должно пройти еще какое-то время, однако принципиальные проблемы уже разрешены: изобретенный его командой раствор не разрушает клетки и позволяет им восстановиться после заморозки не повреждаясь. Однако между успешной заморозкой на длительное время даже человеческих органов и полной заморозкой всего организма пройдет, на взгляд ученого, очень долгое время.

Электромагнитные волны известны давно: они определяют все взаимодействия в атомной физике и физике твердого тела. Основные уравнения для электромагнитных волн придумал в прошлом веке Джеймс Клерк Максвелл. Казалось бы, за это время были обнаружены все электромагнитные явления, какие возможно себе представить. Но это оказалось не так: двадцать лет назад была предсказана, а совсем недавно экспериментально обнаружена локализация световых волн.

Всем известен эксперимент многократного рассеяния света. Когда на пути солнечных лучей появляется облако, вокруг становится темно. Дело в том, что лучи многократно отражаются и преломляются в водяных капельках, и в конце концов выходят в произвольном направлении. Расстояние между рассеяниями называется длиной свободного пробега.

Международной группе экспериментаторов из Италии и Голландии под руководством Дндерика Вирсмы удалось создать очень мелко помолотый порошок нз арсенида галлия. В нем длина свободного пробега света становится сравнимой с длиной его волны — такого еще никому не удавалось достичь. Фотоны уже не распространяются, как шарики-кванты, а буквально вязнут, замерзают в порошке и локализуются между крупинками порошка. Фотоны локализуются примерно так же, как электроны в полупроводниках. И уже начаты разработки таких «светополупроводников». Они могут быть очень полезны при разработке микролазеров илн оптических транзисторов.

Где только не находят признаки жизни на нашей планете! И на больших глубинах, и в жерлах вулканов. Недавно российскими учеными были обнаружены микроорганизмы на глубине свыше трех километров в толще льда на станции «Восток» в Антарктиде. Однако оказалось, что и это не предел. Американский биолог Чарльз Фишер (из Университета штата Пенсильвания) в Мексиканском заливе, в 240 километрах к югу от Нового Орлеана обнаружил на глубине 700 метров в толще метанового льда червей. Розово-белых червей. Поверхность льда просто кишела ими: создавалось такое ощущение, что это не лед их окружает, а добротный навоз, рассказывает Фишер. Открытые им черви принадлежат к группе миогощетинковых и являются новым видом в группе, называемой хесионидами. Лед, в котором их нашли, называется метановым, поскольку он образовался под большим давлением из воды, метана и других гидрокарбонатов. И он становится твердым только под действием больших давлений и низких температур. А Мексиканский залив — одно из тех немногих мест, где такой лед внедрился в отложения и принял форму огромных грибов. Черви, живущие в таких ледяных грибах, имеют длину от двух до пяти сантиметров и поддерживают свою жизнь с помощью бактерий.

Для ученых пока остается загадкой — живут ли черви во всей толще льда или только на его поверхности, где они и были обнаружены. А если все-таки часть из них путешествует в метановом льду, то это может заинтересовать уже не только биологов, но и геологов. Дело в том, что такой лед часто является хранилищем природного газа. Поэтому черви могут проникнуть к таким месторождениям и потихоньку выпускать газ. С одной стороны, это полезно для геологов — не надо проводить дополнительное бурение, с другой стороны — так можно и выпустить в воду весь газ.

По материалам зарубежной печати подготовили Никита МАКСИМОВ и Александр СЕМЕНОВ.