Фрэнсис Эшкрофт - На грани возможного: Наука выживания

Как ни парадоксально, бактерии способны выжить даже в безвоздушном космическом пространстве. В апреле 1967 г. на Луну опустился зонд «Сервейер-3». Два с половиной года спустя к нему наведались астронавты с «Аполлона-12», чтобы проверить, как зонд переносит суровые условия – интенсивное солнечное излучение, почти безвоздушное пространство и резкие перепады температур. Сняв телекамеру, они отвезли ее на Землю в герметичном контейнере, который затем вскрыли в стерильных условиях карантина. Культивировав образцы, взятые изнутри камеры, микробиологи, к своему изумлению, обнаружили рост микроорганизмов. Однако сенсации не произошло – это оказались не лунные формы жизни, а вполне знакомые земные. Видимо, во время сборки камеры техник чихнул, и в самую сердцевину прибора попали бактерии, которые и оставались запертыми там до тех пор, пока телекамеру не вскрыли в лаборатории. Скептики, разумеется, вправе возразить, что бактерии могли вовсе не путешествовать на Луну и обратно, а появились в камере уже по возвращении на Землю. Однако учитывая соблюдавшуюся самым строгим образом стерильность во время снятия камеры и ее анализа, это маловероятно. Судя по всему, бактерии действительно продержались два с половиной года на поверхности Луны.

Между тем здесь необходимо различать выживание и рост. Без воды жизнь (в нашем ее понимании) может существовать только в состоянии анабиоза. Рост и размножение в этом случае исключаются. Поэтому поиски жизни в Солнечной системе сводятся, по сути, к поискам воды. И надежды отыскать ее не так уже несбыточны. В 1979 г. аппарат «Вояджер», достигнув Юпитера, обнаружил слой льда на одном из его спутников, Европе. Согласно более свежим данным, полученным от космического аппарата «Галилео», на глубине многих миль под этим ледяным панцирем может лежать целый океан воды – подобно большим озерам под ледяным куполом Антарктиды. Сейчас ученые планируют послать еще один аппарат, чтобы проверить эту гипотезу и выяснить, существует ли жизнь на Европе. А вдруг удастся ее обнаружить?

Примечание о единицах измерения

Весь научный мир пользуется общей метрической системой. По крайней мере, должен и обычно старается. Но так было не всегда, поэтому старинные научные работы пестрят самыми разнообразными единицами измерения и измерительными приборами. Даже мне на протяжении жизни приходилось не раз становиться свидетельницей превращения одних единиц в другие или смены названий, когда метрологические комитеты отдавали предпочтение тому или иному ученому. В своей книге я старалась использовать стандартные метрические единицы. Для большинства европейцев, привыкших к метрической системе, в них ничего страшного нет, однако британцы, как обычно, отличаются (несмотря на постепенное введение метрической системы, на нашем районном рынке до сих пор фрукты продают фунтами, а не килограммами). Жителям США и Канады тоже может оказаться непросто освоиться с метрическими единицами. Для них, а также для консервативных британцев, я и пишу следующие две страницы, на которых приведу использованные в книге единицы измерения и объясню, как переводить их в более привычные.

Научные труды, посвященные большим высотам, а также физиологии дыхания, всегда отличались разнообразием единиц давления и высоты. Во избежание путаницы я привожу все высоты в метрах – чтобы перевести их в футы, умножайте на 3,28. Давление обычно выражается либо в фунтах на квадратный дюйм, либо в миллиметрах ртутного столба (известных также как торры), либо (в последнее время) в килопаскалях (кПа). Поскольку в литературе и большинстве трудов по физиологии используются в основном торры, я выбрала их. Молодежи, более привычной к килопаскалям, придется умножать все приведенные цифры на 0,133.

С единицами глубины и давления под водой путаницы еще больше. Я везде приводила глубину в метрах, которые можно перевести в футы умножением на 3,28. В Британии глубину традиционно мерили в фатомах (морских саженях) – это единица, равная размаху обеих рук. Фатом равен шести футам, или 1,83 м. Подводное давление обычно измеряется в единицах атмосферного давления (барах), которые взяла и я. Один бар (одна атмосфера) равен 760 торрам, или 15 фунтам на квадратный дюйм. У водолазов и ныряльщиков давление может выражаться и через глубину, то есть в метрах морской воды (ммв): 10 ммв равно 1 бару. На глубине 30 ммв давление составляет 4 бара, складываясь из давления на поверхности (1 бар) и подводного давления (3 бара).

Для измерения температуры существует три различные шкалы. Две широко известны – это шкала Цельсия и шкала Фаренгейта Я приводила температуру по Цельсию, поскольку именно она используется в медико-биологических науках, а также более привычна европейцам. Ноль градусов по Цельсию – это температура замерзания воды, сто градусов – температура кипения на уровне моря. Соответствующие температуры по Фаренгейту равны 32° F и 212° F. Поэтому, для того чтобы перевести градусы Цельсия в градусы Фаренгейта, необходимо умножить число на 1,8, затем прибавить 32. Для обратной конвертации отнимите от числа температуры 32 и разделите на 1,8. Физики используют шкалу Кельвина, в которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (–273° С), минимального предела возможной температуры. Таким образом, температура по Кельвину – это температура по Цельсию плюс 273.

Количество энергии, откладывающейся в тканях организма в результате поглощения радиации («поглощенная доза»), измеряется в греях (1 грей = 1 джоуль на килограмм поглощенной ионизации). Под дозой облучения обычно имеется в виду «эффективная доза» – величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты. Выражается она в зивертах (Зв). Максимальный допустимый предел облучения для астронавта НАСА составляет 4 Зв (за всю жизнь) для мужчин и 3 Зв для женщин. Однако зиверт – это достаточно крупная единица, поэтому радиационные дозы обычно выражают в миллизивертах (мЗв) или микрозивертах (мкЗв). Один зиверт равен 1000 мЗв, или 1 000 000 мкЗв. Если речь идет о более крупных дозах облучения, как у астронавтов, ее чаще приводят в греях, а не в зивертах.

Литература для дополнительного чтения

Перечисленные ниже книги и статьи делятся на две категории. Первая – это рассказы о пребывании в экстремальных условиях тех, кто испытал их на себе. Это увлекательная приключенческая литература. Вторая категория – это книги, содержащие дополнительные сведения о физиологии человека и других живых существах, об адаптационных способностях, позволяющих выживать в экстремальных условиях (они обычно написаны в доступной для массового читателя форме).

Attenborough, D. (1998) The Life of Birds BBC Books.

Boorstin, D. (1983) The Discoverers Penguin Books

Case R. M. and J. M. Waterhouse (1994) Human Physiology: Age, Stress and the Environment Oxford University Press

Haldane, J. S. (1922) Respiration Yale University Press

Haldane, J. B. S. (1940) Keeping Cool and Other Essays Chatto& Windus Schmidt-Nielsen, K. (1997) Animal Physiology: Adaptation and Environment (5th edn) Cambridge University Press

Stroud, M. (1998) The Survival of the Fittest Jonathan Cape

Hunt, J. (1954) The Ascent of Everest Hodder&Stoughton

Messner, R. (1979) Everest: Expedition to the Ultimate Kaye&Ward

Venables, S. (1989) Everest. Alone at the Summit Odyssey Books

Venables, S. (1989) Everest Kangshung Face Hodder&Stoughton

Ward M., J. S. Milledge and J. B. West (1995) High Altitude Medicine and Physiology (2nd edn) Chapman&Hall.

West, J. B. (1998) High Life. A History of High Altitude Physiology and Medicine Oxford University Press.

Whymper, E. (1891) Travels amongst the Great Andes of the Equator John Murray.

Beebe, W. (1934) Half Mile Down Harcourt Brace and Co.

Case, E. M. and Haldane, J. B. S. (1941) 'Human physiology at high pressure I: Effects of nitrogen, carbon dioxide and cold' Journal of Hygiene 41, pp. 225–249

Clark, R. (1968) J. B. S.: The Life and Work of J. B. S. Haldane Oxford University Press.

Hong, S. K. and H. Rahn (1967) 'The Diving Women of Korea and Japan' Scientific American, 216, pp. 34–43

Wells, M. (1998) Civilization and the Limpet Perseus Books

Cabanac, M. (1986) 'Keeping a cool head' NIPS 1, pp. 41–4

Gasmow, R. I. and J. F. Harris (1973) 'The infra-red receptors of snakes' Scientific American, 228, pp. 94–100

Taylor, C. R. (1969) 'The eland and the oryx', Scientific American, 220, pp. 88–95

Walker, A. and P. Shipman (1996) The Wisdom of Bones. Weidenfeld and Nicolson

Wolf, A. (1958) Thirst. Charles C. Thomas

Brett-James, A. (1966) 1812. Macmillan

Bullimore, T. (1997) Saved Little, Brown&Company

Cherry-Garrard, A. (1994) The Worst Journey in the World Picador

Heinrich, B. and H. Esch (1994) 'Thermoregulation in Bees', American Scientist 82, pp. 164–70

Krackauer, J. (1997) Into Thin Air Macmillan

Scott, R. F. (1913) Scott's Last Expedition Smith Elder

Spindler, K. (1994) The Man in the Ice Random House

Bannister, R. (1954) First Four Minutes Putnam

McArdle, W. D., F. I. Katch and V. L. Katch (1994) Essentials of Exercise Physiology Lee and Febiger