Tags: журнал домашняя лаборатория
Year: 2017
Text
ИНТЕРНЕТ-ЖУРНАЛ
Д0МЖ1ИЯЯ
ЛАШМТОМЯ
ОКТЯБРЬ 2017
ДОМАШНЯЯ
ЛАБОРАТОРИЯ
Научно-практический
и образовательный
интернет-журнал
Адрес редакции:
homelab@gmx.com
Статьи для журнала направ-
лять, указывая в теме пись-
ма «For journal».
Журнал содержит материалы
найденные в Интернет или
написанные для Интернет.
Журнал является полностью
некоммерческим. Никакие го-
норары авторам статей не
выплачиваются и никакие оп-
латы за рекламу не принима-
ются.
СОДЕРЖАНИЕ
Земля и жизнь (окончание)
Научные лекции для женской аудитории
Мир микробов (продолжение)
Хлорат калия
Контроллер для аквариума
Октябрь 2017
История
Ликбез
74
102
Химичка
из
Электроника
135
Явные рекламные объявления
не принимаются, но скрытая
реклама, содержащаяся в
статьях, допускается и даже
приветствуется.
Редакция занимается только
оформительской деятельно-
стью и никакой ответствен-
ности за содержание статей
не несет.
Статьи редактируются, но
орфография статей является
делом их авторов.
При использовании материа-
лов этого журнала, ссылка
на него не является обяза-
тельной, но желательной.
Никакие претензии за не-
вольный ущерб авторам, за-
имствованных в Интернет
статей и произведений, не
принимаются. Произведенный
ущерб считается компенсиро-
ванным рекламой авторов и
их произведений.
Мощный азотный лазер на воздухе
Юстировочные держатели лазерных зеркал
Жизнь как она есть (окончание)
Черное облако (продолжение)
Человек с желтой карточкой
Специалист по калориям
Техника
155
191
Мышление
202
Английский
243
Литпортал
266
291
Биологически активные растения (продолжение)
В мире насекомых (продолжение)
Разное
314
335
По всем спорным вопросам следу-
ет обращаться лично в соответ-
ствующие учреждения провинции
Свободное государство (ЮАР).
При себе иметь, заверенные ме-
стным нотариусом, копии всех
необходимых документов на афри-
каанс, в том числе, свидетель-
ства о рождении, диплома об
образовании, справки с места
жительства, справки о здоровье
и справки об авторских правах
(в 2-х экземплярах).
НА ОБЛОЖКЕ
В этом номере мы начинаем цикл научных лекций для
женской аудитории.
История
ЗЕМЛЯ И ЖИЗНЬ
Вологдин А.Г.
ПЕРВИЧНЫЕ ФОРМЫ
ЖИЗНИ И ИХ ЭВОЛЮЦИЯ
Для первичных организмов Земли среда была столь же благоприятной, как и
для, существующих сейчас, - современная среда их жизни. В жидких средах био-
сферы - в почвенной влаге и в прибрежной водной среде - возникали организмы,
условия питания и жизни которых были различны. Состав первичной биосферы, не-
сомненно , определял и состав организмов. Это были потребители углеводородных
соединений и аммиака: серные бактерии - окислители сероводорода вулканическо-
го происхождения, водородные бактерии - окислители молекулярного водорода и
т. д. Такие группы организмов прекрасно представлены и в современном бактери-
альном мире. Появились же их предки в то время, когда они были лучше всего
обеспечены питанием. Вообще можно полагать, что эти группы живых существ во
все геологические времена на Земле были в достаточной мере обеспечены пищей и
что естественный отбор быстро привел к выработке устойчивых биохимических
форм. Многие из этих групп расселились потом шире и глубже. В частности, рас-
пространились они и в недра Земли, где стабильные условия не давали им особых
стимулов для проявлений изменчивости.
Отмеченную группу микроорганизмов можно считать древнейшей группой живых
существ на Земле, размах жизнедеятельности которой уже на ранних этапах ее
развития, вероятно, быстро приобрел планетарный характер. Эти организмы спо-
собствовали сокращению в биосфере исходных запасов аммиака, водорода, метана,
сероводорода. Они потребляли и углекислоту, хотя запасы последней, в общем,
все же увеличивались за счет выделения из недр Земли.
Зарождение фотосинтезирующих бактерий и одноклеточных микроскопических во-
дорослей, подобных тем, которые составляют в основном морской и пресноводный
фитопланктон, было событием большого геологического значения. Имеющиеся в на-
стоящее время находки остатков бактериальных организмов, начиная с отложений
возраста 3100 млн. лет, на разных стратиграфических уровнях докембрия датиру-
ют время их возникновения и начала интенсивного развития. Бактерии содейство-
вали накоплению в биосфере высокоорганизованных углеродных соединений, водо-
росли приводили к обогащению биосферы свободным кислородом с одновременным
обеднением ее углекислотой.
Появление свободного кислорода, возможно еще в малых дозах, стимулировало
массовое развитие микроорганизмов, окислявших железо самородное, закисное,
вообще недоокисленное. Продукты жизнедеятельности этих организмов в виде мощ-
ных залежей железных руд или рассеянных масс окислов железа указывают на
большое их распространение в бассейнах и почвах древней биосферы. Геологиче-
ское время проявлений этого процесса в основном известно. Это в большей сте-
пени поздний докембрий - гуронские слои в Северной Америке, раннепротерозой-
ские отложения в Европе и Азии.
Железные полосчатые отложения. Они образуются, когда двухвалентное
железо, растворенное в морской воде, окисляется до трехвалентного
(окисного) и выпадает в виде нерастворимого осадка на дно. Такое
окисление производится железобактериями для получения энергии. Они
чрезвычайно широко распространены как в пресных, так и в морских
водоемах, играют большую роль в круговороте железа в природе.
Замечательно, что осадочные горные породы и многие рудные образования оса-
дочного происхождения, сформированные именно на дне водных бассейнов далекого
геологического прошлого, часто способны сохранять следы бактериальных струк-
тур. По-видимому, это связано со стойкостью некоторых органических соединений
остаточного вещества бактерий, а отчасти с условиями захоронения.
Многие осадочные породы, если из них изготовить тонкие прозрачные шлифы,
позволяют видеть под микроскопом обильные остатки телец по форме и размерам
близких к бактериям. Осадочные железные и марганцевые руды часто представляют
собой сплошную массу оруденелых оболочек - "чехликов" клеток железобактерий.
Бокситы, фосфориты, глинистые морские и пресноводные отложения часто содержат
большое разнообразие таких микроскопических бактериеподобных телец.
Таким образом, появившись около 3000 млн. лет назад, мир микроорганизмов
быстро овладел биосферой нашей планеты. Его история исследователями-
микропалеонтологами еще раскрыта слабо, но имеются достаточные основания на-
деяться, что она будет раскрыта. Она может быть исследована по форме и разме-
рам окаменевших остатков бактерий и их скоплений, а также по геологическим
продуктам их жизнедеятельности, как это имеет место в отношении железных и
марганцевых пластовых руд, отложений пирита, глубинных залежей бактериального
азота и т. д.
Удивительное, бесспорно доказанное сохранение в ископаемом состоянии остат-
ков спор древнейших растений, обнаружение множества осадочных пород с явными
остатками бактериальных структур позволяют надеяться, что этот раздел палео-
нтологии получит свое развитие.
Естественно, современные процессы не могут помогать выявлению процессов да-
лекого геологического прошлого, но принцип актуализма1 помогает понять их,
если мы правильно учитываем при этом ход и характер явлений, процессов эволю-
ции среды и жизни за геологическое время.
Микробы, которые способны получать жизненную энергию путем окисления раз-
личных веществ, являются аэробами. Микробы, способные получать жизненную
энергию в отсутствие свободного молекулярного кислорода в среде их обитания,
являются анаэробами. Какая же из этих групп микроорганизмов является на Земле
древнейшей?
Мнение о большей древности автотрофных бактерий по сравнению с гетеротроф-
ными поддерживается и специалистами, занимающимися проблемой происхождения
нефти, причем принято считать, что в общем случае существование гетеротрофных
организмов немыслимо без существования автотрофов. Но, в общем, миры автотро-
фов и гетеротрофов образуют в биосфере единую неразделимую систему, которая
геологически возникла, несомненно, очень рано.
Обратимся к фактам. Изучение под микроскопом в тончайших шлифах при значи-
тельных увеличениях древнейших осадочных горных пород, часто даже измененных
последующими процессами, указывает на местные концентрации остаточного орга-
нического вещества, которое почти никогда не бывает полностью бесструктурным.
Оно не бывает ни коллоидным, ни кристаллическим, если не представлено чистым
графитом. Обычно это скопления микроскопических бактериеподобных образований,
размещенных с различной степенью густоты. Чаще это нитевидные образования,
прихотливо изогнутые, иногда сфероидальные, как бы смотавшиеся в маленькие
клубки, прежде чем заглохла их жизнь. При этом все следы древнейшей жизни яс-
но указывают на водную среду.
Прослеживая состав организмов в различные геологические этапы жизни нашей
планеты, исследователи обычно переходят от более поздних к более ранним - в
направлении, противоположном ходу эволюционного процесса.
1 Принцип актуализма в науке — презумпция, состоящая в том, что в прошлом действова-
ли те же самые законы природы, что и в настоящее время.
Используя материалы палеонтологии, мы можем убедиться, что следы человека
прослеживаются в глубь веков не далее чем на 3 млн. лет. Следы млекопитающих
исчезают 60 млн. лет назад. Следы пресмыкающихся отсутствуют в слоях, возраст
которых более 185 млн. лет. Земноводные (амфибии) и костистые рыбы не сущест-
вовали во времена, удаленные от современности более чем на 340 млн. лет. Ос-
татки примитивных рыбообразных - бесчелюстных и хрящевых рыб - не встречаются
в слоях, образовавшихся более 420 млн. лет назад. Археоциаты - своеобразные
древнейшие строители морских рифов с изящнейшим известковым скелетом, видимо,
начали свое развитие 600 млн. лет назад. В более древних отложениях, образо-
вавшихся до 1800-1900 млн. лет назад, мы находим лишь остатки водорослей и
следы жизнедеятельности бактерий.
Если же рассматривать развитие жизни по группам организмов в нормальном хо-
де их эволюции, то мы увидим, что каждая из групп проходила свои этапы разви-
тия. Появлялись новые формы, вымирала часть старых. Некоторые группы сущест-
вовали ограниченное время, потомки других живут даже в наше время. Таким об-
разом, "корни жизни" на Земле оказываются весьма многочисленными, представ-
ленными действительно наиболее просто построенными, притом преимущественно
мельчайшими по размерам организмами. Несомненно, жизнь появилась более 2700
млн. лет назад.
Палеонтологический метод
в изучении докембрия
Граница между докембрием и кембрием обычно резко выражена не только по сте-
пени вторичных изменений осадочных пород, но и по кажущемуся коренному отли-
чию пород кембрия, отложения которого почти всюду охарактеризованы обильными
разнородными остатками беспозвоночных, водорослей и др. Поэтому исследователи
всего мира занимаются изучением органических остатков из палеозойских и более
поздних отложений. Некоторые исследователи уделяют внимание изучению докем-
брия, его литологии, петрологии, в еще меньшей степени палеонтологии, несмот-
ря на огромное распространение и мощность его осадочных отложений.
В трансваальской серии докембрия Южной Африки остатки водорослей известны в
виде мелких строматолитов и онколитов. Абсолютный возраст, определявшийся Ф.
Абельсоном и Э. Баргхорном в институте Карнеги в Вашингтоне, дал цифру около
2600 млн. лет. В отложениях кремнистых сланцев гуронского возраста (2000 млн.
лет), в районе оз. Онтарио в Северной Америке Э. Баргхорн нашел хорошо сохра-
нившиеся остатки нитчатых сине-зеленых водорослей2 и одноклеточных животных.
Таким образом, жизнь на Земле является очень древней, имеющей возраст по-
рядка 3000 млн. лет или более. Следы древнейшей жизни можно наблюдать в неко-
торых геологических образованиях докембрия, в виде непосредственных морфоло-
гических материалов по конкретным группам организмов и в виде косвенных дан-
ных.
Существование жизни на Земле можно проследить в ее проявлениях во времени и
в пространстве, т. е. в данном случае в разрезах разновозрастных осадочных
горных пород, в их довольно большом разнообразии.
Общеизвестно большое распространение в составе отложений архея и протерозоя
нормально осадочных пород терригенного состава. Учитывая степень дифференциа-
ции мелкозема, выделение достаточно хорошо отсортированного материала обло-
2 Ныне они называются цианобактериями. Это тип крупных грамотрицательных бактерий,
способных к фотосинтезу, сопровождающемуся выделением кислорода. Цианобактерии наи-
более близки к древнейшим микроорганизмам, остатки которых (строматолиты, возраст
более 3,5 млрд лет) обнаружены на Земле. Это единственные бактерии, способные к ок-
сигенному фотосинтезу.
мочных пород, в частности песков, превращенных в кварциты, приходится допус-
кать на выступах древнейшей суши развитие почвенного покрова.
Как известно, почвообразование идет интенсивно с дифференциацией минераль-
ного вещества лишь при участии почвенных микроорганизмов, роль которых в соз-
дании почвенного мелкозема обычно в 20 раз превосходит роль почвенных коллои-
дов химического происхождения. Поэтому почвообразование, связанное с деятель-
ностью микроорганизмов, является, несомненно, процессом очень древним. В свя-
зи с этим наблюдение в составе беломорской серии архея Карелии магнетитовых
сланцев и кварцитов, первично представляющих собой отложения осадочных желез-
ных руд и песчаные отложения, показывает, что они, несомненно, были продуктом
развития на смежном выступе суши почвообразовательных процессов с участием
почвенных микроорганизмов и железобактерий.
Многими исследователями происхождение тонких морских карбонатных илов рас-
сматривается в связи с жизнедеятельностью некоторых специфических морских
бактерий, в частности из группы денитрифицирующих.
Процесс денитрификации водной среды при участии бактерий обусловлен в при-
роде наличием нитратов, усвояемого органического вещества, анаэробных (бески-
слородных) условий и нейтральной реакции среды. Представление многих авторов
о составе древней атмосферы и гидросферы Земли сводится к признанию большой
роли там свободного водорода, метана, углекислоты и аммиака. Благодаря высо-
кой растворимости аммиак должен был легко переходить в раствор, чтобы обеспе-
чить развитие денитрифицирующих микроорганизмов, продуктами жизнедеятельности
которых могли быть иловые карбонатные отложения, с превращением их в извест-
няки, доломитизированные известняки (в порядке замещения кальция осадка маг-
нием раствора) и доломиты. Лишь образование магнезитов можно отнести к про-
цессам химического характера, происходившим и происходящим в условиях выпари-
вания морских вод полузамкнутых лагун.
Верхнекаменноугольные карбонатные породы в районе Домодедово
(Московская область). Тогда на этой территории было мелководное
теплое море.
Наличие кристаллических известняков в беломорской серии архея Карелии Бело-
морского побережья позволяет предполагать развитие в древнем бассейне соот-
ветствующих бактериальных процессов, частичным выражением которых могут быть
такие породы.
Имеющиеся цифры абсолютного возраста в 2000-2300 млн. лет для архея Беломо-
рья некоторые исследователи склонны считать возрастом метаморфизма архейских
пород. Таким образом, процессы древнейшего карбонатного осадконакопления при
участии бактерий должны быть признаны здесь весьма древними. В некоторых мра-
морах архея Кольского полуострова, по наблюдениям автора, между зернами каль-
цита установлено содержание обуглероженных остатков микротел бактериального
размера.
Известно широкое распространение в докембрийских отложениях всего мира пла-
стовых железных руд, горизонтов пиритизированных пород, которые можно связать
по условиям их происхождения только с жизнедеятельностью ряда групп микроор-
ганизмов .
Прямые морфологические данные мы можем получить, изучая под микроскопом
препараты из железных руд осадочного происхождения. Так, автором остатки же-
лезобактерий были установлены в ряде образцов докембрийских железных руд, в
частности Кривого Рога, некоторых месторождений докембрия Казахстана и Сиби-
ри.
На территории Карелии, характеризующейся широким распространением мощных
отложений докембрия, был открыт ряд ценных палеонтологических материалов в
трех горизонтах ятулия (среднего протерозоя). Р. В. Бутиным и автором описано
много видов водорослей, которые сохранились в виде остатков строматолитов и
других карбонатных образований. Это свидетельствует о большом разнообразии
ценозов водорослей в бассейнах протерозоя Северо-Запада СССР. С этими откры-
тиями перекликаются открытия остатков строматолитов в слоях серии Хяохе Се-
верного Китая, которые по возрасту относятся также к среднему протерозою. На-
ряду с местной и временной жизнедеятельностью сине-зеленых водорослей, в
меньшей степени красных водорослей, сыгравших местами роль крупных геологиче-
ских деятелей, имело место отложение карбонатных илов, что осуществлялось,
по-видимому, при участии денитрифицирующих микроорганизмов.
В ятулии Карелии открыто большое разнообразие проблематических образований,
предположительно отнесенных к водорослям или остаткам ряда групп беспозвоноч-
ных животных. Не подлежит сомнению, что теперь весь протерозой становится
объектом биостратиграфических и палеонтологических исследований. Выделена
группа образований, которые можно условно принять за остатки водорослей из
группы багрянок - кораллинаией. Некоторые из них отличаются необычайно круп-
ными размерами клеток (?) . Возможно, подобные водоросли, описанные из мезо-
зоя , не являются самыми древними на Земле, как это предполагалось. Известны
также находки одноосных кремневых спикул губок, остатки радиолярий и др.
Более поздние докембрийские отложения (верхний протерозой - синий, иотний и
гиперборей, овруч, бавлы, альгонкий, рифей и др.) богаче остатками организ-
мов, особенно сине-зеленых и красных водорослей. Так, автором описано более
200 видов водорослей среднепротерозойского и позднепротерозойского (синийско-
го) возраста из отложений Карелии, Средней и Восточной Сибири и Дальнего Вос-
тока, а также из отложений КНР, которые он отнес к 80 родам и 20 семействам.
Морфология клеточных колоний, общий, местами хорошо сохранившийся вид тал-
ломов, скопления остаточного органического вещества в породе нередко оказыва-
ются близкими к современным. Между тем преобладающая часть форм очень своеоб-
разна и потому является хорошим опорным материалом для корреляции вмещающих
отложений. Из сотен горизонтов с остатками водорослей пока выявлено в верхнем
протерозое до 40, характеризующихся наиболее хорошей сохранностью форм. В
среднем протерозое (ятулии) Карелии Р. В. Бутин выявил три водорослевых гори-
зонта .
Установлены случаи дальней миграции некоторых водорослей древнее протеро-
зойского возраста, например: северная часть КНР - Оленекское поднятие, север-
ная часть Сибирской платформы - Кольский полуостров (о-в Кильдин), Енисейский
кряж - Восточное Верхоянье и т. д. Таким образом, выявлены возможности откры-
тия остатков древнейших водорослей в отложениях докембрия как нормального па-
леонтологического материала. Впрочем, поиски его часто еще не являются систе-
матическими. Открытие их чаще носит случайный характер.
Одним из интересных выводов, полученных при изучении конкретного палеонто-
логического материала по древнейшим водорослям, было прямое указание на не-
значительность или отсутствие гнилостных процессов в докембрийских бассейнах.
Вследствие этого колонии микроводорослей, выделяя карбонат кальция на поверх-
ности, в условиях среды, богатой бикарбонатами, переходили в ископаемое со-
стояние почти без изменения их морфологии. Минерализацией охватывались сгуст-
ки студенисто-слизистого вещества сине-зеленых водорослей, оболочки их трихо-
мов и клеточных колоний. Остаточное органическое вещество, в той или иной
степени обуглероженное переходило в толщу осадков, и в некоторых случаях за
счет его могли образовываться скопления нефти и горючего газа. Так образова-
лись нефть и газ в нижнем кембрии Сибирской платформы, такого же происхожде-
ния нефть и газ в бассейне верхнего течения р. Лены в Иркутской области. По-
этому проблема шунгита3 Карелии также может быть решена в связи с водоросле-
выми ценозами докембрия и соответствующими геологическими условиями.
В случае метаморфизма, как известно, битумы часто бывают выражены скопле-
ниями графита, и потому вкрапленность графита, его тонкие пленки в породах
докембрия или более или менее значительные скопления должны указывать на рас-
пределение продуктов преобразования исходного органического вещества расти-
тельного происхождения в виде одноклеточного или многоклеточного фитопланкто-
на. Поэтому битумы, шунгиты, графиты, скопления обуглероженного вещества сле-
дует признать заслуживающими специального изучения с целью выяснения их связи
с организмами докембрия. Осадочные железные и марганцевые руды пластового ти-
па, пиритизированные породы и продукты гранулометрической дифференциации ма-
териалов сноса с древних выступов суши должны быть признаны связанными с со-
ответствующими жизнепроявлениями в докембрии, как следы этой жизнедеятельно-
сти. Специально подготовленные препараты могут позволить обнаружить в этих
веществах следы остатков микроорганизмов.
Фации и их осадки составляют единство. Единство составляют также среда и
жизнь. Среды прошлого проходили стадии непрерывного и направленного изменения
под влиянием общих причин и отчасти при участии самих организмов. Организмы
выводили из гидросферы большие запасы углекислоты и бикарбонатов. Они обога-
щали ее свободным азотом и свободным кислородом. Измененная среда становилась
не пригодной для одних организмов и пригодной для других. Поэтому ископаемые
организмы можно рассматривать как индикаторы древнейших сред, как свидетели
тех или иных геологических процессов, а иногда даже материалов астрономиче-
ского значения. Так, по проявлениям фототропизма и гелиотропизма древнейших
сине-зеленых водорослей, отраженных в построении специфических строматолитов
(параллелофитонов), можно установить положение палеомеридианов. По проявлени-
ям цикличности в строении слоистой карбонатной массы строматолитов можно ус-
танавливать 11-летние циклы в развитии солнечной радиации. Таким образом были
получены данные об абсолютном приросте строматолитов за сезон, о масштабе на-
копления органического вещества в осадочных толщах докембрия, о длительности
существования видов водорослей, о длительности формирования горизонтов и
свит.
3 Шунгит, устар. синоним «аспидный камень» — докембрийская горная порода, занимающая
по составу и свойствам промежуточное положение между антрацитами и графитом. Встре-
чаются разновидности шунгита чёрного, тёмно-серого и коричневого цвета. Шунгит обра-
зовался из органических донных отложений — сапропеля. Эти органические осадки, при-
крываемые сверху всё новыми наслоениями, постепенно уплотнялись, обезвоживались и
погружались в глубины земли. Под влиянием сжатия и высокой температуры шёл медленный
процесс метаморфизации. В результате этого процесса образовался распылённый в мине-
ральной матрице аморфный углерод в виде характерных именно для шунгита глобул.
Остатки докембрийских организмов могут оказать существенную помощь в рас-
крытии палеоклимата для соответствующих этапов геологического времени, а так-
же палеогеографической эволюции лика Земли в докембрии.
Особое значение имеет в породах докембрия поведение изотопов углерода, ки-
слорода, азота, серы, водорода и их отношений, поскольку известно, что легкие
изотопы преимущественно оказываются связанными с жизнедеятельностью организ-
мов, тогда как более тяжелые - лишь с минеральными - химическими процессами.
Остатки организмов в осадочных породах докембрия известны во многих районах
мира. Можно отметить находку Дж. Лаусона (1865 г.) Eozoon canadense в районе
Оттавы. Л. Кайо (1894 г.) открыл остатки радиолярий, фораминифер, спикул
кремневых губок в углистых сланцах докембрия Бретани. Чарльз Д. Уолкотт в до-
кембрии Большого Каньона и в серии Белт в США. выявил интереснейшие остатки
мнохющетинковых червей и ряд других организмов.
Известны находки остатков радиолярий в докембрии юга Австралии. Правда, не-
которые исследователи, не признали этого открытия, другие склонны относить
его к образованиям бактериального происхождения. И. Седерхольм открыл в ка-
рельском шунгите остатки проблематического животного Goridum, которого, по-
видимому, следует отнести к проблематическим образованиям.
В среднепротерозойских отложениях Енисейского кряжа Ю.А. Кузнецов обнаружил
остатки одноосных спикул кремневых губок. Между тем в бакальской свите позд-
него докембрия Урала автором были обнаружены предполагаемые отпечатки медуз
(?), отчасти подобные найденным в докембрии Большого Каньона в слоях Нанкоу-
ин. В Северо-Западной Африке (в" Анти-Атласе) установлены остатки членистоно-
гих в виде разрозненных сегментов. Во многих районах мира известны, правда,
еще редкие и случайные находки остатков простейших животных, примитивных це-
летерат, брахиопод, червей, членистоногих, заслуживающих специального изуче-
ния.
Больше всего в мире открыто в докембрийских отложениях остатков фотосинте-
зирующих организмов - морских водорослей, являвшихся часто активными породо-
образователями. Изучение таких остатков особенно успешно идет в Советском
Союзе. Этот нормальный палеонтологический материал ныне часто обнаруживается
в отложениях докембрия и нижнего палеозоя. Он представлен строматолитами, а
иногда тонкослоистыми карбонатными породами с "курчавой" текстурой.
Что такое строматолиты и онколиты? Строматолиты и онколиты - это микрослои-
стые сгустки карбонатного, иногда вторично измененного вещества, находимые в
составе преимущественно древнейших морских и пресноводных отложений, формиро-
вавшихся в мелководьях в основном сине-зелеными, реже красными водорослями на
твердом субстрате (первые) или на подвижном (вторые) в условиях сильно карбо-
натной (богатой бикарбонатами кальция и магния) водной среды за длительные
этапы времени, измеряющиеся часто сотнями и тысячами лет. В их построении
обычно участвовало несколько видов микроскопических водорослей, проявлявших
жизнедеятельность одновременно (сосуществование) или в порядке последователь-
ной смены одного вида другим, причем часто через малые промежутки времени
(естественный отбор, быстрота темпов эволюции).
Поскольку строматолиты и онколиты представляют собой продукты сложных и
длительных процессов и не являются остатками единого конкретного организма,
то они не заслуживают применения к ним латинизированной номенклатуры, как это
делается некоторыми исследователями. Они являются в геологических разрезах
лишь частью того каменного материала, который несет в себе (если этому не ме-
шают вторичные явления) остатки микроскопических породообразующих фотосинте-
зирующих организмов (сине-зеленых, реже красных, водорослей).
Поскольку между формами и размерами конкретных видов породообразующих водо-
рослей и формами и размерами включающих их остатки строматолитов непосредст-
венная связь отсутствует, то эти сгустки карбонатного материала, обычно ха-
рактеризующиеся бесконечным разнообразием по виду, могут знаменовать лишь ме-
стную временную фацию, сочетание экологической обстановки с тектоническим ре-
жимом области бассейна и не более.
Строматолиты могут указывать на результаты взаимосвязи процессов нарастания
элементарных наслоений и накопления биогенного (фитопланктонного) или обло-
мочного материала между ними.
Эти процессы протекали с относительно равными скоростями (нависания и на-
росты на боковой поверхности строматолитов), с опережением первого процесса
(гладкие боковые поверхности или с пережимами экологического происхождения)
или отставанием его. Это создавало условия для прекращения развития стромато-
литов (их сужения, приобретения неправильной общей формы и т. д.). Так шло их
местное отмирание.
Строматолит кембрийского периода (вверху) и современные строма-
толиты в заливе Шарк-Бэй в Западной Австралии.
Естественно, что внешние признаки как-то отражают особенности их конкретных
образователей - водорослей (строение и отчасти форма элементарных наслоений
микрослоев, соответствующих накоплению карбонатного материала за сезоны веге-
тации). Форма наслоений, степень их выпуклости отражают чувствительность во-
дорослевых колоний к свету, степень проявления фототропизма, иногда выражав-
шуюся в виде прямого гелиотропизма (параллелофитоны).
При условии благоприятной сохранности микроструктур строматолиты и онколи-
ты, находимые в отложениях различного геологического возраста (от нижнего
протерозоя и почти до наших дней), являются ценнейшим материалом для изучения
истории развития мира микроскопических водорослей (сине-зеленых и красных),
их эволюции и породообразующей деятельности. В них мы видим свидетелей обста-
новок далекого геологического прошлого с указанием на палеоклимат, палеотем-
пературу среды, палеотечения, батиметрические данные, скорости вертикальных
движений литосферы и гидрохимию бассейна. Это дает представление о связях ме-
жду бассейнами и палеогеографических перестройках лика Земли во времени.
Успех исследования строматолитов и онколитов, водорослевых пород вообще как
фитогенных образований, требует от исследователей палеоботанического, особен-
но альгологического изучения и глубоких знаний современных представителей на-
званных типов микроскопических водорослей, их морфологии, экологии, физиоло-
гии, биохимии и природного распространения (геоботаники водорослей).
Результаты изучения остатков водорослей из докембрийских отложений СССР по-
казали возможность решения важных вопросов стратиграфии. В частности, отложе-
ния протерозоя ряда районов Сибири, часто неправильно сопоставлявшиеся друг с
другом, ныне получили определенное положение на основании данных эволюции вы-
явленных видов и родов сине-зеленых и красных водорослей. Так, морской проте-
розой Енисейского кряжа оказался более древним по отношению к карбонатным от-
ложениям Туруханского поднятия, древние же карбонатные отложения р. Нижней
Тунгуски - более древними по отношению к улунтуйской свите Прибайкалья. Между
тем водоросли нижнего кембрия Иркутского амфитеатра оказались генетически
связанными с формами, выявленными в улунтуйской свите верхнего синия.
Необходимо отметить полную бесперспективность исследований строматолитов
как таковых, без изучения их микроскопических структур. При таком методе изу-
чения строматолитов, связанным с массовым распиливанием каменного материала,
уничтожается большое количество материала, который был бы полезен для палео-
нтологического метода.
Организмы - индикаторы среды. Знание их раскрывает особенности среды, ее
обстановку. Поэтому ископаемые организмы как свидетели могут помогать раскры-
тию природных обстановок геологического прошлого. В связи с исключительной
древностью жизни на Земле перед исследователями может раскрыться картина ее
развития. По литофациям и органическим остаткам докембрия исследователи несо-
мненно могут вскрыть многие важные детали истории земной поверхности, биосфе-
ры и состава и строения земной коры в ее геологическом развитии. Ископаемые
водные организмы могут указывать на степень солености среды, температурный
режим, глубинность, характер и направления течений, взаимосвязь между древни-
ми бассейнами и т. д.
Поскольку древность жизни на Земле доказана, то экологические и другие дан-
ные могут быть исключительно полезными для геологии, если учесть, что в даль-
нейшем на ее основе может разрабатываться стратиграфия осадочных отложений,
палеогеография, могут вестись поисково-разведочные работы. Организмы участво-
вали и участвуют в накоплении различных минеральных веществ и даже некоторых
видов руд.
Палеонтологи и палеоэкологи, занимающиеся изучением палеозойского и более
молодого палеонтологического материала, успешно получают соответствующие дан-
ные о древней среде и условиях обитания ископаемых организмов. Необходимо
применить палеонтологический метод к докембрийским осадочным отложениям. Это-
му должны способствовать специальные работы литологов по изучению проявлений
метаморфизма, восстановлению первичных типов осадков и выявлению биогеохими-
ческой роли древнейших организмов.
В настоящее время находки остатков докембрииских животных организмов пока
эпизодичны. Наблюдаются огромные пробелы в палеонтологической летописи докем-
брия. Тем более следует внимательнее относиться к каждой находке и пытаться
найти для нее место в общей системе организмов.
1. наклонное залегание
Виды рельефа и формы залегания горных пород: Наклонное (1) или складча-
тое (2) залегание осадочных пород свидетельствует о том, что на эти по-
роды воздействовали движения земной коры уже после их окончательного
сформирования. Несогласное (3) залегание происходит, когда старые горные
породы подвергаются эрозии, а затем на них сверху образуется слой гораз-
до более молодых осадочных пород. Разломы (4 и 5) возникают в тех мес-
тах, где сверхмощные движения земной коры раскалывают пласты горных по-
род и заставляют их смещаться относительно друг друга вдоль плоскости
разрыва (линии разлома). В случае надвига (5) один пласт породы нагромо-
ждается на другой, прогибаясь в процессе движения. При таком типе разры-
ва старые горные породы оказываются поверх более молодых. Случаи внедре-
ния вулканических пород, таких, как дайки (6) или пластовые интрузии
(7), также помогают соотнести друг с другом различные слои горных пород.
Вулканические породы, формирующиеся в результате вулканической деятель-
ности (8), вскоре образуют новое несогласное залегание. Наконец, процес-
сы эрозии и выветривания приводят к возникновению нового осадочного ма-
териала (9) , который со временем может образовать новый слой осадочной
породы.
Раскрытие физико-географических условий на границе докембрий-кембрий раньше
встречало действительные и кажущиеся препятствия: следы крупных перерывов в
осадконакоплении, местная изменчивость состава горных пород докембрия, осо-
бенно из-за обилия вулканогенно-туфогенных образований и проявлений различной
степени метаморфизма первичных осадочных пород (рис. выше).
Открытие органических остатков дает новый материал для изучения истории
жизни и ее эволюции в докембрии, что в целом для отдельных районов распро-
странения докембрийских отложений раскрывает перспективы разработки биостра-
тиграфии и палеогеографии.
Органические остатки докембрия помогают выяснить происхождение известных
типов животных, растений и бактерий, так как корни их затеряны среди отложе-
ний глубокой геологической древности. Изучение особенностей древних фаций по
литофациям и организмам способствует выяснению причин изменчивости организмов
во времени и пространстве и темпов этой эволюции во времени в конкретных фи-
зико-географических, физико-химических и других обстановках. Таким образом,
изучение древнейших организмов помогает решить целый ряд важных вопросов био-
логии и геологии.
Палеонтологическая наука в содружестве с геологической дает обильные мате-
риалы к истории жизни на Земле в ходе геологического времени, по эрам, перио-
дам и эпохам. Палеонтологи и художники многих стран мира пытаются воссоздать
картины среды и жизни на отдельных этапах геологического прошлого. Мы попро-
буем воспроизвести некоторые из этих картин.
Катархей
Мрачной, еще безжизненной, мертвой была земная поверхность в раннем докем-
брии - в катархее. Не было еще ни свободного кислорода, ни жизни. Запасов во-
ды было меньше, чем сейчас. Атмосфера, мощная и тяжелая, состояла из обильных
паров воды, углекислоты, аммиака, метана, водорода и других газов.
Этот выделенный советскими геологами ранний этап развития Земли, в диапазо-
не геологического времени 3500-2700 млн. лет назад, был временем бурной пере-
стройки молодой земной коры, интенсивных проявлений вулканизма и магматиче-
ской деятельности. Первичные осадочные породы образовывали складки, преобра-
зовывались под влиянием давления и повышенных температур.
Во "вторичной" атмосфере, которой оделась Земля, став планетой, и на ее по-
верхности, как и в зоне коры, развивались процессы только химические, которые
привели к образованию первичных белковых соединений. В парах и водных массах
первичных бассейнов интенсивно растворялись и накапливались аммиак и углево-
дородные газы, которые и преобразовывались в более сложные углеродные соеди-
нения. Этому тогда способствовали более высокое давление атмосферы, темпера-
турный режим и жесткие космические излучения, которые в большей степени уча-
ствовали в преобразовании вещества атмосферы, гидросферы и земной коры, чем
позднее, когда на Земле накопились запасы свободного кислорода, выделенного
фотосинтезирующими организмами. Углекислый газ, поднимавшийся из недр Земли
при вулканических явлениях расходовался и на образование сложных углеродных
соединений и известняков.
Именно в этих особых термодинамических условиях из исходных сложных органи-
ческих соединений возникла простейшая и примитивнейшая жизнь, промежуточным
этапом пути к которой были подобные вирусам или микробам организмы.
Архей
Длительность архея, по данным абсолютной геохронологии, составляет 800 млн.
лет - от 2700 до 1900 млн. лет назад.
В толщах пород архейского возраста, обычно сильно измененных более поздними
процессами, известны осадочные водные отложения - мраморы, песчаники, глини-
стые сланцы, в которые превратились известняковые илы, пески и глины. Песчин-
ки и глинистые частицы, как известно, образуются преимущественно на суше, от-
куда они могут быть смыты в моря. Мелкозем на суше образуется под влиянием
факторов почвообразования, и это говорит о большой древности на Земле почвен-
ных процессов.
Измельчение пород в почвенных условиях, распад их обломков на мельчайшие
частицы, на отдельные минеральные зерна или их части вызывают обычно не толь-
ко агенты физического выветривания - вода, ветер, температура. Значительно
большую роль играют многообразные почвенные бактерии и органические кислоты,
Образующиеся за счет разложения вещества почвенных организмов, в основном
растений. Их активность в почве примерно в 20 раз сильнее физических агентов.
Столь совершенное измельчение материала, из которого часто вынесены в закис-
ном виде железо, марганец, алюминий, с образованием, в конечном счете, свет-
лоокрашенных песков (кварцитов) явно указывает на то, что почвы на сушах ар-
хея уже существовали и интенсивно развивались, и что в этом процессе принима-
ли участие почвенные бактерии. В водных бассейнах бактерии отлагали железо,
образуя местами крупные месторождения. Бактерии могут проявлять жизнедеятель-
ность в весьма широком диапазоне температур, от отрицательных до +170°С.
Жизнеспособные бактерии можно обнаружить даже в Арктике - в снегу, в погре-
бенных льдах. Б.Л. Исаченко полагал, что развитие бактерий началось еще в до-
кембрии, причем допускал, что первые периоды докембрия были более благоприят-
ными для развития автотрофных организмов, восстанавливавших углекислоту.
Как уже отмечалось, некоторые ученые полагают, что углеводороды и нефть яв-
ляются компонентами состава протопланетного облака, и что на поверхности Мер-
курия они быстро рассеялись и разложились под влиянием высокой температуры.
На поверхности Земли обстановка была для них крайне неустойчивой из-за дейст-
вия ультрафиолетового излучения Солнца и окислительных процессов, и они тоже
разложились и исчезли.
Длительное время считалось, что живые существа, населявшие кембрийские моря
(570-440 млн. лет), были самыми древними на нашей планете, хотя они нередко и
удивляли исследователей разнообразием представленных тогда групп организмов,
большой местами густотой населения ископаемых биотопов, их обильными популя-
циями, в числе которых отмечалось присутствие многих видов археоциат, трило-
битов, хиолитов, реже губок, криноидей, червей, в сопровождении разных типов
водорослей. Во всем мире, за малыми исключениями, палеонтологи не изучали и
не изучают систематически организмы более древнего возраста. Данные регио-
нальной геологии, казалось, предрешали неудачу геологов и палеонтологов в по-
исках органических остатков в более древних, чем кембрий, осадочных горных
породах.
Осадочные горные породы докембрийского возраста, исключительно широко пред-
ставленные на выступах суши нашей планеты, обычно более или менее сильно из-
менены вторичными процессами по отношению к их первичному облику. Часто это
бывает выражено перекристаллизацией вещества пород, с потерей ими частично
или полностью первичных признаков. Поэтому у исследователей возникло пред-
ставление о полном исчезновении в таких образованиях признаков прошлой орга-
нической жизни. Поэтому палеонтологи почти не занимались такими породами,
проявляя лишь некоторый интерес к строматолитам, своеобразным сгусткам угле-
кислого кальция и магния, природа которых длительно оставалась неразгаданной.
Мощность докембрийских осадочно-метаморфических, осадочно-вулканогенных,
туфогенных толщ обычно огромна. Местами она достигает многих десятков кило-
метров, но точному ее установлению как раз мешает недостаточность или отсут-
ствие критериев для расчленения и корреляции этих толщ, особенно в условиях
их интенсивной складчатости. При этом известно, что серии таких образований
часто вмещают месторождения весьма разнообразных полезных ископаемых, напри-
мер руд черных и цветных металлов, редких и рассеянных элементов, золота,
фосфоритов, алюминиевого сырья и т. д.
Следы древнейшей органической жизни на Земле ученые устанавливают по при-
сутствию в древнейших горных породах органических веществ и продуктов их из-
менения, как, например, в виде графита, шунгита и других или же в виде непо-
средственных остатков организмов, по их отпечаткам на поверхности пород или с
помощью того же остаточного органического вещества, обычно сильно обуглеро-
женного. При этом иногда открываются в совместном развитии остатки морских
водорослей и простейших животных.
Параллельно с изучением в СССР обильных материалов палеонтологии кембрия
автор более 30 лет вел поиски органических остатков и в породах докембрия, в
особенности его поздней части - протерозоя (2700-570 млн. лет), широко пред-
ставленной во всех горных районах нашей страны. Исследовались некоторые оса-
дочного происхождения руды. Изучению подвергались метаморфические породы,
обычно внешне лишенные каких-либо признаков связи с ними остатков организмов.
Еще в 40-е годы автору удалось собрать большой материал по ископаемым бакте-
риям, оказавшимся и в далеком прошлом важными геологическими "деятелями". Эти
работы подтвердили замечательные идеи В. И. Вернадского о роли организмов в
геологических процессах Земли, поскольку раскрылась особо важная роль иско-
паемых микроорганизмов в создании рудных веществ, накоплении различных соеди-
нений и химических элементов (железо, марганец, сера, фосфор, алюминий и
др.) .
Теперь можно сказать, что в породах докембрия, а именно всего протерозоя и
частью архея, открыты обильные новые палеонтологические объекты, притом весь-
ма различного уровня развития - от бактериальных и бактериеподобных до слож-
ных многоклеточных, принадлежащих к целому ряду групп беспозвоночных живот-
ных. При этом господствующими в количественном отношении оказались представи-
тели водорослей различных типов. Так впервые появились данные к биостратигра-
фии докембрия в частности для районов хребта Малого Хингана, Удокана, Восточ-
ного Саяна, Байкальского нагорья, Кузнецкого Алатау, Западно-Сибирской низ-
менности (по скважинам), Урала, Тимана, Карелии, Кольского полуострова и до-
кембрия Украины и Молдавии. При участии автора подобные материалы были выяв-
лены на территории Китая, Монголии, Польши и Чехословакии.
Водоросль Kakabekia umbellata Barghoorn. Сев. Америка, сланцы
серии Ганфлинт (1800 млн. лет).
Таким образом, метаморфический осадочный докембрий оказался способным со-
хранять остатки организмов в различных его морских и терригенных породах,
особенно в кремнистых. Вся северная Евразия стала благодарным объектом для
поисков остатков организмов докембрия вплоть до пород, возраст которых дости-
гает 3 млрд. лет. Иначе говоря, выявилась возможность крупного "приращения"
палеонтологической науки, ранее в данном направлении не развивавшейся. Прак-
тическая же геология получила необходимый ключ для расшифровки истории форми-
рования, расчленения и корреляции древнейших осадочных серий. Одновременно
открылась возможность прослеживать историю жизни на Земле до самых ее " кор-
ней" , где-то около 3,5 млрд. лет до н. э.
Особого внимания заслуживают работы Эльсо С. Баргхорна, П. Клода и В. Шоп-
фа, открывших в породах архейского возраста очень интересный комплекс органи-
ческих остатков. Э. Баргхорн обнаружил в районе оз. Онтарио нити многоклеточ-
ных водорослей однорядного строения и остатки каких-то животных (Kakabekia)
типа медуз или гидроидных полипов. Абсолютный возраст вмещающих слоев, опре-
деленный по калий-аргоновому методу, оказался не менее 2000 млн. лет. При
изучении доломитовых слоев архея Трансвааля Южной Африки были выявлены остат-
ки организмов возраста около 2600 млн. лет, представленные остатками колоний
сине-зеленых водорослей, выраженных скоплениями графита, а также остатками
ископаемых бактерий. В образце породы, имеющей известковый состав, видны
строматолиты, по-видимому, имеющие внешнюю куполовидную форму.
Остатки бактерий (а) , колонии Eobacterium isolaturn Barghoorn et
Schopf и синезеленых водорослей Archaeosphaeroid.es
barbertonensis Schopf et Barghoorn (б). Африка, Восточный Транс-
вааль, отложения группы Фиг-Три (3100 млн. лет); шиповатые ос-
татки из строматолитов (в), Африка, Восточная Родезия, отложения
группы Буловайан (2800 млн. лет).
Интересны также остатки бактерий Eobacterium isolaturn Barghoorn et Schopf и
колонии сине-зеленых водорослей Archaeosphaeroides barbertonensis Schopf et
Barghoorn в отложениях группы Фиг-Три с возрастом 3100 млн. лет в восточном
Трансваале (Южная Африка). Менее отчетливые, но не менее интересные остатки
водорослей, подобные Archaeosphaeroides barbertonensis, но не имеющие опреде-
ленного очертания, установлены из отложений группы Онверхват возраста 3200
млн. лет, из наиболее древних строматолитовых пород Буловайна в Родезии,
встречены своеобразные шиповатые остатки, выявленные в электронном микроско-
пе . Одноклеточные синезеленые водоросли описаны профессором П. Клодом и Н.
Лайкери из отложений формации Соуден-Айрен, возраст которой определяется в
2700 млн. лет.
Таким образом, уже в архее, даже в раннем архее, на Земле существовали и
многоклеточные водоросли и даже организмы типа медуз или гидроидных полипов,
т. е. многоклеточные животные, жизнедеятельность которых при этом, вероятно,
обеспечивалась тесным соседством с водорослями, выделявшими свободный кисло-
род.
В общем, за последнюю четверть века, а особенно за последнее десятилетие, в
поисках следов древнейшей жизни получены замечательные результаты. На терри-
тории северной Евразии на разных уровнях стратиграфии докембрия выявлены мес-
тами массовые скопления остатков различных организмов, состав которых менялся
иногда при мощностях слоев всего в 20-25 см. На основе каменного материала
лабораторным путем можно изучать осадочно-метаморфическую серию пород докем-
брия вплоть до магматогенных образований катархея и архея.
Полученный материал не всегда отличается достаточной четкостью, поскольку
он действительно местами бывает сильно поврежден вторичными процессами. Глав-
ным образом приходится сталкиваться с остаточным органическим веществом в его
бесструктурном проявлении, но в большом числе случаев это остатки конкретных
организмов с признаками живого вещества (способность к росту особей, к тем
или иным способам размножения, проявления биологических связей с сосущество-
вавшими организмами, срастания, прирастания, проявления наследственности на
популяциях и т. д.).
Размеры ископаемых организмов в основном микроскопические. Самые древние в
СССР остатки организмов пока обнаружены в слоях беломорской серии архея Коль-
ского п-ова и в докембрии Украинского кристаллического массива (криворожская
серия пород). Наиболее древние органические остатки в настоящее время уста-
новлены в докембрии Африканского массива в отложениях группы Онвервахт воз-
раста 3200 млн. лет, группы Фиг-Три, возраста 3100 млн. лет. Они представлены
одноклеточными и колониальными водорослями и бактериями.
Не менее интересна природа тонкозернистых морских карбонатных илов, полу-
чивших название дрюитов, которым приписывается минеральное происхождение и
коллоидная структура, в действительности, в условиях открытого моря и ненасы-
щенности вод солями кальция, также являются продуктом жизнедеятельности де-
нитрифицирующих бактерий. Жизнедеятельность этой группы микроорганизмов осно-
вана на переводе растворенного в воде бикарбоната кальция в карбонат кальция.
При этой реакции выделяется значительное количество энергии.
Следует отметить, что и в настоящее время далеко не все литологи и геологи
правильно учитывают вышеприведенные данные, проявляя склонность объяснять
происхождение травертинов и известняков с позиций коллоидной или общей химии,
что следует считать для условий биосферы ошибочным представлением.
Отметим, что биологический путь осаждения карбоната кальция из водных рас-
творов проявляется в более широких пределах изменения среды (рН от 6 до 9),
тогда как химическая осадка кальцита идет лишь при рН около 9,5, т. е. в ус-
ловиях сильного испарения и осадки всех солей вообще.
Известно, что отложения карбоната кальция - кристаллические известняки -
имеются в составе самых древних образований архея Карелии, Кольского полуост-
рова и в других местах (беломорская серия) среди слюдяных, гранатовых, поле-
вошпатовых и иных гнейсов, которые тоже следует признать первично представ-
ленными нормальными осадочными отложениями глинистого или песчано-глинистого
характера с примесью вулканических пород. Для этих отложений первые определе-
ния абсолютного возраста дали цифры от 2000 до 2300 млн. лет. Установление в
геологическом прошлом массового отложения карбоната кальция в открытых бас-
сейнах гидросферы Земли заставляет нас полагать, что начало массовой жизне-
деятельности денитрифицирующих бактерий относится уже к этому раннему этапу
формирования земной коры.
На Кольском полуострове выше отложений беломорской серии залегает Кольская
серия нормально осадочных и вулканогенных образований, подвергшихся значи-
тельному вторичному изменению. В их составе обнаружены песчаники, превращен-
ные в кварциты, и железистые отложения, превращенные в железные руды (магне-
титовые сланцы). Поэтому приходится делать вывод, что на суше тогда уже шли
процессы почвообразования, вернее всего при участии микроорганизмов, а в вод-
ных условиях временами очень интенсивно проявлялась жизнедеятельность железо-
бактерий .
Известняки и мраморы установлены в обилии в составе архея горных систем
Тянь-Шаня и Памира. Первичнокарбонатные (известняковые) отложения геологи от-
крыли в составе архея Анабарского кристаллического массива на севере Сибири.
Карбонатные породы были первично, вероятно, илами бактериального происхожде-
ния.
В пределах Енисейского кряжа, в Ангаро-Питском районе, автор наблюдал очень
интересные осадочные железные руды, имеющие нередко лепешковидное строение,
что прямо указывало на их бактериальное происхождение. С помощью остатков во-
дорослей из слоев того же разреза автор установил докембрийский возраст этих
РУД.
Таким образом, древнейшие известные нам остатки организмов относятся еще к
архейскому времени и ясно указывают на то, что жизнь на Земле существует не
меньше 3000 млн. лет.
Архейская эра представляется важнейшим этапом в истории Земли, когда воз-
никли условия для неизбежного и обязательного происхождения жизни. Веществен-
ный состав нашей планеты, в особенности ее твердой коры, жидкой и газообраз-
ной оболочек, и природные энергетические проявления должны были этому способ-
ствовать . Именно в это время среда была наиболее обогащена сложными углерод-
ными соединениями. Уже первичная жизнь, используя запасы сложных углеродных
соединений, создавшиеся на более раннем химическом этапе истории планеты, из-
расходовала их настолько, что в последующие времена жизнь уже не могла больше
зарождаться.
Жизнь возникла в мельчайшей микроскопической форме, в огромном многообразии
биохимических, биогеохимических проявлений. Пластичность живого вещества и
естественный отбор обусловили быстрое повышение интенсивности жизнепроявле-
ний, пока они не приобрели планетарного значения.
Протерозойская эра
Огромный этап геологического развития, выделенный под названием "протеро-
зой ", соответствует времени 1900-570 млн. лет. Он представлен в пределах всех
выступов суши разнообразными горными породами огромной мощности, в числе ко-
торых видное место занимают породы биогенные.
Бактериальная и водорослевая жизнь в протерозое достигла исключительного
размаха и представлена многообразными геологическими факторами - породо- и
рудообразователями. Продуктами этой жизнедеятельности были карбонатные осадки
открытых водных бассейнов, железные и марганцевые руды, осадочные сульфидные
минералы, отложения кремнезема в виде кремнистых сланцев, силицилитов и т. д.
Осадочное отложение железа происходит на Земле во все геологические време-
на, от архея до современности. Его сущность давно уже разгадана. Это бактери-
альный процесс, при котором бактерии используют в качестве энергетической ба-
зы растворенные закисные соединения железа. Оказывается, при переводе железа
в нерастворимое состояние происходит выделение тепла.
Исследования Н Г. Холодного показали, что железобактерии необычайно распро-
странены в природе. Они проявляют жизнедеятельность обычно в условиях относи-
тельно низких температур (0°-16°С), при наличии СОг и карбонатных или иных
закисных соединений железа в слабокислых или нейтральных средах (рН от 5,8 до
7,6) в присутствии любой концентрации кислорода. В бедных кислородом средах
железобактерии развиваются около колоний водорослей. В органических веществах
эти бактерии или не нуждаются совершенно, или относятся к ним безразлично,
так же как и к наличию света. Железобактерии превращают бикарбонаты железа в
гидрат его окиси, причем углекислота является строительным материалом для ве-
щества их клеток.
Биологическое формирование осадочных месторождений железа в огромных мас-
штабах происходило в особенности в протерозое, т. е. в позднем докембрии.
Крупнейшие железные месторождения мира принадлежат к группе отложений этого
возраста.
Н. Г. Холодный считал, что железобактерии имеют прямое отношение к поведе-
нию железа в биосфере, где они выполняют значительную биохимическую работу по
окислению закисей железа и превращению их в нерастворимую гидроокись - в же-
лезные руды различных типов, по условиям их образования и последующим химиче-
ским изменениям, под влиянием различных геологических обстановок (лимониты,
гематиты, гётиты, а также силикаты, фосфаты и сульфиды железа). Эти руды
очень часто содержат остаточное органическое, по-видимому, бактериальное ве-
щество. Докембрийские руды Кирунавары (Швеция), как правило, содержат до 5%
этого органического вещества. Богатейшие месторождения Северной Америки в
районе Верхнего озера тоже отложились в раннем протерозое.
К отложениям нижнего протерозоя относятся и криворожские железные руды, а
также железные руды Курской и Воронежской областей, Прибалтики. Руды кремни-
стые . В рудах Кривого Рога и в аналогичных кремнистых рудах Кольского полу-
острова автор наблюдал настоящие бактериальные структуры, лучше различимые
именно в рудах, бедных железом, на фоне светлого кремнезема.
Начало отложений курской железорудной серии датируется 2060 млн. лет, а ко-
нец ее формирования - 1500 млн. лет.
И почвы на суше, и водные бассейны протерозоя были широкой ареной деятель-
ности целого ряда групп микроорганизмов, из которых уже тогда эволюционно
обособились группы автотрофов, приспособившиеся к освоению реакций распада и
преобразования ряда минеральных веществ, связанного с выделением свободной
энергии. В породах архея мы не находим зерен пирита, но уже в протерозое пи-
рит отлагался в осадочных породах (пиритизация пород). Значит, в это время
появились в массовом количестве окислители серы, а затем и сульфатредуцирую-
щие (разрушающие сернокислые соли) бактерии. Вероятно, существовали и денит-
рифицирующие бактерии, выделявшие элементарный азот в состав древней атмосфе-
ры за счет первичного аммиака и соединений азота, возникших на его основе.
Таким образом, органическая жизнь в виде железобактерий была представлена
уже более 2000 млн. лет назад. Для существования этих бактерий был нужен, хо-
тя бы в очень малых количествах, элементарный кислород. Часто они его получа-
ли от водорослей, вместе с которыми иногда создавали концентрации гидрооки-
слов железа и карбоната кальция. Иногда деятельность бактерий чередовалась с
деятельностью водорослей: лето было временем оптимального развития железобак-
терий. Часто в докембрии так образовывались строматолиты.
Мир водных растений, настоящих фотосинтезирующих, уже в позднем архее был
представлен одноклеточными формами. В следующую эру - в протерозое - во всех
водных бассейнах Земли развились разнообразные виды многоклеточных, начавших
играть важную роль в породообразовании. Лучистая энергия Солнца, особенно
красная часть спектра, и значительные запасы углекислоты в биосфере, попол-
нявшиеся при вулканических явлениях, способствовали развитию водной расти-
тельности не только плавающей, но и донной. Воды морей, еще слабо соленые, но
богатые бикарбонатами кальция и магния, легко осаждали их химически. Подщела-
чивая воду, водоросли играли важную роль в осаждении таких карбонатов, обра-
зуя строматолиты.
Развитие многоклеточных водорослей произошло более или менее одновременно с
появлением в осадках протерозойской эры слоев плотных известняков. Интересная
зависимость существует между вспышками вулканизма и количеством растительного
водорослевого вещества. Создается впечатление, что временами развитие водных
растений на Земле ограничивалось содержанием углекислоты в биосфере, что под-
тверждается и сокращением отложения карбонатных отложений вообще.
Протерозой - это эра водорослей и бактерий. Лишь к концу ее возникли самые
ранние представители многоклеточных животных - черви, губки и археоциаты. Это
была также эра одноклеточных простейших животных, пока слабо вскрываемых при
исследовательских работах. Но главнейшими видимыми проявлениями жизни в про-
терозое были водоросли типа пресноводных. Последние, вероятно, участвовали
наряду с бактериями и в развитии на суше процессов почвообразования. Перемыв
и смыв рыхлых масс почвенного мелкозема уже играл существенную роль в осадоч-
ном породообразовании во внутренних и внешних морях того времени. Жизнь по
преимуществу захватывала в то время области морских мелководий. Многоклеточ-
ные растения еще не выходили на сушу.
Докембрий: остатки червей.
Докембрий: сине-зеленые водоросли в виде лучистых колоний.
/
J
'*>
&
4
<• Г
% ••;.
гть
Докембрий: спикулы губок.
V.
if
к;
Ш
&
г^Т'-ЛЬ
■••Г, V. 4
all
■***<■ .'*-
atfV"''
>^*'<Г?
|'л
.> лиг'!*;.
Л1
*▼
Докембрий: отпечаток медузы.
Докембрий: строматолиты, образованные известковыми водорослями.
В протерозойскую эру на выступах суши, не имеющих растительного покрова,
интенсивно шло выветривание горных пород при участии физико-химических и мик-
робиологических процессов; в морских и пресноводных мелководьях развивались
водорослевые банки, часто причудливого облика. Водные растения создавали
очень своеобразные накопления известняка и даже древнейшие рифы и банки. "В
поле" исследователь далеко не всегда отличит небольшие водорослевые скопления
карбонатной породы от вмещающих отложений. Но повторяемость рисунка поверхно-
сти породы иногда подсказывает, что найдены остатки ископаемых древнейших во-
дорослей. Порода местами оказывается кривослоистой, и это уже частый признак
ее водорослевого происхождения; иногда видны известковые тела, которые при
разрушении, при выветривании как бы расслаиваются на отдельные пластинки. Это
водорослевые известковые образования - строматолиты, иногда достигающие зна-
чительных размеров. Они бывают построены или неправильно, или в виде относи-
тельно правильных куполов, состоящих из последовательно наросших друг на дру-
га куполовидных годичных наслоений. В некоторых слоях поперечные сечения во-
дорослевых образований кажутся округлыми, концентрически слоистыми, тогда как
в действительности это вытянутые вверх тела, чаще конической формы, до метра
в высоту и до полуметра в поперечнике у основания. Иногда это крупные тела с
округлой поверхностью, тоже сложенные как будто из отдельных корок. В изломе
видно, что первоначально маленькое известковое тело постепенно, слой за сло-
ем, обрастало все больше сверху и с боков, сохраняя почти шаровидную форму.
Кое-где на скалах как будто нарисованы колонки, состоящие тоже из наслоений,
тянущиеся в одном направлении и время от времени ветвящиеся. Лишь при более
внимательном рассмотрении видно, что местами они срастаются друг с другом,
отклоняются в ту или другую сторону. В одном случае колонии водоросли по-
строили слой породы толщиной в 36 м при скорости роста 1 мм за год. Это зна-
чит, что данный вид водоросли, с ее микроскопическими колониями, просущество-
вал 36 000 лет.
Специальное лабораторное изучение показывает, как виды микроскопических во-
дорослевых колоний с течением времени непрерывно сменяли друг друга. Отдель-
ные слои породы могут иметь различное строение и слагаться из водорослевых
сооружений разной формы и размеров. Часто геологическая жизнь большей части
этих ископаемых видов оказывается относительно короткой: смена одних породо-
образователей другими иногда происходила через 20-30 см, или даже менее. При
годичном приросте, составлявшем около 0,1-0,5 мм, длительность жизни видов
этих водорослей измеряется всего сотнями лет.
Колонковые строматолиты из отложений докембрия (Северный Китай).
Для изучения строматолитов из них выпиливаются тонкие прозрачные шлифы, оп-
ределенным образом ориентированные по отношению к направлению нарастания
строматолитов. Если сохранность первичных структур водорослевых колоний дос-
таточная, в шлифе можно видеть особенности строения остатков водорослей. При
зарисовках с увеличениями в 10-400 раз видны округлые клеточные колонии из
окаменевших сгустков слизистой массы в виде тяжей разной формы, или же удли-
ненные многорядные нити, тоже с остаточными структурами слизистых масс коло-
ний синезеленых водорослей. Специальными исследованиями шлифов, зарисовок с
них и микрофотографий раскрыто огромное разнообразие водорослевых структур из
отложений докембрия. Это позволило описать массу видов, принадлежащих к не-
скольким десяткам родов синезеленых и красных водорослей.
Таким образом, непонятные прежде известковые стяжения - строматолиты, ныне
во все большем количестве обнаруживаемые в слоях древних морских и пресновод-
ных отложений и часто составляющие мощные слои породы, оказываются продуктами
жизнедеятельности древнейших фотосинтезирующих организмов.
У некоторых водорослей при быстрой фоссилизации газовые пузырьки, оставшие-
ся в слизи, входили в структуру своеобразных лентовидных строматолитов, обла-
дающих временной способностью подниматься над субстратом. В результате обра-
зовывались своеобразные заросли из жестких известковых лент, которые, по мере
рассасывания пузырьков кислорода и заполнения их объемов вторичным кальцитом,
опускались на дно и накапливались иногда слоем в несколько метров мощностью.
Часто водорослевые банки протерозойского времени приобретали общее куполовид-
ное очертание, по-видимому, выгодное в условиях обитания в зоне морского вол-
нения (до глубины в 20 м). Интересно отметить, что лишь в конце кембрийского
периода, т. е. много позднее, эта способность некоторых водорослей, обитавших
в условиях рифа или мелководной банки, получила очень изящное выражение. Ко-
лонии водорослей сезон за сезоном образовывали сотни и тысячи колонок, купо-
ловидные завершения которых вверху составляли в свою очередь более крупные
купола, что, несомненно, возникало в процессе естественного отбора под влия-
нием волн. Рифы менее правильной формы под ударами волн часто разрушались.
Между тем куполовидная поверхность групп водорослевых колонок оказывалась за-
щищенной от такого разрушения. Интересно, что в построении колонок иногда
участвовали последовательно многие виды водорослей, принадлежащие даже к раз-
ным родам. Ниже волновой зоны моря часто многие виды водорослей существовали
совместно, по соседству, и образовывали известковые тела, строматолиты разной
формы.
Микрофотографии современных одноклеточных водорослей (А, В) и из
строматолитового известняка докембрия.
Интересный тип остроконических строматолитов образовывали разные виды водо-
рослей, одинаково подвижные колонии которых скользили по субстрату, прежде
чем частично от него оторваться. В таких случаях водорослевые банки имели вид
остроконечного частокола, с предельными поперечниками до 10-15 см.
Удалось также выяснить, почему часто строматолиты имеют выпуклые вверх,
иногда даже куполовидные наслоения. Оказывается, в слизистой массе древнейших
сине-зеленых водорослей выделяемый ими кислород часто застревал в виде пу-
зырьков . Эти пузырьки, стремясь подняться вверх, способствовали скольжению
колонии по субстрату к более высоким точкам его поверхности. Образовывались
вздутия колоний с тенденцией к образованию конических форм, если пузырьки
скапливались в осевой зоне в большем количестве, чем по краям дерновинки во-
доросли. Часто в последующих наслоениях колонии водоросли скользили вверх по
этим вздутиям, а иногда даже частично срывались с субстрата и всплывали в
верхние слои воды. Так за столетия и тысячелетия формировались конические,
иногда даже остроконечные, строматолиты.
Это свойство проявлялось у многих видов водорослей в разное геологическое
время. Конические строматолиты образовывались во все времена докембрия, в
разные эпохи кембрия и даже ордовика, исчезнув вообще лишь при общем спаде
геологической деятельности водорослей, когда появились древнейшие группы мор-
ских беспозвоночных животных.
Таким образом, как конические, так и куполовидные формы строматолитов не
имеют прямого отношения к систематике породообразующих водорослей.
Микроструктура строматолита из отложений докембрия. Видна быст-
рая смена породообразующих форм.
Следует учесть, что преобладающее количество видов древнейших водорослей не
образовывало четких тел постоянной формы типа строматолитов, а наслаивало
осадок, превращая его в плотную породу, где лишь частично сохранялась морфо-
логия колоний и продукты их жизнедеятельности, то в виде прихотливо изогнутых
столбиков, то в виде неправильных стяжений мелких известковых комочков, по-
добных цветной капусте. Изученность этих древнейших водорослей еще очень низ-
ка. Однако за последние годы в слоях морских отложений, образовавшихся от
1200 до 600 млн. лет назад (синийский период), выявлено большое разнообразие
родов и видов сине-зеленых и красных водорослей, одновременно раскрывших пе-
ред нами и абсолютные скорости роста водорослевых колоний и отражение на их
жизнедеятельности влияния 11-летних циклов солнечной радиации. По тому, как
ориентированы в пространстве скопления карбонатного материала, созданные жиз-
недеятельностью водорослевых колоний за длительные промежутки времени, можно
определить общее направление светового потока.
Часть поверхности водорослевой банки со слабовыпуклыми наслое-
ниями. Ранний протерозой.
Самый главный результат исследований состоит в том, что установлена возмож-
ность вскрывать остаточные биогенные структуры у карбонатных стяжений водо-
рослевого происхождения. Таким образом был обнаружен целый мир водорослей и
водорослевых сообществ, крайне интересный для развития палеоботанической нау-
ки, для сопоставления по этим остаткам отложений разных районов, иногда весь-
ма удаленных друг от друга, как, например, Енисейский кряж и Прибайкалье,
район Туруханска и бассейн р. Алдана и т. д.
Требуются еще большие усилия, чтобы раскрыть окончательно эволюцию древней-
ших водорослей, разработать их систематику и определить масштабы их геологи-
ческой деятельности.
Мелководье раннесинийского моря. Строматолитовая банка, образо-
ванная сине-зелеными водорослями. Реконструкция.
Можно сказать, что водоросли, и только они, примерно за два миллиарда лет
извлекли из биосферы колоссальные количества углекислоты, образовав на ее ос-
нове столь же колоссальные количества органических веществ. При отмирании ко-
лоний эти вещества послужили жизненной средой для развития других организмов
(бактерий и простейших) и в итоге - исходным материалом для образования био-
химическим путем углеводородных соединений - нефти и горючего газа. Водоросли
способствовали отложению на дне древнейших морей огромных количеств углеки-
слого кальция и отчасти магния. Можно считать, что в пределах современных
континентов водоросли отложили за время протерозоя карбонатные породы общей
мощностью более 1000 м. Эта их геологическая деятельность сопровождалась час-
то отложением известковых илов при участии "кальциевых" (денитрифицирующих)
бактерий. Сине-зеленым водорослям часто сопутствовали также железобактерии,
иногда господствовавшие в межвегетационные сезоны и образовывавшие в строма-
толитах железистые пленки.
Систематически очищая биосферу от углекислого газа и бикарбонатов (раство-
римых карбонатов кальция и магния), водоросли выделили за счет кислорода воды
огромные количества свободного кислорода. Этим они существенно изменили свой-
ства среды жизни на Земле, сделав ее пригодной для появления и развития аэро-
бов в широком смысле, т. е. для новых групп микроорганизмов и для животных.
Восстановление аммиака и углеводородных соединений деятельностью многих групп
бактерий при одновременном накоплении в биосфере больших масс органического
вещества привело к концу протерозоя (синия) к накоплению на Земле свободного
азота.
Конечно, свободный азот мог накапливаться в атмосфере не только в результа-
те жизнедеятельности денитрифицирующих бактерий, но и при разложении органи-
ческого вещества белкового состава в бескислородной среде биосферы того вре-
мени. В круговороте веществ в природе такой путь также мог играть важную
роль.
Совместная деятельность всех отмеченных групп организмов, обитавших лишь в
водных средах Земли, таким образом, в корне изменила состав атмосферы и гид-
росферы, значительно приблизив его в конце протерозойской эры (570 млн. лет
назад) к современному.
Поперечное сечение конического строматолита. Видны годичные на-
слоения и 11-летние циклы. Средний синий.
Плитообразные строматолиты верхнего синия с однородной ориентировкой
в пространстве, соответствующей древнему меридиану.
Остатки животных в отложениях протерозоя очень редки, но нет сомнения в
том, что основы животного мира были заложены одновременно с возникновением
мира бактерий и фотосинтезирующих растений. Животные представлены в протеро-
зое мелкими формами, не получившими массового развития и не принимавшими уча-
стия в породообразовании. Они пока теряются среди обильно проявившейся водо-
рослевой и бактериальной жизни. Однако все же находки остатков организмов в
метаморфических толщах докембрия известны уже в ряде стран мира, в особенно-
сти они участились в пределах некоторых горных районов Дальнего Востока, Си-
бири и на севере европейской части СССР. К таким районам можно причислить и
Украину, в частности докембрий Украинского кристаллического массива. В 1958
г. В.В. Бесе в породах криворожской серии наблюдал некоторые "проблематиче-
ские " остатки организмов, оставшиеся ближе не изученными.
Отпечатки червей (?) на выветренной поверхности из-
вестняка . Нижний синий.
В 1965 г. при микроскопическом изучении конгломератов верхней свиты криво-
рожской серии из района рудника им. М. В. Фрунзе были обнаружены уже хорошо
сохранившиеся остатки организмов. В геологическом строении района этого руд-
ника участвуют породы метабазитовой и криворожской серий глубокого докембрия,
образующие синклинальную структуру субмеридионального простирания. Верхняя из
этих серий сложена различными сланцами, мраморами, песчаниками и конгломера-
тами. Характерной особенностью некоторых сланцев, реже песчаников и мрамори-
зованных известняков, является местами содержание углеродистого материала с
переходами даже в углистые сланцы. Конгломераты состоят из окатанных обломков
кварцитов, песчаников, гранитов и очень редко из известняков, по-видимому,
принадлежащих к более древней серии отложений докембрия. В штуфе керна с глу-
бины в 1344-1345 м, представленном именно конгломератом, была обнаружена
галька такого состава с одиночной галькой карбонатной породы с явными остат-
ками организмов. Цемент песчанистый перекристаллизованный, показывающий зеле-
носланцевую фацию метаморфизма на переходе к амфиболитовой. Абсолютный воз-
раст конгломерата, точнее время его метаморфизма, по данным Ф. И. Котловскои
(1961), А.П. Виноградова, Л.В. Комлева и А.И. Тугаринова (1965), указывается
около 2000 млн. лет.
Кораллиты Aseptalia ukrainika Vologdin, обнаруженные в нижнем проте-
розое криворожской серии. Украина, Кривой Рог1 (около 2000 млн. лет)
С помощью прозрачного шлифа в гальке мраморизованнохю известняка установле-
ны несомненные остатки сине-зеленых водорослей, в сопровождении нескольких
экземпляров остатков кораллообразных представителей беспозвоночных животных,
что, конечно, не только для докембрия Украины, но и вообще является большой
сенсацией. Остатки водорослей представлены в виде местных скоплений однокле-
точных форм, а также водорослевым трихомом, свернутым в спираль, со следами
его окружавшей студенисто-слизистой массы (?). Подобный тип сохранности ранее
многократно наблюдался. Остатки кораллообразных организмов вскрыты в косых и
продольных сечениях, причем их внутренняя полость заполнена или остатками од-
ноклеточных водорослей, или густой массой метаморфизованного органического
вещества (битумами?). Кораллиты Aseptalia были узкоконической или роговидной
формы с двуслойной стенкой и без каких-либо перегородок.
Спикулы губок. Дальний Восток, бассейн р. Учур. Отложения гонам-
ской свиты (1500 млн. лет).
Не менее древние остатки фауны червей, трубкожилов - Udocania problematica
обнаружены A.M. Лейтесом в отложениях битунской свиты удоканской серии Забай-
калья, возраст которых определен в 2000-1600 млн. лет. На этом же стратигра-
фическом уровне в туломозерской свите сегозерской серии ятулия Карелии В. А.
Перевозчиковой обнаружены створки раковины.
В отложениях гонамской свиты в бассейне р. Учур (Дальний Восток) автором
установлены остатки спикуд рубок и двух типов проблематик. Фрагменты спикул
губок представлены одноосными спикулами - рабды и спикулами крючковидной фор-
мы. В этой же свите в Аяно-Майском районе установлены колониальные водоросли
Gonamophyton, широко распространенные в мурандавской свите хребта Малый Хин-
ган Приамурья и щекурьинской свиты восточного склона Приполярного Урала, где
были распространены также колониальные водоросли Murandavia.
Обильный материал по древнейшей органике получен из слоев нижнего и средне-
го протерозоя Южной и Центральной Карелии. Он представлен здесь как исключи-
тельно мелкими, так и относительно крупными формами, в числе которых главней-
шая роль принадлежит сине-зеленым водорослям, обитавшим в составе планктона и
бентоса. Они представлены как одноклеточными, так и, чаще, колониальными фор-
мами , частью в виде сложных биоценозов. Представители бентоса часто развива-
лись последовательно друг на друге в общем процессе, приводившем к образова-
нию соответствующего осадка, охватываемого литогенезом. Отчетливо выражены
микрослои, вероятно, обусловленные сезонными изменениями условий жизни фото-
синтезирующих организмов. Субстрат иногда был подвижным (песчаники?), причем
формировались так называемые онколиты. В составе вещества их наслоений удает-
ся различать остатки отдельных видов сине-зеленых водорослей. Возможен под-
счет числа сезонов вегетации при формировании таких образований. Иногда фор-
мировались онколиты удлиненной формы, направленного развития. Наблюдались
случаи их прижизненного срастания, что могло произойти при делении клеточных
колоний. Их вещество первично имело студенисто-слизистую консистенцию, как
это и свойственно сине-зеленым водорослям.
Губкообразные организмы в шлифах (увеличение в 5 раз) Ladogaella
variabilis Vologdin. Карелия, район г. Сортавала, свита контио-
сари (1770-1850 млн. лет).
В слоях из свиты контиосари Карелии (нижний протерозой) обнаружено сосуще-
ствование водорослей Ptilophyton с губко-подобными организмами рода
Ladogaella. У этих организмов были отчетливо выражены внутренняя полость и
общая радиальная симметрия. В своем индивидуальном развитии они проходили на-
чальную планктонную стадию и взрослую - прикрепленную с образованием каблучка
прирастания к субстрату.
Иногда губкообразные организмы прикреплялись к колониям водорослей, ограни-
чивая их жизнедеятельность. Случалось, что стадия свободного плавания задер-
живалась , причем соседние организмы иногда срастались. У сидячих особей верх-
няя часть оформлялась в виде воронкообразного углубления, чем они как бы
предрешали внешнюю форму поздних кораллов и других кораллообразных организ-
мов . В поле прозрачного шлифа под микроскопом удается наблюдать сложные кар-
тины таких древнейших жизнепроявлений. Морской бассейн охватывал тогда, по-
видимому, всю Фенноскандию, поскольку автору удалось в той же свите сделать
вторую в мире находку Corycium enigmaticum Sederholm. При изучении данной
формы оказалось, что ей свойственна трубчато-коническая форма тела с радиаль-
ной симметрией. Оболочка (стенка) утолщенная, подчеркнутая остаточным органи-
ческим веществом. При этом были обнаружены внутренние перегородки на разных
стадиях индивидуального развития, обычно пористые, плоские. Этот новый при-
знак, возможно, указывает на принадлежность формы к более высокоорганизован-
ной группе животных. Не исключено, что развитие шло в сторону цефалопод (?).
У совместно находимых губкообразных (ладогелл) на взрослой стадии проявлялась
способность к почкообразованию, очевидно, прогрессивная по отношению к про-
стому делению. Как корициумы, так и ладогеллы, по-видимому, имели студенисто-
слизистую консистенцию тел, что способствовало длительному свободному разви-
тию особей. Последующая фоссилизация, вероятно, была проявлением старения
особей, что приводило к их отмиранию и погружению в илистый осадок бассейна.
Corycium enigmaticum.
Обнаружено много остатков организмов с радиально-осевой симметрией тела и
внутренней полостью или с системой полостей и каналов. Поражает, что они со-
всем не деформированы в породе; это можно объяснить своеобразием проявлений
фоссилизации. Вероятно, эти организмы были близкими к гидроидным полипам, к
гидромедузам.
Очень интересна сплошная черная окраска пород (кристаллических сланцев)
свиты контиосари. Она оказалась обусловленной скоплением черной (вторичной)
слюды - биотита и сильно измененных битумов, частью вполне поддающихся экс-
тракции сильными растворителями. Поиски особо мелких остатков с помощью шли-
фов и порошковых проб привели к открытию множества своеобразных мелких ске-
летных образований, частью целых, частью ломаных, среди которых присутствуют
фоссилизированные остатки водорослей типа золотистых (?) , перидинеевых (?) ,
диатомовых по построению очень еще примитивных, чаще сложенных кремнеземом,
что может быть следствием как первичных явлений, так и вторичных. Данное ме-
стонахождение в возрастном отношении близко к установленному в слоях свиты
ганфлинт на берегах оз. Онтарио, но в отношении богатства органическими ос-
татками оно значительно интереснее.
В Восточной Сибири - в Забайкалье, в Удоканском хребте представлены отложе-
ния протерозоя большой мощности. Здесь в слоях бутунской свиты тоже обнаруже-
но много органических остатков, в основном водорослевых. Местами породы сви-
ты, явно имеющей морское происхождение, целиком состоят из подвергшихся фос-
силизации органических остатков, местами встречается бесструктурное остаточ-
ное органическое вещество. Водоросли по типу принадлежат к красным. Следы
слизеобразования у их остатков выражены незначительно. Некоторые формы с нит-
чатым талломом образуют сплетения, свивающиеся в две пряди, подобно шпагату,
что можно различить в сечениях породы соответствующего направления. При хоро-
шей сохранности у однорядных нитей можно отчетливо различить последователь-
ность наращивания клеток или клеточных колоний. Некоторые участки породы сло-
жены однородно ориентированными тесно сомкнутыми фоссилизированными нитями с
ясной полярностью развития водорослевой дерновинки. Фоссилизация превосходно
закрепила морфологические черты ряда видов таких водорослей. Открыты виды,
вполне сопоставимые с изученными автором из свиты цзинлин китайского синия.
Удалось также обнаружить остатки своеобразных двухстенных скелетных образова-
ний , имеющих пластинчатое строение и пористость, благодаря чему они несколько
напоминают археоциаты кембрия. Примерный возраст вмещающих пород - средний
протерозой.
В Юго-Западном Прибайкалье слои улунтуйской свиты верхнего протерозоя ока-
зались преимущественно фитогенными, но органические остатки в них сохранились
по большей части плохо. Все же по р. Сарме удалось обнаружить разновидность
улунтуйского водорослевого известняка, почти целиком состоящего из фоссилизи-
рованных остатков водорослей с округлыми и нитевидными клеточными колониями.
В результате был описан ряд видов и рядов микроскопических водорослей, очень
четких. В их составе присутствуют одноклеточные с округлыми клетками двух
размеров, отнесенные к двум видам одного рода, и интересная нитчатая форма.
Сходная форма затем была открыта в мурандавской свите протерозоя Приамурья.
Из учурской серии верхнего протерозоя на юго-востоке Сибирской платформы в
районе пос. Нелькан Аяно-Майского района был описан ряд интересных родов и
видов водорослей группы хроококковых и ревуляриевых. Первые (гонамофитоны)
были представлены в породе отдельными клеточными колониями, окруженными при-
жизненно толстой оболочкой студенисто-слизистой массы. В шлифах это видно от-
четливо. В последней видны радиальные каналы, по которым клетки могли выбра-
сываться наружу, подобно тому, как это имеет место у современного рода воро-
нихиния (Voronichinia Elenkin). Интересно, что очень сходную водоросль уда-
лось обнаружить в докембрийской породе в забое одной нефтяной скважины в Тю-
менской области, что позволяет коррелировать вмещающие слои. Водоросли группы
ревуляриевых - нельканеллы с колониями радиально-лучистого строения развива-
лись от центра колонии или же, как казалось, только в зоне периферии с обра-
зованием дерновинки сферического очертания в пространстве. Важно отметить,
что микроводоросли с радиально-лучистым расхождением нитей и свободной поло-
стью внутри найдены также в протерозое восточного склона Кузнецкого Алатау.
Накопленный опыт позволяет относить такие формы предположительно к зеленым
водорослям типа обнаруженных автором на Тимане.
Докембрийские отложения Батеневского кряжа в Кузнецком Алатау также оказа-
лись изобилующими остатками водорослей из мартюхинскои свиты. Автором были
выявлены и описаны колониальные водоросли из порядка Chroococales Geiller ро-
ды Vesiculophyton и Echaninia. Остатки своеобразной водоросли Pustularia были
встречены в верхнепротерозойских отложениях (джурская свита) низовьев р. Ам-
бары восточного склона Енисейского кряжа, среди строматолитового материала.
Ее остатки представлены известковыми лентовидными образованиями весьма свое-
образного строения, характеризующимися отчетливо выраженными пузырчатыми мик-
роструктурами .
Колония водоросли из микроскопических прямостоячих нитей обладала способно-
стью последовательного линейного разрастания с образованием лентовидных пла-
стин впоследствии обызвествлявшихся. Причем скопления пузырьков воздуха, на-
ходящихся в слизи колонии, мешавшие ее сплошному обызвествлению, обусловлива-
ли наличие в дальнейшем ее пузырчатой структуры. Обызвествленные колонии во-
доросли залегают в породе одна над другой через промежуток 0,3 до 2,0 мм.
На западном склоне Тиманского кряжа, по р. Мезенская Пижма, в слоях проте-
розойской серии, выраженной алевролитовыми породами, выявлен крупный биогерм,
образованный при участии зеленых водорослей большого размера. В результате
этого открытия автором была описана форма рода тиманелла, имеющая таллом в
поперечнике до 10-12 см, при отчетливо выраженной гигантской осевой части и
постепенно утолщающихся массовых нитевидных ответвлениях в стороны и вверх.
Водоросль имеет черты, сближающие ее с типичными палеозойскими сифоновыми, но
по размерам таллома она в десятки раз крупнее. Упомянутый биогерм развивался
на грунте илистого состава. Особи водоросли нарастали друг на друга, образуя
сплошную массу, отмершее вещество которой пропитывалось илистым материалом.
Первичная консистенция этого вещества была несомненно студенисто-слизистой.
Материал можно различать только на увлажненных пришлифовках и в прозрачных
шлифах благодаря сохранившемуся остаточному органическому веществу.
Выше уже упоминались строматолиты - своеобразные известковые сгустки слои-
стого строения, встречающиеся в древних толщах от архея до современных отло-
жений. Некоторые исследователи изучают такой материал на основе лишь внешних
признаков, учитывая их форму и размеры, не раскрывая его микроскопического
строения, неправильно придавая им тройную латинизированную номенклатуру, как
будто это нормальный палеонтологический материал. Между тем внутри таких об-
разований, по существу являющихся микробиогермами, нередко присутствуют ос-
татки конкретных форм микроскопических водорослей. Они вполне различимы для
опытного глаза и обычно заслуживают специального палеонтологического изуче-
ния. Так, в строматолитах протерозоя Приамурья (хребет Малый Хинган, левый
берег р. Амура) в слоях мурандавской свиты автору удалось обнаружить в веще-
стве крупных, изменчивой формы строматолитов множество четких видов и родов
сине-зеленых водорослей, среди которых видное место занимают развивавшиеся
округлыми колониями мурандавии. Чтобы различить их и понять, необходимо было
только при изучении препаратов перейти от малых увеличений к большим, до не-
скольких сотен раз. Их остатки отчетливо видны в препаратах, нередко напоми-
ная картину живой колонии водоросли на предметном стекле. Видны также фосси-
лизированные следы наружной студенисто-слизистой оболочки колоний с особенно-
стями их микростроения. Выделенные из препаратов таксоны различаются то раз-
мерами клеточных колоний, то толщиной и внутренними деталями строения их обо-
лочек , размерами клеток и т. д. Благодаря этому значительно обогатился список
руководящих форм для мурандавскои свиты, позволивший определить и ее возраст
как низы верхнего протерозоя, что заставило признать докембрийским и возраст
железорудной свиты Малого Хингана. Как оказалось, выделенные мурандавии рас-
пространялись отсюда на запад, достигая Карелии, а весьма возможно и дальше.
Наряду с округлыми колониями здесь же были открыты нитчатые формы водорослей
и колонии с особо крупными клетками. Одна из нитчатых форм особо примечатель-
на. Ее можно рассматривать как развитие двух-трех спирально свернутых одно-
рядных нитей в сгустке студенисто-слизистого вещества. Она имеет сходство с
Thisanaplanta filamentosa V.et J., выделенной автором и Т. Н. Титоренко в
слоях улунтуйской свиты протерозоя Юго-Западного Прибайкалья.
Водоросль нитчатого строения со спирально свернутой нитью была обнаружена
автором во внутриформационном конгломерате в низах криворожской серии на Ук-
раине. К сожалению, метаморфизм сильно изменил ее остатки. Нить водоросли то-
же, по-видимому, находилась внутри слизевого чехла. Сравнивать эти водоросли
преждевременно; обе они относятся, вероятно, к одной группе, к одному семей-
ству (?). Вместе с этой "спирогироподобной" водорослью в гальке того же конг-
ломерата были открыты интереснейшие остатки организмов Aseptalia, тяготеющих
к явным целентератам, о которых говорилось выше.
Pustularia taeniata Vologdin. Уменьш. в 10 раз. Реконструкция.
Много нового, интересного материала по организмам докембрия дал автору Чеш-
ский массив (Западная Чехословакия). В районе к югу от г. Пльзень, близ г.
Вотице, в слоях докембрия, серия молданубика, была обнаружена большая группа
ископаемых форм, в числе которых оказалось много водорослей с колониями сфе-
рической формы. У них варьируют размеры, очертание в пространстве и проявле-
ния следов клеточной структуры. Они существенно отличаются от подобных сибир-
ских микроводорослей докембрия. Наряду с этим обнаружены фоссилизированные
дерновинки, которые тоже состоят из округлых, но разновеликих клеточных коло-
ний, имеющих форму неправильных тяжей - нитей. Обычно им сопутствуют там
крупные местные скопления обуглероженного битума, иногда размером с голову
ребенка. Эта группа водорослей, кажущаяся эндемичной, дала возможность автору
выделить и описать в специальной монографии ряд довольно четких видов и ро-
дов, которые характерны именно для слоев пестрой свиты молданубика Южной Че-
хии. Интересно, что в ассоциации с этими водорослями были обнаружены остатки
беспозвоночных животных, которые очень напоминают скелеты археоциат, но отли-
чаются от типичных кембрийских представителей этой группы исключительно малы-
ми размерами. Возможно, что это предковые формы, требующие дальнейшего иссле-
дования .
Timanella gigas Vologdin. Внешний вид водоросли. Уменьш. в 2
раза. Реконструкция.
В составе докембрия Чешского массива, в его спилитовой серии, автором также
были открыты четкие нитчатые водоросли в ассоциации с одноклеточными планк-
тонными формами. Если они удачно вскрыты при распиловке образца, именно про-
дольно, то в препаратах местами кажутся образующими целые заросли, в частно-
сти водоросль Bystraia boucekl. Там же, в районе бассейна р. Бероунки, в ли-
дитах альгонкия выявлена нитчатая водоросль Berounkia, несколько сходная с
соответствующей находкой в докембрии района оз. Онтарио.
В чешском материале обнаружены следы сгустков бесструктурного органического
вещества, иногда хорошо зафиксированных процессами окаменения, притом наблю-
даемых среди массового развития одноклеточных водорослей. По-видимому, это
тоже остатки водоросли, способной образовывать округлые клеточные колонии с
обильным слизеотделением (?) . Там же были обнаружены остатки конических или
трубчатой формы тел с довольно толстой стенкой. К водорослевым остаткам их
причислить трудно.
В докембрии Чешского массива при неясном стратиграфическом положении были
найдены остатки почти настоящих археоциат с двухстенными скелетами, у которых
стенки соединены между собой пористыми радиальными перегородками. Таким обра-
зом, накапливается достаточно данных, чтобы считать археоциаты характерными и
для протерозоя. В слоях пестрой свиты района г. Вотице автором выявлено не-
сколько групп беспозвоночных животных, имевших пористо-пластинчатый известко-
вый скелет. Некоторые организмы отличались двухкамерным скелетом. У других он
был многокамерным, по своему строению напоминающим дольки апельсина. Возмож-
но, это тоже археоциатоподобные или приближающиеся к простейшим, к форамини-
ферам, организмы. Вопрос этот пока остается открытым. В слоях чешского мора-
вика в районе г. Грудима были выявлены остатки многокамерных организмов со
следами пузырчатой ткани во внутренней полости. Еще важнее, что там же были
обнаружены сечения маленьких раковинок, лишенных замка, скорее всего принад-
лежавших лингулоподобным брахиоподам. Раковины лежали на грунте вогнутой сто-
роной вверх и на них видны фоссилизированные скопления одноклеточных планк-
тонных водорослей.
Большую группу горных пород составляют породы, образованные за счет остат-
ков органического вещества и самих растительных организмов, такие, как горю-
чие сланцы (кукерситы Эстонии), каменные и бурые угли, вся группа ископаемых
битумов (нефть и горючий газ, асфальт и озокерит). Породы, сложенные расти-
тельными остатками - водорослями, имеются и в протерозое.
В составе пород докембрия Карелии издавна известны шунгиты, своеобразные
горные породы осадочного происхождения, встречающиеся в ряде районов Заоне-
жья, в частности в районах Кондопоги, Великой Губы, пос. Шунги. Шунгиты обра-
зуют особую свиту в верхах ятулия (среднего протерозоя). Имеются шунгитовые
сланцы - пластообразные шунгиты, залегающие жилообразно вблизи от покровных
диабазов. Внешне шунгиты напоминают каменные угли и антрацит. В особых усло-
виях им свойственна способность к сгоранию, чаще при большой зольности, объ-
ясняемой высоким содержанием углерода. Эти шунгиты содержат до 98% углерода.
Их плотные кремнистые разновидности используются как поделочный материал или
как пробирный камень. В порошке шунгиты пригодны для получения черной краски.
Почвы на шунгитах отличаются повышенной урожайностью сельскохозяйственных
культур вследствие наличия в них большого комплекса фитофильных микроэлемен-
тов : молибдена, меди, ванадия, мышьяка, калия, магния и т. д.
Некоторые разновидности шунгитов при температуре до 1090-1105° С вспучива-
ются, превращаясь в легкую пористую массу, пригодную для использования ее в
качестве теплоизоляционного материала - шунгизита. Вспученная масса шунгита -
пенокералит - хорошо пилится, имеет прочность на сжатие до 40 кг/см2, что де-
лает его тоже ценным строительным материалом.
Шунгит.
Происхождение шунгитов многие десятилетия представлялось загадкой. Более
близко к объяснению природы шунгитов подошел Б.А. Борисов, считавший, что они
созданы за счет метаморфизма пород сапропелевого типа, образованных в стоячих
морских мелководных бассейнах - бухтах и лиманах, где интенсивно развивалась
жизнь того времени. В 1968 г. в шунгитовых породах из Приладожья В.И. Горлов
действительно обнаружил остатки организмов, представленных микроскопическими
формами. При исследовании этой находки, а также изучении других материалов из
шунгитовой свиты Прионежья было установлено в шлифах массовое скопление ос-
татков микроскопических водорослей типа сине-зеленых. По-видимому, их перио-
дическое развитие в прошлом обусловливало "цветение" воды в периоды годичных
сезонов вегетации. Это оказались планктонные водоросли, по своим биологиче-
ским свойствам действительно сходные с водорослями, образующими сапропелевые
осадки в современных стоячих пресноводных и солоноватоводных водоемах.
Описанная значительная группа родов и видов микроскопических водорослей, по
их остаткам из карельских шунгитовых пород характеризует особенности жизне-
проявлений в водных бассейнах глубокого геологического прошлого в пределах
Северо-запада СССР и, вероятно, Финляндии. Кроме того, можно считать, что од-
новременно разгадывается происхождение шунгитоподобных образований из ряда
других районов СССР, в частности Восточной Сибири, Дальнего Востока и Украи-
ны.
Интересно, что процессом окаменения осадков в древнейших бассейнах указан-
ного выше типа закреплены, зафиксированы вполне ясно стадии индивидуального
развития отдельных клеток водорослей, этапы их размножения посредством про-
стого деления, что указывает на их особую примитивность, как это и можно было
ожидать у таких древних форм жизни. Кроме того, в средних и более поздних
слоях протерозоя, в основном в синий, известны замечательные находки остатков
радиолярий, фораминифер и кремневых губок в углистых сланцах докембрия Брета-
ни. Чарльз Д. Уолкотт открыл в докембрии Большого Каньона Северной Америки
остатки многощетинковых червей и ряд других организмов. На юге Австралии об-
наружены в докембрии остатки радиолярий. В слоях докембрия Швеции открыт от-
печаток членистоногого животного - "ксенусиона", которого можно признать
представителем ветви животных, из которой в кембрии развился класс трилоби-
тов. Своеобразные остатки животных неясного систематического положения, отне-
сенного к проблематическому роду пчарнийп, были открыты в докембрии Англии и
Австралии.
Растительный и животный мир докембрия (реконструкция).
Чрезвычайно разнообразна в систематическом составе фауна Эдиакарского ме-
сторождения на юге Австралии близ г. Аделаиды. Здесь в кварцитовых песчаниках
Паунд возраста около 600 млн. лет установлены остатки бесскелетной фауны,
представленной медузоидными формами, остатками червей, организмов неизвестно-
го систематического положения. Подобные же организмы обнаружены в одновозра-
стных отложениях свиты Кибис системы Нама в Южной Африке. Здесь встречены
Rongea Gurich, Pteridinium Gurich, Para medusium. В серии Нама в Африке обна-
ружены криброциатоподобные организмы из рода Cloudina. В Евразии и в Америке
установлено несколько отпечатков медуз и червей, напоминающих по форме и раз-
мерам пиявок.
Вид организма Suvorovella aldanica Vologdin et A. Maslov на вы-
ветрелой поверхности породы в нижней части юдомской свиты (ув. в
2 раза). Якутия, район пос. Усть-Юдома, р. Мая.
В докембрии СССР и Китая мы находим иглы кремневых губок, самые примитивные
по устройству, отпечатки червей типа сабеллитов, получивших позднее в кембрии
более значительное развитие, остатки фораминифер, древнейших археоциат, хио-
литов и организмов неясного систематического положения.
В прослоях доломитизированного известняка нижней части разреза юдомской
свиты по левому берегу р. Май Н. П. Суворова обнаружила своеобразные органи-
ческие остатки Suvorovella и Majella, неизвестного систематического происхож-
дения, организмы с двустепенным известковым пластинчатым непористым скелетом,
с интервалом без скелетных элементов и стенкой из ромбических выступов, рас-
положенных рядами по спирали.
В верхнем докембрии Русской платформы обнаружены остатки медузоидных орга-
низмов Beltanelloides морщинистых сфероидальных форм, напоминающих
Charniodiscus, на п-ове Рыбачьем встречены медузоидные формы, напоминающие
Medusina и Ediacaria, в керне скважины у г. Яренска из ляминаритовых глин ус-
тановлена Vendia, в ляминоритовых глинах наблюдаются пиритизированные следы
червеобразных организмов Vendovernites. В валдайских отложениях Прибалтики
встречены формы, подобные Beltanella, и отпечатки оболочек типа Sabellidites.
Небезынтересно отметить находки в слоях карагасской свиты Восточного Саяна
отпечатки медуз Sajanella. Они были отнесены к отряду брукселлид, выделенному
по материалам нижнего палеозоя. Почти в тех же слоях обнаружены остатки чер-
вей сабеллидитов, а также крупных ракообразных, несколько напоминающих палео-
зойских эвриптерид. Они были описаны автором как карагассии и отнесены к хе-
лицеровым из-за их клиновидных тельсонов и других особенностей панциря. Кара-
гассии достигали в длину полметра и более. Пока что это самые крупные орга-
низмы из беспозвоночных позднего докембрия. Впрочем, некоторые исследователи
склонны считать их "скрюченными корками высыхания глинистых прослойков на по-
верхности песка". Карагассии являются, по-видимому, вымершей группой члени-
стоногих, живших в некоторых пресноводных бассейнах конца докембрийскохю вре-
мени.
Отпечатки протомедуз Sajanella arshanica Vologdin на поверхности
глинистого песчаника в низах карагасской свиты (нат. вел.). Вос-
точный Саян, Иркутская обл., район пос. Аршан.
Таким образом, в мощнейших толщах осадочно-метаморфического докембрия се-
верной Евразии выявлен принципиально новый обильный палеонтологический мате-
риал, охватывающий огромный стратиграфический диапазон - от верхов архея до
начала кембрия. Он характеризует многие горизонты пород и этапы геологическо-
го времени и начинает укладываться в основу новой единой, по крайней мере,
для Евразии, схемы стратиграфического расчленения докембрия.
Границу между докембрием и кембрием пытались установить многие исследовате-
ли. В настоящее время этот вопрос в корне проясняется, поскольку оказывается,
что переход от протерозоя к палеозою (570 млн. лет) был отчетливо выражен со-
ответствующей сменой представителей растительной и животной жизни в общем хо-
де ее эволюции. Преобладание сине-зеленых водорослей сменилось преобладанием
водорослей красных. Сам протерозой и даже поздний архей оказались не только
потенциальными, но и фактическими вместителями остатков организмов за огром-
ный этап геологического времени, а именно более чем на два миллиарда лет
древнее той границы, ниже которой палеонтологи в сущности не заглядывали.
Можно отчетливо отделить начало кембрия от верхов докембрия по остаткам спе-
цифических форм водорослей, археоциат, трилобитов и других групп организмов,
поскольку история формирования пород земной коры отчетливо записывалась в
них, одновременно с общим ходом истории жизни. Поэтому вырисовывается, притом
во многом по-новому, общий ход развития организмов Земли в палеофациях ее
биосферы, почти с момента возникновения жизни - около 3500 млн. лет до н. э .
В результате этого имеется возможность широко внедрить в практику стратигра-
фических и геологосъемочных работ, связанных с древнейшими осадочными толща-
ми, палеонтологический метод и выделить с его помощью руководящие формы иско-
паемых организмов как меру геологического времени одновременно с прослежива-
нием развития самой жизни на ранних этапах.
В общих чертах выясняется древность известных науке организмов, устанавли-
ваются новые, не известные ранее, группы и конкретные предковые формы всех
типов бактерий (?) , растений и животных, сформировавшихся в процессе общего
изменения жизненной среды в биосфере Земли, в процессе биохимической эволюции
живого вещества, сопровождавшейся неразрывно эволюцией морфологической. Сле-
дует отметить, что органическое вещество в виде продукции организмов и их
конкретных остатков во вмещающих породах почти никогда полностью не исчезает.
Будучи в той или иной степени измененным - редуцированным, обуглероженным,
фоссилизированным, оно часто способно сохранять во вмещающей горной породе
исходные морфологические черты, достаточные для палеонтологического изучения.
В то же время это вещество представляет немалый интерес и для специальных
биохимических исследований, поскольку местами в породах докембрия уже уста-
новлено присутствие многих химических компонентов из состава живого вещества.
Важно лишь, чтобы палеонтолог и биохимик работали совместно. Геолог при этом
получит новый опорный материал для своих стратиграфических, палеогеографиче-
ских, фациальных и иных построений, а также данные о палеоклимате, ископаемых
фациальных обстановках породо- и рудообразования в осадочных условиях, именно
от живых свидетелей геологического прошлого. Биогеохимик и биохимик могут по-
лучить важный документальный материал и данные о биохимической эволюции жизни
на нашей планете.
Таким образом, протерозойская эра истории нашей планеты была в основном
временем исключительного господства бактерий и водорослей в водных средах. За
этот этап времени, длившийся, по данным абсолютной геохронологии, около 1200
млн. лет, упомянутые группы организмов выполнили огромную геологическую рабо-
ту по образованию ряда типов осадочных пород и руд, а также по переработке
вещественного состава самой биосферы и атмосферы Земли.
Палеозойская эра
Начало палеозойской эры (кембрий - 570-480 млн. лет) отмечено появлением
целого ряда новых групп организмов, в числе которых виднейшую геологическую
роль сыграли археоциаты, интересные морские беспозвоночные животные с внут-
ренним известковым скелетом очень изящного и часто сложного строения, по пре-
имуществу обитавшие на дне мелких морей, где они строили своеобразные барьер-
ные и береговые известковые рифы. Это был особый тип морских животных, быстро
распространившихся в морях Земли в пределах всех широт, за исключением лишь
самых приполярных областей. Нужно отметить, полюсы Земли тогда располагались
в зоне современных шестидесятых параллелей. Об этом "говорят" и водоросли, и
археоциаты.
4 Залежи органической породы, обнаруженные в восточной части Канады, свидетельствуют
о том, что жизнь на Земле существует уже почти 4 млрд. лет. К данным выводам авторы
пришли, проведя изотопный анализ осадочных пород из региона Лабрадор (Канада). Воз-
раст образцов, исследованных учеными, оценивается в 3,95 миллиарда лет. В них спе-
циалисты обнаружили следы графита биогенного происхождения. Земля образовалась около
4,5 млрд. лет назад, а океаны — примерно 4,4 млрд лет назад. Предыдущее исследование
с участием подобных образцов породы, найденной в Гренландии, помогло определить, что
возникновение жизни произошло 3,7 млрд. лет назад.
ЙЙЙЗ&йк^
Захватывая средние и небольшие глубины морей, археоциаты сильно потеснили
обитавшие там водоросли. Вероятно, они питались микроскопическим фитопланкто-
ном, спорами водорослей и бактериями. Их личинки, садясь на дно, прирастали к
разным твердым предметам, чаще к скелетам отмерших особей тех же археоциат.
Они образовывали то малые, то крупные скопления извести, возвышавшиеся над
соседними участками дна. Такие ископаемые рифы были новым явлением в истории
Земли, в истории ее морских бассейнов.
Известняк со скелетными остатками археоциат. Средний кембрий За-
падного Саяна (ув. в 2 раза).
В морских отложениях кембрия продолжают обнаруживаться остатки археоциат в
виде трубчатых или дискообразных пластинчатопористых скелетов кальцийоргани-
ческого состава. Их лабораторное изучение позволило выделить и описать до
1000 видов из более чем 60 семейств и 25 отрядов, принадлежащих к четырем
классам. Установлено, что в пределах Советского Союза кембрийские отложения
особенно богаты остатками этой фауны, долго считавшейся загадочной, пока она
не получила признания как особый самостоятельный тип животных, не связанных
ни с кораллами, ни с губками.
Так выглядели археоциаты - первые животные-строители морских из-
вестковых рифов.
В Сибири и Средней Азии выявлено много остатков археоциат, которые удается
выделять из вмещающей породы. В противоположность правильному, изящному
строению элементов скелета их внешняя форма оказывается часто не столь пра-
вильной. Это, видимо, связано с влиянием на них среды, на что указывают попе-
речные пережимы и расширения кубков, встречающиеся у ряда развивавшихся по
соседству особей, принадлежащих не только к разным видам, но даже и к разным
родам. Археоциаты могли достигать значительных размеров: до 40-80 см в попе-
речнике и до 100-150 см в высоту. В обломках пород часто наблюдаются следы
нарастания одной особи на боковой поверхности или на дистальном конце скелета
другой.
Наиболее интенсивно жизнедеятельность археоциат проявлялась в ранне- и
среднекембрийские эпохи. В более древних и более поздних отложениях их остат-
ки пока редки и еще недостаточно изучены. На обширных пространствах мелковод-
ных морей на востоке СССР, на Китайской платформе, в относительно глубоких
морях - на юге Сибири и в Монголии в начале кембрийского времени археоциаты
строили подводные банки, создавая огромные массы рифогенных известняков в ви-
де береговых или барьерных рифов. Аналогичные материалы по археоциатам из-
вестны на территориях Северной Америки, Австралии, Западной Европы и Северо-
Западной Африки. Их широкое расселение, связанное со способностью личинок пе-
ремещаться с морскими течениями на дальние расстояния, приближает нас к воз-
можности осуществления палеогеографических построений для отдельных моментов
геологической истории Земли в интервале раннего и среднего кембрия.
Следы строения мягких тканей у археоциат кембрия.
Что же представляли собой археоциаты как живые организмы далекого геологи-
ческого прошлого? В 1948 г., на основании следов строения мягких тканей ар-
хеоциат из кембрия р. Кии в Кузнецком Алатау, удалось доказать, что археоциа-
ты имели не наружный скелет, а внутренний. Губчатое строение центральной по-
лости в целом было принято за внутренний орган ассимиляционного назначения.
Эта находка позволила выяснить назначение центральной полости, помогла уста-
новить роль пор стенок, перегородок и днищ и, что особенно важно, - внутрен-
ний скелет у этой группы организмов. Наружная мягкая оболочка прекрасно объ-
ясняла, почему археоциаты обладали способностью прикрепляться к субстрату,
образуя те или иные дополнительные элементы скелета до отложения иногда
сплошной массы твердого скелетного вещества.
Находки археоциат с остаточными структурами мягких тканей внутри кубка и на
его поверхности в СССР уже перестали быть редкостью. В южной части Сибири,
Восточном Забайкалье среди остатков скелетов археоциат попадаются и такие, у
которых в разной степени сохранились следы строения мягких тканей. В некото-
рых шлифах можно проследить замечательные картины биологических взаимоотноше-
ний форм, принадлежащих разным видам и являющихся самостоятельными организма-
ми. Своеобразно выглядело дно кембрийского моря, где, кроме водорослей, поя-
вились археоциаты, губки, копошились и плавали разнообразные древнейшие рако-
образные - трилобиты.
Самое значительное, что принесло изучение археоциат, - это обнаружение их
остатков со следами строения мягких тканей. Причина этого, по-видимому, в от-
сутствии в водах кембрийских морей гнилостных бактерий. У многих экземпляров
археоциат во внутренней полости сохранились следы сложно построенной системы
взаимосвязанных каналов, сопряженных с порами внутренней стенки. Сюда посту-
пала морская вода с пищевыми веществами. Продукты ассимиляции перемещались
затем по капиллярным сосудам в межстенное пространство, где имелись многочис-
ленные камеры со стенками, покрытыми слоем мягкой ткани. Сквозь поры мягкой
наружной оболочки проходили наружу тонкие капиллярные сосуды.
Полученные микрофотографии со следами строения мягкого тела археоциат имеют
исключительную ценность для дальнейшего изучения этого интересного типа жи-
вотных, поздние представители которого к девону совершенно вымерли.
Наряду с археоциатами в кембрии появилась большая группа древнейших члени-
стоногих - трилобиты, эволюция которых растянулась на несколько геологических
периодов - до триаса включительно (570-185 млн. лет назад). Появились древ-
нейшие панцирные рыбы, строматопороидеи, брахиоподы и т. д. С начала кембрий-
ского периода мир животных начал развиваться бурно, сложно, с проявлением
многих этапов формообразования, с вымиранием одних групп и появлением новых.
За последнее время в отложениях кембрия обнаружены представители многих но-
вых классов. Автором были установлены криброциаты, сопутствующие почти повсе-
местно археоциатам, остатки фораминифер в образцах из нижнего кембрия р. Ир-
битей на южном склоне хребта Восточного Танну-Оли, встреченные ранее Е. А.
Рейтлингер в синской свите р. Синий, левого притока р. Лены. В образцах свое-
образного пятнистого известняка, формировавшегося явно в условиях прибрежно-
морского мелководья, собранных в отложениях ирбитейской свиты на южном склоне
хребта Танну-Ола совместно с археоциатами и губками, и были обнаружены остат-
ки диатомообразных и фораминифероподобных организмов. К. Б. Корде описала но-
вый класс кишечнополостных животных - Hydroconozoa, являющихся породообразую-
щими организмами.
Организмы кембрийского возраста: диатомообразные.
Организмы кембрийского возраста: фораминифероподобные.
Начиная с кембрия стали интенсивно развиваться красные и зеленые (сифоно-
вые) водоросли. Первые были представлены большим количеством родов и видов.
Наряду с археоциатами они играли породообразующую роль в биогермах кембрий-
ского возраста, могли сопутствовать археоциатам, но в некоторых случаях были
единственными породообразователями,
Остатки красных водорослей встречаются в отложениях морских фаций, сформи-
рованных в чистых водах и при нормальной для кембрийского времени солености.
Сифоновые водоросли были представлены незначительным количеством видов и ро-
дов , но местами - в Казахстане, Сибирской платформе и на р. Амге, они играли
породообразующую роль. Сине-зеленые водоросли с начала кембрия стали умень-
шаться в количестве.
Рассматривая комплекс живых существ на Земле как "живое вещество биосферы",
следует отметить, что это вещество выполнило в течение палеозоя грандиозную
работу. Непрерывно и бурно развиваясь качественно, давая новые и новые формы,
оно уже с начала эры стало решительно распространяться и на области суши.
Первыми, освоив прибрежные зоны бассейнов, вышли на сушу микроскопические си-
не-зеленые водоросли, которые затем довольно быстро распространялись на пло-
щадях увлажнения почв. Водоросли с более высокой организацией, красные и зе-
леные, располагавшие корневой системой и специализацией клеточных тканей,
смогли при этом выйти в субаэральную среду. Несомненно, все присущие наземной
растительности особенности - анатомическое строение, смена поколений в цикле
индивидуального развития и другие - все это было заложено еще в предшествую-
щей, водной, стадии развития.
Выход растений на сушу заставил их приспособиться к самым разнообразным ус-
ловиям обитания. Поскольку ни свет, ни влага, ни углекислота не лимитировали
развития растений, то они быстро расселились на обширных пространствах, одно-
временно приобретя многие новые специфические черты строения. Ботаники счита-
ют, что при этом, кроме ранее господствовавшего полового размножения расте-
ний , проявилось и стало развиваться бесполое - вегетативное. Переход на сушу
вызывал возникновение у растений способности к защите от потери влаги и высы-
хания , развитие тканей, которые должны были играть роль опорного каркаса и т.
Д.
Ископаемый водорослевый риф - биогерм5 (слева) и его реконструк-
ция (справа). Ниже - современный биогерм с глубины 6 м.
В истории палеозоя были этапы массового развития растений. В условиях влаж-
ного климата это приводило местами к накоплению растительного вещества в со-
ставе осадочных отложений с последующим превращением его в результате вторич-
ных процессов в каменный уголь. В водных условиях усиливалась жизнедеятель-
ность водорослей, что также приводило к накоплению органических веществ с
частичным их преобразованием потом, в толще накапливаемых минеральных осад-
5 Биогерм (подводная складка-холм) — известковый нарост на дне водоема, образованный
прикрепленными организмами, отлагающими известь и сохраняющими после своей смерти
прижизненное положение (кораллами, мшанками, губками, червями, фораминиферами и др.
животными, а также цианобактериями и багряными водорослями).
ков, в нефть и горючий газ. По-видимому, стимулом для подобных усилений жиз-
недеятельности фотосинтезирующих организмов были выбросы в биосферу, уже зна-
чительно обедненную углекислотой, новых ее запасов.
В ордовике (450-420 млн. лет) на дне морей развивались колонии кораллов,
ползали крупные головоногие животные - ортоцератиты, также трилобиты и т.д.
Местами развивались водорослевые рифы - биогермы с участием сине-зеленых во-
дорослей, то в виде неправильных скоплений массы карбонатного вещества, то в
виде довольно изящно оформленных рифов, в моделировании которых, несомненно,
сказалась приспособленность к разрушающей деятельности морских волн. Их
строение часто показывает быстрые темпы эволюции.
Гигантские ракообразные позднесилурийскохю моря. Реконструкция.
На дне силурийских морей (420-400 млн. лет) жизнь была уже совсем иной.
Красные водоросли местами преобладали над сине-зелеными. Из животных крупней-
шими были ракообразные - эуриптеры, пышно развивались моллюскообразные - бра-
хиоподы, птероподы. Кораллы строили рифы или располагались малыми скоплениями
на различных участках дна. В силуре заметно распространилась наземная флора,
представленная споровыми растениями.
В девоне (400-320 млн. лет) развились псилофиты - древнейшие стеблевые,
древнейшие древовидные и кустарниковые папоротники, появились первые голосе-
менные - кордаиты, гингко6 и другие, также примитивные ранние хвойные. Места-
ми началось углеобразование. На дне мелких морей при участии различных видов
сине-зеленых водорослей формировались своеобразные строматолиты.
В девонское время коралловые фауны развились очень пышно. Водоросли делали
уже решительные попытки выхода на сушу, постепенно приспособившись в берего-
вой зоне бассейнов. Из животных крупнейшими были акулоподобные и панцирные
рыбы. Появились также кистеперые рыбы, у которых развитие скелета шло к выра-
ботке конечностей, пригодных для хождения по твердой земле. Эта ветвь жизни
6 Гинкхювые являются непосредственными потомками одной из групп древних семенных па-
поротников , или птеридоспермов (у него подвижные спермии). Гинкго считались вымерши-
ми, но в XX веке в Китае обнаружили Гинкго двулопастный (лат. Ginkgo biloba), кото-
рый там культивируется уже тысячи лет. Сейчас Гинкго билоба культивируется повсеме-
стно.
поэтому дала позднее амфибий - двоякодышащих, вышедших на сушу. На низких вы-
ступах суши девонского времени уже возникали леса.
Наземная флора девонского периода. Реконструкция.
Позднекарбоновая древесная растительность. Реконструкция.
В карбоне (320-270 млн. лет) и перми (270-225 млн. лет) сравнительное одно-
образие флоры девона сменилось массой более высоорганизованных форм, в свою
очередь быстро распространившихся по всему миру. Впервые наметились особые
палеоботанические и палеогеографические области. Хотя корневые системы новых
растений все еще хранили черты водорослевых, а также папоротникообразный ха-
рактер верхнего строения, новые кордаиты, каламиты и другие формы образовали
уже леса, часто типа тропических. При этом наземная флора позднего палеозоя
оставила в строении земной коры крупнейший след в виде пластов каменных углей
в ряде районов мира на самых разных широтах (Шпицберген, Гренландия, Южная
Африка и т. д.). Эволюция водорослей также продолжалась. Морские фауны беспо-
звоночных проявляли в карбоне большое разнообразие и развитие характерных
форм.
Реконструкция каменноугольного болота. Здесь произрастает множество
больших деревьев, в том числе сигиллярии (1) и гигантские плауны
(2) , а также густые заросли каламитов (3) и хвощей (4) , идеальная
среда обитания для ранних земноводных вроде ихтиостеги (5) и крино-
дона (6) . Кругом кишат членистоногие: тараканы (7) и пауки (8) снуют
в подлеске, а воздух над ними бороздят гигантские стрекозы меганевры
(9) с почти метровым размахом крыльев.
К началу палеозойской эры фотосинтезирующие организмы биосферы, а также хи-
мические процессы почти полностью исчерпали запасы углекислоты. С этого вре-
мени жизнедеятельность фотосинтезирующих, в особенности наземных организмов,
оказалась подчиненной периодическим выбросам ювенильной углекислоты из недр
Земли при вспышках вулканической деятельности. В связи с этим общая масса жи-
вого вещества растений была в разные моменты истории Земли различной. Это
проявилось в колебаниях количества органических и минеральных веществ, накап-
ливавшихся в результате жизнедеятельности водорослевых сообществ в бассейнах
типа пресноводных и в морских мелководьях. Особенно это выразилось в возник-
новении ритма в развитии наземных растений. Некоторые исследователи процессов
угленакопления на Земле пришли к выводу, что такие процессы должны быть при-
чинно связаны с фазами складчатости земной коры. Между тем дело не в "фазах
складчатости", а в выбросах углекислоты из недр при вулканических явлениях,
хотя они часто были связаны с горообразовательными движениями.
Раннепермские пресмыкающиеся - эдафозавры. Реконструкция.
Истории развития высших организмов на нашей планете - позвоночных животных
- посвящено много прекрасных специальных и научно-популярных исследований во
всем мире. В частности, следует особо отметить книги Б. А. Трофимова (1957) и
Ю.А. Орлова (1961) , богато иллюстрированные художником - палеобиологом К.К.
Флеровым. В связи с этим в данной публикации мы коснемся истории развития по-
звоночных животных предельно кратко.
Пресмыкающиеся пермского периода - сеймурии, сохраняющие сходст-
во с амфибиями. Реконструкция.
Высшие представители мира животных вышли на сушу тоже в девоне. Это были
кистеперые рыбы, превратившиеся в амфибий - двоякодышащих, а затем, ко време-
ни карбона, и в рептилий - пресмыкающихся. В пермское время на суше обитали
уже крупные представители древних четвероногих, поедавших водоросли, наземные
растения или себе подобных. Появились и многообразные насекомые, достигавшие
огромных размеров, до 1 м в размахе крыльев. В морях появились новые группы
беспозвоночных животных.
Хищный пермский ящер иностранцевия терзает травоядную рептилию
парейазавра. Реконструкция.
Мезозойская эра
Мезозойская эра началась около 200 млн. лет назад. Она характеризуется рас-
цветом пресмыкающихся, возникновением высших представителей органического ми-
ра - покрытосеменных растений, двукрылых и перепончатокрылых насекомых, кос-
тистых рыб, птиц, млекопитающих.
В начале мезозоя, в триасовой период суша имела максимальное за всю историю
Земли распространение, климат был теплый. В океанах и морях пышно развиваются
новые формы морских лилий и ежей, образуют мощные рифы шестилучевые кораллы.
Плеченогие уменьшаются в числе и на смену им приходят двустворчатые моллюски.
Трилобиты и ракоскорпионы исчезли, появились длиннохвостые высшие раки. Осо-
бенно характерными для мезозойской эры являются головоногие моллюски - закру-
ченные аммониты и белемниты, остатки которых известны часто в народе под на-
званием "чертовых пальцев".
На суше также происходит энергичная замена низших форм жизни высшими. Начи-
нается пышный расцвет мезозойских голосеменных растений, покрывших землю но-
выми лесами. Эти леса и вся наземная растительность состояла в основном из
древних хвойных и их родичей - гингковых и беннеттитовых.
Для наземных позвоночных триаса более, чем для пермских, характерно следую-
щее контрастное развитие, по-видимому, связанное с резко континентальным кли-
матом этого периода. У одних наблюдается "тяготение" к водным условиям, у
других - к сухопутным. Многие пресмыкающиеся приспосабливаются к жизни в мо-
ре . В болотах и низменных лесах широко распространились двуногие архозавры -
предки юрских и меловых динозавров. Передвижение архозавров и динозавров на
двух конечностях было результатом приспособления их к жизни среди высокой
растительности. Они быстро передвигались на задних конечностях и могли хорошо
ориентироваться среди высоких деревьев.
Амфибия триасового периода - мастодонзавр (достигал длины 4-6
метров). Реконструкция.
В триасе, вероятно, возникли первые млекопитающие, которые, однако, не иг-
рали заметной роли в органическом мире в течение почти всей мезозойской эры.
Несмотря на то, что у млекопитающих есть признаки, общие с земноводными и
отсутствующие у пресмыкающихся, в частности, обилие кожных желез, происхожде-
ние их от пермских и триасовых териодонтов не вызывает сомнения. У териодон-
тов постепенно появляются признаки, свойственные исключительно млекопитающим.
Скелет их мало чем отличается от скелета древних млекопитающих и по ряду фи-
зиологических особенностей они, вероятно, также были им близки. Хорошо разви-
тое вторичное костное нёбо и сложные зубы давали возможность териодонтам не-
прерывно дышать и в то же время хорошо пережевывать пищу. Они так же, как и
млекопитающие, уже высоко держались на ногах и были весьма активными животны-
ми.
Можно указать на следующие основные вехи прогрессивного развития млекопи-
тающих: преобразование рогового покрова в волосяной, защищающий тело от поте-
ри тепла; преобразование черепа, связанное с питанием и развитием сложного
уха; развитие органов дыхания, кровообращения; прогрессивное развитие голов-
ного мозга, особенно коры больших полушарий; живорождение и вскармливание де-
тенышей молоком. Комплекс этих признаков обусловливал развитие теплокровно-
сти. В течение всей мезозойской эры млекопитающие существовали в виде мелких
форм, от которых нам известны остатки обычно в виде черепов, челюстей, зубов.
В юрский и меловой периоды моря были обширны и, например, Европа представ-
ляла тогда архипелаг островов. Климат был ровный, мягкий. В морях были широко
распространены простейшие фораминиферы, губки, шестилучевые кораллы, морские
лилии и ежи, двустворчатые моллюски, десятиногие раки, крабы, но особенно
многочисленны аммониты, белемниты и различные рыбы. Акуловые рыбы были близки
к современным, а костные имели строение, промежуточное между осетровыми и на-
стоящими костистыми, развившимися в меловом периоде.
На суше, в условиях средней влажности и довольно высоких температур были
распространены голосеменные растения. Травянистый покров составляли мелкие
папоротники, мхи, хвощи, плауны.
Пресмыкающиеся достигли огромной численности и разнообразия. Они заселяют
всю сушу, моря, поднимаются в воздух. На суше появились речные крокодилы, че-
репахи, ящерицы, но полными хозяевами ее были динозавры.
В юрском периоде динозавры уже представлены самыми гигантскими наземными
животными - бронтозаврами, диплодоками и др., с очень длинными хвостом и ше-
ей, маленькой головой и громадным туловищем. Эти гиганты, достигавшие 30 м
длины, жили в прибрежных зонах больших водоемов, питались мягкой растительной
пищей. Другие динозавры имели четырехлучевой таз птичьего типа. К ним отно-
сятся панцирные ящеры - стегозавры, четвероногие с маленькой головкой. Их
спина была усажена длинным рядом костных вертикальных пластин. Появились так-
же хищные карнозавры, передвигавшиеся на задних конечностях.
В морях обитали прекрасно плавающие дельфинообразные рыбоящеры - ихтиозав-
ры. Они имели веретеновидное тело, ласты, хорошо развитые спинной и хвостовой
плавники. Короткие с боченкообразным туловищем и длинной шеей плезиозавры
плавали при помощи ласт в более мелких, чем ихтиозавры, зонах моря. Эти вод-
ные живородящие пресмыкающиеся были хищниками и нередко достигали в длину 15
м.
Летающие пресмыкающиеся - птерозавры - были двух типов. Рамфоринхи с длин-
ными узкими крыльями и длинным хвостом - рулем, имели планирующий полет, ши-
рококрылые и короткохвостые птеродактили - порхающий. Крыло у птерозавров бы-
ло образовано кожной складкой, отходившей от боков тела и поддерживаемой
длинным четвертым пальцем передней конечности.
В юрском периоде появились птицы. Птицы имеют много общих черт с пресмыкаю-
щимися и, несмотря на ряд существенных новоприобретений и разнообразие форм,
представляют группу пресмыкающихся, приспособившихся подобно птерозаврам к
полету. На основании палеонтологических данных можно не сомневаться, что пти-
цы произошли от лазающих псевдозухий - мелких ящерицевидных хищных пресмыкаю-
щихся триасового периода, живших на деревьях, где они были хорошо защищены от
врагов и питались насекомыми, ягодами и пр.
Ландшафт юрского периода с летающими пресмыкающимися - птерозав-
рами, первыми птицами - зубастыми археоптериксами, динозаврами и
первыми млекопитающими. Реконструкция.
Особенно ясно это родство показывают юрские первоптицы - археоптериксы. Эти
длиннохвостные, величиной с голубя, животные имели на теле, хвосте и трехпа-
лых передних лапах перья, причем пальцы лап были свободны и вооружены когтя-
ми. Несмотря на наличие перьев, задних конечностей и таза птичьего типа, в их
строении еще много черт, свойственных предкам - слабая грудина, наличие брюш-
ных ребер и длинного хвоста (18-20 позвонков), присутствие зубов и др. Но эти
в основном лазающие по деревьям птицы уже могли совершать планирующий прыжок,
что было переходной ступенью к полету.
Меловой период длительностью около 70 млн. лет является переходным к эре
новой жизни - кайнозою. В конце мелового периода моря и суша приблизились по
очертанию к современным. На побережьях океанов возвышались грандиозные горные
цепи. Влажный и теплый климат становится более прохладным, континентальным,
резче намечается разница между климатическими поясами и ландшафтными зонами.
Рогатый динозавр - стиракозавр мелового времени. Реконструкция.
Органический мир меловых морей сходен по общему облику с юрским: по-
прежнему обильны аммониты, белемниты и особенно костистые рыбы. К концу мело-
вого периода морские ящеры, а также аммониты и белемниты вымирают.
На суше, прежде всего, изменяется растительный покров. Уже в раннем мелу
появляются покрытосеменные, или цветковые, растения, а из голосеменных лишь
некоторые новые хвойные продолжали играть значительную роль в растительном
покрове Земли.
Мир наземных позвоночных в меловой период резко изменяется. Правда, до кон-
ца его продолжают жить различные динозавры, достигая апогея в своем развитии.
Стройные, с длинной шеей и маленькой головой двуногие бегуны - струтиомимусы,
похожие на страусов; величайшие из когда-либо живущих хищников - тиранозавры,
двуногие гиганты весом в несколько тонн и достигавшие 9 м в высоту при длине
тела 14 м. Многочисленны птицетазовые утконосые динозавры - с вытянутым вроде
утиного черепом, с многочисленными зубами, передвигаются на двух ногах, опи-
раясь на массивный хвост. Млекопитающие жили в теплых влажных лесах. Они были
величиной с мышь и крысу, что помогало им вести скрытый образ жизни и защища-
ло от громадных ящеров. В воздухе вместе с появившимися зубастыми птицами па-
рили птеродактили и беззубые гигантские птеронодонты, достигавшие 8 м в раз-
махе крыльев. Итак, на протяжении истории органического мира мы всегда наблю-
даем вымирание одних и процветание других организмов.
Кайнозойская эра
Кайнозойская эра, длившаяся около 70 млн. лет, - время расцвета высших форм
жизни. В эту эру происходило энергичное поднятие больших участков материков,
формировались высочайшие горы Земли - Гималаи, Памир, Альпы, Анды,- исчезали
или уменьшались в размерах огромные внутриконтинентальные водоемы - океан Те-
тис окончательно распался на ряд морей - Средиземное, Черное, Каспийское и
др. Усиливается континентальность климата и происходит быстрая смена расти-
тельных покровов.
Появление и развитие цветковых растений - один из крупнейших шагов в исто-
рии жизни на Земле - они увеличили общую продукцию пищи, создали новые, луч-
шие условия (разнообразную кормовую пищу) для многих животных.
С появлением покрытосеменных растений однообразные леса из голосеменных и
папортниковых стали исчезать. Приспосабливаясь к изменяющимся и усложняющимся
условиям среды, цветковые растения создали новый разнообразный растительный
покров Земли из деревьев, кустарников, травянистых однолетних и многолетних
растений.
Наземная растительность и млекопитающие первой половины третичного периода
(палеогена) - еще мало похожи на современные. Тропическая растительность ши-
роко распространена в Европе, Азии, Северной Америке. В средней и южной поло-
се Европы, например, в южной части Русской равнины наряду с пальмами, араука-
риями, лаврами, магнолиями, кипарисами, каштанами, эвкалиптами росли дубы,
липы, ивы, ольха, тополь, клен, кустарниковые - бересклет, туя, мирта, а в
более влажных местах - разнообразные папоротники и мхи.
Мир наземных позвоночных в кайнозойской эре резко отличается от мезозой-
ской. В кайнозое млекопитающие быстро заняли господствующее положение, при-
способившись к различным условиям суши, к жизни в воздушной и водной среде, и
как бы заменили мезозойских пресмыкающихся, из которых сохранились только
крокодилы, черепахи, ящерицы, змеи. Уже в мезозое появились низшие млекопи-
тающие - сумчатые, плацентарные (насекомоядные), которые были предками хищ-
ных, копытных и других млекопитающих.
Млекопитающие, найденные во многих местах Азии, Европы, Северной Америки,
еще сочетали особенности, свойственные представителям различных отрядов или
семейств. Предками современных копытных были первичные копытные - кондиляр-
тры. Их непосредственными потомками были также разнообразные копытные нередко
причудливого строения и гигантских размеров. Из них можно назвать громадных
рогатых, похожих на носорогов, титанотериев, безрогих носорогов, мелких, с
зайца, безрогих парнокопытных. Последние были предками оленей, жираф, полоро-
гих. Самым крупным наземным млекопитающим был носорог индрикотерий. Он дости-
гал 5 м в высоту.
Во второй половине третичного периода - неогене - очертания морей и конти-
нентов, рельеф земной поверхности уже близки к современным, климат стал хо-
лоднее, в горных районах были оледенения. Происходят большие изменения назем-
ной флоры и фауны, в умеренных поясах тропические и субтропические растения
сменяются растительностью с опадающей листвой, возникают поросшие злаками и
другими травами степные и лесостепные пространства, и позднее, в конце тре-
тичного и в четвертичном периоде появляется растительность тайги, тундр. На
юге растительность, а также и животный мир изменяются меньше и сохраняют бо-
лее древний облик.
Изменение климата и особенно появление нового растительного покрова - широ-
кое распространение сухих лугов и лесостепей, - как показал еще в 70-х годах
прошлого века основатель современной палеонтологии В. О. Ковалевский, резко
сказалось на развитии млекопитающих и в первую очередь травоядных копытных.
Индрикотерий - крупнейшие млекопитающие позднетретичнохю време-
ни . Реконструкция.
Несколько миллионов лет назад появились уже все семейства и многие роды ны-
не существующих млекопитающих: лошадиные, свиньи, олени, жирафы, полорогие
(быки, антилопы), гиены, кошки, ластоногие, обезьяны, в том числе человекооб-
разные, хоботные - мастодонты и древние слоны. У многих копытных (лошадиных,
оленей, полорогих) выработались хорошие приспособления к быстрому бегу и пи-
танию травянистыми растениями. Ноги их удлинились, коренные зубы стали посто-
янно растущими с высокой коронкой. Впервые эти основные изменения в истории
копытных млекопитающих в зависимости от изменения условий жизни были установ-
лены В.О. Ковалевским.
В конце миоцена и в плиоцене в Европе, Азии, Африке была широко распростра-
нена так называемая гиппарионовая фауна, в состав которой входили трехпалые
лошади - гиппарионы, свиньи, олени, жирафы, разнообразные антилопы, мастодон-
ты, гиены, барсуки, виверры, медведи, кошки, в том числе гигантские тигры -
саблезубы, грызуны. Из птиц характерны страусы. Во второй половине плиоцена
эта фауна исчезла в Европе, большей части Азии, Средней Америке. В Африке она
просуществовала дольше и превратилась в современную фауну саванн. Огромные
скопления остатков гиппарионовой фауны обнаружены и раскопаны на территории
Молдавии, Украины, Кавказа, Средней Азии, Казахстана.
Четвертичный период, или антропоген, начавшийся более 1 млн. лет назад, бо-
гат событиями. В это время образовались многие виды существующих высших рас-
тений и животных, формировались современные флора и фауна. В начале антропо-
гена даже на севере было тепло, растительный и животный мир отличался от со-
временного. В Евразии, например, были широко распространены гигантские древ-
ние слоны, крупные, высотой до 2-х метров и с громадным рогом на лбу носороги
- эласмотерии, дикие однопалые лошади, верблюды, антилопы, олени, различные
грызуны, в том числе похожие на гигантских бобров, трогонтерии, страусы. Не-
сколько позже появились пещерные гиены и медведи, крупные длиннорогие бизоны,
большерогие олени, трогонтериевые слоны, олени и мало отличавшиеся от совре-
менных волки, лисицы, зайцы, куницы и др. Во второй половине антропогена в
связи с изменением рельефа, морских течений, образованием холодных морей име-
ло место резкое похолодание, приведшее к обилию снегового покрова и возникно-
вению оледенений больших пространств Европы, Азии, Северной Америки. Одни
млекопитающие не приспособились к новым условиям и вымерли, другие измени-
лись . Наиболее распространенными животными были мамонты, волосатые носороги,
овцебыки и живущие теперь на крайнем севере песцы, лемминги, северные олени и
др. К этому времени вымерли мамонты, волосатые носороги, гигантские олени,
возник современный животный и растительный мир. Таким образом, лишь во второй
половине антропогена возникли отчетливые умеренная и арктическая ландшафтные
зоны, их флора и фауна.
Древнейший безрогий носорог - хилотерий. Реконструкция.
Антропоген - период развития человека, создателя новейших форм органическо-
го мира - культурных растений и домашних животных.
ЭВОЛЮЦИЯ
СРЕДЫ И ЖИЗНЬ
Изучение истории Земли и жизни позволяет видеть, что жизнь - важнейший гео-
логический фактор, что она издавна вносила и вносит коренные изменения в со-
став геологических образований, в состав среды, вследствие чего изменялась
среда и изменялась сама жизнь.
Древнейшая бескислородная или бедная кислородом среда узнавалась нами по ее
геологическим образованиям; она оставила свой след в виде отложений в осадках
водных бассейнов закисных, недоокисленных соединений. Это способствовало на-
коплению в природе органического вещества вообще и особенно вещества отмерших
организмов, в частности, в виде битумов жидких и газообразных, отчасти мине-
рализованных, в виде шунгитов докембрия Карелии. Восстановительный характер
сред докембрия виден и по присутствию в его составе пиритоносных слоев, сви-
детельствующих о сероводородных фациях.
Эпоха возникновения жизни приходится на границу с археем, когда водные бас-
сейны уже образовались, когда углеродные соединения еще естественно синтези-
ровались химическим путем при участии воды и внешних факторов и когда энергия
геохимических реакций с выделением тепла могла стать основой оживления белко-
вых микрокапель - коацерватов, став энергией биохимических процессов.
Ареной зарождения жизни была восстановительная среда. В древнейшей атмосфе-
ре углекислоты содержалось, по-видимому, в 100 000 раз больше, чем в наше
время, причем около 40% ее запасов биологическим и в меньшей степени геохими-
ческим путем было вовлечено в земную кору в виде твердых карбонатов кальция и
магния, карбонатных железных и других руд. Древнейшие фотосинтезирующие орга-
низмы тоже извлекали огромные количества углекислоты из биосферы, высвобождая
за счет воды большие запасы свободного кислорода. Таким образом, органическая
жизнь изменила первичные восстановительные среды на окислительные, в условиях
которых, естественно, углеродные соединения уже не могли создаваться, а могли
лишь разрушаться. Поэтому возникновение организмов в дальнейшем уже не проис-
ходило .
Протерозой был временем проявления массовой жизнедеятельности водорослей и
бактерий, в том числе железобактерий. Водные среды были сильно карбонатными
из-за обилия углекислоты в биосфере и мало солеными. Но к концу этой эры рас-
ход углекислоты уже недостаточно восполнялся ее выбросами при вулканических
явлениях. Конечно, мы не располагаем количественной характеристикой компонен-
тов, которые входили в протерозое в гидро- и атмосферу Земли. Но общий состав
их, по-видимому, разгадан исследователями правильно, что подтверждается как
минеральными образованиями, так и организмами, остатки которых мы находим в
отложениях протерозоя. Высокая растворимость углекислоты, поступавшей в био-
сферу при вулканических явлениях, способствовала быстрому захвату ее дождевы-
ми и затем морскими водами. В морях ее приток должен был стимулировать разви-
тие фотосинтезирующих организмов, одноклеточного фитопланктона и донных форм
водорослей в мелководьях.
Изучение водорослей протерозоя, в основном сине-зеленых, показывает на ог-
ромный размах их развития. Извлечение углекислоты из среды, насыщенной бикар-
бонатами и нитратами кальция и магния, вело к интенсивному выделению карбона-
тов кальция непосредственно на тканях водорослей, поэтому ученые нередко на-
блюдают в прозрачных шлифах пород прекрасное сохранение их морфологии в иско-
паемом состоянии. Известь, садившаяся на пленки и колонии микроскопических
водорослей, облекала их со всех сторон, что приводило за длительные промежут-
ки времени к образованию известковых тел различной формы и размеров (строма-
толитов) , которые указывают часто, какими были эти водоросли, и свидетельст-
вуют об относительной устойчивости их жизнедеятельности. При этом, если водо-
рослевые строматолиты не подвергались вместе с вмещающей породой существенным
преобразованиям в процессе метаморфизма, в них можно обнаружить остаточные
микроструктуры, которые обычно говорят о быстром ходе эволюции этой группы
организмов. Подсчитывая продолжительность жизни и деятельности водорослей в
постройках строматолитового типа, мы можем говорить о длительности жизни их
видов, что дает цифры от сотен до нескольких тысяч, редко до двух-трех десят-
ков тысяч лет.
Все три первые эры существования Земли отличались от последовавших за ними
высоким содержанием в биосфере углекислоты, запасы которой начали иссякать
лишь к концу протерозоя в результате огромного размаха жизнедеятельности
"морских" придонных водорослей и, несомненно, фитопланктона. Одновременно
создавались запасы молекулярного кислорода. Моря, освобождаясь от высокого
содержания в водах бикарбонатов, постепенно засолонялись. Таким образом, вод-
ная среда, как и атмосфера, постепенно, но неуклонно изменялась, влияя тем
самым на развитие в биосфере живого вещества.
Из потребителей свободного кислорода около остатков водорослей можно отме-
тить, как видно по остаточным микроструктурам, только железобактерии. Таким
образом, наличие железистых пленок в строматолитах все же скорее говорит о
бедности биосферы кислородом. По-видимому, он жадно поглощался тогда при хи-
мическом окислении минеральных веществ на выступах суши. Во всяком случае,
несомненно, что появление запасов кислорода в биосфере еще не стимулировало
заметно развитие животных. Вплоть до начала палеозоя они были представлены
очень и очень бедно.
Вероятно, что к началу палеозоя сформировалась атмосфера почти современного
состава. Возможно, что это и так, но основной фактор, который при этом про-
явил себя как планетарное явление, - это появление признаков повышенной соле-
ности некоторых бассейнов, приводившей к развитию лагун с садкой морских со-
лей , и снижение магнезиальности вод. В протерозое таких явлений не отмечено.
Начало палеозоя ознаменовалось значительным развитием красных водорослей, так
называемой эпифитоновой флоры, и именно около мелких "зарослей" таких водо-
рослей мы находим и остатки археопиат, килобитов и других беспозвоночных жи-
вотных кембрия. Палеоэкологические наблюдения позволяют думать что стимулом
для развития многих ранних трупп животных были условия.
Вещество сине-зеленых водорослей (пектины) отличается значительной химиче-
ской стойкостью и вообще мало пригодно в качестве пищевого материала для ка-
ких-либо животных или бактерий. По-видимому, развившийся фитозоонланктон, со-
став которого мы пока раскрыли лишь отчасти, послужил пищевым субстратом, ко-
торый определил возникновение в пресных и морских водах синийского периода
жизненного цикла в виде цепи организмов, биологически связанных между собой,
что обусловило появление животных более сложной организации. Если для зоо-
планктона фитопланктон является базой, то для более высокоорганизованных жи-
вотных нужны были вещества, вырабатываемые тем и другим, в большей степени -
вторым. Поэтому необратимое общее изменение вещественного состава сред био-
сферы во все геологические времена с момента возникновения жизни влияло на
микрожизнь, на бактерии, на микроводоросли, на грибы и другие организмы, при-
способительные свойства которых в общем вели ко все большему охвату разнооб-
разных сред. На базе этого микромира как пищевого субстрата в водных бассей-
нах развивались разнообразные организм в виде цепей, в которых представители
одного звена поедались другим более сильным, хотя и не всегда более крупным.
Длительное отсутствие в протерозое животных в заметных количеств представ-
ляло собой загадку. Но эта загадка как будто разрешима.
Между вещественным составом фито- и зоопланктона имеется, конечно, большая
разница. Она, несомненно, была и в то далекое время, когда ход эволюции жизни
только-только привел к развитию зоопланктона - той живой "мелочи", имевшей
огромное значение в жизненном цикле, без которой животные более высокой орга-
низации еще не могли существовать. Потребовалось, по-видимому, длительное
время для развития разнообразного зоопланктона - простейших животных, остатки
которых мы находим теперь. Так, в слоях позднего синия местами в составе от-
ложений морских карбонатных пород присутствуют мощные слои, сложенные мель-
чайшими округлыми известковыми тонкостенными образованиями, внутри которых мы
находим или только вторичный кальцит, или кальцит и битумоподобное остаточное
органическое вещество. Их нельзя принять за минеральные образования и трудно
еще принять за остатки организмов, хотя ничем иным они не могли быть.
Особи, составлявшие жизнь докембрия, были очень мелки. Они имели микроско-
пические размеры, и их остатки нам удается различать по большим скоплениям,
закрепленным в ископаемом состоянии процессами минерализации, окаменением.
Строматолиты, часто огромные известковые тонкослоистые тела, которые многими
исследователями принимались, да и теперь принимаются за остатки крупных живых
существ, не то растительного, не то животного происхождения, в действительно-
сти оказались именно скоплениями огромных количеств окаменелых микротел -
клеток и тел микроскопических водорослей, развивавшихся тончайшими пленками
жизни на поверхностях субстратов слой за слоем, год за годом, тысячелетиями.
Между тем микроскопическое изучение строматолитов показало огромное разнооб-
разие их строения, и, что очень и очень важно, быструю смену одних породооб-
разующих видов водорослей другими. Эволюция и в протерозое шла быстрыми тем-
пами, с сильным проявлением естественного отбора в условиях непрерывно меняв-
шей свои свойства среды.
Далек был путь от первичных комочков жизни - археобионтов до закрепившихся
в водных средах биосферы видов бактерий и бактериеподобных, до первых одно-
клеточных представителей фитопланктона! Не менее длинным был путь развития из
тех же первичных комочков белковых веществ первых представителей микроскопи-
ческого зооплактона; на это по существу ушло в истории жизни на Земле более
двух миллиардов лет.
Появление в позднем докембрии червей, хиолитов и других ранних представите-
лей более "высокоорганизованных существ заставляет считать, что зоопланктон
только к этому времени развился достаточно и стал разнообразным и в морфоло-
гическом и в биохимическом отношениях, чему способствовала его пищевая база -
микроскопический фитопланктон и фитобентос водных бассейнов протерозоя. Так
удлинялась биологическая цепь жизни, удлинялись циклы жизни в древнейших сре-
дах, дававшие в отдельные моменты геологического времени более крупных и ана-
томически и биохимически сложных представителей жизни, которые лишь в ничтож-
ной доле попадают в виде окаменелых остатков к палеонтологу.
Ничтожно малая частица "смеси" исходных белковых веществ превратилась в
бесконечное многообразие таких же малых частичек жизни с колоссальным много-
образием их свойств, морфологии и жизнестойкости. Несомненно, огромные запасы
исходных сложных углеродных соединений осваивались жизнью и были вобраны ею в
круговорот полностью. Они стали живым веществом Земли. Поэтому понятно, что в
более поздние времена новые формы жизни уже не возникали.
Развитие углеродных соединений химическим путем в сторону усложнения до
стадии белковых должно было иметь свои скорости и занять большой этап геоло-
гического времени. Развитие микроскопических форм разного строения могло про-
изойти только в результате эволюции белковых веществ и физиологических и мор-
фологических изменений организмов. При этом в бесконечной смене особей шла не
только смена поколений, но и формирование видов, родов, семейств, соответст-
венно их приспосабливаемое к условиям среды и к сообществу друг с другом. Вы-
явлен медленный темп повышения размеров тел организмов, наиболее совершенных
для соответствующих этапов геологического времени.
Остаточное органическое вещество, часто захороненное в горных породах вме-
сте со скелетными образованиями форм древней жизни, возможно, содержит оскол-
ки молекул первичного его состава. Можно выразить надежду, что развитие био-
химической науки поможет нам распознавать исчезнувшие в ходе эволюции жизни
на Земле формы по вещественному их составу, по комплексам микроэлементов, со-
держащихся в ископаемых остатках. Важнейшую роль при этом играет закон един-
ства организма с условиями его существования, а также фактор количественных
соотношений между компонентами среды. Поэтому по организму мы уже смело гово-
рим теперь о свойствах среды, а по признакам "ископаемой" древней среды - о
возможных проявлениях жизни в ней.
По существу все организмы сложны. Их жизнепроявления состоят в образовании
вещества, построенного из "тяжелых" сложных молекул с огромным молекулярным
весом по сравнению с веществами косной мертвой природы. Ничтожное изменение в
свойствах среды влияет на организм, вызывая у поколения за поколением пере-
стройку каких-то молекул, каких-то органов или тканей, исполняющих их функ-
ции , и это приводит к изменению затем и внешних морфологических черт. Когда
мы говорим о "направленности" таких изменений, то мы, конечно, имеем в виду,
что естественный процесс, пока к нему не прикасалась рука человека, шел и
идет стихийно, с одновременным существованием и низших и высших, а главное в
комплексах, во взаимосвязи со средой и между собой, тогда как мы, в наших ин-
тересах, прослеживаем, например, иногда только развитие высших.
В основе существования жизни лежит зародышевая клетка и индивидуальное раз-
витие особей в их поколениях. Простейшие формы жизни и во взрослом состоянии
особей неотличимы от зародышевой клетки. Сложные многоклеточные организмы
проходят в своем индивидуальном развитии часто много промежуточных по уровню
жизни этапов, повторяя при этом в ускоренном темпе морфологическое развитие
данной ветви жизни, пока не появятся признаки вида. Это так называемый закон
рекапитуляции, закон повторения признаков предков в развитии каждой особи,
много давший зоологам и ботаникам и ставший важнейшим теоретическим положени-
ем при изучении палеонтологами ископаемых организмов. Этот закон позволяет
воссоздавать ход эволюции жизни и понять, в конечном счете, как отдельные
этапы ее развития в прошлом, так и возникновение того мира живых существ,
среди которого мы живем. Поэтому он обычно и именуется основным биогенетиче-
ским законом.
Материалы по ископаемым организмам от начала кембрия давно стали основой
выделения этапов геологического времени; для действительной меры времени и
длительности этих этапов абсолютная геохронология дала цифровую характеристи-
ку и продолжает давать к ней поправки и дополнения.
Глядя на схему развития жизни на Земле7, можно прийти к мысли об усилении
геологических процессов на Земле в ходе времени, о постепенном ускорении ее
развития вплоть до современности: для четвертичного периода (антропогена) эта
длительность определена около 1 млн. лет. Но это ложное впечатление. В дейст-
вительности земная кора в ходе геологического времени постепенно как бы успо-
каивается, процессы складкообразования, фазы и площади вулканизма сокращают-
ся. Прежние складчатые области земной коры "захватываются" режимами платфор-
менного типа, со спокойными, только вертикальными движениями и т. д.
Сокращение этапов геологического времени обусловлено способом выделения их
при помощи палеонтологических материалов. Оно отражает действительное убыст-
рение хода эволюции живого населения Земли. Причина этого убыстрения доста-
точно ясна. Поскольку в эволюции жизни сказывается эволюция многих факторов -
среды в геологическом ее понимании, условий жизни организмов, пищевого суб-
страта, биохимических процессов, живого вещества организмов и их органов, то
суммарное действие этих факторов приводило и приводит к ускорению изменений
формы организмов, их размеров, способности к миграции и т. д.
Органическая жизнь на Земле активно вмещалась в ход геологических процес-
сов . Она проявила себя как фактор изменения самой среды, образовав атмосферу
за счет элементов, до того находившихся в связанном состоянии. Она стала мощ-
ным геологическим фактором, поскольку активно участвовала и участвует в поро-
дообразовании, в отложении вещества многих осадочных горных пород и руд, неф-
ти и газов, поскольку она влияла на изменение глубины бассейнов и т. д. В об-
7 Начало публикации - Домашняя лаборатория №9 за 2017 г.
щем, раз появившись в биосфере, бактериальный мир менялся морфологически
очень мало, совершенствуясь в основном биохимически и физиологически. Только
с появлением высших организмов растительного и животного мира в массовом раз-
витии он дал и дает множество новых форм сапрофитного и паразитического ря-
дов, в том числе болезнетворных.
Мир растений, существующий с архея, был длительно представлен только водны-
ми и отчасти почвенными формами. Размах водорослевой жизни в протерозое был
неповторимым по своим проявлениям и по породообразующей роли этой группы ор-
ганизмов благодаря огромным запасам углекислоты. Эволюция вещества спор, при-
обретение ими относительно прочной оболочки позволило растениям выйти на су-
шу, где в разнообразных условиях жизни их эволюция ускорялась обилием солнеч-
ной энергии, развитием почвенных процессов и т. д.
К началу палеозоя живое зеленое вещество Земли удалило из палеоатмосферы
все ее запасы углекислоты, которая частично сохранилась в растворенном со-
стоянии лишь в глубинах вод гидросферы. Для наземных растений палеозоя и бо-
лее поздних эпох это обстоятельство временами ставило предел их количествен-
ному развитию. Поэтому наземные флоры в палеозое и позднее оказывались подчи-
ненными некоторому ритму, отчасти установленному геологами по эпохам углеоб-
разования на Земле. Сущность этого ритма, по-видимому, состоит в тесной связи
с выбросами углекислоты в атмосферу в эпохи вулканизма и массовым развитием
живого вещества фотосинтезирующих организмов в соответствующий этап геологи-
ческого времени.
Мир животных, возникший в тот же отдаленный момент, как и другие типы живо-
го вещества, долго "прозябал", не играя геологической роли. Но эволюция веще-
ства фитопланктона, микроскопического зоопланктона и накопление в биосфере
запасов кислорода создали мощный стимул для его массового развития к концу
синия и началу кембрия. С этого момента на Земле развилось много типов живот-
ных - от простейших (инфузорий и др.) к фораминиферам, от червей к примитив-
ным хордовым, к рыбам, от рыб к амфибиям, от амфибий к рептилиям, от рептилий
к плацентарным млекопитающим. Эта высшая по строению тел группа организмов на
ранней стадии развития была представлена животными весьма небольшого размера,
в основном насекомоядными. Вероятно, бурное развитие насекомых с конца палео-
зойского времени во многом стимулировало развитие этих животных с последующей
их специализацией как растениеядных, червеядных и др. Выделялись хищные фор-
мы, которые приобрели соответственно оформленные зубные аппараты, форму тела,
когти. Другие из растениеядных приспосабливались к быстрому бегу, в связи с
чем пятипалые конечности древних форм у них становились одно- и двухпалыми,
как у лошадиных и парнокопытных. Многие группы млекопитающих ушли снова в во-
ду, став морскими организмами, как киты, белухи, тюлени, сохранив при этом
способность дышать с помощью легких. Многие группы приспособились к лазанию
по деревьям, например обезьяны, и т. д.
Поэтому первая половина третичного времени была ознаменована широкой спе-
циализацией млекопитающих, которые освоили при этом все природные обстановки
- сушу, воды и воздух и пришли на смену пресмыкающимся, в большинстве исчез-
нувшим на грани мелового и третичного периодов, 70 млн. лет назад. Весь этот
богатый формами мир млекопитающих быстро достиг массового развития, чему, ве-
роятно, способствовала благоприятная для него эволюция пищи - развитие цвет-
ковых растений, плоды, семена, листья, кора и корни которых содержали многие
новые в природе вещества, полезные и важные для животных.
Ранние киты были небольшими животными, имевшими крупные зубы. Позднее есте-
ственный отбор привел к питанию китов мелкими рачками с помощью "китового
уса". От древних наземных хищников развились роды кошек, собак, куниц, медве-
дей и барсуков. Наибольшего разнообразия в третичное время на суше достигли
растениеядные формы наземных и водных животных.
Эволюция позвоночных животных.
Широко были представлены хоботные животные, предки современных слонов - ин-
дийского и африканского. Ископаемых хоботных известно около 400 видов. Ранние
их формы были не крупнее лошади. У них развились передние зубы - резцы, пре-
вратившиеся в бивни различного строения. Развился хобот - с помощью которого
животные могли подносить пищу ко рту, пить воду, срывать плоды с дерева и т.
д. Меритерии, мастодонты, динотерии были распространены широко, как и целый
ряд других групп млекопитающих. Несмотря на их бивни - резцы, которые, может
быть, в большей степени служили копательными орудиями, чем средством защиты
или нападения, эти животные часто становились жертвами хищников.
При специализации мелких насекомоядных животных в начале мезозойского вре-
мени обособилась группа таких, у которых не оказалось острых зубов и когтей,
не развились копыта на конечностях, не возникли крылья. Представители этой
группы, обитая в лесных условиях, находили там и приют и пищу в виде плодов,
ягод и насекомых. Они ходили по земле, но научились лазить по деревьям. Из
этой группы вышли в ходе времени обезьяны, полуобезьяны и человек. Это так
называемые приматы, т. е. "первенствующие", поскольку они составляют группу
самых высокоорганизованных существ на Земле. Общей их чертой явилось значи-
тельное увеличение объема черепной коробки по отношению к величине всего те-
ла, пятипалое строение конечностей. Особенно развилась у них хватательная
способность передних конечностей. В ряду этих животных были полуобезьяны, ле-
муры и другие формы. Ответвились обезьяны, перешедшие целиком к лазающему
способу существования в лесах. Появились бесхвостые человекообразные, среди
которых учеными выделены, по данным раскопок, остатки так называемых дриопи-
теков (древесные обезьяны); среди них возникали иногда гиганты, достигавшие
3-х метров в высоту (гигантопитеки). Остатки человекообразных обезьян найдены
и на территории СССР, близ селения Удабно в Грузии. Наибольшее количество ма-
териала по древним предкам человека обнаружено в Африке. Это были австралопи-
теки (южные обезьяны), существа, которые ходили на двух ногах вертикально или
слегка наклоняясь вперед и, несомненно, уже имели возможность сравнительно
далеко уходить от лесной зоны. Их череп уже походил на человеческий, мозг ве-
сил около 650-700 г. Челюсти их менее выступали вперед, чем у обезьян. Зверо-
образный вид их предков у них сменился чертами, приближающимися к облику че-
ловека. Поэтому австралопитеки и гигантопитеки признаются за прямых предков
человека.
Геологическое
время
Антропоген
Неолит
Палеолит
поздний
ранний
поздний
ранний
Плиоцен
Миоцен
Олигоцен
Эоцен
Меловое
Отряд: приматы
Подотряды и группы
"П
1 1 1 ^^^Ш Человек
III ^H Люди
1 | || <£> V неолита
|| |-| ^L M
11 1^1 %М Неандертальцы\
11 Ж <* ■ X. ■ палеолита
1 Ж :s. m * Ш m ff
1 ш ^1эв ^»#
1 | ш ^т Щ \т[06взьяно-люди
£% \ 1ж\ ^ Лж
31 ?*^к_ ■ *г
К 7
V
i *
*
*
\ i \
Эволюция человекообразных и человека.
Особенно интересные данные о прямых предках человека недавно были открыты i
пределах Восточной Африки. В результате многолетних работ английского архео-
лога Луиса СБ. Лики в ущелье Олдовай, к северу от оз. Иаси, в северной части
Танганьики, были открыты остатки древнего человека - зинджантропа8, который
уже умел изготавливать каменные орудия, но еще не знал огня.
Калий-аргоновым методом абсолютного летоисчисления была получена цифра от 1
570 000 до 1 890 000 лет. Была принята средняя цифра в 1 750 000 лет, что не
означает, конечно, даты появления этого человека (по последним сообщениям,
возраст олдоваиских находок Л.С.Б. Лики сейчас пересматривается в сторону
увеличения). Судя по строению зубов, очень крупных с гладкой жевательной по-
верхностью, зинджантроп был еще вегетарианцем. Он умел охотиться на зебру,
антилопу, крокодила и даже на крупнейшего хоботного динотерия. Его современ-
никами были саблезубый тигр и ряд других, позднее вымерших, животных. Зинд-
жантроп питался растительной пищей, но мог ловить птиц, черепах, грызунов,
змей, варанов и крокодилов.
Известны остатки китайского человека - синантропа, еще более близкого к со-
временному человеку. Синантроп, живший в период времени 700-600 тыс. лет до
современности, уже умел поддерживать огонь.
Его каменные орудия были уже лучше и, по-видимому, он одевался в шкуры и
занимался охотой. Остатки синантропа обнаружены в пещере Чжоукоудянь, недале-
ко от Пекина, где установлены следы его длительного обитания.
В центральной Европе в то время обитал неандертальский человек, который
владел огнем и примитивными каменными орудиями.
Неандертальский человек. Реконструкция.
Современное название - Парантроп Бойса (лат. Paranthropus boisei) — самый массив-
ный вид парантропов.
Человек по своему происхождению связан с миром животных, из которого уже
миллионы лет назад выделились и обособились его предки, начав путь самостоя-
тельного развития. Благодаря благоприятному для развития анатомическому
строению, труду, приспособляемости и развившейся способности мыслить человек
постепенно овладевал окружающей природой и одновременно изменялся сам. Поэто-
му, находясь в отдаленном родстве с остальными позвоночными, человек пред-
ставляет собой в непрерывной цепи развития самое совершенное звено. Это по-
могло ему расселиться по всем континентам нашей планеты.
Таким образом, благодаря физико-химическим процессам, химико-биологическому
возникновению живого вещества мертвая, безжизненная планета Земля за миллиар-
ды лет эволюции организмов естественным ходом развития стала местообитанием
сложнейшего мира бактерий, растений, животных и людей. Осваивая многообразные
жизненные ресурсы природы, человек создает для себя наиболее благоприятную
среду (жилье, одежда, пищевая база), изучает ее и в наше время проявляет ин-
терес уже к другим планетам, к космосу.
Заключение
Несмотря на гипотетичность, предположительность наших представлений о непо-
средственном механизме возникновения жизни из неживых углеродных соединений с
достаточной ясностью установлено, как возникла жизнь на Земле и как она затем
развивалась с проявлением биохимической эволюции ее живого вещества в услови-
ях непрерывного изменения среды. Всеми своими корнями органическая жизнь на
Земле связана с косным, мертвым, минеральным веществом. Эта связь составляет
основу самого процесса жизни, энергетическую вещественную базу жизни, от са-
мых ее примитивных форм до самых высокоорганизованных.
Химические элементы и их соединения, вовлеченные в процессы жизнедеятельно-
сти организмов, претерпели отбор с выделением тех изотопов и их соотношений,
которые в наибольшей степени обусловливали ход биохимических и биогеохимиче-
ских реакций со средой и внутри организмов. Выясняется особое значение для
проявлений жизни изотопа углерода - 12, изотопа кислорода - 16, определенных
соотношений изотопов серы (S32/S34) и т. д. Это раскрывает для нас возможности
и далее прослеживать проявления жизни в глубинах геологических времен и их
последующий ход методами геохимии. Наметившееся плодотворное сотрудничество
между геологией, геохимией, биогеохимией, физиологией, астрофизикой, экспери-
ментальной биохимией способно приносить и далее новые успехи в разработке
проблемы жизни и ее развития.
Очень важно развивать поиски и изучение конкретных остатков всех жизнепро-
явлений прошлого, а также их следов по вещественному (элементарному и изотоп-
ному) составу, поскольку к сохранению в "ископаемом" состоянии оказываются
способными даже многие органические вещества. Несомненно, особое значение
имеют прямые поиски органических остатков во всех толщах осадочных пород, где
они до сих пор еще не обнаружены. Действительно "немых" отложений с момента
возникновения жизни на Земле практически ныне уже не оказывается.
Особо следует считать важным и увлекательным прослеживание проявлений жизни
организмов в древнейших осадочных отложениях. Почти во всех горных районах
нашей страны горообразовательными процессами подняты на огромных площадях
складчатые серии древнейших отложений самого различного состава. По своей
мощности, измеряющейся многими десятками километров, эти докембрийские отло-
жения, в той или иной степени обогащенные различными вулканогенными и туфо-
генными образованиями, превосходят в несколько раз мощность всех более позд-
них отложений. Их понимание, расчленение и сопоставление встречают еще боль-
шие трудности. Между тем в составе серий древних пород всюду имеются мине-
ральные богатства, часто огромного практического значения, для поисков и вы-
явления которых нужны надежные методы и средства. Поэтому очень важно, что мы
имеем возможность распространять палеонтологический метод на отложения докем-
брия и выявлять в его слоях остатки разнообразных организмов, в основном пока
в виде бактерий и водорослей. Развитие таких работ весьма перспективно.
Единство жизни и среды, единство Земли и жизни и великая роль жизни в раз-
витии биосферы доказаны, но существует еще большое количество вопросов науч-
ного и практического значения, которые ждут своего разрешения с помощью пло-
дотворного сотрудничества ученых различных профилей.
Список
литературы
1. Вернадский В. И. Избранные сочинения, М. , Изд-во АН СССР, т. 1, 1954;
т. IV, 1959.
2. Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружение. М. ,
"Наука", 1971.
3. Виноградов А. П. Химический состав морских организмов. - "Труды Биогео-
хим. лабор. АН СССР", 1935-1936.
4. Виноградов А. П. Геохимическая история кислорода и фотосинтез. - "Изв.
АН СССР, серия биол.", 1947, № 3.
5. Вологдин А. Г. Геологическая деятельность микроорганизмов. - "Изв. АН
СССР, серия геол.", 1947, № 2.
6. Вологдин А. Г. Разгадка происхождения строматолитов. - "Природа", 1955,
№ 9.
7. Вологдин А. Г. Древнейшие строители рифов. - "Природа", 1955, № 11.
8. Вологдин А. Г. Палеонтология и поиски полезных ископаемых. М. , Изд-во
"Знание", 1960.
9. Вологдин А. Г. Свидетели миграции полюсов. - "Природа", 1961, № 5.
10.Вологдин А. Г. Древнейшие водоросли СССр. М., Изд-во АН СССР, 1962.
11.Войткевич Г. В. Происхождение и химическая эволюция Земли. М., "Наука",
1973.
12.Криштофович А. Н. Палеоботаника. Изд. 4-е, М., Гостоптехиздат, 1957.
13.Крылов И. А. На заре жизни. Органический мир докембрия. М. , "Наука",
1972.
14.Лис Г. Биохимия автотрофных бактерий. М., Изд-во иностр. лит-ры, 1958.
15.Ломоносов М. В. О слоях Земных. М., Госгеолиздат, 1949.
16.Миллер Стэнли Л. О синтезе органических веществ на первичной Земле. -
"Природа", 1958, № 5.
17.Некрасов А. Д. Чарльз Дарвин. М., Изд-во АН СССР, 1957.
18.Опарин А. И. Возникновение жизни на Земле. М., Изд-во АН СССР, 1957.
19.Орлов Ю. А. О мире древних животных. М., Изд-во АН СССР, 1961.
20.Перельман А. И. Геохимия древних ландшафтов. - "Природа", 1961, № 1.
21.Ранкама К. Изотопы в геологии. М., Изд-во иностр. лит-ры, 1956.
22.Рассел Г. Н. Солнечная система и ее происхождение. М. , Гостехиздат,
1944.
23.Рыжков В. Л. Ультрамикробы. - "Природа", 1961, № 2.
24.Сауков А. А. Эволюция геохимических условий в истории Земли. - "Приро-
да", 1958, № 2.
25.Пешков М. А. Первые шаги жизни на Земле. - "Природа", 1970, № 10.
26.Трофимов Б. А. Жизнь в глубинах веков. М. , Госкультпросветиздат, 1957.
2 7.Тугаринов А. И. , Войткевич Г. В. Докембрийская геохронология материков.
М., "Недра", 1970.
28.Фасенков В. Г. Происхождение и развитие небесных тел по современным
данным. М., Изд-во АН СССР, 1953.
29.Холодный Н. Г. Железобактерии. М., Изд-во АН СССР, 1953.
30.Шмидт О. Ю. Роль твердых частиц в планетной космогонии. - "Природа",
1956, № 11.
31.Шмидт О. Ю. Четыре лекции о теории происхождения Земли и планет. М. ,
Изд-во АН СССР, 1950.
32.Штрауб Ф. Б. О синтезе белковых тел. - "Природа", 1956, № 2.
33.Яковлев Н. Н. Организмы и среда. М., Изд-во АН СССР, 1956.
Ликбез
НАУЧНЫЕ ЛЕКЦИИ ДЛЯ ЖЕНСКОЙ АУДИТОРИИ
Всеволод Рудашевский
Лекция 1. Живые
организмы и клетки
По оценкам ученых, число видов живых организмов на Земле достигает, возмож-
но — 100 миллионов. Можно только вообразить — сколько тысяч лет потребуется,
чтобы выучить их латинские названия!! К счастью, я этим заниматься не буду,
но самые симпатичные, самые прикольные и необычные я выучить хочу — и как они
по-русски, и как по-английски, по-японски и по-голландски, и как на латыни.
Это приятно, если не насиловать себя запоминанием.
Например, вчера я увидел рядом со своим логовом бабочку с очень необычной
раскраской, и мне захотелось найти ее в энциклопедии, что я и сделал. По-
русски она, оказывается, называется «Цирестия тайваньская1». Английское на-
звание (common map2) кажется прикольным, так как раскраска бабочки в самом
деле напоминает некую причудливую географическую карту, следуя которой, может
быть, получится отыскать что-нибудь хорошее, или в крайнем случае просто где-
нибудь с удовольствием побродить.
И вот эти миллионы видов живых существ — они просто бесконечно, невероятно
разные — от бактерий, способных жить при экстремально высоких или низких тем-
пературах, до паразитов, выживающих в строго определенных условиях тела хо-
зяина. От неразличимых человеческим глазом микроорганизмов до кондоров с раз-
махом крыльев около трех метров, от каракатиц до апатозавров.
1 Cyrestis thyodamas formosana
2 Общая карта (англ.)
Несмотря на эти огромные различия, между разными живыми существами, между
всеми этими прыгающими, летающими, рычащими, свистящими, тихо ползающими,
громко квакающими живыми мордами есть и много общего:
1. Все они начинают свое развитие из одной единственной клетки (cell). При
этом одни так и остаются одноклеточными (их немного даже жалко, да?) , а дру-
гие развиваются в сложные организмы. Глядя на задумчиво жующего сахарный тро-
стник слона, как-то сложно представить, что вот эта громадина начала свое
развитие с ОДНОЙ клетки. Если об этом задуматься — возникают бесчисленные во-
просы: «Как из одной клетки получилось несколько?», «Почему разделившиеся
клетки стали развиваться по-разному — одна стала, например, клеткой кожи, а
другая превратилась в нервную клетку, живущую в спинном мозге — но запустив-
шую свой длиннющий хвост-аксон в самый кончик его лапы?», «Почему из этой
клетки получился именно слон, а не землеройка?»...
2. Каждый из них способен воспроизводить потомство, принадлежащее к тому же
биологическому виду (species): родительский организм передает следующему по-
колению информацию, определяющую с точностью до малейших деталей характери-
стики , которые должен иметь потомок. Это явление — наследственность (
heredity) — является ключевым в определении жизни, отличая ее от роста кри-
сталла, горения свечи, формирования волн на воде, взрыва сверхновой. В ходе
этих процессов тоже происходит упорядочивание структуры, возникновение новых
объектов, потребление и выделение энергии — но нет смены поколений существ,
максимально похожих друг на друга.
Иногда говорят, что поскольку вирус (virus) самостоятельно не способен да-
вать потомство, он вроде как и не живой. О вирусах подробнее будет сказано
позднее, а сейчас можно просто взглянуть на этот вопрос с общих позиций, и
если посмотреть внимательнее, то вирус, на самом-то деле, вполне удовлетворя-
ет правилу номер 2 - он все-таки способен производить потомство, используя
для этого другие клетки. Если бы это было не так, то вирусов сейчас и не было
бы. И разве его способ воспроизводства чем-то так уж значительно, так уж
принципиально отличается от того, каким пользуются все другие живые существа?
Нет, не так уж и принципиально. Человек тоже не способен дать потомство, меж-
ду прочим, если он не использует в той или иной степени других живых существ.
Для своего пропитания человек использует растения и животных. Дышит он кисло-
родом, которого бы не было в достаточном для жизни количестве, если бы не ра-
бота растений и микроорганизмов. Человеческий организм не способен существо-
вать без населяющих его бактерий — они уже давно превратились в необходимых
симбионтов. Они расщепляют для нас пищу, извлекая необходимые вещества, кото-
рые сами мы извлечь не в состоянии. Защитная армия бактерий разворачивается
на всей поверхности кожи и всех слизистых оболочках ребенка вскорости после
его рождения. Без нее он беззащитен перед другими микроорганизмами, являющи-
мися по отношению к нам хищниками, способными повредить или даже полностью
разрушить наш организм. Мы все, живущие на Земле, в невероятной степени зави-
симы друг от друга, даже если из-за невежества это кому-то таковым и не ка-
жется. Надо еще учесть и тот важнейший факт, что в отличие от, скажем, кри-
сталлов, вирусы наследуют мутации и находятся под давлением естественного от-
бора (natural selection). Некоторые вирусы-бактериофаги имеют, как выясни-
лось, собственную иммунную систему, способную видоизменяться и приспосабли-
ваться к внешнему миру. Кроме того, совсем недавно открытые огромные и сложно
устроенные мимивирусы проложили недостающий ранее мостик между миром вирусов
и миром более высокоорганизованных животных, так что представление о вирусах,
как о неживых или не совсем живых, кануло в лету. И сколько нам еще предстоит
узнать о вирусах, учитывая, что из нескольких миллионов известных на данный
момент вирусов, более или менее описано лишь несколько тысяч, а сколько их
еще не открыто... а сколько из них появляются прямо сейчас, видоизменяясь и му-
тируя? И количество вариантов организации генома вирусов поистине огромно, и
ни растения, ни животные, ни даже бактерии и археи не могут и близко в этом с
ними соперничать.
Возможно, кого-то это разочарует, но большинство живых организмов являются
одноклеточными. Они составляют больше половины всей биомассы Земли — и это
тем более удивительно, что мы не можем непосредственно наблюдать их вокруг
себя, и если бы не дотошные ученые со своими микроскопами, мы бы и не подоз-
ревали об их существовании.
Как ни покажется это странным для нас, многоклеточных, но в объеме одной
клетки может находиться все, что необходимо для её существования. Какая-
нибудь кишечная палочка (Escherichia coli) может питаться, двигаться, размно-
жаться, используя не многоклеточные органы (как делаем это мы) , а органеллы
единственной клетки. Может быть, ей показалась бы бессмысленным расточитель-
ством наша двигательная система, представленная совокупностью не просто раз-
личных клеток, а различных органов, складывающихся из миллиардов (!) клеток —
ведь ей достаточно наружных выростов ее единственной клетки и внутреннего
«мотора», вращающегося за счет движения протонов, чтоб добраться в любое ме-
сто, куда захочется.
Другие организмы в процессе эволюции решили отойти от подобного минимализ-
ма, и для начала стали объединяться в колонии клеток. После деления дочерние
клетки не расплывались в разные стороны для начала самостоятельной жизни, а
решали держаться рядом. Что им это давало, можно понять, взяв для примера со-
временную прокариоту (prokaryote - одноклеточное, лишенное ядра и органелл).
Прокариоты могут и любят жить тусовками. Например, миксобактерии живут в поч-
ве и питаются органическими молекулами. Чтоб сожрать молекулу, бактерия
(bacterium) должна ее расщепить, выделяя ферменты (enzyme) — мы делаем с пи-
щей то же самое, засовывая ее внутрь себя, где ферментам удобно на нее набра-
сываться . Но миксобактерия не может себе такого позволить, потому что ее еда
слишком большая, чтоб ее проглатывать. Поэтому она выделяет ферменты в окру-
жающую среду, ждет пока они разрежут еду на удобоваримые куски, а потом втя-
гивает их. Но если несколько клеток находятся рядом и испускают ферменты, то
их эффективность больше, соответственно каждой клетке при меньшем количестве
ферментозатрат перепадает больше питания.
Чем крупнее организм, тем больше у него возможностей использования ресур-
сов. Именно за счет многоклеточности дерево может иметь корни в земле (погло-
щая воду и питательные вещества) и листья в воздухе (поглощая энергию солн-
ца) . А я могу переместиться в кафе (поглощая стейк и горячее молоко), а потом
в логово, к компьютеру (поглощая мегабайты информации из интернета) — немного
более интересная жизнь, чем у одноклеточного.
Как только клетки начинали жить колонией, между ними происходило разделение
функций — каждая приобретала определенную специализацию. Одни перестраивались
так, чтоб защищать находящиеся внутри клетки, и эта перестройка шла в ущерб
другим жизненно необходимым для одиночной клетки функции. Но защитные клетки
не отмирали, так как выполнение этих функций брали на себя внутренние клетки,
которые при этом могли больше не задумываться о самозащите и творчески подхо-
дить к перевариванию поступающей пищи, или к передвижению, или к размножению.
Клевый пример перехода от одноклеточного (unicellular) организма к много-
клеточному — колониальная зеленая водоросль (alga) Вольвокс (volvox). Некото-
рые его виды содержат более 50 000 клеток, образующих полый шарик. Клетки не
просто находятся в одной куче, как тусовка миксобактерий — они соединены тон-
кими выростами и могут действовать согласованно: жгутики внешних клеток син-
хронно бьются, и шарик вольвокса катится по поверхности. Клетки колонии имеют
весьма выраженную специализацию — там есть даже яйцеклетки и сперматозоиды.
Каждое ярко-зеленое пятно внутри полупрозрачных шариков вольвокса — это как
раз яйцеклетка (ovum), и она совсем не похожа на мелкие жгутиконосные внешние
клетки.
Но конечно настоящее разнообразие клеток можно увидеть, только заглянув в
многоклеточный организм. Тут клетки настолько отличаются друг от друга, что
кажется невероятным принадлежность нейрона (neuron - клетки нервной системы)
и нефрона (клетки почки) к одному классу структурных единиц организма.
Уровни организации живой природы
Интересно выстроить эту цепочку составных частей, которые образуют много-
клеточное существо. И начинается она не с клетки, и не с клеточных органелл,
а с атомов. Зная особенности поведения и свойства атомов, составляющих моле-
кулы, из которых строятся клеточные органы, гораздо проще понимать — как же
все это функционирует. Это доставляет особое удовольствие — не просто знать,
что есть некий клеточный процесс, вроде сворачивания нити белка в сложную
трехмерную структуру, а осознавать, почему и как он сворачивается. Не просто
заучить формулу аденозинтрифосфата - молекулы (molecule), являющейся клеточ-
ным аккумулятором энергии, а увидеть внутреннюю красоту его структуры и разо-
браться, как именно он эту энергию запасает и отдает.
Глядя на эту схему, можно задаться и таким необычным вопросом: а где, соб-
ственно, начинается жизнь? На каком этапе в какой-то момент «живое» получает-
ся из «неживого», и если такой момент имеет место, то за счет чего это проис-
ходит? Организм несомненно живой, но органы, из которых он состоит, живыми
считать как-то не принято. Спускаясь ниже, мы наталкиваемся снова на то, что
общепризнанно является живым — клетки. Получается какая-то нелепость: сово-
купность живых организмов, которая, в конце концов, дает живой организм, сама
по себе живой не является? А является ли живой органелла (organelle) клетки?
Смотря какая.
В отношении митохондрий (на снимке ниже) такое утверждение можно сделать,
поскольку митохондрия (mitochondrion) является микроорганизмом, который ко-
гда-то давно, на заре эволюции, стал симбионтом для тогдашних клеток. А дру-
гие органеллы? А молекулы, из которых состоят клетки? Они-то уж точно не жи-
вые! Это скажет любой ученый. Значит берем множество молекул, составляем их
вместе... и получается жизнь? И в случае простейшего вируса таких молекул надо
не так уж много. Раньше, столкнувшись с этим вопросом, говорили о том, что
вирусы являются «организмами на границе живого», внося лишь еще больший сум-
бур, поскольку если мы сейчас не понимаем, что такое «живое» или «неживое»,
то введение понятия «границы живого» чем-то напоминает спазматичные попытки
богословов преодолеть внутренний кризис их убогой картины мира, построенной
на разного рода первобытных книжках, когда они придумали понятие «чистилища»,
где душа пребывает ни в аду, и ни в раю. Если молекулы вообще не обладают
«жизнью», а составленные из них вирусы и бактерии обладают... то в какой момент
появляется жизнь? Избежать такого вопроса, от которого шарики медленно зака-
тываются за ролики, можно лишь одним путем — постулировать, что в каком-то
смысле наиболее примитивной формой жизни являются и молекулы и атомы... впро-
чем, это уж совершенно непривычно для рассудка, хотя и избавляет нас от со-
вершенно неразрешимого вопроса о границе живого и неживого.
Независимо от того, каким окажется правильный ответ, сейчас мы можем оста-
новиться на том, что в сферу компетенции генетики (genetics), микробиологии и
биохимии входит рассмотрение таких форм жизни, которые, как минимум, подвер-
жены действию естественного отбора и эволюционируют с помощью мутаций (muta-
tion) .
Лекция 2.
Зарождение
жизни на Земле
Согласно современным представлениям, в первые 600 миллионов лет существова-
ния Земли жизнь на ней не возникала, то есть период с 4.6 до 4.0 миллиарда
лет назад проходил в столь бурных условиях, что Земле было не до жизни на
ней. Более того, вся та земная твердь, что была создана в то время, канула в
расплавленную верхнюю мантию Земли и успешно там расплавилась, поэтому мы да-
же не можем исследовать породы, которые тогда возникали.
Тогда еще не было ни сформировавшихся океанов, ни плотной атмосферы, не бы-
ло даже выделенного ядра и земной коры. Земля была то очень холодной, то по-
том очень горячей... и в общем там длинная и интересная история, связанная к
тому же с образованием Луны.
Этот очень длинный период истории Земли носит название «Катархей» (Hadean),
и подробно мы сможем его изучить не раньше, чем найдем планету, похожую на
Землю, находящуюся на таком раннем этапе своей эволюции.
Я по себе знаю, что запоминание временных границ разных геологических эпох
представляет из себя некоторую сложность. Главное, что следует делать в таких
ситуациях, это не учить их скопом. Взять какую-нибудь одну, и запомнить что-
то такое интересное, что происходило в это время, а спустя, скажем, неделю, а
то и две, добавить еще один период. Тогда информация спокойно уляжется в го-
лове и станет своего рода сеткой, на которую впоследствии будет удобно нани-
зывать другие эпохи и происходившие в них события. Поэтому сейчас я предлагаю
запомнить только вот этот Катархей, и иметь в виду, что сразу за ним следует
Архей, когда, наконец-то, возникла первая жизнь.
До сих пор люди — ученые и не очень — ведут споры о том, как же появилась
жизнь на Земле. Конечно, никто из нас не присутствовал при этом, не делал на-
блюдения , фотографии и т.п., но это не означает, что мы не можем достоверно
узнать — как же все это происходило. Если теория объясняет существующие фак-
ты, является внутренне непротиворечивой, успешно сосуществует с другими тео-
риями (теорией формирования Земли, например) и может быть подтверждена экспе-
риментально, то она заслуживает восприятия ее как факта, не принятого на ве-
ру , а доказанного.
Естественно, некоторые детали могут быть ошибочными, но в целом доказано,
что сначала в булькающем, пронизываемом молниями океане, где вода была пере-
мешана с атомами химических веществ, появились первые органические соединения
этих самых атомов. Органическими (organic) называют соединения, в основе ко-
торых лежат атомы углерода (carbon) , а к ним добавляются преимущественно во-
дород (hydrogen), азот, кислород, сера и фосфор. Это не просто случайный на-
бор элементов — каждый из них имеет свои особенности, делающие именно такой
состав первых молекул необходимым для выживания на Земле. В других условиях —
например, на крупнейшем спутнике Сатурна Титане — организмы имели бы другой
состав, так как для поддержания жизни им было бы необходимо вдыхать газооб-
разный водород, питаться молекулами ацетилена (который мы используем в газо-
вой сварке и для создания ракетного топлива) и выделять метан (methane -
СН4) .
Поэтому то, что мы состоим из наиболее соответствующих земным условиям ве-
ществ, не является неким мистическим совпадением. Это совершенно естественный
результат действия естественного же отбора в самом его начале, в первый мил-
лиард лет истории Земли. Чем больше было какого-то элемента, тем больше моле-
кул образовывалось с его участием. Чем более стабильна была определенная мо-
лекула, тем более длительное время она существовала. И тем больше было шансов
на то, что именно она будет включена в состав первых молекулярных сообществ,
появившихся, как только разные виды молекул научились использовать свойства
друг друга, чтоб их существование стало стабильнее и длительнее, чем сущест-
вование отдельной молекулы. Некоторые молекулярные сообщества образовывали
отгороженное от внешней среды пространство, и именно их можно считать первыми
существовавшими клетками. Предполагают, что было бесчисленное множество таких
комбинаций, собиравшихся и распадавшихся, но только некоторые оказывались
способными к успешному самовоспроизведению в условиях тогдашней Земли.
Считается, что все организмы произошли эволюционным путем от общей предко-
вой клетки, чье потомство было наиболее приспособленным в начальных условиях,
и смогло меняться вместе с изменениями окружающего мира.
Помня о том, что эта картина — продукт научных рассуждений и экспериментов,
мы можем наблюдать зарождение жизни с самого её начала.
Говоря об экспериментальном подтверждении теории возникновения жизни, обя-
зательно надо упомянуть об эксперименте, проведенном в далеком 1953 году
Стэнли Миллером (Stanley Miller) и Гарольдом Юри (Harold Urey). Интересно,
что Миллер тогда был всего лишь студентом Чикагского университета, ну а Юри
имел уже весьма солидный опыт ученого-физика, был пионером в исследовании
изотопов и открыл дейтерий, за что и получил Нобелевскую премию.
Идея эксперимента Миллера-Юри (Miller-Urey experiment) была очень проста.
Настолько проста, что выглядела немножко безумной. Упрощенно говоря, в обыч-
ной лабораторной колбе они воссоздали примерную атмосферу древней Земли, как
её представляли в то время: метан, аммиак, водород, монооксид углерода + вод-
ные пары. И сквозь всю эту смесь попускали электрические разряды, имитировав-
шие молнии, которых в атмосфере древней Земли было очень, очень много. После
всего этого они уселись и стали ждать — что получится. Получится ли жизнь или
хотя бы какие-то её зачатки. Всё-таки немного глупо, да? Не исключено, что
даже сами экспериментаторы неловко посмеивались над собой и друг над другом.
Но результаты оказались поразительными. Около 15% углерода перешло в органи-
ческую форму, и более того — 2% углерода оказались связанными в виде настоя-
щих, реальных аминокислот (amino acid), среди которых больше всего было гли-
цина . Еще там выявились сахара, липиды и предшественники нуклеиновых кислот.
С помощью такого «эволюционного самогоноварения» удалось получить целых 22
аминокислоты.
Естественно, результаты этого эксперимента впоследствии подвергались самой
разнообразной критике — как конструктивной, так и обскурантистской. С тех пор
этот эксперимент был повторен сотни и тысячи раз по мере того, как совершен-
ствовались наши представления об атмосфере древней Земли, и нас ждут еще ты-
сячи еще более усложненных подобных экспериментов, но очевидно, что тот пер-
вый, наивный и в высшей степени несовершенный эксперимент явился своего рода
аналогом того пресловутого «маленького шага» Армстронга по Луне, который за-
ложил фундамент под правильное понимание возникновения жизни. Очевидно, что
атомы и состоящие из них молекулы при определенных условиях, возникающих на
формирующихся планетах, самостоятельно, самопроизвольно, в соответствии с за-
конами физики и химии, а не по произволению крылатого мужика с арфой, образу-
ют органические молекулы, на которые затем начинает действовать механизм ес-
тественного отбора.
Интересно, что прямо в наше время мы можем быть (и я надеюсь, будем) свиде-
телями зарождения жизни на Титане (Titan), спутнике Сатурна, ведь там проис-
ходит почти то же самое, что было на Земле, только жизнь, если она там и воз-
никнет, будет основана на другом молекулярном наборе, способном функциониро-
вать при температурах минус 200 градусов. Некоторые уже проведенные моделиро-
вания показывают, что такое вполне возможно.
Химический состав бактериальной клетки
100%
СУХОЙ
ОСТАТОК
10-20%
Органические
вещества
97%
Минеральные
вещества
3%
1 *Т
Белки
52%
Углеводы
17%
Лшшды
9°о
Нуклеино-
вые кислоты
19%
—»
i »
РНК
16%
ДНК
3%
Азот. сера,
фосфор, калин,
кальций, магнии,
железо, марганец
Микроэлементы:
цннк? медь,
коб&тьт. барий
Почему образование именно тех веществ, что были получены в эксперименте
Миллера-Юри, считают подтверждением предполагаемого механизма зарождения жиз-
ни? Потому что именно из них состоят существующие на Земле живые организмы.
Обычная бактерия состоит из белков (protein), строительным элементом которых
являются аминокислоты. Кроме этого она состоит из Сахаров, липидов (жиров и
жироподобных веществ) и нуклеиновых кислот. Если сравнить бактерию с челове-
ком, то разница будет только в количестве той или иной составляющей, но сами
составляющие будут точно такими же.
Каждое из этих веществ является абсолютно необходимым для жизни. Нуклеино-
вые кислоты являются носителями информации, определяющими — как именно будет
развиваться и функционировать организм. Белки — это основные строительные
элементы клетки, а также непременные участники и катализаторы происходящих в
клетке всевозможных процессов преображения атомов в молекулы и органеллы (по-
стоянные специализированные структуры в клетках). Белки являются также про-
водниками сигналов — как внутри клетки, так и вне ее. Липиды — один из основ-
ных компонентов клеточных мембран, но помимо этой чисто строительной функции
они участвуют и во многих других клеточных процессах. Из разного рода сахари-
дов состоят все углеводы.
Если взглянуть на роль всех этих веществ как бы свысока, с перспективы, то
вполне может показаться, что именно белки играют наиболее выдающуюся роль в
жизнедеятельности клетки, и эта точка зрения вполне имеет право на существо-
вание, так что иногда даже сама наша земная жизнь определяется как форма су-
ществования белковых тел, и все же сами по себе белки могут проявлять себя
таким выдающимся образом лишь постольку, поскольку другие жизненно важные ве-
щества помогают им в этом. Если взглянуть на схематическое устройство какого-
нибудь белка, то вполне можно испытать шок — они в самом деле чрезвычайно
сложны сами по себе, да еще и удивительным образом скомпонованы, сложены, и
иногда кажется совершенно невероятным, что такой запутанный, кажущийся хао-
тичным клубок на самом деле является точнейшим инструментом для осуществления
филигранных операций внутри и снаружи клеток. На самом деле пугаться не сто-
ит . В конце концов, белки построены очень логично, и если начинать изучать их
строение понемногу, с самых основ, от простого к сложному, то рано или поздно
ты будешь наслаждаться тем, что без особого труда сможешь «читать» этот клу-
бок , видеть в нем разные его элементы и понимать — что тут для чего.
Мы не будем сейчас вдаваться в детали всех этих липидов и Сахаров, но в за-
вершение этой лекции все-таки можно вывести на сцену двух главных героев ге-
нетики как таковой. Когда первые, самые простые органические молекулы только
появились, вряд ли они предполагали, насколько интересной будет их жизнь че-
рез миллиарды лет. Они просто тусовались в бульоно-океане, сталкивались между
собой, и либо отскакивали, либо прилипали друг к другу, когда получающаяся
конфигурация атомов (atom) оказывалась энергетически выгодной. Именно такое
прилипание позволяло аминокислотам со временем (с ОЧЕНЬ большим временем)
объединяться в длинные молекулы белков, а нуклеотидам (это кирпичики нуклеи-
новых кислот) — в полинуклеотиды. Из двух видов полинуклеотидов самая извест-
ная — это ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), и она гораздо более известна,
чем РНК (рибонуклеиновая кислота) за счет того, что именно она является носи-
телем генетической информации развитых живых существ.
Именно молекула ДНК является главным и любимым объ-
ектом изучения генетики, а все остальное к этому при-
лагается. Именно эта молекула, играющая центральную
роль во всей жизни на Земле, в конечном счете и опре-
делила то, что ты будешь именно человеком, а голубо-
ногая олуша (blue-footed booby) будет именно олушей.
ДНК определяет каждую деталь твоего тела. Не только
твой пол, цвет глаз и форму попы, но и все-все самые
наимельчайшие особенности.
Если сейчас ты в тексте видишь слишком много незна-
комых терминов, то это несущественно — это самое об-
щее описание, которое затем будет уточняться, а пока
просто прими к сведению эту самую общую картину: из
сложных органических молекул мы можем выделить такие
классы, как белки, сахара, липиды и нуклеиновые ки-
слоты. Нуклеиновые кислоты, несущие генетическую ин-
формацию — это, во-первых, ДНК (DNA) и, во-вторых,
РНК, и сложены они из кирпичиков — нуклеотидов
(nucleotide). Вот этого пока и достаточно.
Лекция 3. Общее
строение клетки
Сразу же после образования первой клетки эволюция начала вносить свои кор-
рективы , приспосабливая возникающие клетки для выживания в окружающей среде.
Чисто технически происходило это с помощью так называемых мутаций. Дело в
том, что клеточный аппарат, позволяющий создавать копии существующих клеток,
к нашему счастью не совсем идеален. Удивительно, но именно способность к
ошибкам сделала жизнь возможной. В результате таких ошибок довольно часто по-
являлись неидеально точные копии родительской клетки. Кто-то из них в резуль-
тате оказался совершенно непригодным для жизни и умирал — таких, видимо, было
подавляющее большинство. Другие мало чем отличались и кое-как выживали. Но
иногда в результате мутации появлялась клетка, которая получала совершенно
новые способности, очень полезные для выживания. В итоге и она сама чувство-
вала себя прекрасно, и ее потомство сразу же получало по наследству эти пре-
имущества и быстро вытесняло конкурентов. Такой механизм естественного отбора
действует на все живые существа, от вирусов до животных. Он поразительно
прост, и в этом его красота.
Мы вполне можем предположить, что в процессе появления первых клеток были и
такие, чей аппарат воспроизводства работал безупречно точно. У этих видов не
было ни малейших шансов закрепиться в этом мире, ведь другие клетки, плодя-
щиеся с ошибками, рано или поздно порождали поколения, которые были устроены
все более и более эффективно. «Ошибаюсь — значит существую!» — такой лозунг
на самом деле гораздо более подходит для живых существ, чем аналогичный, упо-
минающий способность мыслить. Говоря более строго, мутации возникают также и
в связи с жесткими воздействиями окружающей среды, будь то или радиация или
прочие влияния, затрагивающие деятельность аппарата по воспроизводству.
Бесчисленные смены все более и более совершенствующихся в результате мута-
ций поколений приводили к тому, что изменения накапливались, и одноклеточные
живые существа все меньше походили друг на друга. Менялись их формы, размеры,
все более разным становилось внутреннее строение. Каждый новый вид находил
свою нишу. Кто-то более эффективно мог искать еду, а кто-то быстрее за ней
бегать. Кто-то научился переваривать то, что недоступно другим, а кто-то был
более защищен от пагубных воздействий окружающей среды. Кто-то был менее за-
метен для хищников, а кто-то формировал более эффективные защитные механизмы.
И так далее и тому подобное.
У появившихся позже многоклеточных существ различия между клетками станови-
лись еще более значимыми, потому что разные их виды брали на себя разные
функции организма, и каждая клетка, совершенствуясь в выполнении своей функ-
ции, все меньше и меньше походила на исходную и на своих клеток-партнеров.
Тем не менее, все они оставались именно клетками, не превращаясь во что-то
иное. Точно так же собаки, произошедшие от одомашненных несколько тысяч лет
назад волков, остаются именно собаками несмотря на то, что иногда кажется не-
вероятным объединение в один биологический вид настолько разных существ, как
тибетский мастиф и такса.
Как животное или растение состоит из отличающихся друг от друга видом и
функцией органов, так и клетка состоит из органелл. Одни и те же органы у
разных существ могут выглядеть очень по-разному, но сходство между лапкой
стрекозы и лапой страуса очевидно. Это одна и та же часть тела, с одним и тем
же предназначением, и имея знание о конечностях у одного живого существа,
можно с известной осторожностью перенести его на другое. Про клеточные орга-
неллы можно сказать то же самое: знания общей структуры одного из видов кле-
ток достаточно, чтоб иметь общее представление о любой клетке.
Важно помнить, что сейчас это будет именно общим представлением, неким ос-
товом, на который очень постепенно будут нарастать все более подробные зна-
ния. Пока будет вполне достаточно, если после прочтения этой лекции у тебя
останется представление о клетке как о вместилище причудливых, непохожих друг
на друга органелл. В последующих лекциях каждая из них будет разобрана от об-
щего строения до мельчайших деталей, и именно через такое постепенное изуче-
ние все подробности будут запоминаться так же просто, как запоминаются имена
и характеристики героев детектива.
Итак — вот она, клетка. Точнее — очень и очень сильно упрощенная её схема.
Пройдемся по каждому обозначенному тут объекту, не вдаваясь в детали, но
указывая наиболее существенную информацию, отличающую его от других.
1. Клеточная оболочка (или клеточная мембрана) (cell membrane или plasma
membrane) отделяет содержимое клетки от окружающей среды, защищает от его
растекания в пространстве и повреждений органелл. Это необходимый компонент
каждой клетки. Выглядеть она может очень по-разному: например, мембрана любой
инфузории (infusoria) покрыта мелкими выростами-ресничками (с помощью которых
она за секунду проплывает расстояние, десятикратно превышающее ее размер), а
мембраны клеток лука кажутся ровными, сросшимися боками стенками.
2. Рассматривая клетки лука в микроскоп с увеличением в несколько сотен
раз, можно увидеть не только клеточные стенки, но и ядро клетки (nucleus) и
содержащиеся в нем хромосомы (chromosome) . Хромосомы — это плотно упакованные
молекулы нуклеиновой кислоты ДНК, несущей полную генетическую информацию о
строении всего организма, а не только конкретной его клетки. На этой фотогра-
фии хромосомы выглядят клубками черного вещества или изогнутыми толстыми ли-
ниями, а ядро тут видно как темно-зеленое облачко, в котором находятся черные
точки хромосом. В любой клетке любого существа содержится нуклеиновая кисло-
та.
Ядерная оболочка
Внешняя мембрана ^
Внутренняя мембрана
Ядрышко ^^^w
Кариоплазма ^М
Хроматин 1 ^
Гетер ахроматин —- V-
Эух ром актин <Г^1
Г
л *
Рибосомы <^"
Ядерные поры *
% о
.. \vi
^ \ о
Г^^^ ^^^^о С
/ в о ' " 0 °Э о
/" • - о ° °
о « Q Ь° о о *
о ° о о в
в в 0 в 0 в
о 0 о о о
Чем сложнее организм, тем большая длина нуклеиновой кислоты потребуется для
записи полной информации о нем. С какого-то момента развития упаковка длинных
молекул в клеточное ядро стала важным преимуществом, позволившим развиться
гораздо более сложным существам. Ядро предохраняет нуклеиновые кислоты от пе-
ремешивания с веществом клетки и от повреждений, позволяя им достигать длины,
невозможной для безъядерных клеток. При этом существа без клеточного ядра не
вымерли, а продолжают занимать заметное место в биосфере.
На этой картинке видно, что ядро клетки само по себе является сложным объ-
ектом, и основные его элементы — это ядрышко (nucleolus) и хроматин
(chromatin), заключенные в ядерную оболочку (nuclear envelope). Хроматин —
это и есть вещество хромосом, состоящее из ДНК и белков, которые обслуживают
работу центра всей генетической информации. Именно здесь информация, заклю-
ченная в ДНК, хранится и подвергается считыванию для того, чтобы жизнь про-
должалась .
3. Митохондрия — энергетическая станция клетки, извлекающая энергию из пи-
тательных веществ и запасающая ее в виде специальных молекул. Мы можем восхи-
щаться невероятной сложностью и гармонией жизни в целом и клетки в частности,
и при этом можно отдавать себе отчет, что ничто из этого не могло бы сущест-
вовать и функционировать, если бы не подпитывалось энергией. И вот эту роль
всеобщего энергетического поставщика и взяла на себя митохондрия.
Когда я говорю «взяла на себя роль», это не просто фигура речи. Это отраже-
ние того удивительного факта, что когда-то давно, на заре развития жизни, ко-
гда одноклеточные еще царили в живой природе, первобытная митохондрия как-то
раз столкнулась нос к носу с первобытной прокариотои. В отличие от предыдущих
их встреч, закончившихся менее благоприятно, на этот раз всё произошло иначе.
То ли митохондрия была несколько отличной от других в результате мутаций, то
ли прокариота, то ли обе, но так или иначе случилось странное: прокариота по-
глотила митохондрию и... и возникла пауза. Вместо того, чтобы переварить мито-
хондрию и поползти дальше, прокариота так и оставила ее в себе в непереварен-
ном, живом виде (может у нее было несварение желудка). И оказалось, что вдво-
ем им очень даже неплохо. Вдвоем, в симбиотической связи, они смогли открыть
совершенно новые горизонты существования. Прокариоты не могли использовать
кислород для производства энергии, а митохондрии это умели делать отлично. И
этот союз оказался настолько прочным, что в дальнейшем произошла специализа-
ция, что еще более повысило эффективность их сотрудничества — митохондрии пе-
редали часть своих генов прокариоте, чтобы не тратить время и усилия на по-
сторонние дела, и сосредоточились на получении энергии. В свою очередь, про-
кариота могла больше не мучаться от недостатка энергии и прекратить пытаться
ее добывать своими несовершенными средствами, и теперь можно было сосредото-
читься на том, чтобы эту энергию активно и созидательно тратить. Со временем
этот процесс зашел так далеко, что митохондрии полностью потеряли способность
к самостоятельному существованию, как и клетки теперь не смогут выжить без
митохондрий.
В сложном многоклеточном организме, чем больше потребность каких-то клеток
в энергии, тем больше там митохондрий, причем это положение дел может быстро
меняться — начни качать свои мышцы, и количество митохондрий в твоих мышечных
клетках быстро и бурно начнет расти. В каждой нашей клетке находится от не-
скольких сот до нескольких тысяч митохондрий, и они занимают 10-20% всего
объема клетки! Ничего удивительного, ведь без энергии всё встанет.
Кроме этого, митохондрии способны перемещаться по клетке в ту ее часть, где
именно сейчас требуется повышенное содержание энергии, но перемещение само по
себе требует энергии, поэтому некоторые митохондрии стали длинными, даже
очень длинными и очень разветвленными — так проще обслуживать энергией уда-
ленные участки клетки. А другие митохондрии научились создавать целые объеди-
ненные комплексы, так же как мы делаем атомные электростанции, состоящие из
множества отдельных блоков. Такое объединение имеет название «митохондрион»
(mitochondrial complex). К примеру, таких митохондрионов особенно много в на-
шем сердце, которое постоянно требует много энергии.
На этом предельно упрощенном рисунке видно, что энергетическая станция
клетки устроена очень сложно, и в будущем мы займемся её более внимательным
рассмотрением.
4. Что такое цитоскелет (cytoskeleton) , в целом ясно из его названия. Это
совокупность прочных белковых нитей (рис. ниже), из которых состоит клеточный
каркас. В отличие от скелета животных, цитоскелет очень подвижен и способен
моментально собираться и разбираться в нужном месте, например, чтобы изменить
форму клетки и обеспечить её движение, или чтобы создать «трубопровод» для
пересылки нужных веществ из одного места клетки в другое. Деление клетки так-
же происходит благодаря активной работе цитоскелета.
Существует три вида белковых нитей цитоскелета:
а) микрофиламенты (microfilaments),
б) промежуточные филаменты (intermediate filament),
в) микротрубочки (microtubule).
Они состоят из разных белков и выполняют разные функции. Пока можно просто
принять это к сведению и пойти дальше.
5. Рибосома (ribosome) — это органеллы, которые согласно чертежам, записан-
ным в ДНК, строят белки. В основном они сидят на мембранах эндоплазматической
сети, но бывает, что и просто свободно плавают в цитоплазме клетки. Устройст-
во рибосомы и сам процесс синтеза белков настолько сложны, что я даже и не
буду пытаться сейчас хоть как-нибудь примерно их описывать. Взглянув на эту
модель рибосомы, можно убедиться в том, что осуществляемый ею процесс синтеза
белков вряд ли обещает быть очень простым. Тем не менее, здесь тоже всё зави-
сит от уровня детализации. Пока что просто можно запомнить, что рибосомы —
это фабрики по производству белков.
Производство самих рибосом осуществляется в вышеупомянутом ядрышке, а со-
стоит эта белковая фабрика наполовину из белков, а наполовину из РНК.
Поскольку рибосома так сложна, получается, что в этом кратчайшем обзоре
клеточных органелл о ней почти что нечего и сказать без того, чтобы не увяз-
нуть в тонких материях. Но есть кое-что простое, что можно упомянуть для то-
го, чтобы придать ей дополнительный привкус индивидуальности, чтобы она лучше
уложилась в памяти. Молекулы РНК, входящие в состав рибосомы, содержат в себе
элемент магний (magnesium) . И не просто так, для украшения, а в качестве
очень важного компонента. Стоит удалить атомы магния, и вся рибосома рассы-
пется. Таким образом, рибосома является киборгом, в котором органическая
ткань сращена с металлом.
Вообще магний, который, конечно же, не входит ни в список четырех главных
химических элементов органики (кислород, водород, азот, углерод), ни даже в
список шести главных элементов (+ фосфор + сера), тем не менее, в живых тка-
нях не редкость, и объясняется это тем, что на заре зарождения жизни в море
было очень много магния (сейчас его заменил натрий), так что не удивительно,
что его постепенно приспособили к выполнению важных жизненных функций.
6. Эндоплазматическая сеть или, иначе говоря, эндоплазматический ретикулум
(endoplasmic reticulum) . Сокращенно — ЭПР (ER) . Это совокупность полостей,
пузырьков и канальцев, окруженных собственной мембраной.
Он состоит из двух частей — гранулярный ЭПР (rough ER) — на картинке обо-
значен красным цветом, и гладкий ЭПР (smooth ER) — обозначен светло-
коричневым .
Про гранулярный ЭПР мы уже говорили — тут на стенках тихо-мирно сидят рибо-
сомы, обозначенные на картинке пупырышками, и производят белки. А в гладком
ЭПР в основном производятся углеводы, липиды (т.е. жиры), и ещё разные гормо-
ны — как для собственного потребления, так и для экспорта за пределы клетки.
Например, половые гормоны синтезируются именно тут, так что спасибо гладкому
ЭПР за то, что у нас есть возможность получать соответствующие ощущения, на-
слаждения и впечатления. И можно только позавидовать некоторым инфузориям, у
которых есть целых 7 полов! Любопытно представить, какая у нас была бы жизнь,
если бы наш сексуальный мир был таким же разнообразным. Но может еще и будет,
ведь эволюция человеческого вида, по сути, ещё только начинается.
7. Аппарат Гольджи (Golgi apparatus) — это совокупность цистерн и мешочков.
Его основная функция — транспортировка веществ, синтезированных в ЭПР, плюс
их модификация, доведение до окончательной формы. Многие виды белков, синте-
зированных «начерно» в ЭПР, проходят здесь чистовую обработку и приобретают
свою окончательную форму. Соответственно в цистернах аппарата Гольджи полно
специальных белков-ферментов, которые и трудятся над поступающими из ЭПР по-
луфабрикатами .
Интересно, что по мере того, как белки-полуфабрикаты проходят по конвейеру,
перемещаясь из цистерны в цистерну, они маркируются специальными метками,
указывающими на то, в какой стадии готовности находится тот или иной белок,
что позволяет наладить бесперебойный и безошибочный процесс их своевременного
перемещения всё дальше и дальше. Перед тем, как выпустить продукцию, специ-
альные выпускающие белки упаковывают её в пузырьки и направляют по определен-
ному адресу внутри клетки.
8. Лизосома (lysosome) — это великий перевариватель. Всё, что клетке не
нужно, лизосомы старательно переваривают, расщепляют на составные части, ко-
торые в дальнейшем поступают снова на клеточные конвейеры для производства
чего-то полезного. Изображение лизосомы — самое простое из всех, которые тут
раньше были — шарик или эллипсоид, напичканный специальными белками-
ферментами, которые как пираньи разгрызают все, что к ним попадает. Впрочем,
более уместна аналогия с рабочими-монтажниками, которые аккуратно разбирают
попавшие к ним объекты на составные части, чтобы они тут же могли быть ис-
пользованы для производства других молекулярных комплексов.
Некоторым растительным и грибным клеткам достаточно лишь одной крупной ли-
зосомы. Животные клетки насчитывают их сотни и даже тысячи.
Если клетка захватила снаружи какие-то посторонние вещества или частицы или
бактерии, то она их использует по-деловому: направляет в лизосомы для дезин-
теграции .
Иногда лизосомы используются для решения совсем необычных задач. Например,
каждому головастику когда-то приходит время превратиться в лягушку, и хвост
ему для этого не нужен. Можно просто отбросить его, но с другой стороны хвост
— это же не просто полграмма высококачественного белка, это еще немало и дру-
гих питательных и важных веществ, которые на дороге не валяются. Жизнь при-
учила головастика относиться к накопленному биоматериалу с рачительностью,
поэтому лизосомы, находящиеся в хвосте, попросту переваривают его, и получен-
ные питательные вещества используются для того, чтобы он как можно скорее
превратился в настоящую, полную изящества принцессу-лягушку.
И на этом хватит. Конечно, ещё можно было бы упомянуть о том, что внутрен-
нее пространство клетки заполнено цитозолью (cytosol) — жидкостью, состоящей
почти полностью из воды с растворенными в ней разными полезными минералами, в
которую и погружены все органеллы. Можно было бы описать устройство того
изящного хвостика, который виден на схеме клетки... но всё это уже не так суще-
ственно, и в любом случае будет потом подробно рассмотрено в тематических
«боковых ответвлениях» от главной, генетической нити этой публикации. И в
конце я не упущу возможности представить обладателя приза «самое необычное
существо этой лекции». Любуйся — та самая инфузория, которая наслаждается
всеми прелестями жизни среди своих сородичей аж семи разных полов.
Лекция 4. Устройство
атома — атомное ядро
Человеку, который собрался изучать генетику, пролистал несколько книг по
этой тематике, прочел оттуда несколько параграфов, наверное, покажется стран-
ным наличие такой лекции в генетическом курсе. Устройство атома?... Устройство
молекул — это было бы вполне понятно, но атомы? Для того, чтобы понимать в
общих чертах разные генетические штуки, слишком детально представлять себе
устройство атома, конечно, не обязательно, но если ты хочешь более глубоко
разобраться в межмолекулярных взаимодействиях, на которых и строится собст-
венно вся биохимия, то без хотя бы поверхностного понимания того, как устроен
атом, уже совершенно точно не обойтись. И я даже не говорю о таких очевидных
вещах, как, например, ковалентная или ионная связи, разобраться в сути кото-
рых было бы интересно, если ты хочешь понимать, какие молекулярные и атомные
сочетания могли бы быть более устойчивы, а какие менее, и почему, и при каких
условиях они будут разрушаться, и почему, и как они могли бы видоизмениться,
и почему. Это очевидно.
Но нужно учесть еще и то, что живая клетка представлет собой настолько по-
разительный организм, что для нее квантовая физика, физика элементарных час-
тиц являются не чем-то далеким и отвлеченным, а самым что ни на есть актуаль-
ным, злободневным, данным ей в непосредственном ощущении. Например, клеточные
мембраны представляют собой настолько филигранно работающие механизмы, что
кроме осуществления транспорта довольно крупных ионов они способны управлять
даже отдельными протонами. А переконфигурация электронных облаков — совершен-
но обыденное дело при разнообразных превращениях веществ внутри и вовне клет-
ки.
Поэтому, чтобы не оставлять в этой области белых пятен, пугающих тебя своей
неизвестностью, лучше во всем этом постепенно разобраться. Самый минимум ин-
формации об устройстве атома, которого будет вполне достаточно для дальнейше-
го движения по генетической линии данной публикации, будет изложен в несколь-
ких лекциях, а дальше тема уйдет в боковое ответвление, которое можно продол-
жать читать, или пропустить и вернуться к нему позже или не возвращаться во-
все. Но при этом следует иметь в виду, что чем больше существенной информации
у тебя есть из области смежных наук, тем больше вероятности того, что общая
картина, которую ты перед собой видишь, приобретет особенно пронзительные,
особенно выпуклые черты. Тем больше вероятности, что в твоей голове зародятся
неожиданные и смелые гипотезы. Тем больше вероятности, что ты сможешь полу-
чать наслаждение от изучения наук.
Я прекрасно понимаю, что у многих аллергия или на физику в целом, или кон-
кретно на атомную физику. Многие еще в детстве получили такую прививку, после
которой уже даже и пробовать не хочется разобраться во всех вопросах устрой-
ства атома. И, тем не менее, я уверяю, что при определенной степени упрощения
всё тут обстоит довольно просто — попробуй, увидишь.
Представить себе какой-нибудь атом можно довольно просто. Представь себе
нечто вроде солнечной системы, ядро которой состоит из одного или нескольких
тяжелых комочков материи, а вокруг ядра вращаются более мелкие. Это и есть
самая элементарная картина атома. Можно при этом представлять себе такую кар-
тинку, как здесь, можно какую-то другую, более или менее красочную — это не
важно, потому что в любом случае это пока ещё слишком далеко от реальности —
это лишь самая грубая модель. Тем не менее, и эта модель позволит нам запом-
нить несколько важных фактов:
• Тяжелые частицы, находящиеся в ядре (nucleus) атома, бывают двух типов:
протон (proton) и нейтрон (neutron) . На этой картинке мы тоже видим два
вида шариков, окрашенных в разные цвета. Каждый протон имеет положительный
электрический заряд, равный условной единице (+1), в то время как нейтрон
электрически нейтрален, т.е. электрического заряда у него нет.
• Протоны и нейтроны почти одинаковы. Их масса и размеры отличаются настоль-
ко малой величиной, что мы совершенно спокойно можем считать их идентичны-
ми совершенно во всем, кроме того, что протон имеет электрический заряд.
Шарики на картинке тоже нарисованы примерно одинакового размера.
• Протоны и нейтроны очень плотно упакованы, тесно прижимаются друг к другу
в ядре. Плотность материи в ядре такая, что кубический сантиметр такого
вещества весил бы полмиллиарда тонн. Из такого материала состоят нейтрон-
ные звезды. Если такой кубик уронить себе под ноги, то он в силу своей ог-
ромной массы и маленького размера пролетел бы сквозь всю Землю, практиче-
ски не замечая сопротивления — как сквозь газ. И так и продолжал бы летать
туда-сюда вокруг центра тяжести Земли, делая дырку за дыркой.
За счет чего же протоны и нейтроны так притягиваются друг к другу? За счет
особой силы, которая действует на такие частицы, как они. Эта сила называется
«сильным взаимодействием» (strong interaction) . Эта сила никак себя не пока-
зывает нам в нашей обыденной жизни. Мы ходим по Земле, а не улетаем в космос,
благодаря гравитации, которую пока что условно будем считать «силой». Кроме
этого, мы везде вокруг себя видим проявления электрической и магнитной сил,
которые являются на самом деле единой электромагнитной силой. С электричест-
вом мы сталкиваемся не только тогда, когда суем вилку в розетку. Такое при-
вычное нам трение — это тоже отчасти результат того, что электроны, принадле-
жащие атомам одной поверхности вступают во взаимодействие с электронами, при-
надлежащими атомам другой поверхности, что и создает трение даже в том слу-
чае , когда обе поверхности будут идеально ровными на наш взгляд. А вот с
сильным взаимодействием мы никаким образом в своем быту непосредственно не
пересекаемся, хотя весь мир атомов, из которых мы состоим, обладает такой
стабильностью именно потому, что нейтроны и протоны в ядре атомов очень мощно
притягиваются ею друг к другу.
• Мы видим на этой картинке и вращающиеся вокруг ядра электроны. По сравне-
нию с протоном, электрон (electron) очень мал. Насколько именно? Масса
электрона в 1836 раз меньше массы протона.
Здесь и сейчас в этой лекции появилось первое число. Не стоит бояться чи-
сел . Числа помогают нам составить более точное представление о предмете изу-
чения. Если сейчас нашей глобальной целью является изучение клетки, ДНК, раз-
ных генетических механизмов, то было бы очень неудобно не иметь никакого
представления о том, какие размеры присущи тому или иному элементу. Без пра-
вильных представлений о размерах мы могли бы начать придумывать разные несо-
образные глупости. Поэтому встречающиеся в этой публикации числа ты восприни-
май спокойно и с предвкушением. Их не будет слишком много, и немного сложно
будет только в начале. Чем больше ты будешь узнавать размеров тех или иных
объектов, тем легче будут укладываться в голове и остальные параметры.
Если тебе интересно, ты можешь запомнить число 1836 тем или иным образом.
Если ты живешь в Техасе, то, возможно, знаешь, что Республика Техас получила
независимость от Мексики именно в 1836-м году3. Если тебе не чужды сексуаль-
ные игры мазохистского плана, то может быть ты знаешь, что в 1836-м году ро-
дился Захер-Мазох4. Ну, или, в конце концов, ты можешь запомнить, что масса
электрона примерно в 2000 раз меньше массы протона — этого будет вполне дос-
таточно .
Поскольку масса протона исключительно мала, то измерять ее в граммах было
бы совершенно бессмысленно — пришлось бы писать слишком много нулей после за-
пятой, да и зачем это? В чем смысл каждый раз писать, что масса такой-то мо-
лекулы равна одной триллионной от одной миллиардной грамма, да еще сколько-то
там долей... свихнуться можно. Гораздо проще массу атомов и молекул измерять
какой-то такой величиной, которая сравнима с ними. Поэтому сделали очень про-
сто: вместо граммов и килограммов ввели единицу массы, удобную для использо-
вания именно в мире атомов и молекул. Мы взяли один протон и сказали, что его
масса теперь и будет исходным мерилом всех масс микромира, и назвали мы эту
меру «атомной единицей массы» (atomic mass unit), или сокращенно «а.е.м.» (
amu). Масса нейтрона, как уже говорилось выше, равна (с устраивающей нас точ-
ностью) массе протона и тоже равна 1 а.е.м.
Теперь стало очень легко сравнивать массы молекул, ведь если одна молекула
весит, скажем, 20 а.е.м., а другая — 100 а.е.м, то мы сразу легко представля-
ем себе существующую между ними разницу. Более того, мы понимаем сразу, что в
первой молекуле в сумме имеется 20 протонов и нейтронов, раз ее вес равен 20
а.е.м, а во второй — 100, и нам совершенно всё равно, сколько это в килограм-
мах или фунтах.
Когда что-то измеряют в а.е.м., то говорят, что «относительная атомная мас-
са этой молекулы равна такой-то величине». Иногда говорят просто «атомная
масса» или даже «атомный вес» — для генетики это неважно, все эти термины
равно приемлемы.
• Каждый электрон имеет электрический отрицательный заряд, также равный ус-
3 2 марта 1836 года на Собрании представителей американских переселенцев была подпи-
сана декларация о независимости от Мексики. В ответ были посланы мексиканские вой-
ска. Столкновения продолжались на протяжении почти 10 лет и зависели от того, укреп-
лялись ли позиции мексиканского правительства или ослаблялись. США официально в эту
борьбу не вмешивались, хотя тысячи добровольцев в США вербовались для помощи техас-
цам. Вооружённые конфликты между Мексикой и Техасской республикой позволила прекра-
тить не столько присоединением последней к США в 1845 году, сколько победой США в
Американо-мексиканской войне 1846—1848, полностью подавившая сопротивление и терри-
ториальные претензии Мексики. Когда Техас отделился от Мексики, он изначально наме-
ревался стать рано или поздно частью США (хотя в среде техасцев также существовала
идея расширения Техаса, с превращением его в огромное государство с территорией до
Тихого океана).
4 Леопольд фон Захер-Мазох (1836—1895) — австрийский писатель. В 1886 году психиатр
и невролог Рихард фон Крафт-Эбинг ввёл новое понятие в психиатрии и сексопатологии,
связанное с творчеством писателя, — мазохизм. В работе «Половая психопатия» фон
Эбинг высказал предположение, что Леопольд фон Захер-Мазох сам имел данную сексуаль-
ную девиацию.
ловной единице со знаком минус (-1) . Потому-то электроны и привязаны к
атомному ядру — между ними и протонами возникает сильное электрическое
притяжение. Это притяжение и обеспечивает стабильность атома.
• В любом атоме число протонов и число электронов обычно одинаково, поэтому
в целом, издалека, сумма положительных зарядов уравновешивается суммой от-
рицательных, так что атом получается электрически нейтральным. Но электро-
ны, хоть и привязаны к ядру очень прочно, все же могут быть оторваны от
него ещё большей силой. Бывает и так, что при некоторых обстоятельствах
атом захватывает лишние электроны.
Если атом отдал один свой электрон (или несколько электронов), то теперь в
нем электронов стало меньше, чем протонов, а значит положительных зарядов в
нем стало больше, и в целом атом становится положительно заряженным. Такой
атом уже называется «ион» (ion) , и в данном случае — это положительно заря-
женный ион.
Если же атом захватил один или несколько лишних электронов, то он становит-
ся отрицательно заряженным ионом.
• Количество протонов внутри ядра атома обозначается в физике буквой «Z» и
имеет ключевое, огромное значение. Эксперименты показали, что именно это и
определяет — атом какого химического элемента находится перед нами. Ни ко-
личество нейтронов, ни количество электронов на это не влияют. Если в ядре
один протон — перед нами водород. Если два — гелий, и так далее. Порядко-
вый номер элемента в «Периодической таблице элементов» (periodic table) и
показывает — сколько в его ядре находится протонов.
• Но если электроны, «вращающиеся» вокруг ядра, не оказывают никакого влия-
ния на то, какой перед нами химический элемент, то это не значит, что они
совсем не важны. С точки зрения химии, с точки зрения химических взаимо-
действий они как раз оказываются важнее, чем протоны в ядре, и понятно по-
чему. Ведь когда два атома приближаются друг к другу, то они начинают
взаимодействовать между собой именно своими «электронными оболочками»
(electron shell), то есть совокупностью «вращающихся» вокруг ядер электро-
нов . Именно поэтому химические свойства элементов в гораздо большей степе-
ни зависят от того, как именно эти электроны начнут между собой взаимодей-
ствовать , чем от того, сколько там протонов.
Для того, чтобы понять, как именно электронные оболочки атомов взаимодейст-
вуют друг с другом, нам надо разобраться в том, как же именно электроны в
атомах располагаются на своих местах, и почему слово «вращаться» я беру в ка-
вычки. Это будет рассмотрено в одной из следующих лекция, а пока что можно
отвлечься и подумать вот о чем. В космосе существуют так называемые «нейтрон-
ные звезды», которые состоят только из нейтронов. Невообразимой силы гравита-
ция сверхмассивных звезд привела к мощному сжатию звезды, и в итоге это сжа-
тие стало таким мощным, что электронные оболочки попросту вдавились в ядро.
Когда протон сдавливается с электроном, он превращается в нейтрон, и в итоге
вместо протонов, нейтронов и электронов у нас остаются только нейтроны. Плот-
ность материи нейтронной звезды как раз примерно такая же, как и плотность
вещества в ядрах атомов. Получается, что ядро каждого атома представляет со-
бой микроскопическую нейтронную звезду, и мы сами состоим из бесчисленного
количества нейтронных микрозвезд. Так может и черные дыры в нас есть?
(Вроде той, что на рис. ниже)
Ликбез
МИР МИКРОБОВ
ВЗАИМСЮТНОШЕНИЕ МЕВДУ СТРУКТУРОЙ
И ФУНКЦИЕЙ В КЛЕТКАХ ПРОКАРИОТ
МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА
ЖГУТИКОВ И ПИЛЕЙ
Два класса нитевидных поверхностных придатков бактерий — жгутики и пили —
объединяет много общих структурных особенностей, хотя они различаются как по
функции, так и по внешней форме. И те, и другие происходят из клеточной, мем-
браны и выступают наружу, пройдя через клеточную стенку. Их длина может пре-
вышать диаметр клетки почти в 10 раз. Наружную часть этих органелл можно от-
делить от клетки механическими способами (например, под действием гидродина-
мических сил в гомогенизаторе) и в дальнейшем выделить и очистить. Нити жгу-
тиков и пилей состоят из особых белков, называемых флагеллинами и пилинами.
При воздействии нагреванием или кислотой на выделенные жгутики или пили можно
получить белковые субъединицы (мономеры), которые имеют относительно неболь-
шой мол. вес (от 17 000 до 40000). Изучение выделенных жгутиков и пилей с по-
мощью электронного микроскопа и методом дифракции рентгеновских лучей показа-
ло, что белковые мономеры собраны в спиральные цели, закрученные вокруг полой
сердцевины. Отсюда следует, что строение нити зависит от свойств составляющих
ее белковых субъединиц и определяется размером субъединиц, числом собранных
из них целей, а также величиной шага спиралей. Жгутики разных бактерий не-
сколько различаются по диаметру (от 12 до 18 нм) и по форме (т. е. по высоте
и шагу спирали нити). Пили разных типов заметно различаются по ширине (от 4
до 35 нм). Такая незначительная изменчивость в пределах каждого класса орга-
нелл, очевидно, отражает различия в свойствах отдельных флагеллинов и пили-
нов, обусловливающих их способность к агрегации. Показано, что единичная му-
тационная замена в аминокислотной последовательности флагеллина может приво-
дить к изменению высоты и длины волны спирали образующегося из него жгутика.
На рис. 30 схематически изображена предполагаемая ультраструктура довольно
подробно изученных нитей двух видов: жгутиков Salmonella typhimurium и пилей
типа I Escherichia coli.
^ *- ^ *-
2 2 ,м
Рис. 30. Модели, показывающие предполагаемое спиральное располо-
жение белковых субъединиц в бактериальных жгутиках (вверху) и
пилях 1(а) и Р(Ь).
Базальная
структура
жгутика
При удалении жгутиков и пилей под действием гидродинамических сил эти орга-
неллы разрываются вблизи клеточной поверхности, следовательно, их базальные
структуры при этом не обнаруживаются. Однако использование более мягких мето-
дов разрушения клеток (осмотического лизиса, обработки детергентами) позволя-
ет выделить жгутики вместе с их интактнымии базальными структурами.
Полный жгутиковый аппарат состоит из трех отдельных участков. Самый внешний
участок — спиральная жгутиковая нить постоянной толщины — построен из флагел-
лина. Вблизи клеточной поверхности нить присоединена к несколько более широ-
кому участку, так называемому крючку. Он имеет длину около 45 нм и состоит из
какого-то другого вида белка. Крючок в свою очередь соединен с базальным
тельцем, полностью локализованным внутри клеточной оболочки (рис. 31).
Ь
Рис. 31. Электронная микрофотография пурпурной бактерии
Rhodospirillum molischianum. Видна базальная структура жгутика, со-
стоящая из базального крючка и присоединенных к нему парных дисков.
Базальное тельце состоит из небольшого центрального стержня, вставленного в
систему колец. У грамотрицательных бактерий базальное тельце имеет две пары
колец (рис. 32) . Внешняя пара (кольца L и Р) размещена на уровне внешнего и
внутреннего слоя стенки соответственно; их функция, по-видимому, заключается
в том, что они служат втулкой для стержня, проходящего через оба эти слоя
стенки. Внутренняя пара (кольца S и М) локализована на уровне клеточной мем-
браны: кольцо М либо погружено в нее, либо находится непосредственно под ней,
тогда как кольцо S лежит чуть выше, примыкая, вероятно, к внутренней поверх-
ности пенгадогликанового слоя (рис. 33).
На жгутиках грамположительных бактерий имеются только нижние (S и М) коль-
ца; очевидно, верхняя пара не является необходимой для укрепления стержня,
так как он проходит через относительно толстую и гомогенную грамполо-
жительную стенку. Это различие существенно, поскольку оно означает, что для
функционирования жгутика достаточно только колец S и М.
>Базальное тельцр
Рис. 32. Схематическая модель базального конца жгутика Е. coli
основанная на электронных микрофотографиях выделенной органеллы.
Липополисаха-
ридная
мембрана
жш^ V V W Пептидоглика-
т^щ* А А А А новый слой
Цитоплазмати-
ческая мембрана
Рис. 33. Модель, показывающая предполагаемые пространственные
связи между базальной структурой жгутика и внешними слоями клет-
ки Е. coli. Размеры даны в нанометрах.
Синтез
жгутиковой
нити
При соответствующих физико-химических условиях мономеры флагеллина могут
реагрерировать в опытах in vitro с образованием нитей, по своему внешнему ви-
ду сходных со жгутиками, из которых эта мономеры были получены. Такой процесс
сборки требует присутствия затравочных структур: коротких фрагментов жгутика,
к которым могут присоединиться молекулы флагеллина. Подобные фрагменты обна-
руживают структурную полярность; с помощью электронной микроскопии было пока-
зано, что один конец у них закруглен, а другой имеет выемку. Если затравочные
фрагменты пометить антителами против жгутиков, то можно показать, что субъе-
диницы флагеллина присоединяются только к концу с выемкой (рис. 34). Для того
чтобы выяснить, какому концу интактного жгутика, присоединенного к бактери-
альной клетке, соответствует зазубренный конец фрагмента, был поставлен ост-
роумный эксперимент по изучению роста жгутиков в клетках Salmonella
typhimurium. Добавление к ростовой среде аминокислотного аналога п-
фторфенилаланина приводит к тому, что клетки S. typhimurium начинают синтези-
ровать необычные («курчавые») жгутики с меньшим шагом спирали, чем в норме.
Если нормальные клетки культивируют в течение 2—3 ч в присутствии этого ана-
лога, а затем проверяют распределение «курчавости» в их жгутиках, то оказыва-
ется, что она всегда обнаруживается на дистальном конце жгутика, тогда как
его базальные части сохраняют обычный шаг спирали. Отсюда следует, что удли-
нение нити жгутика происходит путем присоединения новых субъединиц флагеллина
к ее верхушке. Маловероятно, чтобы субъединицы присоединялись к верхушке рас-
тущего жгутика после их выделения из клетки и перемещения через среду. Скорее
всего они синтезируются у основания жгутика и передвигаются к месту включения
через его полую сердцевину.
°00ос л>Ьшпмнт(
осо°°°
3
'■щнинп
Рис. 34. Схема эксперимента, демонстрирующего одновекторный рост
in vitro бактериального жгутика. 1 — срезанный фрагмент жгутика,
покрытый антителами против жгутиков (2); 3 — субъединицы флагел-
лина.
Механизм
движения
жгутиков
Роль жгутиков как органов движения бактерий можно продемонстрировать в
очень простом эксперименте. Если жгутики механически отделить от клеток, то
последние становятся неподвижными. Рост жгутиков быстро возобновляется, при-
чем их нормальное число и длина восстанавливаются приблизительно за одну ге-
нерацию. В процессе роста жгутиков клетки сначала обнаруживают лишь враща-
тельное движение; поступательное движение начинается после того, как жгутики
достигнут некой критической длины.
В течение многих десятилетий обсуждался вопрос о способе, посредством кото-
рого бактериальные жгутики приводят клетку в движение, однако лишь недавно
были получены экспериментальные данные, свидетельствующие в пользу существо-
вания специального механизма. Эти данные, рассмотренные ниже, показывают, что
жгутики представляют собой полужесткие спиральные роторы, каждый из которых
вращается вокруг своей длинной оси по часовой стрелке или против нее. Движе-
ние органелле сообщает через ее основание жгутиковый «мотор». Предполагается,
что он действует благодаря вращению колец S и М относительно друг друга. Как
уже говорилось, кольцо М располагается внутри клеточной мембраны или непо-
средственно под ней. Необходимо, чтобы кольцо S также было закреплено в
структурном материале, только в этом случае возможно передвижение клетки за
счет вращения двух колец относительно друг друга. По всей вероятности, кольцо
S соединено с внутренней поверхностью клеточной стенки. Наличие такой связи
могло бы объяснить неподвижность протопластов при сохранении у них интактных
жгутиков после полного удаления лизоцимом бактериальной клеточной стенки.
Данные в пользу предложенного механизма получены в экспериментах с мутанта-
ми Е. coli, утратившими способность к плавательному движению в результате об-
разования у них структурно аномальных жгутиков. У мутантов одного типа возни-
кают прямые жгутиковые нити, мутанты другого типа вообще не образуют нитей, а
их жгутики построены из целого ряда крючков, длина которых составляет 1—2
мкм. При обработке мутантов антисывороткой против их аномальных жгутиков об-
разуются хлопья, состоящие из клеток, которые связаны друг с другом благодаря
комплеисам, формирующимся между антителами и соответствующими жгутиками. Та-
кие связанные клетки вращаются вокруг точки их соединения со скоростями от 2
до 9 оборотов в секунду. Вращающаяся клетка может модулировать свое движение
тремя способами: путем непрерывного вращения в одном направлении (например,
по часовой стрелке), путем остановки и последующего возобновления вращения в
том же направлении и, наконец, путем изменения направления вращения (напри-
мер, против часовой стрелки). Хотя эти наблюдения касаются вращения клетки,
подразумевается, что одновременно вращаются и жгутики. В случае мутантов с
прямыми жгутиками вращение жгутика было показано прямым способом при исполь-
зовании небольших шариков из латекса, покрытых антителами, специфичными по
отношению к жгутикам. Некоторые из таких шариков, добавленных в суспензию не-
подвижных клеток, присоединялись к жгутикам на расстоянии 1—2 мкм от поверх-
ности клетки, при этом было видно, что они очень быстро вращаются.
Эти наблюдения наводят на мысль, что крючок жгутика приводится во вращение
расположенным под ним мотором, после чего движение передается жгутиковой ни-
ти. По-видимому, клетка обладает способностью изменять как скорость, так и
направление вращения, а также частоту остановок и пусков. Бактерии с перитри-
хальным жгутикованием перемещаются на небольшие расстояния по прямым линиям,
причем это движение периодически прерывается внезапными и случайными измене-
ниями направления пути — так называемыми кувырканиями. Недавние наблюдения
показали, что спокойное плавание клеток в фиксированном направлении осуществ-
ляется путем равномерного вращения жгутиков против часовой стрелки (если
смотреть на жгутик вдоль его оси вращения по направлению к клетке). Кувырка-
ния происходят в тот момент, когда жгутик начинает вращаться в обратную сто-
рону — по часовой стрелке.
Политрихальные полярные пучки жгутиков у спирилл имеют достаточную толщину,
чтобы различить их при фазово-контрастном микроскопировании. Во время спокой-
ного плавания клетки оба полярных пучка жгутиков вращаются в одинаковом на-
правлении. Спириллы никогда не кувыркаются; перемена в направлении движения
достигается реверсией вращения пучка жгутиков, что приводит к изменению на-
правления пути точно на 180°. Механохимическая основа работы жгутикового мо-
тора не известна1. Однако существует много данных, указывающих на то, что эта
работа зависит прямо (или, что более вероятно, косвенно) от непрерывной гене-
рации клеткой АТФ2. Подобно другим подвижным бактериям, являющимся облигатны-
ми аэробами, флуоресцирующие псевдомонады становятся неподвижными сразу же,
как только запас кислорода во влажном препарате оказывается исчерпанным. Од-
нако подвижность флуоресцирующих псевдомонад может поддерживаться и после ис-
черпания кислорода, если их обеспечить аминокислотой L-аргинином. Клетки,
подвижность которых индуцирована аргинином в анаэробных условиях, двигаются
медленнее, чем клетки, находящиеся в аэробных условиях. Их подвижность вос-
станавливается через несколько секунд после того, как они перестали двигаться
вследствие истощения запасов кислорода. Такая индуцированная подвижность обу-
словлена способностью флуоресцирующих псевдомонад катализировать неокисли-
тельное превращение аргинина в орнитин, сопровождаемое синтезам АТФ (рис.
35) .
+н,о
HOOCCHNH,(CH2),NHCNH2 —*- HCKDCCHKH^CH^^NHCONHj + NHj
Аргинин NH
Цитруллин
Н,Р04
О
N
■NH>C-0-PO,H*
Карбамоилфосцрат
АТФ АДФ HOOCCHNH^CH^NHj
Орнитин
Рис. 35. Механизм так называемой «аргинин-дигидролазной» реак-
ции, с помощью которой происходит образование АТФ путем суб-
стратного фосфорилирования.
ХЕМОТАКСИС
ПОДВИЖНЫХ
БАКТЕРИЙ
В суспензии жгутиковых бактерий клетки находятся обычно в состоянии непре-
рывного, но хаотического движения. Однако при создании в популяции бактерий
градиентов некоторых химических веществ клетки мигрируют и скапливаются в той
части градиента, в которой концентрация данного вещества оказывается для них
оптимальной. Некоторые вещества, вызывающие ответную реакцию клеток (главным
образам пищевые субстраты), действуют как атрактанты в том смысле, что клетки
скапливаются в области более высокой концентрации этого вещества. Другие
(большей частью токсичные) вещества действуют как репелленты, т.е. клетки из-
бегают районов высокой концентрации этих веществ и собираются в той части
градиента, где их концентрация наименьшая. Такое поведение называют хемотак-
1 См. статью «Молекулярные моторы» - Домашняя лаборатория №6-7 за 2017 г.
2 Имеются данные о том, что движение жгутиков осуществляется благодаря генерации
трансмембранного электрохимического потенциала [Скулачев В.П., FEBS Lett., 1, 74
(1977)]. —Прим. ред.
сисом. Для разных бактерий специфические вещества, вызывающие ответные реак-
ции, неодинаковы, и каждый вид характеризуется своим особым химическим спек-
тром.
У большинства подвижных бактерий молекулярный кислород вызывает ответные
реакции так называемого аэротаксиса. Картины распределения бактериальных кле-
ток, обусловленного аэротаксисом, можно легко наблюдать во влажных препара-
тах, где градиент кислорода устанавливается за счет его диффузии, направлен-
ной от краев покровного стекла к центру препарата. Большая часть облигатных
аэробов скапливается у краев покровного стекла, в то время как спириллы, от-
носящиеся к микроаэрофилам, собираются в виде узкой полосы на некотором рас-
стоянии от них. Для подвижных облигатных анаэробов кислород является репел-
лентом, и они сосредоточиваются в центре влажного препарата, где концентрация
кислорода наименьшая (рис. 36).
;/
4
./<>
'ярхзпющщ
Wfflrtfttffiffl
/ t
•-' '
У
t
1 У :
* /л' i
,■'// •
ШШШШЁ^Шк
е****\
X 1
%4**+*e
|
/
/
Г <•
';
/
1 S ■■'■■'
тт 1
#
4
"• \
В
Рис. 36. Реакции аэротаксиса у подвижных бактерий (по Бейерин-
ку) . Суспензии различных бактерий были помещены на предметные
стекла и накрыты покровными стеклами. А. Аэробные бактерии скап-
ливаются вблизи краев покровного стекла, где концентрация кисло-
рода наибольшая. Б. Микроаэрофильные бактерии сосредоточиваются
на некотором расстоянии от края. В. Облигатиые анаэробы собира-
ются в центральной зоне, почти лишенной кислорода.
Адлер (J. Adler) с сотрудниками детально изучили реакции хемотаксиса у кле-
ток Е. coli на органические соединения (сахара и аминокислоты). Их исследова-
ния показали, что далеко не все соединения, которые могут служить питательны-
ми веществами, играют роль атрактантов. Например, дисахарид мальтоза — атрак-
тант, а дисахарид лактоза (тоже хороший субстрат) не обладает таким свойст-
вом, хотя продукты его расщепления (глюкоза и галактоза) представляют собой
атрактанты. И наоборот, аминокислота серии — сильнодействующий атрактант, а
пируват, первый образующийся из него продукт, таковым не является. Соедине-
ния, действующие как атрактанты, не обязательно подвергаются метаболизму; на-
пример, D-фукоза — неметаболизируемый аналог D-галактозы — и почти такой же
хороший атрактант, как и галактоза. Для систематического изучения реакций Е.
coli на сахара и аминокислоты использовались мутанты, не способные метаболи-
зировать или узнавать атрактанты. Проводилось также изучение конкуренции -
между различными атрактантами. Эти исследования привели к идентификации 11
отдельных хеморецепторов, каждый из которых способен вызывать ответную реак-
цию на некоторые специфические соединения (табл. 3). Установлено, что в роли
рецепторных молекул для галактозы и мальтозы выступают связывающие белки,
специфичные для данных Сахаров и локализованные в периплазме клетки. Мутанты,
утратившие один из этих связывающих белков, теряют способность реагировать на
соответствующий сахар. Хеморецепторы служат только градиент-чувствительными
устройствами и прямо не связаны с органами движения, так как утрата в резуль-
тате мутации специфических хеморецепторов не нарушает подвижности клеток.
Табл. 3. Хеморецепторы клеток Escherichia coli
для Сахаров и аминокислот и их специфичность
Название
хеморецептора
Аспартатный
Сериновый
Глюкозный
Галактозный
Фруктозный
Маннитный
Рибозный
Сорбитный
Трегалозный
N-ацетил-глюкозаминный
Мальтозный
Узнаваемые вещества
(в порядке уменьшения
чувствительности)
L-аспартат
L-глутамат
L-метионин
L-серии
Глицин
L-аланин
D-глюкоза, D-манноза
D-галактоза
D-глюкоза
D-фукоза
L-арабиноза
D-ксилоза
L-сорбоза
D-фруктоза
D-маннит
D-рибоза
D-сорбит
Трегалоза
Ы-ацетил-Б-глюкозамин
Мальтоза
Вещества, узнаваемые
более чем одним
рецептором
Аспарагин, цистеин
D-глюкозамин, 2-дезокси-Б-
глюкоза, метил-ос-Б-глюкозид,
метил-р-Б-глюкозид
В связи с бактериальным хемотаксисом возникает вопрос: каким образом такие
мелкие организмы определяют концентрационные различия химических градиентов
на расстоянии длины отдельной клетки (2—3 мкм)? Недавние эксперименты показа-
ли, что на самом деле бактерия не производит непосредственного пространствен-
ного сравнения концентраций атрактанта на двух концах клетки. Вместо этого
она попользует временную градиент-чувствительную систему, т. е. в некотором
роде ячейку «памяти», позволяющую клетке сравнить настоящую и прошлую «кон-
центрации вещества за короткий период времени. Время затухания в системе па-
мяти составляет многие секунды. Таким образом, если бактерия проплывает рас-
стояние в 30 мкм за 1 с, а ее память имеет время затухания, равное 60 с, она
может сравнивать концентрации вещества на расстоянии около 1,8 мм, что почти
в 1000 раз превышает длину ее тела. При этом требуется на несколько порядков
меньшая точность, чем та, которая была бы необходима при использовании систе-
мы непосредственного пространственного определения концентрации.
Наконец, мы должны рассмотреть вопрос о том, каким образам бактерия, ис-
пользуя информацию, полученную с помощью такого зависимого от времени процес-
са, перемещается в направлении более высокой концентрации атрактанта. По-
видимому, механизм такого перемещения (по крайней мере, у Е. coli и родствен-
ных бактерий) основан на частоте кувырканий клетки, другими словами, на час-
тоте, с которой направление вращения жгутикового мотора изменяется на проти-
воположное. Бактерия, плывущая в направлении возрастания концентрации атрак-
танта, воспринимает положительный временной градиент и кувыркается с меньшей
частотой, чем обычно. В то же время бактерия, плывущая в направлении снижения
концентрации атрактанта и воспринимающая отрицательный временной градиент,
кувыркается чаще обычного. Так как каждое кувыркание вызывает случайное изме-
нение направления движения, в итоге клетка, находящаяся в градиенте, большую
часть времени плывет в сторону повышения градиента, а не наоборот: отсюда ха-
рактерная миграция бактерий в область более вышкой концентрации атрактанта.
ФОТОТАКСИС
ПУРПУРНЫХ
БАКТЕРИЙ3
Подвижные пурпурные бактерии могут реагировать на градиент интенсивности
света — явление, известное как фототаксис. Такое поведение можно легко проде-
монстрировать , проектируя узкий пучок яркого света на слабо освещенную в ос-
тальных участках суспензию подвижных пурпурных бактерий, в которой клетки -
распределены равномерно и движутся беспорядочным образом. За 10—30 мин боль-
шая часть популяции собирается в ярком пятне, действующем как «световая ло-
вушка». Механизм такого перемещения показан на рис. 37. Плавающая клетка по-
падает в световое пятно за счет случайного движения. Попав в него однажды,
она не в состоящий его покинуть вследствие двигательного шока (т. е. внезап-
ного изменения направления (перемещения), возникающего каждый раз, когда она
пересекает резкий градиент интенсивности света, отделяющий ярко освещенное
пятно от окружающей его более темной области.
/'
0
in 0
0 о "'
'I' I'll
^ Г
■ ч
Рис. 37. Схема действия «световой ловушки».
Если влажный препарат подвижных пурпурных бактерий освещать не белым све-
том, а светом, разложенным в спектр в результате пропускания его через приз-
му, то при фокусировании лучей на препарате клетки быстро собираются в поло-
3 Пурпурные бактерии (Purple bacteria) — разнородная группа фотосинтезирующих проте-
обактерий, обитающих в солёных и пресных водах. Пурпурные бактерии относятся к клас-
сам альфа-, бета-, и гамма-протеобактерий. Их разделяют на 2 класса: серные и несер-
ные. Сейчас уже известно, что Е. coli также обладает фототаксисом.
сах, соответствующих основным максимумам поглощения пигментных систем этих
бактерий, участвующих в фотосинтезе (рис. 38). Точное количественное опреде-
ление относительной эффективности различных длин воли, вызывающих фототаксис,
показало, что спектр действия фототаксиса пурпурных бактерий точно соответст-
вует спектру действия фотосинтеза.
Рис. 38. Картина распределения обладающих фототаксисом пурпурных
бактерий при освещении влажного препарата светом, полученным в
результате разложения белого света. Клетки собираются в тех уча-
стках спектра, которые соответствуют линиям поглощения участвую-
щих в фотосинтезе хлорофилла и каротиноидов. Участки спектра ря-
дом с длиной волны 500 нм, в которых наблюдается относительно
слабое скопление клеток, соответствуют положению полос поглоще-
ния каротиноидов; скопления клеток при 590, 800, 850 и 900 нм
соответствуют положениям полос поглощения хлорофилла.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
Химичка
ХЛОРАТ КАЛИЯ
Ревич Ю.
Введение
Хлорат калия (бертолетова соль) — КСЮз, калиевая соль хлорноватой кислоты
(НС103) .
Впервые получен Клодом Бертолле (отсюда название бертолетова либо бертолле-
това соль) в 1786 году при пропускании хлора через горячий концентрированный
раствор гидроксида калия:
6К0Н + ЗС12 -> КС103 + 5КС1 + ЗН20
Промышленное получение хлоратов вообще (и хлората калия в частности) осно-
вано на реакции диспропорционирования гипохлоритов, в свою очередь получаемых
взаимодействием хлора с растворами щелочей:
С12 + 20Н" -> СЮ" + С1" + Н20
ЗС10" -> СЮз" + 2С1"
Технологическое оформление процесса может быть различно: поскольку наиболее
многотоннажным продуктом является гипохлорит кальция (входящий в состав хлор-
ной извести), то наиболее распространённым процессом является проведение ре-
акции обмена между хлоратом кальция (получающимся из гипохлорита кальция при
нагреве) и хлоридом калия, который, в силу относительно низкой растворимости,
кристаллизуется из маточного раствора.
Также хлорат калия получают модифицированным методом Бертолле при бездиа-
фрагменном электролизе хлорида калия, образующийся при электролизе хлор всту-
пает во взаимодействие in situ (в момент выделения, «на месте») с гидроксидом
калия с образованием гипохлорита калия, который далее диспропорционируется на
хлорат калия и исходный хлорид калия.
Химические свойства:
• При температуре ~ 400 °С разлагается с выделением кислорода с промежу-
точным образованием перхлората калия:
4КС103 -> ЗКС104 + КС1 (400 °С) ;
КС104 -> КС1 + 202 (550-620 °С)
• В присутствии катализаторов (Мп02, Fe203, CuO и др.) температура разложе-
ния значительно снижается (до ~ 200 °С).
2КС103 -> 2КС1 + 302 (150-300 °С, кат. Мп02)
• Реагирует с сульфатом аммония в водно-спиртовом растворе с образованием
хлората аммония:
(NH4)2S04 + 2КС103 -> 2NH4C103 + K2S04
Смеси хлората калия с восстановителями (фосфором, серой, органическими со-
единениями) взрывчаты и чувствительны к трению и ударам, чувствительность по-
вышается в присутствии броматов и солей аммония.
Из-за высокой чувствительности составов с бертолетовой солью, они практиче-
ски не применяются для производства промышленных и военных взрывчатых ве-
ществ .
Иногда используется в пиротехнике как источник хлора для цветно-пламенных
составов, входит в состав горючего вещества спичечной головки, и крайне редко
в качестве инициирующих взрывчатых веществ (хлоратный порох — «сосис», дето-
нирующий шнур, тёрочный состав ручных гранат вермахта).
Некоторое время растворы хлората калия применялись в качестве слабого анти-
септика , наружного лекарственного средства для полоскания горла1.
В начале XX века использовалась для лабораторных экспериментов — получения
кислорода, но из-за высокой опасности её перестали применять.
Реакция восстановления хлората калия щавелевой кислотой при добавлении сер-
ной кислоты используется для получения диоксида хлора в лабораторных услови-
ях:
2КС103 + Н2С204 -> К2С03 + 2С102 + С02 + Н20
Бертолетову соль найти в свободной продаже сложнее, чем некоторые вещества
из «списка прекурсоров». Теоретически бертолетову соль можно заказать в неко-
торых интернет-магазинах химреактивов, но практически это достаточно сложно.
И это оправдано — в неопытных руках она представляет собой довольно опасное
вещество, которое в принципе почти ни для чего не требуется, кроме как пиро-
технических опытов. Зато, получив ее самостоятельно, вы как бы сдаете экзамен
на умение обращаться с химической атрибутикой, и доказываете, что имеете как
минимум, начальную квалификацию в химии.
Получить ее самостоятельно несложно, благо дефицитных реактивов для этого
не требуется — только терпение и аккуратность. Если есть химическое оборудо-
вание (колбы и трубки на шлифах и т.д.) можно получать КСЮз пропусканием
хлора в горячий раствор едкого кали — благо описание этой реакции есть в каж-
дом более-менее продвинутом пособии по химии. В условиях отсутствия оборудо-
ванной лаборатории этим путем лучше не идти: можно серьезно отравиться хло-
ром. Для получения хлората калия в домашних условиях обычно используют два
метода: реакцию диспропорционирования гипохлорита натрия (любой хлорный отбе-
1 Например, людям, которые работали со ртутью. Хлораты натрия, кальция и магния все
еще применяют в качестве неселективных гербицидов - для очистки железнодорожного по-
лотна, промплощадок и др. ; как дефолианты при уборке хлопка. Кислотное разложение
хлоратов используют при получении двуокиси хлора "на месте" (on-site) для отбелива-
ния высокопрочной целлюлозы.
ливатель, например, средство «Белизна», «Асе» и т.п.) и электрохимический ме-
тод2 . В этом случае проще получать хлорат электролизом хлористой соли. Про-
цесс этот не для любителей быстрых решений, почему я и говорил о некоторой
проверке, которую вы, таким образом, проходите.
Получение из
гипохлорита
натрия
Этот способ позволяет получить небольшие (до 200 г) количества реактива.
Преимуществом данного метода является быстрота. Он основан на том, что гипо-
хлорит натрия при нагревании в растворе примерно до 75-80°С переходит в хло-
рид и хлорат натрия (реакция самоокисления-самовосстановления).
3NaC10 = 2NaCl + NaC103
Как видно из уравнения реакции, этот метод довольно нерациональный: большая
часть гипохлорита переходит в хлорид и только треть - в хлорат.
Диспропорционирование гипохлорита в хлорид и хлорат протекает с высокой
скоростью при рН < 8. Средство "Белизна" содержит значительное количество
гидроксида натрия для стабилизации гипохлорита и придания лучших моющих
свойств. Перед проведением диспропорционирования избыток щелочи рекомендуется
осторожно нейтрализовать.
Если к полученному раствору хлората натрия добавить хлорид калия, при охла-
ждении выпадет хлорат калия, который сравнительно плохо растворим. Вместо ги-
похлорита натрия можно использовать также гипохлорит кальция (хлорная из-
весть) .
Для проведения этой реакции наливаем в какую-нибудь посудину хлорный отбе-
ливатель и начинаем осторожно (на малом огне) кипятить. При этом будет выде-
лятся некоторое количество хлора, так что вытяжка и/или проветривание крайне
желательны. Кипячение проводим пока не испарится, по крайней мере, 3/4 исход-
ного количества отбеливателя.
К сожалению, серьезным недостатком этого способа является низкое качество
бытовых дезинфицирующих средств и отбеливателей. После смягчения политики
2 Смотрите также статью «Получение хлоратов и перхлоратов» в №6-7 за 2012 г.
"обязательной стандартизации" производители средств типа "Белизна" стали ис-
пользовать собственные технические условия, понизив содержание гипохлорита в
продукте со стандартных 5% масс, до 3% и менее3. Теперь для получения того же
количества хлората с хорошим выходом потребуется не просто израсходовать на-
много больше "Белизны" но и удалить большую часть воды из раствора. Вероятно,
наиболее удобным может быть предварительное концентрирование "белизны" час-
тичным вымораживанием.
Кипячение заканчиваем, когда
начнет появляться кристалли-
зационная корка (ее плохо
видно из-за пузырьков).
Переливаем прокипяченную
смесь в банку, чтобы она ох-
ладилась и выпали лишние
кристаллы.
Приготовляем насыщенный рас-
твор хлористого калия. Хоро-
шо перемешиваем, пока не
растворится как можно боль-
ше .
3 Профессиональные жидкие средства для нейтрализации стоков на судах содержат до 40%
гипохлорита натрия.
Сливаем охлажденную
смесь и насыщенный
раствор хлористого
калия в третью бан-
ку...
... и помещаем ее в
холодильник часа на
четыре, чтобы выпа-
ли кристаллы хлора-
та калия.
Отфильтровываем
кристаллы на бумаж-
ном фильтре.
Отфильтрованные
кристаллы собираем
и высушиваем.
Получение
электролизом
из хлористого
калия
В сети опубликовано множество описаний технологии электролиза хлористого
калия в домашних условиях — всяк делает по-своему и у всех, что удивительно,
получается. Это указывает на то, что проведение процесса проще, чем кажется.
Ниже описано, как автор ее реализовывал на практике. Изложение скорректирова-
но на основе личного опыта и с привлечением других источников.
При электролизе хлорида калия реакция имеет следующий вид:
2КС1 + 2Н20 = 2К0Н + Н2 + С12
Хлор реагирует с гидроксидом калия
2К0Н + С12 = КС1 + КС10 + Н20
При температуре 40°С и выше гипохлорит переходит в хлорат4
ЗКС10 = КС103 + 2КС1.
Из расходников нужно запастись фильтровальной бумагой и индикаторными по-
лосками для определения рН. Вместо фильтровальной бумаги удобнее использовать
нетканый материал, который продается в магазинах «Садовод» — им накрывают
грядки весной, чтобы тепло не уходило, а дождевая вода, наоборот, проникала в
почву. Материал этот делается из полипропиленового волокна, он прочнее бума-
ги, не размокает в воде и может быть даже, при желании, использован в качест-
ве фильтра неоднократно. Только проследите, чтобы материал был не слишком
плотной разновидности — они предназначены для мульчирования и плохо пропуска-
ют воду.
4 Реальные процессы при электролизе раствора хлорида калия или натрия сложнее. Гипо-
хлорит (хлорат) может образовываться, как при непосредственном окислении хлорид-
аниона, так и при реакции хлора (который образуется на аноде) со щелочью (см. Бахчи-
сарайцьян Н.Г.и др. Практикум по прикладной электрохимии (1990) - С. 179 и далее).
Кроме того, в небольших количествах понадобится бихромат (или хромат) ка-
лия, а также 5% р-р соляной кислоты. По поводу основного реактива (хлористого
калия) — далее.
Для начала нам нужен электролизер. Он делается из 700-граммовой банки с за-
винчивающейся крышкой, удобнее делать сразу два устройства (см. фото). Анод-
ный электрод делается из химически стойкого материала — идеально подходит
платина, но за неимением обычно используют графит5.
5 Графит от батареек (а также - грифели простых карандашей) при электролизе легко
рассыпаются, образуя суспензию графита.
Наряду с графитом, грифели простых карандашей содержат минеральное связующее
(глину), а некоторые типы графитовых щеток электрических машин - медный порошок. Та-
кие композитные материалы непригодны для изготовления анодов, так как быстро разру-
шаются, одновременно загрязняя электролит.
Наиболее стабилен высокотемпературный графит высокой плотности, из которого изго-
товляют электроды для электрических печей, электродуговой резки/сварки, токосъемники
троллейбусов и т.п. Еще более стоек стеклоуглерод (пиролитический слабоориентирован-
ный углерод высокой плотности, образующийся при медленном пиролизе фенолформальде-
гидной смолы при температурах до 2500°С). К сожалению, этот материал дорог и не всем
доступен.
Время жизни пористых графитовых анодов увеличивается в два-три раза после вакуум-
ной пропитки их наполнителями типа растительного масла, высокомолекулярных углеводо-
родов и т.п.
Графитовые аноды быстро разрушаются в сильнощелочной среде, при температуре элек-
тролита выше 40-50°С и при анодной плотности тока выше ~30 ма/см2.
Свойства графитовых анодов и их применение в синтезе хлоратов детально описаны в
литературе, например, в книге Якименко Л.М. Электродные материалы в прикладной элек-
трохимии (1977).
Использованные графитовые аноды, а также анодный шлам, содержат следы высокоток-
сичных хлорированных соединений (вплоть до диоксинов). Небольшое количество материа-
ла из лабораторной установки не представляет серьезной опасности. Тем не менее, сле-
дует избегать непосредственного контакта отработанного материала с кожей. Для справ-
ки: первый документально зафиксированный случай хлоракнэ (диоксинового поражения ко-
жи) отмечен у рабочих хлорного производства в Германии, работавших с анодным шламом.
Графит плох тем, что электроды из него получаются одноразовыми, для много-
кратного использования их как-то там покрывают двуокисью свинца, но, по-
моему, овчинка не стоит выделки. Я использовал 10-миллиметровые графитовые
электроды для дуговой резки — такие несложно приобрести в интернет-магазинах
и стоят они копейки. Большое преимущество их в сравнении с другими источника-
ми графита в том, что они покрыты слоем меди, к которому надежно присоединя-
ется провод — пайкой или с помощью обжимного хомута. Из одного электрода,
распиленного ровно пополам, получается два анода — для первой эксперименталь-
ной пробы достаточно.
Половинки электрода, которые получаются длиной около 15 см, погружаются в
любой раствор, растворяющий медь (перекись водорода с лимонной кислотой, раз-
бавленная до 15-20% азотная кислота, хлорное железо и т.п.) почти на всю дли-
ну, за исключением верхних 2-3 сантиметров, которые можно защитить липкой
лентой. После растворения меди промойте электрод чистой водой и к верхней
части подпаяйте или прижмите хомутом отрезок гибкого провода 1,5-2,5 мм2. От
места крепления провода в сторону длинной части на электрод натягивается от-
резок термоусадочной трубки 2-3 сантиметра длиной для последующей изоляции от
металла крышки.
Одного графитового электрода диаметром 10 мм, по моему опыту, хватает как
раз на нужные нам двое с половиной — трое суток электролиза, потом он эррози-
рует полностью и обламывается у границы электролита с воздухом. Именно поэто-
му мы будем вести процесс при сравнительно небольших плотностях тока — чем
она больше, тем быстрее идет износ графита. При обломе анода в одной из ба-
нок, во второй процесс можно продолжить или вообще его остановить — обычно к
этому времени реакция проходит процентов на 60-80%. Довести реакцию до конца
можно двумя путями: или заменять электрод в процессе, или, что предпочтитель-
ней, сразу соорудить анод из нескольких электродов, сложив их вплотную друг к
другу и скрепив общим хомутом или пропаянным проводом вывода (я в конце кон-
цов стал применять по три половинки электродов в каждую банку). Складывать
анод из нескольких нужно также в случае, если сварочные электроды попались
тоньше 10 мм.
Кстати, если вы используете контактные щетки от троллейбуса или другие по-
добные графитовые изделия, то не надо в них резать резьбу, которая все равно
получается непрочной и контакт, соответственно, плохим. Возьмите обжимной хо-
мут для крепления шлангов (из нержавейки) и, если электрод не круглый, при-
дайте хомуту плоскогубцами нужную форму, чтобы он туго обтягивал электрод по-
сле затяжки. Провод в простейшем варианте зажимается между хомутом и графи-
том, можно подсоединить его к хомуту маленьким болтиком с гаечкой или просто
припаять. Закреплять в крышке такой электрод следует так же, как описано
здесь далее — чтобы изолировать место подключения провода от непосредствен-
ного контакта с парами и газами, выделяющимися при электролизе.
Катоды делаются из отрезков одножильного медного провода сечением 2,5 мм2 и
длиной около 12-13 сантиметров, по три штуки на каждый электролизер. На длину
около 10 сантиметров провод зачищается, в верхней части около двух сантимет-
ров остаются не зачищенными с той же целью изоляции от металла крышки. На са-
мом конце также зачищается небольшой участок, куда подпаивается провод, со-
единяющий все три катода вместе.
В крышке делается пять отверстий — четыре по окружности, отступающей от
внутреннего диаметра горлышка банки на 5-10 мм, и одно в центре. В три отвер-
стия по окружности должны туго входить катоды вместе с изоляцией, в четвертое
также натуго, чтобы не проваливался, анод со своей кембриковой трубкой. Чтобы
отверстия имели гладкие края и точно подходили под толщину изоляции, их сле-
дует сверлить сверлом меньшего диаметра, а потом развернуть хвостовиком на-
пильника до нужного размера. Центральное отверстие — для выхода электролизных
газов, делается такого диаметра, чтобы в него свободно проходил термометр.
Графитовый анод должен доходить до самого дна банки, медные катоды — до
уровня на пару сантиметров выше. Установив электроды в таком положении и вы-
ровняв по вертикали (для чего удобно засверлить в деревянной доске отверстия,
куда временно вставляются концы электродов), их закрепляют окончательно на
крышке с помощью эпоксидной шпатлевки (смола, замешанная с мелом), сантехни-
ческого герметика или термоклея. Причем закрепление делают с обеих сторон
крышки, чтобы электроды сидели плотно и не болтались в стороны, а газы не
проникали через щели непосредственно к месту контакта с проводом.
Таких комплектов делается два, причем нужно стараться, чтобы они получились
максимально одинаковыми по всем параметрам. Мы будем включать электролизеры
последовательно, потому их характеристики должны быть как можно более иден-
тичны .
Один из вариантов установки.
Идеальный источник тока для наших целей — зарядник для автомобильных акку-
муляторов с ручной установкой тока и амперметром. Такие содержат в техниче-
ском описании пометку «пригоден для питания электронной аппаратуры». Автома-
тические зарядные устройства не родятся, не родятся также обычные источники
питания с установкой напряжения, а не тока. Грубым паллиативом в случае от-
сутствия возможности приобрести указанный источник тока может служить мощный
(не менее, чем на 100 ватт) трансформатор на 12 вольт, в комплекте с выпрями-
тельным мостом на ток не менее 10 ампер, и обязательно амперметром, хотя бы в
виде обычного мультиметра. Вся эта конструкция подключается через лаборатор-
ный автотрансформатор (ЛАТР). Регулируя входное напряжение, вы устанавливаете
нужный ток, контролируя его мультиметром (учтите, что все это будет еще и гу-
деть на частоте 100 Гц из-за того, что напряжение пульсирующее). Сомневаюсь,
чтобы такая конструкция обошлась дешевле, чем готовый источник тока, у кото-
рого к тому же на выходе не пульсирующее напряжение, а нормальное постоянное.
Один из основных вопросов: проводить ли электролиз хлористого натрия и за-
тем обменную реакцию полученного хлората натрия с хлористым калием, или сразу
хлористого калия? Хлорат калия плохо растворим в воде (см. таблицу далее) и,
выпадая в осадок, мешается с графитовой пылью от эрозии анода. Потому счита-
ется, что его потом очищать труднее. Это не совсем правда — умные люди свиде-
тельствуют, что трудозатраты по тому и другому способу примерно одинаковы.
Ведь хлорат калия, каким бы способом он не был получен, все равно приходится
перекристаллизовывать как минимум пару раз, и в этом процессе от графитовой
взвеси избавиться не так уж сложно. Гораздо сложнее избавиться от остающихся
при обменной реакции микропримесей натрия, который резко ухудшает качество
цветных огней6.
В представленном варианте электролизера сравнительно дорогостоящий анод ис-
пользуется неэффективно, так как почти весь ток протекает только через ту
часть его поверхности, которая обращена к катоду. Если в конструкцию внести
небольшие изменения, закрепив анод в центре емкости, а дешевый катод изгото-
вить из нескольких элементов, расположенных на равных расстояниях вокруг ано-
да, можно значительно уменьшить износ анода за счет уменьшения плотности тока
(альтернативно - ускорить процесс за счет увеличения тока при той же его
анодной плотности).
Последовательное соединение электролизеров позволяет эффективно использо-
вать мощность источника питания, напряжение которого значительно выше необхо-
димого для одной ячейки. Однако такая схема имеет и существенный недостаток:
в то время как ток одинаков для каждой ячейки, включая ячейку с наибольшим
сопротивлением, падение напряжения на этой "плохой" ячейке будет больше, чем
на любой другой. В результате рассеиваемая на "плохой" ячейке мощность может
вызвать ее перегрев, что, в свою очередь, ускорит износ анода. В результате
износа сопротивление "плохой" ячейки может возрасти еще больше, падение на-
пряжения на ней увеличится, что спровоцирует дальнейшую деградацию. Так как
рост общего сопротивления вызовет общее уменьшение тока, то упадет и произво-
дительность всех ячеек одновременно. Если же используется источник питания с
системой стабилизации тока, то "плохая" ячейка будет быстро разрушена. Таким
образом, при последовательном соединении все электролизеры должны иметь как
можно более близкую конструкцию и находиться в одинаковых условиях. Этого не
всегда легко добиться в лаборатории. По этой причине рекомендуется не нагру-
жать электролизеры близко к пределу по основным параметрам, прежде всего по
плотности тока и температуре.
6 Другая причина - после осаждения хлората в растворе все равно остается еще какое-
то его количество, и, чтобы это количество не терять, раствор можно использовать для
приготовления нового электролита (добавить нужные количества хлорида и гидроксида и
продолжать электролиз).
За исходный материал принято брать калийное удобрение «калий хлористый» —
фактически измельченный минерал сильвинит. Тогда уж действительно лучше про-
водить электролиз хлористого натрия — в сильвините предостаточно всего, вклю-
чая натрий.
Проще разориться на реактив «хлористый калий», который дешевле многих дру-
гих компонентов, которые применяются в пиротехнике. Кроме КС1, как мы говори-
ли, понадобится еще хромпик (бихромат калия7, или, как его сейчас называют,
дихромат) и на всякий случай соляная кислота. И того и другого понадобится
совсем немного, так что можно просто выпросить у знакомого химика или в
школьном кабинете.
Хлорид калия в чистом виде продается, но найти довольно трудно (мне это не
удалось), поэтому я купил удобрение "калий хлористый". Вещество было загряз-
нено нерастворимыми в воде красными примесями (соединения железа). Я насыпал
его в бутылку и добавлял воду, периодически взбалтывая, пока хлорид калия не
растворился, потом отфильтровал раствор через три сложенных вместе фильтра
(думаю, можно прогонять через один фильтр несколько раз). Казалось, одной
фильтрации должно быть достаточно, но на выходе раствор имел красный оттенок.
Бумажные и другие фильтры могут иметь разную плотность. Одни из них рассчи-
таны на фильтрование крупнокристаллических осадков, другие - мелкодисперсных
осадков. Первые фильтруют быстро, но пропускают мелкие частицы. Вторые фильт-
руют гораздо медленнее, но через них способны "проскочить" только самые мел-
кие - коллоидные - частички.
Так что дело не столько в количестве фильтров, столько в их "плотности"
(размере пор).
Электролит готовится из 180 граммов КС1 на 550-600 мл воды в каждую банку
(то есть, всего 360 г на 1,1-1,2 л, это почти насыщенный раствор при 20°). На
это количество добавляется в каждую порцию около 2 грамм бихромата калия.
Лучше готовить сразу в большой посуде, чтобы в каждой банке электролит был
одинаковым.
Теперь давайте выведем основные соотношения, чтобы прикинуть, когда закан-
чивать процесс и сколько он продлится в целом.
Основное уравнение на аноде:
С1~ + 60Н - бе" = С103" + ЗН20
Общее уравнение реакции:
7 При электролизе хроматы образуют на катоде электропроводящую пленку из низших ок-
сидов хрома, восстановление гипохлорита на которой протекает с меньшей скоростью.
Кроме того, растворы солей хромовой кислоты обладают свойствами буфера, стабилизи-
рующего рН в области 6-8.
Следует помнить, что соединения шестивалентного хрома канцерогенны. Также хроматы
несовместимы с анодами из диоксида свинца.
В качестве альтернативы хроматам иногда используют добавку фторидов натрия или
калия в количестве нескольких г/л (см. Якименко Л.М., Серышев Г.А. Электрохимические
процессы в химической промышленности: Электрохимический синтез неорганических соеди-
нений, 1984).
КС1 + 3H20 = KC103 + ЗН2
Количество электронов на один моль участвующих веществ z равно 6, тогда из
закона Фарадея:
т_КС103 = (I•t/F•z)хМ_КС103 .
Число Фарадея F (96500 кулон/грамм-эквивалент), выраженное в ампер-часах,
равно 26,8, отсюда произведение тока на время (в часах)
I-t = 6-26,8x(m_KC103/M_KC103) .
Отношение массы хлората т_КС10з к его молекулярному весу М_КС10з равно по-
просту числу молей продукта, равному в данном случае числу молей исходного
вещества (КС1). 180 грамм КС1 (молекулярный вес 74,5) равно 2,4 моля, то есть
при стопроцентном выходе мы должны получить около 300 грамм КС103 (молекуляр-
ный вес 122,5) . Из уравнения выше следует, что на это потребуется 6-26,8-2,4
= 386 ампер-часов электричества. Отсюда легко подсчитать время реакции: на-
пример, при токе в 5 ампер необходимо вести электролиз 77 часов (примерно
трое суток). Потери на счет неполного протекания и ухода реакций в сторону
сюда не входят, и не учитываются. Кстати, расчет полностью годится для случая
электролиза хлористого натрия, а не калия, если его исходное количество брать
в молях, а не в граммах (2,4 моля NaCl = 138 грамм).
Посчитав все это, можно приступать к процессу. Так как в процессе выделяет-
ся хлор, то устанавливать всю конструкцию следует в сарае или под навесом,
где за трое суток ее не достанет любопытный кот и источник тока не повредит
ночная сырость.
Тем, у кого есть возможность проводить электролиз под вытяжкой или на бал-
коне потребуется только хлорид калия. Однако держать вытяжку включенной круг-
лые сутки - пустая трата электроэнергии, а проводить электролиз дома невоз-
можно из-за выделяющегося хлора. В раствор хлорида калия перед электролизом
добавляем немного гидроксида калия, - теперь можно начинать электролиз: до-
бавка щелочи избавит нас от хлора8.
Гидроксид калия продается в магазинах химреактивов, он также используется в
мыловарении, поэтому теперь достать его стало проще - надо только найти спе-
циализированный магазин (кроме того, магазинов с товарами для мыловарения на
порядок больше, чем магазинов химреактивов).
Едкий натр можно купить как сухое средство для прочистки труб ("Крот" и
другие). Покупать средство для прочистки труб стоит, только если больше нет
вариантов, так как едкий натр там далеко не всегда чистый. Недобросовестные
производители нередко добавляют к едкому натру "балласт" - совсем ненужные
компоненты. Кроме того, средства для прочистки труб стоят гораздо дороже, чем
собственно едкий натр.
Полученный раствор хлорида калия (насыщенный при комнатной температуре)
разбавим на одну треть и в каждые пол-литра добавим 20-40 грамм гидроксида
калия.
Оптимальный выход хлората имеет место при рН электролита 6.7-6.8 - таким образом,
прибавлять щелочь в электролит не следует (желательно наоборот добавить небольшое
количество соляной кислоты.
Заливаем электролит в обе банки одинаковое количество (550-600 мл на 700-
миллилитровую банку) соединяем банки последовательно анодом к катоду и под-
ключаем источник тока в правильном порядке (плюсом к аноду одной банки, и ми-
нусом к катоду второй). Выставляем ручку тока на минимум, включаем источник и
устанавливаем нужный ток. Первоначально лучше установить ток порядка 2-3 А,
иначе пена, образующаяся в электролите за счет выделения растворенного возду-
ха, может выплеснуться через центральное отверстие. В течение получаса пено-
образование несколько успокаивается и ток можно довести до 5 ампер.
После этого нужно каждые полчаса проверять температуру. Она должна устано-
виться в пределах 40-60 градусов (больше днем, когда в сарае, где вы это все
установили, температура высокая и меньше ночью, когда прохладно). Если темпе-
ратура лезет вверх, то следует погрузить банки на половину высоты в тазик с
водой и подождать, пока она установится заново.
Ниже 40 и выше 60 градусов реакцию вести не следует — при высокой темпера-
туре быстрее изнашивается анод, а при низкой большая часть образующегося на
аноде хлора улетучится. Можно попробовать увеличить ток, охлаждая при этом
банки водой, но реакция и без того идет достаточно бурно. После установления
температуры проверьте напряжения на каждой из банок. При токе 5 ампер оно
должно установиться на уровне 3,5-4,0 вольта. Отсюда, кстати, следует, что в
12-вольтовый источник больше двух таких ячеек включать не следует — запаса по
напряжению не будет. В промышленности напряжение на ячейках устанавливается
на уровне 3 вольт за счет всяких ухищрений, снижающих сопротивление электро-
лита, но нам экономия ни к чему — за весь процесс установка съест около 400
а'ч х 8 вольт = 3,2 квт-ч электроэнергии).
Примерно через пару часов электролит потемнеет — это начал разрушаться гра-
фит (о том, как обойти ситуацию износа электрода, мы обсуждали выше). Каждые
сутки следует проверять рН, и если он отчетливо щелочной (8 и более), снижать
до нейтрального 5-процентным раствором соляной кислоты (добавлять аккуратно,
маленькими порциями из шприца или пипетки до нейтральной реакции). Если в
процессе наступают перерывы, то следует на это время извлекать электроды из
раствора, иначе будет корродировать медь. Если в процессе уровень электролита
заметно снизится, можете долить свежего раствора КС1, желательно той же кон-
центрации, что и начальный. Где-то через сутки начнет появляться осадок
КСЮз. При 50° в полулитре воды может раствориться около 100 грамм бертолето-
вой соли (см. таблицу ниже), потому выпадения осадка раньше, чем через сутки,
ждать не стоит.
Сильно затягивать процесс не следует — вместо хлората может получиться пер-
хлорат . Признаком окончания процесса служит
• снижение интенсивности или полное исчезновение запаха хлора;
• растущее сопротивление ячейки, что выражается в повышении напряжения на
ячейках до 4,4-4,5 вольт.
При напряжении 5 вольт и выше идет переработка хлората в перхлорат, и до
этого доводить не стоит. Проще всего контролировать процесс по времени, не
превышая теоретически рассчитанной величины. Процент переработки хлорида в
хлорат при этом должен составить примерно 50-60% от теоретического.
Когда вы сочли, что реакцию следует заканчивать, можно отключить источник и
вынуть электроды из банок. Первым делом после этого необходимо довести рН
электролита до слабощелочного уровня (около 8), чтобы гарантировать отсутст-
вие кислот в конечном продукте. Для этого нужно добавить 1-2 грамма КОН в ка-
ждую банку (Не переборщите! Высушить хлорат с примесью едкого кали будет
очень сложно). При отсутствии едкого кали можно обойтись углекислым калием,
но не едким натром и не содой! После этого можно приступить к очистке. Если
переработка, которая занимает время, сразу не предполагается, то готовый под-
щелоченный продукт с осадком бертолетовой соли и графита можно оставить на
несколько дней.
Растворимость КСЮз,
г/100 г воды
3,3
5,2
7,3
8,6
10,1
13,9
23,8
37,6
56,2
61,5
Температура,
°С
0
10
20
25
30
40
60
80
100
104,2
После охлаждения осадок бертолетовой соли, перемешанный с графитом, быстро
выпадает на дно банок. Некоторое количество трудно отмываемого графита могло
осесть на стенках еще в процессе электролиза — на него не нужно обращать вни-
мание. Обе банки ставим на водяную баню: в кастрюлю, ведро или тазик соответ-
ствующего размера на дно кладется сетка (изолирующая стекло от нагреваемого
дна) и наливается вода до уровня горлышек — все, как при стерилизации домаш-
них консервов. Все это устанавливается на плиту и доводится до кипения. Поме-
шивая раствор в банке, стараются добиться, чтобы вся бертолетова соль раство-
рилась. При 100°С в полулитре воды растворяется более 250 грамм хлората, и
результат реакции, исходя из 60-70% эффективности, должен раствориться весь.
Если осадок соли полностью растворяться не желает (т.е. или вы провели про-
цесс с необычайной полнотой и эффективностью или количество электролита
уменьшилось), следует слить жидкость с осадка на фильтр, и доливая воду мел-
кими порциями, растворить хлорат окончательно. Перед фильтрованием можно дать
раствору немного отстояться, чтобы самый плотный осадок графита остался на
дне и не забивал фильтр в первый же момент.
Если нет специальной установки для горячего фильтрования, то фильтрование
проще всего производить следующим методом. Надо взять самую легкую пластико-
вую воронку — чтобы она имела минимальную теплоемкость (но не самодельную из
пластиковой бутылки от напитков — она будет деформироваться от горячего рас-
твора) и опустить в нее полгорсти ваты. Вату следует слегка примять, чтобы
она не всплывала, но не утрамбовывать, иначе фильтрование продлится слишком
долго и раствор успеет остыть. Как показал опыт, в таком фильтре эффективно
задерживается весь взвешенный графит. Фильтрование надо повторить дважды,
предварительно подогрев отфильтрованный раствор до растворения осадка. Первый
раз фильтр можно выжать обратной стороной ложки, второй раз этого делать не
надо.
После фильтрования раствор нужно остудить до комнатной температуры, поста-
вив посуду с ним в холодную воду. При охлаждении в растворе сразу начинается
кристаллизация. С кристаллов аккуратно слить маточный раствор, кристаллы от-
кинуть на фильтр (из фильтровальной бумаги или нетканого материала) и промыть
небольшим количеством — не более 100 мл — дистиллированной или просто кипяче-
ной воды, охлажденной в морозилке холодильника. Перемешать и отжать обратной
стороной ложки. Если фильтр из нетканого материала, то его можно сполоснуть
маточным раствором и использовать в следующей перекристаллизации. Промывную
воду присоединить к маточному раствору и все это поставить в морозилку. Через
час-полтора с выпавшим дополнительно осадком проделать все то же самое и за-
тем объединить с основной массой.
Полученные кристаллы остаются желтыми от бихромата и содержат другие приме-
си . Их необходимо перекристаллизовать повторно. Поставьте миску с кристаллами
на плитку и долейте немного воды (обязательно кипяченой или дистиллирован-
ной) . Когда раствор закипит, то начинайте постепенно доливать воду, пока при
кипении не растворятся все кристаллы (но не более того!). Охладите полученный
раствор и отфильтруйте на том же фильтре, что ранее. Промывать после этого
кристаллы нужно слоями: промыв верхний слой охлажденной водой на фильтре (не
более 10 мл воды за раз), отожмите его ложкой и снимите в блюдечко. Затем
проделайте то же самое со следующим слоем и так до конца. Промывную воду так-
же присоедините к маточному раствору и поставьте в морозилку на час, после
чего можно отфильтровать и промыть остаток.
Если реакция доведена до конца и очистка проделана на настоящем химоборудо-
вании (установка для горячего фильтрования под вакуумом и т.д.), то должно
получиться около 400 грамм хлората калия на обе банки (выход примерно 65-
70%). В реальности, если все проделано аккуратно, вы, скорее, должны рассчи-
тывать на 50-процентный выход (около 300 грамм), зато продукт будет чистый и
безопасный в применении. На это должен указывать его цвет: кристаллы должны
быть совершенно белые, может быть с легким налетом желтизны от бихромата. Ес-
ли хотите, то для надежности можно провести еще одну перекристаллизацию, но в
принципе этого достаточно. Учтите, что, хотя хлорат калия не гигроскопичен,
сушить результат надо на нагревательном приборе или в духовом шкафу (не выше
100 градусов!), периодически перемешивая — естественным путем он может не вы-
сохнуть и за неделю.
Вата, использовавшаяся для фильтрации от графитовой взвеси, может быть вы-
сушена и использована для эффектной демонстрации. Поджигать ее следует либо
длинной каминной спичкой, либо завернуть в бумагу и поджигать обертку.
Все смеси с бертолетовой солью, особенно с присутствием металлов, пробовать
на поджиг только с помощью длинных «каминных» спичек или лучины! Иначе ожог
пальцев обеспечен наверняка.
Опасность бертолетовой соли заключается, во-первых, в исключительной чувст-
вительности ее смесей с органическими веществами к удару и трению. В этом
плане она намного превышает остальные подобные вещества, даже специально
предназначенные для взрыва при ударе, такие, как ацетиленид серебра, азид
свинца, гремучую ртуть и прочая. Практически любая горючая примесь — уголь,
сахар, древесная и обычная пыль, крахмал — способны заставить хлорат калия
взорваться при растирании в ступке. Особенно отличается в этом плане сера,
которая, кстати, вместе с бертолетовой солью входит в состав спичечных голо-
вок. Для иллюстрации аккуратно соскоблите состав с головки спички и стукните
молотком по его горке на твердом основании — будет микровзрыв, хотя в состав
головки специально вводят флегматизаторы, заодно окрашивающие состав и увели-
чивающие трение (свинцовый РЬ304 и железный Fe203 сурик, толченое стекло) . По-
этому спички можно зажигать без намазки, сами по себе, если резко провести
головкой по шероховатой поверхности (струганное нелакированное дерево, школь-
ная доска, картон или просто ровный лист бумаги на твердой поверхности).
В принципе любая смесь бертолетовой соли с горючими веществами может слу-
жить в виде терочного или ударного запала. Автор, например, использовал для
этой цели смесь хлората калия с примерно 10-15% угольной пыли — такой состав
хорошо формуется во влажном состоянии и долго хранится без последствий. Еще
лучше воспламеняются от трения и удара смеси с серой, но они опасны просто
при хранении, вот цитата из переводного пособия нидерландского пиротехника
WisselT a:
«Смеси, содержащие серосодержащие материалы под действием влаги и кислорода
воздуха выделяют небольшие количества серной кислоты:
2S + 2Н20 + 302 = 2H2S04,
которая легко реагирует с серой образуя смесь политионовых кислот родона-
чальницей которых является тритионовая кислота H2S306. Политионовые кислоты в
смеси достаточно стойки, но при испарении или нагреве разлагаются, выделяя
S02:
H2S306 = H2S04 + S02 + S
Реакция необратима, но потери кислоты компенсируются окислением новых пор-
ций серы. Указанные процессы в серосодержащих смесях приводят к накоплению
серной кислоты, которая весьма гигроскопична и притягивает в смесь еще больше
влаги, катализируя собственное образование. Под действием серной кислоты хло-
рат калия переходит в сульфат образуя хлорноватую кислоту которая постепенно
разлагается выделяя С102, S02 образующийся при разрушении политионовых кислот
так же вступает в реакцию с хлоратом калия:
S02 + 2КС103 = 2CI02 + K2S04.
Выделяющийся С102, являясь сильным окислителем, окисляет серу:
2CI02 + 4S = 2S02 + S2C12,
или суммируя приведенные уравнения:
S02 + 2КС103 + 4S = 2S02 + S2C12 + K2S04.
Как видно из уравнения, количество S02 быстро растет, каждая новая порция
S02 удваивается. Начинается постоянно нарастающий цепной процесс, результатом
которого является выделение все больших количеств теплоты, что в результате
приводит к локальному нагреву смеси и ее самоинициированию, а при быстром на-
греве и к взрыву».
Причем это не теоретические измышления, а реальная практика — согласно Чу-
вурину, описаны многочисленные случаи самовозгорания хлоратных смесей, содер-
жащих серу. Изложенное не противоречит концепции спичек, в головках которых,
содержащих серу (4-5%) и бертолетову соль (до 60%) , никаких таких процессов
не происходит, потому что их специально стабилизируют введением щелочных ком-
понентов, реагирующих с кислотами и гасящих все эти реакции в зародыше — в
головках это может быть, например, окись цинка (цинковые белила) ZnO. В пиро-
технические хлоратные смеси для стабилизации можно вводить карбонаты (кото-
рые, впрочем, снижают и целевые качества смесей). Лично я стараюсь не хранить
хлоратные смеси с серой, а если приходится, то в плотно закрытой банке, куда
положен пакетик с силикагелем.
Если терочные и ударные составы с бертолетовой солью необходимо замешать на
клею (хотя иногда это необязательно — увлажненная смесь, например, с углем
отлично прессуется и образует достаточно прочный конгломерат без дополнитель-
ного связующего), то в качестве связующего лучше использовать желатин (кост-
ный клей) , проверенный на тех же спичках, или декстрин, используемый в хло-
пушках. Можно также замешивать на синтетических клеях (БФ-2, нитролак). Дек-
стрин, который не препятствует поглощению влаги, и, следовательно, развитию
процессов, описанных выше, не стоит использовать для долговременного хране-
ния.
Наиболее известна смесь бертолетовой соли с красным фосфором («запал Армст-
ронга») , которая, в частности, применяется в обычных новогодних хлопушках.
Смесь очень чувствительна и реагирует на слабое нагревание и трение (напри-
мер, взрывается при растирании между пальцами). Если влажную смесь в количе-
стве всего 0,8-1 грамм закатать в бумагу, то после высушивания такой заряд
вдребезги разносит картонную трубку со стенками в 4 мм толщиной (начинаешь
верить в «порох Мерло», состоящий из обрезков бумаги, пропитанной бертолето-
вой солью9) .
Если будете делать «запал Армстронга» (он может быть очень эффективен при
добавке в фонтаны), то учтите несколько моментов. Во-первых, рабочее количе-
ство смеси — где-то 0,25-0,3 грамма максимум (из 10 грамм смеси 30-40 пор-
ций) . 0,8-1 грамм — это уже очень много, такое количество, как говорилось,
разносит корпус. Больше десяти грамм смеси готовить за раз я не рекомендую,
да это и не требуется: над упаковкой 30-40 порций вы и так устанете, а их
хватит на снаряжение десятка фонтанов.
Во-вторых, после работы внимательно проследите, чтобы крупинок смеси не ос-
тавалось на столе, рабочих инструментах, подстеленной бумаге и, главное, что-
бы пальцы были чистыми. На пальцах смесь высыхает очень быстро и попытавшись
инстинктивно ее растереть, рискуете получить серьезный ожог. А крупинки на
столе могут в дальнейшем случайно поджечь что-нибудь горючее или взрывоопас-
ное . Все такие предметы нужно обязательно протереть влажной тряпкой (или ва-
той с ацетоном, если смесь готовилась не на воде), бумагу, вату и тряпки по-
том выбросить так, чтобы они что-нибудь не воспламенили (лучше всего спустить
в канализацию).
Порядок приготовления: взвешивают отдельно 7,5 грамм бертолетовой соли, 0,5
грамма декстрина и 2,5 грамма красного фосфора. В профессиональных изделиях
(хлопушках) добавляют в качестве горючего до 15% трехсернистой сурьмы, кото-
рая обеспечивает некоторое количество газообразных продуктов. Бертолетову
соль растирают в ступке, фосфор отдельно на бумаге пальцем. Растертую берто-
летку перемешивают на листе бумаги с декстрином, ссыпают в рюмку и добавляют
1 мл воды или 25-процентного раствора спирта. Вместо декстрина и воды можно
использовать неводный синтетический клей (типа БФ-2, например), нитролак, или
идитоловый лак (раствор идитола в спирте), но такой состав сохнет быстрее,
потому придется торопиться. Во влажную бертолетову соль добавляют красный
фосфор. Смесь должна быть густоты сметаны, причем с окончательным результатом
надо подождать до разбухания декстрина минут 20: если она слишком густая —
добавьте каплю воды. Если вы с жидкостью промахнулись, то лучше не ждать, по-
ка смесь подсохнет и загустеет, а взвесить еще немного компонентов и добавить
по очереди в смесь.
Размешанную массу (во влажном состоянии она безопасна) раскладывают на за-
ранее нарезанные кусочки 1x1 см картона или плотной бумаги и оборачивают од-
ним слоем туалетной или газетной бумаги, смоченной декстриновым клеем, так,
чтобы не оставалось торчащих концов бумаги. Высохшая смесь должна быть цвета
«соль с перцем» (при избытке красного фосфора она просто красно-коричневая).
Можно сделать несколько разрывных зарядов побольше размером.
Попытки поджечь какую-нибудь горючую смесь с помощью «запала Армстронга»
могут служить иллюстрацией к тому положению, что характер горения пиротехни-
ческих смесей очень зависит от того, как именно их воспламеняют. «Запал Арм-
стронга» заставляет взрываться все, что в принципе к этому способно: само-
9 Чувурин А. В. Занимательная пиротехника: Опасное знакомство. В 2 ч. Ч. 1 — Харь-
ков: Основа, 2003. - 360 с.
дельный черный порох, пороховую мякоть, плохо утрамбованные цветные составы,
алюминий с марганцовкой и т.п. Вполне вероятно, что он взрывает и настоящие
ВВ, которые без инициирующего ВВ не взрываются. То есть это вполне приличный
инициирующий состав, но только требующий крайней осторожности в применении
(говорят, французы и, кажется, немцы довольно долго применяли терочные запалы
в гранатах, хотя, конечно, давно от них отказались). Хранится в сухом состоя-
нии правильно составленная «смесь Армстронга» вполне надежно, новогодние хло-
пушки срабатывают и спустя годы.
Автор хранит готовые запалы в герметично закрывающейся пластиковой баночке.
Чтобы они не пересыпались и не терлись друг об друга при переноске, сверху их
прижимают ватой и дополнительно вкладывают пакетик с силикагелем. Учтите, что
без связующего смесь хлората калия с фосфором может взрываться самопроизволь-
но . Шидловский10 пишет, что добавка идитолового лака значительно повышает ус-
тойчивость смеси за счет обволакивания зерен состава. Очевидно, таким же дей-
ствием обладают и другие связующие.
У автора в практике был случай самоподрыва такой смеси, замешанной на дек-
стрине . Несколько порций смеси хлората калия с большим избытком красного фос-
фора (получившегося потому, что делалось по самодеятельным рецептам из фору-
мов , где тупо повторяется объемное соотношение 3:1, хотя на самом деле оно
такое по весу) примерно по 1-2 грамм с добавкой декстрина были повторно раз-
мочены в воде и затем закатаны по отдельности в бумагу. После сушки они поме-
щены в пластиковый стакан и сверху легонько прижаты пучком ваты для исключе-
ния их трения друг об друга. Через несколько часов стакан без видимых причин
с оглушительным грохотом взорвался. Обошлось без последствий, так как общее
количество смеси было невелико, только клочки обгоревшей ваты и кусочки пла-
стика потом пришлось собирать по всему помещению. Автор предполагает, что в
этой смеси сыграла роль вся совокупность факторов: избыток фосфора, повторное
смачивание и наличие ваты, которая удерживала тепло при окислении красного
фосфора во влажной среде.
«Смесь Армстронга» чувствительна к трению и резкому удару, простое давление
она (запакованная в мягкую бумагу) переносит довольно достойно, потому ее
можно вкладывать в фонтаны, перемежая слоями составов цветных огней. Каждый
такой слой уплотняют осторожно, без резких движений.
В пиротехнике хлорат калия почти всегда может быть заменен на менее опасный
перхлорат, но в некоторых случаях в составах цветных огней и звездок целесо-
образно все-таки использовать хлорат (у Чувурина большинство рецептов с хло-
ратом, у Солодовникова11 вообще все). Если приведенные далее смеси с нитрата-
ми и перхлоратом калия можно и даже желательно перемешивать совместным расти-
ранием, то смеси с бертолетовой солью ни в коем случае! Хлорат калия расти-
рать отдельно, ступку до и после растирания вымыть или протереть влажной тка-
нью. Перемешивать с растертыми отдельно компонентами небольшими порциями
пальцем или обратной стороной ложки на листе бумаги, а затем встряхиванием в
закрытой банке (разумеется, к составу Армстронга последнее не относится!).
Хорошим способом в некоторой степени обезопасить себя при смешении составов с
бертолетовой солью служит совет Солодовникова — смачивать компоненты перед
смешением небольшим количеством спирта (не более 3-5 грамм на 100 грамм сме-
си) ; заодно это предотвращает пыление.
Повторим, что хлоратные составы с серой не следует хранить длительное вре-
мя, или хранить следует так, чтобы исключить попадание влажного воздуха — в
жестяных или пластиковых коробках, куда вместе с ними вкладывается мешочек с
Шидловский А. А. Основы пиротехники. М., «Машиностроение», 1973.
11 Солодовников В. М. Пиротехника (Производство и сжигание фейерверка), Оборонгиз,
1938
силикагелем для осушения воздуха.
ДОПОЛНЕНИЕ
Получение
электролизом
хлористого
натрия12
При электролизе раствора хлорида натрия без диафрагмы (т.е. электродные
пространства не разделены) в растворе происходит окисление хлорида натрия в
хлорат. Процесс описывается общим уравнением:
NaCl + ЗН20 (эл.ток) = NaC103 + ЗН2
В теории все просто. Теперь приступим к практической реализации метода. Не-
обходимы емкость для электролиза, электроды, электролит и блок питания (кото-
рый будет подавать ток на электроды).
Электролит представляет собой насыщенный раствор поваренной соли, в который
добавлено немного хромата натрия (на 4 литра электролита мы взяли около 5-6 г
хромата натрия). [Хромат натрия легко получить взаимодействием бихромата ам-
мония с едким натром].
В качестве емкостей для электролиза (электролизеров) мы воспользовались че-
тырьмя литровыми банками для консервирования. Они были заполнены электроли-
том, в крышках банок (бытовые пластиковые крышки) было сделано пять отверстий
- по два с каждой стороны для электродов и одно для выхода выделяющихся га-
зов . Электролизеры были соединены параллельно.
Перейдем к электродам. Необходимо, чтобы в каждой ячейке (в нашем случае -
банке) было как минимум по два электрода. Один из них - анод следует взять из
инертного материала (графит, благородные металлы, токопроводящие оксиды), а
второй - из любого подходящего токопроводящего материала (например, графита,
стали). Естественно, самым доступным материалом для анода является графит, но
с ним не все так просто. Многие сорта графита просто рассыпаются в порошок
при попытке использовать их в качестве электрода. Особенно этим "грешит" гра-
фит, взятый из грифелей простых карандашей.
Мы использовали в качестве электродов графитовые электроды для электродуго-
вой резки (продающиеся в отделах "материалы для сварки"). Некоторые химики
использовали графит от троллейбусных контактов (его можно найти на конечных
остановках троллейбусов: нередко после замены контактов куски графита просто
выбрасывают на дорогу).
Графитовые электроды.
Трелин А.
В каждой банке было по четыре электрода (два анода и два катода). Их вста-
вили в отверстия, сделанные по краям крышек. Банки заполнили электролитом,
закрыли крышками. Выступающие из крышек края электродов обмотали медной про-
волокой, концы проволоки подсоединили проводами к источнику питания - так,
чтобы банки были подключены параллельно.
Исключительно важной частью нашей электрохимической установки является ис-
точник питания. Он должен обладать целым рядом характеристик - давать устой-
чивое постоянное напряжение, выдерживать высокий ток (10 ампер), быть надеж-
ным и т.д.
Мы воспользовались трансформатором от токарного станка. Одна из его обмоток
преобразует напряжение 380 В => 22 В, однако, если дать на первичную обмотку
220 В, то вторичная выдаст 12,7В, которые под десятиамперной нагрузкой элек-
тролизера упадут до 5В.
Но трансформатор выдает переменный ток, а для электролиза необходим посто-
янный. Для выпрямления тока мы воспользовались диодным мостом с мощным радиа-
тором и двумя конденсаторами (по 200 мкФ) для сглаживания напряжения.
Также необходима система охлаждения, а иначе трансформатор и диоды могут
перегреться и сгореть. Для охлаждения мы воспользовались двенадцативольтовым
компьютерным кулером. Так как после диодного моста напряжение под нагрузкой
электролизера падает, то пришлось ставить отдельный блок питания для кулера.
Для этого использовали старый блок питания для демонстраций на уроках физики.
Чтобы не подключать еще один трансформатор, провода из блока питания вывели
наружу и подключили к силовому трансформатору.
В каждую банку ежедневно добавляли по 0,25 мл концентрированной соляной ки-
слоты (разбавленной в 2 мл воды), раз в три дня из банок отбирали пробу, ки-
пятили ее и мерили рН. Позже оказалось, что это было лишним - очевидно избы-
точная кислота разлагалась на хлор и водород, так что рН стабильно держался
на уровне 5-6.
Электролиз продолжался две недели. После этого срока электролизер выключи-
ли, электролит слили, отфильтровали через вату от взвеси графита. Чтобы уз-
нать, насколько успешным был электролиз к 25 миллилитрам раствора добавили
немного насыщенного раствора хлорида калия, охладили. Осадок хлората калия
отделили, высушили и взвесили. Таким образом, мы определили примерное содер-
жание хлората в растворе.
Два литра электролита налили в трехлитровую бытовую банку, нагрели на водя-
ной бане до кипения и добавили насыщенный раствор хлористого калия. В нашем
случае понадобилось по 250 г хлорида калия на каждые 2 л электролита. После
охлаждения раствора выпало значительное количество кристаллов загрязненного
хлората калия. В принципе его можно использовать для опытов, однако, составы
цветных огней с таким хлоратом калия не получатся - все цвета забьют примеси
натрия (пламя будет желтым).
Чтобы очистить хлорат калия от примесей (в основном - примесей натрия) не-
обходимо провести его перекристаллизацию. Ниже дано описание этой процедуры.
С осадка слили "рассол", промыли его ледяной водой, еще раз залили чистой
водой, и опять нагрели до кипения на водяной бане, подливая кипяток до полно-
го растворения кристаллов. Нужно использовать минимальное количество воды,
необходимое для растворения осадка. Лишняя вода увеличивает потери хлората
калия.
Раствор охладили и слили с осадка, осадок промыли, но уже дистиллированной
водой. Первая перекристаллизация завершена.
Большинство примесей осталось в слитом растворе, а кристаллы стали чище - в
этом и состоит суть метода перекристаллизации. Разумеется, за чистоту нужно
платить: часть хлората калия теряется вместе с отбрасываемой жидкостью (ма-
точным раствором).
Теперь вторая перекристаллизация. Берем осадок и повторяем все описанные
выше операции, но уже используя дистиллированную воду. Полученный осадок чи-
ще, чем исходные кристаллы, которые мы растворяли, но снова часть хлората ка-
лия теряется с маточным раствором.
Выпавшие кристаллы выложили на фильтр из стеклоткани и дали стечь воде. За-
тем их переложили в лоток, который поставили на кастрюлю с кипящей водой.
Кристаллы быстро высохли и их пересыпали в герметично закрывающуюся емкость.
Аналогичным образом мы переработали оставшиеся два литра электролита (рас-
твора хлората натрия). В результате синтеза мы получили примерно полкилограм-
ма чистого хлората калия.
Работы, связанные с электролизом в значительных масштабах, считаются особо
опасными относительно поражения электрическим током. Это связано с тем, что
контакт кожи экспериментатора с проводящим электролитом практически неизбе-
жен. Выделение газов на электродах вызывает образование коррозионно-активных
аэрозолей электролита, которые способны оседать на компонентах электрообору-
дования , особенно при использовании принудительного воздушного охлаждения.
Последствия могут быть весьма печальны - от коррозии металлических частей и
выхода блока питания из строя до пробоя изоляции с попаданием сетевого напря-
жения на электролизер и всеми последствиями для экспериментатора.
Ни в коем случае не следует устанавливать высоковольтные части установки в
непосредственной близости от электролизера. Все компоненты источника питания
следует располагать на достаточном расстоянии от электролизера и таким обра-
зом, чтобы полностью исключить как попадание на них электролита в случае ава-
рии электролизера, так и осаждение токопроводящих аэрозолей. При этом сильно-
точные провода от источника до электролизера должны иметь достаточное сече-
ние, соответствующее току процесса. Все проводники (и их соединения), непо-
средственно связанные с электросетью, должны быть герметично изолированы вла-
гостойкой изоляцией.
Обязательна гальваническая развязка электролизера от электросети. Обычный
трансформатор обеспечивает адекватную изоляцию, но категорически запрещается
питание электролизера непосредственно от автотрансформаторов типа ЛАТР и
т.п., так как при этом электролизер может оказаться прямо соединенным с фаз-
ным проводом сети. Однако ЛАТР (или бытовой автотрансформатор) вполне можно
использовать для регулирования напряжения на первичной обмотке основного
трансформатора. Следует только позаботиться о том, чтобы мощность ЛАТРа была
не меньше мощности основного трансформатора.
При долговременной работе установки защита электронных компонентов от пере-
грева и короткого замыкания была бы полезной. Для начала вполне возможно ог-
раничиться установкой плавкого предохранителя в первичной обмотке трансформа-
тора на ток, соответствующий его номинальной мощности. Питание на электроли-
зер также разумно подавать через соответствующий плавкий предохранитель (луч-
ше - регулируемый электромагнитный расцепитель), имея в виду, что короткое
замыкание в электролизере вполне возможно.
Вопрос о необходимости заземления установки в данном случае не такой про-
стой. Дело в том, что во многих жилых помещениях заземление изначально отсут-
ствует и его непросто устроить собственными силами. В некоторых случаях вме-
сто заземления хитрые электрики организуют пзанулениеп, соединяя шину зазем-
ления и нейтраль сети непосредственно у потребителя. При этом "заземляемый"
прибор оказывается непосредственно подключен к токоведущему контуру сети. В
наших условиях можно рекомендовать отдать приоритет качественной изоляции
электролизера от сети и экспериментатора от всей установки.
Правилами безопасности не следует пренебрегать еще и по той причине, что
длительный эксперимент в любительской лаборатории всегда привлекает внимание
других людей, навыки и поведение которых экспериментатор не может контролиро-
вать . Помните об окружающих и работайте безопасно.
Электроника
КОНТРОЛЛЕР ДЛЯ АКВАРИУМА
Предполагалось, что рыбок нужно кормить два раза в сутки — в 7 и 16 часов.
Раз нужно знать время, надо делать часы, в итоге я применил модуль RTC
DS1302. Корм нужно как-то сыпать определенными дозами, тут я выбрал униполяр-
ный шаговый двигатель и сборку Дарлингтона ULN2003, чтобы его крутить. Для
управления пришлось подключить дисплей и клавиатуру. Позже захотелось реали-
зовать и термостат, для чего был куплен датчик DS18B20. Для экономии пинов я
добавил еще сдвиговый регистр 74HC595N через который подключил LCD дисплей.
Пробный макет был собран на Arduino.
На нем был оттестирован базовый функционал программы (может быть не совсем
идеальный).
#include <Stepper.h>
#include <EEPROM.h>
#include <MenuSystem.h>
#include <LiquidCrystal595.h>
#include <DS1302.h>
#include <OneWire.h>
#define SECS_PER_MIN (60UL)
#define SECS_PER_HOUR (3600UL)
#define SECS_PER_DAY (SECS_PER_HOUR * 24UL)
#define DAYS_PER_WEEK (7UL)
#define SECS_PER_WEEK (SECS_PER_DAY * DAYS_PER_WEEK)
#define SECS_PER_YEAR (SECS_PER_WEEK * 52UL)
#define SECS_YR_2000 (946684800UL) // the time at the start of y2k
#define LEAP_YEAR(Y) ( ((1970+Y)>0) && !( (1970+Y) %4) && ( ( (1970+Y) %100) ||
! ((1970+Y)%400) ) )
// API starts
static const uint8_t monthDays[]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
// Инициализация пинов часов
DS1302 rtc(2, 3, 4);
//датчик температуры
OneWire ds(5);
//Инициализация пинов экрана
LiquidCrystal595 lcd(6,7,8);
//пины шагового двигателя
const int SteplPin = 9;
const int Step2Pin = 10;
const int Step3Pin = 11;
const int Step4Pin = 12;
Stepper motor(100, SteplPin, Step2Pin, Step3Pin, Step4Pin);
int key=0;
int show_time=l;
int CurS=0; //текущий настраиваемый параметр (час/мин/сек)
long timestamp;
long timestamp_eeprom ;
char k;
int ArrT[3] ; //time
int ArrD[3]; //date
Time t;
int counter1 = 100;
int counter2 = 1;
int counter3 = 300;
int counter4 = 30; //счетчик выключения подсветки
int templ=0;
int ttemp=0;
byte thermostat=0;
byte i;
byte data[12];
byte present = 0;
float Celsius = 0;
//menu
Menu System ms;
Menu mm(" Menu ") ;
Menu I tern mm_mil («Feed Now») ;
Menultem mm_mi2(«Time Setup»);
Menultem mm_mi3(«Date Setup»);
Menultem mm_mi4(«Thermostat Setup»);
void setup()
{
//кнопки
pinMode (А0Л INPUT);
//шаговик
pinMode(SteplPin, OUTPUT);
pinMode(Step2Pin, OUTPUT);
pinMode(Step3Pin, OUTPUT);
pinMode(Step4Pin, OUTPUT);
motor.setSpeed(40);
// Запуск часов
rtc.halt(false) ;
rtc.writeProtect(false);
//читаем установки температуры из EEPROM
int TEMP_EEPROM = 0;
TEMP EEPROM = EEPROM int read(4) ;
if ( (TEMP_EEPROM >= 0) && (TEMP_EEPROM <= 100) ) {
tempi = TEMP_EEPROM;
}
// Запуск экрана с указанием количества символов и строк
led.setLED2Pin(HIGH);
led.begin(16, 2);
led.clear() ;
mm. add_i tern (&mm_mil, &f eed_now_selected) ;
mm. add_itern (&mm_mi2 , &time_setup_selected) ;
mm. add_itern (&mm_mi3 , &date_setup_selected) ;
mm. add_item (&mm_mi4 , & thermos tat_setup_selected) ;
/ / mm. add_menu (&mul) ;
// mul. add_item (&mul_mil, &on_item3_selected) ;
ms . set_root_menu (&mm) ;
}
void loop(){
//читаем температуру
byte addr[8];
if (ds .search(addr) ) {
ds .reset();
ds .select(addr) ;
ds.write(0x44, 1); // start conversion, with parasite power on at the end
delay(1);//1000
present = ds.reset();
ds .select(addr) ;
ds.write(OxBE); // Read Scratchpad
for ( i = 0; i < 9; i++) { // we need 9 bytes
data[i] = ds.read();
}
intl6_t raw = (data[l] « 8) | data[0];
byte cfg = (data[4] & 0x60);
// at lower res, the low bits are undefined, so letfs zero them
if (cfg == 0x00) raw = raw & ^7; // 9 bit resolution, 93.75 ms
else if (cfg == 0x20) raw = raw & -3; // 10 bit res, 187.5 ms
else if (cfg == 0x40) raw = raw & ~1; // 11 bit res, 375 ms
// default is 12 bit resolution, 750 ms conversion time
Celsius = (float)raw / 16.0;
}
if (show_time == 1) {
//led.clear() ;
counter2--;
if (counter2==0){
if (counter4>0){
counter4--;
led. setLED2Pin(HIGH) ;
}else{
lcd.setLED2Pin(LOW);
}
counter2=10;
led.setCursor(0, 0); // Устанавливаем курсор для печати времени в верхней
строчке
Icd.print(rtc.getTimeStr()); // Печатаем время
led.setCursor(9,0);
Icd.print(celsius);
Icd.print((char)223); //celsius simvol
// Icd.print(«C»);
led.setCursor(3, 1) ;
//timestamp = getEpochTime(rtc.getTime());
//Icd.print (timestamp) ;
Icd.print(rtc.getDateStr()); // Печатаем дату
}
}
//проверяем раз в... секунд
counterl--;
if (counterl==0){
counterl=100;
//thermostat
if (templ>0 && celsius >0){ //если в настройках не 0 и датчик выдает больше 0
if (thermostat == 0){
if (celsius<templ-l){
thermostat = 1;
lcd.setLEDlPin(LOW); //вкл
}
}else{
if (celsius>templ+l){
thermostat = 0;
led.setLEDlPin(HIGH); //выкл
}
}
}
//feeder
t = rtc.getTime();
int H = t.hour;
if <<H = 0) || (H == 8) || (H==16)){
timestamp_eeprom=EEPROMReadlong(0) ;
timestamp = getEpochTime(t);
if (timestamp_eeprom+3600 < timestamp) {
led.clear() ;
led.setCursor(4,0) ;
Icd.print(«Feed Now!»);
EEPROMWritelong(0,timestamp);
motor.step(100) ;
motor_stop() ;
led.clear() ;
}
}
}
if (keyboard() !=0) {
show_time=0;
}
menu();
delay (100); // Пауза и все по новой!
}
void motor_stop() {
digitalWrite(SteplPin,0);
digitalWrite(Step2Pin,0);
digitalWrite(Step3Pin,0);
digitalWrite(Step4Pin,0);
}
//display menu function
void displayMenu () {
led.clear() ;
led.setCursor(0,0) ;
// Display the menu
Menu const* cp_menu = ms.get_current_menu();
//led.print(«Current menu name: „);
led.print (cp_menu->get_name () ) ;
led.setCursor(0,1) ;
led.print(cp_menu->get_selected()->get_name());
delay(100);
}
char keyboard(){
key = analogRead (0);
//debug
//led.setCursor(10, 1);
//led.print(key);
//Esc/Cancel
if ((key > 350) && (key < 360) ) {
return f сf;
}
//up
if ((key > 210) && (key < 230)){
return fuf;
}
//right
if ((key > 560) && (key < 590)){
return f rf;
}
//down
if ((key > 510) && (key < 540)){
return f df;
}
//left
if ((key > 440) && (key < 470)){
return f1f;
}
//Enter
if (key < 20){
return f ef;
}
return 0;
}
void menu () {
к = keyboard();
if (k == 0) {
counter3--;
if (counter3 == 0) {
counter3 = 300;
k='с';
}
}else{
led.setLED2Pin(HIGH);
counter4=30;
}
switch (k){
case f сf :
ms.back();
led.clear() ;
show_time=l;
break;
case fuf :
ms.prev();
displayMenu () ;
break;
case fdf :
ms .next() ;
displayMenu () ;
break;
case f ef :
ms . select () ;
displayMenu () ;
break;
}
}
//feed now
void feed_now_selected (Menultern* p_menu_item)
{
led.clear() ;
led.setCursor(4,0) ;
led. print (лл Feed Now!») ;
motor.step(100) ;
motor_stop() ;
led.clear() ;
}
void thermostat_setup_selected (Menultern* p_menu_item)
{
led.clear() ;
led.setCursor(0,0) ;
led.print(«Temperature:»);
ttemp=templ ;
delay(300);
while (k!=fc'){
delay(1) ;
k=keyboard();
if (k='e'){
templ=ttemp;
EEPROM_int_write(4,tempi);
k=f cf ; //выход
}
if (k==f uf){incrTemp() ;}
if (k==fdf) {decrTempO ;}
led.setCursor(0,1) ;
led.print(ttemp);
led.print(" ") ;
}
}
//функция увеличивает tempi
void incrTemp(){
if (ttemp<30){
ttemp++;
}
delay(200);
}
void decrTemp(){
if (ttemp>0){
ttemp--;
}
delay(200) ;
}
//Date setup
void date_setup_selected(MenuItem* p_menu_item)
{
led.clear() ;
led.setCursor(0,0) ;
led.print(«Date setup»);
delay (300);
int Flash=0; //или рисуем цифры или пробелы, мерцание выбранного элемента
int FC=0; //счетчик для flash
t = rtc.getTime();
ArrD[0]=t.date;
ArrD[1]=t.mon;
ArrD[2]=t.year;
while (k!='c'){
delay(1);
k=keyboard() ;
//flash
FC++ ;
if (FC == 30) {
if (Flash == 0){
Flash=l;
}else{
Flash=0;
}
FC=0 ;
}
if (k!=0){
Flash=l;
}
//end flash
led.setCursor(0,1);
flashPrintDate(Flash,0);
led.print('.');
flashPrintDate(Flash,1);
led.print('.');
flashPrintDate(Flash,2);
if (k=='u') {incrDO ;}
if (k=='d') {decrDO ;}
if (k=='r•){
if (CurS <2){
CurS++;
}else{
CurS=0;
}
delay(300);
}
if (k==•1•){
if (CurS>0){
CurS—;
}else{
CurS=2;
}
delay(300);
}
if (k=='e'){
rte.setDate(ArrD[0] ,ArrD[l] ,ArrD[2]) ; // Дата.
k='с'; //выход
}
}
}
//Time setup
void time_setup_selected(MenuItem* p_menu_item)
{
led. clear () ;
led.setCursor(0,0) ;
led.print(«Time setup»);
delay (300);
int Flash=0; //или рисуем цифры или пробелы, мерцание выбранного элемента
int FC=0; //счетчик для flash
t = rtc.getTime();
ArrT[0]=t.hour;
Ar rT[1]=t.min;
Ar rT[2]=t.sec;
while (k!='c'){
delay (1);
k=keyboard() ;
//flash
FC++ ;
if (FC == 30) {
if (Flash == 0){
Flash=l;
}else{
Flash=0;
}
FC=0 ;
}
if (k!=0){
Flash=l;
}
//end flash
led.setCursor(0,1);
flashPrint(Flash,0);
led.print(':');
flashPrint(Flash,1);
led.print(':');
flashPrint(Flash,2);
//меняем значение
if (k=='u')(incr();}
if (k=='d-)(decr();}
if (k=='r'){
if (CurS <2){
CurS++;
}else{
CurS=0;
}
delay(300) ;
}
if (k==•1•){
if (CurS>0){
CurS--;
}else{
CurS=2;
}
delay(300);
}
if (k='e'){
rtc. setTime (ArrT [0] , ArrT[l], ArrT[2]); // Часы, минуты, секунды 24-часовой
формат.
k=f cf ; //выход
}
}
}
//функция выводит чч или мм или ее
void flashPrint(int Flash, int CT){
if ((CurS == CT) && (Flash==0)){
led.print(" ");
}else{
if (ArrT[CT]<10){
led.print(f 0 f) ;
}
led.print (ArrT[CT] ) ;
}
}
//функция выводит день, месяц или год
void flashPrintDate(int Flash, int CT){
if ((CurS == CT) && (Flash==0)){
if (CurS == 2){
led.print(" ") ;
}else{
led.print(" ") ;
}
}else{
if (ArrD[CT]<10){
led.print(f 0 f) ;
}
lcd.print(ArrD[CT]) ;
}
}
//функция увеличивает выбранный элемент на 1
void incr () {
int limit=59;
if (CurS==0){
limit=23;
}
if (ArrT[CurS] < limit) {
ArrT[CurS]++;
}else{
ArrT[CurS]=0;
}
delay(200);
}
//функция уменьшает выбранный элемент на 1 для даты
void deer(){
int limit=59;
if (CurS==0){
limit=23;
}
if (ArrT[CurS] > 0) {
ArrT[CurS]--;
}else{
ArrT[CurS]=limit;
}
delay(200);
}
//функция увеличивает выбранный элемент на 1 для даты
void incrD(){
int limit=31;
if (CurS==l){
limit=12;
}
if (CurS==2){
limit=5079;
}
if (ArrD[CurS] < limit) {
ArrD[CurS]++;
}else{
ArrD[CurS]=1;
}
delay(200);
}
//функция уменьшает выбранный элемент на 1 для даты
void decrD(){
int limit=31;
if (CurS==l){
limit=12;
}
if (CurS==2){
limit=5079;
}
if (ArrD[CurS] > 1) {
ArrD[CurS]--;
}else{
ArrD[CurS]=limit;
}
delay(200);
}
//timestamp
uint32_t getEpochTime (Time tm) {
int i;
uint32_t seconds;
int year = tm.year — 1970;
// seconds from 1970 till 1 jan 00:00:00 of the given year
seconds= year*(SECS_PER_DAY * 365);
for (i = 0; i < year; i++) {
if (LEAP_YEAR (i) ) {
seconds += SECS_PER_DAY; // add extra days for leap years
}
}
// add days for this year, months start from 1
for (i = 1; i < tm.mon; i++) {
if ( (i == 2) && LEAP_YEAR(year) ) {
seconds += SECS_PER_DAY * 29;
} else {
seconds += SECS_PER_DAY * monthDays [i-1] ; //monthDay array starts from 0
}
}
seconds+= (tm.date-1) * SECS_PER_DAY;
seconds+= tm.hour * SECS_PER_HOUR;
seconds+= tm.min * SECS_PER_MIN;
seconds+= tm.sec;
return seconds;
}
//eeprom int
void EEPROM_int_write(int p_address, int p_value)
{
byte lowByte = ((p_value » 0) & OxFF);
byte highByte = ( (p_value » 8) & OxFF);
EEPROM.write(p_address, lowByte);
EEPROM. write (p_address + 1, highByte);
}
unsigned int EEPROM_int_read(int p_address)
{
byte lowByte = EEPROM.read(p_address);
byte highByte = EEPROM.read(p_address + 1);
return ((lowByte « 0) & OxFF) + ((highByte « 8) & OxFFOO);
}
//eeprom long int
void EEPROMWritelong(int address, long value)
{
//Decomposition from a long to 4 bytes by using bitshift.
//One = Most significant -> Four = Least significant byte
byte four = (value & OxFF);
byte three = ((value » 8) & OxFF);
byte two = ((value » 16) & OxFF);
byte one = ((value » 24) & OxFF);
//Write the 4 bytes into the eeprom memory.
EEPROM.write(address, four);
EEPROM.write(address + 1, three);
EEPROM.write(address + 2, two);
EEPROM.write(address + 3, one);
}
long EEPROMReadlong(long address)
{
//Read the 4 bytes from the eeprom memory.
long four = EEPROM.read(address);
long three = EEPROM.read(address + 1) ;
long two = EEPROM.read(address + 2);
long one = EEPROM.read(address + 3);
//Return the recomposed long by using bitshift.
return ((four « 0) & OxFF) + ((three « 8) & OxFFFF) + ((two « 16) &
OxFFFFFF) + ((one « 24) & OxFFFFFFFF);
}
Ho Arduino UNO сама по себе большая плата, к тому же ее жалко. Решено было
сделать кормушку на чистом Atmega328. В итоге я разработал плату в Sprint-
Layout :
В этой версии платы часы DS1302 уже разведены прямо на плате, а так же ис-
правлены мелкие ошибки.
Печатную плату изготовил методом ЛУТ и залудил сплавом Розе:
Так же была сделана и плата клавиатуры, ее видно на фото макета.
После чего запаял все детали:
Никакого интерфейса для программирования у меня не предусмотрено, поэтому
все изменения я заливаю на Arduino, а дальше просто переставляю микроконтрол-
лер в панельку на плате.
Корпус нарисовал в OpenSCAD и распечатал на 3D-принтере:
На крышке корпуса имеются два уха, на случай если кто-то захочет закрепить
его прямо на стекле аквариума.
Так же нарисовал и распечатал корпус для самой кормушки:
Внутри этой штуки должен крутится такой вот цилиндр с прорезями:
Клавиатуру и часовой модуль зафиксировал термоклеем:
И собрал все в единое целое:
" * *••/ W 4i^ W* '4J*» «r .*» «, «*- v«r *
_^ res*j# ff & ft ::■
ыги:бдг*д:г*;^?. * • tf v
Электрическая схема приведена ниже. На ней:
Rl,R2 — 10 кОм, R3 — 3 кОм, резисторы на кнопках по 2.2 кОм, С1,С2 — 20 пФ,
электролит СЗ — 5мкФ, так же электролит стоит по питанию, где-то на 1000 мкФ.
Кварц для микроконтроллера 16 MHz, транзистор любой прп.
dfib
drib
MEGA8-P
+5V IL
GND v20
+5V
PC6(/RESET)
PCO(ADCO)
PC1(ADC1)
PC2(ADC2)
PC3(ADC3)
PC4(ADC4/SDA)
PC5(ADC5/SCL)
PB6(XTALimDSC1)
PB7(XTAL2^TOSC2)
[C_ULN2003-TSSOP-16
Техника
мощный азотный лазер на воздухе
Введение
По этому руководству будем учиться делать мощный азотный лазер на атмосфер-
ном воздухе. Отдельного комментария заслуживает понятие "мощный". Для челове-
ка, сколько-нибудь продолжительное время провозившегося с азотниками, даже
один миллиджоуль воспринимается, как большая величина выходной энергии. Кроме
того, вопрос о точном измерении энергии азотников мутен и темен.
В определении, какой лазер мощный, а какой - нет, можно пойти с другой сто-
роны - от применения. Не секрет, что подавляющее большинство азотников дела-
ется для накачки лазеров на красителях. В интернете выложено довольно много
конструкций самодельных азотных лазеров. Однако, далеко не все из них способ-
ны заставить загенерить лазер на красителе. И совсем немногие могут сделать
это в прямом (нефокусированном) луче.
В этом руководстве мощным будем считать азотник, способный нефокусированным
лучом заставить работать лазер на красителе. Понятно, что доски он резать не
будет, жечь искру в воздухе - тоже.
Материалы
Нам потребуется:
Нечто ровное и твердое для основания лазера. (Азотник учит по иному смот-
реть на вещи. То, что раньше Вы считали ровным, внезапно оказывается недо-
пустимо кривым. А то, что считали достаточно жестким начинает недопустимо
прогибаться при сборке.) В моем случае был взят кусок листового оргстекла
толщиной 10 мм длиной 400 мм и шириной 300 мм. К сожалению, такие отрезы
на дороге уже не валяются - пришлось купить в специализированном магазине
по специально оформленному заказу. Дело, однако, того стоило.
• Лист майлара толщиной 0.12 мм достаточной площади, чтобы полностью накрыть
основание лазера. Лучше - с некоторым запасом. Поскольку мы делаем мощный
азотник, полиэтилен уже не подойдет в качестве диэлектрика. Он обладает
недостаточной стойкостью к электричеству и температуре (последнее, как ни
странно, тоже важно, поскольку лазер будет греться и в местах, где горит
корона, и в местах, где шьют слабые паразитные разряды). Майлар можно за-
менить на каптон. Стоит это во много раз дороже, а выходная энергия, по
моему опыту, примерно на том же уровне. Где мне взять листовой майлар? В
любом супермаркете можно купить «Рукав для запекания пищи». Толщина майла-
ровой пленки там, понятное дело, меньше нужной. Но можно положить в не-
сколько слоев. Измерьте толщину доступной Вам пленки и положите столько
слоев, чтобы суммарная толщина равнялась 120 мкм. Обычно это 6 слоев плен-
ки от рукава для запекания. Или, поскольку рукав двухслойный, - это три
двойных слоя.
• Кухонная алюминиевая фольга. Выбирайте самую толстую из доступных. В про-
даже более-менее несложно найти фольгу толщиной до 14 мкм. Конечно, это
тоньше, чем хотелось бы, но ниже будет написано, как с этим бороться.
• Высоковольный блок питания на 16+ киловольт. Как его сделать, почти не
прилагая ума и сил написано здесь: Домашняя лаборатория №10 за 2016 г.
Кроме того, как выяснилось, питать лазер можно от обычного шокера с длиной
искры не менее 16 мм. Если у Вас более слабый шокер, можно использовать
два последовательно. Как это сделать написано здесь: Домашняя лаборатория
№5 за 2017 г.
• Штуки три четыре школьных стальных линейки длиной 30-40 см. Проверьте,
чтоб магнитились.
• Штук шесть небольших магнитов (чем сильнее, тем лучше). В идеале исполь-
зуйте эти самые новомодные неодимовые магниты.
• Рельсовый двухзазорный разрядник. Как его сделать и настроить смотрите
здесь: Домашняя лаборатория №1 за 2017 г. Рельсовый разрядник за счет
меньшей индуктивности и большей скорости действительно существенно подни-
мает мощность азотника. По моим наблюдениям в 2. . 5 раз. Если вам сильно
неохота связываться с его постройкой и настройкой, рекомендую вообще отка-
заться от предлагаемой (крыльевой) схемы лазера и воспользоваться "схемой
с передачей заряда" (см. здесь же в разделе "комментарии").
• Материал для электродов. Для простоты напишу, что нужны алюминиевые пла-
стины толщиной 2.5..3 мм и длиной 30 см. На самом деле далее станет понят-
но, что многие другие ресурсы могут подойти. Простор для фантазии неогра-
ничен. Главные требования к заготовкам - прямость и ровность и размеры,
позволяющие придать рабочим кромкам нужную форму.
• Кювета с лазерным красителем. Кювета потребуется не только для проверки
работоспособности лазера, но и для настройки его на максимальную мощность.
Кювета и краситель могут быть покупными. С другой стороны кювета может
быть и самодельной, а краситель может быть заменен на экстракт одного из
подходящих фломастеров (список маркеров, проверенных мной на предмет спо-
собности к лазерной генерации смотрите в «Домашняя лаборатория» №8 за 2017
г.). На худой конец можете попробовать настроить лазер на максимальную
мощность используя фотодиод/фотоэлемент в качестве датчика. Но это менее
наглядно, менее удобно и требует больших навыков.
Также потребуются разнообразные мелкие ресурсы:
• Многожильный монтажный провод
• Припой и флюс
• Крокодилы
• Может потребоваться балластный резистор номиналом в 1..10 мегаом (глав-
ное требование к резистору - должен выдерживать напряжение блока питания
без пробоя по поверхности).
Инструмент:
• Ножницы (радует, что не по металлу)
• Ножовка
• Дрель (а к ней сверла, и, неплохо бы, и войлочный круг)
• Сравнительно грубая наждачная бумага (подойдет №200..300)
• Сравнительно тонкая наждачная бумага (подойдет №1000)
• Полировальная паста (желательно работающая по металлу - это может быть
паста ГОИ, автополироль и т.д. и т.п.)
• Напильники. Один сравнительно грубый, другой наоборот, понежнее.
• Штангенциркуль (линейкой не обойдетесь, придется измерять зазоры с точно-
стью до 0.1 мм)
• Отвертка с большой диэлектрической ручкой. Использование по назначению это
последнее, что Вы будете с ней делать. В основном она пригодится для юсти-
ровки электродов и для разрядки лазера после выключения.
Изготовление
электродов
В нашей конструкции электроды должны иметь длину 300 мм. (Можно и длиннее,
но тогда придется увеличить и другие размеры лазера - см. разд. комментарии,
о масштабировании).
Рабочая кромка электродов имеет вид ножа с большим углом заточки. На рисун-
ке показано сечение электрода вблизи рабочей кромки. Пунктиром показан ответ-
ный электрод.
', '/',,' '/'',, ,,''
Д=Ш=1.25 15mm
^
W
/4
1
^ ^
^ W
Н=2
^
к
h=2.5..3mm
^
2 -2.5mm.
V
Г"
h=5..6mm
W
К тому, что в азотном лазере атмосферного давления для максимальной мощно-
сти кромка электродов должна быть острой, в разное время, независимо друг1 от
друга, и из разных соображений пришли, как минимум, три человека: Альфонсо
Родригес, Джаррод Кинси и автор этой статьи.
Угол заточки электродов определяется из их толщины (высоты, на которой
кромка будет расположена над диэлектриком) и того факта, что зазор для сколь-
зящего разряда Н (зазор между электродами по поверхности диэлектрика) должен
примерно вдвое превышать рабочий лазерный зазор h. Зазор h должен быть равен
половине зазора в разряднике (почему это так см. в разд. комментарии). По-
скольку используется двухзазорный разрядник с номинальным зазором от 2x2 мм
до 2x3 мм то и величина h должна быть выбрана в пределах от 2 до 3 мм.
Зазор между электродами снизу (у поверхности диэлектрика) выбирается равным
удвоенной величине рабочего лазерного зазора H=2h. Это соотношение не очень
критично, но если выбрать Н слишком маленьким, лазер начнет закорачиваться
скользящим разрядом вдоль диэлектрика. Если же выбрать Н слишком большим, то
скользящий разряд будет слишком слаб для эффективной предионизации - будет
очень трудно получить однородное свечение между электродами. Разделив этот
необходимый прирост расстояния (H-h = 2h-h = h) поровну между левым и правым
электродом получим, размер фаски на каждом из электродов: Л= h/2 = 1...1.5
мм.
Высота расположения рабочих кромок над диэлектриком (толщина электродов)
также является сравнительно свободным размером. Следует, однако, помнить, что
если она слишком мала (порядка миллиметра и меньше) разряд будет иметь тен-
денцию стелиться вдоль диэлектрика, и лазер нормально работать не будет. Если
же эту величину выбрать слишком большой (5 мм и более) то лазерный зазор ока-
зывается слишком далеко от скользящего разряда - падает эффективность предио-
низации, что как минимум снижает мощность, а как максимум делает лазер нера-
ботоспособным. Вообще, следует стремиться к тому, чтобы рабочие кромки были
расположены на минимальной высоте, при которой разряд еще устойчив. На прак-
тике можно выбирать толщину электродов от 2 до 3 мм.
Собственно вот и определились размеры и форма электродов вблизи рабочих
кромок. Остальная часть электродов может быть произвольного размера лишь бы
обеспечивалось хорошее прилегание электродов к крыльям (фольговым обкладкам)
и достаточная механическая устойчивость (жесткость). Понятно, что в направле-
нии вдоль электродов рабочие кромки должны быть максимально прямыми. (Свет
распространяется по прямой и, к сожалению, нет средств заставить его бежать
вдоль кривых электродов.)
В моем случае удалось найти заготовки в строительном магазине в виде алюми-
ниевых сборных дверных ручек, основная часть которых имеет форму призмы с се-
чением примерно соответствующим прямоугольному треугольнику. Причем, если по-
ложить эту призму на одну из катетных граней, то декоративные фаски на ней
как раз образуют необходимый взъем под острой кромкой.
Нахождение столь подходящего исходника безусловно снизило число операций по
обработке до минимума. С другой стороны если, ничего подходящего в пределах
досягаемости не наблюдается, можно взять просто алюминиевую полосу толщиной
миллиметра 2...3 и шириной миллиметров 20...30 и снять необходимую фаску -
превратить эту полосу в нож с крутым углом заточки. Лучше, конечно, это де-
лать на станке, но на самом деле это удается и напильником вручную.
Если кромка не будет получаться идеально острой - беспокоиться не о чем.
Слишком острая кромка быстро выжигается паразитными искрами, которых все рав-
но не удастся избежать, хотя бы на этапе настройки. Кромка должна иметь неко-
торое скругление, мало заметное глазом, больше напоминающее тупой нож.
Все острые углы за исключением рабочей кромки лучше скруглить напильником.
Это позволит избежать образования короны при работе лазера.
Если заготовка анодированная - удалите анодирование грубой наждачной бума-
гой . Рабочую кромку электродов следует отполировать. Делается это с помощью
полировальной пасты, дрели и войлочного диска. На самом деле процедура эта не
столь трудоемкая, как может показаться на первый взгляд. Если рабочая кромка,
по каким либо причинам, кривая или имеет задиры после снятия анодирования,
перед полировкой ее следует выправить и подшлифовать сравнительно тонкой наж-
дачкой (№1000). Приклейте наждачку (на двусторонний скотч) к длинной ровной и
жесткой детали (лист оконного стекла, отрезок алюминиевого уголка и т.п.) а
затем ровными движениями с равномерным нажимом правьте рабочую кромку. Затем
полируйте.
Правильно изготовленные электроды имеют ровную прямую блестящую кромку с
небольшим затуплением (тупой нож) . Если их сложить кромками друг к другу и
посмотреть на просвет, максимальная величина щелей, где кромки не прилегают,
не должна превышать толщины волоса.
Замечание: хотя лазер работоспособен и без полировки (со шлифованными элек-
тродами) , тем не менее полировка дает весьма существенный прирост выходной
мощности (2...4 раза). Не пренебрегайте этой процедурой.
Сборка
Разрядник в лазере можно крепить на болтах и на струбцинах. Если планируете
болтовое крепление, то перво-наперво просверлите в основании крепежные отвер-
стия по месту будущего расположения разрядника. Затем на основание лазера
вблизи его осевой линии приклейте пластичным клеем (резиновый клей, 88-й,
"спрут", и т.п.) стальные линейки. Это будет база для прижима электродов маг-
нитами. (Да, можно и по старинке, прижимать электроды грузами или пластиковы-
ми болтами, но поверьте, магниты куда удобнее и не зависят от направления си-
лы тяжести, т.е. в идеале конструкция может получиться даже переносной.)
Область, куда наклеены линейки, или точнее область покрытая железом, должна
перекрывать все пространство возможного перемещения электродов. В нашем слу-
чае это 30x6 см. Если Вам не хочется заморачиваться с уступами и ступеньками
под диэлектриком можно заклеить металлом всю рабочую поверхность, как показа-
но на фото. Если основание целиком стальное, то с наклейкой линеек можно не
заморачиваться.
Из фольги вырежьте земляную (общую) обкладку. Наложите ее на основание и
разровняйте. Ее можно закрепить по краям небольшими кусочками скотча, а можно
и оставить как есть - никуда она не денется, будет прижиматься к основанию
разрядником, электродами, и электростатическими силами, действующими на об-
кладки сверху.
Поверх земляной обкладки положите майлар. Выровняйте. Особенно тщательное
выравнивание требуется, если Вы используете многослойную пленку (пакеты для
запекания).
Далее необходимо сделать крылья. Поскольку по причинам доступности прихо-
дится использовать слишком тонкую фольгу, имеется риск, что интенсивная коро-
на с ее краев будет повреждать диэлектрик и способствовать пробоям по закраи-
нам. Чтобы уменьшить этот вред, крылья делаются из фольги, сложенной в не-
сколько слоев. Способ складывания показан на фотографиях.
Смысл такого хитроумного складывания в том, чтобы по периметру крыльев ока-
зались не острейшие кромки тонкой фольги, а сгибы, имеющие заметный радиус
скругления. Если сможете обеспечить это другим способом - складывайте как Вам
нравится. Размер крыльев 30 см х 10 см (длина равна длине электродов, а шири-
на равна 10 см). Уменьшение ширины крыла до величин меньше 10 см дает сущест-
венное уменьшение выходной энергии. Практически пропорционально срезанной
площади. Увеличение свыше 10 см и вплоть до 15 см дает рост выходной энергии,
но довольно вялый. Кроме того, с увеличением площади обкладок растет паразит-
ное искрение, и при их ширине свыше 15 см уже трудно сказать был бы рост на
выходе, если б не было искр или нет.
Наложив крылья, неплохо проверить емкость между каждым из крыльев и общей
(земляной) обкладкой. Это можно сделать мультиметром, способным к измерению
емкости. В зависимости от качества сборки Вы должны получить значение емкости
от 3 до 5 нФ (на каждое крыло). Если сильно больше - вероятно у Вас занижена
толщина диэлектрика. Если меньше - то либо наоборот диэлектрик слишком тол-
стый, либо много пузырей и неровностей.
Вот так выглядят крылья, уложенные на свои места.
Прежде чем наложить электроды имеет смысл сделать пружинящие контактные
прокладки. Их смысл в том, чтобы обеспечить хороший контакт между крыльями и
электродами по всей длине электродов. На практике электроды никогда не будут
достаточно плотно прилегать к основанию. Они прямые, а основание - не очень.
Неровности и складки крыльев еще усугубят дело. А контакт в азотнике нужен не
просто хороший, а очень хороший. В момент срабатывания лазера там летят кило-
амперы тока, и каждый лишний миллиом снижает выход. Пружинящие контактные
прокладки можно сделать из той же алюминиевой фольги сложенной в несколько
слоев и смятой в виде гофра. Длина прокладок должна быть равна длине электро-
дов. Ширина - 10...20 мм.
Наложите пружинящие прокладки на внутренний край крыльев (вдоль той грани,
где будут установлены электроды).
Поверх них поставьте электроды и прижмите. Усилие прижатия должно быть дос-
таточно для продавливания прокладок.
Закрепите электроды магнитами.
Установите разрядник. В местах, где его выводы ложатся на фольгу обкладок
также желательно предусмотреть пружинящие прокладки для улучшения контакта.
Если Вы применяете многослойный майлар, между слоями диэлектрика под раз-
рядником имеет смысл проложить пластиковую пластинку толщиной 2... 3 мм. На-
пример, обломок школьной линейки. Это значительно снизит пробои вдоль поверх-
ности диэлектрика.
Остается только обеспечить соединение между крыльями по постоянному току.
Удобно это делать с помощью небольшой катушки из трех-четырех витков монтаж-
ного провода, выводы которой припаяны к "крокодилам"
У
V
. N
Малая индуктивность катушки помогает бороться с искрами. Хотя это не пана-
цея.
После установки катушки на место лазер готов.
Настройка
Настройка лазера с рельсовым разрядником распадается на два этапа:
1. настройка разрядника
2 . настройка самого лазера
Для того, чтобы настроить разрядник, в собранном лазере поставьте лазерные
электроды параллельно друг другу и выставьте между ними какой-нибудь опреде-
ленный зазор из диапазона 2...3 мм. Затем настройте рельсовый разрядник. Про-
цедура настройки описана в статье по созданию разрядников1. Основной ее смысл
в том, чтобы изменяя наклон центрального электрода добиться более-менее рав-
номерного заполнения промежутков разрядника искрами. Если искра горит только
в одном месте где-то с краю, то Ваш разрядник не сильно отличается от точеч-
ного и почти не дает преимуществ. Обычно без серьезных мучений удается до-
биться, чтобы одновременно возникало две-три искры в одном (первом) промежут-
ке и три-пять искр в другом (втором) промежутке. Это уже существенное сниже-
ние индуктивности и повышение скорости. Скрупулезно изощряясь можно добиться
куда лучших результатов, но для рассматриваемого лазера это излишне.
1 Домашняя лаборатория №1 за 2017 г.
Настроив разрядник переходите к настройке лазера.
При настройке лазера следует помнить три вещи:
1. Лазер имеет преимущественное направление свечения. При правильной сборке
(при отсутствии пузырей под диэлектриком, при ровно лежащих обкладках и
при равномерно прижатых электродах) направление преимущественного излуче-
ния совпадает с направлением "на разрядник". Причины этого эффекта рас-
смотрены в статье по маломощному азотнику2. Чем длиннее лазер, тем более
выражен этот эффект. Если электроды лазера сьюстированы так, что максимум
выходного излучения совпадает с направлением преимущественного излучения,
полная выходная энергия будет больше, чем если электроды сьюстированы так,
что максимум выходного излучения идет в сторону противоположную преимуще-
ственному направлению ("против шерсти").
2. Если электроды лазера лежат не параллельно друг другу, а образуют некото-
рый клин (см. рис.), то в сторону где зазор между электродами больше (раз-
мер h2 на рисунке) всегда выходит больше излучения, чем в сторону, где за-
зор между электродами меньше (размер hi на рисунке) . Связано это с тем,
что пробой более длинного зазора происходит медленнее, и образуется "бегу-
щая волна" разряда. Некоторую роль играет и "эффект рупора" - из волново-
да, образованного блестящими металлическими электродами, свет выталкивает-
ся в сторону раскрыва. Эффект клина настолько силен, что позволяет преодо-
леть собственную направленность лазера (см. предыдущий пункт.) Существова-
ние преимущественного направления можно заметить только юстируя лазер на
максимум в ту и в другую стороны и сравнивая достижимые мощности.
3. Существует оптимальная средняя величина межэлектродного зазора h=(hl+h2)/2
при которой мощность лазера максимальна. Как уже было отмечено, в первом
приближении оптимальное значение h соответствует половине зазора в ведущем
разряднике. Но это только в первом приближении. Точную величину оптималь-
ного зазора Вам предстоит найти в процессе настройки.
Таким образом настройка лазера сводится к отысканию оптимального зазора ме-
жду электродами и оптимального наклона их по отношению друг к другу. То есть
мы имеем задачу оптимизации по двум параметрам. Задача оптимизации по одному
параметру проста, задача оптимизации по двум параметрам - довольно противна.
2 Домашняя лаборатория №5 за 2017 г.
По трем - лучше не связываться. Так что вот эту самую довольно противную за-
дачу придется решить при настройке лазера. Именно в силу ее противности, не
думаю, что Вы захотите решать эту задачу часто, поэтому: не забудьте записать
к каким значениям dl и d2 вы прейдете! Потом эта запись сильно облегчит Вам
жизнь.
Если Вы буквально следовали руководству и размеры лазера (зазоры в разряд-
нике, размеры крыльев и электродов) у Вас такие же, как здесь, то хорошим на-
чальным приближением должно быть hi =2.5 мм, h2 = 2.7 мм.
Для выставления зазоров удобно использовать сверла. Возьмите два сверла на
2.5 мм. На хвостовик одного из них намотайте тонкую бумагу, скотч или майла-
ровую пленку до диаметра 2.7 мм. Вот где Вам пригодится штангенциркуль. В ка-
честве толстого сверла можете использовать сверло на 2.7 мм, если сумеете
достать.
Вставьте сверло диаметром 2.5 мм хвостовиком между лазерными электродами
где-нибудь поближе к краю, дальнему от разрядника. Сверло диаметром 2.7 мм
вставьте у края ближнего к разряднику. Сожмите электроды так, чтобы сверла
были зажаты между рабочими кромками. Затем аккуратно выньте сверла.
Включив лазер при таком положении электродов, Вы, вероятнее всего, сразу
будете наблюдать сиреневое свечение между электродами (сдобренное некоторым
количеством паразитных искорок), а если поднести белую или закрашенную флуо-
ресцентным маркером бумажку к одному из торцов - увидите пятно лазерного из-
лучения. Если свечения между электродами нет, значит, что-то пошло не так -
допущена грубая ошибка в конструкции или при сборке и надо разбираться с при-
чинами . Если свечение есть, а генерации нет - сначала поищите луч у другого
конца лазера, затем попробуйте изменить среднее расстояние между электродами
(обычно в меньшую сторону). Если генерацию все еще не удается получить, про-
верьте прямизну рабочих кромок и качество контакта электродов с крыльями (хо-
тя некачественный контакт обычно проявляет себя в межэлектродном свечении в
виде темных или более тусклых зон).
Получив генерацию приступайте к настройке на максимум мощности. Теперь по-
требуется кювета с лазерным красителем. Возьмите готовую (магазинную) кювету
или склейте ее самостоятельно. Заполните где-то на 2/3 объема раствором ла-
зерного красителя с концентрацией, подходящей для накачки азотным лазером.
Родамины или кумарины берите в концентрации 3... 7 ммоль/л. Не рекомендую на
первых порах использовать флуоресцеин. Он капризен по мощности и концентра-
ции. Если у Вас нет опыта работы с лазерами на красителях, возможно, имеет
смысл взять готовый заведомо работающий раствор. Например, отбеливатель
Textile White или Vanish. Или отжать сок из желтого флуоресцентного маркера
(список подходящих смотрите в «Домашняя лаборатория» №8 за 2017 г.). При са-
мостоятельном изготовлении кюветы обратите внимание на то, чтобы клеевой шов
не перекрывал луч генерации красителя (см. рис.)
Луч азотного л азера ~~~~*J
Луч лазера на красителе
ПРАВИЛЬНО НЕПРАВИЛЬНО
Замечание: нелазерные источники света не дают излучения с выраженной на-
правленностью . Наоборот, чтобы получить хоть сколько-нибудь направленный луч
(в тех же фонариках, например) требуется применение вогнутых зеркал, фокуси-
рующих линз, диафрагм и т.д. и т.п. Простая флуоресценция относится к нела-
зерным видам излучения. Поэтому свет от нее будет давать более-менее равно-
мерную засветку экрана (бумажки) расположенного вблизи кюветы. Если Вы наблю-
даете засветку в виде полосы - с большой вероятностью это уже лазерный эф-
фект . (И чем уже и резче очерчена эта полоса - тем вероятность больше.) Если
же имеется не просто полоса, а выраженное пятно - вывод очевиден.
Поставьте кювету с красителем на пути выходного луча азотного лазера почти
вплотную к срезу лазерных электродов. Если азотник собран правильно, кювета
пристойная и раствор красителя правильный (см. выше) то, расположив бумажку
сбоку от кюветы с красителем, Вы должны увидеть пятнышко генерации.
Если нет - попробуйте поподбирать расстояние между электродами. Опять же
проверьте слой диэлектрика на наличие пузырей, проверьте качество контакта
электродов с крыльями, проверьте правильность настройки рельсового разрядника
(зазоры в нем должны быть выставлены не меньше 2 мм, при срабатывании должно
возникать несколько искр в параллель).
Затем вооружитесь отверткой с огромной диэлектрической ручкой, и легким по-
стукиванием по концам электродов меняйте угол их взаимного наклона. По мере
роста выходной мощности отодвигайте кювету с красителем. Если Вы промазали с
оптимумом угла (а на первых порах мазать Вы будете довольно часто), прерви-
тесь , возьмите сверла, по новой выставьте начальные зазоры и начните процеду-
ру юстировки электродов сначала.
Предупреждение: Если Вы делаете лазер по этому руководству, то надо пола-
гать , что Вы человек уже достаточно опытный в лазерных и высоковольтных де-
лах. Даже как-то неудобно напоминать Вам, что прикасаться к электродом можно
только при выключенном лазере с разряженными (закороченными на общую обклад-
ку) крыльями.
Правильно собранный и настроенный лазер безо всяких линз обеспечивает гене-
рацию растворов хороших красителей в прямоугольных кюветах на расстояниях
40...50 см от среза электродов. (Настоящие лазерные красители с лазерной сте-
пенью очистки имеют низкий порох1 и заводятся на расстояниях 100...120 см.)
При обгорелых или застарелых электродах эта величина снижается до 25...35 см.
Если при настройке у Вас не получается дотянуть до 40 см, рекомендую осмот-
реть электроды и, в случае необходимости, подполировать рабочие кромки (тем
более, что в процессе неудачных опытов по настройке они к этому моменту уже
могли серьезно подгореть).
Если все же у Вас никак не получается получить генерацию красителя в прямом
луче, то, как уже было отмечено выше, скорее всего проблема в сборке. Тем не
менее, существует положительная и отличная от нуля вероятность, что проблема
все-таки в настройке. В этом случае попробуйте воспользоваться цилиндрической
линзой для фокусировки излучения азотника в кювету. В качестве цилиндрической
линзы можно использовать заполненную водой тонкостенную стеклянную трубку или
просто круглую стеклянную палочку. В последнем случае нелишне убедится, что
стекло этой палочки мало поглощает ультрафиолет. Если Вы пользуетесь цилинд-
рической линзой, то мерой выходной мощности (и качества настройки азотника)
является не расстояние от электродов до кюветы, а максимальное расстояние, на
которое кювету удается сместить от фокуса линзы не потеряв генерацию красите-
ля. Настраивайте с линзой на максимум возможного смещения от фокуса, затем
переходите к настройке в прямом луче.
Когда добьетесь устраивающего Вас результата, аккуратно измерьте получив-
шееся расстояние между электродами на выходном и на заднем концах лазера (hi
и h2) . Можно попробовать подлезть штангенциркулем, постаравшись не сбить на-
стройку. Но лучше пользоваться все теми же сверлами, наматывая на их хвосто-
вик бумажную скотчевую или майларовую ленточку до тех пор, пока они не будут
проходить впритирку к рабочим кромкам электродов. Затем останется просто из-
мерить полученный диаметр. Запишите получившиеся значения для использования в
будущем.
Эксплуатация
Собранный лазер несмотря на свою простоту является довольно серьезным при-
бором, который в дальнейшем принесет Вам много пользы. Мной, например, с его
помощью было обнаружено множество лазерных красителей, найдены материалы для
УФ фильтров и т.д. и т.п.
При использовании достаточно мощного блока питания лазер должен быть рабо-
тоспособен приблизительно до 100 Гц (предельная частота для неуправляемого
воздушного разрядника без продувки). Но на самом деле выше 30 Гц я его не го-
нял, ибо страшно. Во-первых - шум. Во-вторых, при таких мощностях все уже на-
чинает заметно греться. В-третьих - ресурс.
Насчет шума - настоятельно Вам рекомендую принять меры по его подавлению.
Самое простое, что можно сделать - накрыть лазерный канал диэлектрической
пластинкой. Если Вы решитесь соорудить более серьезную крышку - неплохо ее
оклеить изнутри резиной или другим звукопоглощающим материалом.
Насчет ресурса - не испытывайте угрызений совести, когда диэлектрик под
крыльями вышибает. Привыкните, что майлар - это расходник. Просто замените
его, выставьте электроды по новой и продолжайте работу как ни в чем не быва-
ло. Помните, что лазер работает вблизи предела электропрочности диэлектрика.
Для того, чтобы сделать майлар в лазере практически вечным пришлось бы сни-
зить напряжение не меньше, чем вдвое, т.е. пожертвовать мощностью лазера на-
столько, что он станет почти бесполезной игрушкой. Даже Swissrocketman сооб-
щает о времени жизни диэлектрика в 10000 импульсов, а он - профессионал, а не
самодельщик. Кстати поделите 10000 импульсов на 30 Гц. Получится, что лазер
имеет всего 5 минут ресурса бессбойной работы. А вот на частоте в 1 Гц полу-
чается уже 3 часа.
Не забывайте разряжать крылья лазера сразу по окончании работы. Это не
только предохранит Вас от случайного удара током, но и продлит время до сле-
дующей смены диэлектрика. Когда майлар стоит под напряжением его ресурс тра-
тится зря.
Алюминиевые электроды тоже имеют обыкновение подгорать. Один раз в две-три
смены диэлектрика имеет смысл вооружиться дрелью с войлочным диском и подно-
вить полировку рабочих кромок. Через несколько переполировок возможно потре-
буется правка рабочих кромок, т.е. выравнивание с помощью грубой шлифовки
(наждачная бумага зернистостью 1000) . Alfonso Rodrigez4 сообщает, что наи-
больший ресурс имеют электроды изготовленные из некоего "inox'a". Насколько
мне удалось понять, inox - это разновидность нержавеющей стали . Причем види-
мо очень специфическая разновидность. Дело в том, что стали, в особенности
нержавеющие, относятся к сплавам с очень высоким удельным сопротивлением. И в
полном согласии с этим любые мои попытки сделать азотник со стальными элек-
3 Смотрите, например, https : //www. you tube, com/watch? v=gp8B8 50 Jx Л (у него много ро-
ликов на YouTube).
4 Смотрите, например, https : //www. you tube, com/watch? v=MHIgIN2LIc (у него много ро-
ликов на YouTube).
5 Это просто сокращенное название нержавеющей стали (от французского inoxydable).
тродами неизменно приводили к провалу. Причем, что забавно, разряд на сталь-
ных электродах выглядит более красиво - гуще фиолетовое свечение, искр меньше
или вообще нет. Но вот выходная мощность лазеров со стальными электродами по-
лучается. .. как бы это поточнее выразиться... "душещипательной". Судя по все-
му inox как-то умудряется совмещать приятное с полезным и иметь высокую про-
водимость при высокой коррозионной стойкости. Проверить мне это не на чем,
ибо доступа к иноксовому прокату у меня нет. Медные и бронзовые электроды бу-
дут работать ничуть не хуже алюминиевых. Но и съедать их будет так же быстро.
После длительного хранения в нерабочем состоянии электроды также рекоменду-
ется подполировать. Это избавит Вас от бесплодных поисков "неизвестно куда
потерявшейся мощности".
Недостатки
Лазер имеет довольно большой разброс выходной энергии от импульса к импуль-
су (до 50%, благо хоть пропусков не дает). Связано это в первую очередь с не-
стабильностью напряжения срабатывания неуправляемого разрядника а во вторую -
с нестабильностью разряда в (кислородсодержащем) воздухе. Применив разрядник
с внешним поджихюм, и заполнив лазер чистым азотом, от этого недостатка можно
избавиться, но ценой за это будет резкое усложнение конструкции и эксплуата-
ции. В оправдание лазера можно отметить, что при столь большом разбросе от
импульса к импульсу, он весьма неплохо (на уровне лучше 10%) держит среднюю
мощность.
Замена майлара (и соответственно необходимость снимать электроды) вызывает
pain in the ass6 если лазер приюстирован к оптической схеме. На самом деле
просто думать обо всем надо заранее. Выберите один из электродов за базовый
(задающий направление) и и приюстируйте к нему дополнительный котировочный
лучик. После пересборки электрод можно будет сразу выставить по этому лучу и
больше не трогать, а уже второй электрод приюстировать к первому. Нелишне на-
помнить и то, что после того, как у Вас уже заготовлены палочки калиброванно-
го размера (сверла с намоткой из бумаги или скотча) достаточно просто выста-
вить требуемый межэлектродный зазор спереди и сзади лазера. Никаких дополни-
тельных подгонок и подстроек требоваться уже не будет.
Да и вот еще что. Лазер является мощным генератором электромагнитных помех.
Вроде бы убийств сотовых телефонов за ним незамечено, а вот пару тройку
транспортных/кредитных карточек со RFID чипом он спалил. Причем ведь как бы-
вает - забудешь карточку в нагрудном кармане, подойдешь, поюстируешь электро-
ды, а на следующий день выясняется - карточке хана. Так что ценные электрон-
ные приборы лучше на расстояние ближе полутора метров к работающему лазеру не
подносить. С другой стороны безжалостным убийцей электроники его тоже не на-
зовешь . Происходит это не каждый день и с невысокой вероятностью. Некоторые
приборы довольно долго прожили рядом с азотником, и ничего...
Комментарии
Форма электродов
То, что электроды с острой кромкой дают большую мощность можно объяснить
тремя факторами:
1. Концентрацией поля
2 . Увеличением предионизации
3. Уменьшением рабочего объема с соответствующим увеличением усиления
6 Боль в заднице (англ.). В переносном смысле - то что создает проблемы.
Начнем исключать эти факторы с конца.
Как может повлиять величина усиления на выходную энергию лазера?
Здесь возможны две ситуации:
• насыщенное усиление, когда усиливаемый луч просто выгребает запасенную в
объеме газа энергию
• ненасыщенное усиление, когда луч еще недостаточно силен, чтобы собрать су-
щественную долю запасенной энергии, и усиливается ровно настолько, на-
сколько газ вообще способен его усилить.
В случае насыщенного усиления, очевидно, что выходная энергия пропорцио-
нальна объему с которого она снимается, помноженному на плотность запаса
энергии в этом объеме. А это произведение не зависит от ширины кромок элек-
тродов . Делаем кромки уже - падает объем но растет вклад на единицу объема,
делаем кромки шире - все наоборот. При постоянном энерговкладе на единицу
длины лазера его выходная энергия прямо пропорциональна длине лазера за выче-
том некоторого начального разгонного участка.
В случае ненасыщенного усиления выходная энергия растет с длиной лазера
экспоненциально - каждый сантиметр возбужденного газа усиливает свет в не-
сколько раз.
На опыте, однако, тысячекратного прироста выходной энергии на каждый лишний
десяток сантиметров длины отнюдь не наблюдается. А вот линейный рост выхода с
длиной как-то более похож на правду. То есть мы имеем дело с насыщенным уси-
лением и все, на что может повлиять концентрация энерговклада, так это на
длину "разгонного" участка - длину той части лазера, где свет усиливается до
такой интенсивности, что начинает выгребать существенную часть или даже всю
запасенную энергию. А длина этого участка по сравнению с полной длиной лазера
невелика (3-7 см).
Таким образом, третий фактор (увеличение усиления за счет концентрации
энерговклада) отпадает.
Насчет второго фактора - доподлинно известно, что применение предионизации
либо увеличение ее мощности в большинстве случаев позитивно сказывается на
работе лазера. Кроме того, заостренные электроды не раз пытались применять в
лазерной технике с целью предионизации разрядного промежутка. Заостренным
электродам приписывались различные свойства: от способности излучать электро-
ны за счет автоэмисслии до способности излучать ультрафиолет за счет возник-
новения короны в момент нарастания напряжения перед разрядом. То есть как бы
получается, что азотник с заостренными электродами имеет два источника пре-
дионизации: скользящий разряд по поверхности диэлектрика между электродами и
предразрядная корона с рабочих кромок электродов.
Соотношение интенсивностей/эффективностей этих двух источников легко понять
если провести два (мысленных) эксперимента:
• Собрать азотник с незаостренными электродами (например из трубок). На са-
мом деле этот эксперимент и проводить не надо - и так известно, что такие
лазеры вполне себе работают. И фиолетовое свечение между электродами есть
(т.е. имеется объемный разряд) и генерация в наличии. То есть предиониза-
ции от скользящего разряда вполне хватает для существования объемного раз-
ряда и лазерной генерации.
• Собрать азотник с заостренными электродами и протестировать его в отстут-
ствие предионизации скользящим разрядом. Существует 1001 способ подавить
скользящий разряд или сделать предионизацию от него несущественной. Можно
увеличить расстояние от диэлектрика до рабочих кромок (увеличить толщину
электродов), можно положить узкую бумажную полоску на диэлектрик между
электродами, можно применить электроды такой формы, что зазор между ними
вблизи диэлектрика станет слишком большим (зазор Н на рис) . На самом деле
и этот опыт в реальности ставить необязательно - в блоге Alfonso
Rodriguez описано множество подобных "фейлов" и, в частности его самый
первый опыт, когда попытка смазать диэлектрик капелькой масла привела к
подавлению предионизации и неработоспособности лазера. Во всех подобных
случаях не удается получить даже фиолетовое свечение между электродами, не
говоря уже о генерации. То есть мощность/эффективность предионизации с за-
остренных электродов отдельно такова, что не позволяет даже получить объ-
емный разряд.
Отсюда вывод - предионизация от короны на заостренных кромках электродов
пренебрежимо мала по сравнению с предионизацией с излучением скользящего раз-
ряда. А стало быть и влияние ее на мощность лазера тоже должно быть пренебре-
жимо малым... Второй фактор выбыл.
Что до третьего фактора, то недостаток напряженности поля в разряде для эф-
фективного возбуждения азота давно уже стал притчей во языцах. Действительно,
напряженность поля зажигания объемного разряда в воздухе атмосферного давле-
ния составляет около 30 кв/см (39 В/мм*мм.рт.ст.) а надо гораздо больше. Джон
Сингер, например, по результатам обзора литературы сообщает8, что требуется
86-100 В/мм*мм.рт.ст.
Но есть подозрение, что и эта цифра была получена простым делением напряже-
ния на накопителе на ширину лазерного канала. А на самом деле можно вспом-
нить , что напряженность поля, имеющая место в самостоятельном разряде больше
подходит для эффективного возбуждения колебательных уровней N2 и С02 в инфра-
красном углекислотном лазере. По энергии колебательные уровни лежат раз в 30
ниже, чем электронные, ответственные за работу азотного лазера. Можно сделать
вывод, что и энергия электронов для эффективного возбуждения электронных пе-
реходов азота нужна в 30 раз выше. Отсюда и требуемая напряженность поля тоже
в 30 раз выше. То есть порядка 1000 В/мм*мм.рт .ст. Понятно, что ни в каком
газе такую напряженность поля не создашь никакими усилиями. Значит, переско-
чить оптимум попросту невозможно и на любое доступное повышение напряженности
поля в разряде, азот отреагирует только положительно.
Тут надо еще отметить, что само по себе электрическое поле никакие атомы не
возбуждает. Этим занимаются только электроны, т.е. электрический ток. А пото-
му не важно, какова была разность потенциалов между электродами до начала
разряда. Важно лишь то, какая напряженность поля получилась в газе, после то-
го как разряд зажегся. А вот на эту получающуюся напряженность поля повлиять
не так-то просто. На любые попытки поднять приложенное напряжение газ реаги-
рует практически мгновенным повышением проводимости, любые излишки подводимо-
го напряжения рассеиваются на внутреннем сопротивлении источника питания, а
вовсе не на плазменном столбе. Причем у плазмы есть куда больше ресурсов к
понижению своего сопротивления, чем у нас - к понижению внутреннего сопротив-
ления источника питания (в нашем случае - к повышению скорости разряда крыль-
ев лазера), так что это - игра в одни ворота. Единственное место, где возмож-
ны спекуляции, это действительная скорость "практически мгновенной" реакции
плазмы на приложенное напряжение. Но, судя по отсутствию азотных лазеров с
действительно высоким КПД плазма умеет сбрасывать излишек напряженности поля
достаточно быстро для того чтобы мы ничего с этим не могли поделать.
Еще напряженность поля можно поднять изменив состав газовой смеси. Для этих
целей классикой является применение элегаза (гексафторида серы SF6). В лите-
ратуре множество упоминаний о том, что наличие элегаза в составе газовой сме-
7 http://www.bitacoradealfon.es/
8 См. A Simple Nitrogen Laser Using "Doorknob" Capacitors in a Voltage-Doubling Cir-
cuit, and with Semiconductor Preionization, Primarily Intended for Do-it-Yourself
Laser Hobbyists.
си сильно увеличивает КПД азотников. На самом деле элегаз пригодился бы и для
заполнения разрядников - это позволило бы уже при атмосферном давлении иметь
все преимущества разрядников высокого давления. Проблема лишь в том, что бал-
лоны с элегазом вот так просто на дороге не валяются. А заменить его особо
нечем. В принципе есть еще газы со сравнимой электропрочностью (диоксид серы
S02 ~ 150 кВ/сматм, фреон ~ 200 кВ/сматм) , но фреон имеет свойство разла-
гаться в разряде с выделением сажи, что, понятное дело, на пользу разрядникам
и лазерным трубкам отнюдь не идет. S02 не очень просто достать и он воняет.
Тем не менее, продуктом его разложения является обычная сера, которая являет-
ся хорошим диэлектриком и не будет сильно вредить. Так что, возможно для са-
моделыцика добавка S02 это самый перспективный вариант.
Об изменениях давления по понятным причинам можно даже и не говорить. Во-
первых мы рассматриваем лазер атмосферного давления. А во-вторых, поскольку
важна не напряженность поля, а энергия электронов, определяемая отношением
Е/р, то во сколько раз давление подняли, во столько же раз и напряженность
поля изменилась, т.е. то на то и выходит.
А вот с неоднородным полем не все так однозначно. Во-первых, надо помнить,
что, концентрируя поле в одной части разряда (за счет острых кромок), мы сни-
жаем его в другой. Весь мой опыт работы с высокими напряжениями свидетельст-
вует о том, что начиная с некоторой скорости пробойное напряжение в газе пе-
рестает зависеть от формы электродов. Берешь, например малоиндуктивный ГИН,
нагружаешь его низкоомным шунтом (или катушкой из пары-тройки витков), и про-
буешь на искру. И, удивительное дело, искры получаются одинаковой длины, вне
зависимости от того что между шарами ли, между остриями ли, между плоскостями
ли их пускают. (В литературе я ссылочку на этот эффект не нашел - видать
слишком очевидно, чтоб надевать красный плащ и трубить об этом где попало.
Вот и ссылаюсь на собственный опыт за неимением хорошего отсыла в литературу.
Для любителей считать полосатых овец полосатыми сверху, оговорюсь, что я не
уверен, что этот эффект сохранится при очень высоких напряженностях поля, ко-
гда существенную роль начнет играть взрывная эмиссия с катода.) Если принять,
что пробивное напряжение действительно не зависит от формы электродов, то по-
лучается, что в лазере с заостренными электродами большей части зазора поле
меньше чем среднее по зазору поле в лазере с однородным полем. При желании
это можно даже доказать.
Пусть в первом рассматриваемом случае поле однородно и равно ME.
Если зазор между электродами равен h, а напряжение между электродами U, то
U=h*ME.
Пусть во втором случае поле неоднородно и равно НЕ вблизи электродов в зоне
радиуса г и равно LE вдали от электродов в зоне шириной h-2r. Тогда
U=HE*2r+LE*(h-2r)
Приравняв выражения для U из 1-го и 2-го случаев:
h*ME=HE*2r+LE*(h-2r)
=> LE*(h-2r)=h*ME-HE*2r
=> LE=(h*ME-HE*2r)/(h-2r)
=> LE=(h*ME-2r*ME+2r*ME-HE*2r)/(h-2r)
=> LE=(ME*(h-2r)+2r*ME-HE*2r)/(h-2r)
=> LE=ME+(2r*ME-HE*2r)/(h-2r)
=> LE=ME*[1+(2r-(HE/ME)*2r)/(h-2r)]
=> LE=ME*[l+2r*{l-(HE/ME)}/(h-2r)]
Выражение в фигурных скобках меньше нуля, поскольку НЕ>МЕ по условию зада-
чи. Стало быть в квадратных скобках к единице прибавляется отрицательное чис-
ло , что в итоге означает, что LE<ME.
То есть несмотря на то, что поле вблизи электродов в лазере с заостренными
электродами выше, чем в лазере с однородным полем, поле в оставшейся части
зазора лазера с заостренными электродами всегда ниже поля, образующегося в
лазере с однородным полем.
На первый взгляд кажется, что усилив поле в малой области вблизи кромок
электродов и ослабив его в (большой) остальной части разряда мы только проиг-
раем в выходной энергии лазера. На самом деле это не так.
Если разбить весь рабочий объем лазера V на объем занятый сильным полем Vhe
и объем занятый слабым полем Vie (причем V=Vhe+Vle) то выходная энергия лазе-
ра будет равна:
Wi = Vhe*eff(HE)*w(HE)+Vle*eff(LE)*w(LE)
где eff(HE) - КПД в области с сильным полем, w(HE) - энерговклад в области
с сильным полем, eff(LE) - КПД в области со слабым полем, w(LE) - энерговклад
в области со слабым.
А для лазера с однородым полем выходная энергия:
W0 = V*eff (ME) *w(ME)
где eff(HE) - КПД для среднего поля, w(ME) - энерговклад в среднем поле.
Отсюда можно найти условие при котором КПД лазера с неоднородным полем выше
чем лазера с однородным. Для этого положим, что вложенные энергии в обоих ла-
зерах равны, т.е.
V*w(ME) = Vhe*w(HE)+Vle*w(LE)
Рассмотрим "прирост" энергии лазера с неоднородным полем по сравнению с ла-
зером с однородным полем:
Wi-W0 = Vhe*eff (HE) *w(HE)+Vle*eff (LE) *w (LE)-V*eff (ME)*w(ME) =
=Vhe*ef f (HE) *w (HE) +Vle*ef f (LE) *w (LE) -eff (ME) *Vhe*w (HE) -eff (ME) *Vle*w (LE) =
=Vhe*w(HE)*[eff(HE)-eff(ME)] + Vle*w(LE)*[eff(LE)-eff(ME)]
Чтобы КПД лазера с неоднородным полем был выше надо, чтобы этот прирост был
положительным: Wi-W0>0 , откуда:
Vhe*w(HE)*[eff(HE)-eff(ME)] + Vle*w(LE)*[eff(LE)-eff(ME)]>0 =>
=> Vhe*w(HE)*[eff(HE)-eff(ME)] > - Vle*w(LE)*[eff(LE)-eff(ME)] =>
=> Vhe*w(HE)*[eff(HE)-eff(ME)] > Vle*w(LE)*[eff(ME)-eff(LE)] =>
eff(HE)-eff(ME) Vle*w(LE)
=> >
eff(ME)-eff(LE) Vhe*w(HE)
В переводе с математического на человеческий это условие означает, что
функция эффективности лазера должна настолько быстро расти с ростом напряжен-
ности поля, что дробь в левой части неравенства превосходит правую (которая
попросту равна отношению энергии вложенной в области со слабым полем к энер-
гии вложенной в области с сильным полем).
Не думаю, что будет разумным ждать от меня, что я вот тут возьму и решу всю
систему плазмокинетических уравнений, получу явный вид функции eff(E) и кра-
сивенько так докажу справедливость этого неравенства.
Я всего лишь имею в виду, что в действительности могут иметь место условия,
когда лазер с неоднородным полем имеет больший КПД чем лазер с однородным по-
лем. И условия эти наступают, когда эффективность лазера быстро и нелинейно
растет с ростом напряженности поля. (А так обычно и бывает.) Да и вот еще
что. Конечно, сделать все то же самое можно было и понаписав тройных интегра-
лов от векторных функций, однако для иллюстрации принципа хватает и школьной
математики, наглядность которой на порядок выше.
Почему межэлектродный зазор равен половине зазора в ведущем разряднике?
Рассмотрим простую задачку - разряд конденсатора на стабилитрон (см. рису-
нок ниже.)
VD1
Пусть в начальный момент времени конденсатор Со заряжен до напряжения Uo.
Пусть напряжение стабилизации стабилитрона Ui и пусть Uo>Ui (иначе ток не
пойдет).
После замыкания ключа по стабилитрону идет некоторый ток i. Стало быть вы-
деляемая на стабилитроне мощность равна Ui*±. Энергия, выделяемая на стабили-
троне за время до полного разряда конденсатора равна интегралу по времени от
произведения тока на напряжение на стабилитроне Ui, а оно постоянно, и может
быть вынесено из под интеграла.
Значит энергия, выделяемая на стабилитроне за время до полного разряда кон-
денсатора равна произведению Ui на интеграл по времени от тока, который в
свою очередь равен заряду, стекшему с конденсатора: Со(Uo-Ui) . (Как видите
знать величину тока i и ее зависимость от времени оказалось необязательным.)
Итак, энергия, выделяемая на стабилитроне за время до полного разряда кон-
денсатора получилась равной
Qi=UiCo(Uo-Ui) .
Запасенная же в конденсаторе энергия
Qo=CoUo2/2
А КПД передачи энергии из конденсатора в стабилитрон равен
UiCo (Uo-Ui) 2Ui (Uo-Ui)
eff = =
CoUo2/2 Uo2
Воспользовавшись школьными правилами отыскания максимума функции (взяв про-
изводную и приравняв ее к нулю) можно выяснить, что кпд передачи энергии из
конденсатора в стабилитрон максимален (и равен 50%) при Uo=2*Ui, т.е. когда
зарядное напряжение вдвое превышает напряжение стабилизации.
Со
Зачем мы рассматривали задачу о стабилитроне? Дело в том, что с учетом "за-
кона постоянства Е/р для газового разряда" лазерный канал как раз и играет
роль стабилитрона в только что рассмотренной задачке. То есть КПД энерговкла-
да из накопительной емкости в разовый разряд будет максимален, когда эта ем-
кость заряжена до удвоенного напряжения горения разряда.
Но наш лазер включен в схему Блюмлейна - схему с удвоением напряжения.
Рассмотрим более сложную задачу (см. рисунок ниже).
Теперь стабилитрон не только включен в цепь Блюмлейна, но еще и подключает-
ся к ней не сразу а в некоторый момент to. В начальный момент времени правый
и левый конденсаторы заряжены до зарядного напряжения Uo. В этот же момент
включается ключ в цепи правого конденсатора и напряжение UB на нем начинает
падать. В зависимости от соотношения величин элементов в RLC контуре напряже-
ние может либо падать экспоненциально, если затухание в контуре выше критиче-
ского, либо по закону cos(t/(LC) ), если затухание ниже критического. В не-
который момент времени (все еще не равный to) разность напряжений между левым
и правым плечами схемы достигает напряжения пробоя газового промежутка Ui
(или, что то же самое - напряжения стабилизации стабилитрона). При этом начи-
нает развиваться газовый разряд. Поскольку он еще только начинает развивать-
ся, ток все еще пренебрежимо мал, и ключ в цепи стабилитрона можно считать
разомкунтым. И лишь спустя некоторое время (называемое временем перекрытия
газового зазора) газовый разряд принимает завершенную форму, по нему начинает
идти ток, а в нашей эквивалентной схеме можно считать, что ключ в цепи стаби-
литрона замкнулся - т.е. наступил момент времени to. К этому моменту правый
конденсатор успеет еще подразрядиться так, что разность напряжений на левом и
правом конденсаторах станет уже не в точности равна Ui, а превысит ее на не-
которую добавку:
UA-UB=Ui+AU.
Поскольку после этого процессы весьма быстры, дальнейшим разрядом правого
конденсатора через RLC цепь можно пренебречь. Тогда весь процесс сводится к
тому, что из левого конденсатора в правый через стабилитрон перетекает неко-
торый заряд q, после чего напряжение на левом конденсаторе становится равным
UA - q/C, а на правом UB + q/C. После того, как разность этих напряжений ста-
нет меньше напряжения стабилизации Ui, ток через цепь идти перестанет и это
условие можно использовать для вычисления заряда q, протекшего через стабили-
трон:
UA-q/C-(UB+q/C)=Ul => q=(UA-UB-Ui) (C/2)
(На самом деле в случае газового разряда при падении напряжения ниже напря-
жения горения ток обычно не прекращается, а происходит шнурование - переход к
яркой искре. Но с нашей точки зрения это безразлично, поскольку прекращается
хотя и не ток, но, во всяком случае, полезный энерговклад).
Полезное энерговыделение на стабилитроне, как и в предыдущей задаче:
q = qUl = Ui* (Ua-Ub-Ui) (С/2)
Изменяя зазор в лазерном канале h мы можем менять напряжение горения (на-
пряжение стабилизации) Ui. Посмотрим, при каком Ui при заданных UA и UB энер-
говклад максимален. Взяв от Q производную (по Ui) и приравняв ее к нулю полу-
чим условие максимума:
Ui= (UA-UB) /2 .
Если предположить, что левый конденсатор к моменту to сохранил напряжение
заряда (UA=Uo) а правый полностью разряжен (UB=0) то полученное условие мак-
симума энерговклада станет выглядеть так:
Ui=Uo/2
То есть напряжение пробоя лазерного канала должно быть равно половине за-
рядного напряжения. А поскольку и в ведущем разряднике, который задает Uo и в
лазерном канале используется один и тот же воздух, то и зазор в лазерном ка-
нале должен быть равен половине зазора в ведущем разряднике.
Остается понять почему напряжение на правом конденсаторе должно быть равно
нулю. А дело в том, что энерговклад зависит не только от Ui, но и от разности
UA-UB-Ui, а она тем больше, чем больше успеет правый конденсатор доразрядиться
за время перекрытия. Скорость изменения напряжения на правом конденсаторе
пропорциональна току в RLC цепи:
(dUB/dt)=iB/C,
а ток в контуре (если затухание мало) максимален как раз при нулевом напря-
жении на конденсаторе. Отсюда и выходит, что для максимизации энерговклада
нужно, чтобы разряд в лазерном канале начинался в момент перехода напряжения
на правом конденсаторе через ноль.
Вот как-то так.
Схема с передачей заряда
Одним из главных недостатков рассмотренной (крыльевой, Блюмлейновской) схе-
мы азотника является необходимость менять майлар. Можно ли как-нибудь про-
длить его срок службы, не снижая подводимое напряжение и запасенную энергию.
Оказывается можно. Для этого нужно, чтобы майлар как можно меньше времени на-
ходился под напряжением. Не почти все время работы, как в крыльевом азотнике,
а доли микросекунды. Основную долю времени между импульсами занимает заряд
крыльев до рабочего напряжения. Для того чтобы сократить время, в течение ко-
торого диэлектрик нагружен, в первую очередь нужно сокращать время заряда. В
пределе, крылья лазера нужно заряжать практически мгновенно от некоторого
внешнего конденсатора.
Именно это и осуществляется в так называемой "схеме с передачей заряда",
показанной ниже на рисунке.
Обостряющий конденсатор Ср (так называемый пиковый конденсатор или, сокра-
щенно, ппикерп) в азотниках с передачей заряда делается обычно в виде одной
обкладки длиной, равной длине электродов лазера и шириной, равной 10...15
сантиметров - т.е. в виде такого же крыла, как и у крыльевого азотника. Вто-
рого крыла у азотника с передачей заряда нет. Второй электрод по всей своей
длине наглухо подключен к общему проводу ("земляной" обкладке). Такая конст-
рукция пикера обусловлена тем, что он должен быть способен разряжаться, за те
самые одну - две наносекунды, в течение которых азот способен генерить при
атмосферном давлении.
Рядом с лазерным зазором LG (справа) в виде заземлен-
ной пластинки показан предионизатор.
Накопительный конденсатор Cs вовсе не обязан быть настолько же быстрым. На
практике накопитель удобно делать из фабричных высоковольтных конденсаторов -
разного рода doorknobfов (бочоночного типа) от TDK, Murata, КВИ-3 или (срав-
нительно) малоиндуктивных пленочных типа К75-74, разного рода Maxwellfов и
т.п. Фабричные конденсаторы обычно достаточно надежны, чтобы обеспечить лазе-
ру безремонтную жизнь в течение миллиона-другого импульсов (если столько вы-
держат электроды без переполировки).
В качестве накопительного можно применить и самодельный малоиндуктивный
конденсатор9. Однако в этом немного смысла. Да, такой конденсатор можно сде-
лать еще менее индуктивным, чем фабричный, но малая индуктивность накопителя
в данной схеме не первое требование. К схеме с передачей заряда переходят-то
как раз, чтобы ценой потери КПД снизить требования к накопителю и повысить
ресурс. А вот в ресурсе с фабричными конденсаторами само дел ыцику, как это ни
прискорбно отметить, тяжело состязаться.
Понятно, что если накопительный конденсатор не самый малоиндуктивный, то и
в разряднике нет смысла индуктивность экономить. А значит подойдет обычный
"шар-шар" или "шар-плоскость", а с рельсовыми многозазорными можно не замора-
чиваться.
Как же так получается, что не заморачиваясь насчет индуктивности удается
построить работоспособный азотный лазер да еще и, зачастую, более мощный? На
рисунке ниже показаны две схемы
SG1
■i^^U ,—*
L1
А)
SG1
в) ■=■
С передачей заряда.
По схеме Блюмлейна.
Домашняя лаборатория №8 за 2017 г.
Паразитная индуктивность цепи опрокидывания крыла блюмленовскохю лазера
обозначена как L2, а паразитная индуктивность цепи передачи заряда обозначена
как Li. Для того, чтобы понять как при Li>L2 удается достигнуть той же или
большей мощности лазера вычислим для обоих схем полезный энерговклад в газ.
Полезный - значит происходящий за время, меньшее времени распада возбужденных
уровней азота, т.е. той пресловутой наносекунды, о которой все время идет
речь.
Априори (т.е. бездоказательно) будем считать, что крылья CL и CR блюмлей-
новского лазера, равно как и крыло лазера с передачей заряда Ср способны поч-
ти полностью разрядиться за требуемое время. На самом деле это довольно прав-
доподобно, поскольку и там и там крыло представляет собой обычную полосковую
линию, а в технике считается, что полосковые линии все-таки способны разря-
жаться за время, равное своей (электрической) длине, деленной на скорость
света.
В этом случае полезный энерговклад для блюмлейновского лазера (см. предыду-
щий пункт комментариев):
Qb=Ui(UL-UR-U!) (С/2)
а для лазера с передачей заряда
Qct=UiCp(Up-Ui)
здесь C=CR=CL, Ui - напряжение горения разряда в лазерном зазоре, Up - на-
пряжение на пикере Ср, достигнутое к моменту зажигания разряда, UL-UR - разни-
ца напряжений между крыльями люмлейновского лазера, достигнутая к моменту за-
жигания разряда. Причем понятно, что и Up и UL-UR превышают напряжение пробоя
лазерного зазора на ровно величину наброса напряжения за время перекрытия tc.
Величина наброса напряжения может быть приближенно определена как произве-
дение скорости заряда (перезаряда) крыла лазера, умноженная на время перекры-
тия. В свою очередь скорость заряда/перезаряда можно прикинуть как начальное
напряжение, деленное на время разряда. Если за время разряда взять четверть
периода колебаний соответствующего LC-контура, то получим для крыльевого ла-
зера:
UL-UR-Ui=tcUob/ [ (я/2) sqrt (L2C) ]
для лазера с передачей заряда:
Up-Ui=tcU0ct/ [ ( я/2) sqrt (LiCct) ]
где и0ь ~ начальное напряжение заряда цепи блюмлейна, Uoct ~ начальное на-
пряжение цепи с передачей заряда, С - емкость крыла блюмлейна (неважно право-
го или левого, предполагается, что они равны), Cct=CsCp/ (Cs+Cp) - емкость по-
следовательно включенных конденсаторов цепи передачи заряда (для тока в кон-
туре Cs-Li-Cp они включены именно последовательно).
При желании еще можно заметить, что скорость перезаряда есть не что иное,
как ток в контуре, деленный на емкость. Из этого, в частности, следует, что
энерговклад в газ максимален, если пробой лазерного промежутка наступает в
момент максимума тока в контуре, для которого можно получить более строгую
оценку из закона сохранения энергии (CU2/2=LI2/2) , но это даст ненужную нам
сейчас связь напряжения заряда с напряжением пробоя.
Зная величину наброса напряжения за время перекрытия можно теперь опреде-
лить и полезные энерговклады для крыльевого лазера:
Qb=Ui (UL-UR-Ui) (С/2) =Ui (С/2) tcUob/ [ ( я/2) sqrt (L2C) ]
для лазера с передачей заряда:
Qct=UiCp (Up-Ui) =UiCptcU0ct/ [ ( я/2) sqrt (L^t) ]
Теперь посмотрим, при каких условиях может случитья что: Qct > Qb, т.е:
UiCptcUoct/ [ ( я/2) sqrt (LiCct) ] > Ui (C/2) tcUob/ [ ( я/2) sqrt (L2C) ]
Если оба лазера имеют одинаковый зазор в лазерном канале, то и напряжение
горения и время перекрытия в них одинаковы, тогда tc и Ui можно сократить.
Заодно можно сократить и я/2:
CpUoct/sqrt(Ll*Cct) > (C/2)Uob/sqrt(L2C) =>
Cp2Uoct7 (LiCct) > (C2/4)Uob2/(L2C) =>
Cp2CsUoct2/ (LiCeCct) > 2CUob7(8L2) =>
Cp2Eoct/ (LiCeCct) >Eob/(8L2)
где E0Ct=Cs*U0ct2/2 - начальная энергия запасенная в накопителе лазера с пе-
редачей заряда, Eb=2CUob2/2 - начальная энергия, запасенная в крыльях блюмлей-
новского лазера.
Eoct/Еоь > (LiCsCctJ/fei^Cp2) =>
Eoct/Еоь > (Li CsCsCp) / (8L2Cp2 (Cp+Cs) ) =>
Eoct/Еоь > (LiC )/(8L2Cp(Cp+Cs)) => . . .
Eoct/Еоь > (1/8) (Li/L2) (Cs/Cp)/(1+Cp/Cs)
Теперь в левой части стоит отношение начальной запасенной энергии в лазере
с передачей заряда к начальной запасенной энергии в крыльевом лазере, а в
правой части - отношение индуктивности накопителя лазера с передачей заряда к
индуктивности цепи опрокидывания крыльевого лазера, домноженное на некоторую
величину, зависящую от соотношения емкостей пикового и накопительного конден-
саторов .
Видно, что за счет достаточно большого начального запаса энергии "тормозну-
тостьп лазера с большей индуктивностью можно скомпенсировать. Так ценой поте-
ри КПД и достигается высокая выходная энергия лазеров, собранных по схеме с
передачей заряда.
Можно пойти дальше и предположить, что СР=С, т.е., как часто бывает на
практике, крыло лазера с передачей заряда имеет такие же размеры, как и крыло
блюмлейновскрго лазера. При этом, если в конечном выражении вернуться от
энергий к CU2, если воспользоваться тем, что при CP«CS будет стремиться к
единице выражение в скобках в знаменателе правой части (1+CP/CS) -> 1, то с
учетом всего этого получим:
CsUoct2/[2CUob2] > (1/8) (L!/L2) (Cs/Cp)/(1+Cp/Cs) =>
(Cs/Cp)Uoct7uob2 > (1/4) (WL2) (Cs/Cp)/(1+Cp/Cs) =>
UoctVUob2 > (1/4) (Li/^J/d+Cp/Cs) =>
Uoct/Uob >- (l/2)sqrt(Li/L2)
Откуда видно, что основной ресурс в наращивании энергии для компенсации
возросшей индуктивности лежит вовсе не в увеличении накопителя Cs, а в увели-
чении питающего напряжения Uct. Это, кстати, хорошо согласуется с конструкци-
ей лазера с передачей энергии: крупный, очень высоковольтный (и желательно -
фабричный) накопительный конденсатор, заряжающий через обычный (точечный)
разрядник пиковый конденсатор, выполненный в форме фольгового крыла на ди-
электрике . Один из лазерных электродов по всей своей длине прижат к фольгово-
му крылу пикера. Второй лазерный электрод соединен с землей (с общим прово-
дом) . Понятно, что напряжение на пикере почти никогда не превышает напряжения
пробоя лазерного зазора, поэтому он может делаться сравнительно низковольт-
ным, т.е. с тонким диэлектриком, что повышает его удельную емкость и снижает
индуктивность.
Вот фотография готовой конструкции лазера с передачей заряда.
Накопителем служат четыре сорокакиловольтных "Мураты" по 2 нф каждая. Раз-
рядник применен типа "шар-плоскость". Крыло пикового конденсатора имеет раз-
меры 30x10 см. Толщина майларового диэлектрика - 0.12 мм. При зазоре в раз-
ряднике 12 мм выходная энергия лазера слегка превышает выходную энергию опи-
санного выше лазера блюмлейновского типа. Тип и размеры электродов в обоих
лазерах одинаковые. Оптимальный зазор между лазерными электродами в лазере с
передачей заряда на две-три десятых миллиметра больше, чем в блюмлейновском.
За счет большего напряжения и большего энергозапаса при питании от равно-
ценного источника питания лазер с передачей заряда выдает примерно в десять
раз меньшую частоту повторения импульсов. Зато почти за два года использова-
ния - ни одного пробоя диэлектрика. Впрочем, это не избавляет от необходимо-
сти периодической чистки электродов, проблемы, которая в этом лазере стоит
еще более остро, чем в крыльевом. По сути, в таком лазере имеется проблема,
которую можно назвать "проблема избыточного энерговклада."
Если в блюмлейновском лазере за короткое время крылья выравнивают напряже-
ние и энерговклад в газ прекращается, то здесь, когда пикер (за все то же ко-
роткое время) уже сбросил излишек заряда, к нему (а через него и к лазерному
зазору) остается подключенным мощный и медленный накопитель Cs. Разряд про-
должает гореть до тех пор, пока на всей суммарной емкости Cs+Cp напряжение не
снизится. То есть полный энерговклад в газ (быстрый энерговклад плюс медлен-
ный) будет вот во сколько раз больше:
X = CSU! (Uoct-Ui) / {UiCptcUoct/ [ ( я/2) sqrt (L^t) ] } =>
X = Cs (Uoct-Ui) / {CptcUoct/ [ ( я/2) sqrt (LiCct) ] }
Если пренебречь напряжением пробоя лазерного зазора по сравнению с началь-
ным напряжением (т.е. принять что Uoct~Ui « Uoct) r то:
X = Cs/ {Срtc/[( я/2) sqrt (LiCct)]} =>
X = (Cs/Cp) { ( я/2) sqrt (LiCct) /tc}
Величина справа это отношение емкости накопителя к емкости пикера, домно-
женное на отношение времени разряда накопителя к времени перекрытия. Как пра-
вило эти два сомножителя довольно велики, что обеспечивает заведомое превыше-
ние полного энерговклада в газ над порогом шнурования разряда. А это, в свою
очередь - гарантированный ускоренный износ электродов.
Отсюда следует забавный вывод: чтоб избыточно не греть газ, емкость накопи-
теля должна быть меньше, чем емкость пикера. Понятно, что напряжение на нако-
пителе должно быть соответствующим образом увеличено, что не всегда просто
сделать. При переходе к еще большим напряжениям заряда накопитель может иметь
смысл выполнять в виде каскадной схемы Маркса, что, впрочем, и сделано во
многих наиболее изощренных схемах азотных лазеров.
Замечание: Здесь везде предполагается, что время перекрытия лазерного зазо-
ра меньше характерных времен перезарядки крыльев лазера или зарядки пикового
конденсатора. В противном случае приведенные формулы не верны. Впрочем, для
азотных лазеров атмосферного давления выполнение этого условия вполне похоже
на правду. Из разницы межэлектродных расстояний на концах лазера при опти-
мальном заклонении электродов (0.2-0.3 мм на 30 см длины электродов) можно
оценить скорость перекрытия в 0.2-0.3 мм/нс, и, соответственно, время пере-
крытия в ^10 не. С другой стороны, если индуктивность разрядной цепи оценить
в 20 нГн, то время переворачивания крыла лазера ft*sqrt(LC) = 3.14*sqrt(6 нФ *
20 нГн) = 34 не. Для лазера с передачей заряда это время по понятным причинам
будет еще больше. С другой стороны, если принять, что скорость перекрытия за-
висит только от Е/р, т.е. практически не зависит от давления, то в откачных
азотных лазерах, с их огромными зазорами (в 10...30 мм) это условие может и
не выполняться.
Газовая смесь
Несмотря на то, что лазер изначально разработан как способный работать на
воздухе, без использования газобаллонного хозяйства и прочих излишеств, было
интересно, что он сможет выдать, работая на азоте технической чистоты.
Для лазерного канала была сделана специальная крышка, с патрубком, позво-
ляющая использовать лазер при продувке канала газовой смесью от внешнего ис-
точника (от баллона с редуктором, или от автомобильной камеры, наполненной
заранее подготовленной смесью).
\v<
т
VJ '
<*;
Как выяснилось при непрерывной (в процессе работы) продувке лазера азотом,
кюветы с красителем оказалось возможным заставить генерить на втрое большем
расстоянии от лазера, чем при работе на воздухе. С учетом закона "эр квадрат"
это отвечает почти десятикратному приросту выходной энергии. Визуально sip-
кость пятна азотника и возбуждаемых им лазеров на красителях тоже увеличилась
значительно.
Замена рабочего газа на воздух с кислородом, выжженным в результате сгора-
ния углеводородных топлив (так называемая "отожженка") дала результаты сход-
ные с тем, что получается при использовании обычного воздуха.
Пуски на смеси воздуха с гелием показали, что мощность начинает расти при
содержании воздуха в смеси менее 20%. На смеси воздух:гелий = 1:10 получена
примерно такая же мощность, как на чистом азоте. (Точнее кюветы с красителем
генерят на таком же расстоянии. Мощность/энергия при этом может считаться та-
кой же только в предположении, что длительность импульса существенно не изме-
нилась .)
Имело бы смысл погонять лазер на смесях N2:SF6 и N2:S02, однако, поскольку
лазер негерметичный, для этого требуется очень хорошая вентиляция. Кроме то-
го, где достать SF6 я даже не представляю.
Масштабирование
Часто считается, что поскольку время жизни возбужденного азота при атмо-
сферном давлении очень мало, то и длина лазера не должна превышать некоторой
определенной величины. Обычно в качестве верхнего предела "назначают" 30 см -
расстояние, которое свет проходит за наносекунду. На самом деле тот же эффект
(бегущая волна электрического разряда), который позволяет заклонением элек-
тродов настраивать лазер на максимум в любом выбранном направлении, позволяет
и синхронизировать возбуждение с пробегом света при весьма значительных дли-
нах. То есть лазер легко поддается масштабированию в длину. Увеличение выход-
ной мощности при хорошем раскладе получается прямо пропорциональным длине
электродов. Тут хуже другое. Лишняя двойка-тройка в выходной энергии вряд ли
даст Вам что-нибудь новое с точки зрения возможностей лазера, а вот конструк-
цию метровой длины Вы вряд ли захотите терпеть на своем столе.
Если верить научным статьям лазер легко масштабируется и в сторону уменьше-
ния. Следует помнить, что при длине меньше 10 см для нормальной работы могут
потребоваться зеркала (резонатор).
В теории лазер должен масштабироваться и в ширину (с соответствующим увели-
чением питающего напряжения). На практике же для разряда в воздухе три милли-
метра - это какая-то магическая цифра. До нее объемный разряд зажигается
сравнительно легко, после нее - трудности с удержанием объемного разряда рас-
тут катастрофически. В принципе, ценой чудовищных усилий (четырехкратное уве-
личение питающего напряжения, увеличение крутизны фронта питающего импульса
на порядок, переработка системы предионизации) удавалось растащить разряд до
5 мм, но игра не стоит свеч, а результат - труда. По крайней мере, для азот-
ного лазера.
Масштабирование в толщину заставит уйти от электродов с острыми кромками к
чему-то вроде скругленной плоскости. Но вместо ожидаемого увеличения рабочего
объема, а с ним и выходной мощности, на практике это приводит к резкому сни-
жению выходной энергии. Так что в этом направлении тоже не разбежишься.
Мощность
Рассказ о мощности не знаю даже с чего и начать.
То ли с того, что промышленный калориметрический измеритель ИМО-2н, если в
него засветить этим азотником, кажет 60 мВт, а при этом мой самодельный кало-
риметр из термоэлектрического элемента Пельтье кажет ноль в пределах погреш-
ностей. Хотя, скажем, насчет мощности китайских зеленых указок эти приборы
проявляют удивительное согласие.
То ли с того, как однажды при мне "ОФИРтом", свежекалиброванным и с неис-
текшим сроком поверки, кстати говоря, люди мерили мощность куда более слабого
азотника и намерили 5 мВт. К слову сказать, тот азотник даже с линзой не мох1
заставить краситель загенерить.
А может с того, что люди, обладающие мегаваттными (по паспорту) азотниками,
увидев, что творит азотник, описанный в этом руководстве, как правило начина-
ют свою речь с выражения навроде: "эх, ни. .я себе!" По такой реакции можно
предположить, что этот маленький азотник, как минимум, сравним с их большими
машинами.
Когда я говорю, что пельтье-калориметр ничего не кажет, на самом деле это
не вся правда. На самом деле он кажет много, очень много... всякого...
Как уже говорилось, азотник является мощным источником электромагнитных по-
мех. Многие приборы сходят с ума и пельтье-калориметр не исключение. Казалось
бы, измерения в таких условиях попросту невозможны. Но это не совсем так. Ес-
ли Вы измеряли Пельтье-калориметром мощность лазерной указки, Вы могли заме-
тить , что после выключения лазера показания прибора не сразу обращаются в
ноль, а снижаются постепенно - прибор остывает. По показаниям прибора в про-
цессе остывания калориметра в принципе можно выяснить, что он показывал, пока
лазерный луч не был отключен. Для этого следовало бы снять зависимость пока-
заний от времени остывания, методом наименьших квадратов в логарифмическом
масштабе провести прямую к началу процесса и т.д и т.п. Или собрать платку на
микроконтроллере, которая все это будет делать самостоятельно... На самом де-
ле, если речь идет не о точности измерений а о вопросе: "ноль или не ноль?"
все эти манипуляции относятся к области излишеств. Если лазер выдавал измери-
мую мощность, то после его выключения глазом должно быть видно, как снижаются
показания остывающего измерителя. А вот этого-то и не происходит. Лазер вы-
ключен , помех, казалось бы, нет, измерениям ничего не мешает. А измеритель
ведет себя так, как будто и не был прогрет на сколько-нибудь измеримую вели-
чину.
Если уж на то пошло, то стоит рассказать и еще об одном эффекте. Мощные по-
мехи некоторым образом воздействуют на схему измерителя. То ли перегружается
автоматическая регулировка усиления, то ли просто где-то скапливается заряд
на затворе полевого транзистора. Выглядит это так, как будто показания "зали-
пают " на некотором значении (в частности у нуля) и остаются такими же еще не-
которое время спустя выключения источника помех. Понятно, что после десяти-
пятнадцати секунд ожидания по остаточным показаниям уже точно ничего не пой-
мешь . К счастью путем шунтирования входов малоиндуктивным конденсатором и ре-
зистором этот эффект удается подавить и свести "мертвое время" практически к
нулю. На самом деле тщательной и правильной экранировкой можно свести к нулю
вообще все действие помех, но это не так просто, как кажется на первый
взгляд. Заматывание приборов в фольгу и заземление получившегося "экрана" на
удивление ничего не дает - сверхвысокочастотная помеха лезет сквозь любые ще-
ли. А сооружение герметичного металлического ящика - процедура долгая, трудо-
емкая и не самая дешевая.
И, наконец, когда Вы избавились от помех (ну или нашли способ как выполнять
измерения в условиях их воздействия), на этом беды не заканчиваются. Вот при-
мер из моего собственного опыта. Именно описываемый в этом руководстве лазер
казался первым реальным кандидатом на то, чтобы производить измеримые показа-
ния на защищенном от помех Пельтье-калориметре. Все вроде бы в норме. Пере-
крываешь луч черной бумажкой - нет показаний, открываешь путь лучу - снова
отображается мощность. Но однажды меня угораздило на пути луча забыть кювету
из-под красителя. Включив лазер я офигел с того, что показаний нет. Не может
же стекло так сильно поглощать?! Если б оно было так, то и краситель бы не
генерил. В процессе разбирательств с проблемой пришлось убедиться, что если в
луч между лазером и датчиком калориметра вносится прозрачный предмет (пробо-
валось стекло, плексиглас, слюда, пленки), то показания прибора от вполне из-
меримых падают до неотличимых от нуля в пределах погрешностей. То есть что-то
отличное от света переносит тепло от лазера до калориметра. Скорее всего, это
нагретый разрядом воздух. Воздух в разряде весьма существенно нагревается. В
этом можно убедиться по свечению, по звуку и путем расчетов. Сам же лазерный
канал образует вполне себе оформленный ствол, который направляет струю горя-
чего воздуха прямо вдоль оптической оси. Еще смешнее, что струя имеет доволь-
но малую расходимость - калориметр ее чует на расстояниях больше метра. Как
это происходит - не знаю. На ум приходят вихревые кольца, способные довольно
далеко летать не распадаясь. На самом деле это не важно. Важно то, что в из-
мерениях, которым, казалось, можно доверять, был получен полностью неверный
результат. Есть еще вариант объяснения, что лазер генерит не только в ультра-
фиолете, но и еще где-то в области длин волн, которые стекло не пропускает. К
примеру, около пяти микрон. Но что-то это на правду совсем не похоже.
Еще надо заметить, что измерения выполняются в соответствии с ожиданиями.
Если прибор показывает то, что ожидаешь, - спокойно соглашаешься с его пока-
заниями, записываешь результат, веришь ему. Если прибор кажет что-то неожи-
данное, начинаешь лихорадочно и мучительно искать ошибку. Смех в том, что в
данном, конкретно взятом случае, ожидаемый результат и есть ошибочный.
Думаю, после сказанного понятно, что просто взять, засветить лазером в очко
калориметра, и считать показания - самый прямой путь к ошибке. А ведь в боль-
шинстве случаев измерения именно так и делаются. И узнаешь об этом не сразу,
как хотелось бы, а спустя годы, когда уже написано, выложено и даже забыто. Я
сам - не исключение. Пример - мое собственное руководство по маломощному
азотнику10, где долгое время красовалась гордая цифра "5 мВт". Дабы не повто-
рять ошибок в этом руководстве, воздержусь от называния конкретных абсолютных
числовых значений. По моему мнению, оценка в 50 кВт (^50 мкДж) , которую Аль-
фонсо Родригес дал для лазера, очень похожего по мощности на лазер описанный
в этом руководстве, довольно близка к адекватной.
И если азотник в 50 мкДж нефокусированным лучом заводит лучшие красители на
расстоянии в метр, представляете на что способен лазер миллиджоульного клас-
са? А десяти-двадцати миллиджоульныого? Не удивлюсь, если под их лучом бетон-
ная стенка загенерит.
Домашняя лаборатория №5 за 2017 г.
Техника
КОТИРОВОЧНЫЕ ДЕРЖАТЕЛИ ЛАЗЕРНЫХ ЗЕРКАЛ
Правильный подход для самоделыцика: "Если делаешь лазер, делай его без зер-
кал вовсе". И это иногда удается. Примеры: суперлюминисцентный азотный лазер,
суперлюминисцентные лазеры на красителях. В других случаях это не удается. Но
даже тогда есть шанс, что можно обойтись без юстировок. Пример: двупризменный
всегда устойчивый резонатор, который эксплуатирует свойство 90-градусной
призмы возвращать падающий луч так, что проекция отраженного луча на плос-
кость, перпендикулярную главному ребру призмы, в точности параллельна проек-
ции падающего луча на эту же плоскость. Или резонатор с катафотом (уголковым
отражателем), эксплуатирующий свойство угла куба возвращать отраженный луч
параллельно падающему уже не в проекциях, а в пространстве.
Но и это не всегда удается. Необходимые призмочки сложно достать, в особен-
ности, если для работы с лазерным излучением они должны быть из особых мате-
риалов (кварц для ультрафиолета или селенид цинка для С02-лазера.)
И в итоге мы вынуждены скатываться до набившей оскомину схемы - два зеркала
на подстраиваемых по углу платформочках, и пожинать все тяготы и невзгоды
процесса юстировки резонатора. Тем не менее и в гаражно-кухонных условиях
удается сделать лазер с юстируемым резонатором и он даже заработает.
Покупные котировочные подвижки для зеркал стоят дорого. На 2011 год их уда-
ется найти на аукционе с непристойным названием по цене от 70 USD и выше -
приличного качества, и по 20+ USD - выставленные на продажу точно такими же
самоделыциками, только имеющими побольше ресурсов.
Как выясняется, котировочные подвижки удается сделать и самостоятельно, не
имея доступа к токарным и фрезерным станкам и россыпи маленьких пружинок под
рукой.
Описываемые в этом руководстве котировочные подвижки (далее будем сокращен-
но называть их пкотировкамип) неплохо себя зарекомендовали даже при построе-
нии лазеров, имеющих сравнительно невысокое усиление, устойчиво держат поло-
жение несколько суток и, что главное, очень просты в изготовлении.
Ресурсы
Для сборки простейшей юстировки нам потребуется:
• Алюминиевый уголок, с шириной стороны не менее 50 мм и толщиной стенки
не менее 3 мм.
• Ножовка по металлу.
• Дрель.
• Тиски.
• Три болта на МЗ
• Три гайки на МЗ
• Сверло на 3.2-3.5 мм
• Сверло на 5.5 мм.
• Сверло на 9 мм (или по диаметру пучка, который Вы будете использовать)
• водопроводная силиконовая прокладка походящего размера.
• Резиновый клей (либо клей Момент-88) либо любой другой клей, с хорошей
адгезией к металлу и резине и дающий эластичный клеевой шов.
Все это с легкостью поместилось на одном фото.
Для того, чтобы долго и муторно не изъясняться какой размер к чему относит-
ся, давайте сразу договоримся об обозначениях характерных размеров используе-
мого алюминиевого уголка:
г
-\
и
D
В общем случае уголок несимметричен, как и показано на рисунке. Может слу-
читься, что Вы используете симметричный уголок. В этом случае L=l и D=d.
Ту плоскость уголка, в которой Вы будете сверлить отверстия под луч и под
юстировочные винты, будем называть рабочей площадкой. Оставшуюся плоскость
уголка будем называть подошвой.
Сборка
От алюминиевого уголка отрежьте два куска длиной Lт .
От одного из полученных
уголков г отпилите подош-
ву . Согласно приложению
общей теории относитель-
ности к частному случаю
симметричных уголков,
результат не зависит от
того, какая сторона вы-
брана в качестве подош-
вы. Теорема неверна для
случая несимметричных
уголков. Для случая не-
симметричных уголков по-
дошвой считается корот-
кая сторона.
После ампутации мы имеем
один уголок L х 1 и один
алюминиевый квадрат раз-
мерами L' х L т .
Сложите уголок и квадрат
вместе, как на фото, вы-
ровняйте и зажмите в
тисках.
Наметьте место, где бу-
дет проходить луч лазе-
ра и просверлите (в
обоих деталях за один
заход) отверстие диа-
метром 3 мм.
Через образовавшееся
отверстие соедините обе
детали болтом с гайкой
на МЗ. Теперь они не
будут болтаться.
Разметьте места поло-
жения будущих котиро-
вочных винтов (3 шт),
зажмите пару деталей в
тисках и просверлите 3
дырки диаметром 3 мм.
В процессе сверления
удобно сквозь уже про-
сверленные отверстия
последовательно стяги-
вать детали между со-
бой (используя имею-
щиеся пары винт-
гайка). Так детали бу-
дут меньше гулять.
Часто котировочные
винты ставят в верши-
нах равностороннего
треугольника с центром
в отверстии, через ко-
торое проходит луч. На
самом деле это необя-
зательно . Просто чем
менее симметрично рас-
положены винты, тем
более неравномерно по
ним будут распределены
усилия. Это может по-
том привести к опреде-
ленным трудностям (в
частности к заклинива-
нию) .
Располагайте винты
так, как удобно для
будущей конструкции,
помня о том, что чем
больше плечо (чем
больше расстояние меж-
ду винтами) тем точнее
юстировка при равном
шаге резьбы.
После того, как все
три отверстия под ко-
тировочные винты про-
сверлены , выкрутите
центральный винт и
рассверлите централь-
ное отверстие до нуж-
ного размера (обычно
порядка 10 мм).
Выкрутите оставшиеся
винты и разъедините
детали. В той детали,
которая будет служить
основанием (L-образной
формы) на всех отвер-
стиях для юстировочных
винтов засверлите лун-
ки диаметром 5.5 мм и
глубиной 1.5-2 мм.
2 mm
-ч—к*-
МЗ
3=М
диаметр выбирать по
используемой гайке
Диаметр лунок должен быть не-
сколько больше размера гайки под
ключ и несколько меньше размера
гайки по вершинам шестигранника.
Для наиболее распространенных
гаек на МЗ диаметр лунок в 4.5
мм является подходящим. Если Вы
используете другой тип гаек, от-
корректируйте диаметр соответст-
венно .
С помощью тисков впрессуйте гай-
ки в лунки.
Если Вы заранее знаете, где юс-
тировка будет использоваться -
можете сразу просверлить в по-
дошве крепежные отверстия. Если
нет - лучше это делать "по мес-
ту" .
Приклейте силиконовую
прокладку вокруг цен-
трального отверстия
юстировки (отверстия
под луч). Она будет
служить упругим эле-
ментом .
Подождите пока клей
высохнет и соберите
юстировку полностью.
Вот собственно и все. Остается только установить юстировку в лазер и закре-
пить зеркало. Зеркало удобно клеить несколькими каплями термоклея (глюгана) -
хорошо держится и при необходимости легко отрывается не оставляя грязи. Но
можно придумать и другие способы закрепления зеркала.
Примеры использования в готовых лазерах на фото ниже.
Комментарии
Первые варианты таких юстировок делались с нарезанием резьбы непосредствен-
но в отверстиях под юстировочные винты. Прочность алюминия оказалась недоста-
точной для того, чтобы стабильно выдерживать юстировочные усилия. Юстировки
часто выходили из строя. А изготовление юстировок из стального уголка очень
трудоемко.
Впрессовывание гаек позволило добиться практически той же износоустойчиво-
сти, что и при использовании стали.
Толстый алюминиевый уголок сравнительно дефицитен. Можно использовать
сталь, но при этом необходимо быть готовым к трудностям обработки - распил,
сверление и нарезание резьбы (а впрессовывать райки в сталь вряд ли удастся)
будут труднее и потребуют определенных навыков (иначе сломаных сверл и метчи-
ков Вам не избежать).
По тому же принципу можно делать юстировочные платформочки даже из пласти-
ка . При изготовлении пластиковых юстировок нужно помнить что:
• Пластик должен быть жестким. Оргстекло, эпоксидные отливки, текстолит -
подходят, даже толстые слои полиэтилена, полипропилена, фторопласта и
т.п.. - нет;
• Толщина пластика обычно должна быть не менее 10 мм;
• Гайки на МЗ обычно не удается закрепить в пластиковой матрице достаточно
прочно для надежного закрепления. Более-менее удачный выбор - винт и гайка
на М5. Поскольку шаг резьбы на М5 заметно больше, чем на МЗ, соответствен-
но должен быть увеличен и характерный размер (плечо) юстировки. То есть
пластиковые юстировки получаются больше по габаритам.
Мышление
ЖИЗНЬ КАК ОНА ЕСТЬ
(её зарождение и сущность)
Фрэнсис Крик
Глава 8. Другие
подходящие планеты
Особый интерес для нас представляет жизнь, какой мы видим ее здесь, —
жизнь, основанная на соединениях углерода, растворенных в воде. Мы сталкива-
емся со Вселенной огромной величины, которая, главным образом, пуста, но в
которой изредка встречаются особые места, подходящие для формы жизни, не по-
хожей на нашу. Сколько в ней может быть таких мест?
Возможно, самое необходимое условие заключается в том, что там должна быть
жидкая вода. Сама вода, вероятно, довольно распространенное соединение, но
она должна присутствовать в окружающей среде, которая не столь холодна, чтобы
вода существовала только в виде твердого льда и не столь горяча, чтобы вся
она испарилась. Наиболее ясно эту проблему можно понять, выразив температуру
в градусах Кельвина по так называемой абсолютной шкале. Эта шкала основывает-
ся на обычной стоградусной шкале или шкале Цельсия, по которой в обычных ус-
ловиях давления чистая вода замерзает при 0°С и кипит при 100°С. По абсолют-
ной шкале эта разница по-прежнему составляет 100°, но 0° принимается за абсо-
лютный ноль температуры, нестрого говоря, за температуру, при которой все
хаотическое движение прекращается. По такой шкале лед тает примерно при
273°К, а вода кипит при температуре на сто градусов выше, приблизительно при
373°К. Мы должны сопоставить две этих цифры с пустынной мерзлотой пространст-
ва, температура которой, весьма приблизительно, равна 4°К и лишь чуть-чуть
превышает абсолютный нуль, и с температурой на поверхности Солнца, которая в
округленных числах составляет 5000°К. Поскольку нам необходима температура в
области 300°К, то сразу видно, что мы найдем такую температуру лишь достаточ-
но близко к звезде, но не слишком близко. Большая часть Вселенной окажется не
только слишком пустой, но также и слишком холодной. Приведенное выше простое
доказательство допускает, что давление газа над водой будет, скорее, равно
атмосферному давлению, которое имеется на поверхности Земли. Если бы давление
было выше, то мы могли бы выдерживать несколько большую температуру и все еще
иметь жидкую воду, хотя давление лишь в ограниченной степени меняет допусти-
мую область колебания температуры.
Еще одно основное требование заключается в том, что молекулы воды не будут
улетучиваться в космическое пространство. В атмосфере всегда будет присутст-
вовать некоторое количество водяных паров над жидкой водой, какими бы ни были
температура и давление, и если силы тяготения не достаточно велики, то ско-
рость, создаваемая тепловым движением, позволит отдельным молекулам проно-
ситься вверх с такой высокой скоростью, что они скорее улетучатся в космиче-
ское пространство, чем упадут снова под действием силы тяжести. Вторая косми-
ческая скорость ракеты, запущенной с поверхности Земли, составляет примерно
семь миль в секунду, тогда как при комнатной температуре средняя молекулярная
скорость молекул воды немногим больше скорости звука: около одной пятой мили
в секунду. Но это только средняя скорость; значительная часть молекул в атмо-
сфере будет перемещаться с намного большей скоростью, особенно при более вы-
соких температурах, но запас прочности достаточно велик, поэтому довольно не-
значительное число молекул размера Н2О, Ог или N2 теряются в пространстве. Бо-
лее легкие молекулы, такие как Н2, перемещаются намного быстрее, поскольку
более крупные молекулы, с которыми они сталкиваются, ударяют их сильнее
вследствие своей большей массы (масса Н2 — 2, масса Н20 — 18, масса N2 — 28) .
Молекулы молекулярного или атомного водорода постоянно выталкиваются из атмо-
сферы. С другой стороны, масса Луны, несмотря на свой довольно приличный раз-
мер, слишком мала, чтобы удержать какой-либо из распространенных газов в те-
чение хоть сколь-нибудь длительного времени. Если там и могла существовать
какая-то атмосфера, то она уже утеряна в течение многих миллионов лет, про-
шедших со времени ее образования.
Когда подробнее знакомишься с проблемой планетарной атмосферы, то оказыва-
ется, что она довольно сложна и зависит не только от количества и вида энер-
гии, излучаемой родительной звездой и расстояния до этой звезды, но также и
от других факторов, таких как количество энергии, отражаемой поверхностью
планеты (которая отражается намного интенсивнее от снега или льда, чем от по-
лей или лесов), и количества, отражаемого облаками. Она также зависит от мо-
лекулярного состава атмосферы. Слишком большой объем С02 может поглощать теп-
ло, которое, в свою очередь, излучается планетой, вызывая таким образом «пар-
никовый» эффект. Но, оставляя все это в стороне, мы можем увидеть, что мини-
мальное требование заключается в том, что величина планеты должна быть больше
определенного минимального размера (размера, одинакового с нашей Землей) и на
таком расстоянии от своей родительской звезды, чтобы она была не слишком на-
калена (как Меркурий) и не слишком холодна, что имело бы место, находись она
на таком же расстоянии, что и Юпитер, при отсутствии дополнительного источни-
ка тепла.
Существует также ограничение и на тип звезды. Скорость, с которой звезда
расходует свое ядерное топливо, во многом зависит от ее массы. Массивная
звезда поглощает свое топливо очень быстро. Поэтому она очень раскалена и из-
лучает при этом много энергии в окружающее ее пространство. Любая планета,
имеющая на поверхности очень много жидкой воды, должна находится от такой
звезды дальше, чем мы от Солнца. Само по себе это не вызывает проблем. Труд-
ность заключается в относительно коротком промежутке времени, в течение кото-
рого звезда испускает свет и тепло. Достаточно массивная звезда может жить
всего лишь десять миллионов лет. Вряд ли этот срок представляется достаточно
долгим для развития жизни в каком-либо значительном объеме. С другой стороны,
Солнце излучает энергию достаточно устойчиво в течение четырех миллиардов лет
и, вероятно, будет светить еще столько же.
Звезды, масса которых намного меньше Солнца, накладывают другое ограниче-
ние . Они могут устойчиво светиться в течение более длительного периода време-
ни, поэтому у нас нет необходимости беспокоиться относительно времени, имею-
щегося для развития жизни. Поскольку такая звезда выделяет меньше энергии, то
любая подходящая планета должна будет находится к ней ближе, чем мы к Солнцу.
По этой причине здесь есть лишь довольно небольшие пределы расстояний, если
планета должна иметь необходимые нам условия. Немного ближе, и планета раска-
лится настолько, что вода закипит. Немного дальше, и вся вода обратится в
лед. Таким образом, мы можем надеяться найти несколько небольших звезд с под-
ходящими планетами, но их будет очень немного, потому что строгие условия на-
много труднее выполнить. Даже для звезд, размером с Солнце, диапазон может
быть так мал, что лишь в редкой планетарной системе планета окажется как раз
в нужном месте; именно это, по-видимому, и произошло в нашей Солнечной систе-
ме.
Итак, нам нужна звезда, которая не слишком велика, иначе время ее жизни
окажется слишком коротким, и которая не слишком мала, иначе вероятность, что
она имеет подходящую планету, будет слишком незначительной. К счастью, Солнце
— звезда довольно средней величины. Оказывается, что многие звезды имеют
вполне приемлемые размеры. Что нам сейчас нужно узнать, так это есть ли обык-
новенно у этих звезд планеты, которые вращаются вокруг них.
Несмотря на все те новые экспериментальные данные, которые были накоплены
за последние десять и более лет при исследовании космоса, общепринятой теории
возникновения Солнечной системы, к сожалению, не существует. В самом начале
нашего века было высказано предположение, что Солнечная система образовалась
из длинной узкой полосы материи, вытянутой из Солнца при сближении с другой
звездой. По существу, это должно было быть очень необычным событием, и, сле-
довательно, лишь немногие звезды, вероятно, имеют планетарную систему. Более
тщательная теоретическая проработка показала, что такое событие вряд ли при-
ведет к возникновению таких планет, какие мы знаем сегодня. Более поздние
идеи связаны с возникновением самого Солнца. Считается, что оно сгустилось
под действием силы тяжести из медленно вращающегося облака пыли и газа, вра-
щение которого ускорялось по мере уменьшения диаметров системы, вследствие
сохранения углового момента. Это вращение создало сплющенный диск материи, из
которого, как считается, возникли планеты путем дальнейшего сгущения, вновь
вызванного гравитационным притяжением. Как именно это произошло, например:
необходим ли был поблизости взрыв сверхновой звезды для того, чтобы привести
в движение систему, не вполне ясно. Поэтому невозможно сказать с полной уве-
ренностью, лишь на основании теоретических положений, что планетарные системы
могут быть распространенными, хотя можно предполагать, что дело обстоит имен-
но так. Поэтому мы должны изучить экспериментальные данные.
Оказывается, что они очень скудные. Планеты слишком малы, и свет, который
они отражают от своей родительской звезды слишком тусклый, чтобы мы могли об-
наружить с помощью непосредственного наблюдения даже те из них, которые вра-
щаются вокруг ближайших звезд. Крупная планета слегка повлияет на орбиту
звезды, вокруг которой она вращается; они обе будут вращаться вокруг точки,
которая является их общим центром тяжести. При очень благоприятных условиях
обнаружить смещение такой звезды можно, и, действительно, в одном случае воз-
никло предположение, что такое колебание смогли обнаружить. Однако сейчас все
сильнее становится уверенность, что наблюдаемые эффекты возникли из-за ошибки
в эксперименте, потому что ожидаемое смещение слишком мало.
Тогда, на первый взгляд, задача выглядит безнадежной. Если дело обстоит
именно так, то мы только можем ничего не делать и ждать появления новых или
значительно усовершенствованных методов обнаружения1. Но есть одно явление,
которое можно наблюдать достаточно легко и которое может дать своего рода
ключ. Распределение углового момента (грубо говоря, количества вращения, сум-
ма которого в закрытой системе должна оставаться постоянной) в нашей Солнеч-
ной системе довольно странное. Большая часть определенного таким способом
вращения приходится на планеты, и довольно небольшое количество — на само
Солнце. Кажется вполне вероятным, что протосолнце первоначально вращалось на-
много быстрее, при этом облако пыли, которое вращалось вокруг Солнца, переме-
щалось , соответственно, медленнее. С помощью некоего механизма (и высказаны
глубокие предположения, как это могло случиться), вращение передалось от
Солнца к облаку пыли, замедляя, таким образом, первое и ускоряя последнее.
По счастливой случайности, часто можно определить скорость вращения звезды
с помощью тщательного исследования света, который она излучает, поскольку на
одной из ее кромок вещество вращающейся звезды может двигаться по направлению
к нам, а на другой — удаляться от нас. Эти смещения, из-за эффекта Доплера,
изменяют частоты света, который доходит до нас. Экспериментально установлено,
что звезды, размером примерно с Солнце, делятся приблизительно на два класса.
Некоторые из них вращаются очень быстро, что, как можно предположить, обу-
словлено способом их первоначального формирования, тогда как другие, по-
видимому , вращаются намного медленнее. Считать, что последний тип звезд за-
медлился , потому что он имеет планетарную систему, весьма заманчиво. Если
этот ход рассуждений верен, тогда планеты окажутся вполне распространенным
явлением.
К сожалению, это действительно единственное доказательство существования
планет, которым мы располагаем. В науке всегда чувствуешь себя комфортнее,
если два или более различных направления рассуждений приводят к одному и тому
же выводу. Здесь мы располагаем только одним. Опыт доказал, что такое заклю-
чение можно принимать с оговоркой. Сказав это, необходимо признать, что пря-
мое доказательство вращения звезд действительно очень убедительно, вывод о
существовании планет, двигающихся по орбите вокруг медленно вращающихся
звезд, довольно достоверен и совместим с нашими общими теориями о том, как
могли возникнуть звезды и планеты. С учетом всего вышесказанного, по-
видимому, более вероятно, что планеты скорее являются достаточно распростра-
ненным явлением, нежели очень редким.
Есть еще один фактор, который мы должны рассмотреть относительно возможных
планетарных систем. Поскольку на основании подробного исследования света, ко-
торый звезда нам посылает, довольно легко обнаружить ее вращение, то точно
так же мы можем обнаружить двойные звезды, то есть, две звезды, находящиеся
Сейчас такие планеты стали открывать благодаря усовершенствованным научным мето-
дам, зачастую на пределе их возможностей. На середину октября 2017 года достоверно
подтверждено существование 3672 экзопланет в 2752 планетных системах, из которых в
616 имеется более одной планет.
довольно близко к друг другу, которые вращаются друг вокруг друга и удержива-
ются на своих орбитах взаимным гравитационным притяжением. Обе звезды не обя-
зательно должны быть одинакового размера или типа, и на поверку они часто не-
сколько отличаются друг от друга. Оказывается, что такие сложные системы до-
вольно распространены, являясь скорее почти правилом, чем исключением. Итак,
планетарная система, вращающаяся вокруг пары звезд, которые вращаются друг
вокруг друга, вероятно, окажется несколько менее устойчивой по сравнению с
такой как наша, которая имеет в своем центре только одиночную звезду. Двойные
звезды, если они не находятся очень близко к друг другу (в этом случае их
гравитационное воздействие на планеты приближается к действию одиночной звез-
ды) , могут возмущать орбиты планет, поскольку иногда планета будет находиться
ближе к одной звезде, а затем, немного позже, к другой. Это не только приве-
дет к тому, что энергия, падающая на определенную планету, может периодически
изменяться, но, что еще важнее, возрастет опасность столкновения планет друг
с другом. Постоянные условия в течение длительных периодов времени, которые,
как мы полагаем, необходимы для развития высших форм жизни, не могут с легко-
стью возникнуть в таких планетарных системах. Таким образом, несмотря на то,
что многие двойные звезды могут иметь планеты, они могут оказаться не идеаль-
ными для развития жизни. Конечно, некоторые колебания, как мы знаем, могут
оказаться полезной вещью, и время от времени могут резко двигать эволюцию
вперед, но трудно поверить, что какая-либо форма жизни переживет реальное
столкновение двух планет.
Остается проблема атмосферы планеты. Мы уже обсуждали ее в главе 6. Здесь
мы должны расширить рамки обсуждения, чтобы охватить планеты за пределами
Солнечной системы. Как мы уже видели, в настоящее время трудно решить, какой
именно была древняя атмосфера Земли. Еще труднее это сделать, если мы даже не
знаем размер звезды, точный размер планеты и насколько они удалены друг от
друга. В Солнечной системе Венера не слишком отличается от Земли, при этом
она находится немного ближе к Солнцу и немного меньше по размеру. Несмотря на
это, ее атмосфера очень отличается от нашей: она очень горячая, очень плотная
(давление на поверхности более чем в сто раз превышает атмосферное давление
здесь) и состоит главным образом из СОг. Высокая концентрация углекислого га-
за создает парниковый эффект, который поглощает излучение, пытающееся проник-
нуть в космическое пространство, и это, наряду с более интенсивным потоком
энергии от Солнца, повышает температуру почти до 720°К. Именно эта высокая
температура приводит к такому значительному количеству С02 в атмосфере, так
как она достаточно высока, чтобы из горных пород испарялось некоторое количе-
ство солей угольной кислоты. На Земле, несмотря на довольно значительные за-
пасы углекислой соли, как, например, в белых утесах Дувра, температура просто
достаточно низкая, и она почти вся остается в твердом состоянии или растворя-
ется в океанах. Короче говоря, относительно небольшое различие в планетарных
условиях может вызвать значительную разницу атмосферы планет.
Вероятно, поэтому, можно было бы найти планету, которая массивнее Земли,
хотя она находится на таком расстоянии от своей звезды, что может иметь на
своей поверхности жидкую воду. Если планета достаточно массивна, то распро-
страненный в облаке пыли водород мог бы удержаться на планете (как на наших
внешних планетах, таких как Юпитер) или, по крайней мере, улетучиваться на-
много медленнее. Появившаяся в результате атмосфера, будучи восстановитель-
ной, может быть очень благоприятна для производства хорошего «вкусного» буль-
она на ее поверхности. И поэтому, по крайней мере, возможно, что во Вселенной
есть больше подходящих мест для зарождения жизни, чем найдено в нашей собст-
венной Солнечной системе.
Хотя Земля выглядит как довольно средняя планета, вращающаяся вокруг до-
вольно средней звезды, мы не можем быть уверены, что у нее нет каких-то осо-
бенностей, которые сделали условия для зарождения жизни особенно благоприят-
ными. Возможный пример этого — наша Луна. Луны достаточно часто встречаются у
планет Солнечной системы, но, по аналогии с другими планетами, можно было бы
предположить, что Земля имела, скорее, несколько лун меньшего размера, а не
одну большую Луну, которую мы видим, сияющей над собой. Как возникла Луна,
все еще не установлено. Представляется маловероятным, что она откололась от
Земли. Сформировалась ли она одновременно с Землей или была захвачена Землей
позднее, образовавшись где-то в другом месте Солнечной системы? Возможно, на-
ша Луна появилась в процессе слияния существовавших ранее нескольких лун.
Как бы ни возникла Луна, можно с уверенностью предположить, что в те древ-
ние времена она находилась гораздо ближе к Земле. Луна вызывает на Земле при-
ливы. Это трение не только замедляет вращение Земли, которое в те времена,
должно быть, было значительно быстрее, но с помощью обратного воздействия по-
степенно увеличивает орбиту Луны до большего радиуса. Когда Луна находилась
ближе к Земле, приливы были больше. Насколько именно больше, зависит от того,
как возникла Луна, и как она изменила свою орбиту. Возможно, что впервые она
была захвачена, когда вращалась в обратном направлении, затем эта орбита по-
степенно стянулась и направление вращения изменилось на существующее в на-
стоящее время, при чем в этом процессе полюса поменялись местами. Если дело
обстояло именно так, то приливы тогда были очень большими. Это могло вызвать
последствия любого рода. Если бы их не было, то над всеми водами Земли мог бы
образоваться очень толстый слой углеводородов. Эти древние приливы могли
вспенить его в эмульсию, создав, возможно, более благоприятные условия для
появления примитивных клеток. Такие большие приливы могли создать непрерывное
смачивание и высушивание в довольно большом масштабе в водоемах около берегов
океанов и морей. К тому же, это могло вызвать более благоприятные условия для
пребиотического синтеза. В общем, большие приливы переносили предметы с места
на место и создавали больше разнообразия на поверхности первозданной Земли.
Еще одно трудноуловимое влияние могло быть вызвано дрейфом материков. Но
из-за тектоники плит (перемещений различных плит по поверхности Земли) на ней
могло отсутствовать горообразование. В этом случае постоянное выветривание
разрушало сушу, унося обломки пород в море, как это делают сейчас реки, до
тех пор, пока, наконец, вся суша не оказалась ниже уровня океана. Это не мог-
ло бы полностью исключить появление жизни, но если это случилось довольно
давно, то это могло бы затруднить зарождение жизни. Если это произошло не так
давно, то высшие организмы, вероятно, развились бы совершенно иначе. Нелегко
представить, как возникла бы современная наука, если бы совсем не было суши,
хотя было бы опрометчиво говорить о том, что такого не могло случиться.
Вероятно, горообразование происходит потому, что внутренние области Земли
довольно жидкие, а породы близко к поверхности достаточно пластичны, чтобы
допустить выход этой массы с заметной скоростью. Эти условия возникают, по-
скольку внутренняя часть Земли довольно горячая (по весьма приблизительной
оценке эта температура примерно равняется температуре на поверхности Солнца).
Вероятно, это зависит, среди прочего, от радиоактивности пород, особенно от
радиоактивности изотопов урана, тория и калия. Процент радиоактивных атомов в
породах не так высок, но на Земле такое количество этих веществ, что в сумме
он возрастает до значительной величины. Более того, такой радиоактивный рас-
пад создает относительно большое количество энергии. Это тепло, наряду с теп-
лом, оставшимся со времени агрегации Земли, сдерживается значительной толщи-
ной земной коры и ее низкой проводимостью тепла, поэтому, благодаря столь хо-
рошей изоляции, этот небольшой внутренний запас тепла может сохранять очень
высокую температуру.
Имея в виду все эти сложности, вернемся назад и попытаемся вывести очень
приблизительную оценку количества планет в галактике, которые имеют на своей
поверхности водный раствор органических соединений, жидкий бульон, в котором
предположительно могла появиться жизнь. Подсчитано, что общее количество
звезд всех типов в нашей галактике составляет приблизительно 1011 (сто милли-
ардов) . Только часть из них окажется нужного размера, и из этого числа только
небольшая часть не окажется двойными звездами. Возможно, одна звезда на сто
может удовлетворить обоим этим условиям. У нас осталось 109 возможных звезд.
Даже если лишь одна десятая из них имеет планетарные системы как раз нужного
характера, у нас все еще останется 108 звезд. Более сложно подсчитать, какая
именно их часть имеет планету подходящей величины как раз на нужном расстоя-
нии от своей звезды, но, возможно, осторожной оценкой могла бы быть одна на
сотню. Это все еще оставляет нам миллион планет в нашей галактике, на которых
мы можем надеяться найти океаны жидкого бульона в ожидании, когда в них заро-
дится жизнь.
Как можно тотчас же понять по приближенному методу выполнения этих расче-
тов, остается еще значительный простор для споров относительно наиболее веро-
ятных значений каждой из этих цифр. Наша оценка в миллион может быть отчасти
слишком заниженной. Важный момент состоит в том, что трудно посчитать ее
слишком завышенной на такой большой коэффициент, что где-нибудь в галактике
больше нет другой планеты, похожей на Землю. Ибо если это окажется правдой,
то наши оценки оказались бы завышены, по крайней мере, в миллион раз. Конеч-
но, мы можем полностью ошибаться насчет планетарных систем. Предположительно,
они могут встречаться крайне редко; это будет означать, что медленное враще-
ние звезд, похожих на Солнце, имеет какое-то другое объяснение. Там могут
быть какие-то трудноуловимые условия, которые мы не заметили, поэтому, не-
смотря на то, что планетарные системы широко распространены, Земля действи-
тельно необычна, и планеты, похожие на нее, встречаются крайне редко, если
они вообще есть. Испытывая недостаток прямых экспериментальных данных, мы ни-
когда не можем быть уверены, что наши приблизительные оценки не содержат в
себе некоторых крупных упущений. Небольшая ошибка не имеет значения. Даже ес-
ли наша оценка завышена в сто раз, она все же допускает существование десяти
тысяч подходящих планет в галактике. В настоящее время есть только один ра-
зумный вывод, каким бы хрупким он не был. Планеты с подходящим бульоном, ве-
роятно , достаточно широко распространены в нашей галактике.
Это не означает, что они будут находиться достаточно близко друг от друга.
Даже если их миллион, то среднее расстояние между ними составит несколько со-
тен световых лет. Если же их только десять тысяч, то расстояние между ними
окажется примерно в десять раз больше этого. Конечно, наши довольно умеренные
оценки могут оказаться слишком заниженными, в этом случае они могут находить-
ся друг от друга всего лишь на расстоянии десяти световых лет, но такое ма-
ленькое расстояние представляется весьма маловероятным. Даже если это так, то
ракете, чтобы преодолеть такое расстояние, понадобится лететь со скоростью
одной сотой скорости света в течение тысячи лет.
Глава 9.
Высшие
цивилизации
Мы только что видели, что, по-видимому, в галактике, может, существует мно-
го других планет, имеющих на своей поверхности большое количество довольно
водянистого раствора таких органических молекул, которые необходимы для того,
чтобы служить в качестве исходных кирпичиков для построения живой системы. Мы
также видели, в главе 6, что в настоящее время мы не можем составить ясного
представления, мог ли такой бульон привести к появлению примитивной живой
системы в течение приемлемого периода времени, скажем, в миллиард лет, или же
большая часть этих бульонов обречена остаться безжизненной на почти неограни-
ченный срок, потому что возникновение жизни является чрезвычайно редким собы-
тием. В этой главе мы рассмотрим другую проблему.
Допустим, что некой простой системе репликации удалось начать функциониро-
вать; какова вероятность того, что она разовьется до этапа в эволюции, похо-
жего на наш?
Когда мы учитываем все, что знаем об этапах эволюции на Земле, то обнаружи-
ваем довольно любопытную вещь. По-видимому, простейшим организмам понадоби-
лось больше времени для развития. Самые древние следы жизни, которые мы можем
обнаружить в настоящее время, найдены в составе пород, которым примерно 3,6
миллиарда лет. Многоклеточные организмы, вероятно, появились около 1,4 милли-
арда лет назад, но ископаемые остатки, образованные простыми животными, у ко-
торых сохранились твердые ткани, имеют возраст всего лишь 0,6 миллиарда лет.
Эти события отмечены на схеме времени, приведенной в начале этой публикации.
Дальнейшие исследования могут доказать, что одноклеточные организмы появи-
лись более 3,6 миллиарда лет назад. Таким образом, период времени, доступный
для доклеточной эволюции, которую мы считаем трудным этапом, едва ли мог про-
должаться миллиард лет, а мог быть значительно меньше. В противоположность
этому, одноклеточным организмам для того, чтобы сделать следующий решительный
шаг, по-видимому, понадобилось около двух миллиардов лет, или, возможно, не-
много больше. После этого эволюция, по-видимому, ускорилась. Самым древним
млекопитающим лишь 200 миллионов лет, и они действительно распространились и
развились в виды, похожие на большинство видов, которые мы видим сегодня,
всего лишь шестьдесят миллионов лет назад.
Несомненно, одним из решающих этапов было появление эукариот, организмов с
настоящим ядром, циклом деления и митохондриями в цитоплазме, которые регули-
руют запас энергии. Для проведения фотосинтеза растения обзавелись хлоропла-
стом. Возникает ощущение, что такое развитие могло быть весьма важным в эво-
люции высших животных и растений. Конечно, те из них, которые не прошли через
него, бактерии и сине-зеленые водоросли, остались относительно простыми, хотя
и хорошо приспособленными к окружающей среде.
Неясно, насколько именно мала вероятность этого этапа. Существует сильное
подозрение, что митохондрии в наших клетках являются потомками некоего древ-
него, не паразитирующего организма, который поразил несколько отличную от се-
бя клетку и затем научился жить с ней в симбиозе. Возможно, что приобретение
клеткой подвижности, а вместе с ней способности к фагоцитозу — поглощению
частичек пищи и даже целых организмов — имело важнейшее значение. Что бы ни
произошло, по-видимому, этот этап занял очень длительный период времени.
Обычно это говорит о том, что это было очень маловероятное событие. Если бы
вероятность его осуществления по какой-либо причине составляла лишь половину
своего фактического значения, то оно могло бы никогда не произойти, даже в
этот поздний период времени истории Земли. Земля сегодня могла бы быть засе-
лена бактериями и водорослями и кое-чем еще.
Подобную аргументацию нельзя использовать для всех этапов, выделяемых нами
в эволюции. Некогда добились успеха примитивные животные с мышцами и нервами,
и мы можем быть уверены, что при наличии хорошего молекулярного механизма для
быстрой эволюции разовьется система зрения. Способность видеть дает животному
значительное преимущество при отборе, и, что еще важнее, такое развитие про-
исходило, по крайней мере, три раза в процессе эволюции: у насекомых, моллю-
сков (таких как головоногие и осьминоги) и позвоночных (рыб, амфибий, репти-
лий, птиц и млекопитающих) . Все то, что происходит в процессе эволюции не-
сколько раз независимо друг от друга, вряд ли может быть очень редким событи-
ем. Именно те этапы, которые случились лишь однажды, и особенно те, которые,
по-видимому, заняли длительный период времени, мы могли бы считать произошед-
шими, благодаря счастливой случайности, и поэтому на них нельзя рассчитывать
в каком-либо подобном процессе где-нибудь в другом месте.
Сколько именно могло быть таких этапов, трудно сказать. Еще один возможный
пример касается вымирания динозавров. Примерно шестьдесят миллионов лет назад
динозавры, которые в то время преобладали среди позвоночных, особенно на су-
ше, вдруг начали вымирать, наряду с большим количеством других видов и расте-
ний, и животных. Два физика Альваресы (отец и сын) и их коллеги, обратив вни-
мание на отложившийся примерно в то время тонкий слой глины, проанализировали
его и обнаружили, что он имеет своеобразный изотопный состав, содержащий не-
обычное количество ванадия2. Были исследованы три далеко отстоящих друг от
друга участка, и во всех трех присутствовал этот слой глины, что говорит о
его образовании после некоего события мирового масштаба. Этот изотопный со-
став был совместим с внеземным происхождением некоторых веществ. Они предпо-
ложили, что некий астероид, около шести миль в диаметре, упал на Землю, обра-
зовав огромную впадину и рассеяв большое количество веществ в атмосфере, ко-
торые ветры разнесли по всему миру и которые на несколько лет закрыли солнеч-
ный свет до тех пор, пока, наконец, не улеглись даже мельчайшие частицы пыли.
(Все еще помнится, как после извержения Кракатау на всей Земле в течение не-
скольких лет были необычные закаты, потому что в атмосфере повисла пыль.) В
результате фактического угасания дневного света, вымерли многие растения,
особенно фитопланктон в океане. Стали вымирать многие виды, хотя растения с
длительным сроком сохранения семян могли снова появиться, когда, в конце кон-
цов , вернулся свет. В результате этой массовой потери растительного материа-
ла, оказалась полностью нарушенной цепь питания. Особенно губительным это бы-
ло для крупных животных, находящихся на вершине пищевой цепочки. Поэтому все
динозавры начали вымирать, за исключением, может быть, немногих мелких дино-
завров, предков птиц. Самые древние млекопитающие появились примерно 200 мил-
лионов лет назад, но ко времени катастрофы их развитие не увенчалось большим
успехом, вероятно, потому, что его сдерживало господство динозавров. Эти
древние млекопитающие, в основном, были небольшого размера, ночные насекомо-
ядные, и поэтому смогли выжить в годы темноты. Когда, наконец, вернулся свет,
млекопитающие быстро развились и заняли все различные экологические ниши, ос-
вобожденные вымершими к тому времени динозаврами (как вьюрки Дарвина, распро-
странившиеся на Галапагоских островах), образовав вскоре многие виды, потом-
ков которых мы видим вокруг себя. У одной ветви приматов развилось хорошее
цветовое зрение и увеличенная кора головного мозга; в конце концов, появился
человек.
Ключевой вопрос, эволюционировали ли динозавры, если бы они не вымерли, в
какой-либо вид животных, достаточно разумный, чтобы развивать науку и техни-
ку. На этот вопрос мы не можем дать какой-либо определенный ответ, но есть
тайное подозрение, что динозавры адаптировались в ошибочном направлении. Если
это так, то развитие высшего интеллекта на Земле решающим образом зависело от
этого весьма крутого толчка, данного эволюции астероидом. Такое столкновение
не могло быть уникальным событием. В ископаемых памятниках прошлого зафикси-
рованы другие, более древние вымирания. Можно предположить, что крупный асте-
риод ударяется о Землю со средней частотой около одного раза за 200 миллионов
лет3, хотя все еще нет подтверждения, что эти более древние вымирания про-
изошли благодаря такому удару.
На самом деле иридия и других платиноидов. Содержание иридия в земной коре ни-
чтожно мало (10~7 % по массе) . Содержание ванадия в земной коре 1,6-Ю-2 % по массе.
3 Небесно-механические расчёты (основанные на наблюдениях ныне существующих астерои-
дов) показывают, что астероиды размером более 10 км сталкиваются с Землёй в среднем
около одного раза в 100 млн. лет.
Возможно, что эволюция, в конечном счете, всегда создаст существо с высокой
степенью интеллекта, потому что в борьбе за существование обычно платит ин-
теллект . Но для того, чтобы вызвать осуществление более крупных этапов эволю-
ции, могут понадобиться довольно значительные изменения окружающей среды. Ес-
ли это так, то это накладывает еще одно условие на планетарные системы, где,
вероятно, могут развиться высшие формы жизни в течение разумного периода вре-
мени.
Фрэнсис Крик (1916-2004), внесший существенный вклад в открытие
структуры нуклеиновых кислот, был сторонником направленной пан-
спермии. Фрэнсис Крик и Лесли Оргел предложили в 1973 роду
управляемую панспермию, то есть намеренное «заражение» Земли
(наряду с другими планетными системами) микроорганизмами, дос-
тавленными на непилотируемых космических аппаратах развитой ино-
планетной цивилизацией, которая, возможно, находилась перед гло-
бальной катастрофой или же просто надеялась произвести террафор-
мирование других планет для будущей колонизации. В пользу своей
теории они привели два основных довода — универсальность генети-
ческого кода (известные другие вариации кода используются в био-
сфере гораздо реже и мало отличаются от универсального) и значи-
тельную роль молибдена в некоторых ферментах. Молибден — очень
редкий элемент для всей Солнечной системы. По словам авторов,
первоначальная цивилизация, возможно, обитала возле звезды, обо-
гащенной молибденом. Против возражения о том, что теория пан-
спермии (в том числе управляемой) не решает вопрос о зарождении
жизни, они выдвинули следующий аргумент: на планетах другого не-
известного нам типа вероятность зарождения жизни изначально мо-
жет быть намного выше, чем на Земле, например, из-за наличия
особенных минералов с высокой каталитической активностью.
Глава 10. Как давно
могла зародиться жизнь?
До сих пор мы обсуждали, где могла бы появиться жизнь во Вселенной, и на-
сколько маловероятным могло быть это событие. Мы совсем не обсуждали, когда
она могла зародиться, и сколько времени потребовалось на совершенствование
древних простых организмов до высшей цивилизации, способной посылать ракеты
на другие планетарные системы. Строго говоря, мы не можем дать более точную
оценку относительно времени, необходимого для эволюции, чем ту, которую мы
можем дать относительно вероятности какого-либо определенного этапа, за ис-
ключением того, что нам было бы нелегко поверить, что весь этот процесс мог
бы произойти намного быстрее, чем на Земле. Детально разработанной теории
эволюции, до такой степени поддающейся количественному определению, что мы
могли бы рассчитать, сколько именно времени может потребовать каждый опреде-
ленный этап, не существует. Мы видим, что это может зависеть от таких факто-
ров, как скорость мутации, время генерации, величина скрещивающейся популя-
ции, и, главным образом, от селективных давлений, созданных средой вообще и
другими особями в частности. Устойчивость окружающей среды, большие скрещи-
вающиеся популяции и долгое время генерации, по-видимому, приводят к проявле-
нию медленных изменений. Механизмы изоляции, географические или биологиче-
ские, ведущие к небольшим популяциям, могут создавать новые виды довольно бы-
стро . Любой вид, у которого окажется много возможностей и мало соперников,
как часто случается, когда впервые заселяют новые земли, вероятно, очень бы-
стро разнообразится, чтобы заполнить все доступные новые экологические ниши.
Но во всех этих случаях трудно предсказать скорость эволюции, кроме как весь-
ма грубым, но эффективным способом. В самом глубоком смысле, эволюция — это
процесс, ход которого обязательно непредсказуем. Только когда определенное
свойство, возможно, обеспечит подавляющее преимущество (как, например, спо-
собность видеть) , мы можем быть в известной степени уверены, что оно обяза-
тельно появится тем или иным образом. Даже в этом случае мы бы поспешили, ес-
ли бы точно предсказали, какую форму примет система зрения. Самое большее,
что мы можем сказать о нервной системе высшего животного, это то, что она,
возможно, разовьется таким образом, что животное будет воспринимать и отве-
чать не только на явные сигналы, полагаясь на свои органы чувств, но и на те
особенности этих сигналов, которые соответствуют определенным сторонам реаль-
ного мира, и особенно тем сторонам, которые влияют на выживание и размножение
животного - запах хищника, появление самки и т. п. Но на вопрос о том, сколь-
ко времени понадобится мозгу животного, чтобы развить определенную сложную
функцию, почти невозможно ответить точно.
Самый легкий вопрос, на который мы могли бы попытаться ответить, возможно,
следующий: если бы жизнь на Земле зародилась еще раз, лишь при незначительных
изменениях окружающей среды (с тем, чтобы процесс не повторился в точности),
то сколько понадобилось бы времени, чтобы появилось существо, похожее на че-
ловека? Мы знаем, что первоначально этот процесс занял около четырех миллиар-
дов лет. Предположительно, это могло бы произойти снова как минимум через
миллиард лет, но период времени намного меньше этого вызвал бы у нас недове-
рие. С другой стороны, мог бы понадобиться более долгий период времени, если
бы не произошло одно или два счастливых события. По-видимому, здесь почти не-
возможно принять решение, а что касается жизни на несколько другой планете,
то трудности увеличиваются.
Поэтому я буду вынужден нарушить правила, установленные теорией вероятно-
сти, и предположить, что жизнь, зародившись где-нибудь в другом месте, разви-
валась бы примерно с той же скоростью, что и здесь; то есть эволюция от буль-
она до человека займет примерно четыре миллиарда лет. Из всего того, что уже
было сказано, можно понять, что такое предположение безнадежно рискованно, до
тех пор, пока мы не сможем доказать, что все главные этапы эволюции имели до-
вольно высокую вероятность. Если это верно, тогда случайные задержки и слу-
чайные ускорения могли бы иметь тенденцию к усреднению, и общая скорость была
бы почти такой же, как здесь. Даже это предполагает, что общие факторы, такие
как температура или разнообразие окружающей среды, отличались не настолько,
чтобы весь ход эволюции, несмотря на то, что в общих чертах он похож на зем-
ной, либо заметно ускорился, либо замедлился. Все, что можно действительно
сказать, так это то, что цифра в четыре миллиарда лет для всего процесса, хо-
тя ей и не хватает твердого обоснования, не является невероятной.
Вооружившись этим весьма неясным числом, мы можем начать обсуждать, когда
впервые могла появиться жизнь. Здесь есть два существенных требования. Нам
нужна подходящая планета и на ней (или вблизи ее поверхности) определенные
элементы. Очевидно, что мы не можем получить оба этих условия сразу после
Большого взрыва, как уже обсуждалось в главе 2. Существуют убедительные дан-
ные, что многие атомы наших тел образовались не во время первых моментов кос-
мического расширения, а были синтезированы некоторыми из первых звезд. Эти
большие звезды быстро истощили свое ядерное топливо, сжались, взорвались и
рассеяли свои обломки в окружающем пространстве, где они, в конечном итоге,
сгустились и образовали новые звезды и планетарные системы. Хотя мы не можем
быть уверены, сколько именно на все это понадобилось времени в измеримом мас-
штабе , приемлемая оценка могла бы составить один или два миллиарда лет.
Для того, чтобы продолжить, нам необходимо знать возраст Вселенной — время,
прошедшее с Большого взрыва. К сожалению, это все еще спорный вопрос. Самые
максимальные оценки достигают значения двадцати миллиардов лет, наименьшие
составляют всего лишь семь миллиардов, хотя немногие согласились бы с такой
заниженной цифрой. Когда мы с Лесли Оргелом написали нашу статью, то наилуч-
шим представлялось предположение примерно о тринадцати миллиардах лет. Сего-
дня ближе к принятой оценке можно считать цифру в десять миллиардов лет.
Для наших целей точная цифра не существенна, при условии, что она не ока-
жется слишком маленькой. На всякий случай, выберем десять миллиардов лет. Ес-
ли предположить, что развитие планет и химических веществ заняло один милли-
ард лет, остается девять миллиардов. Сразу понятно, что возраст Земли пример-
но в два раза меньше. Этого времени вполне достаточно, чтобы жизнь развилась
не один раз, а два раза подряд. Короче говоря, прошедшее с тех пор время
вполне допускает возможность, что жизнь возникла на какой-то далекой планете,
сформировавшейся девять миллиардов лет назад, спустя четыре-пять миллиардов
лет появились существа подобные нам, и затем они смогли послать некую прими-
тивную форму жизни на Землю, которая к тому времени охладилась до такой сте-
пени, что на ней уже образовались первозданные океаны. Произошло ли это на
самом деле — все еще вопрос убеждений, но при сегодняшних данных трудно дока-
зать, что истекшее с тех пор время было, безусловно, слишком коротким. У жиз-
ни было достаточно времени, чтобы развиться не просто один раз, но и вновь во
второй раз.
Глава 11. Что
они могли послать?
С этого момента мы оставим количественные соображения, какими бы приблизи-
тельными они ни были, и предоставим своему воображению несколько большую сво-
боду. Мы примем без доказательств, что на некой далекой планете приблизитель-
но четыре миллиарда лет назад или около того развился вид высших существ, ко-
торые, как и мы, открыли науку и технику, развив их намного дальше того уров-
ня, которого достигли мы, поскольку они имели массу времени и крайне малове-
роятно, что их общество остановилось как раз на той же ступени развития, на
которой находимся сейчас мы. Нам нелегко угадать, насколько именно они про-
двинулись дальше нас, хотя некоторые из их наук могут быть не похожи на наши.
Наше знание многих областей физики и химии сейчас настолько полное и находит-
ся на столь прочных основаниях, что их основные особенности, возможно, уже
известны нам. Вряд ли это справедливо для всех разделов этих наук. Например,
физика высоких энергий, вероятно, все еще держит про запас много сюрпризов.
Мы можем рассчитывать на новые методы в физической химии, которые сделают на-
ше знание химической структуры и химических реакций более точным. Даже если
уже не осталось еще не открытых радикально новых принципов (а это довольно
маловероятно), то многим поколениям ученых еще предстоит провести исследова-
ния, открывающие во всех подробностях, как взаимодействуют атомы и молекулы
во многих различных смесях и при многих режимах давления и температуры.
Если мы обратимся к астрономии, астрофизике и космологии, то поймем, что в
этих областях предстоит открыть еще больше. Мы уже касались некоторых из этих
проблем, например, у какого количества звезд есть планеты; кроме того, здесь
остаются без ответа еще более важные вопросы, такие как является ли Вселенная
открытой или закрытой (то есть обладает ли она достаточной массой, с тем что-
бы, в конечном итоге, начать сжиматься, вместо того, чтобы продолжать посто-
янно расширяться). Наши знания биологии еще более примитивны: например, у нас
все еще достаточно поверхностные представления о характере эмбриологии, и,
как мы видели, ход и механизм эволюции все еще поняты лишь в общих чертах, а
о возникновении жизни известно еще меньше.
Мы можем быть уверены, что если наша собственная цивилизация продолжит су-
ществовать хотя бы в течение еще одной тысячи лет, то мы ответим на многие из
этих трудных вопросов. Даже если к тому времени будут установлены все фунда-
ментальные принципы всех наук, все же сделать предстоит еще многое. В течение
следующих десяти тысяч лет мы можем рассчитывать, что вычислим достаточно об-
стоятельно многие сложные системы. Прежде всего, мы, вероятно, увидим расцвет
инженерных программ, применяющих уже известные к тому времени фундаментальные
знания к системам постоянно увеличивающейся мощности, тонкости и сложности.
При условии, что человечество не взлетит на воздух или полностью не погубит
окружающую среду и среди него не станут преобладать яростные фанатики, про-
тивники науки, мы можем рассчитывать увидеть значительные усилия по улучшению
природы самого человека. Какие формы они могут принять, насколько успешными
они окажутся и сколько времени понадобится, чтобы коренным образом изменить
природу человека, мы едва ли можем предполагать, когда всматриваемся сквозь
туман неопределенности, окутывающий далекое будущее.
По аналогии мы можем предположить, что эти более древние технократы, веро-
ятно, знали намного больше нас, особенно в области астрономии и биологии, и
сконструировали технику, намного превосходящую нашу. Какой могла представ-
ляться им их Вселенная?
Было бы удивительно, если бы они не постигали секреты своей собственной
природы (до постижения которых нам еще очень далеко), механизмы своей эволю-
ции и глубоких воздействий своего непосредственного физического окружения.
Тогда как мы можем только догадываться, у каких звезд могут быть планеты,
они, вероятно, это знали, хотя трудно оценить, как много им было известно о
конкретных условиях других миров. Если они обладали высокими технологиями и
имели достаточно времени, мы можем предположить, что они послали автоматиче-
ские научно-исследовательские станции, по крайней мере, к нескольким ближай-
шим звездам и по прошествии нескольких сотен лет, получили ответные послания,
сообщающие им кое-что об условиях там. Даже для этого понадобилась бы техника
намного более развитая, чем наша.
Предположим, они обнаружили, что в галактике существует много подходящих
для жизни мест, где есть и суша, и океаны, а также неизменное снабжение энер-
гией со стороны родительской звезды, подходящая атмосфера, и, следовательно,
очень большие массы разбавленного бульона на поверхности. Что мы не можем
столь легко предположить, так это то, смогли ли они обнаружить, в каком коли-
честве мест имелась некоторая примитивная форма жизни. Быть может, они уста-
новили, что жизнь это действительно очень редкое событие. Даже если верно об-
ратное, возможно, они могли прийти к ложному выводу, что они, на самом деле,
единственны в своем роде и в их галактике не существует других форм жизни. Мы
можем представить, не слишком насилуя свое воображение, что, когда они внима-
тельно изучили свой небольшой уголок Вселенной, протянувшийся на несколько
десятков тысяч световых лет во многих направлениях, они смогли прийти к выво-
ду, что, несмотря на то, что бульоны были обычным явлением, жизнь встречается
чрезвычайно редко; что во многих местах существует возможность для зарождения
жизни, но ни в одном из них не был сделан важный первый шах1 — спонтанное по-
явление химического механизма, необходимого для естественного отбора. И таким
образом, мы должны задать вопрос, если Вселенная им представлялась действи-
тельно такой, то что они могли предпринять?
Для того чтобы точнее обрисовать их затруднительное положение, необходимо
назвать еще один фактор. Они, вероятно, знали, что, в конце концов (и, воз-
можно, по прошествии очень длительного периода времени), их собственная циви-
лизация обречена. Конечно, можно предположить, что у них были основания счи-
тать , что они не смогут выжить даже уже в ближайшее время. Может быть, они
обнаружили, что соседняя звезда легла на встречно-пересекающуюся орбиту с их
звездой, — весьма маловероятное событие в большей части галактики, но весьма
вероятное вблизи галактического центра. Может быть, у них были основания
предполагать, что их общественная система окажется неустойчивой неограничен-
ное время, каковой, несомненно, может быть и наша. Они, вероятно, знали, что,
в конце концов (имея в виду миллиарды лет), когда ядерное топливо начнет ис-
тощаться, их звезда может превратиться в красного гиганта и при этом поглотит
их планету и разогреет ее, не оставив им никакой надежды на спасение. Без со-
мнения, они планировали заселить соседние планеты, но, может быть, это оказа-
лось крайне трудно выполнимо в техническом плане, особенно если им не повезло
и ближайшая подходящая планета оказалась на расстоянии многих десятков свето-
вых лет. Даже если они сделали такую попытку, то они, должно быть, осознава-
ли, что их шансы на успех невелики и что они должны составить возможные планы
действий на случай повторения неудач подобного рода. Какими бы ни были их мо-
тивы , мы можем полагать, что они тщательно изучили другие альтернативы.
Какие другие варианты открывались перед ними? Самый легкий — послать авто-
матические научно-исследовательские станции, но, несмотря на мнение авторов
научно-фантастических книг, их нелегко создавать и восстанавливать. Существо-
вала не только грандиозная задача постройки машины, материалы для которой
удобно было бы добывать, но еще и проблема создания таких машин, которые ра-
ботали бы надежно, не получая значительной помощи со стороны родной базы,
особенно после долгого путешествия в космосе и неудачной посадки на далекой
планете. Там, вероятно, должны были присутствовать сложные механизмы для ав-
тономного ремонта, и они также обязаны были обладать высокой степенью надеж-
ности . Единственное благоприятное обстоятельство, вероятно, заключалось в
том, что почти наверняка отсутствовало серьезное соперничество. Судя по все-
му , там не было ни моли, чтобы все портить, ни воров, чтобы разрушать и
красть. Нужно было справиться лишь с медленным разрушением под действием
ржавчины и другими видами химических и механических разрушений.
Оставалась очевидная возможность послать какие-нибудь другие живые существа
со своей планеты. Несмотря на то, что они находились на более низкой ступени
эволюции, должно быть, у посылавших их все же была надежда, что они смогут
выжить и размножиться, а если повезет, то, в конечном итоге, развиться в выс-
шую форму жизни. Если слишком затруднительно послать в это ужасное путешест-
вие существ, подобных человеку, почему не попытаться послать мышей?
К сожалению, выгоды от использования мышей довольно незначительны. Мышь за-
нимает меньше места, чем человек, но у нее нет ничего похожего на такой же
механизм управления окружающей средой. Ее сохранение, как гнездовой колонии в
течение сотен лет в космическом корабле, представляет очень значительные
трудности, даже если допустить замысловатые формы повторных циклов. Среда, в
которой они, вероятно, окажутся по прибытии, почти несомненно окажется посто-
янно враждебной. В частности, можно предполагать, что они будут испытывать
недостаток кислорода, что, в конечном итоге, является почти роковым препятст-
вием. Очевидно, что нам необходим организм, который можно послать в достаточ-
но больших количествах, который может довольно хорошо перенести долгое путе-
шествие в космосе и у которого будет какой-то шанс на выживание как при самой
высадке на поверхность планеты, так и в окружающих условиях, в которых он там
окажется. Поставив таким образом проблему, мы видим, что микроорганизмы, по-
хожие на наши бактерии, были ли бы хорошим выбором в качестве колонистов, по-
сылаемых для зарождения жизни на далекой планете.
На что похожи бактерии? Основное деление биологического царства заключается
не в различии между животными и растениями, как мы, может быть, склонны счи-
тать . Это также не деление на организмы лишь с одной клеткой и организмы со
многими клетками, подобные нашему. Самое важное различие между организмами
заключается в том, что есть организмы, клетки которых имеют ядро, как наши,
они называются эукариоты, и есть более простые организмы, у которых отсутст-
вует такое ядро, они известны под названием прокариоты. Термин «высшие орга-
низмы» , часто используемый биологами, может ввести в серьезное заблуждение.
Несомненно, мы являемся высшими организмами и поэтому, говоря в общих чертах,
видом животных, которых вы видите в зоопарке. Но перед биологом дрожжевую
клетку, например, такую, которая вызывает брожение пива или вина или исполь-
зуется для хлебной закваски, можно охарактеризовать как высший организм. По
этой терминологии, под «низшими организмами» имеются в виду прокаритоты. Тер-
мин охватывает все бактерии, которые существуют в огромном множестве различ-
ных видов, и то, что обычно называют сине-зелеными водорослями. Остальные ви-
ды водорослей являются эукариотами, например, амебы, ресничные и многие дру-
гие одноклеточные существа.
Деление биологического мира на эти две широкие категории очень важно, пото-
му что оно является одновременно и четким, и глубоким. Оно затрагивает не
просто проблему клеточного ядра, а включает в себя многие особенности внут-
ренней архитектуры клетки. Их нельзя было эффективно изучать без использова-
ния современного оборудования, такого как электронный микроскоп, который по-
зволяет нам делать видимыми составные элементы клетки в таких мельчайших де-
талях , которые никогда не были возможны прежде. По этой причине классификация
на эукариот и прокариот появилась сравнительно недавно, она относится пример-
но к 1960 году.
В чем заключается разница между ними? Если говорить в самых общих чертах,
эукариоты имеют высокоразвитые хромосомы, которые после репликации делятся в
ходе процесса, известного как митоз, который требует особого митотического
аппарата. «Хромосомы» прокариот намного проще, и у них отсутствуют молекулы
для создания митотического веретена. Эукариоты имеют в своей цитоплазме мно-
жество особых компонентов, включая сложные мембранные системы (которые обычно
отсутствуют у прокариот) и особые маленькие органеллы, такие как митохондрии.
У них есть своя собственная ДНК и свой собственный аппарат для синтеза белка,
и широко распространена точка зрения, что они произошли от не паразитирующего
прокариота, который проник в клетку и, в конечном итоге, выродился настолько,
что мог существовать только в симбиозе с клеткой-хозяином. Митохондрию обычно
называют «электростанцией клетки», поскольку она включает молекулярный аппа-
рат для эффективного сжигания пищи с использованием молекулярного кислорода.
Каждая из наших собственных клеток насчитывает сотни, если не тысячи, таких
митохондрий.
Возможно, что более существенное различие между эукариотами и прокариотами
касается способа проникновения веществ в клетку и выхода из нее. У эукариот
есть специальные механизмы для поглощения крупных частиц (процесс называется
фагоцитоз) и специальные внутренние структуры для их переваривания. У прока-
риот такие молекулярные механизмы полностью отсутствуют. Через их мембраны
могут проникать лишь объекты величиной с молекулу.
Эукариот Прокариот
Схема строения клеток эукариот и прокариот.
У нас нет необходимости вдаваться во все детали. В общих чертах, прокариоты
проще, у них отсутствуют специальные молекулы, которые позволяют более совер-
шенным эукариотам осуществлять сложные процессы. Эти процессы позволяют эука-
риотам нести намного больше генетической информации (разрешая иметь набор
хромосом вместо лишь одного отрезка ДНК), жить в других организмах и переме-
щать молекулы повсюду внутри самих себя с определенной целью. Если есть одно
свойство, которое ставит эукариот выше прокариот, так это молекулярный аппа-
рат для генерации и управления движением внутри клетки. Именно он привел к
образованию мышц, весьма важных для животных, и допускает сложный танец хро-
мосом, который мы наблюдаем в виде митоза.
Тогда почему, если бактерии находятся в таком невыгодном положении, нам
следует их рассматривать в качестве возможных пассажиров нашей ракеты? Ключ к
ответу заключается в одном слове: кислород. Вполне вероятно, что в пребиоти-
ческом мире в атмосфере было мало кислорода. Следовательно, мы должны иссле-
довать организмы, которые существуют сегодня на Земле, чтобы понять, каковы
их потребности в кислороде.
Большое преимущество кислорода заключается в том, что он позволяет клетке
получить намного больше энергии при метаболическом усвоении своей пищи. Этот
процесс обычно называется респирацией4. Немногие бактерии могут использовать
определенные неорганические соединения, такие как углекислые соли, нитраты
или сульфаты, вместо кислорода, но это именно те соединения, которые вряд ли
можно было найти в каком-либо количестве на первозданной Земле вследствие не-
хватки кислорода в атмосфере. В отсутствии неорганического акцептора электро-
нов, как называются такие соединения, клетка должна пользоваться намного ме-
нее эффективным способом, называемым ферментацией5. Значение ферментации за-
ключается в том, что она может развиваться при полном отсутствии кислорода,
но она создает значительно меньше молекул АТФ (аденозинтрифосфата), энергети-
ческой валюты клетки, чем респирация.
Молекулярный кислород мощное, но опасное соединение. Потенциально, он явля-
4 Дыханием.
5 Брожением.
ется высокотоксичным веществом для клетки, потому что клеточные процессы мо-
гут создавать несколько его смертельных производных, таких как перекись водо-
рода (Н202) или даже еще более опасное соединение — свободно радикальный су-
пероксид (02~) . Многие клетки имеют особые ферменты, которые поглощают эти
угрожающие жизни соединения. У некоторых видов бактерий отсутствуют такие
ферменты. Для них кислород — яд, и они могут жить только в тех местах, где
его нет, таких как глубокая грязь, но на первозданной Земле они не оказались
бы в особо невыгодном положении.
Кислород, который, как следует напомнить, создается сегодня как побочный
продукт фотосинтеза, настолько полезен для большинства организмов, что они
могут жить без него не больше, чем мы с вами. Именно по этой причине нам не
нужно рассматривать большинство более развитых клеток в качестве кандидатов
на заселение космоса. Это требование исключает всех претендентов, за исключе-
нием некоторых бактерий и немногих простейших, таких как дрожжи. Некоторые из
них могут использовать кислород, если он доступен, и снова примером являются
дрожжи, тогда как другие совсем не могут пользоваться кислородом. Некоторые
анаэробы могут выдерживать кислород, но других он убивает.
После этого вступления давайте посмотрим, что представляют из себя бакте-
рии. Существует такое множество различных видов бактерий, что любое краткое
описание обязательно должно быть довольно поверхностным. Обычно они довольно
малы, что может быть не слишком удивительно, поскольку они имеют одну из са-
мых небольших величин ДНК, не превышающую миллион пар оснований. Типичный
размер, хотя существует большой разброс размеров, обычно составляет около од-
ного или нескольких микрон (микрон — это одна тысячная миллиметра), поэтому
обычно они немного больше, чем длины волн видимого света, диапазон которых
около половины микрона. По этой причине, хотя их и можно увидеть в мощный оп-
тический микроскоп, так что можно наблюдать их приблизительный размер и форму
(сферическую, палочковидную или соединенные в длинные цепочки), для того,
чтобы проникнуть в их тайны, нужны другие методы. К счастью, некоторые бакте-
рии оказались идеальными для современных биохимических методов, поэтому на
них выполнено огромное количество исследований, особенно в последние три-
дцать -сорок лет. Они выявили, что бактерии являются действительно удивитель-
ными существами.
Можно подумать, что поскольку они такие маленькие, то им будет недоставать
химической универсальности, но дело обстоит далеко не так. Многие из них мо-
гут жить в очень простой химической среде, содержащей всего лишь один источ-
ник углерода, один источник азота (такой как аммиак NH4+) и некое соединение,
обычно, но не всегда, органическое, которое они могут использовать для полу-
чения энергии. Многим из них не нужна большая часть витаминов, поскольку они
могут скорее синтезировать их для себя сами, чем получать их с пищей, как это
делаем мы. Не нужны им также «незаменимые» аминокислоты, которые мы получаем
путем расщепления белка в нашей пище, поскольку они также могут их для себя
вырабатывать. Многие из них подвижны. Они могут передвигаться с помощью своих
достаточно простых жгутиков и могут обнаруживать скопление молекул пищи, и с
помощью простых приемов они могут плыть в этом общем направлении. Аналогичным
образом они могут избегать определенных токсичных веществ. В благоприятных
условиях они могут расти и очень быстро делиться. В густом отваре с множест-
вом кислорода они могут разделиться надвое всего лишь за двадцать минут. В
менее благоприятных условиях удвоение их числа может занять полдня, но даже с
такой скоростью они располагают возможностью быстро увеличить свое количество
при условии, что сохраняется запас питания. У них есть эффективные механизмы
управления своим метаболическим аппаратом, поэтому ферменты, которые временно
не нужны (из-за богатого запаса пищи), отключаются и больше не вырабатываются
до тех пор, пока клетка вновь не почувствует в них необходимости. Метаболиче-
ски они, по-видимому, настроены на быстрый рост, поскольку во многих обстоя-
тельствах выигрывают именно самые быстрые клетки, и с помощью естественного
отбора производят последующие поколения. Их половая активность очень незначи-
тельна. Большую часть времени одна клетка просто делится на две дочерние
клетки, не прибегая к какому-либо половому процессу, но время от времени, с
помощью специального механизма, две бактерии могут спариваться, при этом одна
(«мужская») передает некоторое количество своей ДНК другой («женской»). Про-
цесс может быть относительно медленным, акт передачи занимать до двух часов
или несколько обычных жизненных циклов.
Благодаря тому, что половое размножение не существенно, колония бактерий
может вырасти лишь из одной особи. Более того, поскольку у них нет необходи-
мости искать себе партнера для размножения, они могут расти очень далеко друг
от друга.
У бактерий обычно очень жесткие стенки клетки за пределами нежной плазмати-
ческой оболочки, что образует на молекулярном уровне эффективный барьер между
внутренней и внешней сторонами клетки. Эта стенка защищает плазматическую
оболочку от разрушения и особенно от осмотического разбухания, которое, в
противном случае, возникнет, если клетка окажется в слишком водянистом рас-
творе . Таким образом, многие бактерии не слишком боятся концентрации солей и
органических соединений в окружающей их среде. Еще одно преимущество заключа-
ется в том, что они обычно могут подвергаться «лиофилизации», процессу, в хо-
де которого бактерии сначала охлаждаются, а затем из них извлекается вода та-
ким образом, чтобы нанести минимальный ущерб клеточным структурам.
На Земле существует множество различных видов бактерий, и они живут в самых
разных условиях: от горячих источников до бесплодных пустынь. Некоторые из
них развились настолько, что могут процветать в условиях интенсивной радиа-
ции, существующих в ядерных реакторах. Другие могут утилизировать необычные
соединения, такие как сернистый водород (H2S) , ионы железа или метан, хотя
для этого им обычно требуется кислород. Если они также способны осуществлять
фотосинтез, то они, вероятно, могут обойтись без кислорода. Другие бактерии
являются исключительно анаэробными и могут использовать водород, образовывая
в процессе этого метан. Другие могут «связать» азот, то есть они могут полу-
чить свой запас азота из очень инертной молекулы N2 в атмосфере. Тем не ме-
нее, другие могут осуществлять различные виды фотосинтеза, получая свою энер-
гию от солнечного света. Обсуждение всех возможностей привело бы нас к слиш-
ком многим техническим сторонам дела.
Существует одна группа микроорганизмов, которым следует уделить здесь боль-
ше внимания. Это сине-зеленые водоросли или сине-зеленые бактерии6, как их
сейчас называют, и интересны они хотя бы потому, что древнейшие известные ис-
копаемые микроорганизмы, по-видимому, принадлежат к этому типу. Группа, в це-
лом, весьма разнообразна, хотя ее члены имеют несколько общих характеристик.
Все они могут получать энергию от света. Некоторые из них также могут расти в
темноте, хотя довольно медленно, и использовать только довольно ограниченный
набор соединений углерода для этой цели. Довольно поразительно, но многие из
них могут также связывать азот. Если это так, то для жизни им нужно очень не-
много, поскольку они могут расти в среде, где есть только несколько солей,
используя свет для получения углерода из С02 и азота из N2. Такие организмы
обычно состоят из цепочек клеток, соединенных в непрерывную веревочку, связы-
вание азота обычно осуществляется особыми пограничными клетками (они называ-
ются гетероцистами), которые специализируются на этой функции, и которые ни-
когда снова не делятся.
Не удивительно, что сине-зеленые водоросли живут в самых разнообразных мес-
6 Цианобактерии.
тах обитания, при этом они найдены не только в море, но и
почве. Некоторые расцветают в горячих источниках, другие
они населяют расщелины в горных породах.
свежей воде и в
в пустынях, где
4.
Круглая гетероциста среди цилиндрических фотосинтезирующих кле-
ток в нитевидной колонии цианобактерий.
Цианобактерия Synechococcus в процессе деления. Этот микроб днем
фотосинтезирует, а ночью фиксирует атмосферный азот
После этого поверхностного описания мира бактерий перечислим некоторые пре-
имущества, которые эти малые существа могут иметь для космического путешест-
вия. Как мы видели, многие из них довольно малы. Достаточно типичная бакте-
рия, такая как Escherichia coli, имеет всего около одного микрона в ширину и
два микрона в длину. Таким образом, миллиард таких бактерий можно упаковать в
объем несколько кубических сантиметров. Их можно заморозить живыми, и большая
их часть выживет, когда они, в конечном итоге, разморозятся. В этом заморо-
женном состоянии они могут сохраняться почти неограниченно без каких-либо
серьезных потерь. При очень низкой температуре, такой как в космосе, многие
из них вполне могут оставаться в живых более десяти тысяч лет. Они, вероятно,
почти защищены от воздействия столкновений и других подобных опасностей. Луч-
ше всего было бы, если бы они упали в пребиотический океан, где они, вероят-
но, преуспели бы, особенно потому, что многие виды могут выживать с небольшим
количеством кислорода или вообще без него. Действительно, некоторые бактерии
могут расти в такой простой среде, что почти любой пребиотический бульон по-
зволит им выжить и размножаться довольно эффективно, при условии, что он не
окажется слишком прохладным. Более того, им нет необходимости держаться вме-
сте . Одна бактерия может при благоприятных обстоятельствах инфицировать целый
океан.
Горячий источник в Йеллоустонском национальном парке. По краям во-
доема развиваются циано-бактериальные маты, в которых цианобакте-
рия Synechococcus играет роль главного производителя органики.
Возможно, бактерии крайне просты по сравнению с организмами, подобными на-
шему, но как саморазмножающиеся химические фабрики они не только компактны и
крепки, но химически очень универсальны. Насколько мне известно, никто, что
довольно удивительно, специально не пытался вырастить бактерии в искусствен-
ном «бульоне», созданном в ходе эксперимента типа Урея-Миллера7 (большинство
экспериментаторов доходят до больших длин8, чтобы исключить микроорганизмы из
своих инкубационных фляг), но ученые обычно рассчитывают, что там существует
много видов бактерий, даже в отсутствие атмосферного кислорода.
В таком случае, по всем этим причинам, микроорганизмы, и особенно те, кото-
рые могут жить без кислорода, являются вполне очевидными кандидатами для от-
правки на другую планету, при условии, что цель скорее состоит в зарождении
там жизни, чем в доставке туда полностью сформировавшегося высшего организма,
у которого есть некоторый шанс на выживание. Вот почему мы с Лесли Оргелом
Эксперимент Миллера—Юри - известный классический эксперимент, в котором моделиро-
вались гипотетические условия раннего периода развития Земли для проверки возможно-
сти химической эволюции.
8 Непонятно. Возможно, имеется ввиду «больших длин ультрафиолета». Пиком кривой бак-
терицидной эффективности (то есть эффективности поглощения ультрафиолета молекулами
ДНК) является излучение с длиной волны 253,7 нм.
предложили их в качестве самого вероятного груза для непилотируемого космиче-
ского корабля, когда постулировали свою гипотезу о направленной панспермии.
Глава 12.
Конструкция
ракеты
Прежде чем рассматривать возможную конструкцию ракеты для отправки микроор-
ганизмов на другую планету, обсудим для начала, как можно послать астронав-
тов. Для того чтобы продвигаться вперед с высокими скоростями, такому косми-
ческому кораблю потребуется очень мощный реактивный двигатель и хороший запас
топлива. В нем должно быть как помещение для астронавтов, так и средства к
существованию (пища, кислород и т. д.) для длительного путешествия в темноте,
наряду со всеми приборами для контроля и управления ракетой и связи с родной
планетой. Там должно остаться достаточно топлива для торможения космического
корабля по прибытии и благополучной высадки астронавтов на какой-нибудь пла-
нете или астероиде выбранной звезды. Ни ускорение, ни торможение не должны
быть такими сильными, чтобы нанести ущерб пассажирам. Космическому кораблю
нет необходимости доставить их обратно, поскольку они скорее являются колони-
стами, чем путешественниками.
По очевидным причинам, они оказались бы в лучшем положении, если бы переме-
щались достаточно быстро. Если бы они могли лететь чрезвычайно быстро, близко
к скорости света, то действовало бы релятивистское расширение времени. Не-
смотря на то, что путешествие, когда судишь о нем, находясь на любой звезде,
могло бы потребовать тысячи лет, внутри космического корабля прошло бы только
несколько десятков лет. Это один из самых замечательных выводов, который мож-
но сделать на основе специальной теории относительности.
Оказывается, что для людей (в противоположность электронам) достижение рас-
ширения времени почти невозможно, не только вследствие необходимости самых
передовых технологий, но и вследствие основных законов физики, касающихся
энергии, мощности и массы. Например, ракете необходимо много энергии, но она
не должна быть слишком тяжелой. Поэтому необходимо богатое энергией горючее.
Мы не знаем лучшего способа его выработки, кроме как в процессе аннигиляции
антиматерии материей, но проблема безопасного хранения антиматерии, по-
видимому, непреодолима. Следующий, почти не уступающий по качеству метод —
использование ядерного синтеза, в процессе которого водород преобразуется в
гелий, при этом гелий выбрасывается обратно, создавая тягу. Эдвард Перселл
рассчитал, что даже с «идеальным» ракетным двигателем такого типа скорость на
выхлопе составила бы только одну восьмую скорости света. На практике она ока-
жется еще меньше. Ракета становится непроизводительной, как только она дос-
тигнет скоростей намного больше, чем скорость на выхлопе. Такие расчеты дока-
зывают, что масса ракеты вместе с топливом окажется значительно больше, чем
полезная нагрузка для того, чтобы достичь скоростей, близких к скорости све-
та.
Кроме проблемы ускорения космического корабля до столь высоких скоростей,
не говоря уже об уменьшении скорости по прибытии, еще одну существенную труд-
ность представляет защита космического корабля от повреждений. Большая часть
космического пространства пуста, но в ней встречаются случайные атомы и моле-
кулы и даже мелкие частички пыли. Несмотря на то, что сами они перемещаются
довольно медленно, они могут очень сильно удариться о космический корабль из-
за собственной скорости космического корабля. При средних скоростях груз кос-
мического корабля и оборудование можно защитить толстым слоем материала, дей-
ствующего в качестве щита. При очень высоких скоростях, приближающихся к ско-
рости света, необходимая толщина становится невероятно большой.
Предлагались различные остроумные способы преодоления этих трудностей. Вме-
сто того чтобы перевозить много топлива, космический корабль может собирать
материю в космосе и использовать ее в качестве топлива. Даже если это можно
было бы успешно осуществить, материя там настолько разрежена, что коллектор
должен быть очень огромным, до ста миль в диаметре. Возможно, повреждения
можно избежать, отклоняя материю в одну сторону, но это также представляется
героическим предприятием. Таким образом, представляются хоть в какой-то сте-
пени жизнеспособными только те идеи, которые связаны с обеспечением ракетного
двигателя энергией не из космического корабля, а с родной планеты, например,
с помощью лазерного луча. Это позволит космическому кораблю быть относительно
маленьким и легким (хотя все еще значительного размера) , поскольку ему не
нужно будет перевозить огромное количество топлива, необходимого при более
традиционных методах. Даже эти способы, которые являются делом очень далекого
будущего, вероятно, не будут приводить в движение космический корабль быст-
рее, чем с половиной скорости света. При такой скорости расширение времени
имеет сравнительно небольшое влияние. Мы можем сделать предварительный вывод,
что релятивистское космическое путешествие невозможно.
Это означает, что время, которое испытает команда, окажется просто расстоя-
нием путешествия, поделенным на среднюю скорость космического корабля. Путе-
шествие в сто световых лет с одной сотой скорости света заняло бы у них де-
сять тысяч лет. В силу всего этого, почти самые короткие путешествия в самых
современных космических кораблях, вероятно, будут длиться дольше, чем продол-
жительность человеческой жизни (конечно, существа, которые развились где-
нибудь в другом месте, могут жить дольше). Нужно либо каким-то способом уве-
личить продолжительность жизни, заморозив астронавтов, если это окажется воз-
можным, либо астронавты должны воспитываться в космическом корабле; но это не
мой идеал хорошей жизни.
Уже достаточно сказано для доказательства того, что отправка космических
переселенцев с какой-либо надеждой на успех является потрясающе трудным де-
лом, далеко опережающим наши настоящие возможности. Изобретательность, на-
стойчивость и требуемые усилия так огромны, что я сам сильно сомневаюсь, что
мы или даже наши потомки успешно доведут их до конца, хотя нам не дано знать,
что таит в себе будущее.
После такого ряда потрясающих предложений обращение к более земной проблеме
отправки на другую планету простых бактерий воспринимается с облегчением. Для
этого я опишу только методы, которые, хотя и невозможны сейчас, относятся к
не слишком отдаленному будущему.
Решив, что космический корабль мог бы перемещаться довольно быстро, хотя и
не столь быстро, как свет, не так легко угадать его наиболее вероятную ско-
рость. Мы сами можем строить космические корабли, которые покинули бы Солнеч-
ную систему со скоростями порядка 3 миль в секунду, то есть 0,0015 процентов
от скорости света. Не вдаваясь в подробности (можно ли использовать ядерный
взрыв, или же луч с Земли мог бы обеспечить энергию ускорения и т. п.), пред-
ставляется вполне определенным, что можно было бы сконструировать космический
корабль, который летел бы с одной тысячной скорости света. Увеличение скоро-
сти до одной десятой скорости света представляется довольно трудным. Возмож-
но, приемлемо предположение об одной сотой скорости света.
На расстоянии ста световых лет от Земли существует несколько тысяч звезд,
и, вследствие ранее приведенных аргументов, мы не слишком удивились бы, если
бы одна из них имела планету со средой того типа, которая нужна нашим бакте-
риям. Естественно, на самых первых этапах жизни Вселенной звезды могли быть
удалены друг от друга еще дальше. В качестве альтернативы эта древняя цивили-
зация могла появиться в той части галактики, где звезды были заметно ближе к
друг другу. Однако вероятность обнаружить подходящую планету на расстоянии до
десяти тысяч лет представляется довольной незначительной; на расстоянии до
тысячи световых лет вероятность возрастает, поэтому предположение о ста све-
товых годах, быть может, самое обоснованное из всех.
Это означает, что путешествие займет, очень приблизительно, десять тысяч
лет. По нашим повседневным стандартам это огромное время, но мы должны задать
вопрос, настолько ли оно длительное, что экспедиция непременно потерпит не-
удачу. Никто еще не сохранял бактерии в холоде в течение времени, хоть в ка-
кой-то степени приближающегося к этому, но те результаты, что у нас есть для
более коротких периодов времени, говорят о том, что если их осторожно заморо-
зить и подержать достаточное время в холоде, то, действительно, при таком об-
ращении многие бактерии выживут в течение длительных периодов времени. Пред-
ставляется весьма вероятным, что дальнейшие исследования легко приведут к
способам, позволяющим сохранять бактерии в течение периодов времени длиной до
десяти тысяч лет, и, возможно, даже до миллиона лет. В любом случае, пред-
ставляется возможным перевозить такие большие их количества, что можно сми-
риться даже с вполне значительной их потерей, при условии, что, по крайней
мере, небольшое их число останется, чтобы заселить новую среду.
Более серьезная проблема заключается в обеспечении надежной работы космиче-
ского корабля после десяти тысяч лет, проведенных в космосе. Она возникает
потому, что ракета должна функционировать не только в начале путешествия, но
и по его завершении. Доставка бактерий на планету — не простое дело. Нереаль-
но запустить ракету в пустое космическое пространство и надеяться на лучшее.
Звезды настолько разбросаны, что при любой приемлемой скорости космический
корабль, вероятно, пройдет прямо через галактику и выйдет с другой ее сторо-
ны. Подходящую звезду нужно выбрать как мишень, и ракета должна придерживать-
ся курса в течение всего полета. Это было бы относительно простым делом. Ос-
новная проблема возникает, когда космический корабль, наконец, приближается к
звезде. В этой точке он должен уменьшить скорость, что означает обязательную
перевозку им ракетного топлива в течение всего пути и что двигатели ракеты и
управляющая система все еще должны быть в хорошем рабочем состоянии. Тогда
космический корабль сможет выбрать подходящую планету, самонавестись на нее и
затем сбросить свой груз таким образом, что он уцелеет при прохождении через
атмосферу и плюхнется невредимым в первозданный океан. Все это, видимо, не
представляет непреодолимой трудности, но требует весьма высокоразвитой техни-
ки для того, чтобы различные составные части ракеты работали надежно после
длительного путешествия в космосе. Проблемы выглядят решаемыми, но скорее в
долгосрочном плане, нежели в ближайшем будущем.
Каковы бы ни были особенности космического корабля, представляется вполне
вероятным, что он сможет перевезти и доставить очень много микроорганизмов.
Судя по нашим ракетам, полезная нагрузка в двести фунтов была бы вполне ра-
зумной. Бактерии так малы, что в таком пространстве можно сохранить их от
1016 до 1017. Поскольку это число так велико, бактерии можно упаковать во мно-
жество отдельных пакетов. Это намного облегчило бы их доставку. Во время вы-
садки эти пакеты можно было бы рассеять в атмосфере с тем, чтобы они могли
достичь поверхности планеты во множестве различных мест. Каждый пакет, веро-
ятно, следует поместить в оболочку, которая могла бы выдержать как тепловой
поток, генерированный в процессе трения, по мере прохождения с высокой скоро-
стью через атмосферу, так и сотрясение от удара при падении в океан (те, ко-
торые упадут на сушу, могут полностью пропасть). Оказавшись в воде, покрытие,
вероятно, должно будет раствориться в ней, освободив, таким образом, бакте-
рии. Все эти требования выглядят так, как будто их можно легко выполнить,
проявив немного изобретательности. Многочисленная доставка имеет то преимуще-
ство, что даже если многие из пакетов упадут в неподходящих местах, некоторым
повезет, и они найдут благоприятную среду. Для того, чтобы инфицировать сте-
рильную планету, необходимо немного бактерий: может быть, достаточно даже од-
ной, при условии, что она сможет успешно расти и делиться.
Поскольку, вероятно, было бы отправлено множество бактерий, то было бы ра-
зумно отправить несколько их видов. Какие именно их виды были бы выбраны,
трудно судить, поскольку это до некоторой степени зависело бы от того, какие
микроорганизмы имелись на той планете, откуда была отправлена ракета. По-
скольку маловероятно, что в атмосфере новой планеты имелось бы много кислоро-
да, то, по-видимому, посылка микроорганизмов, которые предпочитают метаболи-
чески усваивать свою пищу, используя кислород, является потерей времени. По-
видимому, лучше было бы отправить те, которые заранее адаптировались бы к тем
условиям, на какие можно было бы рассчитывать на новой планете. Все они могли
бы использовать органические соединения в качестве источника энергии, но дру-
гие могли бы также использовать энергию, сохраняющуюся в некоторых минералах.
По-видимому, крайне желательными были бы фотосинтез и, возможно, способность
образовывать споры, по крайней мере, для некоторых организмов. Отправители
вполне могли бы разработать совершенно новые штаммы микроорганизмов, специ-
ально предназначенные для копирования в пребиотических условиях, хотя не
вполне ясно, не лучше ли попытаться сочетать все желаемые свойства в одном
типе организма или послать много различных организмов. Каким бы ни оказалось
лучшее решение, оно, по-видимому, не представляет очень серьезных трудностей,
и такую исследовательскую программу уже можно было бы осуществить фактически
сегодня, поскольку мы начинаем разрабатывать очень мощные методы по изменению
генетического состава организмов, и особенно микроорганизмов. При изучении в
1976 году обитаемости Марса был сделан вывод, что лучший тип микроорганизмов
мог бы основываться на существующих сегодня сине-зеленых водорослях. Как уже
утверждалось ранее, поразительно, что древнейшие известные ископаемые микро-
организмы на Земле, по-видимому, как раз представляют организмы такого типа.
Труднее нам решить, насколько совершенный микроорганизм могли бы послать.
Если подавляющее требование заключалось в зарождении любой формы жизни, какой
бы простой она ни была, и если это считалось рискованным и трудным предпри-
ятием, тогда чем проще и сильнее микроорганизм, тем лучше. Если предполага-
лось , что как только он достигнет подходящей планеты, то положит начало жизни
там относительно легко, тогда вполне разумно послать несколько более совер-
шенных микроорганизмов, чтобы по возможности ускорить эволюцию. Если бы мы
сами пытались отобрать микроорганизмы, то мы, несомненно, склонялись бы к от-
правке некоего вида эукариота, то есть клетки с хромосомами, настоящим ядром
и полезными макромолекулами, такими как актин и тубулин, которые помогают
придать подвижность, как клетке, так и ее составляющим. Дрожжи являются при-
мером такой усовершенствованной клетки. Они разрастаются на кислороде, но мо-
гут жить и без него.
Если такие организмы послали на Землю в самом начале жизни здесь, то в ис-
копаемых останках мы можем увидеть лишь небольшой их след. Существующие сей-
час эукариоты, насколько мы можем судить, появились на сцене намного позже.
Всегда можно было бы привести доводы в пользу того, что сюда первоначально
был послан некий вид эукариота, но он не смог выдержать конкуренции с лучше
приспособленными бактериями, возможно, когда истощились первоначальные запасы
пищи в первозданных океанах, и поэтому он вымер. Или же, напротив, он смог
отказаться от многих своих особенных свойств и развиться в нечто более про-
стое и более способное справиться с борьбой за выживание. Если была отправле-
на смесь микроорганизмов, то было бы удивительно, если, начавшись однажды,
жизнь затем полностью исчезла, настолько эти мелкие существа сильные и уни-
версальные , но без эксперимента обычно не решаешься предсказывать, какой
именно тип организмов выйдет на вершину в окружающей среде, столь далекой от
нашего повседневного опыта.
Дрожжи (под электронным микроскопом). Дрожжи — внетаксономиче-
ская группа одноклеточных грибов, утративших мицелиальное строе-
ние в связи с переходом к обитанию в жидких и полужидких, бога-
тых органическими веществами субстратах. Объединяет около 1500
видов, относящихся к отделам аскомицетам и базидиомицетам.
Из этого обсуждения очень явно выясняется одна вещь. В окружающей среде
пребиотическохю океана, особенно ниже неокислительной атмосферы, некоторые
микроорганизмы имеют огромное преимущество над любыми высшими формами жизни.
Как описано в предыдущей главе, они химически универсальны, кислород не имеет
для них большого значения, будучи маленькими, они могут очень быстро размно-
жаться. Добавьте сюда их очень желательные качества как пассажиров: их не-
большой размер, способность выдержать замораживание и оттаивание, сравнитель-
ное отсутствие у них чувствительности к влиянию радиации, — и мы видим, что
они почти идеальны для межпланетного оплодотворения. Может быть, человек,
действительно, со временем сможет путешествовать на определенное расстояние в
космосе за пределы узких границ Солнечной системы, но, каким бы ни оказалось
это расстояние, бактерии могли бы путешествовать дальше. И, насколько мы мо-
жем представить себе, это преимущество, вероятно, останется, какими бы значи-
тельными ни оказались успехи техники.
Этот момент становится важным, если мы хотим ответить тем, кто убежден, что
космическое путешествие, в конечном итоге, окажется очень легким, поскольку
они бы стали доказывать, что если можно послать человека, то излишне возиться
с бактериями. Если это окажется верным, то все еще существует одна гипотети-
ческая ситуация, в которой направленная панспермия имела бы преимущество.
Предположим, что совершенная форма жизни развилась четыре миллиарда лет назад
в соседней галактике, такой как Андромеда, но полностью отсутствовала в нашей
собственной. Несмотря на то, что эти универсальные существа могли добиться
успехов в заселении всей Андромеды, техническая проблема полета в соседнюю
галактику могла быть слишком трудна даже для них, чтобы они могли взяться за
ее решение. Осознав, что они сами никогда не смогут путешествовать миллион
(или около этого) световых лет в космическом пространстве с Андромеды в нашу
галактику, они, подобно нам, поняли, что бактерии могли бы путешествовать
дальше и послали космические корабли, наполненные микроорганизмами. Хотя не-
легко понять, как создать космический корабль, подходящий для такого длитель-
ного путешествия, было бы опрометчиво утверждать, что это невозможно, по-
скольку очень трудно предсказать все технические достижения, которые может
принести будущее.
Поскольку бактерии являются такими идеальными пассажирами, то существует ли
какая-нибудь форма ракетного двигателя, которая может работать на них, а не
на людей? По крайней мере, одна такая есть. Хорошим примером совершенно не-
обычного подхода к проблеме ракеты является предложение Мотнера (Mautner) и
Матлофта (Matloft) о том, что можно использовать для снабжения энергией кос-
мического корабля усовершенствованные солнечные паруса. У таких парусов, ве-
роятно , должна быть большая площадь, и они должны быть очень тонкими, с тем
чтобы давление излучения Солнца превышало силу тяготения Солнца. Авторы рас-
считали, что паруса с массой около одной десятой миллиграмма на квадратный
сантиметр (а такие материалы уже имеются) оказались бы достаточно тонкими,
чтобы позволить космическому кораблю избежать притяжения Солнца. Даже еще бо-
лее тонкие паруса ускорили бы его отправку. С их помощью трудно достичь очень
высоких скоростей, таких как одна сотая скорости света (0,01С), но скорости в
диапазоне от одной десятитысячной до одной тысячной (0,0001 до 0,001С), веро-
ятно, можно развить. Эти относительно низкие скорости отчасти ограничат даль-
ность полета космического корабля, поскольку даже при скорости 0,001С преодо-
ление расстояния в десять световых лет заняло бы десять тысяч лет. Это до-
вольно ограничивающие требование, но его следует сопоставить с огромным пре-
имуществом предложения, которое заключается в том, что уменьшение скорости в
конце пути могло бы осуществиться с помощью солнечных парусов, и поэтому
большой запас топлива для этой операции не нужен, хотя очень небольшое его
количество, вероятно, потребуется, чтобы привести в движение многие маленькие
пакеты с бактериями, из которых состоит полезная нагрузка на орбитах, где, по
крайней мере, некоторые из них могла бы притянуть ожидающая планета.
Солнечный парус.
Авторы рассчитали, что для полезной нагрузки около десяти тонн паруса могли
бы иметь радиус около 200 ярдов9. Устройство такого корабля очень отличается
от более привычных нам, но оно еще более укрепляет предложение, что бактерии
могут путешествовать дальше. Это, скорее всего, окажется правдой, каким бы ни
был принцип ракетного двигателя, и какой бы ни была дальность полета космиче-
ского корабля, пусть даже она окажется лишь в десять световых лет для корабля
с солнечными парусами или длительным путешествием в два миллиона световых лет
до Андромеды для какого-то намного более совершенного аппарата.
Глава 13.
Противопоставление
двух теорий
Все ранее приведенные аргументы подкрепляют тезис о том, что направленная
панспермия вполне вероятна. Это означает, что мы имеем два типа теорий о про-
исхождении жизни на Земле и что они коренным образом отличаются друг от дру-
га. Первая, общепринятая теория, утверждает, что жизнь, какой мы ее знаем,
зародилась здесь совершенно самостоятельно, лишь с небольшой помощью (или во-
обще при ее отсутствии) со стороны чего-нибудь, находящегося за пределами на-
шей Солнечной системы. Вторая направленная панспермия постулирует, что корни
нашей формы жизни тянутся в другое место Вселенной, почти непременно на дру-
гую планету, что она достигла высшей формы там, прежде чем что-либо значи-
тельное зародилось здесь; и что источником жизни здесь послужили микроорга-
низмы, посланные на каком-то виде космического корабля высшей цивилизацией.
Обе теории вряд ли могут различаться сильнее, но важно задать вопрос: имеет
ли эта разница значение? Поскольку по времени началом Вселенной в ее настоя-
щем виде послужил Большой взрыв и поскольку любая форма жизни в те далекие
времена была невозможна, жизнь, должно быть, зародилась где-нибудь в другом
месте некоторое время спустя после Большого взрыва. Можно утверждать, что на-
правленная панспермия просто переносит проблему куда-нибудь в другое место.
Частично, это действительно так, но в силу всего, что мы знаем, определение
места было очень важно. В конечном итоге, может выясниться, что по той или
иной причине зарождение жизни на Земле, должно быть, было почти невозможно,
тогда как на другой планете с более благоприятными условиями она могла заро-
диться легче и, возможно, развиваться быстрее. Быть может, наша необыкновен-
ная Луна окажется скорее помехой, чем преимуществом. Таким образом, хотя мы
до сих пор еще не можем привести какие-либо убедительные доводы, почему заро-
ждение жизни где-нибудь в другом месте намного вероятнее, опрометчиво предпо-
лагать, что условия здесь были так же хороши, как и где-нибудь в другом мес-
те. Зародилась ли жизнь здесь или же где-нибудь в другом месте, — по сути,
исторический вопрос, и мы не вправе на данном этапе отмахиваться от него как
от несущественного.
В таком случае, обе теории различаются коренным образом. Можем ли мы ре-
шить, какая из них, вероятнее всего, окажется верной? В частности, можем ли
мы выстроить какие-либо убедительные доказательства, которые могли бы под-
твердить или опровергнуть направленную панспермию? Одна возможная последова-
тельность доводов содержится внутри тех организмов, что существуют сегодня.
Несмотря на большое разнообразие молекул и химических реакций, созданных эво-
люцией, есть определенные особенности, которые, по-видимому, являются общими
у всех живых существ. По мере того, как мы тщательно собираем все больше и
больше данных из живущих сегодня организмов, мы начинаем соединять в одно це-
лое родословные деревья некоторых молекул, например, молекул транспортной
9 Английская мера длины, равная 0,91 м.
РНК, в надежде, что сумеем установить характер древнейших предков этих моле-
кул. Такая работа все еще ведется, но есть одна особенность, которая настоль-
ко инвариантна, что сразу же привлекает внимание. Это генетический код. За
исключением митохондрий, код идентичен у всех живых существ до сих пор изу-
ченных, и даже в случае митохондрий отличия довольно незначительны. Это не
вызывало бы удивления, если бы существовало очевидное структурное основание
для элементов кода, если определенные аминокислоты должны были обязательно
сопровождать определенные кодоны, например, потому, что их формы изящно соот-
ветствовали друг другу. Предпринимались смелые попытки предложить объяснения,
как это могло произойти, но все они представляются неубедительными. По край-
ней мере, вполне правдоподобно, что все элементы кода, в основном, случайны.
Даже если некоторые первые кодоны были продиктованы не случайностью, а несли
в себе какую-то химическую логику, и даже если некоторые общие особенности
кода можно некоторым образом объяснить, то наиболее невероятным представляет-
ся, по крайней мере, сегодня, что все элементы кода были определены чисто хи-
мическими причинами. Код предполагает как раз то, что жизнь на некоем этапе
прошла, по крайней мере, через одно узкое место, небольшую инбридинговую по-
пуляцию, из которой развилась вся последующая жизнь.
Итак, веской причины, почему бы такого узкого места не могло быть на первых
этапах эволюции на Земле, не существует. Один вариант кода, возможно, оказав-
шись намного лучше любого другого, мог дать своим обладателям избирательное
преимущество над всеми их конкурентами, поэтому выжил он один, а все осталь-
ные стали вымирать. Тем не менее, слегка удивляешься, что не появилось не-
сколько вариантов кода, и тот факт, что коды митохондрий10 слегка отличаются
от остальных, подтверждает это. Однако из многих различных типов организмов
на Земле, пожалуй, лишь немногих преднамеренно проверяли для того, чтобы оп-
ределить их точный генетический код. Поскольку предполагается, что код всегда
останется одинаковым, немногие исследователи страстно желают тратить время на
эту проблему. Возможно, при дальнейших исследованиях будет обнаружено большее
разнообразие. До тех пор то обстоятельство, что код настолько единообразен, в
небольшой степени подкрепляет гипотезу о направленной панспермии.
Существуют ли другие особенности, общие для всех живых существ, которые ка-
жутся необычными? В нашей первой статье мы с Оргелом предположили, что отно-
сительное содержание элемента молибдена у живых существ, по-видимому, больше,
чем этого можно было бы ожидать на основании его распространенности в поро-
дах. Некоторые исследователи обратили внимание, что, несмотря на то, что мо-
либден довольно редко встречается в горных породах, в морской воде он распро-
странен намного больше. На это Оргел ответил, что, хотя это верно для совре-
менных океанов, представляется маловероятным, что молибден присутствовал в
таких количествах в пребиотическом океане, поскольку большие восстановитель-
ные условия в то время могли сделать его соли довольно растворимыми. Даже ес-
ли согласиться с доводом Оргела, следует признать, что он представляет собой
довольно слабое подтверждение теории направленной панспермии. Даже если в
пребиотическом океане было довольно мало молибдена, то древние организмы мог-
ли научиться каким-то образом концентрировать его в себе.
Возможно, к этому лучше подойти, задав вопрос: какие особые свойства мы
могли бы надеяться обнаружить в ископаемых останках, если направленная пан-
спермия действительно имела место. Основная разница заключалась бы в том, что
В митохондриях животных и грибов (но не растений) нередки отклонения от универ-
сального генетического кода. Так, в митохондриях человека кодон ТАТ вместо изолейци-
на в стандартном коде кодирует аминокислоту метионин, кодоны ТСТ и ТСС, обычно коди-
рующие аргинин, являются стоп-кодонами, а кодон ACT, в стандартном коде являющийся
стоп-кодоном, кодирует аминокислоту метионин.
микроорганизмы непременно появились бы здесь внезапно, при этом отсутствовали
бы какие-либо данные о пребиотических системах или очень примитивных организ-
мах. Мы могли бы также надеяться, что появился не один, а несколько видов
микроорганизмов, которые хотя и состояли в дальнем родстве, но несколько от-
личались бы друг от друга. В частности, возможно, было бы трудно установить
промежуточные наследственные виды, поскольку они существовали бы только на
родительской планете, но не на Земле. Мы бы не удивились, если бы среди этих
различных видов обнаружили такой, который напоминал бы сине-зеленые водорос-
ли, поскольку это объективно предложило бы хорошего кандидата на роль реаль-
ного простейшего организма.
И может быть примечательно, что все эти особенности древних ископаемых ос-
танков или древних эволюционных деревьев выведены на основании изучения суще-
ствующих сегодня молекул. Древние ископаемые пока действительно напоминают
сине-зеленые водоросли. Они относятся к сравнительно раннему периоду в исто-
рии Земли, настолько раннему, что удивляешься, когда обнаруживаешь, что они
полностью сформировались на том этапе. Попытки восстановить молекулярные ро-
дословные деревья в настоящее время, по-видимому, ведут к нескольким различ-
ным семействам, которые представляются довольно далекими друг от друга. Таким
образом, можно, по меньшей мере, сказать, что эти данные не противоречат тео-
рии о направленной панспермии, а в некоторой степени ее подтверждают.
К сожалению, более тщательное изучение данных выявляет, что это довольно
слабое подтверждение. Нам не доступен целый ряд осадочных горных пород, отно-
сящихся к периоду 3,6-4,6 миллиарда лет (или около этого) до настоящей эры.
Поэтому не удивительно, что нам не хватает данных, относящихся к более древ-
ним видам. Мы можем поражаться, насколько быстро в результате эволюции появи-
лись сине-зеленые водоросли, но им понадобилось бы для этого около миллиарда
лет, и поскольку мы не располагаем способом расчета скорости пребиотической
эволюции с помощью какого-либо независимого метода, наше «удивление» при их
появлении в то время просто отражает наше незнание в сочетании с наши преды-
дущими ожиданиями (без основательных причин), что микроорганизмы появились
позже. Молекулярные родословные деревьев, хотя и наводят на размышления, в
настоящий момент слишком фрагментарны, чтобы дать какое-либо убедительное
подтверждение любой теории. И еще раз, мы можем только сказать, что эти дан-
ные не противоречат теории о направленной панспермии, хотя их можно считать
наводящими на размышления.
В таком случае мы должны взглянуть на проблему с другой стороны. Есть ли
достаточные основания, чтобы отвергнуть направленную панспермию? Конечно, су-
ществуют одна-две последовательности доводов, которые могли бы внести некото-
рый дискомфорт.
Одна из них касается возраста тех звезд, которые содержат приемлемое отно-
сительное содержание тяжелых элементов. Их возраст, должно быть, на несколько
миллионов лет меньше, чем возраст Вселенной. Сегодня последний все еще явля-
ется предметом споров. Если дальнейшие исследования подтвердят наименьшую из
предполагаемых цифр, тогда возраст большинства подходящих звезд может ока-
заться равным всего лишь шести или семи миллиардам лет. Это оставило бы не-
сколько короткий промежуток времени на возникновение и развитие предполагае-
мой высшей цивилизации, которая послала ракету: возможно, всего лишь два или
три миллиарда лет. По размышлении, мы видим, что этот довод не имеет доста-
точной силы. Почему двух миллиардов лет должно быть недостаточно? Мы видели,
что более долгой фазой эволюции на Земле была лишь та, которую занимали ис-
ключительно микроорганизмы, период в два миллиарда лет или более. Если на
другой планете эта фаза уменьшилась, скажем, до полумиллиарда лет и если пре-
биотическая фаза была не слишком долгой, то, по-видимому, высшая форма жизни
вполне могла развиться из ничего за два миллиарда лет. Выразим это иначе: ее-
ли последние этапы эволюции на Земле, которые установлены с помощью обычных
ископаемых останков, от древнейших существ с костными тканями вплоть до чело-
века, заняли всего лишь 0,6 миллиарда лет, почему бы самым первым этапам,
возможно, в более благоприятных обстоятельствах, не пройти также быстро? Так
что по этой причине трудно опровергнуть направленную панспермию до тех пор,
пока нельзя доказать, что Солнце, на самом деле, одна из старейших звезд нуж-
ного типа. При имеющихся в настоящее время данных это представляется малове-
роятным .
Возможно, самый убедительный аргумент против направленной панспермии — это
отсутствие какого-либо признака эукариот в древних породах. Если бы мы сами
посылали микроорганизмы на далекую планету, то мы бы, несомненно, попытались
отправить одного-двух тщательно отобранных эукариот в компании с несколькими
более очевидными прокариотами; тщательно отобранных, потому что все множество
видов, которое есть на Земле, может метаболически усваивать пищу с помощью
кислорода, что является намного более эффективным процессом, чем гликолиз —
метод, при котором пища перерабатывается без кислорода. Однако только меньшая
часть земных эукариот может существовать без кислорода; важнейшим примером
этого являются дрожжи. Поэтому разумнее было бы развить особые виды эукариот,
происходящие от тех, что имеются здесь, которые специально были бы предназна-
чены для жизни в пребиотических условиях, поскольку даже если бы мы послали
что-нибудь похожее на современные дрожжи, то, они, вероятно, вскоре потеряли
бы способность пользоваться кислородом в окружающей среде, в которой его не-
много или нет совсем. К сожалению, та же самая тенденция — терять потенциаль-
но полезные качества — может относиться к другим особенностям эукариот. На-
пример, уже доказано, что основной причиной успеха эукариот и их способности
разделиться на множество различных видов, оказалась их способность к фагоци-
тозу — поеданию других, обычно более мелких существ. Это привело к возможно-
сти пищевой цепочки, а вместе с ней и к возможности возникновения значительно
большего разнообразия. Для этого эукариоты развили несколько уникальных моле-
кулярных структур, микротрубочки, актин, миозин и т. п. , с помощью которых
они могли передвигаться и поглощать другие существа. Но в пребиотических ус-
ловиях, особенно после инфицирования с помощью направленной панспермии, океан
вряд ли был насыщен микроорганизмами, поскольку в нем, вероятно, было недос-
таточно пищи, чтобы выдержать высокую плотность населения. Наоборот, можно
было бы ожидать, что на тех ранних этапах развития клеток было немного, и они
находились на значительном расстоянии друг от друга. В таких условиях орга-
низм, который потенциально способен поедать других, мог случайно натолкнуться
на их слишком малое количество и сделать их ничем иным, как довольно второ-
степенным источником питания. Естественный отбор вполне мог бы заставить ор-
ганизм отказаться от этих несколько избыточных молекулярных структур, которые
стоили бы ему дополнительной энергии, и вынудил бы его сосредоточиться вместо
этого на развитии тех, которые могли бы лучше перерабатывать бульон. Еще од-
ним свойством, которое могло представлять значительную ценность, вероятно,
был фотосинтез, и мы, несомненно, отправили бы некоторые организмы, которые
могли бы выполнять эту сложную, но весьма полезную операцию, поскольку чем
больше энергии от Солнца может получить клетка, тем меньше ее нужно получать
из бульона. Но самые древние известные нам ископаемые клетки, видимо, как раз
этого типа, а именно, сине-зеленые водоросли. И, по-видимому, опять довод
против направленной панспермии как будто имеет довольно небольшую силу, а до-
казательства, если таковые вообще есть, по-видимому, подтверждают нашу идею,
хотя и очень слабо.
Поэтому мы находимся в очень неудовлетворительном положении. У нас есть две
различные теории, очень отличающиеся друг от друга, и все же мы, по-видимому,
не можем оценить, которая из них с большей вероятностью окажется верной, не
говоря уже о том, чтобы решительно остановиться на одной из них. Почему? Яв-
ляются ли теории в некотором роде неполными, или же сам предмет представляет
собой особую трудность?
Мне кажется, что направленную панспермию критикуют с двух различных точек
зрения, диаметрально противоположных по характеру. Первая, которую неодно-
кратно высказывала моя жена, заключается в том, что это не подлинная теория,
а просто научная фантастика. Под этим подразумевается отнюдь не комплимент,
хотя это можно воспринять и таким образом. Рассказывают, что однажды одно
разведывательное управление собрало совещание довольно выдающихся ученых,
прямо не сказав им, почему у него возникла необходимость в их совете. В нача-
ле собрания управление разъяснило следующее: оно решило, что ему нужно знать,
какие научные достижения ожидаются в будущем, с тем, чтобы оно могло подгото-
виться к возможному влиянию появляющейся в результате техники на различные
задачи, стоящие перед управлением. И здесь поднялся известный физик и сказал,
что они пригласили не тех людей. «Мы все слишком здравомыслящие люди, — ска-
зал он, — а это делает нас консервативными. Люди, у которых вам следует про-
консультироваться, это писатели-фантасты. Именно они способны увидеть намного
отчетливее, чем мы, что готовит нам будущее».
В этом есть доля истины, хотя требуется немного отделить плевелы от пшени-
цы. Первые писатели-фантасты, такие как Г. Уэллс и Жюль Верн, оставили до-
вольно солидные книги, описывающие людей на Луне, замечательные подводные
лодки и т. д. Обратное также верно. Ведущие ученые сделали ряд глупых замеча-
ний о том, что не будет иметь места. Но моя жена имела в виду совсем другое.
Она подразумевала как раз то, что идея имеет слишком много внешних атрибутов
обычной фантастики: высшая цивилизация где-нибудь в другом месте, ракета ис-
ключительной мощности (фаллический символ?), даже суетливые микроорганизмы,
наводняющие девственную Землю. Неужели подобную чепуху можно обсуждать серь-
езно? Подобная идея отдает НЛО или колесницей богов или же другими распро-
страненными образцами современной глупости.
На это я могу только заявить, что, несмотря на то, что идея действительно
несет в себе много родовых пятен научной фантастики, ее тело гораздо более
прочно. На самом деле, у нее нет основной особенности большей части научной
фантастики, которая заключается в громадном скачке воображения, превратно ис-
толковывающем неправдоподобно невероятные научные принципы, на основании ко-
торых и совершается этот скачок. Каждый из элементов, который вносится в тре-
буемый сценарий, основан на достаточно прочном принципе современной науки:
возраст Вселенной, вероятность существования планет, состав пребиотического
океана, выносливость бактерий в неблагоприятной обстановке и легкость, с ко-
торой они могут процветать там, где большинство других организмов, без сомне-
ния , погибнет, конструкция ракеты и т. п. Действительно, идея в целом доста-
точно лишена воображения; ее можно было бы охарактеризовать как паутину прав-
доподобия .
И все это подводит нас к критике иного рода, то есть к тому, что идея дей-
ствительно слишком прозаическая, чтобы оказаться правдой, что ей необходима
только наша сегодняшняя техника, а также что-то вроде логического развития,
которое потребует несколько десятков лет. Все же, сказал бы такой критик, эта
предполагаемая высшая цивилизация, если она когда-либо достигала того уровня,
который мы имеем сегодня, несомненно, пошла бы намного дальше, чтобы достиг-
нуть тех уровней науки и техники, на которые мы не можем даже мельком взгля-
нуть . Поэтому, не глупо ли вести спор, беря за основу лишь то, что мы знаем
сегодня? Не окажется ли в конечном итоге все это неверным?
Этот довод, в принципе, убедителен, но мы можем попытаться представить не-
сколько возражений. Во-первых, я постоянно настаиваю, что мы с Оргелом попы-
тались построить научную теорию, а размахивать руками и заявлять, что, в ко-
нечном счете, все возможно, — то не совсем научный подход. Более того, у нас
действительно нет сегодня техники, чтобы отправить бактерии на другую планету
за пределами Солнечной системы, хотя как мы доказали, для создания этой тех-
ники у нас есть хорошая основа. Идея о направленной панспермии необязательно
ограничивается также довольно прямолинейной ее реализацией, которую мы описа-
ли в общих чертах. Новые технические достижения могли бы создать большие воз-
можности и, по крайней мере, дать больше шансов на успех, чем все, на что мы
можем надеяться, по крайней мере, в этом столетии. Наконец, если меня загонят
в угол, я решительно подниму знамя «Бактерии могут путешествовать дальше» и
буду утверждать (хотя не без некоторых приступов малодушия относительно того,
что может принести будущее), что какую бы новую технику ни изобрели, этот ло-
зунг1 все же окажется истинным. Всегда будет существовать расстояние, за пре-
делы которого единственными реальными объектами для отправки являются бакте-
рии . Тех, кто мог бы сказать, что в последующие века проекты такого рода ока-
жутся слишком легкими, я спрошу: «Смогла бы ваша ракета долететь до Андроме-
ды? И если да, то кого бы вы послали?»
Все эти споры представляются мне не слишком продуктивными, потому что они,
по-видимому, не ведут к существу вопроса. Нам следует обратить внимание не
столько на пикантность идеи, сколько на ее положение в качестве научной тео-
рии с хорошей репутацией. Когда мы это сделаем, то увидим, что здесь присут-
ствуют другие недостатки.
Первое — это характер данных, используемых для построения теории. Многое в
них представляет собой чуть более, чем роспись на заднем плане. Есть лишь од-
но основание, которое могло бы вызвать серьезное замешательство при размышле-
нии, и им является явная универсальность генетического кода, хотя, как мы ви-
дели , она все еще далека от того, чтобы получить веское обоснование.
Загвоздка в том, что мы с Оргелом натолкнулись на идею о направленной пан-
спермии, главным образом, вследствие размышлений над этим довольно странным
фактом. Это означает, что в соответствии с правилами (по крайней мере, теми
правилами, по которым играю я) , при проверке теории этому следует придавать
или небольшое значение, или вообще никакого. Отличительный признак успешной
теории заключается в том, что она правильно предсказывает факты, которые не
были известны, когда теория была представлена, или, еще лучше, о которых то-
гда имели неверное представление. Хорошей теории должны быть присущи, по
крайней мере, две особенности: она должна находиться в остром противоречии,
по крайней мере, с одной альтернативной идеей, и она должна делать прогнозы,
которые можно проверить. Третье желаемое свойство заключается в том, что она
не должна быть поверхностной теорией, — а именно, что она должна относиться к
очень широкому кругу наблюдений, и оно действительно здесь неприменимо.
Направленная панспермия, безусловно, отвечает первому требованию И лишь об-
ращаясь ко второму, мы попадаем в затруднительное положение. Теория дает до-
вольно определенный прогноз: все древние организмы должны были появиться вне-
запно , без каких-либо признаков более простых их предшественников здесь, на
Земле. Второй прогноз правдоподобен, но не существенен для успеха теории, не-
сколько различных типов микроорганизмов должны были появиться более или менее
одновременно. Очевидно, что если бы мы располагали полными ископаемыми остан-
ками древних клеток, то мы, наверняка, смогли бы, так или иначе, прояснить
вопрос, поэтому теория не полностью бессмысленна.
В таком случае, основную трудность представляет не столько характер теории,
сколько крайняя недостаточность соответствующих данных. Дело не только в том,
что существует мало осадочных пород той эпохи, которые на некотором этапе не
подверглись изменениям внутри Земли в течение своей долгой истории в земной
коре, но даже если бы у нас имелся достаточный их набор (и, по-видимому,
весьма вероятно, что со временем их будет обнаружено несколько больше, чем мы
имеем сейчас), все же было бы довольно трудно получить достаточное их количе-
ство для того, чтобы быть уверенным, что не упущены важные данные. Когда мы
примем во внимание, как трудно было исследовать до конца, во всех подробно-
стях, эволюционную историю даже такого животного, как первый человек, особен-
но когда мы примем в расчет, какой недавней на геологической временной шкале
была эта эволюция, то мы увидим, что задача установления эволюции древних
клеток на Земле невероятно трудна. Другие варианты также не выглядят особенно
перспективными. Надежда, что живые существа содержат «молекулярные ископае-
мые» в некоторых своих макромолекулах, обоснована, но для того чтобы позво-
лить нам принять окончательное решение при выборе одной из теорий, непременно
должно появиться нечто очень поразительное. То же самое верно в отношении
экспериментов, моделирующих пребиотические условия. Действительно, обе после-
довательности доводов, в силу своей волнующей природы, дали нам надежду. Ком-
плементарная природа структуры ДНК и РНК, с одной стороны, и эксперимент Мил-
лера-Урея, с другой, настолько поразительны, что было бы удивительно, если бы
они не имели отношения к вопросу происхождения жизни. Но будут ли проводиться
другие подобные эксперименты? Можно ли сегодня провести синтез белка в про-
бирке в отсутствие каких-либо рибосом, используя только информационную РНК и
некоторые прототранспортные РНК, нагруженные аминокислотами? Если это срабо-
тает, то это будет весьма впечатляющим. Неужели мы имеем действительно убеди-
тельный пребиотический синтез РНК на основании элементарных составляющих, ко-
торый создал достаточно длинные цепочки с надлежащей степенью точности? И да-
же если мы смогли бы все это осуществить, докажет ли это возникновение жизни
здесь с такой ошеломляющей определенностью, что идея о направленной панспер-
мии покажется излишней?
Выбирая между двумя теориями, очень быстро узнаешь, что одной правдоподоб-
ности не достаточно, не говоря уже о том, что на нее обычно оказывают пагуб-
ное влияние наши точно не определенные предрассудки. Направленная панспермия,
на первый взгляд, может показаться слишком неестественной, но можем ли мы
привести веские доводы в пользу такой первоначальной реакции? Тридцать лет
опыта в молекулярной биологии научили, что правдоподобия недостаточно. Недос-
таточно просто подвести гвоздь к краю и сделать им небольшой надрез. Важно
вбить его по самую шляпку. Для того чтобы придать теории положение определен-
ности, которое нам необходимо, мы упорно должны вбивать его снова и снова. И,
увы, это как раз то, что мы не способны сделать в данном конкретном случае.
Каждый раз, когда я пишу статью о возникновении жизни, я клянусь, что никогда
не стану писать еще одну, потому что здесь слишком много размышлений, выте-
кающих из слишком немногих фактов, хотя я должен сознаться, что, несмотря на
это, предмет столь захватывающий, что я, по-видимому, никогда не стану при-
держиваться своего решения.
В таком случае, самая достоверная вещь, которую можно утверждать о направ-
ленной пансмермии, — это признать, что она действительно является научной
теорией, но как теория опережает свое время. Это неизбежно вызывает вопрос,
наступит ли когда-нибудь ее время? И здесь мы должны ступать осторожно. Исто-
рия науки доказывает, что все же слишком легко утверждать, вооружившись наи-
лучшими научными доводами, что такое-то и такое-то никогда не откроют и что
так-то и так-то никогда не сделают. «Мы никогда не узнаем, из чего состоят
звезды». «Никогда не получим ядерную энергию». «Космическое путешествие — че-
пуха» . Поражает здесь то, как немного времени понадобилось, чтобы опроверг-
нуть все эти отрицательные пророчества. Дело не в том, что я считаю, что все
возможно. Я приведу в качестве примера левитацию как нечто, что мне представ-
ляется маловероятным. Но, оставляя в стороне левитацию (между прочим, она яв-
ляется хорошим тестом для того, чтобы отделить всех научно мыслящих от просто
мыслящих), слишком легко делать опрометчивые отрицательные прогнозы. Я сам не
могу представить, какое именно решение мы когда-либо примем по вопросу воз-
никновения жизни, но я считаю, что, по крайней мере, данных, на которых будет
основываться такое решение, станет больше, хотя когда (если когда-нибудь это
будет иметь место) они достигнут такого уровня, что мы почувствуем уверен-
ность , что нашли ответ, может сказать нам только будущее. Все, что мы можем
сказать, это то, что эта проблема и связанная с ней проблема жизни в других
мирах настолько важны для нас, что, в общем, нам очень не повезет, если мы не
сможем найти ответ.
Глава 14.
Возвращаясь к
вопросу Ферми
Теперь, когда мы рассмотрели направленную панспермию в истинном свете, нам
следует очень кратко вернуться к вопросу Ферми: если есть какие-либо разумные
существа где-нибудь в другом месте галактики, почему они до сих пор не появи-
лись здесь?
Майкл Харт (Michael Hart) утверждал, что поскольку нет никаких признаков их
присутствия, то это должно означать, что мы являемся единственной формой вы-
сокоразвитой жизни в нашей галактике. Основной смысл его утверждения заключа-
ется в том, что если они вообще существуют, то необоснованно предполагать,
что они остановились на том же этапе развития, что и мы, и поэтому они, веро-
ятно, создали очень совершенную технику, которая, по его мнению, дала бы им
возможность строить космические корабли, способные преодолевать расстояния в
десятки световых лет, со скоростями в пределах от одной сотой до одной деся-
той скорости света, и они основали бы новые колонии на других планетах. Затем
у этих колоний появилось бы достаточно времени для укрепления и расширения на
новом месте, и они, в свою очередь, посылали бы космические корабли, чтобы
основать новые колонии. И, таким образом, они бы перелетали с планеты на пла-
нету до тех пор, пока не распространились бы по всей галактике.
Сколько это займет времени — зависит от ряда факторов: скорости космических
кораблей, среднего времени укрепления колонии, того, расширялись ли бы они
всегда во внешний мир, или перемещались бы, совершая последовательные путеше-
ствия , более беспорядочным образом и т. д. Удивительно, но как бы ни рассчи-
тывалась скорость, время, необходимое для пересечения всей галактики, не так
велико, как можно было бы ожидать: возможно, меньше миллиона лет, хотя неко-
торые сочетания цифр дают оценки времени до 100 миллионов лет. Учитывая,
сколь давно могла бы зародиться жизнь где-нибудь в другом месте, потому что
наша планета появилась сравнительно недавно, Харт утверждает, что к настояще-
му времени они уже должны были достичь Земли.
Как читатель может увидеть из предыдущего содержания этой публикации, этот
аргумент весьма далек от того, чтобы выдержать критику. Может оказаться так,
что сооружение космических кораблей, которые могут перевозить пассажиров на
другие подходящие планеты и которые позволят им основывать там поселения,
очень трудное предприятие, настолько трудное, что некоторые из этих высших
цивилизаций могут их никогда не построить. Возможно, они устали от техники
существовавшей ранее и выбрали другой образ жизни: либо перешли к праздному
наслаждению, к чему, по предсказанию Гюнтера Штента (Gunter Stent), придем и
мы, либо культивировали чисто духовный образ жизни, возможно, при помощи спе-
циально разработанных психоделических средств. Быть может, они уничтожили са-
ми себя, и, как опасаются многие, мы сделаем то же самое, в чем нам поможет
самая современная ядерная технология. Возможно, что это относится особенно к
тем культурам, которые достаточно агрессивны, чтобы захотеть и отважиться по-
корить космос. Даже если не всем высшим цивилизациям присущи эти пути разви-
тия и всегда оставались некоторые, которые добились успехов в строительстве
подходящих космических кораблей, тем не менее, потери могли быть значительны-
ми.
Если и когда они достигали новой планеты, то ее среда, возможно, была столь
неблагоприятной, что они были вынуждены значительно изменять ее для того,
чтобы сделать подходящей для своего обитания. Если им нужен был кислород, а
это представляется весьма вероятным, возможно, они были вынуждены много зани-
маться земледелием на своей новой планете, с тем чтобы растения могли созда-
вать для них кислород. Может быть, они были вынуждены даже проводить на своем
космическом корабле значительные исследования по генной инженерии, прежде чем
успешно осуществить это лесонасаждение, потому что особенности атмосферы и
почвы планеты могли оказаться неподходящими для тех растений, которые они
привезли с собой. Это изменение окружающей среды могло длиться столь долго,
что могла существовать и реальная угроза того, что вследствие какого-то не-
счастного случая вся колония стала бы вымирать. В конце концов, не все первые
американские колонии оказались преуспевающими; некоторые, по той или иной
причине, исчезли. Даже если они, наконец, добились успеха в основании новой
цивилизации, их потомки могли предпочесть жить там очень долгое время, прежде
чем рискнуть снова взяться за трудный и полный опасностей проект дальнейшей
колонизации.
В силу всех этих причин, здесь может быть так много потерь, что этот про-
цесс не был непрерывным. Для того чтобы жизнь распространялась неограниченно,
каждая цивилизация должна, в среднем, основать столь много колоний, чтобы, по
крайней мере, одна из них выжила, с тем чтобы со временем основать аналогич-
ное количество колоний. Короче, могло быть предпринято несколько попыток рас-
пространения по всей галактике, но мы не можем быть уверены, что все они не
потерпели полное фиаско после нескольких первых шагов11.
С другой стороны, если они решили, возможно, только в качестве промежуточ-
ной меры, попробовать направленную панспермию и послали микроорганизмы, то
они могли построить такие космические корабли на довольно раннем этапе своего
технического развития, прежде чем они либо уничтожили себя, либо потеряли к
этому интерес, и эти космические корабли могли иметь намного большую даль-
ность полета. Вопреки этому, они осознали, что время укрепления теперь могло
бы составить миллиарды лет, по сравнению с просто тысячью или десятью тысяча-
ми лет, необходимыми для расширения колонии космонавтов, с тем, чтобы она за-
няла всю планету. Конечно, они могли считать направленную панспермию полезным
продолжительным способом создания кислородной атмосферы во многих местах, ко-
торые их далекие потомки могли бы однажды использовать в своих интересах.
Даже если принять механизм колонизации галактики Харта, то люди неохотно
согласились бы с его выводом, что мы одни в галактике. Вместо этого, они
предпочитают верить, что высшая цивилизация действительно могла распростра-
ниться по всей галактике, но, по каким-либо причинам, мы все еще явно не ви-
дим ее представителей. Очень немногие астрономы готовы сколько-нибудь верить
в обнаружение НЛО, хотя бы только потому, что так высок процент явно ложных
Любой чужеродный организм на нашей Земле, скорее всего, быстро погибнет - он бу-
дет утилизирован микроорганизмами. Все живое на нашей Земле является выжившим в том
смысле, что в процессе эволюции приобрело средства для борьбы с конкретными микроор-
ганизмами . И эти средства хранятся в геномах организмов. Вспомните чуму, возникшую
еще в древности, - в средневековье во время эпидемии в городе выживало всего 10-15
человек, но именно они дали начало новой популяции устойчивых к чуме людей. У при-
шельцев этих средств быть не может (в геноме, если он у них вообще есть) . Но даже
для нас еще ничего не окончено, новые инфекции постоянно появляются (СПИД, гриппы).
Старые инфекции приобретают устойчивость к антибиотикам.
рассказов. Действительно, всегда существует процент необъяснимых наблюдений,
но отнюдь не воодушевляет знание того, что когда увеличивается количество со-
общений об НЛО, благодаря панике или средствам массовой информации, то коли-
чество необъяснимых сообщений также возрастает, что наводит на мысль о том,
что они также, вероятно, не имеют смысла.
Однако ничто не исключает вероятность того, что Землю тщательно изучали не-
корда в прошлом, скажем, сорок миллионов лет назад, временные поселенцы, а
затем оставили ее как неподходящую. Возможно, пришельцы почувствовали, что
наша планета не стала бы для них идеальным домом, или, возможно, они думали
об экологии и не хотели нарушить местную флору и фауну. Джон Болл (John Ball)
предположил, что мы могли бы быть частью космического заповедника живой при-
роды, который оставлен с тем, чтобы он мог спокойно развиваться. Возможно, мы
находимся под осторожным наблюдением высших существ с планеты какой-нибудь
близкой звезды. Как именно эти космические инспекторы по охране природы это
делают и мы при этом их не обнаруживаем, не ясно, но с помощью высоких техно-
логий такое наблюдение может быть относительно легким. В любом случае, мы те-
перь обнаруживаем свое присутствие благодаря программам телевидения, которые
как микроволновый шум исчезают в космическом пространстве и распространяются
во внешний мир со скоростью света.
Еще одно предположение заключается в том, что они могли прибыть в Солнечную
систему, но предпочли не посещать Землю. Майкл Пападжаннис (Michael
Papagiannis) предположил, что они могли бы жить на своем космическом корабле
в поясе астероидов, используя в качестве источника энергии солнечный свет, а
астероиды — в качестве сырья для своих производственных процессов. В противо-
положность этому, Дейвид Стефенсон (David Stephenson) заметил, что он рассчи-
тывал бы на их присутствие еще дальше вовне: они скрываются около орбиты Неп-
туна и только время от времени делают набеги к поясу астероидов для получения
углеродсодержащих материалов. Нам было бы крайне трудно обнаружить даже очень
крупный космический корабль, находящийся на таком большом расстоянии, как ор-
бита Нептуна или даже пояс астероидов, поскольку астероиды, вероятно, скрыва-
ли бы его. Ни одно из этих предположений нельзя исключить как невозможное, но
они слишком уж напоминают научную фантастику — предположения слишком крайние,
а цепи рассуждений слишком длинные. Их воспринимаешь неохотно, по крайней ме-
ре, в отсутствие какого-либо другого рода доказательств в их пользу.
Конечно, если, как я утверждал, зарождение жизни могло быть сопряжено с
очень большими трудностями, то вывод Харта о том, что мы одни в галактике,
может быть верен, даже несмотря на то, что доводы в его пользу, как мы виде-
ли , не особенно убеждают.
Если же в галактике действительно существуют другие разумные существа и, по
той или иной причине, они остались дома, возможно, они пытаются посылать нам
какие-то сигналы. Это слишком сложная тема чтобы обсуждать ее здесь подробно.
Сигналы намного, намного легче послать, чем ракеты, но даже здесь возникают
трудности. Какую длину волны следует использовать? Следует ли посылать излу-
чение во всех направлениях или перевести в узкий луч, чтобы заставить его
протянуться дальше? Если так, то в каком направлении следует его послать? Что
следует послать? Простые числа являются любимым предварительным сигналом, по-
тому что они одинаковы везде, как и большая часть математики, физики и химии.
К сожалению, предметы гуманитарных наук, таких как литература и история, ве-
роятно, будут почти недоступны для понимания другой цивилизацией, по крайней
мере, при первом контакте. Напоминает ли их музыка каким-либо образом нашу —
спорный вопрос.
Даже если в галактике существует много цивилизаций, то вывод о том, что они
будут посылать сигналы в космос, отнюдь не предрешен. Следует ли нам самим
посылать сообщения? Как сказал Томми Голд, если у нас есть хоть какой-то
здравый смысл, то мы будем молчать. Может быть, все слушают и все молчат. Как
в США, так и в СССР предпринимались скромные попытки слушать подобные сигна-
лы , но до сих пор безуспешные. Как бы мы ни относились к вероятности другой
жизни в галактике, недорогая программа по прослушиванию возможных сигналов,
по-видимому, весьма разумна, особенно, если в качестве побочного продукта она
может привести к получению полезных астрономических знаний.
В конце концов, необходимо ответить на вопрос Ферми. Однажды правильно оце-
нив масштаб и характер галактики, невыносимо не знать, являемся ли мы единст-
венными ее обитателями. Возможно, еще опаснее не делать этого. Если описанное
в этой публикации что-либо доказывает, то решение проблемы тем или иным обра-
зом окажется нелегким. Она остается весьма трудной задачей для нашей науки и
нашей техники, как для нас, так и для наших потомков.
Глава 15. Почему это
должно нас волновать?
Здесь читатель может почувствовать себя немного обманутым. Если жизнь заро-
дилась столь давно и если столь чрезвычайно трудно установить, как именно это
произошло, то почему это должно нас волновать? Простые люди, спеша по своим
повседневным делам, вполне могут заявить, что, каким бы ни оказался итог, для
них он не имеет значения.
Я считаю, что эта точка зрения обманчива по двум причинам: одной частной,
другой общей. Для того чтобы дать мне возможность изложить свое понимание
проблемы, предположим, что появление системы саморепликации нужного типа на
основе составляющих первозданной Земли не является, как мы опасались, почти
невозможной задачей, а, напротив, относительно легкой. Тогда может оказаться
и так, что с помощью сложного выбора составляющих и условий живая система
могла бы сформироваться в лаборатории в относительно короткий промежуток вре-
мени , например, за род или даже меньше. С моей точки зрения, трудно поверить,
что такое открытие не окажет огромное влияние на почти любого образованного
человека и особенно на молодежь. Психологический эффект от способности на-
глядным образом доказать что-либо, действительно имеющее место, может быть
очень значительным, в этом можно убедиться на примере того удивительного
влияния, которое оказал на людей вид их собственной планеты на фотографиях
Земли, сделанных из космоса, хотя я сомневаюсь, сможет ли какой-нибудь лабо-
раторный эксперимент иметь такую же эстетическую привлекательность, как фото-
графии нашего прекрасного подернутого облаками шара, парящего в пространстве.
Эксперименты по воспроизводимости, доказывающие, что рудиментарная живая
система могла развиться на основе чисто химической неживой системы, должны
укрепить наше ощущение единства с природой в самом широком смысле, означая
атомы и молекулы, из которых созданы все вещества на Земле. Будет ли иметь
такое открытие также «практические» последствия, столь обожаемые сенаторами и
деловыми людьми (какое практическое значение имеет игра в мяч?), под которыми
они имеют в виду: можно ли его использовать для лечения чего-нибудь? Принесет
ли оно доход? Я действительно не знаю, хотя немногие фундаментальные научные
открытия испытывали недостаток в каком-нибудь виде практического применения.
Но, как мог бы заметить критически настроенный читатель, автор, несомненно,
не в праве использовать этот аргумент (поскольку он всего лишь вероятен, если
вообще вероятен), что мы не сможем создать такое экспериментальное доказа-
тельство в обозримом будущем. В действительности, химическое зарождение жизни
может быть очень маловероятным событием и слишком неуловимым, чтобы его вос-
производить время от времени, особенно учитывая довольно скромные научные
усилия, прилагаемые к решению проблемы сегодня.
На подобный аргумент я могу только предложить контраргумент, основываясь на
самой общей точке зрения. Я бы обосновал свою позицию, исходя из очень заме-
чательной ситуации, в которой окажется человечество по прошествии пяти или
десяти тысяч лет развития цивилизации. Западная культура, на которой воспита-
но большинство из ныне живущих ученых, первоначально была основана на хорошо
построенном наборе религиозных и философских верований. В их число мы можем
включить идею о том, что Земля является центром Вселенной, и что со дня соз-
дания прошло относительно немного времени; веру в непреодолимое различие меж-
ду душой и материей; вероятность, если не определенность, жизни после смерти.
Они сочетались с чрезмерным доверием к учениям якобы существовавших историче-
ских личностей, таких как Моисей, Иисус Христос и Мухаммед (Магомет).
Итак, замечательная особенность западной цивилизации, если посмотреть на
нее в самых общих чертах, заключается в том, что, несмотря на то, что остаток
многих этих верований все еще разделяет множество людей, большая часть совре-
менных ученых не придерживается какого-либо из них. Напротив, у них совершен-
но другой набор идей, лежащий в основе их взгляда на жизнь: истинная природа
вещества и света, а также законов, которым они следуют; размер и общий харак-
тер Вселенной; подлинная сущность эволюции и значение естественного отбора;
химическая основа жизни и, в частности, природа генетического материала, и
многие другие. Некоторые из этих теорий носят имена научных «пророков», с ко-
торыми они ассоциируются, например, Ньютона, Дарвина и Эйнштейна. Этих людей
очень уважают, но все же их идеи считаются доступными для критики, а их жизни
не воспринимают как особо достойные похвалы; ценят именно их исследования.
У современного ученого, если он достаточно проницателен, часто возникает
странное ощущение, что он, должно быть, живет в другой культуре. Он так много
знает и все же остро осознает, сколь много еще остается не открытым. Он остро
чувствует, что нам нужно понять эти глубокие тайны, а также, что со временем,
приложив усилия и воображение, мы можем это сделать. Это придает значительное
ощущение настойчивости его поискам, особенно если он не готов принять некри-
тически традиционные ответы, которым не хватает научного обоснования.
Несмотря на то, что по отношению к его точке зрения существует незначитель-
ная постоянная враждебность (созидатели досаждают, но пока незначительно),
тем не менее, его приводит в смущение реакция на его исследования. Значитель-
ная часть общества проявляет острый интерес к открытиям современной науки,
поэтому его часто просят читать лекции, писать статьи, выступать по телевиде-
нию и т. п. Но даже в среде тех, кто интересуется наукой (а многие к ней без-
различны или отчасти враждебны), она, по-видимому, существенно не меняет об-
щие взгляды на жизнь. Они либо придерживаются устаревших религиозных верова-
ний, поместив науку в полностью обособленный закоулок своего ума, либо они
впитывают науку поверхностно и успешно сочетают ее с весьма сомнительными
идеями, такими как экстрасенсорное восприятие, предсказание судьбы и общение
с усопшими. Замечание «Ученые знают не все» обычно указывает на таких людей.
Ученые мучительно осознают, что они всего не знают, но они полагают, что час-
то могут распознать глупость, когда случайно с ней сталкиваются.
И только за последние десять лет люди отдали должное многим скрытым смыслам
идеи о том, что человек — это биологическое животное, которое в значительной
степени развилось благодаря естественному отбору. Даже сейчас немногие про-
фессора этики подходят к этому субъекту с этой точки зрения. Вряд ли кто-
нибудь , наблюдая массовую привязанность общественности к организованному
спорту, задает себе вопрос, почему так много людей ведут себя подобным, очень
странным образом, и даже еще меньшее число удивляется, является ли широко
распространенный восторг перед футболом возможным частичным следствием усилий
многих поколений наших предков, потраченных в племенных столкновениях.
Очевидный факт заключается в том, что вчерашние мифы, которые наши предки
считали не мифами, а сущей правдой, рухнули, и хотя мы не уверены, можем ли с
успехом пользоваться какими-либо оставшимися их осколками, они слишком хруп-
кие, чтобы выстоять как организованная взаимосвязанная масса верований. Все
же большая часть простых людей, по-видимому, блаженно не осознает всего это-
го, что можно понять из восторженного приветствия папы, куда бы он не прие-
хал.
Конечно, многие современные философы восприняли эту общую позицию, но боль-
шинство, по-видимому, настолько опустошены падением старых верований, что пы-
шут исключительно довольно гнетущим пессимизмом. И, по-видимому, только уче-
ные решительно взялись за трудное дело. И сделали они это, главным образом,
потому, что их подбадривают огромные успехи современной науки, особенно за
последние сто лет. Хотя ученого отрезвляют экономические и политические про-
блемы, которые он видит вокруг себя, он охвачен почти безграничным оптимизмом
относительно своей способности выдумать совершенно другой набор верований,
прочно основанный как на теории, так и на эксперименте, посредством тщатель-
ного изучения окружающего его мира и, в конечном итоге, себя и других челове-
ческих существ. Только тот, кто активно движется ощупью с помощью лабиринтов
ума, может осознать, насколько далеко мы должны продвинуться в некоторых из
этих областей, но даже в этом случае возникает ощущение, что через несколько
поколений мы подойдем к существу вопроса.
Именно на фоне этих обстоятельств мы должны подойти к проблеме возникнове-
ния жизни. И тогда, когда мы попытаемся установить, как именно устроена Все-
ленная, и, в частности, найти свое место в ней, мы поймем, что это одна из
величайших тайн, с которыми мы сталкиваемся. Эта проблема находится в одном
ряду с другими важными вопросами, многие из которых впервые ясно сформулиро-
ваны греками: природа материи и света, возникновение Вселенной, происхождение
человека, а также природа сознания и души. Не питать никакого интереса к этим
вопросам — значит быть совсем необразованным, особенно если сейчас у нас есть
весьма реальная надежда на них ответить с помощью методов, которые еще совсем
недавно, во времена Шекспира, считалось сверхъестественными.
Возникновение жизни также тесно связано с еще одним важным вопросом, кото-
рого мы лишь слегка коснулись в этой публикации: одни ли мы во Вселенной?
Подробное его обсуждение здесь уведет нас далеко в сторону, поскольку следует
рассмотреть многие другие аспекты проблемы: например, как именно посылать и
принимать сигналы на больших расстояниях. И, главным образом, потому, что мы
не можем оценить, является ли возникновение жизни очень редким или очень рас-
пространенным событием, мы все же должны подойти вплотную к разрешению про-
блемы существования других разумных существ в космическом пространстве. Заме-
тим, что если более древняя цивилизация посылала сюда микроорганизмы в раке-
те, то, скорее всего, они отправили много ракет, некоторые — к звездам, кото-
рые находятся к ним ближе, чем Солнце. Это может означать, что даже если
жизнь в галактике чрезвычайно редка, тем не менее, в ней может существовать
несколько планет, которые оказались инфицированными приблизительно около че-
тырех миллиардов лет назад. Такие планеты сейчас, вероятно, очень далеки от
нас, благодаря рассеивающему движению звезд, когда они медленно вращаются во-
круг галактического центра, поэтому даже если жизнь в таких местах сейчас
достигла совершенной ступени развития, то она может быть слишком далека от
нас, чтобы мы могли легко установить с ней связь в настоящее время.
Не требуется много воображения, чтобы представить могущую возникнуть сенса-
цию, если бы мы получили подлинное послание от другой цивилизации. И лишь
только потому, что эта неизбежность представляется такой далекой, люди не
просыпаются ночью, мучаясь над этим. Наши потомки могут принять другую точку
зрения, когда с помощью весьма совершенных приборов они будут вглядываться в
пространство, пытаясь описать, что находится там, есть ли там признаки жизни
в любой форме и, прежде всего, как исследовать эту огромную и пустынную Все-
ленную, которую мы видим повсюду вокруг себя.
Эпилог
Следует ли инфицировать галактику?
Нам осталось обсудить еще одну тему. Даже если окажется, что мы никогда
точно не узнаем, как именно зародилась когда-то жизнь здесь, все же в будущем
мы можем столкнуться с практическим вопросом: должны ли мы попытаться поро-
дить нашу форму жизни где-нибудь в другом месте Вселенной? А если так, как
нам следует это сделать?
Многие из этих вопросов уже рассмотрены в главе 8. Мы можем рассчитывать,
что к тому времени (если мы не уничтожим себя по собственной глупости) мы
сможем решить, есть ли у ближайших звезд планеты, возможно, разместив на Луне
усовершенствованные новые приборы. Мы можем даже более или менее узнать, как
образовалась наша Солнечная система, благодаря длительному исследованию дру-
гих планет, пояса астероидов, комет и т. п. Это может позволить нам приблизи-
тельно подсчитать, на каких планетах может быть довольно благоприятная окру-
жающая среда. Можно ожидать, что конструкция ракет в значительной степени
усовершенствуется, поэтому они смогут летать на очень большие расстояния и
надежно функционировать в течение длительных периодов времени, даже если они
не смогут достигнуть скорости света.
Имея все это в своем распоряжении, как нам следует поступить? Возможно, что
одной из самых несложных могла бы стать попытка осуществления того, что уже
сделали на Марсе: отправка не людей, по крайней мере, в первый раз, а прибо-
ров , которые могли бы передать нам данные. Даже это явно простое необходимое
условие, по-видимому, является технологически далеко опережающим то, что мы
можем сделать сегодня. Успешный вывод космического корабля на орбиту потребо-
вал бы затруднительного проявления инженерного искусства, особенно после та-
кого длительного полета и на такое расстояние. На орбите он воспринимал бы
намного меньше, чем если бы он смог опуститься на твердую поверхность планеты
(если бы таковая имелась), кроме того, его доставка на поверхность потребова-
ла бы даже еще более совершенной техники. Некоторые из этих проблем можно бы-
ло бы решить, если бы мы отправили с этим поручением людей, но это ставит но-
вые проблемы, при этом не последнее значение имеет обеспечение их прибытия
живыми. Шансы основания ими колонии в очень неблагоприятных условиях, в кото-
рых, вероятно, они там окажутся, или возвращение обратно живыми представляют-
ся бесконечно маловероятными. Как с иронией предположил Томми Голд, самый ве-
роятный исход, если они вообще туда доберутся, окажется таковым, что некото-
рые бактерии, которые они везли, достигнут первозданного океана, выживут там
и размножатся долгое время спустя после гибели астронавтов. В таком случае,
почему бы просто не послать в первую очередь бактерии? Как только мы остано-
вимся на этом варианте, многие наши конструкторские проблемы упростятся, как
мы уже говорили в предыдущих главах. Если существует какое-то упражнение для
ума, которое заставляет разум более благосклонно взглянуть на направленную
панспермию, то оно как раз заключается в представлении того, что мы сами мог-
ли бы сделать в будущем при исследовании и заселении космического пространст-
ва.
Но заметим, что в своем восторге перед возможностью инфицировать своих со-
седей мы упустили одну небольшую деталь. Что если на выбранной планете уже
развивалась другая форма жизни? Смогут ли наши потомки решить, что жизнь была
очень распространена во Вселенной или же, наоборот, очень необычна, мы не мо-
жем знать. Мы не можем даже оценить, насколько правильны могут оказаться их
предположения. Техника для того, чтобы решить, есть ли у соседней звезды пла-
неты и каковы они, видимо, дело не слишком далекого будущего, но техника, не-
обходимая для того, чтобы решить, есть ли там та или иная форма жизни или
нет, видимо, появится в очень далеком будущем. Мы можем представить эти про-
блемы в меньшем масштабе, когда пытаемся обнаружить, есть ли какая-нибудь
форма жизни на планетах и их спутниках в нашей собственной Солнечной системе.
Единственные надежные данные поступают только с тех небесных тел, на которых
осуществлялась высадка. Стремление исследовать космическое пространство, ве-
роятно , достигнет высокой степени задолго до того, как мы сможем узнать, при-
сутствует ли там, где мы исследуем, какая-нибудь форма жизни.
Трудно представить, каковы будут последствия этой ситуации. Наши потомки
столкнутся с новыми проблемами в космической этике. Имеем ли мы право, как
высокоразвитые существа, нарушать хрупкую экологию другой планеты? Следует ли
нам обязательно уважать жизнь, какую бы форму она ни принимала? Эти же дилем-
мы стоят перед нами на Земле, как вам скажет любой вегетарианец, хотя не мно-
гие люди стали бы уважать право на жизнь вирусов оспы. Возможно, среди наших
потомков возникнут глубокие разногласия, хотя я не могу отделаться от мысли,
что именно мясоеды захотят исследовать космическое пространство, а вегетари-
анцы , скорее всего, будут против этого.
Следует мимоходом заметить, что, по моему мнению, все эти опасения не имеют
отношения к космическим кораблям, которые мы сейчас посылаем за пределы Сол-
нечной системы. Даже если в них нашли приют какие-нибудь бактерии, то весьма
маловероятно, что эти немногие микроорганизмы вынесут как путешествие в кос-
мосе , так и проникновение в другую Солнечную систему. Вероятность, что они
инфицируют другую планету, столь мала, что было бы глупо с нашей стороны му-
читься над этим.
Существует один очевидный довод, почему с решением вопроса не следует торо-
питься. Поскольку, если повезет, у нас впереди тысячелетия и поскольку с те-
чением времени мы, наверное, узнаем больше и сможем браться за решение более
трудных задач, то к чему торопиться? Но даже этот аргумент предполагает, что
мир будет политически стабилен в течение неопределенного периода времени. Ес-
ли этого не случится, то со стороны могущественных группировок, которые захо-
тели бы продвинуться вперед в этой работе, безусловно, будет ощущаться давле-
ние, чтобы не возникли обстоятельства, при которых она никогда не смогла бы
завершиться. По моему пристрастному убеждению, не следовало бы настаивать на
продвижении вперед слишком настойчиво, если вообще есть возможность ждать.
Нам не следует необдуманно загрязнять галактику.
Английский
THE BLACK CLOUD
Fred Hoyle
Chapter Five
Nortonstowe
The manor house of Nortonstowe is set
in open parkland, high in the Cots-
wolds not far from the steep western
scarp. The land around is fertile.
When it was first proposed to turn
the manor into Лопе of those govern-
ment places' there was a considerable
measure of opposition both locally
and in newspapers throughout Glouces-
Глава пятая
Нортонстоу
Усадьба Нортонстоу расположена среди
большого парка на возвышенности Кот-
суолдз, недалеко от крутого западного
склона, на плодородных землях. Когда
здесь впервые предложили разместить
правительственное учреждение, это
встретило резкий отпор в газетах все-
го Глостершира. Однако, как всегда в
таких случаях, правительство сделало
tershire. But the government had its
way, as it does in such matters. The
^locals' were somewhat mollified when
they heard that the new лр1асе' was
to be agricultural in orientation and
that farmers could look to it for ad-
vice.
An extensive new estate was built in
the grounds of Nortonstowe out of
sight of the manor house about a mile
and a half away. For the most part
the new estate consisted of semi-
detached dwellings to be used for the
working staff, but there were also
some separate houses for senior offi-
cials and supervisors.
Helen and Joe Stoddard lived in one
of the semi-detached rows of white-
washed houses. Joe had got himself a
job as one of the gardeners. Liter-
ally and metaphorically it suited him
down to the ground. At the age of
thirty-one it was work in which he
had had almost thirty years experi-
ence, for he had learned from his fa-
ther, a gardener before him, almost
as soon as he could walk. It suited
Joe because it kept him out of doors
the year round. It suited him because
in an era of form-filling and letter-
writing there was no paper work to be
done, for, let it be said, Joe had
difficulty both in reading and writ-
ing. His appreciation of seed cata-
logues was confined to a study of the
pictures. But this was no disadvan-
tage since all seeds were ordered by
the head gardener.
In spite of a somewhat remarkable
slowness of mind Joe was popular with
his mates. No one ever found him out
of countenance, he was never known to
be Adown in the dumps'. When he was
puzzled, as he often was, a smile
would spread slowly across an amiable
face.
Joefs control over the muscles of his
powerful frame was as good as the
control over his brain was poor. He
played an excellent game of darts,
по-своему. Местное население несколь-
ко успокоилось, когда стало известно,
что новое учреждение имеет сельскохо-
зяйственный уклон, и фермеры могут
обращаться туда за советом.
На землях Нортонстоу построили боль-
шой поселок примерно в полутора милях
от поместья. Он состоял в основном из
двухквартирных домиков для рабочих;
было построено также несколько от-
дельных домов для начальства.
Хелен и Джо Стоддард жили в одном из
белых двухквартирных домиков. Джо
устроился садовником; он был близок к
земле как в прямом, так и в перенос-
ном смысле. Его отец тоже был садов-
ник . Сейчас Джо было тридцать один
год, из которых тридцать лет он зани-
мался своим делом: он стал учиться у
отца, едва начав ходить. Работу свою
он любил, так как мог проводить круг-
лый год на воздухе. Кроме того, ему
не приходилось возиться с бумажками —
редкий случай в наше время, время ан-
кет и документов, а, надо признаться,
Джо читал и писал с большим трудом.
Просматривая каталоги семян, он огра-
ничивался изучением картинок. Это,
впрочем, не могло привести ни к каким
недоразумениям, так как все семена
заказывал старший садовник.
Несмотря на изрядную его тупость, то-
варищи любили Джо и вовсе не считали
ничтожеством. Никогда он не выходил
из себя и ни при каких обстоятельст-
вах не падал духом. Если он бывал
озадачен чем-нибудь, что случалось
нередко, лицо его расплывалось в доб-
родушной , беззлобной улыбке.
Насколько слабо Джо шевелил мозгами,
настолько прекрасно управлял он мыш-
цами своего могучего тела. Он отлично
играл в кегли, лучше всех в округе,
although he left the business of
scoring to others. At skittles he was
the terror of the neighbourhood.
Helen Stoddard contrasted oddly with
her husband: a slight pretty girl of
twenty-eight, highly intelligent but
uneducated. It was something of a
mystery how Joe and Helen got on so
well. Perhaps it was because Joe was
so easy to manage. Or perhaps because
their two small children seemed to
have inherited the best of two
worlds, the motherf s intelligence and
the fatherfs toughness of physique.
But now Helen was angry with her Joe.
Queer things were happening up at the
big house. During the last fortnight
hundreds of men had descended on the
place. Old installations had been
torn out to make way for new. A great
tract of land had been cleared and
strange wires were being erected all
over it. It should have been easy for
Joe to have discovered what it all
meant, but Joe was so easily fobbed
off with ridiculous explanations;
that the wires were for training
trees being the latest piece of non-
sense.
Joe for his part couldnft understand
what all the fuss was about. If it
was very strange, as his wife said,
well, most things were pretty odd
anyway. AThey' must know all about
it, and that was good enough for him.
Helen was angry because she had be-
come dependent for information on her
rival, Mrs. Alsop. Peggy, Agnes Al-
sopfs daughter, was employed as a
secretary at the manor, and Peggy was
endowed with a curiosity not even
surpassed by Helen or by her mother.
In consequence a steady stream of in-
formation flowed into the Alsop
household. Thanks in part to this
bounty and in part to the skilful way
in which she dispensed it, Agnes Al-
sop^ prestige ranked high among her
neighbours.
хотя и предпочитал, чтобы счет за не-
го вели другие.
Хелен Стоддард совершенно не походила
на своего мужа. Это была хорошенькая
хрупкая молодая женщина лет двадцати
восьми, очень умная, но без образова-
ния. Совершенно непостижимо, как Джо
и Хелен умудрялись так хорошо ладить
друг с другом. Возможно, это было по-
тому, что Хелен верховодила в семье,
а добродушный Джо подчинялся. Во вся-
ком случае, двое их детей унаследова-
ли лучшие качества родителей: природ-
ный ум матери и физическую силу отца.
Но сейчас Хелен была сердита на сво-
его Джо. В большом доме творилось
что-то странное. За последние две не-
дели туда съехались сотни людей. Ста-
рые постройки были снесены, чтобы ос-
вободить место для новых; был расчи-
щен большой участок земли, на котором
протянули, множество каких-то стран-
ных проводов. Джо не удосужился ра-
зузнать , что все это значит, а сразу
поверил в смехотворное объяснение,
будто провода нужны для подвязывания
деревьев — додумался же кто-то до та-
кой чепухи.
Что до самого Джо, он не понимал, че-
го ради поднимать такой шум. Ей ка-
жется, это все очень чудно, да ведь
мало ли на свете чудного. "Они"-то
знают, что делают, и ладно.
Хелен сердилась, потому что теперь
она могла узнавать все новости только
от своей соперницы миссис Олсоп, дочь
которой, Пегги, работала секретаршей
в Нортонстоу. Пегги и сама была любо-
пытна ничуть не меньше, чем её мать
или Хелен, поэтому семейство Олсоп
было прекрасно осведомлено обо всем
происходящем. Искусно пользуясь этим
преимуществом, Агнес Олсоп сумела вы-
соко поднять свой престиж среди сосе-
дей.
To this must be added a gift for
speculation. On the day that Peggy
solved the mystery of the contents of
the vast number of crates marked
AFragile with the Greatest Care' Mrs.
Alsopfs stock attained a new high.
"Full of wireless valves, thatfs what
they are," she told her assembled
court , "millions of f em."
"But what would they want millions of
valves for?" asked Helen.
"You might well ask," answered Mrs.
Alsop. "And what would they want all
those towers and wires in the five
hundred acre field for? If you ask
me, itfs a death-ray that they1re
building."
Subsequent events never shook her
faith in this opinion.
Excitement in xHighlands Estate' knew
no bounds on the day Athey' arrived.
Peggy became well nigh incoherent
when she told her mother how a tall
man with blue eyes had talked to im-
portant people from the Government
"as if they were office boys, Mum."
"Itfs a death-ray all right,"
breathed Mrs. Alsop in ecstasy.
One of the tit-bits fell to Helen
Stoddard after all, perhaps the most
important tit-bit from a practical
point of view. The day after Athey'
moved in, she started off early in
the morning to cycle to the neigh-
bouring village of Far Striding only
to discover that a barrier had been
thrown across the road. The barrier
was guarded by a sergeant of police.
Yes, she would be allowed this once
to go on to the village, but in fu-
ture no one could come into or out of
Nortonstowe unless a pass was shown.
Passes were going to be issued later
that day. Everyone was to be photo-
graphed and the photos would be added
to the passes later in the week. What
Нужно ещё отметить склонность этой
дамы к далеко идущим выводам. Ее ав-
торитет утвердился в тот день, когда
Пегги раскрыла тайну огромного коли-
чества ящиков с надписями "Стекло!
Обращаться с осторожностью", достав-
ленных в усадьбу.
— Там радиолампы, вот что, — сообщила
миссис Олсоп многочисленной аудито-
рии , собравшейся у неё во дворе. —
Миллионы ламп.
— На что им столько? — спросила Хе-
лен.
— Да, на что? А на что все эти башни
да провода, ведь пятьсот акров земли
отхватили? Если хотите знать, они де-
лают лучи смерти, вот что, — ответила
миссис Олсоп.
Дальнейшие события ничуть не поколе-
бали её уверенности в этом.
В день, когда "они" прибыли, волнение
в Горном поместье достигло предела.
Захлебываясь от возбуждения, Пегги
рассказала матери, как высокий сине-
глазый мужчина разговаривал с важными
шишками из правительства, "как с
мальчиками на побегушках, мам". "Ну,
точно, лучи смерти", — только и могла
вымолвить миссис Олсоп.
На долю Хелен Стоддард тоже всё-таки
выпала удача узнать интересную но-
вость , и притом, видимо, самую важную
с практической точки зрения. На сле-
дующий день после того, как "они"
приехали, Хелен поехала рано утром на
велосипеде в соседнюю деревню и обна-
ружила, что дорогу перекрыли шлагбау-
мом, который охранял полицейский сер-
жант . Да, сейчас ещё проехать можно,
но в будущем въезд и выезд из Нортон-
стоу будет только по специальным про-
пускам. Пропуска должны быть готовы
уже сегодня к концу дня. Пока они бу-
дут без фотографий, но до конца неде-
ли все должны сфотографироваться. Как
быть с детьми, которым надо ходить в
школу? Ну, он думает, что сюда уже
about the children going to school?
Well, he believed that a teacher was
being sent up from Stroud so that it
wouldnft be necessary for the chil-
dren to go into the village at all.
He was sorry that he knew no more
about it.
The death-ray theory gained further
ground.
It was an odd commission. It came
through Ann Halseyfs agent. Would she
accept an engagement on 25th February
to play two sonatas, one by Mozart,
the other by Beethoven, at some place
in Gloucestershire? The fee named was
high, very high even for an able
young pianist. There would also be a
quartet. No other details were given,
except that a car would be waiting at
Bristol for the 2 p.m. Paddington
train.
It wasn't until Ann went along to the
restaurant car for tea that she dis-
covered the identity of the quartet,
which turned out to be none other
than Harry Hargreaves and his crowd.
"We're doing some Schoenberg," said
Harry. "Just to file their ear-drums
down a bit. Who are they, by the
way? "
ЛЛА country house party, as far as I
can gather."
"Must be pretty wealthy, judging by
the fees they1re willing to pay."
The drive from Bristol to Nortonstowe
passed very pleasantly. There was al-
ready a hint of an early spring. The
chauffeur took them into the manor
house, along corridors, opened a
door, "The visitors from Bristol,
sir!"
Kingsley had not been expecting any-
one, but he recovered quickly.
послали учителя, так что детям вообще
не надо будет ходить в деревню. К со-
жалению, больше ему ничего не извест-
но.
Теория лучей смерти получила ещё одно
подтверждение.
Это было странное предложение. Энн
Холей получила его через своего им-
пресарио . Согласна ли она сыграть две
сонаты, Моцарта и Бетховена, 25 фев-
раля в некоем месте в Глостершире?
Гонорар был высокий, очень высокий
даже для способной молодой пианистки.
Кроме неё, в концерте будет участво-
вать квартет. Больше никаких подроб-
ностей не сообщалось, за исключением
того, что ей надо прибыть в Бристоль
в два часа дня паддингтонским поез-
дом; у вокзала будет ждать машина.
Что за квартет будет выступать с ней,
выяснилось лишь в вагоне-ресторане
поезда, куда Энн зашла выпить чашку
чая: оказалось, это некто иной, как
Гарри Харгривс со своей компанией.
— Мы играем Шенберга, — сказал Гарри.
— Малость обработаем их барабанные
перепонки. Кстати, кто они такие?
— Насколько я понимаю, это прием в
загородной вилле.
— Должно быть, богачи, судя по день-
гам , которые они платят.
Поездка из Бристоля в Нортонстоу была
очень приятной. Уже появились первые
признаки ранней весны. По приезде шо-
фер провел их в дом и по коридору к
двери, которую он открыл.
— Гости из Бристоля, сэр!
Кингсли никого не ждал, однако он бы-
стро сориентировался.
ллНе11о, Ann! Hello, Harry! How nice!"
— Хэлло, Энн! Хэлло, Гарри! Рад вас
видеть!
"Nice to see you, Chris. But what is
all this? How did you come to turn
yourself into a country squire? Lord,
more like, considering the magnifi-
cence of this place — rolling acres
and that sort of thing."
"Well, we1re on a special job for the
Government. They apparently think
wef re in need of some cultural up-
lift. Hence your presence," explained
Kingsley.
The evening was a great success, both
the dinner and the concert, and it
was with great regret that the musi-
cians prepared to leave the following
morning.
"Well goodbye, Chris, and thanks for
the pleasant stay," said Ann.
"Your car ought to be waiting. Itfs a
pity that you should have to leave so
soon."
But there was neither chauffeur nor
car waiting.
"No matter," said Kingsley, "Ifm sure
that Dave Weichart will be willing to
run you to Bristol in his own car,
although it111 be quite a squeeze
with all those instruments."
Yes, Dave Weichart would run them to
Bristol, and it was quite a squeeze,
but after about a quarter of an hour
and much laughter they were under
way. Within half an hour the whole
party was back again. The musicians
were puzzled. Weichart was in a flam-
ing rage. He marched the whole party
into Kingsleyfs office.
"Whatf s going on around here, King-
sley? When we got down to the guardfs
place, he wouldnf t let us through the
barrier. Said he had orders not to
let anyone out."
"Wef ve all got engagements in London
— Мы тоже рады вас видеть, Крис, но
что все это значит? Почему это вы
вдруг превратились в помещика? Или,
вернее, в лорда, если учесть велико-
лепие этого места — имение среди хол-
мов и прочее.
— Да нет, мы тут на специальной рабо-
те для правительства. Они, видимо,
решили позаботиться о нашем культур-
ном росте и поэтому пригласили вас
сюда, — объяснил Кингсли.
Вечер прошел весьма удачно — и обед,
и концерт, и музыканты с сожалением
покидали этот гостеприимный кров на
следующее утро.
— Ну, прощайте, Крис, спасибо за хо-
роший прием, — сказала Энн.
— Машина, должно быть, уже ждет вас.
Жаль, что вам нужно уезжать так ско-
ро.
Однако ни шофера, ни машины не оказа-
лось .
— Ну, ничего, — сказал Кингсли. — Я
уверен, что Дэйв Вейхарт охотно отве-
зет вас в Бристоль на своей машине,
хотя вам будет нелегко втиснуться в
неё со всеми инструментами.
Конечно, Вейхарт согласился подвезти
их; они со смехом втиснулись в машину
и отправились в путь. Однако не про-
шло и получаса, как вся компания воз-
вратилась . Музыканты были в полном
замешательстве, а Вейхарт просто рас-
свирепел . Он провел всех в кабинет
Кингсли.
— что ТуТ творится, Кингсли? Когда мы
доехали до охранника, он не пропустил
нас за шлагбаум. Сказал, что ему при-
казано никого не выпускать.
— У нас у всех сегодня вечером высту-
this evening," said Ann, "and if we
donft get away soon we shall miss our
train."
"Well, if you canf t get out of the
front gate, there are lots of other
ways out," answered Kingsley. "Let me
make a few enquiries."
He spent ten minutes at the phone
while the others fretted and fumed.
At length he put the receiver down.
"Youf re not the only ones in a bit of
a temper. People from the estate have
been trying to get out into the vil-
lage, and theyfve all been stopped.
It appears as if therefs a guard
around the whole perimeter. I think
If d better get on to London."
Kingsley pressed a switch.
"Hello, is that the guardfs office at
the front gate? Yes, yes, I accept
that you are only acting under the
Chief Constablef s orders. I under-
stand that. What I want you to do is
this. Listen carefully, I want you to
ring Whitehall 9700. When you get
that number you will give the code
letters QUE and ask for Mr. Francis
Parkinson, Secretary to the Prime
Minister. When Mr. Parkinson comes on
the line you will tell him that Pro-
fessor Kingsley wishes to speak to
him. Then you will put the call
through to me. Please repeat these
instructions."
After a few minutes Parkinson came
through. Kingsley began:
"Hello, Parkinson. I hear you sprang
your trap this morning ... No, no Ifm
not complaining. I expected it. You
may put as many guards as you please
on the periphery of Nortonstowe, but
I will have none of them inside. I am
ringing now to tell you that communi-
cation with Nortonstowe will hence-
forth be on a different basis. There
are to be no more telephone calls. We
intend cutting all wires leading to
пления в Лондоне, — сказала Энн, — и
если нас сейчас не выпустят, мы про-
пустим поезд.
— Ладно, если вы не можете выйти че-
рез главные ворота, надо попробовать
другие пути, — ответил Кингсли. —
Дайте-ка, я наведу справки.
Минут десять он провел у телефона;
Вейхарт и музыканты совсем раскипяти-
лись . Наконец он положил трубку.
— Не одни вы здесь сейчас яритесь.
Люди из поселка пытались пройти в де-
ревню, и никого из них не выпустили.
Охрана поставлена вокруг всего поме-
стья. Я думаю, лучше прямо связаться
с Лондоном.
Кингсли набрал номер.
— Хэлло, это сторожевой пост у перед-
них ворот? Да, да, конечно, вы дейст-
вовали в соответствии с приказами на-
чальника полиции. Я это понимаю. Нуж-
но , чтобы вы сделали следующее. Слу-
шайте внимательно. Позвоните по номе-
ру Уайтхолл 9700. Когда вам ответят,
скажите следующие буквы: QUE, а затем
попросите мистера Фрэнсиса Паркинсо-
на, секретаря премьер-министра. Когда
вас соединят с мистером Паркинсоном,
скажите ему, что профессор Кингсли
хочет говорить с ним. Затем соедините
меня с ним. Пожалуйста, повторите
все, что я сказал.
Через несколько минут их соединили.
Кингсли начал:
— Хэлло, Паркинсон. Я вижу, вы за-
хлопнули ловушку... Нет, нет, я не
жалуюсь. Я этого ожидал. Можете ста-
вить сколько угодно охранников вокруг
Нортонстоу, лишь бы их не было внут-
ри. Я вам звоню, чтобы сказать, что
связь с Нортонстоу теперь будет осу-
ществляться по-другому. Мы собираемся
обрезать все провода, ведущие к сто-
рожевым постам. Если вы хотите свя-
заться с нами, используйте радио... У
the guard posts. If you wish to com-
municate with us you must use the ra-
dio link ... If you haven't finished
the transmitter yet, that's your own
affair. You shouldn't insist on the
Home Secretary doing all the wir-
ing. . .
You don't understand? Then you ought
to. If you chaps are competent enough
to run this country at a time of cri-
sis you ought to be competent enough
to build a transmitter, especially
when we've given you the design.
There's one other thing I'd like you
to take careful note of it. If you
won't allow anyone to go out, we
shall allow nobody to come into Nor-
tonstowe. Or on second thoughts you
yourself, Parkinson, may come in if
you please, but you will not be al-
lowed out. That's all."
"But the whole thing's preposterous,"
said Weichart. "Why, it's practically
like being imprisoned. I didn't know
this could happen in England."
"Anything can happen in England," an-
swered Kingsley, "only the reasons
that are given may be somewhat un-
usual . If you want to keep a body of
men and women imprisoned in a country
estate somewhere in England you don't
tell the guards that they are guard-
ing a prison. You tell them that
those inside need protection against
desperate characters who are trying
to break in from outside. Protection
not confinement is the watchword
here."
And indeed the Chief Constable was
under the impression that Nortonstowe
held atomic secrets that would revo-
lutionise the application of nuclear
power to industry. He was also under
the impression that foreign espionage
would do its utmost to prise out
these secrets. He knew that the most
likely leak would be from someone ac-
tually working at Nortonstowe. It was
therefore a simple deduction that the
best form of security would be to
вас ещё не готов передатчик? Ну, это
ваше личное дело. Вовсе незачем на-
стаивать , чтобы министр внутренних
дел вел всю радиосвязь...
Не понимаете? А пора бы. Если ваши
деятели в состоянии управлять страной
во время кризиса, они должны быть в
состоянии изготовить передатчик, осо-
бенно после того, как мы дали вам
схему. Теперь я хочу обратить ваше
внимание вот на что. Если вы не буде-
те никого выпускать, мы не будем ни-
кого впускать в Нортонстоу. Или дру-
гой вариант: вы сами, Паркинсон, мо-
жете приехать, если захотите, но об-
ратно мы вас не выпустим. Вот все,
что я хотел сообщить.
— Но ведь какая нелепость, — сказал
Вейхарт. — В самом деле, выходит, нас
засадили в тюрьму. Вот уж не думал,
что в Англии такое возможно.
— В Англии возможно все, — ответил
Кингсли, — нужно только уметь подоб-
рать подходящую мотивировку. Если вы
захотите запереть группу мужчин и
женщин в загородном поместье в Анг-
лии, не следует говорить страже, что
она охраняет тюрьму. Скажите ей луч-
ше, что те, кого она охраняет, нужда-
ются в защите от преступников, рву-
щихся к ним снаружи. Защита — вот
наилучшее объяснение в данном случае,
а вовсе не тюрьма.
И действительно, начальник полиции
полагал, что в Нортонстоу хранятся
атомные секреты, которые совершат пе-
реворот в области промышленного ис-
пользования ядерной энергии. Он не
сомневался, что иностранная разведка
сделает все возможное, чтобы выведать
эти секреты. Он знал, что, скорее
всего? информация может просочиться
через кого-либо из работников Нортон-
стоу. Отсюда естественно вытекало,
что самый верный способ сохранения
prevent all access to, or egress
from, the place. In this belief he
had been confirmed by the Home Secre-
tary himself. He was even willing to
concede that it might be necessary to
augment his police guard by calling
in the military.
"But what has this, whatever it may
mean, to do with us?" asked Ann Hal-
sey.
"Itfd be easy for me to pretend that
you happened to be here by accident,"
said Kingsley, "but I donft think so.
Youf re here as part of a plan. There
are others here as well. You see
George Fisher, the artist, was com-
missioned by the Government to do
some drawings of Nortonstowe. Then
therefs John McNeil, a young physi-
cian, and Bill Price, the historian,
working on the old library. I think
wef d better try to rope f em all in,
and then I'll explain as best I can."
When Fisher, McNeil, and Price had
been added to their company, Kingsley
gave the assembled non-scientists a
general but fairly detailed account
of the discovery of the Black Cloud,
and of the events that had led up to
the establishment of Nortonstowe.
лл1 can see why this explains the
guards and so forth. But it doesnf t
explain why we1re here. You said it
wasnf t an accident. Why us and not
someone else?" asked Ann Halsey.
ллМу fault," answered Kingsley. "What
I believe to have happened is this.
An address book of mine was found by
Government agents. In that book were
the names of scientists that I con-
sulted about the Black Cloud. What I
presume to have happened is that when
some of my contacts were discovered,
the Government decided to take no
chances. They simply roped in every-
body in the address book. Ifm sorry."
"That was damned careless of you,
секретности — запретить вход в поме-
стье и выход из него. Это решение бы-
ло утверждено самим министром внут-
ренних дел. Последний даже готов был
признать, что, возможно, следует при-
дать в помощь полицейской охране во-
инское подразделение.
— Но я не понимаю, при чем тут мы? —
спросила Энн Холей.
— Я мог бы сделать вид, что вы оказа-
лись здесь случайно, — сказал Кингс-
ли. — Однако на самом деле это не
так. Все делается по плану. Кроме
вас, сюда послали ещё кое-кого. Пра-
вительство поручило художнику Джорджу
Фишеру сделать несколько зарисовок
Нортонстоу. Ещё здесь Джон Мак-Нейл,
молодой врач, и Билл Прайс, историк,
разбирает старую библиотеку. Я думаю,
лучше всего попробовать собрать всех
вместе, и я постараюсь объяснить вам,
в чем дело.
После появления Фишера, Мак-Нейла и
Прайса Кингсли обратился к ненаучной
части населения усадьбы с популярным
и весьма красочным докладом об откры-
тии Черного облака и о событиях, ко-
торые привели к созданию научного
центра в Нортонстоу.
— Теперь ясно, откуда здесь охрана и
прочее. Но это не объясняет, почему
мы оказались здесь. Вы говорите, это
не случайность. Почему же именно мы,
а не кто-нибудь другой? — спросила
Энн Холей.
— Моя вина, — ответил Кингсли. — На-
верное, произошло вот что. Правитель-
ственные агенты обнаружили записную
книжку. Там были фамилии ученых, с
которыми я советовался о Черном обла-
ке. Затем, видимо, правительство ре-
шило, что лучше обезопасить себя пол-
ностью, и они просто собрали здесь
всех, чьи фамилии были у меня в за-
писной книжке. Мне очень неловко пе-
ред вами.
— Вот ваша проклятая беззаботность,
Chris," exclaimed Fisher.
Крис! — воскликнул Фишер.
"Well, frankly Ifve had quite a lot
to worry about during the last six
weeks. And after all your situation
is really pretty good. You've said,
without exception, what a nice place
this is. And when the crisis comes
you've a vastly better chance of sur-
viving than you could possibly have
had otherwise. We shall survive here
if survival is at all possible. So at
root you may think that youf ve been
pretty fortunate."
"This address book business, King-
sley," said McNeil, "doesnft seem to
apply at all in my case. As far as
I'm aware we never met until a few
days ago."
"Incidentally, McNeil, why are you
here, if I may ask?"
"Cock and bull story evidently. Ifve
been concerned with finding a site
for a new sanatorium, and Nortonstowe
was recommended to me. Ministry of
Health suggested I might like to see
the place for myself. But why me I
canf t imagine."
"Perhaps so that we had a doctor on
the spot."
Kingsley got up and walked to the
window. Cloud shadows were chasing
each other across the meadows.
One afternoon in mid-April, Kingsley
returned to the house after a brisk
walk round the Nortonstowe estate, to
find aniseed smoke prevading his
room.
"What the ... !" he exclaimed. "By
all thatfs wonderful, Geoff Marlowe.
If d given up hopes of you getting
here. How did you manage it?"
"By deception and treachery," replied
Marlowe between large mouthfuls of
— Откровенно говоря, за последние
полтора месяца у меня было слишком
много всяческих забот. И в конце кон-
цов нечего вам особенно расстраивать-
ся. Всем вам без исключения здесь по-
нравилось . В то же время у вас здесь
гораздо больше шансов выжить, если
разразится катастрофа, чем в любом
другом месте. Если будет вообще хоть
какая-то возможность уцелеть, то мы
здесь уцелеем. Так что, в сущности,
можете считать, что вам повезло.
— Вся эта история с вашей записной
книжкой, Кингели, не имеет, по-моему,
ни малейшего отношения ко мне, — ска-
зал Мак-Нейл. — Насколько я помню, мы
с вами впервые встретились всего не-
сколько дней назад.
— В самом деле, Мак-Нейл, как вы
здесь оказались, позвольте вас спро-
сить?
— Меня тоже обманули. Я подыскивал
место для санатория, и мне рекомендо-
вали Нортонстоу. Министр здравоохра-
нения предложил мне поехать сюда и
осмотреть все самому. Почему именно
мне — не имею представления.
— Видно, для того, чтобы у нас был
свой доктор.
Кингсли встал и подошел к окну. По
земле неслись, обгоняя друг друга,
тени облаков.
Однажды, в середине апреля, вернув-
шись домой после прогулки, Кингсли
обнаружил, что его комната наполнена
клубами пахнущего анисом дыма.
— Что за...! — воскликнул он. — Кля-
нусь чем угодно, что Джефф Марлоу. Я
уже потерял надежду заполучить вас
сюда. Как вам удалось к нам пролезть?
— С помощью обмана и вероломства, —
ответил Марлоу, набивая рот поджарен-
toast. "Nice place you've got here.
Have some tea?"
"Thanks, itfs very kind of you."
"Not at all. After you left we were
moved down to Palomar, where I was
able to do a certain amount of work.
Then we were all transported into the
desert, with the exception of Emer-
son, who I believe was sent over
here."
"Yes, we've got Emerson, Barnett, and
Weichart. I was rather afraid theyf d
given you the desert treatment.
Thatf s why I cleared out so quickly
as soon as Herrick said he was going
to Washington. Did he get a thick ear
for allowing me to leave the coun-
try?"
"I gather so, but he didn't say much
about it."
"Incidentally, am I right in suppos-
ing that the A.R. was sent over to
your side?"
"Yes, sir! The Astronomer Royal is
Chief British Liaison Officer to the
whole U.S. proj ect."
"Good for him. That111 be exactly up
his alley, I expect. But you havenft
told me how you managed to give the
desert the slip, and why you decided
to leave."
"The why of it is easy. Because of
the way we were organised to death."
Marlowe took a handful of lumps out
of the sugar bowl. He laid one on the
table.
"This is the guy who does the work."
"What do you call him?"
"I donft know that we call him any-
thing in particular."
ным хлебом. — У вас тут очень мило.
Не хотите ли чаю?
— Спасибо, вы очень любезны.
— Не за что. После того, как вы уеха-
ли, мы вернулись в Паломар, и я успел
ещё немного поработать, затем нас от-
правили в пустыню, всех, кроме Эмер-
сона,
сюда.
которого, я полагаю, послали
— Да, у нас тут Эмерсон, Барнет и
Вейхарт. Я так и думал, что вас за-
гнали в пустыню. Потому я и сбежал,
как только Геррик сказал, что собира-
ется в Вашингтон. Здорово ему доста-
лось , когда он дал мне уехать из США?
— Думаю, да, хотя он особенно об этом
не распространялся.
— Кстати, не к вам ли послали Коро-
левского астронома?
— Да, сэр! Королевский астроном —
Главный британский представитель при
американском проекте.
— Тем лучше для него. Мне кажется,
это ему очень подходит. Но вы не рас-
сказали мне, как вам удалось улизнуть
из пустыни и почему вы решили это
сделать?
— Почему — объяснить легко. Потому
что там все было до смерти заоргани-
зовано .
Марлоу взял несколько кусочков сахара
из сахарницы и положил один из них на
стол.
— Вот парень, который делает дело.
— Как вы его называете?
— Кажется, у нас нет для него никако-
го общепринятого названия.
"We call him a лЬос1/ over here."
— Мы здесь называем его "роб".
ЛЛА лЬос1'?"
"That's right. Short for Abody' ."
"Well, even though we donf t call him
a Abod' , hefs a Abod' all right/'
went on Marlowe. лл1п fact hefs a hell
of a Abod' , as youf 11 soon see. "
Next he laid down a row of sugar
lumps.
"Above the лЬос1/ comes his Section
Leader. In view of my seniority Ifm a
Section Leader. Then comes the Deputy
Director. Herrick became a Deputy Di-
rector in spite of his being in the
dog-house. Then heref s our old friend
the Director himself. Above him comes
the Assistant Controller, then who
else but the Controller? They1re the
military of course. Next comes the
Project Co-ordinator. Hefs a politi-
cian. And so by degrees we come to
the Presidents Deputy. After that I
suppose comes the President, although
I canf t be sure because I never got
as high as that."
"You didnft like it, I suppose?"
"No, sir, I didnf t," continued Mar-
lowe as he crunched another piece of
toast. "I was too near the bottom of
the hierarchy to like it. Besides I
could never find out what was going
on outside my own section. The policy
was to keep everything in watertight
compartments. In the interests of se-
curity, they said, but more likely in
the interests of inefficiency, I
think. Well, I didnft like it as you
can imagine. It isnft my way of going
about a problem. So I started agitat-
ing for a transfer, a transfer to
this show over here. I had an idea
that things would be done a lot bet-
ter here. And I see they are," he
added, as he took up another piece of
toast.
— "Роб"?
— Да, сокращенное от "робот".
— Ну, что же, пусть будет "роб", хоть
мы его так и не называем, — продолжал
Марлоу. — Как вы скоро увидите, это
роб что надо.
Затем он выложил в ряд остальные ку-
сочки .
— Над робом стоит начальник отдела. Я
как раз и есть начальник отдела. За-
тем идет заместитель директора — у
нас им стал Геррик, хотя его кабинет
не больше собачьей конуры. Далее наш
друг — сам директор. Над ним — помощ-
ник инспектора, потом, естественно,
сам инспектор. Они, конечно, военные.
Потом идет руководитель проекта. Этот
уже из политиков. Так, шах1 за шагом,
мы доходим до заместителя президента.
Потом, я полагаю, идет президент, хо-
тя тут я не совсем уверен, никогда не
забирался так высоко.
— Думаю, вам все это не очень-то по
нраву?
— Нет, сэр, — продолжал Марлоу, с
хрустом жуя кусок поджаренного хлеба.
— Я был на слишком низкой ступеньке
этой лестницы, чтобы мне могла нра-
виться вся система. Кроме того, я ни-
когда не мог узнать, что происходит
вне моего отдела. Все было устроено
так, чтобы держать нас совершенно
изолированными друг от друга. В инте-
ресах безопасности, говорят они, но,
я думаю, точнее было бы сказать в ин-
тересах волокиты. Так вот, мне это не
нравилось, как легко понять. Такая
организация дела не по мне. Поэтому я
начал приставать, чтобы меня перевели
сюда для участия в вашем спектакле. Я
думал, здесь все делается много луч-
ше. И я вижу, это так и есть, — доба-
вил он, взяв ещё один ломтик поджа-
ренного хлеба.
"Besides I suddenly got a longing for
a sight of green grass. When that
comes on you it isnft to be denied."
"This is all very well, Geoff, but it
doesnft explain how you prised your-
self loose from this formidable or-
ganisation. "
"Pure luck," answered Marlowe. "The
people over in Washington got the
idea that maybe you people werenf t
telling everything you knew. And as
If d let it be known that If d welcome
a transfer, I was sent over here as a
spy. Thatfs where the treachery comes
in."
"You mean youf re supposed to report
on anything we may be concealing?"
"Thatfs exactly the situation. And
now that you know why If m here, am I
to be allowed to stay or are you go-
ing to throw me out?"
"Itfs the rule here that everyone who
comes into Nortonstowe stays. We
donf t let anyone out."
"Then it111 be all right if Mary
comes along? Shef s been doing some
shopping in London. But shef11 be
right along sometime tomorrow."
"That111 be fine. This is a big
place. We've got plenty of room. We
shall be glad to have Mrs. Marlowe
here. Frankly, there's an awful lot
of work to be done, and far too few
people to do it."
"And maybe occasionally I might send
a crumb of information to Washington,
just to keep them happy?"
"You can tell f em anything you like.
I find the more I tell the politi-
cians the more depressed they get. So
itfs our policy to tell 'em every-
thing. There's no secrecy at all
— Кроме того, меня внезапно охватило
страстное желание взглянуть на зеле-
ную травку. Когда такое находит, ни-
чего с собой уже не поделаешь.
— Отлично, Джефф, но как же всё-таки
вы сумели вырваться из этого кошмар-
ного заведения?
— Просто повезло, — ответил Марлоу. —
Начальству в Вашингтоне пришла в го-
лову мысль — а вдруг вы тут знаете
больше, чем говорите. И так как они
были уверены, что я с радостью согла-
шусь на перевод, меня послали сюда в
качестве шпиона. Я же говорил вам —
попал сюда благодаря вероломству.
— То есть предполагается, что вы бу-
дете докладывать обо всем, что мы
тут, возможно, скрываем?
— Вот именно. Ну, и теперь, когда вы
знаете, почему я здесь, разрешите вы
мне остаться или выкинете вон?
— Всякий, кто попадает в Нортонстоу,
остается здесь — такой у нас порядок.
Мы никого не выпускаем.
— Значит, Мери тоже можно приехать?
Она делает в Лондоне кое-какие покуп-
ки , но уж завтра обязательно приедет.
— Вот и прекрасно. Дом тут большой,
места много. Мы будем рады принять
миссис Марлоу. Откровенно говоря, у
нас полно работы и почти некому её
делать.
— Может быть, мне всё-таки посылать
время от времени в Вашингтон какие-
нибудь крохи информации? Чтобы доста-
вить им удовольствие.
— Вы можете им говорить, что угодно.
Я пришел к выводу: чем больше скажешь
политикам, тем больше они расстраива-
ются. Поэтому мы решили сообщать им
обо всем. Вообще у нас тут нет ника-
here. You can send anything you wish
on the direct radio link to Washing-
ton. We got it working about a week
ago. "
лл1п that case maybe youfd give me an
outline of what's been happening at
this end. Personally, Ifm very little
wiser than on the day we talked out
in the Mohave Desert. I have done a
bit, but it isnft optical work we
need just now. By the fall we could
get something. But this is a business
for the radio boys, as I think we
agreed."
"We did. And I stirred up John Marl-
borough as soon as I got back to Cam-
bridge in January. It took some per-
suasion to start him on the job, be-
cause I didnf t tell him the real rea-
son to begin with — although he knows
now of course. Well, we got out a
temperature for the Cloud. Itfs a
little above two hundred degrees, two
hundred degrees absolute of course."
"Thatfs pretty good. About what wefd
hoped for. A bit cold, but possible."
"Itfs really better than it sounds.
Because, as the Cloud approaches the
Sun, internal motions must develop
inside it. My first calculations
showed that the resulting rise of
temperature might be somewhere be-
tween fifty and a hundred per cent,
making in total a temperature some-
where around freezing point. So it
looked as if we might be in for a
frosty spell and nothing more."
"Couldn't be better."
кой секретности. Вы можете посылать
все, что захотите, по прямой радиоли-
нии в Вашингтон. Мы наладили связь
как раз с неделю назад.
— В таком случае, может быть, вы рас-
скажете мне в общих чертах о положе-
нии дел. Ведь я в сущности знаю почти
столько же, сколько в день нашего
разговора в пустыне Мохаве. За это
время я кое-что сделал, но ведь сей-
час нам нужны не оптические наблюде-
ния. К осени мы сумеем что-нибудь вы-
яснить, но мы уже договорились — это
дело радиоастрономов.
— Да, я помню. И я растолкал Джона
Мальборо, как только вернулся в Кем-
бридж в январе. Пришлось порядком по-
трудиться, чтобы убедить его начать
работу, ведь сначала я не говорил
ему, зачем это в действительности
нужно — хотя теперь он, конечно, все
знает. Так вот, мы узнали температуру
облака. Она несколько больше ста два-
дцати градусов, градусов Кельвина,
конечно.
— Что же, это довольно хорошо. Почти
так, как мы надеялись. Немного холод-
новато , но терпимо.
— На самом деле, это ещё лучше, чем
кажется на первый взгляд. Ведь когда
Облако приблизится к Солнцу, в нем
должно начаться внутреннее движение.
Согласно моим первым расчетам, это
приведет к увеличению температуры на
пятьдесят — сто процентов, в резуль-
тате чего температура станет немногим
ниже нуля по Цельсию. Выходит, что
некоторое время будет стоять морозная
погода, и только.
— Лучше и быть не может.
— По-моему, тоже. <...>
"That's what I thought at the time.
But Ifm not really an expert in gas
dynamics, so I wrote off to Alexan-
drov."
ллМу God, you were taking a chance in
writing to Moscow."
лл1 donft think so. The problem could
be put in a purely academic form. And
theref s nobody better suited to
tackle it than Alexandrov. In any
case it led to us getting him here.
He regards this as the best concen-
tration camp in the world."
лл1 see there fs still a lot that I
donf t know. Go on."
"At this time, still in January, I
was feeling pretty clever. So I de-
cided to take the political authori-
ties for a really rough trip. I per-
ceived that two things the politi-
cians must have at all costs — scien-
tific information and secrecy. I de-
termined to give both to them, on my
own conditions — the conditions you
see around you here at Nortonstowe."
лл1 see, a pleasant place to live in,
no military to badger you, no se-
crecy. And how was the team re-
cruited?"
"Simply by indiscretions in the right
quarters, like the letter to Alexan-
drov. What could be more natural than
that everyone should be brought here
who might have learned anything from
me? I did play one dirty trick, and
it still lies on my conscience.
Sooner or later you will meet a
charming girl who plays the piano ex-
tremely well. You will meet an art-
ist, an historian, other musicians.
It seemed to me that incarceration at
Nortonstowe for over a year would be
quite intolerable if there were only
scientists here. So I arranged the
appropriate indiscretions. Donf t
breath a word of this, Geoff. In the
circumstances I think perhaps I was
justified. But itfs better they
shouldnf t know that I was deliber-
ately responsible for their being
sent here. What the eye doesnft see,
the heart doesnf t grieve over."
"And what about that cave you were
talking about when we were in the Mo-
have? I suppose you've got that all
— Продолжайте.
— В то время, ещё в январе, я думал,
что всех, кого хочешь, проведу. По-
этому я решил попробовать обмануть
власти. Я исходил из того, что поли-
тикам нужны во что бы то ни стало две
вещи: научная информация и секрет-
ность . Я решил обеспечить им и то и
другое, но на моих собственных усло-
виях — на каких условиях, вы видите
сами здесь, в Нортонстоу.
— Да уж вижу: местечко отличное, ни-
какие военные вас не изводят, никакой
секретности. А как вы набирали персо-
нал?
— С помощью преднамеренных неосторож-
ностей, как, например? заказные пись-
ма <...>. Ведь совершенно естествен-
но, что сюда доставляли каждого, кто
мог знать что-либо от меня. При этом
я сыграл одну нехорошую шутку. Это уж
на моей совести. Вы тут встретите од-
ну очаровательную девушку, она вели-
колепно играет на рояле. Кроме нее,
вы встретите других музыкантов, а
также художника и историка. Мне каза-
лось , что если тут будут одни ученые,
то заточение в Нортонстоу на год ста-
нет совершенно невыносимо. Поэтому я
устроил подходящую неосторожность — и
они оказались здесь. Только смотрите,
не проболтайтесь, Джефф. Я думаю, об-
стоятельства в какой-то степени меня
оправдывают, но всё-таки лучше пусть
они не знают, что я сознательно их
сюда заманил. Не будут знать, не бу-
дут и сердиться.
— А как насчет пещеры, о которой вы
говорили прошлый раз? В этом вопросе,
я полагаю, вы тоже все уже уладили?
lined up too . "
"Of course. You probably havenf t seen
it, but over there — just below that
hillock — we've got a vast quantity
of earth-moving machinery at work."
"Who looks after it?"
"The chaps that live down on the new
housing estate."
"And who runs the house here, cooks
the food and so on?"
"The women from the new estate, and
the girls do the secretarial work."
"What happens to them when things
get, tough?"
"They come into the shelter, of
course. It means that the shelter has
to be far bigger than I originally
intended. Thatf s why we f ve started
work on it so early."
"Well, Chris, it seems to me as if
youf ve arranged a pretty smooth trip
for yourself. But I donf t see where
the politicians are getting their
rough ride. After all they've got us
boxed in here, and by what you told
me a while ago they're getting all
the information you can give f em. So
things look pretty smooth for them
too. "
"Let me put it to you as I saw it in
January and February. In February I
planned to take over the control of
world affairs."
Marlowe laughed.
"Oh, I know it sounds ridiculously
melodramatic. But I'm being serious.
And Ifm not suffering from megaloma-
nia either. At least I donft think I
am. It was only to be for a month or
two, after which I would retire
gracefully back to scientific work.
Ifm not the stuff dictators are made
— Конечно. Вы, вероятно, не видели
её; это здесь недалеко, пониже холма.
Там у нас работает много землеройных
машин.
— Кто же этим занимается?
— Парни из нового поселка.
— А кто убирает тут в доме, готовит
еду и так далее?
— Женщины из того же поселка; секре-
таршами работают тоже здешние девуш-
ки.
— Что же с ними будет, когда заварит-
ся каша?
— Они тоже укроются в убежище, конеч-
но . Поэтому пещеру придется делать
гораздо больше, чем первоначально
предполагалось. Вот почему мы начали
работы так рано.
— Ну, что же, Крис, я вижу, вы непло-
хо устроились. Но я не понимаю, поче-
му вы считаете, что обманули полити-
ков . В конце концов, им удалось за-
гнать вас сюда, и, насколько я вас
понял, они получают всю информацию,
какую только вы можете им дать. Выхо-
дит , и они устроились совсем неплохо.
— Давайте, я расскажу вам, как мне
все представлялось в январе и февра-
ле . В феврале я думал взять под свой
контроль все мировые события.
Марлоу засмеялся.
—О, я знаю, это звучит до смешного
мелодраматично. Но я говорю серьезно.
И я не страдаю манией величия, во
всяком случае, так мне кажется. Это
только на один-два месяца, а потом я
великодушно отказался бы от своей
власти и вернулся бы к научной рабо-
те . Я не из тех, из кого получаются
of. Ifm only really comfortable as an
underdog. But this was a heaven-sent
opportunity for the underdog to take
a great big bite out of those who
were hoofing him around."
"Living in this mansion you certainly
look pretty much the underdog," said
Marlowe, settling down to his pipe
and still laughing.
ЛЛА11 this had to be fought for. Oth-
erwise wefd have had the same sort of
set-up that you objected to. Let me
talk a bit of philosophy and sociol-
ogy.
Has it ever occurred to you, Geoff,
that in spite of all the changes
wrought by science — by our control
over inanimate energy, that is to say
— we still preserve the same old so-
cial order of precedence? Politicians
at the top, then the military, and
the real brains at the bottom.
Theref s no difference between this
set-up and that of Ancient Rome, or
of the first civilisations in Mesopo-
tamia for that matter. We f re living
in a society that contains a mon-
strous contradiction, modern in its
technology but archaic in its social
organisation. For years the politi-
cians have been squawking about the
need for more trained scientists,
more engineers and so forth. What
they donft seem to realise is that
there are only a limited number of
fools."
лл Fools?"
"Yes, people like you and me, Geoff.
Wef re the fools. We do the thinking
for an archaic crowd of nitwits and
allow ourselves to be pushed around
by f em into the bargain."
"Scientists of the world unite! Is
that the idea?"
"Not exactly. It isnft just a case of
scientists versus the rest. The mat-
ter goes deeper. Itfs a clash between
диктаторы. Я чувствую себя по-
настоящему хорошо, только когда я
мелкая сошка. Но это уж дар небес,
что мелкой сошке удалось урвать такой
кусок у власть имущих.
— В этом поместье вы как раз похожи
на мелкую сошку, — сказал Марлоу со
смехом, принимаясь за свою трубку.
— За все это пришлось бороться. Иначе
мы получили бы организацию вроде той,
на которую вы так гневаетесь. Разре-
шите, я коснусь немного философии и
социологии.
Приходило вам когда-нибудь в голову,
Джефф, что, несмотря на все измене-
ния, которые внесла наука в жизнь об-
щества, такие, скажем, как освоение
новых видов энергии, древняя общест-
венная структура остается неизменной?
Наверху политики, затем — военные, а
действительно умные люди — внизу. В
этом отношении нет никакой разницы
между нами, древним Римом и ранними
цивилизациями Месопотамии. Мы живем в
обществе с нелепыми противоречиями,
современном в области техники, но ар-
хаичном по своей социальной организа-
ции. Годами политики сетуют на не-
хватку квалифицированных ученых, ин-
женеров и так далее. Они, кажется,
никак не могут понять, что дураков
существует весьма ограниченное коли-
чество .
— Дураков?
— Да, людей вроде нас с вами, Джефф.
Мы дураки. Мы предоставляем свои мыс-
лительные способности в распоряжение
толпы ничтожеств; допускаем, что они
вовлекают нас в свои сделки.
— Ученые всех стран, соединяйтесь!
Такова ваша мысль?
— Не совсем. Ученые против остальных
— это не совсем то. Суть дела глубже.
Это столкновение между двумя совер-
two totally different modes of think-
ing. Society today is based in its
technology on thinking in terms of
numbers. In its social organisation,
on the other hand, it is based on
thinking in terms of words. Itfs here
that the real clash lies, between the
literary mind and the mathematical
mind. You ought to meet the Home Sec-
retary. Youfd see straight away what
I mean."
"And you had an idea for altering all
this?"
лл1 had an idea for striking a blow
for the mathematical mind. But Ifm
not sufficient of an ass to imagine
that anything I could do would be of
decisive importance. With luck I
thought I might be able to provide a
good example, a sort of locus classi-
cus, to quote the literary boys, for
how we ought to set about twisting
the tails of the politicians."
ллМу God, Chris, you talk about num-
bers and words, but I never knew a
man who used so many words. Can you
explain what youf re up to in simple
terms?"
ллВу that I suppose you mean in terms
of numbers.
Well, If11 try. Letf s assume that
survival is possible when the Cloud
gets here. Although I say survival,
itfs pretty certain that the condi-
tions won't be pleasant. We shall ei-
ther be freezing or sweltering. Itfs
obviously extremely unlikely that
people will be able to move about in
a normal way. The most we can hope
for is that by staying put, by dig-
ging our caves or cellars and staying
in them, we shall be able to hang on.
In other words all normal travel of
people from place to place will
cease. So communication and the con-
trol of human affairs must come to
depend on electrical information. The
signalling will have to go by radio."
шенно различными формами мышления.
Современное общество зиждется в об-
ласти техники на математическом мыш-
лении. С другой стороны, по своей со-
циальной организации оно основано на
мышлении, облеченном в слова. Кон-
фликт возникает, таким образом, между
мышлением словесным и математическим.
Вам нужно бы встретиться с министром
внутренних дел. Вы бы тогда увидели,
о чем я говорю.
— И вы представляете себе, как все
это изменить?
— Я представляю себе, как помочь ма-
тематическому мышлению. Но я не такой
осел, чтобы воображать, будто какие-
либо мои действия могут иметь важное
значение. Я думал, в случае удачи я
смогу показать хороший пример того,
как накручивать политикам хвосты.
— Боже мой, Крис, вы говорите о чис-
лах и словах, но я никогда не видел
человека, который употребляет столько
слов. Можете вы попросту объяснить,
что вы замыслили?
— Говоря "попросту", что вы подразу-
меваете "с помощью чисел"?
— Что же, попробую объяснить. Предпо-
ложим, что когда Облако окажется
здесь, мы сможем уцелеть. Все равно,
конечно, условия жизни будут отнюдь
не из приятных. Мы будем либо мерз-
нуть , либо задыхаться от жары. Крайне
маловероятно, что у людей при этом
сохранится возможность нормального
передвижения. Самое большее, на что
можно надеяться, — это пещеры и под-
валы, спрятавшись, мы как-нибудь про-
держимся. Другими словами, всякое
нормальное передвижение из одного
места в другое будет прекращено. По-
этому вся связь и человеческая дея-
тельность будут целиком зависеть от
радио.
"You mean that coherence in society —
coherence so that we donft split up
into a whole lot of disconnected in-
dividuals — will depend on radio com-
munications ? "
"Thatfs right. There111 be no newspa-
pers, because the newspaper staffs
will be in shelter."
"Is this where you come in, Chris? Is
Nortonstowe going to become a pirate
radio station? Oh boy, where are my
false whiskers!"
"Now listen. When radio communication
becomes of overriding importance,
problems of quantity of information
will become vital. Control will
gradually pass to those people with
the ability to handle the greatest
volume of information, and I planned
that Nortonstowe would be able to
handle at least a hundred times as
much as all other transmitters on the
Earth put together."
"This is fantasy, Chris! How about
power supplies for one thing?"
"Wef ve got our own diesel generators,
and plenty of fuel."
"But surely you canf t generate the
tremendous amount of power that would
be needed?"
"We donf t need a tremendous amount of
power. I didnf t say we would have a
hundred times the power of all other
transmitters put together. I said we
would have a hundred times the infor-
mation-carrying capacity, which is
quite a different thing. We shanft be
transmitting programmes to individual
people. We shall be transmitting on
quite low power to governments all
over the world. We shall become a
sort of international information
clearing-house. Governments will pass
messages one to another through us.
In short we shall become the nerve
— Вы говорите, что согласованность
общества — та согласованность, благо-
даря которой оно не распадается на
множество разобщенных индивидуумов,
будет зависеть от радиосвязи?
— Совершенно верно. Газет не будет,
так как все газетчики попрячутся.
— И тут появляетесь вы, Крис? Вы со-
бираетесь устроить в Нортонстоу пи-
ратскую радиостанцию? Ух, ты! Где моя
накладная борода?
— Подождите. Когда радиосвязь приоб-
ретет такое громадное значение, жиз-
ненно важной станет проблема количе-
ства информации. Власть постепенно
перейдет к людям, у которых будет
возможность управлять наибольшими по-
токами информации. Согласно моим пла-
нам, Нортонстоу будет в состоянии
оперировать количеством информации,
по крайней мере, в сто раз большим,
чем все остальные радиопередатчики на
Земле, вместе взятые.
— Но это же немыслимо, Крис! Откуда
вы, например, возьмете столько энер-
гии?
— У нас есть собственный дизельный
генератор и большой запас топлива.
— Но вы не в состоянии будете произ-
водить то колоссальное количество
энергии, которое вам понадобится.
— А нам не нужно колоссальное количе-
ство энергии. Я не говорю, что у нас
будет в сто раз большая мощность, чем
у всех других передатчиков, вместе
взятых. Я сказал, что мы будем пере-
давать в сто раз больше информации, а
это отнюдь не то же самое. Мы не бу-
дем передавать программы для отдель-
ных людей. Мы будем вести передачи на
очень малой мощности для правительств
всего мира. Мы станем как бы междуна-
родным центром по обмену информацией.
Правительства будут сообщаться друг с
другом через нас. Вскоре мы станем
нервным центром всемирной связи и
centre of world communication, and
that is the sense in which we shall
control world affairs. If that seems
a bit of an anti-climax after my
build-up, well, remember Ifm not a
melodramatic sort of person."
лл1!т coming to realise that. But how
on earth do you propose to equip
yourself with this information-
carrying capacity?"
"Let me give you the theory of it
first. Itfs quite well known really.
The reason it hasnft been put into
operation already is partly inertia,
vested interest in existing equip-
ment, and partly inconvenience — all
messages have to be recorded before
transmission. "
Kingsley settled himself comfortably
in an armchair.
"As of course you know, instead of
transmitting radio waves continu-
ously, as is usual done, its possible
to transmit in bursts, in pulses.
Let's suppose that we can transmit
three sorts of pulses: a short pulse,
a medium pulse, and a long pulse. In
practice the long pulse might last
for perhaps twice the duration of the
short pulse, and the medium pulse
might be one and a half times as
long. With a transmitter working in
the range seven to ten metres — the
usual range for long distance work —
and with the usual band width, it
should be possible to transmit about
ten thousand pulses per second. The
three sorts of pulses could be ar-
ranged in any assigned order — ten
thousand of 'em per second. Now sup-
pose we use the medium pulses for in-
dicating the ends of letters, words,
and sentences. One medium pulse indi-
cates the end of a letter, two medium
pulses following each other indicate
the end of a word, and three follow-
ing each other indicate the end of a
sentence. This leaves the long and
the short pulses for transmitting
именно в этом смысле будем контроли-
ровать мировые события. Наверное, по-
сле моего вступления вы ожидали чего-
нибудь более потрясающего, но я не
склонен к мелодраматическим эффектам.
— Да, вижу. Но каким же образом вы
предполагаете обеспечить передачу та-
кого количества информации?
— Давайте, я сначала изложу вам тео-
рию. На самом деле все это хорошо из-
вестные вещи. Причины, по которым они
до сих пор не применялись, — частично
инертность, капиталовложения в уже
существующее оборудование, а частично
некоторые неудобства: все программы
записываются на магнитную ленту, а
потом передаются в эфир.
Кингсли уселся в кресле поудобнее.
— Конечно, вы знаете, что вместо то-
го, чтобы передавать радиоволны не-
прерывно, как это обычно делается, их
можно передавать прерывисто, импуль-
сами. Предположим, что мы можем пере-
давать три сорта импульсов: короткие,
средние и длинные. Практически длин-
ный импульс может быть, вероятно,
вдвое больше по продолжительности,
чем короткий, а средний — соответст-
венно в полтора раза больше. С помо-
щью передатчика, работающего в диапа-
зоне от семи до десяти метров — обыч-
ный диапазон при дальней радиосвязи,
— при обычной ширине интервала частот
можно было бы передавать около десяти
тысяч импульсов в секунду. При этом
три вида импульсов могут быть распо-
ложены в любом заданном порядке, и
таких импульсов будет десять тысяч в
секунду. Теперь предположим, что мы
используем средние импульсы для обо-
значения конца каждой буквы, слова и
предложения. Один средний импульс
обозначает конец буквы, два средних
импульса, следующих друг за другом —
конец слова, три средних импульса
подряд — конец предложения. Для пере-
дачи букв остаются длинный и короткий
letters. Suppose, for instance, we
elect to use the Morse code. Then at
an average about three pulses are
needed per letter. Reckoning on an
average of five letters to a word,
this means that about fifteen of the
long and short pulses are required
per word. Or, if we include the me-
dium pulses for marking the letters,
about twenty pulses are required per
word. So at a rate of ten thousand
pulses per second this gives a trans-
mission rate of about five hundred
words per second, compared with a
normal transmitter which handles less
than three words per second. So we
should be at least a hundred times
faster."
"Five hundred words per second. My
God, what a gabble!"
"Actually we will probably broaden
our band width so that we can send
upwards of a million pulses per sec-
ond. We reckon that a hundred thou-
sand words a second might be possi-
ble. The limitation lies in the com-
pression and expansion of messages.
Obviously no one can talk at a hun-
dred thousand words per second, not
even the politicians, thank goodness.
So messages will have to be recorded
on magnetic tape. The tape will then
be scanned electronically at high
speed. But therefs a limit to the
speed of the scanning, at any rate
with our present equipment."
"Isnft there one big snag in all
this? Whatfs to stop the various gov-
ernments throughout the world from
building the same sort of equipment?"
"Stupidity and inertia. As usual
nothing will be done until the crisis
is on us. My one fear is that the
politicians will be so lethargic that
they won't get single transmitters
and receivers built, let alone whole
batteries of stuff. We1re pushing
them as hard as we can. For one thing
they want information from us, and
we've refused to provide this except
импульсы. При этом можно использо-
вать, например, азбуку Морзе. Тогда в
среднем на каждую букву понадобится
около трех импульсов. Положив в сред-
нем по пять букв на каждое слово, по-
лучим, что для передачи одного слова
нужно около пятнадцати длинных и ко-
ротких импульсов. Если учесть ещё
средние импульсы, обозначающие концы
букв, получим около двадцати импуль-
сов на каждое слово. При скорости в
десять тысяч импульсов в секунду это
дает скорость передачи порядка пяти-
сот слов в секунду, в то время как
при обычных радиопередачах скорость
не достигает и трех слов в секунду.
Итак, выигрыш в скорости, по крайней
мере, в сто раз.
— Пятьсот слов в секунду. Боже мой,
вот это скороговорка!
— В действительности мы, вероятно,
расширим интервал частот и сможем по-
сылать более миллиона импульсов в се-
кунду. Мы полагаем, что можно переда-
вать сто тысяч слов в секунду. Огра-
ничения возникают только из-за необ-
ходимости предварительной обработки.
Очевидно, никому не под силу произне-
сти сто тысяч слов в секунду; даже, —
слава тебе, господи! — политикам. По-
этому программы придется записывать
на магнитную ленту и затем считывать
с огромной скоростью на специальном
магнитофоне. Однако скорость считыва-
ния при современном оборудовании ог-
раничена .
— Может быть, тут всё-таки дело не
так просто? Что помешало правительст-
вам обзавестись таким оборудованием?
— Тупость и инертность. Как обычно —
ничего не делается, пока не наступает
кризис. Единственное, чего я опаса-
юсь , это, что политики со своей апа-
тией не удосужатся изготовить даже по
одному экземпляру приемника и пере-
датчика, не говоря уже о целых радио-
станциях. Мы нажимаем на них, как мо-
жем. Они ведь хотят получать от нас
информацию, и мы отказываемся переда-
by radio link. Another thing is that
the whole ionisphere may get altered
so that shorter wave-lengths have to
be used. We1re preparing here to go
as short as one centimetre. This is a
point that we1re constantly warning
'em about, but they're devilishly
slow, slow in action and slow in
wit."
"Who here, by the way, is doing all
this?"
"The radio astronomers. You probably
know that a whole crowd came in from
Manchester, Cambridge, and Sydney.
There were more than enough for doing
the radio astronomy so that they were
jumping on each others1 heels. That
was until they locked us in. Every-
body got mad, the silly asses — as if
it wasn't obvious we should be locked
up. Then I pointed out, with my usual
tact, that anger wouldn't help us,
that the obvious thing to do was to
lick the pants off the politicians by
converting some of our radio astron-
omy stuff into communication equip-
ment. It was, of course, discovered
that we had far more electronic
equipment than was necessary for ra-
dio astronomy purposes. So we soon
had a veritable army of communication
engineers at work. Already we could
swamp the B.B.C. in the amount of in-
formation we could transmit, if we
were so minded."
"You know, Kingsley, I'm still be-
mused by this pulse business. It
still seems to me incredible that our
broadcasting systems should go on
pumping out two or three words a sec-
ond, when they might be sending five
hundred."
"That's a very easy one, Geoff. The
human mouth transmits information at
some two words per second. The human
ear can only receive information at
rates less than about three words per
second. The great brains that control
our destinies therefore design their
вать её иначе, чем по радио. Но тут
есть ещё одна трудность: в ионосфере
могут произойти такие изменения, что
станет необходимо перейти на более
короткие волны. Мы здесь готовим обо-
рудование для работы на волнах до од-
ного сантиметра и все время предупре-
ждаем их об этом. Но ведь они дья-
вольски медлительны и еле-еле повора-
чиваются .
— Да, кстати, кто здесь всем этим за-
нимается?
— Радиоастрономы. Вы, вероятно, знае-
те, что у нас тут их собралась целая
орава из Манчестера, Кембриджа и Сид-
нея. Их стало слишком много, и они
наступали друг другу на пятки. Так
было, пока нас не заперли на замок.
Эти ослы чуть не спятили от злости,
словно не было ясно с самого начала,
что мы окажемся за решеткой. Тогда я
разъяснил им с присущим мне тактом,
что единственное, что мы можем сде-
лать , это причинить политикам как
можно больше неприятностей, для чего
часть радиоастрономов должна заняться
вопросами радиосвязи. Выяснилось, что
у нас имелось, конечно, гораздо боль-
ше всякого электронного оборудования,
чем нужно для радио-астрономических
целей. Итак, скоро у нас уже работала
целая армия радиоинженеров. И если бы
мы захотели, то могли бы переплюнуть
даже Би-би-си по количеству переда-
ваемой информации.
— Знаете, Кингсли, я совершенно оше-
ломлен тем, что вы мне рассказали об
этом импульсном методе. Я никак не
могу поверить, что наши радиостанции
посылают всего два-три слова в секун-
ду, когда они могли бы передавать
пятьсот.
— Но ведь это очень просто, Джефф.
Человеческий рот может произносить
около двух слов в секунду. Человече-
ское ухо способно воспринимать инфор-
мацию лишь со скоростью менее трех
слов в секунду. Великие умы, которые
вершат нашими судьбами, решили, что
electronic equipment to comply with
these limitations even though elec-
tronically no such limitation exists.
Donf t I keep telling everyone that
our whole social system is archaic,
with the real knowledge at the bottom
and a whole crowd of hobbledehoys at
the top?"
"Which makes a very fine exit line,"
laughed Marlowe. "Speaking for my-
self, Ifve got a feeling that you1re
in danger of oversimplifying things
just a tiny bit!"
электронное оборудование также должно
быть сконструировано в соответствии с
этими ограничениями, хотя с точки
зрения электроники таких ограничений
не существует. Ведь я же все время
говорю — наша социальная система ар-
хаична, люди знающие находятся внизу,
а на вершине — толпа недоумков.
— Мне кажется, — засмеялся Марлоу, —
вы всё-таки слишком упрощаете дейст-
вительное положение вещей.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
Литпортал
ЧЕЛОВЕК С ЖЕЛТОЙ КАРТОЧКОЙ1
Паоло Бачигалупи
Блеск мачете, горящий склад. Пылают коробки с джутом, тамариндом и сжатыми
пружинами. Всюду эти люди: зеленые повязки на головах, окровавленные лезвия,
яростные лозунги... Их крики эхом разлетаются над улицами. Первый Сын убит. Те-
лефон жены не отвечает. Лица дочерей... Превращены в кашу, похожи на лопнувшие
гнилые плоды.
Пожар усиливается. Отовсюду валит черный дым. Тран бежит по складским поме-
щениям, мимо офисов, мимо тиковых корпусов вычислительных машин с ножными
приводами, мимо груд пепла, оставшихся от сожженных документов с именами тех,
кто субсидировал «Три-Просперитис».
Легкие едва справляются с жаром и дымом. Ворвавшись в собственный офис,
Тран бросается к решетчатым жалюзи, дрожащими руками нащупывает медные за-
движки. Склад горит, за спиной — толпа смуглых людей уже ломится в двери,
размахивая липкими от крови мачете... Он просыпается, тяжело дыша.
Входит в цикл «Заводная» - Домашняя лаборатория №11-12 за 2015 г. и №1 за 2016 г.
Жесткий угол ступени давит в спину. На лице — чья-то липкая, потная нога.
Тран скидывает ее. Влажная от жары кожа блестит в темноте — только так и раз-
личишь шевелящиеся вокруг тела. Они толкаются, пускают газы, охают, перевора-
чиваются с одного бока на другой... Плоть к плоти, кость к кости. Живые и заду-
шенные жарой. Вповалку.
Кто-то кашляет и харкает мокротой рядом с лицом Трана. Тело его слиплось с
чужими — голыми и потными. Он изо всех сил сопротивляется клаустрофобии. Лежи
спокойно, дыши глубже, забудь о жаре. И пусть разум в смятении — ты выжил по-
среди духоты и мрака.
Он не смыкает глаз, пока другие спят. В нем еще теплится жизнь, тогда как
остальные уже подобны мертвецам. Он принуждает себя лежать тихо и слушать.
Сигналы велосипедных звонков. Внизу, далеко, за тысячи тел отсюда, на рас-
стоянии в целую жизнь... Кто-то едет на велосипеде и сигналит. Значит, надо по-
торапливаться. Тран высвобождается из-под массы переплетенной человеческой
плоти, вытягивает за собой тряпичный мешок со всем своим скарбом. Похоже, он
опаздывает. А ведь именно сегодня этого нельзя делать. Закинув рюкзак на ко-
стлявое плечо, он начинает спускаться по лестнице, ищет путь в каскаде спящих
тел... Переставляет ноги между семьями, любовниками, скрюченными голодными по-
лупризраками, желающими ему оступиться и сломать себе шею... Шаг — на ощупь,
шаг — на ощупь.
Вслед несутся проклятия. На лестничной площадке, среди счастливчиков, спя-
щих в горизонтальном положении, Тран переводит дух и снова пускается «вброд».
Ниже, ниже, минуя повороты, по ковру из тел соотечественников... Шаг — на
ощупь, шаг — на ощупь. Еще поворот. Внизу — серый просвет. Свежий воздух уже
ласкает лицо. Свалка безымянной плоти редеет, теперь можно разглядеть, что
это мужчины и женщины растянулись на глухой лестнице; их подушки — грязный
бетон. Серый свет становится золотым. Велосипедные звоночки бренчат все бли-
же . Звук такой чистый, как сигнал об эпидемии цибискоза.
Из плена высотки — на запруженную людьми улицу. Здесь торговцы вареным ри-
сом, ткачи конопляных изделий, развозчики картофеля. Тран опирается ладонями
о колени и тяжело дышит, благодарный за каждый вдох, пусть и наполненный
уличной пылью и запахом утоптанных нечистот. По спине струится пот. Соленые
хрустальные капли падают с кончика носа, усеивают влажными точками красную
брусчатку. Жара убивает людей. Убивает стариков. Но пекло позади; он выбрал-
ся , не превратился в жаркое, хотя сезон засухи в самом разгаре.
Поток велосипедистов напоминает стаю карпов; люди спешат на работу. За Тра-
ном — тень высотки. Сорок этажей нестерпимой духоты, лестничных изгибов и
гнили. Выбитые окна, разграбленные квартиры. Останки былого величия времен
экспансии. Теперь это гроб, жаровой шкаф. Ни электричества, ни систем конди-
ционирования... Никакой защиты от слепящего тропического солнца. Бангкок загнал
всех беженцев под самое небо и желает, чтобы они оставались там. Но Тран все
еще жив. Он вновь спустился с небес на землю, несмотря на Навозного Короля,
«белые рубашки» и преклонный возраст.
Он распрямляет спину. Лавочники помешивают лапшу в котелках и снимают паро-
варки, полные баоцзы1, с бамбуковых поддонов. От высокобелковой каши из серо-
го риса «Ю-Текс» тянет порченой рыбой и маслами жирных кислот. Желудок Трана
сжимается от голода, и вязкая слюна наполняет рот — единственная реакция, на
которую способно его обезвоженное тело. Чеширцы, эти воришки, снуют под нога-
ми у торговцев, как акулы, надеясь перехватить кусочек-другой. Их быстрые
мерцающие силуэты-хамелеоны шныряют тут и там: цвет хаки, потом окрас сиам-
ских кошек, затем — рыжие полосы... После они окончательно сливаются с бетоном
и толпой голодных людей, их конкурентов.
Баоцзы — китайское блюдо наподобие мантов.
Метановые горелки подсвечивают зеленым кипящие котелки; те жарко бурлят,
источают новые ароматы, едва лапша попадает в кипящее масло. Тран заставляет
себя отвернуться.
Он пробирается сквозь плотную толпу с рюкзаком за спиной, не смотрит, кого
задел, не слышит, что кричат ему вслед. Калеки, ютящиеся у дверей, шевелят
изувеченными конечностями, просят милостыню. Мужчины горбятся на табуретах,
глядя на знойное марево, и по очереди затягиваются крохотными самокрутками из
листьев желтого табака, найденных на мусорных отвалах. Женщины сбились в куч-
ки и тихо переговариваются, сжимают в пальцах желтые карточки, на случай, ес-
ли явятся «белые рубашки» для проверки регистрации.
Всюду, насколько хватает глаз — люди с желтыми карточками: целая раса пере-
селенцев , бежавших из Малайзии в Таиланд. Для «белых рубашек» из министерства
среды — это лишь очередная эпидемия, вроде вызванных цибискозом или ржавчин-
ными грибами. В одном ряду с нашествием популяции генно-модифицированного
долгоносика. И методы борьбы — соответствующие.
Желтые карточки, желтые люди. Хуан жзнгь1 заполонили все пространство во-
круг . И шанс покинуть пределы этой безликой толпы может быть вновь упущен.
Тот единственный, за многие месяцы, шанс для беженца-китайца — для человека с
желтой карточкой. Неужели слишком поздно? Тран сталкивается с продавцом крыс,
и запах жареной плоти вызывает новый ком густой слюны во рту. Чуть дальше по
улице — водяной насос. Тран останавливается там, пытается отдышаться.
К насосу выстроилась очередь — старики, молодые женщины, матери с детьми.
Тран чувствует, как подкашиваются ноги. Он придерживается рукой за стену
дома. Если бы у него были силы — если бы он наелся вчера досыта, или хотя бы
пару дней назад, — он завыл бы зверем и запинал бы свой рюкзак до состояния
мочалки. Но калорий слишком мало. Очередная возможность ускользнет легко, как
песок сквозь пальцы, и не заметишь. Проклятая лестница! Не надо было жалеть,
надо было отдать Навозному Королю последний бат, чтобы получить место рядом с
окнами, выходящими на восток. Смог бы встать раньше.
Но ведь это единственная монета! Возможно, единственный шанс на будущее.
Как часто твердил он своим сыновьям: чтобы делать деньги, следует их тратить!
Но пугливый беженец с желтой карточкой, которым он стал, счел благоразумным
придержать оставшийся бат. Словно последняя крыса, он припрятал добро, сэко-
номив на ночлеге. А ведь должен был, как тигр, бросить вызов «белым рубашкам»
с их дубинками, несмотря на комендантский час! Теперь что же... Он опаздывает,
стоит, насквозь пропитанный вонью лестницы, а впереди еще десять человек, ка-
ждый из которых напьется, почистит зубы и наполнит ведро мутной водой из реки
Чао Прайя, прежде чем подойдет очередь Трана.
Было время, когда он требовал пунктуальности от своих подчиненных, собст-
венной жены и сыновей, от наложниц, но тогда у него имелись великолепные на-
ручные часы, так что он мог положиться на точный ход стрелок. Время от време-
ни он подводил механизм, вслушивался в сладкое тиканье и бранил сыновей за
праздное отношение к обязанностям.
Не стань он такой развалиной, безмозглой и медлительной, он все предусмот-
рел бы. Бунт «зеленых повязок» тоже. И когда только его мозг превратился в
труху?
Один за другим люди в очереди завершают свои утренние омовения. Женщина с
беззубым ртом и серыми наростами фа гань за ушами наполняет ведро и уступает
место Трану.
Ведра у него нет. Только мешок. Бесценная ноша. Он кладет его перед собой и
посильнее запахивает саронг на костлявых бедрах, прежде чем опуститься на
корточки под насос. Иссушенной рукой берется за рычаг. Мощный бурый поток во-
1 Хуан жэнъ — желтые люди (кит.).
ды обрушивается на его тело. Речная благодать. Под ее напором кожа Трана про-
висает складками, как у лысой кошки. Он раскрывает рот и глотает не очищенную
от песка воду, трет зубы пальцем, подспудно размышляя, какую инфекцию может
сейчас подхватить. Не важно. Он надеется на лучшее. Все, что остается.
Дети наблюдают за Траном, пока их матери роются в кучах манговой кожуры и
шкурок тамариндов с наклейками «Чистых Калорий» и «РедСтар» в надежде найти
кусочки фруктов без цибискозных пятен, lllmt.6... Или это lllmt.7? А может,
mt.8? Когда-то Тран мог определить по пятнам конкретный вид цибискоза, кото-
рым заражен продукт. Он был способен предсказать, погибнет ли урожай, знал,
испорчен ли семенной фонд нового. Своим успехом он был обязан этому знанию:
клиперы Трана пускались в плавание, груженные только здоровыми семенами и
«чистыми» продуктами питания. Но все это было вечность назад.
Трясущимися руками он раскрывает мешок и достает одежду. Откуда эта дрожь?
Возраст или волнение? Чистая одежда. Дорогая. Белоснежный льняной костюм бо-
гача.
Вещь не всегда принадлежала Трану, но, завладев ею, он бережно хранил ее.
Как раз для такого случая. Не продал, когда положение было особенно отчаян-
ным, не надел, когда тело прикрывали лохмотья...
Балансируя на одной ноге, он натягивает брюки; торопливо застегивает рубаш-
ку . Внутренний голос подгоняет, твердит, что время уходит.
— Собираешься продать? Будешь расхаживать тут, пока кто-нибудь с достаточ-
ным количеством мяса на костях у тебя его не купит?
Тран поднимает взгляд — хотя нужды нет, ему знаком этот голос. И все равно
смотрит, не может удержаться. Прежде он был тигром. Теперь — запуганная мыш-
ка, которая шарахается в тень при первом признаке опасности. И вот перед ним
Ма. Сияющий, раскормленный, пышущий здоровьем, с ухмылкой на лице.
— Смотришься, как манекен в «Палаван Плаза».
— Не знаю. Для меня там слишком дорого. — Тран продолжает одеваться.
— Да? А костюм как из бутика. Где взял? Тран молчит.
— Да брось, кого тут дурачить? Размер больше твоего раз в десять!
— Не всем же быть толстыми и везучими, — шепчет Тран.
Он что, всегда шептал? Всегда был размазней, крысиной падалью, едва воро-
чающей языком и кряхтящей при малейшем усилии?! Вроде бы нет. Но слишком тя-
жело помнить, каким должен быть рык настоящего тигра. Он повторяет, пытаясь
совладать с голосом:
— Не всем же быть везучими, как Ма Пин, который живет в пентхаусе, под бо-
ком у самого Навозного Короля.
Это не рык. Это шорох тростника.
— Везучими? — Ма хохочет. Такой молодой. Такой самодовольный. — Я заслужил.
Не ты ли мне всегда говорил, что удача и успех — это разные вещи? Что люди
сами творят свою судьбу?
Он снова смеется.
— А на тебя посмотреть... Тран сжимает зубы:
— Да те, кто лучше тебя, — пали. Все тот же жалкий шепот.
— А те, кто лучше тебя, — вознеслись.
Пальцы Ма пробегают по запястью, касаются часов, прекрасного золотого хро-
нометра, старинного, с бриллиантами. Это «Ролекс». Ушедшее время... Другое ме-
сто , другой мир. Оцепенев, Тран смотрит на часы, словно впавшая в транс змея.
И не может отвести взгляда.
Ма лениво улыбается.
— Что, нравятся? Нашел в одной антикварной лавке. Где-то мы их уже видели,
правда?
Тран вскипает от злости. Хочет ответить, но оставляет эту идею. Время не
ждет. Покончив с пуговицами, он надевает пиджак. Поправляет редкие пряди на
голове. Расческа не помешала бы... Тран морщится. Глупо желать большего. Костю-
ма достаточно. Он надеется.
Ма насмешливо хмыкает:
— Теперь ты вылитый Мистер Важная Шишка.
«Не обращай внимания», — велит внутренний голос. Тран достает свой послед-
ний бат из мешка, злосчастную монету, из-за которой он теперь и опаздывает, и
опускает ее в карман.
— Вижу, торопишься. У тебя встреча?
Тран спешит прочь, стараясь не выдать волнения, пока обходит тушу Ма.
Тот кричит ему вслед:
— Куда намылился, Мистер Важная Шишка? Мистер Три-Просперитис! Есть чем по-
делиться с остальными?
Окружающие оборачиваются на крики. Голодные желтые лица. Голодные рты. Куда
ни глянь — люди с желтыми карточками. И все они таращатся на Трана. Выжившие.
Мужчины. Женщины. Дети. Все вдруг узнают его. Ведь он легенда. Другая одежда,
издевки Ма — и вот он внезапно восстает из пепла забвения. Чтобы попасть под
настоящий шквал насмешек:
— Эй! Мистер Три-Просперитис! Шикарные тряпки!
— Огонька не найдется, Мистер Важная Шишка?
— Куда разоделся?
— Женитесь?
— Десятую наложницу берете?
— Никак на работу?
— Мистер Важная Шишка! Для меня местечка не найдется?
— Куда торопишься? Прежняя конторка еще фурычит?
У Трана горит шея. Он пытается избавиться от накатившего волной страха. К
счастью, даже если они и увяжутся следом, шансы не на их стороне. Впервые за
полгода он чувствует уверенность — у него есть опыт и знания. Это большое
преимущество. Лишь бы хватило времени.
Он проталкивается сквозь утреннюю толчею Бангкока. Мимо едут велосипеды,
рикши, заводные скутеры. Тран обливается потом. Дорогая рубашка промокла на-
сквозь , даже пиджак уже влажный. Он снимает его. Седые волосы липнут к покры-
той старческими пятнами коже. Он то и дело останавливается, переводит дыха-
ние; ноют щиколотки, изношенное сердце бешено стучит в груди, подступает
одышка.
Придется на пресловутый бат нанять велорикшу. Но Тран никак не может ре-
шиться. Вдруг он уже опоздал? В таком случае деньги будут потрачены впустую,
и Тран останется без ужина. А с другой стороны, какой толк от потерявшего
вид, пропитанного потом костюма?
Одежда делает человека, повторял он сыновьям. Первое впечатление — самое
важное. Начни достойно — и ты в фаворитах. Кого-то обойдешь благодаря знаниям
и опыту, но люди — это, прежде всего, животные. Презентабельная внешность.
Дорогой запах. Пусть останутся довольны первым впечатлением. После, заполучив
их благосклонность, делай предложение.
Не потому ли Тран поколотил Второго Сына, когда тот притащился домой с та-
туированным красным тигром на плече, как у пищевых гангстеров? Не потому ли
заказал дочери каучуковые скобы из Сингапура, чтобы ее зубы были прямые и
острые?
«И не потому ли малайзийские „зеленые повязки" ненавидели нас, китайцев?
Потому что мы хорошо выглядели? Выглядели дорого? Говорили грамотно и работа-
ли до седьмого пота, пока они слонялись без дела?»
Тран глядит вслед группе заводных скутеров, прошмыгнувших мимо. Все они со-
браны на заводах китайцев Таиланда. Гениальные, быстроходные изобретения —
сжатая пружина в мегаджоуль, маховик, педали и фрикционная муфта для выработ-
ки кинетической энергии. Их производство под полным контролем чаочжоу . А
ведь в жилах Таиланда нет ни капли крови этой этнической группы. Тем не ме-
нее , чаочжоу прижились здесь, хотя и прибыли в Королевство как фаранги2.
«Если бы мы ассимилировались в Малайзии, как чаочжоу в Таиланде, выжили бы
мы?»
Тран гонит прочь эту мысль. Невозможно. Его семье пришлось бы принять ис-
лам, предкам нашлось бы место только в мусульманском аду. Нет-нет. Возможно,
такова карма его соотечественников — быть уничтоженными. Вознестись до небес,
покорить города Пенанга и Малакки3, всего западного побережья Малайзийского
полуострова. Познать короткий век славы и погибнуть.
Одежда делает человека. Или убивает его. Теперь Тран понимает. Белоснежный,
шитый на заказ костюм от братьев Хван — это только тряпка. Старинный золотой
механизм на запястье не стоит ничего, если лишен главного назначения — при-
влекать внимание. До сих пор ли, думает Тран, безупречные зубы Первого Сына
лежат среди пепла складов компании «Три-Просперитис»? А великолепные часы
Второго Сына... Теперь они привлекают разве что акул и крабов: остались навеки
на дне океана вместе с затопленными клиперами.
Он должен был предвидеть, не упустить момент, когда взъярилась жаждущая
крови подпольная секта националистов. Так же как и человек, за которым Тран
шел два месяца назад, должен был понимать, что костюм его не спасет. Человек
в дорогой одежде, причем владелец желтой карточки... Ему следовало знать, что
он лишь кусок мясистой наживки перед мордой комодского дракона. По крайней
мере, этот идиот не запачкал кровью свой дорогущий костюм, когда «белые ру-
башки» разделались с ним. Определенно он был лишен способности к выживанию и,
видимо, забыл, что больше не является Мистером Важная Шишка.
Но Тран — способный ученик. Как прежде он досконально изучал статистику
приливов и карты глубин, мировые рынки и биоинженерные разработки в области
эпидемиологии, схемы повышения прибыли и бухгалтерские книги, так теперь пе-
ренимает повадки чеширцев, этих котов-дьяволов, исчезающих при первой же
опасности. Учится у ворон и коршунов, прочно обосновавшихся на свалке. Эти
животные подают отличный пример выживания. Трану необходимо подавить в себе
рефлексы тигра. Тигры остались только в зоопарках. Тигр — это всегда повод
для охоты. Но у мелкого зверя, рыщущего среди отбросов, есть все шансы обгло-
дать тушу большой полосатой кошки и уйти с костюмом от братьев Хван — послед-
ним из Малайзии. Семья Хван уничтожена, склады с тканями сожжены, не осталось
ничего, кроме воспоминаний, антиквариата и одного нищего старика, которому
одинаково хорошо известны сильные и слабые стороны безупречного внешнего ви-
да.
Свободный велорикша вопросительно глядит на Трана, привлеченный контрастом
дорогого костюма и тщедушного тела. Старик неуверенно поднимает руку. Рикша
притормаживает.
Оправдан ли риск? Так легкомысленно потратить последние деньги?
Во времена величия он без колебаний отправлял целые флотилии с пахучим ду-
рианом4 к порту Мадраса просто из предположения, что индийцам не успеть вы-
растить новый вирусоустойчивый урожай, прежде чем очередная мутация ржавчин-
Чаочжоу — общее название китайцев, иммигрировавших в Таиланд.
2 Фаранг (кит.) — презрительное название чужестранца.
3 Пенанг и Малакка — штаты в Малайзии, важные административные и экономические
центры страны.
4 Дуриан — экзотический плод. Активно используется в азиатской кухне. Плод довольно
крупный, кожура покрыта шипами. Мякоть желтого цвета, сладкая и очень питательная.
Однако запах дуриана весьма неприятен, напоминает запах протухшего мяса. Интересно,
что на вкусовые качества плода это не влияет.
ных грибов погубит его. Или на всякий случай скупал черный чай и сандаловое
дерево у речных жителей северной Малайзии для торговли на южном побережье.
Теперь же он даже не в состоянии решить, — идти ему пешком или нанять рикшу.
Жалкое подобие человека! Голодный призрак, застрявший среди миров, не способ-
ный сделать выбор, чтобы избежать незавидной участи...
Рикша катится по инерции, ожидая решения; голубая майка, мокрая от пота,
блестит под тропическим солнцем. Тран жестом указывает в сторону. Рикша ста-
вит ноги на педали и проезжает мимо. По мозолистым пяткам хлопают сандалии.
Трана вдруг охватывает паника. Он бежит следом, машет рукой.
— Стойте! — Снова шепот.
Рикша теряется в толпе, среди велосипедов и огромных неуклюжих фигур мега-
донтов. Тран безвольно роняет руку, испытывая смутную радость, что его не ус-
лышали, что решение о судьбе последнего бата было принято не им, но некими
более могущественными силами.
Плотным потоком вокруг — утренняя толчея. Сотни ребятишек в матросках спе-
шат к школьным воротам. Монахи в одеждах цвета шафрана прогуливаются, укрыва-
ясь от солнца широкими черными зонтами. Человек в шляпе нон1 пристально смот-
рит на Трана и перешептывается со своим приятелем. Оба внимательно изучают
его. Страх струйками сбегает по спине старика.
Они повсюду, как в Малакке. По привычке он зовет их чужаками, фарангами.
Хотя и сам он здесь чужой; ему тут не место. И они это знают. Женщины, разве-
шивающие саронги на балконах, босые мужчины, потягивающие кофе с сахаром,
торговцы рыбой и карри. Все они знают, что он чужак, и это внушает Трану бес-
контрольный ужас.
Бангкок — это не Малакка, повторяет он себе. Это не Пенанг. У нас нет жен ;
и золотых часов — тоже. Нет и торговых флотилий, чтобы воровать. Спросите у
змееголовов, нелегально переправивших меня в болотистые джунгли на границе. Я
отдал им все мое добро. У меня ничего не осталось. Я не тигр. И тут я в безо-
пасности .
На пару секунд Тран даже верит в это. Но потом смуглый мальчишка отсекает
верхушку кокосового ореха ржавым мачете и с улыбкой протягивает ему. Едва не
закричав, Тран бежит прочь.
Бангкок это не Малакка. Здешние люди не станут жечь склады и превращать
твоих служащих в груды акульей наживки. Тран отирает потное лицо. Стоило по-
временить с костюмом. Слишком много внимания. Безопаснее котом-дьяволом шмы-
гать по городу, чем вышагивать тут, как павлин.
Постепенно ряды стройных пальм вдоль улиц сменяет открытое пространство
квартала иностранцев. Тран торопится к реке, вступает на территорию промыш-
ленной империи белых фарангов.
Гвейло, ян гуйцзы, фаранг. Столько названий на стольких языках для потных
обезьян с бледной кожей. Два поколения назад, когда мировые запасы нефти ис-
черпали себя, и заводы гвейло обанкротились, все вздохнули с облегчением —
белые оставили эти земли и их жителей в покое. Теперь же они вернулись. Мон-
стры из прошлого. Вооруженные новыми игрушками и передовыми технологиями. Ге-
рои страшных историй на ночь, которыми пугала Трана мать, вновь наводнили
азиатское побережье. Сущие дьяволы. Бессмертные.
И он собирается на них работать: на старых знакомцев из «Агро-Гена» и «Чис-
тых Калорий», монополистов в производстве риса «Ю-Текс» и высококалорийной
пшеницы. Благодаря их инвестициям биоинженеры, вдохновившись детскими сказка-
ми, создали котов-дьяволов и пустили по всему миру плодиться и множиться. Это
Азиатская шляпа — в наиболее популярном из своих вариантов представляет собой ко-
ническую шляпу, однако, известны также варианты, в которых вычленена тулья. Предна-
значена для защиты от солнца и дождя при полевых работах.
их щедрому спонсорству обязана полиция по охране интеллектуальной собственно-
сти , не раз фрахтовавшая клиперы Трана для патрульных рейдов. Эти магнаты
словно волки охотились на каждую неучтенную калорию, на каждое генно-
модифицированное зерно без лицензии... Будто созданных в их же лабораториях
бесчисленных штаммов цибискоза и ржавчинных грибов было недостаточно для под-
держания высоких прибылей...
Тран хмурится: впереди толпа. Следует поторопиться, но он принуждает себя
идти шагом — бег1 требует слишком много ценных калорий. Настоящая живая цепь
выстроилась перед заводом белых дьяволов — братьев Тэннисон. Она тянется поч-
ти на ли1, огибает угол, минует литые чугунные ворота «Сухумвит Рисеч Корпо-
рэйшн» с велосипедной шестеренкой на логотипе, сплетенных драконов восточно-
азиатского отделения «Чистых Калорий», здание компании «Мисимото энд К0»,
специализирующейся на гидроаэродинамике; сюда однажды обратился Тран за про-
ектом для клиперов.
Мисимото, как говорят, вовсю использует труд дарум2, нелегально созданных
существ, едва умеющих говорить, покачивающихся из стороны в сторону при дви-
жении и питающихся рисом, как настоящие люди. По слухам, у них нет ног, чтобы
не сбежали, восемь рук, как у индуистских богов, и огромные, с блюдца, глаза,
которые видят едва ли дальше нескольких футов и придают дарумам чрезвычайно
любознательный вид. Впрочем, доказать достоверность слухов нельзя, и даже ес-
ли «белые рубашки» в курсе, то умные японцы платят им достаточно, чтобы не
афишировать свое преступление против природы и религии. В конце концов, у да-
рум нет души. Это единственное, в чем согласны и добропорядочный буддист, и
набожный мусульманин, и даже христианин.
Трану до этого не было никакого дела, когда он покупал клиперы «Мисимото».
Теперь же он думает: действительно ли там, за этими высокими стенами, вкалы-
вают уродливые дарумы и люди с желтыми карточками толпятся снаружи и молят о
работе напрасно?
С трудом он добирается до ограничительной линии. Вдоль прогуливаются охран-
ники с дубинками и пружинными пистолетами, время от времени отпуская шуточки
по поводу фарангов, жаждущих работать на фарангов. Жара лишает сил, беспощад-
ная к людям, выстроившимся в цепь перед воротами завода.
— Ты смотри! Что за тряпки, красота!
От неожиданности Тран вздрагивает. Ли Шэнь, Ху Лаоши и Лао Ся тоже здесь.
Три старика, не менее жалкого вида, чем он сам. Ху призывно машет рукой,
предлагает только что скрученную сигарету. При виде табачных листьев Трана
охватывает волнение, но он говорит «нет». Соглашается лишь на третий раз, до-
вольный, что друг настойчив, и все гадает, где же тот разжился таким сокрови-
щем . Впрочем, что тут думать: Ху из четверых самый сильный. Плата носильщику
гораздо выше, если он способен работать так же быстро, как Ху.
Тран отирает потный лоб:
— Как много народу.
Его беспокойный вид вызывает у друзей смех. Ху зажигает для него сигарету.
— Думал, наверное, ты один в курсе?
Тран пожимает плечами и глубоко затягивается, передает «сокровище» Лао Ся.
— Просто слухи. Из заявления Картофельного Короля ясно, что его племянника
повысили. Я решил, место освободится.
Ху насмешливо морщится:
— А, так вот где я это слышал: «Эгэ, да он будет богачом. Управлять пятна-
дцатью служащими! Да, он будет богачом». Мне вот хотя бы одним из этих пятна-
дцати стать.
1 Ли — китайская мера длины, равная пятистам метрам.
2 Дарума — японские традиционные игрушки, аналог неваляшек.
— По меньшей мере, слухи подтвердились, — говорит Лао Ся. — В конце концов,
повысили не только племяша.
Он вдруг1 яростно чешет лысеющий затылок, словно пес, роняющий блох. Его
локти покрыты пятнами наростов фа гань, как и потная кожа за ушами. Он любит
шутить: ничего, мол, немного деньжат, и я вылечусь. Шутить хорошо. Но сегодня
его одолевает чесотка, и наросты потрескались и кровоточат. Лао замечает, что
все смотрят, и быстро опускает руку. С гримасой передает сигарету Ли Шэню.
— Сколько вакансий? — спрашивает Тран.
— Три.
— Мое любимое число, — усмехается старик.
Сквозь толстые линзы Ли Шэнь оценивает длинный хвост очереди:
— Будь оно хоть пятьсот пятьдесят пять. Нас слишком много.
— Да нас четверых уже многовато! — фыркает Лао Ся. Он хлопает по плечу
стоящего впереди: — Эй, отец! Кем раньше работал?
Незнакомец, удивленный, оборачивается. Он был прежде уважаемым человеком,
судя по строгому воротничку и тонким кожаным туфлям, теперь, правда, стоптан-
ным и почерневшим от угля, который встречается повсюду на мусорных отвалах.
— Я преподавал физику. Лао Ся кивает:
— Что я говорил? Все мы тут семи пядей во лбу. Я был управляющим каучуковой
плантацией. Ли — Профессор со степенью по гидроаэродинамике и дизайну мате-
риалов . Ху — известный врач. И еще наш друг из «Три-Просперитис». Не просто
торговая компания, а целая международная корпорация. — Он, словно пробуя сло-
ва на вкус, повторяет: — Международная корпорация.
Странное, могучее, чарующее звучание. Тран скромно опускает голову:
— Ты слишком добр.
— Фан пи1. — Ху делает затяжку, передает сигарету. — Ты нас тут всех с по-
трохами мог купить. А теперь, посмотрите только, убеленные сединами, а зани-
маемся работой для сопляков. Да тут каждый в тысячу раз опытнее, чем требует-
ся.
Сзади кто-то заявляет:
— Я занимал пост юрисконсульта в «Стандард энд Коммерс».
Лао Ся корчит рожу:
— Да кого это волнует, гондон собачий? Теперь ты пустое место.
Униженный, банковский служащий отворачивается. Хмыкнув, Лао Ся глубоко за-
тягивается и отдает сигарету Трану. Ху вдруг подталкивает того локтем:
— Глянь! Старина Ма притащился.
Тран резко втягивает табачный дым и поворачивается. Сначала он думает, что
Ма преследовал его, но потом понимает, что ошибся. Это фабрика фарангов. Ма
работает на западных дьяволов, ведет бухгалтерию. Компания по производству
пружин «Спринглайф». Да, «Спринглайф». Вполне естественно, что Ма, блаженно
развалившийся позади взмокшего велорикши, явился сюда.
— Ма Пин, я слышал, живет нынче в пентхаусе. Прямо под крылышком Навозного
Короля, — говорит Ли Шэнь.
Тран хмурится:
— Однажды, давным-давно, я его уволил. Ленивый был и воровал.
— Какой же он толстый.
— Я его жену видел, — говорит Ху. — И сыновей. Жирные. Едят мясо каждый
день. Парни жирнее самого жира. Просто напичканы белками «Ю-Текс».
— Да ты болтаешь.
— Уж толще, чем мы.
Лао Ся чешет костлявый бок:
— Толще тебя даже бамбук.
1 Здесь: Черта с два (кит.).
Тран смотрит, как Ма Пин исчезает за дверьми завода. Что было, то было.
Жить прошлым — безумие. Что у него осталось? Ни часов, ни наложниц, ни тру-
бок, набитых опиумом, ни нефритовых скульптур божественной Гуаньинь1. Ни рос-
кошных клиперов, плавно скользящих по волнам, несущих в себе богатство и ус-
пех. Он качает головой и передает остаток сигареты Ху. Тот его еще сможет ра-
зок запалить. Все в прошлом. Ма, «Три-Просперитис». Чем скорее он расстанется
с воспоминаниями, тем скорее выберется из этой зловонной дыры.
Сзади ему кричат:
— Эй! Лысый! Очередь не для тебя? Нашелся, основной!
— Очередь?! Не смеши! — Лао Ся машет рукой на стоящих впереди. — Вон сколь-
ко народу, какая разница, где стоять?
Но остальные уже волнуются.
— А ну в очередь! Пай дуй2! Пай дуй!
Возмущение растет, и охранники подходят ближе к живой цепи, небрежно пома-
хивая дубинками. Они не «белые рубашки», но голодранцев с желтыми карточками
не переносят.
Тран успокаивающе поднимает руки:
— Конечно, конечно. Вот, смотрите, я уже иду. Не стоит волноваться.
Он прощается с друзьями и следует вдоль этого туловища длинной желтой змеи,
пытаясь найти ее хвост.
Когда он доберется до него, всем уже будет отказано в работе.
Снова ночь в поисках объедков. Голодная ночь. Тран рыщет по темным переул-
кам, избегая удушливых тюрем-высоток. Вокруг и впереди бурлит, перемещается
мерцающая волна котов-дьяволов. Мигают метановые фонари, горят слабо, коптят,
чернят город. Жаркий бархатный мрак оплетает зловонным запахом гниющих фрук-
тов . Сильная влажность тяжелит воздух. Духота. Темень. Пустые прилавки. На
тротуаре спят актеры, словно разыгрывают сценку из истории о Раване3. Подоб-
ные серым горам, возвращаются домой мегадонты. Массивные тени и ведущие их
неясные золотистые пятна тел погонщиков.
По узким улочкам прячутся дети с острыми блестящими ножами, поджидают неос-
торожных владельцев желтых карточек и пьяных тайцев, но Тран достаточно мудр,
чтобы не стать их добычей. Год назад он их не заметил бы. Теперь же взрастил
в себе необходимое для выживания чутье параноика. Эти существа не страшнее
акул: предсказуемы, бесхитростны. Не они заставляют кишки Трана сворачиваться
от страха. Слишком эти хищники явны. А вот хамелеоны, обычные люди, которые
работают, торгуют, улыбаются так открыто и располагающе, а потом внезапно
поднимают мятеж, — вот кто пугает Трана до смерти.
Он роется в мусорных кучах, дерется с котами-дьяволами за остатки пищи, жа-
лея, что силы уже не те, иначе давно поймал бы одну из этих кошек-невидимок
себе на ужин. Он тщательно исследует выброшенные кем-то плоды манго, то под-
носит их к старческим глазам, то отстраняет, принюхивается... Кожура пахнет
ржавчинным грибом, а внутри — уже сплошь пятна заразы. Тран отбрасывает плоды
в сторону. Некоторые из них еще неплохо выглядят, но даже вороны не станут их
клевать. Они скорее накинутся на вздувшийся труп, чем обратят внимание на за-
раженный ржавчинными грибами плод.
Прихвостни Навозного Короля сгребают лопатами испражнения животных в мешки
и грузят в тележки трехколесных велосипедов: ночные сборщики дневного урожая.
Они с подозрением наблюдают за Траном. Тот не поднимает взгляда, чтобы не
спровоцировать драку. В конце концов, на костре из ворованного дерьма ему не-
Гуаньинь — в китайской мифологии богиня милосердия. По легенде, прежде была доче-
рью императора династии Чэнь.
2 В очередь (кит.).
3 Равана — персонаж древнеиндийского эпоса «Рамаяна».
чего приготовить да и продать на черном рынке не удастся: Навозный Король
подстелил соломку везде, где мох1. Здорово было бы найти себе местечко в рядах
сборщиков навоза. Такая работа — гарантия, что ты выживешь. Фабрики по произ-
водству метана — прибыльное место. Но это, разумеется, опиумные грезы. Чело-
веку с желтой карточкой вход в подобный «элитный клуб» заказан.
Тран поднимает еще один манго и вдруг замирает. Медленно наклоняется, по-
дозрительно щурясь. Отодвигает в сторону мятый плакат с жалобами на министер-
ство торговли, разгребает буклеты с рекламой нового роскошного комплекса «Ри-
вер Ват». Отбрасывает черную кожуру банана и погружает руки в мусор. Там, в
глубине, он нащупывает запачканный обломок огромного рекламного щита, кото-
рый, возможно, высился как раз над этой рыночной площадью: «...огистика. Судо-
ходство . Торгов...». Обрывки слов написаны поверх величавого силуэта Утренней
Звезды. Остаток логотипа компании «Три-Просперитис», на котором в лучах рас-
светного светила плывут три клипера, обгоняющие ветра, гладкие, словно акулы...
Дорогая краска на полимерах пальмового масла. Белоснежные, острые, будто кры-
лья чаек, паруса...
Потрясенный, Тран отворачивается. Все равно, что разрыть могилу и увидеть
там свой труп. Его гордость. Слепое тщеславие времен, когда он считал, что
может соперничать с западными дьяволами и стать судоходным магнатом. Этакий
Ли Ка Шин1 или Ричард Квок2 эпохи новой экспансии. Возрожденная слава китай-
ского морского торгового флота. Словно пощечина: часть его «эго» похоронена
тут, среди ржавчинной гнили и отбросов, пропитана мочой котов-дьяволов.
Тран оглядывается, пытается нащупать другие части щита. Кто-нибудь еще на-
бирает тот старый номер?. . А секретарь, которому он прежде платил... Сидит ли
он за своей стойкой в приемной? Работает на нового хозяина, урожденного ма-
лайца, вероятно... С безупречной родословной и религиозными взглядами... А те
клиперы, которые люди Трана не успели затопить... До сих пор ли они бороздят
морские просторы?
Хватит. Он заставляет себя прекратить поиски. Даже будь у него деньги, он
не решился бы позвонить. Не стал бы тратить калории. Не вынес бы потери еще
раз.
Тран выпрямляется, отгоняет котов-дьяволов, уже собравшихся вокруг. Кроме
очистков и навоза, на рыночной площади ничего не осталось. Зря потратил силы.
Даже тараканов и жуков подъели. Искать дальше бесполезно. До него здесь побы-
вало слишком много людей.
По пути к своей высотке ему приходится трижды прятаться от «белых рубашек».
Съеживаться, сливаться с тенью, когда те слишком близко, проклиная белый кос-
тюм, столь заметный ночью. На третий раз его охватывает суеверный страх: до-
рогая одежда притягивает патруль министерства среды, потому что жаждет смерти
очередного владельца. В каких-то сантиметрах от его лица руки небрежно вертят
черные дубинки. Пружинные пистолеты сверкают серебром. Хищники стоят так
близко, что Тран без труда может сосчитать количество патронов в их джутовых
плечевых ремнях. Один из патрульных мочится на аллею, где прячется старик, и
не замечает его лишь потому, что напарник решил проверить документы сборщиков
навоза.
Снова Трана душит желание сорвать с себя белоснежный костюм, стать безли-
ким, безымянным и получить шанс на спасение. Ведь это только вопрос времени,
когда до него доберутся «белые рубашки» и превратят его китайский череп в ка-
шу из крови и костей. Лучше уж нагишом раствориться в липком, жарком мраке,
чем подохнуть важным павлином. И все же он не в состоянии расстаться с костю-
1 Ли Ка Шин — китайский миллиардер.
2 Ричард Квок — вымышленный потомок современного, реально существующего китайского
миллиардера Реймонда Квока.
мом. Гордыня? Глупость? Но рука не поднимается. Несмотря на то, что эти вызы-
вающие тряпки заставляют потроха трястись от ужаса.
К моменту, как он добирается до ночлежки, даже на Сухумвит-роуд и на про-
спекте Рамы IV уличные фонари погашены. На торговых лотках, мимо которых он
шел утром, все еще кипят котелки — ужин для кучки оборванцев, которым повезло
работать ночью, да еще и в комендантский час. На столах горят свечи из свино-
го сала. В кипятке шипит лапша. Недалеко прохаживаются «белые рубашки», неот-
рывно следят за людьми с желтыми карточками, проверяют, не позволил ли кто
себе бесстыдную роскошь заснуть под открытым небом и не оскверняет ли тротуа-
ра , растянувшись на нем и захрапев.
Тран шагает на спасительную территорию ночлежки, ощущает себя под сенью
безграничного могущества Навозного Короля. Задерживается у входа, гадая, как
высоко ему придется подняться, прежде чем найдется место для его худого те-
ла. — Тебя не взяли, да?
Тран съеживается при звуке голоса. Ма Пин. Сидит за столиком посреди тро-
туара , с бутылкой «меконга» в руке. От возлияний лицо сияет, как красный бу-
мажный фонарь. Полупустые тарелки по всему столу. Еды столько, что насытятся
еще пять человек.
Облик Ма не дает Трану покоя. Молодой служащий, которого он прогнал за
слишком вольное обращение со счетами компании; человек, у которого сын тол-
стый и сытый; мужчина, сумевший очень рано сделать карьеру. Раньше он умолял
о том, чтобы его приняли назад в «Три-Просперитис», а теперь разъезжает по
Бангкоку с последней собственностью Трана — золотыми часами на запястье,
единственной вещью, которую даже «змееголовы» не получили. Тран приходит к
выводу, что судьба поистине жестока, если неустанно сводит его с тем, кого он
однажды счел недостойным своего внимания.
Вновь, несмотря на намерение говорить бодро, старику удается лишь прошеп-
тать :
— Какое тебе до этого дело?
Ма наливает очередную порцию виски, пожимает плечами:
— Не будь костюма, я бы тебя в очереди не заметил. Хорошая идея — вырядить-
ся . Правда, стоял ты слишком далеко. Жаль.
Трану бы уйти, проигнорировать заносчивого щенка, но объедки на его тарел-
ках... Дымящийся окунь и лаап1, лапша из риса «Ю-Текс». Дразняще близко! Запах
свинины заставляет рот наполниться слюной. У Трана буквально зудит челюсть
при мысли, что зубы могут впиться в мясо. Интересно, вынесут они испытание
такой роскошью?..
Неожиданно он понимает, что смотрит на еду слишком пристально. Полным вож-
деления взглядом. А Ма внимательно наблюдает за ним. Тран краснеет и шагает
прочь.
— Я покупал часы не для того, чтобы досадить тебе. Тран останавливается.
— Для чего тогда?
Пальцы Ма рассеянно пробегают по золотой безделушке в бриллиантах. Потом
будто бы застают себя за непозволительным занятием и тянутся за спиртным.
— Хотел получить напоминание.
Ма делает глоток и ставит стакан обратно, между нагромождениями тарелок,
аккуратно, неторопливо, как всякий пьяный. По лицу скользит неожиданно робкая
улыбка. Как-то виновато он постукивает ногтем по золотому браслету часов:
— Да. Хотел получить напоминание. А не отомстить. Тран сплевывает:
— Фан пи2.
Ма решительно трясет головой:
Лаап — традиционное лаосское или тайское блюдо из рыбы или мяса.
2 Здесь: Иди ты (кит.).
— Нет! Серьезно! — Заминается и продолжает: — Крах подстерегает каждого.
Участь «Три-Просперитис» вполне может ожидать и меня. Хотел, чтобы напомина-
ние об этом было рядом, если забуду.
Заливает в рот виски.
— Ты правильно сделал, что уволил меня. Тран усмехается:
— Тогда ты так не думал.
— Я был зол. Кто ж знал, что это спасет мне жизнь. — Ма снова пожимает пле-
чами. — Не выгони ты меня, я бы из Малайзии не уехал. И восстания я не пред-
видел тем более. Столько денег вложил, чтобы жить там...
Неожиданно он садится прямо и предлагает Трану присоединиться:
— Иди, выпей. Поешь. Как-никак, я тебе многим обязан. Ты спас мою задницу,
а я не отблагодарил. Садись.
Тран отворачивается:
— Я еще уважаю себя.
— Сохранить лицо тебе дороже, чем нормальная еда?! Расслабься. Плевать мне,
что ты меня ненавидишь. Просто позволь тебя накормить. А проклинать потом
станешь, когда пузо набьешь как следует.
Напрасно старик борется с гордостью. Голод берет свое. Да, он знает людей,
которые умрут от истощения, но не примут даров Ма, но Тран не один из них.
Нет. Прежде — может быть. Теперь... Жизнь среди отбросов показала, каков он на
самом деле. Конец иллюзиям.
Тран садится за стол. Ма придвигает к нему тарелки с едой.
За какой такой проступок приходится ему сейчас расплачиваться подобным уни-
жением? И как справиться с жадностью, ведь он готов наброситься на еду рука-
ми! К счастью, ему приносят палочки и ложку с вилкой. Лапша со свининой от-
правляются в рот. Тран пытается жевать, но едва пища касается языка, он тут
же ее глотает. Еще еды. Больше. Он держит тарелку близко к губам, буквально
сгребает в себя то, что не доел Ма. Рыба, подвядший кориандр, горячее, вязкое
масло — сущее блаженство.
— Ешь, ешь. — По знаку Ма на стол ставят еще один стакан. Резкий запах
спиртного аурой повисает вокруг, пока молодой мужчина наливает виски. В груди
у Трана все сжимается от этого аромата. Он вытирает ладонью запачканный мас-
лом подбородок, неотрывно следит за льющейся янтарной жидкостью.
Как-то Тран пил коньяк, старый, шестилетней выдержки. Доставленный его же
клиперами. Заоблачно высокая цена плюс расходы на перевозку... Вкус обители за-
падных дьяволов из эпохи, предшествующей коллапсу, призрак, возрожденный к
жизни новой экспансией и собственным осознанием Трана, что мир очень мал...
Совершенный дизайн корпуса, полимерные высокие технологии... Его божественные
клиперы обогнули всю планету и вернулись домой, груженные бутылями, в которых
плескалась легенда. И малайзийские клиенты были счастливы отдать за нее любые
деньги, не важно, что предписывала их религия. То была баснословная прибыль...
Ма протягивает стакан Трану, поднимает свой для тоста.
Все в прошлом. Все это в прошлом.
Они выпивают. Тепло алкоголя достигает желудка Трана, присоединяется к спе-
циям , рыбе, свинине, сочной масляной подливе и лапше.
— Действительно очень жаль, что тебе не дали работу. Старик морщится:
— Не спеши злорадствовать. У судьбы есть привычка держать все в равновесии.
Я усвоил этот урок.
Ма отмахивается:
— И не думал злорадствовать. Правда в том, что таких, как мы, слишком мно-
го . Ты ведь в тысячу раз опытнее, чем требуется для той работы. Для любой ра-
боты , которую тебе здесь могут предложить. — Он смотрит на собеседника поверх
стакана. — Помнишь, как назвал меня ленивым тараканом?
Тран рассеянно кивает: не может отвести взгляда от бутылки.
— Я и похуже тебя называл.
Он ждет, не наполнит ли Ма ему стакан еще раз. Гадает, как велико его со-
стояние и как далеко тот готов зайти в своих щедротах. Ненавидит себя: сидит
тут, ни дать, ни взять попрошайка, перед сосунком, которого однажды выгнал с
работы. Теперь его мир — сферы, управляющие жизнью таких, как Тран... Щенок...
Все-таки наполняет стакан старика до краев, позволяет виски литься через
край. Янтарный каскад в мерцающем сиянии свечей...
Ма отставляет бутылку, смотрит на лужу спиртного:
— Поистине мир перевернулся. Молодой король вознесся над старым. Малайзийцы
выставили китайцев вон. Западные дьяволы ринулись обратно к нашим берегам,
как побитая болезнью гнилая рыба во время прилива...
Он улыбается.
— Держи ухо востро, чтобы не упустить шанс. Ты не такой, как эти старики,
сидящие вдоль улицы и считающие за благо тяжелую работу. Найди себе новую ни-
шу . Как я сделал. Меня поэтому взяли.
Тран кривится:
— Ты просто перебрался сюда в более подходящее время. — Он вдруг оживляет-
ся. Его живот наполнен, спиртное разгорячило тело, разрумянило лицо... — В лю-
бом случае гордиться нечем.
У тебя еще молоко на губах не обсохло, хотя ты и живешь в пентхаусе Навоз-
ного Короля. Может, ты и король среди желтых карточек... Но, в сущности, что
это значит? То, что ты и в подметки мне не годишься, все еще нет. Мистер
Большая Шишка. Ма выпучивает глаза, хохочет:
— О нет! Разумеется нет! Куда мне... Однажды, может быть. У меня хороший учи-
тель . — Снисходительная улыбка, намек на жуткий вид Трана. — Исключим эту
главу твоей жизни, естественно.
— Правда, что у вас там, наверху, повсюду вентиляторы? Что там не жарко?
Ма смотрит в сторону своей высотки.
— Да, правда. И сильные люди, чтобы заводить их, когда требуется. Они носят
воду, работают противовесом в лифте — весь день, вверх-вниз, — выполняют все,
что ни пожелает Навозный Король. — Он снова хохочет, подливает виски, предла-
гает Трану выпить еще. — Но ты прав, конечно. Это пустышка. Жалкий притон.
Впрочем, уже не важно. Я и моя семья переезжаем. Получили постоянную регист-
рацию . Завтра заберу свой оклад — и все. Больше никаких желтых карточек. Ни-
каких откупных лакеям Навозного Короля. Никаких «белых рубашек». Я все уладил
с министерством среды. Теперь мы тайцы. Пусть иммигрировавшие. Не какие-то
беженцы. — Ма поднимает стакан. — Вот, праздную.
Тран хмурится:
— Должно быть, ты доволен. — Допивает виски и со стуком опускает стакан на
стол. — Только не забудь, что рука дающая вольна забрать, когда ей вздумает-
ся.
Ма отмахивается. Блестят насмешливые, пьяные глаза:
— Бангкок это не Малакка.
— А Малакка не Бали. И все равно они взялись за мачете и винтовки, покром-
сали наши тела и спустили по реке до самого Сингапура.
Но молодому, похоже, все равно:
— Чего ворошить прошлое?
Он делает знак торговцу, требует еще еды.
— Теперь наш дом будет здесь.
— Неужели? Думаешь, кто-нибудь в белой рубашке упустит шанс выпотрошить те-
бя в переулке по дороге домой? Мы другой породы. И в этой стране удача против
нас.
— Удача? Когда это Мистер Три-Просперитис стал таким суеверным?
Трану и Ма приносят тарелки с крошечными поджаристыми крабами — каждый не
больше мизинца. Хрустящие, соленые, политые масляной приправой... Ма палочками
берет одного и отправляет в рот.
— Так когда Мистер Три-Просперитис превратился в размазню? Уволив меня, ты
сказал, что моя удача в моих же руках. А сам твердишь, мол, собственная тебя
покинула? — Он сплевывает под ноги. — Дарумы жизнь больше ценят, чем ты.
— Фан пи.
— Да-да! В баре, куда наведывается мой босс, есть японка, дарума. — Ма по-
дается вперед. — Все при ней, хоть не человек. А что вытворяет... — Он похабно
улыбается. — У тебя стоит, как каменный. Ни разу не слышал, чтобы она ныла
или судьбу проклинала. «Белые рубашки» озолотили бы того, кто закопал бы ее
живьем на компостных отвалах, а ей хоть бы что. Танцует, бесстыжая, каждую
ночь в баре, на виду у всех. Да так, что слепой разглядит все подробности.
— Ерунда.
Ма пожимает плечами.
— Думай, что хочешь. Но я собственными глазами видел. И она не умирает с
голоду. Берет все, что дают, объедки, деньги... И плевать ей на «белые рубаш-
ки», на законодательство Королевства, на националистов и религиозных фанати-
ков . Танцует себе, и уже давно.
— В чем же секрет?
— В том, сколько зарабатывает за час? А может, кувыркается с каким-нибудь
уродом фарангом... Кто знает. Но она уникальна. Настоящей женщине такое не под
силу. Пульс зашкаливает. Забываешь даже, что перед тобой дарума, глядя на все
эти выкрутасы...
Ма смеется, сверлит взглядом Трана.
— Так что не болтай про удачу. Везения всего Королевства не хватит, чтобы
спасти ей жизнь. И уж точно не карма держит ее на плаву. Она же дарума.
Трану остается только неопределенно хмыкнуть и набить рот крабами.
— Признай, ведь я прав. — Ма опустошает стакан с виски и наполняет его по
новой. — Мы держим удачу за хвост. Правим судьбой. Дарума танцует в баре, а я
пашу на богатого верзилу фаранга, который до задницы своей дотянуться не мо-
жет без моей помощи! Разумеется, я прав! Кончай себя жалеть и выбирайся из
норы. Западные дьяволы плевать хотели на везение и судьбу. Одно их заботит:
вернуть азиатский рынок. Они как очередной изобретенный вирус. Даже коллапс
их не остановил. Живучие, словно коты-дьяволы. Стабильно на плаву. Сомневаюсь
даже, что влияние кармы на них распространяется. И уж если таким кретинам
благоволит успех, то неужели мы, китайцы, будем прозябать? Человек сам творец
своей судьбы, так ты говорил. Сказал, что я свою удачу не удержал, и винить
могу только себя.
Тран поднимает глаза на Ма:
— Может, мне нашлось бы место? — Он морщится, старается не выглядеть жал-
ким. — Я бы мог зарабатывать деньги для твоего ленивого босса.
Взгляд Ма делается непроницаемым.
— Э, трудно сказать. Вряд ли.
Вежливый отказ. Надо принять и заткнуться. Но поздно: минутной слабости
достаточно, и Тран вновь раскрывает рот, чтобы умолять и настаивать:
— Тебе, наверное, нужен помощник. Вести бухгалтерию. Я говорю на языке дья-
волов . Научился, когда торговал с ними. Я могу пригодиться.
— Да мне самому приходится выдирать работу с боем!
— Но если он такой безмозглый, как ты говоришь...
— Безмозглый, это правда. Но не настолько, чтобы не заметить новичка в офи-
се . Наши столы слишком близко друг от друга. — Ма руками показывает расстоя-
ние . — Думаешь, тощий, как щепка, узкоглазый старикан за компьютером не при-
влечет внимания?!
— Тогда на его фабрике? Ма трясет головой:
— Была бы возможность, я бы помог. Но энергией там снабжают мегадонты, а в
охранники фарангов не берут. Без обид. И конечно, никто не поверит, что ты
разбираешься в производстве метана. Нет, фабрика — это не для тебя.
— Мне подойдет любая работа, даже сборщиком навоза!.. Но в ответ мужчина
напротив мотает головой еще сильнее, и Тран, опомнившись, умолкает, прерывает
поток раболепия.
— Ничего, ничего. — Он выдавливает улыбку. — Уверен, что-нибудь да подвер-
нется . Даже не сомневаюсь.
Не обращая внимания на протесты, Тран выливает остатки виски в стакан Ма и
залпом опорожняет свой собственный — за молодого мужчину, который обставил
его во всем. У костлявых ног старика вьются едва различимые коты-дьяволы,
ждут, когда человек уйдет, и надеются на его глупость, чтобы полакомиться
объедками.
Утро. Тран блуждает по улицам в поисках непозволительной роскоши: съедобно-
го куска на завтрак. Бредет вдоль торговых рядов, благоухающих рыбой, зава-
ленных несвежими зелеными пучками кориандра, расцвеченных яркими пятнами ли-
монного сорго1. Зловонная груда колючего дуриана сплошь покрыта ржавчинной
накипью. Тран присматривается — не удастся ли стянуть какой-нибудь плод. За-
раза еще не добралась до питательной мякоти фруктов. Интересно, какое количе-
ство этой дряни выдержит организм человека, прежде чем наступит кома?
— Хотесь? Специально сделка! Пять са пять бат! Идет, да? Скрипучий голос
принадлежит беззубой женщине, которая улыбается ему голыми деснами и все по-
вторяет :
— Пять са пять бат!
Говорит она на мандарине2, признавая в Тране соотечественника, хотя роди-
лась уже здесь, в Королевстве, а Тран имел несчастье перебраться в Малайзию.
Истинная чаочжоу, счастлива под покровительством своего клана и короля. Поми-
мо воли Тран завидует.
— Лучше четыре за четыре3, — говорит он и сам удивляется каламбуру. Четыре
за смерть. — На них ржавчинный гриб.
Торговка вяло помахивает рукой:
— Пять са пять. Есе хоросо. Отень хоросо. Вовремя сняты. — Блестящим мачете
она рассекает один плод пополам, демонстрируя чистую желтизну его липкого и
мясистого нутра. Тошнотворный сладковатый запах дуриана повисает в воздухе. —
Видеть? Внутри хоросо! Вовремя снят! Есе чисто!
— Ну, может быть, один я куплю.
Сказать по чести, даже один ему не по карману. Но как отказаться от торга?
Вдруг почувствовать себя покупателем! Какое неожиданное удовольствие! Конеч-
но , дело в костюме. Братья Хван возвысили его в глазах этой женщины. Она и
рта не раскрыла бы, если бы не костюм. Какой уж там разговор...
— Бери больсе! Больсе брать, дольсе зить!
Тран нерешительно улыбается. Он уже сам не рад, что начал торговаться.
— Я всего лишь одинокий старый человек. Мне много не нужно.
— Одинокий и тосий. Есь больсе! Набери зиру!
Они смеются. Тран тщетно пытается подобрать слова, чтобы поддержать неожи-
данный приятельский тон разговора, но язык не слушается. Заметив беспомощ-
ность в его глазах, торговка качает головой:
Лимонное сорго (трава Цимбопогон) — растение, широко используемое в качестве при-
правы в азиатской кулинарии. Обладает цитрусовым ароматом. Употребляется молотым или
свежим. Добавляют в чай, супы, карри.
2 Мандарин — официальный китайский диалект.
3 В китайском языке слова «четыре» и «смерть» различаются только интонацией. В связи
с этим число «четыре» в Китае считается несчастливым.
— Да, отес. Тязелые времена для всех. Слиском много таких, как ты. Никто не
думать, сто так плохо будет сдесь.
Тран опускает голову в смятении.
— Я отвлекаю вас. Извините.
— Стой. Вот. — Женщина протягивает ему половину дуриана. — Бери.
— Нет денег.
Она нетерпеливо сует ему в руки плод.
— Бери. Рада помось кому-то с презней родины. — Усмехается. — К тому зе
фрукты слиском плохи, стобы продать.
— Вы очень добры. Да озарит вас улыбка Будды.
Тран принимает дар, и взгляд его вдруг снова падает на груду дурианов поза-
ди торговки. Аккуратно сложенные, в кровавых пятнах ржавчины. Совсем как го-
ловы китайцев в Малакке; головы его жены и дочерей взирают на него в немом
упреке. Тран роняет плод, пинком отшвыривает в сторону, судорожно вытирает
руки о пиджак, словно пытается стереть кровь с ладоней.
— Э-э-э! Так не напасесся!
Но Тран едва ли слышит. Нетвердой походкой он пятится от фрукта, все смот-
рит на его колючую кожуру, на убийственно пахнущую мякоть. Затравленно озира-
ется. Прочь. Прочь из толпы, на свежий воздух, подальше от шевелящейся чело-
веческой массы и вони дуриана, от которой выворачивает кишки. Прижав ладонь
ко рту, Тран пускается бежать, лавируя между торговцами, проталкиваясь сквозь
давку.
— Куда ты? Вернись! Хуэйлай1!
Женский окрик немедленно тонет в общем гаме. Тран распихивает прохожих, за-
девает старуху с корзиной, полной белых корней лотоса и фиолетовых баклажа-
нов, едва не налетает на крестьян, громыхающих по брусчатке бамбуковыми те-
лежками, петляет среди бочек с кальмарами и змееголовами. Он, словно воришка,
которого застукали, мчится, не разбирая дороги... По сути, ему все равно, куда
бежать, лишь бы подальше от сваленных в кучу голов, среди которых и останки
его домашних.
Прочь. Без оглядки...
И вот Чароен-Крунг-роуд2. Оживленная широкая улица, яркий солнечный свет, в
котором клубится взвесь частиц переработанного навоза и дорожной пыли... Сигна-
лят велорикши. Пальмы и невысокие банановые деревья поражают сочной зеленью.
Паника внезапно оставляет Трана, так же быстро, как овладела им. Он замира-
ет на месте, тяжело дыша, уперев руки в старые колени и проклиная себя. «Глу-
пец ! Глупец! Не будешь есть — протянешь ноги!»
Выпрямившись, он думает вернуться, но едва вспоминает запах дуриана, как
приходится спешно отбежать на обочину — его опять тошнит. Назад дороги нет.
Ему не вынести вида кровавых груд. Рвотный рефлекс заставляет согнуться попо-
лам, но желудок выдает только сгустки слюны.
Утерев рот лацканом пиджака, Тран оглядывает чужие лица вокруг. Бесконечное
море иностранцев, в котором он должен научиться держаться на плаву. Для каж-
дого из идущих мимо он фаранг. Все в нем бушует при одной только мысли об
этом. Как при мысли, что в Малакке, где китайский клан пустил прочные корни,
где его семья с многовековой историей жила в роскоши, он сам был не более чем
контрабандистом. Что трагедия, разыгравшаяся в Малайзии, — только очерк на
тему доказавшей свою несостоятельность китайской экспансии. Что соотечествен-
ники Трана по сути лишь горстка рассыпанного риса, который теперь собрать го-
раздо сложнее.
Ночная разгрузка мешков «Ю-Текс», доставленных Картофельному Королю. Трану
1 Вернись (кит.).
2 Чароен-Крунг-роуд — улица в Бангкоке, проходящая по китайскому кварталу.
наконец повезло. Удача, несмотря на ноющие колени и подступающую слабость.
Удача, хотя руки дрожат от тяжелой ноши. Сегодня у него есть возможность не
только получить плату за труд, но и прикормиться от десницы дающего. Карто-
фель «Ред Силк» в мешках мелкий и собран раньше времени, чтобы избежать порчи
плесенью, — четвертой ее генетической мутацией за год. И все же он хорош. А
отличное сочетание компактных размеров и питательности означает, что корне-
плоды прекрасно поместятся в карманах Трана.
Мешки с мегадонта ему скидывает Ху. Огромные животные переступают с ноги на
ногу и фыркают, ожидая конца разгрузки. Тран ловит груз специальными крючья-
ми , затем спускает на землю. Зацепить, схватить, раскачать, скинуть. Снова, и
снова, и снова, и снова.
Они здесь не одни. Толпа женщин из высотки сгрудилась у лестницы, на кото-
рой стоит Тран. Руки тянутся к каждому мешку, едва тот оказывается на земле,
пальцы ощупывают дерюжину, ищут дыры, бреши в надежде на счастливую случай-
ность, тщательно следуют вдоль швов и прерывают свое занятие, лишь когда но-
сильщики подходят, чтобы забрать мешки и отнести к Картофельному Королю.
Спустя час такой работы у Трана трясутся руки. Через три он едва держится
на ногах. Шаткая лестница поскрипывает всякий раз, как он спускает очередной
мешок на землю. Тран тяжело дышит, то и дело встряхивает головой: пот залива-
ет глаза ручьем.
Ху окликает:
— Ты там как?
Тран осторожно глядит через плечо. Картофельный Король считает мешки, кото-
рые несут на склад. Время от времени пробегает взглядом по контейнерам на
спинах мегадонтов и лицу Трана. Неподалеку, затаившись в тени, пятьдесят не-
удачников молча ждут своего шанса, и один из них куда более наблюдателен, чем
большой босс. Тран готовится принять очередной груз, стараясь не думать о
пристально следящих за ним глазах. Сколько терпения в их ожидании. Сколько
тишины. Сколько голода.
— Я в порядке. В порядке.
Ху кивает и вытягивает на край контейнера следующий мешок. Место у него оп-
ределенно лучше, но Тран не сетует. Лестница все равно кому-то досталась бы,
а Ху, как-никак, нашел эту работу. У него есть полное право на более выгодную
позицию. На возможность перевести дух. Останься Тран без помощи друга — вновь
пришлось бы голодать. Все честно.
Новый мешок повисает над лесом женских рук. В повороте Тран освобождает
крюки и бросает ношу на землю. Такое чувство, что суставы стали резиновыми и
разболтанными, что бедро и большая берцовая вот-вот разъедутся. От жары кру-
жится голова, но Тран не смеет просить сбавить темп.
Алчущие руки внизу подобны сплетенным морским водорослям, которые колышет
течение. Духу не хватит отогнать этих женщин. Прикрикни на них Тран — они все
равно вернутся. Словно коты-дьяволы. Голод сильнее воли.
Внезапно, в тот самый момент, когда Тран принимает новый мешок, раздается
треск, и лестница теряет устойчивость, кренится в сторону, дребезжа краями о
бок контейнера. Потом замирает. Тран, покачнувшись, изо всех сил старается
удержать мешок и равновесие. Руки вокруг возбужденно тянутся к ноше, толкают,
ощупывают...
— Осторожно!
Лестница падает, и женщины бросаются в стороны. Тран камнем летит вниз.
Боль пронзает колено. Мешок лопается, как спелая ягода. Что скажет Картофель-
ный Король? Эту мысль заглушают крики вокруг. Старик перекатывается на спину:
прямо над ним угрожающе раскачивается контейнер. Люди с воплями разбегаются
кто куда. Мегадонт срывается с места; яростный разворот — и мимо Трана проле-
тает контейнер, кроша повалившиеся на брусчатку бамбуковые лестницы в щепки.
Сила и проворность животного ужасают. Монстр распахивает огромную пасть и из-
дает протяжный, высокий, тревожный крик. Почти человеческий.
Остальные тут же отзываются. Их рев какофонией разносится по улицам. Мега-
донт встает на задние ноги и всю силу своих мышц обрушивает на обломки кон-
тейнера, топча его, словно игрушку. Люди ссыпаются с его спины, будто облета-
ет вишневый первоцвет. В приступе ярости животное пинает контейнер, и тот
снова летит в нескольких жалких сантиметрах от Трана.
Старик силится подняться, но тщетно. Контейнер разбивается о стену. Мега-
донт жаждет полной победы: дробит бамбуковые и тиковые обломки тяжелыми ступ-
нями. На локтях Тран ползет прочь от бушующего зверя, волоча за собой обез-
движенную ногу. Погонщики пытаются обуздать животное, выкрикивают команды.
Старик назад не смотрит. Он сосредоточен на груде булыжников для мостовой не-
подалеку . За нею можно укрыться. Нога не слушается. Отказывается работать.
Как будто отвергает Трана. Мстит. Наконец он в укрытии. Опирается спиной о
камни.
— Ничего, — бормочет он под нос. — Все в порядке. — И осторожно переносит
вес на покалеченную ногу.
Нога дрожит, подкашивается, но страшной боли нет. Пока что.
— Мэй вэньти1, Мзй вэныти, — шепчет Тран. — Пустяки. Просто трещина. Пустя-
ки.
Повсюду крики людей и рев животных. Но перед его глазами только старое раз-
битое колено. Он отталкивается от каменной груды, делает шаг и немедленно па-
дает, словно марионетка, нити которой лишились натяжения.
Стиснув зубы, Тран вновь опирается на камни и массирует колено, оглядывая
беспорядок вокруг. Через спину разъяренного мегадонта перекинуты веревки. Два
десятка человек тянут их вниз, заставляя животное пригнуться к земле и утих-
нуть . От контейнера остались только щепки. Рассыпанный картофель превращен в
густое месиво. Женщины ползают на коленях, дерутся за питательную массу, со-
скабливают ее с мостовой. Красное пятно быстро расползается по этой каше, но
никому нет дела. «Сбор урожая» не прервать. В самом центре пятна из карто-
фельной жижи торчат чьи-то штаны. Тран подозрительно хмурится и на здоровой
ноге скачет туда. Неподалеку от разбитого контейнера замирает. Тело друга
жестоко искалечено, обезображено, смешано с навозом мегадонта и картофельной
массой. Огромная серая ступня животного испачкана в крови и плоти Ху. Кто-то
зовет врача, но нерешительно, словно по привычке, оставшейся от времен, когда
они не были сбродом с желтыми карточками.
Тран пробует идти — снова неудача. Он опирается на каркас контейнера, шеве-
лит больной ногой, пытается понять, в чем дело. Колено сгибается, не особенно
болит, но совершенно не держит вес. Еще попытка. Тот же результат.
Мегадонт наконец обуздан. Тело Ху оттаскивают в сторону. Коты-дьяволы не-
медленно сбегаются к луже крови — пировать. Мерцают в неясном свете метановых
фонарей. Невидимые лапы ступают по картофельному месиву; число следов, усы-
пающих его, постоянно растет. Причем новые появляются уже совсем недалеко от
тела Ху.
Тран тяжело вздыхает. Что ж, все мы умрем. Даже тем из нас, кто силен духом
и телом, путь в один конец. Он решает сжечь несколько ритуальных банкнот ради
Ху, чтобы облегчить ему долгий путь в потустороннем мире, потом одергивает
себя: не слишком ли прыткий? Даже мин би2 для тебя теперь непозволительная
роскошь...
1 Ничего (кит.).
2 Мин би (Ming Bi, кит.) — китайские ритуальные деньги. Их сжигают в специальных
печах при храмах в качестве жертвоприношения духам загробного мира, чтобы облегчить
умершим их долю.
Подходит Картофельный Король, злой, взмыленный, разглядывает Трана, недо-
верчиво щурится:
— Сможешь работать?
— Да. — Тран хочет доказать, но нога снова подводит. Король качает головой.
— Заплачу, сколько накапало.
Машет рукой молодому парню, разгоряченному после схватки с мегадонтом.
— Эй ты! Шустрый! Работаешь. Оставшиеся мешки — на склад. Парень выжидает
очередь к уцелевшему грузу, берет мешок, по пути к хранилищу минует Трана.
Быстро отводит взгляд, радуясь, что старик уже не конкурент.
Довольный вновь налаженным процессом, Картофельный Король направляется на-
зад к складу.
— Заплати мне больше, — говорит ему в спину Тран. — Вдвойне заплати. Твои
мешки стоили мне ноги.
Король глядит на старика с жалостью, переводит взгляд на тело Ху. Пожимает
плечами. Он не против. Мертвец своей доли не попросит.
Лучше подохнуть в состоянии полной невменяемости, чем осознавать и пережи-
вать в подробностях каждое мгновение неизбежной смерти от голода. Заработан-
ные деньги Тран спускает на бутылку «меконга». Дряхлый. Немощный калека. По-
следний из своего рода. Его дети давно мертвы. А предкам суждено прозябать и
мучиться в загробном мире: никто не зажжет для них благовоний, не пожертвует
духам сладкого риса.
Должно быть, они проклинают его.
Сильно хромая и без конца спотыкаясь, Тран бредет сквозь душный мрак ночи.
В одной руке сжимает начатую бутылку, другой — опирается о двери, стены, фо-
нари , чтобы не упасть. Порой колено даже слушается. Но чаще отказывается ра-
ботать . Сколько раз Тран уже поцеловал мостовую — не сосчитать.
Он даже пытается уверить себя, что валится на землю нарочно: вдруг съестное
подвернется. Но Бангкок — это царство падалыциков и охотников за объедками.
Коты-дьяволы, вороны и дети уже все здесь подобрали. Если Трану действительно
повезет, то он наткнется на «белые рубашки», и они изобьют его до обморочного
состояния, а может, отправят к бывшему владельцу костюма от братьев Хван. Эта
мысль кажется ему весьма привлекательной.
В пустом желудке плещется целый океан виски. Тран весел и беззаботен впер-
вые с тех пор, как случилось восстание. Он пьет, хохочет и призывает «белые
рубашки», обзывая их бумажными тиграми и собачьими гондонами. Пусть придут к
нему. Набор ругательств настолько впечатляющ, что любой услышавший не сможет
устоять перед соблазном намять бока сквернослову. Но полиция министерства
среды, видимо, слишком занята другими «желтокарточниками», ибо Тран блуждает
по зеленой мути бангкокской ночи в совершенном одиночестве.
Ну что ж. Пусть так. Если не «белые рубашки», то он сам себя прикончит. До-
берется до реки и бросится в грязный поток. Какое блаженство. Течение вынесет
его в открытые воды океана, словно клипер. Так окончится род Трана. Он при-
кладывается к бутылке, теряет равновесие и мешком валится на мостовую, всхли-
пывая и проклиная «белые рубашки», «зеленые повязки» и мачете.
Добравшись до ступеней неподалеку, Тран переводит дух, скрючившись и прижи-
мая к груди чудом уцелевшую бутылку. Словно бесценный осколок нефрита в сла-
бых руках. Тран смеется от радости. Было бы совсем скверно расплескать остат-
ки живительного пойла по брусчатке.
Он делает новый глоток и смотрит на мерцающие фонари. Цвет горящего метана
нынче — это цвет отчаяния. Прежде зеленый был цветом кориандра, шелка и неф-
рита. Теперь же метановая муть напоминает только о кровожадных людях в зеле-
ных повязках и о ночных поисках еды среди мусорных куч. Фонарный свет подра-
гивает . Бесконечный зеленый город. Бесконечный мир отчаяния.
Внезапно, держась тени, кто-то пересекает дорогу. Тран подается вперед,
чтобы разглядеть. На миг кажется, что это «белая рубашка». Но нет. Слишком уж
воровато движется. Это женщина. Точнее, девушка. Ладная, все при ней. И
сколько соблазна в этой странной перекатывающейся походке...
Дарума.
Тран ухмыляется. Точнее, складки на его худом лице собираются в удивленную
гримасу при виде этого невероятного существа, крадущегося в ночи. Вот это по-
теха! Дарума. Дарума Ма Пина. Противоестественная форма жизни.
Она скользит от тени к тени. Создание, которое «белые рубашки» пугают боль-
ше, чем старого пьяного китайца с желтой карточкой. Беспризорное дитя, вы-
рванное из привычной среды обитания и брошенное в городе, презирающем все,
что дарума собой представляет: ее генетический набор, ее производителей, ее
нечеловеческое телосложение. Отсутствие души.
Она призрак. Который был здесь каждую ночь, неподалеку от Трана, роющегося
в мусоре и объедках. Призрак уродливо ковылял сквозь удушающий мрак, когда
Тран прятался от патруля «белых рубашек». Несмотря ни на что, даруме удается
выживать. Раз за разом.
Покачиваясь, Тран встает на ноги и шагает, опираясь рукой о стену. Глупая
мысль, нелепая прихоть, но дарума полностью овладела его пьяным воображением.
Тран собирается проследить путь «японской поделки», этого чужеродного тела,
презираемого сильнее, чем что бы то ни было в Бангкоке. Он идет за нею. Воз-
можно, в надежде украсть поцелуй. Возможно, чтобы защитить от опасностей,
таящихся в ночи. В конце концов, представить, что он еще тигр, а не пьяная
немочь, жалкая карикатура на человека.
Дарума следует по самым темным из улочек, держится спасительного мрака, ук-
рытая от глаз «белых рубашек», которые зарыли бы ее живьем, она и пикнуть не
успела бы. Коты-дьяволы мяукают ей вслед, чуя ту же циничность, с которой са-
ми были созданы. Королевство кишит болезнями, его осаждает такое количество
монстров, выведенных в биоинженерных лабораториях, что контролировать их нет
никакой возможности. Будь то возбудитель серых чесоточных наростов или ги-
гантские рабочие животные — их не остановить. И с той же настойчивостью, с
которой Таиланд сопротивляется нашествию мутантов, Тран идет за дарумой. Два
захватчика здешних территорий, подобные ржавчинному грибу на дуриане. Неже-
ланные гости. Неприкаянные.
Несмотря на способ передвижения, дарума довольно резвая. Тран едва поспева-
ет следом. Колено трещит и болтается; старик то и дело стискивает зубы от бо-
ли . Порой он падает, но отступать не собирается. Дарума, качнувшись, ныряет в
очередную тень. Походка неваляшки выдает нечеловеческую природу. Не важно,
насколько девушка красива. Не важно, насколько умна, насколько здорово ее те-
ло и как нежна ее кожа. Она дарума и создана служить. И весь ее генный набор
сбалансирован и подобран именно с этой целью. И каждый ее неестественный шаг
выдает в ней всего лишь рабу человеческих прихотей.
Наконец, когда Тран понимает, что ноги его больше не удержат, дарума оста-
навливается перед чернеющей пастью входа в высотку. Многоэтажная башня вроде
той, где ночевал Тран. Еще один жалкий, полуразваленный остов, призрак времен
старой экспансии. С высоты доносятся звуки музыки и смех. В красном свете,
льющемся из окон пентхауса, мелькают тени, силуэты танцующих женщин. Пьяные
вопли, грохот барабанов... Дарума исчезает внутри.
Перешагнуть порог подобного заведения... Спустить последний бат, пока женщины
вокруг танцуют и поют похабные песни... Неожиданно Тран жалеет, что уже потра-
тил выручку на бутылку виски. Вот где он хотел бы умереть. В притоне плотских
удовольствий, которых не ведал с тех пор, как прибыл сюда. Он поджимает губы,
соображая. Может, и удастся проникнуть внутрь. Обтрепавшийся костюм вполне
сгодится для блефа. А сам Тран, возможно, и сойдет за приличного посетителя.
Да. Пожалуй, стоит рискнуть. Если же с позором выставят, если снова смешают с
грязью, что с того? Все равно его ожидают мутные речные воды, по которым он
отправится в последний путь к океану, чтобы встретиться с сыновьями.
Собравшись перейти улицу, Тран падает — снова подводит колено. И снова чу-
дом цела бутылка. Остатки янтарной жидкости сверкают в метановом свете. По-
морщившись, Тран отползает и усаживается спиной к стене дома, поближе к двер-
ному проему. Сперва отдохнуть. И покончить со спиртным. Дарума останется
здесь надолго. Есть еще время перевести дух. А если свалится снова, то хотя
бы виски ничего не будет угрожать. Он запрокидывает голову, упирается затыл-
ком в стену и подносит бутылку ко рту. Вот так. Просто перевести дух.
Вдруг раздается громкий смех. Тран вздрагивает. Из входа в высотку показы-
вается пьяный, хохочущий человек. За ним вываливается целая толпа таких же,
гогочущих и толкающих друг друга. Они тащат за собой хихикающих девиц, машут
велорикшам, поджидающим надравшихся толстосумов. Неспешно толпа редеет. Тран
прикладывается к бутылке, но та уже пуста.
Показываются еще двое. Один из них — Ма Пин. Другой — фаранг, видимо, его
босс. Последний подзывает рикшу, взбирается в повозку и машет Ма на прощание.
Молодой человек поднимает руку в ответ, и золотые часы на запястье искрятся в
мутном зеленом свете фонарей. Часы Трана. Сияющий осколок его жизни. Семейная
ценность. Тран хмурится. Заполучить бы их обратно...
Рикша Навозного Короля отъезжает. Все дальше скрип несмазанной цепи и пья-
ная болтовня. Ма Пин остается один посреди пустой дороги. Смеясь, направляет-
ся обратно к высотке, потом, будто что-то вспомнив, поворачивается и нетвер-
дым шагом идет через дорогу, прямо в сторону Трана.
Старик отодвигается в тень дверного проема, не желая, чтобы Ма застал его в
подобном виде. Довольно с Трана унижений. Он сжимается все сильнее, пока пья-
ный человек блуждает в поисках рикши. Все извозчики разъехались. И у высотки
бездельников не осталось...
В метановой мути сверкают золотые часы.
Из зеленой клубящейся завесы появляются неясные фигуры. Идут трое, их ко-
ричневая кожа почти сливается с ночным мраком, контрастируя с белыми мятыми
рубашками. На запястных ремешках крутятся черные дубинки. Ма, похоже, не за-
мечает , как приближаются патрульные. В ночном воздухе отчетливо слышно каждое
слово, которое они произносят:
— Что-то вы припозднились.
Ма вздрагивает, нервно улыбается:
— Неужели? На мой взгляд, еще не очень поздно! Трое окружают его.
— Довольно поздно для человека с желтой карточкой. Вы должны быть дома.
Весьма неразумно гулять после комендантского часа. Особенно с такими вещами
на запястье.
Ма успокаивающе поднимает руки:
— Да что вы. Какая желтая карточка... вы ошиблись.
— Судя по акценту — нет. Ма шарит по карманам:
— Серьезно, сейчас я покажу...
Один из патрульный подходит совсем близко:
— Я сказал, что можно шевелиться?
— Мои бумаги, взгляните...
— Руки за голову!
— Взгляните на печати!
— Я сказал, за голову!
Взмах дубинки. Ма вскрикивает, хватается за руку. Обрушивается град ударов.
Человек корчится, закрывается руками:
— Нгшадэ би1!
1 Здесь: Скоты! Мать вашу! (кит.)
«Белые рубашки» давятся от смеха:
— А наречие желтых карточек знаешь!
Дубинка быстро и сильно опускается, и Ма с воплем падает, схватившись за
ногу. Пинок в лицо заставляет разогнуться, и патрульный стучит окровавленной
дубинкой по груди жертвы:
— Смотри, что за рубашка, Тонгчай. Получше, чем у тебя.
— Наверное, протащил через таможню с полной задницей нефрита.
Над Ма склоняются:
— Это правда? Ты гадишь нефритом?
Будто полоумный, китаец мотает головой и ползет прочь. Изо рта обильно
льется кровь. Одна нога недвижна. Патрульный пинает Ма еще раз, переворачива-
ет носком ботинка на спину, ставит ногу ему на лицо. Другие двое, перепугав-
шись , пятятся. Бить человека — это одно...
— Саттипонг. Не надо... Тот оборачивается:
— Чего струхнули? Эта мразь не лучше ржавчинного гриба. Все они ныть начи-
нают , выпрашивают жратву, когда нам едва хватает. — Он пинает руку Ма. — А
сами... Поглядите . Золото .
Ма хрипит, пытается снять часы:
— Возьмите. Пожалуйста. Заберите...
— Не тебе подачками сорить, желтая карточка.
— Не желтая карточка... Нет... — Ма едва ворочает языком. Не ваше министерство...
Он судорожно рыщет в кармане под пристальным взглядом «белой рубашки». На-
конец достает документы, трясущейся рукой протягивает...
Саттипонг берет бумаги, разглядывает. Наклоняется:
— Думаешь, местные нас не боятся?
Он швыряет документы на землю и набрасывается на Ма, как кобра. Пинки так и
сыплются. Он очень быстр. Избивает со знанием дела. Ма клубком катается по
земле, пытаясь увернуться. Наконец, тяжело дыша, Саттипонг отступает.
— Теперь вы, научите его уважению.
Товарищи нерешительно переглядываются, но перечить не смеют и принимаются
за дело, подбадривая друг друга выкриками. Из высотки выходят люди, но, зави-
дев патрульных, спешно возвращаются обратно. Свидетелей нет. Единственный на-
блюдатель не показывается из своего убежища.
Теперь Саттипонг, кажется, доволен. Он снимает «Ролекс» с руки китайца,
плюет ему в лицо и жестом приказывает товарищам идти за ним. От места, где
прячется Тран, они проходят угрожающе близко. Тонгчай с сомнением замечает:
— Он может пожаловаться.
Саттипонг качает головой, защелкивая браслет часов на запястье:
— Свой урок он усвоил.
Постепенно их шаги затихают. В пентхаусе все еще грохочет музыка. На улице
— ни души. Тран терпеливо ждет на случай новых хищников. Но никто не появля-
ется. Будто городу теперь нет никакого дела до искалеченного малайского ки-
тайца на мостовой. Тран направляется к Ма.
Несчастный, завидев старика, тянет к нему слабую руку:
— Помогите...
Сначала на тайском, потом на английском, затем на малайском, на языке про-
шлого . Узнав Трана, слабо улыбается окровавленным ртом. Произносит на манда-
рине, на наречии их прежнего союза:
— Лао пэнъю1. Ты что тут делаешь?
Тран опускается на здоровое колено рядом, изучает избитое лицо перед собой:
— Видел твою даруму.
Ма слабо улыбается:
1 Старый друг (кит.).
— Теперь веришь?
Из-за огромного отека его глаз почти не видно, кровь струится из рассечен-
ной брови.
— Верю.
— Кажется, они сломали мне ногу.
Ма пытается сесть, но, вскрикнув, валится на землю. Ощупывает ребра, го-
лень .
— Не смогу идти.
От боли втягивает воздух: еще одна кость сломана.
— Ты был прав насчет «белых рубашек».
— Рука дающая вольна забрать, когда ей вздумается. Тон старика заставляет
Ма повернуть голову.
— Прошу. Я ведь накормил тебя. Найди мне рикшу. — Он пристально вглядывает-
ся в лицо Трана, рукой по памяти ощупывает запястье, где раньше красовалась
драгоценность. Попытка предложить сделку. Обмен на жизнь.
Неужто злой рок, думает Тран. Или удача? Злой рок, ведь часы теперь у «бе-
лых рубашек» с черными дубинками. Удача — Тран пришел сюда, чтобы увидеть му-
чения Ма. Неужто действительно так? Или кармой для них двоих уготовано куда
большее предназначение?
Мольба в глазах несчастного. Тран вдруг вспоминает, как давным-давно уволил
молодого служащего, выставив на улицу без компенсации и запретив возвращать-
ся . Правда, тогда он был большим человеком. Теперь же полное ничтожество. Да-
же хуже. Он помогает Ма сесть.
— Спасибо... спасибо...
Старик методично ощупывает его карманы, шарит в поисках случайного бата,
который не забрали «белые рубашки». Неосторожным движением задевает Ма, и тот
со стоном выругивается. Тран подсчитывает добычу: жалкая мелочь, которая для
него все равно, что целое состояние. Ссыпает монеты в собственный карман.
Дыхание Ма учащается, он хрипит:
— Прошу. Рикшу. Это все. Его едва слышно.
Склонив голову набок, Тран размышляет, пока инстинкты в нем ведут борьбу.
Затем со вздохом качает головой:
— Мы держим удачу за хвост, так ты говорил. Натянуто улыбается:
— Мое собственное высокомерие из свежих, молодых уст.
Все еще удивляясь своему прежнему сытому «эго», Тран разбивает бутылку о
булыжники. Стекло брызжет в стороны. Осколки сияют зеленым в свете фонарей.
— Будь я прежним большим человеком...
Горькая ухмылка.
— Но, в конце концов, и ты, и я лишь рабы иллюзий. Мне очень жаль.
Бросив последний взгляд вокруг, он всаживает осколок бутылки в горло Ма.
Тот дергается, и кровь фонтаном брызжет на руку Трана. Старик отскакивает,
чтобы не запачкать костюма. Ма силится достать до осколка в клокочущей глот-
ке , но рука безвольно падает. Булькающее дыхание замирает.
Трана колотит. Рука дрожит, как от электрического разряда. Так много смер-
тей он видел... Но редко убивал сам. И вот перед ним лежит Ма, еще один малай-
ский китаец, в чьей гибели виноват только Тран. История повторилась. Сильная
тошнота заставляет согнуться.
Он ползет в спасительную тень дверного проема и там поднимается на ноги.
Проверяет колено. Будто бы держит. На улице пусто и тихо. Посреди дороги куча
мусора: тело Ма. Вокруг все недвижно.
Тран поворачивается и хромает прочь, придерживаясь стен. Пройдя несколько
домов, он замечает, как гаснут фонари, один за другим, будто подвластные
чьей-то огромной руке. В это время министерство общественных работ отключает
газовое снабжение. Улица погружается в кромешную тьму.
Широкая Суравонг-роуд темна и почти пуста, когда Тран добирается до нее. В
свете звезд — пара старых быков, неспешно волокущих телегу на каучуковых ко-
лесах. Рядом с ними неясная тень хозяина, тихо приговаривающего что-то. Мяу-
канье возбужденных котов-дьяволов разрезает горячий воздух. Больше никого.
Вдруг со стороны — скрип ржавой велосипедной цепи. Шорох колес по мостовой.
Тран оборачивается, опасаясь, что это патруль гонится за ним. Но это всего
лишь велорикша. Старик поднимает руку, сжимая в пальцах бат из кармана Ма.
Рикша тормозит. Худые потные конечности блестят в свете луны.
— Куда направляетесь?
Тран сверлит взглядом широкое лицо извозчика, вдруг тот переодетый хищник...
Но рикша всего лишь жаждет заполучить монету в руках старика. Тран отбрасыва-
ет сомнения прочь и забирается в повозку:
— К фабрикам фарангов. У реки. Рикша удивленно оборачивается:
— Они все закрыты. Ночью тариф на энергию слишком высокий. Никто не работа-
ет .
— Не важно. Появилась вакансия. Будет конкурс на место. Рикша поднимается
на педалях:
— Ночью?!
— Завтра. — Тран устраивается удобнее. — Не хочу опоздать.
Литпортал
СПЕЦИАЛИСТ ПО КАЛОРИЯМ1
Паоло Бачигалупи
Мамы нет, папы нет, бедный я сирота! Деньги? Дашь денег? Мальчишка сделал
«колесо», потом перекувырнулся посреди улицы, поднимая липнущую к голому телу
желтую пыль.
Лалджи остановился посмотреть на белобрысого попрошайку, который замер у
него под ногами. Внимание, кажется, придало парнишке храбрости: он еще раз
перекувырнулся. Улыбнулся, сидя на корточках и глядя на Лалджи снизу вверх,
расчетливо и напряженно; ручейки пота и грязи стекали у него по лицу.
Входит в цикл «Заводная» - Домашняя лаборатория №11-12 за 2015 г. и №1 за 2016 г.
— Деньги? Дашь денег?
Город вокруг них был почти безмолвен в этот жаркий день. Несколько фермеров
в рабочих комбинезонах вели мулов на поля. Здания, спрессованные из «всепо-
годного» камня, заваливались на соседей, словно пьяные, в пятнах от дождя и в
трещинах от солнца, однако, как и следовало из названия материала, они все
равно держались. В дальнем конце узкой улицы начинались тучные поля с «СоейП-
РО» и «Хай-Ростом», волны шелестящей растительности катились до самого голу-
бого горизонта. Все было в основном так, как и во всех небольших городах, ка-
кие повидал Лалджи, путешествуя вверх по реке, просто еще один фермерский
анклав, обязанный выплачивать долги за пользование интеллектуальной собствен-
ностью и отправлять калории в Новый Орлеан.
Мальчишка подполз ближе, заискивающе улыбаясь и покачивая головой, словно
готовая напасть змея.
— Деньги? Деньги?
Лалджи сунул руки в карманы на случай, если у попрошайки имеются сообщники,
и полностью сосредоточился на мальчишке.
— А с чего я должен давать тебе деньги?
Мальчишка уставился на него, озадаченный. Он раскрыл рот, затем снова за-
крыл. Наконец вернулся к тому, с чего начал: эта часть выступления была ему
более привычной.
— Ни мамы? Ни папы? — Теперь это звучало скорее как вопрос, лишенный внут-
ренней убежденности.
Лалджи поморщился от отвращения и примерился, чтобы дать парню пинка. Маль-
чик отшатнулся в сторону, упал на спину в отчаянной попытке увернуться, и
Лалджи тут же развеселился. По крайней мере, у мальчишки быстрая реакция. Он
развернулся и зашагал дальше по улице. У него за спиной завывания попрошайки
звучали отчаянным эхом:
— Ма-а-амы не-е-ет! Па-а-апы не-е-ет!
Лалджи в раздражении помотал головой. Мальчишка сколько угодно мог кричать
о деньгах, однако за ним он не потащился. Никакой это не настоящий попрошай-
ка. Работает от случая к случаю, скорее всего на мысль его натолкнули какие-
нибудь чужаки, забредшие в городок и проявившие щедрость к нищему светловоло-
сому ребенку. Ученые из «Агро-Гена» или «Растениевода Среднего Запада» и про-
чие аграрники охотно проявляют к горожанам в провинции показную щедрость.
Сквозь дыры в убогих постройках Лалджи снова мельком увидел буйную поросль
«СоиПРО» и «Хай-Роста». Все эти выставленные напоказ калории пробуждали в во-
ображении волнующие фантазии о том, как можно было бы загрузить баржу и от-
править ее вниз по течению, минуя шлюзы, в Сент-Луис или Новый Орлеан, в пас-
ти заждавшихся мегадонтов. Напрасные мечты, конечно, зато зрелище изумрудных
полей являлось более чем достаточным доказательством, что ни у одного ребенка
здесь нет оснований попрошайничать. Только не рядом с «СоейПРО». Лалджи снова
с неодобрением покачал головой и свернул на тропинку, зажатую между двумя до-
мами.
В темном переулке тек едкий ручей из отработанных «всепогодных» масел. Пара
чеширцев, прятавшихся в безлюдном месте, бросилась прочь и исчезла, раство-
рившись в ярком солнечном свете. Здесь же, привалившись к своим видавшим виды
соседям, стояла кинетическая мастерская, добавляющая запаха навоза и животно-
го пота к вони «всепогодных». Лалджи навалился на дощатую дверь мастерской и
протиснулся внутрь.
Солнечный свет пронзал сладко пахнущий навозом сумрак ленивыми золотыми лу-
чами. На одной стене висело два раскрашенных вручную плаката, кое-где ото-
рванных, но все еще читаемых. «Неучтенные калории означают голодающие се-
мьи !». «Мы следим за отчислениями и использованием права на интеллектуальную
собственность!». Фермер с семейством таращился пустыми глазами поверх суровых
слов. За распространение этих плакатов платили «Чистые Калории». На другом
плакате красовался коллаж из торговой марки «Агро-Гена», сжатых пружин, зеле-
ных рядов «СоиПРО», залитых солнечным светом, и улыбающихся детишек среди
слов «Мы обеспечиваем мир энергией!». Лалджи с кислым видом изучил плакаты.
— Уже вернулся? — Владелец мастерской вышел из намоточной, вытирая руки о
штаны и смахивая грязь и солому с ботинок. Он посмотрел на Лалджи. — Запаса
моих пружин оказалось недостаточно. Пришлось лишний раз кормить мулов, чтобы
набрать тебе джоулей.
Лалджи пожал плечами, он ожидал, что в последнюю минуту хозяин начнет тор-
говаться, точно так же, как делал обычно Шри-рам, поэтому из любопытства на-
пустил на себя оскорбленный вид.
— Ну? И сколько?..
Хозяин покосился на Лалджи, потом втянул голову в плечи, его тело будто
приготовилось к обороне.
— П-пять сотен. — Голос его сорвался, как будто кляп собственной порази-
тельной алчности оцарапал ему горло.
Лалджи нахмурился и дернул себя за ус. Неслыханно. Калории еще даже не пе-
ревезли. Городок купается в энергии. И, несмотря на висящие в мастерской доб-
ропорядочные плакаты, то, что калории, питающие эту кинетическую мастерскую,
были должным образом учтены, вызывало сильные сомнения. Только не при непо-
средственной близости от нее вводящих в искушение зеленых полей. Шрирам часто
говорил, что использовать учтенные калории — все равно, что швырять деньги в
компостную яму.
Лалджи еще раз дернул себя за ус, соображая, сколько следует заплатить за
джоули, не привлекая к себе чрезмерного внимания. Должно быть, богачи регу-
лярно посещают этот городишко, раз хозяина мастерской обуяла такая алчность.
Почти наверняка какие-нибудь ответственные за калории лица. Очень может быть.
Городок расположен близко к центру. Может быть даже, этот самый город участ-
вует в выращивании главных драгоценностей для энергетической монополии «Агро-
Ген». Но все равно не все, кто проезжает через город, настолько богаты.
— Две сотни.
Хозяин облегченно заулыбался, показывая кривые желтые зубы: его вина сдела-
лась очевидной, когда Лалджи начал торговаться.
— Четыре.
— Две. Я могу стать на якорь на реке, и мои собственные намотчики сделают
ту же работу.
Хозяин засопел:
— На это уйдут недели. Лалджи пожал плечами:
— Время у меня есть. Можешь впустую слить джоули обратно в свои пружины. Я
сам сделаю всю работу.
— У меня семья, которую нужно кормить. Три?
— у тебя под боком столько калорий, сколько и некоторым богатым семьям в
Сент-Луисе не снилось. Две.
Хозяин угрюмо покачал головой, но повел Лалджи в намоточную. Навозная мгла
сгустилась. Огромные, в два раза выше человеческого роста, барабаны, хранящие
кинетическую энергию, стояли в темном углу, грязь и навоз налипли на их точ-
ные, высокой емкости, сжатые пружины. Солнечные лучи проникали в зияющие дыры
в крыше, там, где из нее выдуло ветром дранку. Лениво шевелились ошметки на-
воза.
Полдюжины гипертрофированных мулов механически выполняли свой нудный труд,
их ребра медленно вздымались, на боках виднелись соленые разводы от пота, ко-
торым они истекали, заводя лодочные пружины Лалджи. Они выдували воздух через
ноздри; внезапно донесшийся запах Лалджи встревожил их, и их толстые ноги за-
мерли. Мышцы, похожие на булыжники, проступили на костлявых телах, когда они
остановились. Животные смотрели на Лалджи обиженно, почти разумно. Один мул
показал крепкие желтые зубы, похожие на зубы хозяина.
На лице Лалджи отразилась досада.
— Покорми их.
— Я уже кормил.
— У них все кости видны. Если хочешь получить с меня деньги, покорми еще
раз.
Хозяин возмутился:
— Они и не должны быть жирными, они должны заводить твои чертовы пружины. —
Но все-таки кинул по две горсти «СоиПРО» в кормушки.
Мулы засунули головы в корзинки, истекая слюной и постанывая от вожделения.
В своем нетерпении один мул пошел было вперед по кругу, передавая энергию
опустошенным пружинам мастерской, но потом, кажется, понял, что от него не
требуется работы и он может есть без всяких помех.
— Они просто не созданы для того, чтобы жиреть, — пробормотал хозяин мас-
терской .
Лалджи чуть улыбнулся, отсчитывая пачку банкнот и передавая деньги хозяину.
Тот снял заведенные пружины Лалджи с намоточных барабанов и поставил рядом с
невольниками-мулами. Лалджи поднял одну пружину, охнув под ее тяжестью. Ее
масса осталась точно такой же, как когда он принес ее в кинетическую мастер-
скую, но сейчас она, кажется, почти вибрировала от заключенного в ней труда
мулов.
— Помочь?
Хозяин не сдвинулся с места. Он косился на кормушки мулов, все еще прикиды-
вая , не удастся ли помешать их трапезе.
Лалджи тянул с ответом, наблюдая, как мулы приканчивают остатки своих кало-
рий.
— Нет. — Он снова взвалил на себя пружину, ухватившись поудобнее. — За ос-
тальными придет мой помощник.
Повернувшись к двери, он услышал, как хозяин оттаскивает от мулов кормушки,
а они ворчат, сражаясь за провизию. И в который раз Лалджи пожалел, что вооб-
ще согласился на эту поездку.
Предложение исходило от Шрирама. Они сидели под навесом на крыльце дома
Лалджи в Новом Орлеане, сплевывая сок бетеля в сточную канаву в переулке,
глядя, как льет дождь, и играя в шахматы. Вдалеке, в сером утреннем свете,
мелькали велорикши и просто велосипедисты, проблески зеленого, красного и си-
него, проезжающие мимо входа в переулок в своих блестящих от дождя, зерненых
полимерных пончо.
Игра в шахматы была многолетней традицией, ритуалом, который свершался, ес-
ли Лалджи бывал в городе, а у Шрирама появлялась возможность оставить на вре-
мя свою маленькую кинетическую компанию, занимавшуюся взведением домашних и
лодочных пружин. Между ними существовала добрая дружба, ставшая еще и плодо-
творной, когда Лалджи добыл неучтенные калории, которым предстояло кануть в
пасти голодного мегадонта.
Оба они играли в шахматы не слишком хорошо, и поэтому партии часто своди-
лись к серии обменов, совершаемых в головокружительной последовательности, к
непрерывному уничтожению, в результате которого поле с еще недавно аккуратно
расставленными фигурами представляло собой картину полного разорения, и оба
оппонента изумленно моргали, пытаясь сообразить, стоило ли подобное безобра-
зие баталии. И вот после одного из такого «зуб за зуб» разгромов Шрирам спро-
сил Лалджи, может ли тот подняться вверх по реке. Выше южных штатов.
Лалджи помотал головой и сплюнул кроваво-красный сок бетеля в выходящую из
берегов сточную канаву.
— Нет. Невыгодно заходить так далеко. Слишком много джоулей придется потра-
тить . Пусть лучше калории сами плывут ко мне.
Лалджи с удивлением заметил, что у него до сих пор сохранился ферзь. Он
взял им пешку.
— А если вся потраченная энергия будет оплачена? Лалджи засмеялся, дожида-
ясь, пока Шрирам сделает свой ход.
— Это кем? «Агро-Геном»? Полицейскими, охраняющими интеллектуальную собст-
венность? Только их лодки ходят так далеко по течению и против него.
Он нахмурился, осознав, что его ферзю теперь угрожает оставшийся конь Шри-
рама.
Шрирам молчал, не прикасаясь к фигурам. Лалджи оторвал взгляд от доски и
изумился серьезности лица Шрирама.
— Я заплачу. Я сам и кое-кто еще. Есть один человек, которого некоторые из
нас хотели бы доставить на юг. Весьма необычный человек, — произнес Шрирам.
— Так отчего бы не отправить его на юг на гребном судне? Вверх по реке идти
дорого. Сколько уйдет гигаджоулей? Мне придется заменить лодочные пружины, и
что тогда скажет мне полицейский патруль? «Куда это ты направляешься, стран-
ный индиец, на своей маленькой лодчонке с таким количеством пружин? Собира-
ешься в дальнее путешествие? А с какой целью?» — Лалджи покачал головой. —
Пусть этот человек сядет на паром, наймет баржу. Дешевле обойдется, разве
нет? — Он махнул рукой на шахматную доску. — Твой ход. Тебе предстоит взять
мою королеву.
Шрирам задумчиво наклонял голову то в одну сторону, то в другую, но не спе-
шил продолжить игру.
— Дешевле, да...
— Но?..
Шрирам пожал плечами:
— Быстрая маленькая лодка привлечет к себе меньше внимания.
— Что же это за человек такой?
Шрирам внезапно воровато огляделся вокруг. Метановые лампы светились голу-
быми призрачными огоньками за закрытыми, испещренными каплями дождя окнами
соседей. Дождь ручьями стекал по окрестным крышам, выбивал мокрую дробь в
пустом переулке. Чеширец взывал к подруге откуда-то из мокроты, едва слышный
за шумом текущей воды.
— Крео сейчас дома?
Лалджи удивленно поднял брови:
— Он отправился в спортзал. А что такое? Какое это имеет значение?
Шрирам пожал плечами и смущенно улыбнулся:
— Кое-что должно оставаться только между старыми друзьями. Людьми, связан-
ными крепкими узами.
— Крео работает со мной много лет.
Шрирам что-то неразборчиво пробурчал, снова огляделся вокруг и вытянулся
вперед, понизив голос, вынуждая и Лалджи податься ближе.
— Есть один человек, которого очень хотели бы найти энергетические компа-
нии . — Он постучал по своей лысеющей голове. — Очень умный человек. Мы хотим
ему помочь.
Лалджи втянул воздух сквозь зубы:
— Потрошитель генов?
Шрирам избегал смотреть в глаза Лалджи.
— В некотором смысле. Специалист по калориям. Лалджи скроил гримасу отвра-
щения :
— Еще одна причина не участвовать в этом деле. Я не имею ничего общего с
этими убийцами.
— Нет, нет. Разумеется, нет! Однако же... когда-то ты привез с собой гранди-
озную вывеску, разве не так? Несколько смазанных жиром пальм, таких скольз-
ких, и ты въехал в город, и Лакшми1 вдруг улыбнулась тебе, этакому энергети-
ческому разбойнику, и вот теперь ты торговец антиквариатом. Какие поразитель-
ные перемены!
Лалджи пожал плечами:
— Мне повезло. Я знал одного человека, который помог мне пройти шлюзы.
— Так в чем дело? Повтори это.
— Если за ним охотятся энергетические компании, дело будет опасным.
— Но не невыполнимым. Шлюзы пройти легко. Гораздо легче, чем провезти нели-
цензированное зерно. Или что-нибудь такое же огромное, как вывеска. А это бу-
дет просто человек. Ни одна ищейка им ничуть не заинтересуется. Посадишь его
в бочку. Все пройдет легко. А я оплачу. Все твои джоули и еще сверху.
Лалджи пожевал орех бетеля, сплюнул красным, снова сплюнул, размышляя.
— А какую пользу получит от этого специалиста по калориям такой второсте-
пенный владелец кинетической компании, как ты? Потрошители генов охотятся на
большую рыбу, мелкая рыбешка их не интересует.
Шрирам улыбнулся с несчастным видом и пожал плечами, словно осуждая себя
самого.
— Тебе не кажется, что в один прекрасный день «Ганеша Кинетик» может стать
крупной компанией? Вторым «Агро-Геном», может быть?
Они оба засмеялись над этим абсурдным предположением, и Шрирам сменил тему.
Полицейский с собакой преградил Лалджи путь, когда тот подходил к своей
лодке, неся заведенную пружину. Псина ощетинилась при его приближении и рва-
нулась с поводка, ее тупой нос подрагивал от желания добраться до него. Пат-
рульный из службы по охране интеллектуальной собственности с трудом сдерживал
собаку.
— Нужно тебя обнюхать.
Снятая каска уже лежала на траве, но он все равно обливался потом, запако-
ванный в серый бронежилет и с навешенным на него тяжелым пружинным ружьем и
патронташем.
Лалджи застыл. Звериный рык раздался откуда-то из глубины глотки, и собака
двинулась вперед. Она обнюхала его одежду, скаля жадные зубы, обнюхала еще
раз, затем черная шерсть вокруг шеи начала переливаться синим, она расслаби-
лась и вильнула купированным хвостом. Села. Розовый язык вывалился из улыбаю-
щейся пасти. Лалджи кисло улыбнулся собаке в ответ, радуясь, что не везет с
собой контрабандных калорий и ему не придется разыгрывать пантомиму послуша-
ния , когда патрульный потребует квитанции, и не придется доказывать, будто бы
за зерно уплачены все пошлины и все лицензии на руках.
Когда собака поменяла цвет, патрульный тоже несколько расслабился, но все
равно внимательно рассмотрел Лалджи, отыскивая в нем сходство с какой-нибудь
хранящейся в памяти фотографией. Лалджи терпеливо ждал, знакомый с правилами
проверки. Многие пытались присвоить честные прибыли «Агро-Гена» и ему подоб-
ных компаний, но, насколько было известно Лалджи, он не числился в картотеках
полиции по охране интеллектуальной собственности. Он — торговец антиквариа-
том, имеющий дело с хламом предыдущего столетия, а не какой-нибудь энергети-
ческий бандит, чье изображение хранится в корпоративных фотоархивах.
Наконец патрульный махнул, чтобы он проходил. Лалджи вежливо кивнул и пошел
вниз по ступеням к невысокому речному причалу, где стояла его узкая лодка. По
реке проползали неуклюжие зерновые баржи, низко сидящие в воде под тяжестью
груза.
Движение на реке, хотя и достаточно интенсивное, не могло сравниться с тем,
Лакшми — богиня богатства и благополучия (инд. миф.).
что творилось во время сбора урожая. Тогда калории, выдоенные из таких город-
ков, как этот, заполняли всю Миссисипи вниз по течению. Баржи перекрывали
главные потоки речной системы в Миссури, Иллинойсе, Огайо, забивали тысячи
мелких рек. Некоторые из этих калорий отправлялись только до Сент-Луиса, где
их пожирали мегадонты, отрыгивая джоули, но остальные, основной поток, шли до
Нового Орлеана, где ценное зерно грузили на клиперы и дирижабли крупных энер-
гетических компаний. Оттуда они отправлялись по всей земле с попутными ветра-
ми или по морю, чтобы поспеть обратно к следующему посевному сезону и чтобы
весь мир продолжал есть.
Лалджи посмотрел, как медленно проходят мимо баржи, перегруженные, раздутые
от своего богатства, затем подхватил заведенную пружину и спрыгнул на борт
лодки.
Крео лежал на палубе в той же позе, в какой Лалджи оставил его, мускулистое
тело намазано маслом и сверкает под солнцем: светловолосый Арджуна1, ожидаю-
щий славной битвы. Разделенные на косички волосы, цвета спелой пшеницы, рас-
сыпались вокруг головы нимбом, привязанные к концам косичек кости лежали,
будто фишки, брошенные гадателем, на горячей палубе. Он не шевельнулся, когда
Лалджи спрыгнул на палубу. Лалджи встал перед Крео, мешая тому загорать. Мо-
лодой человек медленно открыл голубые глаза.
— Поднимайся. — Лалджи опустил свою ношу на мускулистый живот Крео.
Крео шумно выдохнул и обхватил пружину руками. Он легко сел и переложил тя-
жесть на палубу.
— А остальные пружины заведены?
Лалджи кивнул. Крео взял пружину и пошел вниз по узкому трапу в машинное
отделение. Корда он вернулся, вставив пружину в зубчатую передачу двигателя,
то заявил:
— Твои пружины полное дерьмо, все без исключения. Не понимаю, почему ты не
поставил что-нибудь побольше. Нам приходится заново заводить их каждые —
сколько? — двадцать четыре часа? А на паре больших пружин мы бы прошли весь
путь.
Лалджи угрюмо посмотрел на Крео и мотнул головой в сторону патрульного, ко-
торый все еще стоял на берегу реки, глядя на них сверху. Лалджи заговорил,
понизив голос:
— И что мы потом скажем властям Среднего Запада, когда поднимемся вверх по
реке? Когда все их патрульные начнут приставать с вопросом, куда это мы со-
брались . Будут ходить тут, интересуясь, зачем это нам такие большие пружины.
И какие это у нас дела выше по течению? — Он покачал головой. — Нет, ни в ко-
ем случае. Так лучше. Маленькая лодка, небольшое расстояние, кому тогда какое
дело до Лалджи и его глупого белобрысого помощника? Никому. Нет, уж лучше
так.
— Ты всегда был дешевкой. Лалджи покосился на Крео.
— Тебе еще повезло, что ты не ходил по реке сорок лет назад. Тогда тебе
пришлось бы грести вверх по течению вручную, вместо того чтобы бездельничать,
предоставляя выполнять всю работу чудесным заводным пружинам! Вот тогда мы
посмотрели бы, на что годятся твои мускулы.
— Если бы мне повезло, я родился бы во времена экспансии, и мы до сих пор
использовали бы бензин!
Лалджи хотел что-то возразить, но мимо них прошла патрульная лодка, остав-
ляя за кормой глубокий след. Крео метнулся к тайнику, где у них хранились
пружинные ружья. Лалджи кинулся вслед за ним и захлопнул крышку тайника.
— Они не за нами!
Крео уставился на Лалджи, какое-то мгновение не понимая, затем облегченно
Арджуна — эпический герой, один из ключевых персонажей индийской мифологии.
выдохнул. Он отошел от спрятанных ружей. Лодка с патрулем прошла вверх по ре-
ке, половина ее палубы была занята массивными высокоточными заведенными пру-
жинами, накопленные джоули так и лились от высвобождающихся молекул. Остав-
ленная лодкой пенная волна раскачала их суденышко. Лалджи ухватился для рав-
новесия за фальшборт, а патрульная лодка уменьшилась до размеров пятна и за-
тем исчезла за растянувшимися цепью баржами, заслоняющими обзор.
Крео выругался вслед лодке:
— Я бы запросто их снял. Лалджи глубоко вздохнул:
— И нас бы перебили.
Он взглянул на берег: заметил ли патрульный, как они запсиховали? Патруль-
ного не было видно. Лалджи мысленно вознес благодарности Ганеше1.
— Не люблю, когда они болтаются поблизости, — сетовал Крео. — Они похожи на
муравьев. На последнем шлюзе их было четырнадцать. Еще один здесь на берегу.
И теперь лодки.
— Мы сейчас в центре энергетической житницы. Ничего удивительного.
— Ты сделаешь на этой поездке кучу денег?
— А почему тебя это интересует?
— Просто ты никогда раньше не брался за такую рискованную работу. — Крео
вскинул руку, указывая на город, на возделанные поля, на грязную широкую реку
и массивные баржи, перегораживающие ее. — Никто не поднимается так высоко по
течению.
— Моей выручки хватает на то, чтобы платить тебе. Это все, что тебе следует
знать. А теперь отправляйся за остальными пружинами. Когда ты слишком много
думаешь, у тебя мозги размягчаются.
Крео с сомнением покачал головой, но перепрыгнул на причал и пошел вверх по
лестнице к кинетической мастерской. Лалджи отвернулся к реке. Тяжело вздох-
нул .
Патрульная лодка была первым звоночком. Крео слишком уж рвется в драку. Им
просто повезло, что они не превратились в куски рваного мяса, расстрелянные
из пружинных ружей патрульных. Он устало покачал головой, вспоминая, был ли
он хоть когда-нибудь таким же безрассудно самоуверенным, как Крео. Едва ли.
Даже когда был мальчишкой. Наверное, Шрирам прав. Даже если Крео и заслужива-
ет доверия, он все равно опасен.
Караван барж, груженных «тотально-питательной пшеницей», прополз мимо. Сча-
стливые снопы с их логотипа улыбались по всей грязной реке, обещая «здоровое
завтра» заодно с фолатами, витамином В и свиным белком. Еще одна патрульная
лодка пронеслась по реке, виляя между баржами. Находившиеся на ее борту пат-
рульные холодно оглядели Лалджи, скользя мимо. У Лалджи по коже пошли мураш-
ки. Стоит ли овчинка выделки? Если бы он как следует подумал, его чутье дель-
ца — взращенное в нем тысячелетним существованием кастового общества — сказа-
ло бы ему «нет». Однако была еще Гита. Когда каждый год на Дивали2 он подсчи-
тывал свои долги, разве он мог сосчитать все, что задолжал ей? Как можно рас-
платиться за то, что стоит больше всех прибылей, полученных за всю жизнь?
«Питательная пшеница» неуклюже проползла мимо, бездумно призывая и не давая
ответа.
— Ты хотел знать, есть ли что-то такое, что стоит твоего путешествия вверх
по реке.
Лалджи с Шрирамом стояли в намоточной «Ганеша Кинетик», наблюдая, как по-
павшая не по адресу тонна «Супервкуса» обращается в джоули. Пара мегадонтов
Шрирама трудилась над мотальными веретенами; громоздкие и неповоротливые, они
Ганеша — божество индуистского пантеона.
2 Дивали — пятидневный Праздник Огней. Первый день, посвященный богине Лакшми, явля-
ется концом финансового года.
обращали только что переработанные калории в кинетическую энергию, закручивая
главные резервные пружины мастерской.
Прити и Биди. Массивные создания едва ли напоминали слонов, которые некогда
снабдили их образцами своих ДНК. Потрошители генов воплотили в них идеально
сбалансированное сочетание мускулатуры и аппетита с одной-единственной целью:
поглощать калории и безропотно выполнять чудовищные объемы работы. Исходящий
от них запах стоял повсюду. Мегадонты двигались с трудом.
«Животные стареют», — подумал Лалджи, и вслед за этой мыслью пришла другая:
он и сам стареет. Каждое утро он находил новые седые волоски в усах. Он, ес-
тественно , выдирал их, но на их месте все время вырастали новые. А теперь еще
и суставы стали болеть по утрам. Да и у самого Шрирама голова блестела, как
полированное дерево. Он когда-то успел облысеть. Жирный и лысый. Лалджи не
понимал, когда они умудрились сделаться такими старыми.
Шрирам повторил вопрос, и Лалджи отмахнулся от своих мыслей.
— Нет, мне ничего не нужно вверх по течению. Это вотчина энергетических
компаний. Я уже смирился с тем, что ты развеешь мои останки над Миссисипи, а
не над священным Гангом, но я не настолько сильно стремлюсь в следующую
жизнь, чтобы позволить своему телу болтаться по волнам где-нибудь в Айове.
Шрирам нервно заломил руки и огляделся. Он понизил голос, хотя равномерного
стона шпинделей было вполне достаточно, чтобы заглушить любой звук.
— Прошу тебя, друг, есть люди... которые хотят... убить этого человека.
— А меня это должно волновать? Шрирам успокаивающе замахал руками:
— Он знает, как делать калории. «Агро-Ген» мечтает до него добраться, и
очень сильно. То же самое и «Чистые Калории». Он отрекся от них и всех подоб-
ных компаний. Его интеллект дорого стоит. Он нуждается в ком-то надежном, кто
мог бы переправить его вниз по реке. Кто не дружен с патрулями.
— И раз он враг «Агро-Гена», я должен ему помогать? Какой-нибудь бывший
компаньон клики из Де-Мойна? Какой-то экс-добытчик калорий, руки которого в
крови, и ты думаешь, что он поможет тебе делать деньги?
Шрирам покачал головой:
— Ты говоришь так, будто этот человек нечистый.
— Мы говорим о потрошителе генов, верно? Разве он может обладать какой-то
моралью?
— Он генетик. Не потрошитель генов. Генетики дали нам мегадонтов. — Он мах-
нул на Прити и Биди. — А мне — средства к существованию.
Лалджи развернулся к Шрираму:
— Так ты, значит, находишь утешение в подобных смысловых тонкостях? Ты, че-
ловек, погибавший от голода в Ченнаи, когда все зерно было заражено генериро-
ванным «Ниппоном» долгоносиком? Когда земля превратилась в алкоголь? Когда
«Ю-Текс», «Хай-Рост» и все прочие культуры пришлись так кстати? Ты, кто с ос-
тальными торчал в порту, когда прибыло зерно, и видел, как его огородили и
приставили охрану в ожидании, когда явятся люди с деньгами, чтобы его купить?
Что общего может быть у меня с подобными людьми? Да я скорее плюну ему в гла-
за, этому специалисту по калориям. Да пусть его схватят черти из «Чистых Ка-
лорий», вот что я скажу!
Город оказался ровно таким, как описывал Шрирам. Тополя и ивы росли по бе-
регам реки, а над ними висели остатки моста, кое-где над водой еще виднелась
призрачная паутина поломанных ферм и обвалившихся опор. Лалджи с Крео глядели
на ржавеющую конструкцию, паучью сеть из стали, кабелей и бетона, плавно ухо-
дящую в воду.
— Как ты думаешь, сколько можно взять за сталь? — спросил Крео.
Лалджи кинул в рот горсть семечек подсолнуха «Пест-Резист» и принялся раз-
минать их зубами. Он сплевывал шелуху, одну за другой, в реку.
— Немного. Слишком много энергии уйдет на то, чтобы вытащить, а потом пере-
плавить . — Он помотал головой и в очередной раз сплюнул. — Слишком убыточно
связываться со сталью. Лучше использовать фастгенное твердое дерево или «все-
погодные» .
— Но ими не покрыть такого расстояния. Сейчас такого не делают. Разве что в
Де-Мойне. Я слышал, они там жгут уголь.
— И еще у них электрические фонари, которые горят всю ночь, и компьютеры
размером с дом. — Лалджи махнул рукой, решив сменить тему, и отвернулся, что-
бы закончить швартовку. — Кому теперь нужен такой мост? Убыточно. Паром с му-
лом послужат не хуже.
Он спрыгнул на берег и полез вверх по разрушенным ступеням, уводящим от ре-
ки. Крео пошел за ним.
На вершине крутого подъема начинался разрушенный пригород. Построенный,
чтобы обслуживать большие города далеко за рекой, когда поездки были делом
обычным, а бензин — дешевым, сейчас пригород достиг последней стадии разруше-
ния. Никчемный город, выстроенный из дешевых материалов, быстротечный, как
вода, и легко оставленный, когда ездить из него на работу стало слишком на-
кладно .
— Что, черт возьми, это за место? — спросил Крео. Лалджи цинично улыбнулся.
Он кивнул на зеленые поля за рекой, до самого горизонта поросшие «СоейПРО» и
«Хай-Ростом».
— Настоящая колыбель цивилизации, а? «Агро-Ген», «Растениевод Среднего За-
пада», «Чистые Калории», у всех здесь поля.
— Правда? Тебя это волнует?
Лалджи развернулся и поглядел на караван барж, идущий вниз по течению; с
высокого берега они уже не казались такими чудовищно громадными.
— Если бы мы смогли превратить все эти калории в безликие джоули, то сдела-
лись бы богачами.
— Давай мечтай дальше. — Крео глубоко вдохнул и потянулся. У него в спине
хрустнуло, и он поморщился от этого звука. — Я теряю форму, когда так долго
правлю лодкой. Надо мне было остаться в Новом Орлеане.
Лалджи удивленно поднял брови:
— Тебе не нравится наше путешествие? — Он указал на реку. — Где-то там, мо-
жет быть, на этих самых акрах, «Агро-Ген» создал «СоюПРО». И все кругом дума-
ли, какие они замечательные люди. — Он поморщился. — А потом пришел долгоно-
сик , и вдруг всем оказалось нечего есть.
Крео скорчил рожу:
— Я не вникаю во все эти тайные заговоры.
— Ты даже не родился, когда это произошло. — Лалджи развернулся и повел
Крео в разрушенный пригород. — Зато я помню. Ничего подобного никогда раньше
не случалось.
— Монокультуры. Они уязвимы.
— «Басмати»1 не был монокультурой! — Лалджи махнул рукой назад, на зеленые
поля. — «СояПРО» — монокультура. «Чистые Калории» — монокультура. Потрошители
генов создают монокультуры.
— Как скажешь, Лалджи.
Лалджи мелком взглянул на Крео, пытаясь понять, собирается ли молодой чело-
век продолжать спор, но тот внимательно оглядывал разрушенную улицу, и Лалджи
ничего больше не сказал. Он пошел дальше по улице, следуя заученным указани-
ям.
Все улицы были нелепо широкие и совершенно одинаковые, такие просторные,
что по ним могло бы запросто пройти стадо мегадонтов. Двадцать велорикш легко
1 «Басмати» — один из самых популярных видов риса в мире.
проехали бы по таким улицам бок о бок, а этот город был всего лишь вспомога-
тельным пригородом. После такой мысли Лалджи побоялся размышлять дальше на
тему, как сильно изменилась жизнь.
Ватага детишек наблюдала за ними из дверного проема разрушенного дома. По-
ловины досок в нем не хватало, оставшаяся половина была разбита и торчала из
фундамента, как кости скелета, с которого содрали все мясо.
Крео показал детям свое пружинное ружье, и они разбежались. Он выругался
вслед удаляющимся фигурам.
— Какого лешего мы здесь ищем? Ты охотишься за какой-то очередной древно-
стью?
Лалджи пожал плечами:
— Ну, говори уже. Все равно через пару минут мне придется тащить это на
борт. К чему такие тайны?
Лалджи взглянул на Крео:
— Тебе ничего не придется тащить. Это человек. Мы ищем одного человека.
Крео недоверчиво хмыкнул. Лалджи не удосужился ответить.
Они подошли к перекрестку. Посреди дороги лежал старый разбитый светофор.
Вокруг него, сквозь асфальт, пробивалась уже отцветшая трава. Торчали желтые
головки одуванчиков. На другой стороне перекрестка поднималось высокое кир-
пичное здание, руины культурного очага, продолжающего стоять, выстроенного из
лучших материалов, чем дома, которые он обслуживал.
Чеширец промчался по зарослям сорняков. Крео попытался его подстрелить.
Промазал.
Лалджи изучал кирпичное здание.
— Это здесь.
Крео проворчал что-то и выстрелил в другого промелькнувшего чеширца.
Лалджи подошел рассмотреть разбитый светофор, из праздного интереса пытаясь
понять, стоит ли он чего-нибудь. Светофор был ржавый. Лалджи медленно обошел
вокруг него, прикидывая, не прихватить ли что-нибудь с собой вниз по реке. В
некоторых руинах периода экспансии до сих пор сохранились ценные предметы. В
таком же вот месте он нашел вывеску «Коноко», в пригороде, который вскоре по-
глотили поля «СоиПРО». Вывеска сохранилась идеально, очевидно, она никогда не
висела под открытым небом и не стала жертвой разъяренных толп во время энер-
гетического уплотнения. Он продал ее представителю «Агро-Гена» более чем за
целый контрабандный груз «Хай-Роста».
Женщину из «Агро-Гена» вывеска развеселила. Она повесила ее на стену в ок-
ружении менее значительных артефактов эпохи экспансии: пластиковых стаканов,
компьютерных мониторов, фотографий с несущимися автомобилями, ярко раскрашен-
ными детскими игрушками. Она повесила вывеску на стену, а затем отошла, про-
бормотав, что, судя по всему, это была мощная компания... даже международная.
Международная.
Она произнесла это слово почти с сексуальным вожделением, разглядывая кра-
сочный полимер. Международная.
На какой-то миг Лалджи захватила представшая перед ней картина: компания,
добывающая энергию в самых удаленных частях планеты и продающая ее еще дальше
спустя какое-то время, компания, у которой покупатели и инвесторы — со всех
континентов, а ее представители пересекают часовые пояса так же привычно, как
Лалджи переходит улочку, чтобы навестить Шрирама.
Женщина из «Агро-Гена» повесила вывеску на стену, как голову трофейного ме-
гадонта, и в этот момент, находясь рядом с предметом, олицетворяющим самую
мощную энергетическую компанию на свете, Лалджи ощутил вдруг острую тоску из-
за того, насколько измельчало человечество.
Лалджи стряхнул с себя воспоминания и снова медленно оглядел перекресток,
отыскивая признаки присутствия его будущего пассажира. Полным-полно чеширцев
резвилось на руинах, их дымные мерцающие тела вспыхивали на солнце и исчезали
в тени. Крео снова взвел пружину ружья и выбросил облако дисков. Мерцание
дернулось и застыло, превратившись в тусклые, черно-бело-рыжие кровавые ош-
метки .
Крео снова перезарядил пружинное ружье.
— Так где этот тип?
— Думаю, он появится. Если не сегодня, то завтра или через день.
Лалджи поднялся по ступеням культурного центра и протиснулся между створка-
ми дверей. Внутри не было ничего, кроме пыли, сумрака и птичьего помета. Он
отыскал лестницу и поднимался по ней, пока не нашел разбитое окно, из которо-
го можно было выглянуть. Порыв ветра загромыхал рамой окна и дернул Лалджи за
усы. Пара ворон кружила в голубом небе. Внизу Крео перезарядил ружье и вы-
стрелил в очередного мерцающего чеширца. В ответ раздалось сердитое мяуканье.
Кровавые пятна расползались по поросшей сорняками мостовой, стайка животных
пустилась наутек.
Вдалеке окраины пригорода уже перетекали в поля. Его время сочтено. Скоро
дома запашут, и все здесь покроет безупречный ковер «СоиПРО». История приго-
рода, пусть глупая и быстротечная, позабудется, растоптанная под пятой идуще-
го маршем энергетического развития. Небольшая потеря с точки зрения здравого
смысла, однако же, где-то в глубине души Лалджи коробило от мысли о стирании
времени. Он слишком много времени потратил, пытаясь вспомнить Индию своего
детства, чтобы испытывать удовольствие от ее исчезновения. Он спустился по
запыленной лестнице обратно к Крео.
— Никого не нашел?
Лалджи покачал головой. Крео хмыкнул и выстрелил в очередного чеширца, чуть
не попал. Он хорошо стрелял, только едва видимые животные представляли собой
нелегкую мишень. Крео взвел пружину и снова выстрелил.
— С ума сойти, сколько здесь чеширцев!
— Здесь их некому истреблять.
— Хочу забрать шкурки и отвезти их в Новый Орлеан.
— Только не на моей лодке.
Многие из мерцающих животных разбежались, наконец, сообразив, на что спосо-
бен их враг. Крео снова взвел пружину и прицелился в дрожащий огонек дальше
по улице.
Лалджи с благодушным видом наблюдал.
— Ни за что не попадешь.
— Смотри. — Крео старательно целился. На них упала чья-то тень.
— Не стреляйте!
Крео развернулся вместе с ружьем. Лалджи замахал на него рукой:
— Стой! Это он!
Вновь прибывший оказался худощавым стариком, лысым, если не считать заса-
ленного седого пуха и бровей, тяжелая нижняя челюсть густо заросла щетиной.
Грязная и изодранная мешковина прикрывала его тело, в запавших глазах свети-
лось некое знание, пробудившее в Лалджи давнее воспоминание о виденном когда-
то садху1, посыпанном пеплом, все это — спутанные волосы, пренебрежение к
одежде, отстраненность во взгляде — результат просветленности. Лалджи прогнал
от себя воспоминание. Этот человек вовсе не святой старец. Просто человек, к
тому же потрошитель генов.
Крео снова прицелился в далекого чеширца.
— На юге я получил бы по голубой банкноте за каждого убитого зверя.
— Здесь вам никто ничего не заплатит, — сказал старик.
— Верно, но это же вредители.
Садху — в индуизме — аскеты, давшие обеты отшельничества и странничества.
— Не их вина, что мы сделали их слишком совершенными. — Старик неуверенно
улыбнулся, словно примеряя новое выражение лица. — Прошу вас. — Он опустился
перед Крео на колени. — Не стреляйте.
Лалджи положил руку на пружинное ружье Крео.
— Оставь чеширцев в покое.
Крео нахмурился, но все-таки разрядил механизм, раздался вздох высвободив-
шейся энергии.
Специалист по калориям произнес:
— Я Чарльз Бауман. — Он выжидающе смотрел на них, будто надеясь быть узнан-
ным . — Я готов. Я могу ехать.
Гита умерла, теперь Лалджи был в этом уверен.
Временами он притворялся, будто может быть иначе. Притворялся, будто она
могла обрести какую-то новую жизнь, даже после того, как он уехал.
Но она умерла, и он был в этом уверен.
Это был его тайный позор. Один из наростов на его жизни, приставший к нему,
словно собачье дерьмо к ботинкам, умаляющий его в собственных глазах; как и
тот случай, когда он кинул камень и разбил голову мальчику, без всякой причи-
ны, просто посмотреть, сможет ли, или когда он выкапывал из земли зерна и
съедал одно за другим, слишком оголодавший, чтобы с кем-то делиться. А потом
была Гита. Вечно была Гита. И то, как он бросил ее и уехал, чтобы жить побли-
же к калориям. И то, как она стояла в доках и махала, когда он отчаливал, хо-
тя она сама оплатила его переезд.
Он помнил, как догонял ее, когда был маленьким, следуя за шуршанием шаль-
вар-камиза1, а она мчалась впереди, волосы черные и черные глаза и белые-
пребелые зубы. Он не знал, действительно ли она была так красива, как он пом-
нил . В самом ли деле ее умащенная черная коса блестела так, как ему казалось,
когда она сидела с ним в темноте, рассказывая истории об Арджуне и Кришне2,
Раме3 и Ханумане4. Как много всего потеряно! Он задумывался иногда, правильно
ли он помнит ее лицо, или же он подменил его лицом какой-нибудь болливудской5
актрисы со старого плаката, одного из древних плакатов, которые Шрирам держал
в укромном месте в мастерской и ревностно оберегал от влияния света и возду-
ха.
Долгое время он думал, что вернется назад и отыщет ее. Что сможет ее накор-
мить . Что станет посылать деньги и пищу на свою истребленную насекомыми роди-
ну, существующую ныне лишь в его воображении, в его снах, когда он в полусоз-
нательном состоянии бредил пустыней, черными и красными сари, женщинами в
песках, их черными волосами и серебряными браслетами и голодом, — последние
его воспоминания были полны голода.
Он фантазировал, что сумеет контрабандой перевезти Гиту через сверкающее
море, поближе к бухгалтерам, высчитывающим квоты на сожжение калорий для все-
го мира. Поближе к калориям, как однажды сказала она сама, давным-давно. По-
ближе к людям, которые обеспечивали стабильные цены, учитывая возможные ошиб-
ки, и управляли энергетическим рынком, защищая его от переизбытка пищи. По-
1 Шалъвар-камиз — индийский национальный костюм, состоящий из трех частей: «шальва-
ров» — широких брюк, «камиза» — приталенной длинной рубашки с разрезами по бокам и
«дупатты» — шали.
2 Кришна — восьмое воплощение бога Вишну.
3 Рама — седьмое воплощение бога Вишну.
4 Хануман — чтимое в индуизме обезьяноподобное божество, один из главных героев
«Рамаяны», предводитель одного из войск ванаров. В шиваизме считается одной из ава-
тар Шивы.
5 Болливуд — название фабрики киноиндустрии индийского города Мумбай (бывший Бомбей)
по аналогии с Голливудом в США.
ближе к этим маленьким божкам, в чьей власти, большей, чем у Кали , было раз-
рушить мир.
Но теперь она уже умерла, либо от голода, либо от болезней, он был в этом
уверен.
Уж не поэтому ли Шрирам обратился к нему? Шрирам знал о его жизни больше,
чем кто-либо другой. Шрирам нашел его вскоре после его приезда в Новый Орле-
ан, узнал в нем своего соотечественника, не одного из индийцев, давно обосно-
вавшихся в Америке, а того, кто говорит на диалектах деревень пустыни, кто
все еще помнит, какой был страна до нашествия генно-модифицированного долго-
носика, листоверток и корневой гнили. Шрирам спал на полу рядом с ним, когда
они оба работали в намоточных мастерских за одни лишь калории, и ничего боль-
ше, и были благодарны и за это, как будто бы они сами были модифицированными
долгоносиками.
Естественно, Шрирам сумел подобрать слова, чтобы отправить его вверх по те-
чению. Шрирам знал, как сильно он хочет привести в равновесие то, что его ут-
ратило .
Они шли за Бауманом по пустым улицам, сворачивали в сохранившиеся переулки,
петляли между изъеденными термитами деревянными постройками, спотыкались о
бетонные фундаменты и металлическую арматуру, слишком бесполезную, чтобы
брать ее с собой, и слишком упрямую, чтобы проржаветь и рассыпаться. Наконец
старик заставил их протиснуться между ободранными корпусами двух ржавых авто-
мобилей. Пройдя между ними, Лалджи с Крео ахнули.
Подсолнухи качались у них над головами. Заросли широких плотных листьев
хлестали по ногам. Сухие кукурузные стебли шуршали на ветру. Бауман обернулся
на их удивленные возгласы, и его улыбка, сначала неуверенная, сделалась широ-
кой от нескрываемого удовольствия. Он засмеялся и замахал, предлагая идти
дальше, продираясь через сад из цветов, и трав, и еды, цепляясь своей драной
мешковиной за высохшие кочаны капусты, на которых зрели семена, и путаясь в
плетях канталуп. Крео с Лалджи пробирались сквозь заросли, огибая лиловые
кусты баклажанов, помидоры с алыми круглыми плодами, шуршащие оранжевые пер-
цы. Пчелы громко гудели между подсолнухами, тяжело нагруженные пыльцой.
Лалджи остановился среди зарослей и окликнул Баумана:
— Все эти растения, они не созданы?
Бауман остановился и пошел назад, вытирая с лица пот и овощной сок, улыба-
ясь :
— Ну, смотря что подразумевается под словом «созданные», но нет, эти расте-
ния не принадлежат ни одной энергетической компании. Некоторые из них — даже
прямые наследники настоящих. — Он снова улыбнулся. — Или очень близкие родст-
венники .
— Как же они выжили?
— Ах, это. — Он протянул руку и сорвал помидор. — Генно-модифицированные
долгоносики «Ниппона», листовертки или, может быть, цибискозные бактерии, вы
это имеете в виду? — Он впился зубами в помидор, и сок брызнул на его зарос-
ший седой щетиной подбородок. — На многие сотни миль нет других наследников
настоящих растений. Это островок в океане «СоиПРО» и «Хай-Роста». Они образу-
ют вокруг непреодолимый барьер. — Он задумчиво посмотрел на сад и снова отку-
сил кусок помидора. — Но теперь, когда приехали вы, разумеется, выживут лишь
немногие из этих растений. — Он покивал Лалджи и Крео. — Вы принесли с собой
какую-нибудь инфекцию, а большинство этих раритетов способно выжить только в
полной изоляции. — Он сорвал еще один помидор и протянул его Лалджи. — Попро-
буйте .
1 Кали — богиня смерти и разрушения (инд. миф.).
Лалджи посмотрел на блестящую алую кожицу. Откусил кусочек и ощутил разом
сладость и кислоту. Улыбаясь, он протянул помидор Крео, тот откусил кусок и
поморщился от отвращения.
— Меня устраивает «СояПРО».
Он отдал помидор Лалджи, который с жадностью прикончил его.
Бауман улыбнулся аппетиту Лалджи:
— Думаю, вы достаточно пожилой человек, чтобы помнить, какой была настоящая
еда. Можете есть до нашего отъезда, сколько захотите. Они все равно погибнут.
Он развернулся и снова побрел через заросший сад, отводя в стороны сухие
кукурузные стебли властными движениями рук.
За садом стоял разрушенный дом, накренившийся так, будто на него сел мега-
донт, прогнувшиеся стены были в дырах. Обрушившаяся крыша съехала набок, с
одной стороны находился водоем, глубокий и спокойный; его гладь тревожили
только водомерки. Была прорыта дренажная канава, чтобы направлять дождевую
воду в пруд.
Бауман обогнул пруд по краю и исчез на ведущей вниз крошащейся лестнице. К
тому времени, когда Лалджи с Крео нагнали его, он уже завел пружину фонарика,
и его тусклая лампочка неровным светом заливала подвал, пока раскручивалась
пружина. Он еще раз завел фонарик, озираясь кругом, потом нашарил спички и
зажег лампу. Замоченный в растительном масле фитиль давал высокое пламя.
Лалджи осмотрел подвал. Здесь было пусто и сыро. Пара соломенных тюфяков
лежала на разбитом бетонном полу. В углу находился компьютер, корпус красного
дерева и крошечный экран поблескивали, ножной привод был истерт от частого
употребления. У стены располагалась кухня, где на полках буфета во множестве
выстроились банки с зерном, мешочки с продуктами свисали с потолка, чтобы до
них не добрались грызуны.
Старик указал на стоящий на полу рюкзак:
— Вот мой багаж.
— А что делать с компьютером? — спросил Лалджи. Бауман хмуро посмотрел на
машину:
— Ничего. Он мне не нужен.
— Но он стоит денег.
— Все, что мне требуется, заключено у меня в голове. Все, что есть в этой
машине, идет от меня. Мой жир превратился в знания. Мои калории с помощью
ножного привода перешли в анализ данных. — Он поморщился. — Иногда я гляжу на
этот компьютер, и все, что вижу, — себя, сходящего на нет. Я когда-то был
толстяком. — Он многозначительно покачал головой. — Я не стану по нему ску-
чать .
Лалджи начал протестовать, но тут Крео вздрогнул и вскинул пружинное ружье:
— Здесь еще кто-то есть.
Лалджи увидел ее, пока Крео говорил: девушку, сидящую на корточках в углу,
скрытую тенью, худенькое, внимательно глядящее веснушчатое создание со слип-
шимися каштановыми волосами. Крео со вздохом опустил ружье.
Бауман помахал рукой:
— Выходи, Тази. Это те люди, о которых я тебе рассказывал.
Лалджи пытался понять, сколько времени она просидела вот так, в темноте
подвала, дожидаясь. Она производила впечатление существа, которое почти срос-
лось с этим подвалом: висящие сосульками волосы, темные глаза, почти погло-
щенные расширенными зрачками. Он развернулся к Бауману:
— Мне казалось, речь шла только о вас. Радостная улыбка Баумана угасла.
— И вы из-за этого повернете назад?
Лалджи рассматривал девушку. Кто она, любовница? Его дочь? Удочеренная ди-
карка? Он так и не решил. Девушка втиснула ладонь в ладонь Баумана. Старик
успокаивающе похлопал ее по руке. Лалджи помотал головой:
— С ней нас будет слишком много. Я согласился доставить вас. Я продумал
способ, как вас перевезти, как спрятать от пограничников и патрулей. А ее, —
он махнул рукой в сторону девушки, — я брать не обязан. И вас-то везти —
слишком рискованно, а с ней риску — в два раза больше? Нет. — Он энергично
замотал головой. — Это невозможно.
— Но какая разница? — спросил Бауман. — Это ничего вам не стоит. Сила тече-
ния перевезет нас всех. У меня есть запас пищи на нас обоих. — Он подошел к
буфету и принялся снимать стеклянные банки с бобами, чечевицей, кукурузой и
рисом. — Вот, смотрите.
— Пищи у нас более чем достаточно, — ответил Лалджи.
— Надо полагать, «СоиПРО»? — покривился старик.
— А чем плоха «СояПРО»? — возмутился Крео.
Старик усмехнулся и взял банку зеленой фасоли, плавающей в рассоле.
— Конечно, ничем не плоха. Но человеку необходимо разнообразие. — Он при-
нялся набивать рюкзак новыми банками, беззаботно позволяя им стукаться друг о
друга. Он уловил презрительное сопение Крео, улыбнулся и вдруг пояснил заис-
кивающе : — На всякий случай, если вдруг все остальное закончится. — Он заки-
нул в рюкзак еще несколько банок.
Лалджи рубанул по воздуху рукой:
— Ваша еда не проблема. Проблема — ваша девушка, с ней опасно!
Бауман покачал головой:
— Никакой опасности. Никто даже не посмотрит на нее. Она даже может ехать
не прячась.
— Нет. Вам придется ее оставить. Я ее не возьму. Старик в сомнении посмот-
рел на девушку. Она в ответ взглянула на старика, вырвав свою руку из его.
— Я не боюсь! Я могу пока пожить здесь. Как и раньше.
Бауман нахмурился, о чем-то задумавшись, и, в конце концов, покачал голо-
вой:
— Нет! — Он поднял взгляд на Лалджи: — Если она не может поехать, то не мо-
гу и я. Она кормила меня, пока я работал. На мои исследования уходили те ка-
лории, которые должны были достаться ей. Я слишком многим ей обязан. Я не ос-
тавлю ее волкам, рыщущим по округе.
Он положил руки девушке на плечи и поставил ее перед собой, между ним и
Лалджи. Крео поморщился:
— Какая разница-то? Возьми ее. У нас полно свободного места.
Лалджи, не соглашаясь, покачал головой. Они с Бауманом пристально глядели
друг на друга.
— А может, он отдаст нам компьютер? И мы в расчете, — предложил Крео.
Лалджи упрямо мотнул головой:
— Нет. Меня не волнуют деньги. Слишком опасно везти ее с собой.
Бауман засмеялся:
— Зачем же вы проделали весь этот путь, если боитесь? Половина энергетиче-
ских компаний хочет меня прикончить, а вы говорите о какой-то опасности!
Крео нахмурился:
— о чем это он толкует?
Брови Баумана поползли вверх от изумления.
— Так вы не рассказали обо мне вашему товарищу? Крео переводил взгляд с
Лалджи на Баумана и обратно.
— Лалджи?
Лалджи глубоко вздохнул, все еще не сводя взгляда с Баумана.
— Говорят, он может подорвать энергетические монополии. Может воссоздать
«СоюПРО».
Крео на миг обомлел:
— Это невозможно! Бауман пожал плечами:
— Для вас, может быть. Но для человека, обладающего знаниями?. . По доброй
воле посвятившего жизнь спиралям ДНК? Более чем возможно. — Он обхватил рука-
ми свою худущую девчонку и прижал к себе. Улыбнулся Лалджи. — Итак? Мы пришли
к какому-нибудь соглашению?
Крео покачал головой, сбитый с толку.
— Я-то думал, ты затеял денежное дело, Лалджи, но это... — Он снова покачал
головой. — Не понимаю. Как, черт побери, мы сможем сделать на таком деньги?
Лалджи одарил Крео мрачным взглядом. Бауман улыбался, терпеливо дожидаясь,
а Лалджи боролся с желанием запустить лампу в лицо этому человеку, такому ме-
тодичному, такому уверенному в себе, такому верному...
Он резко развернулся и пошел к лестнице.
— Бери компьютер, Крео. Если из-за его девчонки у нас будут какие-нибудь
неприятности, мы вышвырнем обоих в реку, а его знания останутся с нами, —
бросил он на ходу.
Лалджи помнил, как его отец отодвигал тхали1, притворяясь, будто бы уже
сыт, хотя дал2 едва покрывал дно стальной тарелки. Он помнил, как мать под-
кладывала ему лишний кусочек. Он помнил Гиту, глядевшую пристально и молча, а
затем все они поднимались с общей кровати, на которой сидели с поджатыми под
себя ногами, и лихорадочно принимались за какие-то дела, нарочито не обращая
внимания на него, доедающего дополнительную порцию. Он помнил вкус лепешек-
роти во рту, сухих, как зола, которые он все равно заставлял себя глотать.
Он помнил посадки. Он сидел на корточках рядом с отцом в знойной пустыне,
весь облепленный желтой пылью, и сажал семена, которые они сберегли, сохрани-
ли, хотя их можно было бы съесть, скопили, хотя с их помощью Гита могла бы
потолстеть и выйти замуж; и отец, улыбаясь, говорил:
— Эти семена породят сотни новых семян, и тогда все мы будем есть досыта.
— А сколько семян они породят? — спрашивал Лалджи.
И отец смеялся и раскидывал руки во всю ширь и казался таким сильным и
большим со своими белыми крупными зубами, красными и золотыми серьгами, с
морщинками вокруг глаз, когда кричал в ответ: «Сотни! Тысячи, если ты будешь
молиться!» Лалджи молился, молился Ганеше и Лакшми, Кришне и Рани Сати3, Раме
и Вишну4, каждому богу, какого мог припомнить, присоединяясь к множеству кре-
стьян, делавших то же самое, пока он поливал водой из колодца крошечные зерна
или стоял на страже в темноте на случай, если кто-нибудь захочет выкопать
бесценные семена и перевезти на какое-нибудь другое поле.
Он сидел там каждую ночь, пока над головой не загорались холодные звезды,
глядя на ряды семян, ожидая, поливая, молясь и снова ожидая до того дня, ко-
гда отец покачал головой и сказал, что все без толку. Но он и тогда еще наде-
ялся, пока, наконец, не пришел на поле и не выкопал зерна, одно за другим, и
обнаружил, что они уже испортились; крошечные трупики лежали у него на ладо-
нях, сгнившие. Такие же безжизненные, как и в тот день, когда они с отцом по-
садили их.
Он сидел, скорчившись в темноте, и поедал холодные мертвые семена, понимая,
что должен поделиться ими, но был не в силах обуздать свой голод и отнести
зерна домой. Он сожрал их в одиночку, наполовину сгнившие и испачканные зем-
лей , тогда он впервые ощутил истинный вкус «Чистых Калорий».
В свете раннего утра Лалджи омывался в самой священной реке усыновившей его
земли. Он погружался в илистые воды Миссисипи, смывая с себя груз сна, очищая
1 Тхали — блюдо-поднос для чашки риса и специй.
2 Дал — голубиный горох; растение семейства бобовых.
3 Рани Сати — одна из богинь индуистского пантеона.
4 Вишну — один из верховных богов индуистского пантеона.
себя перед лицом богов. Он забрался обратно на палубу, скользкий от воды, — с
плавок текло, коричневая кожа блестела, — насухо вытерся полотенцем, глядя на
противоположный берег, где восходящее солнце кидало золотистые блики на рябую
поверхность реки.
Он закончил вытираться и надел новую, чистую одежду, прежде чем отправиться
к своим святыням. Он зажег перед богами благовония, положил «Ю-Тех» и «Сою-
ПРО» перед крошечными резными идолами Кришны и его супруги, щедрой Лакшми,
перед Ганешей с головой слона. Он опустился перед идолами на колени, пал ниц
и молился.
Они плыли на юг по течению реки, легко расставаясь с яркими осенними день-
ками, глядя, как листья меняют цвет и наступает холодная погода. Умиротворен-
ное небо висело над головой и отражалось в реке, превращая грязные воды Мис-
сисипи в мерцающую синеву, и они двигались по этой синей дороге на юг, следуя
по главному потоку реки, оставляя позади бухты и притоки и забившие их кара-
ваны барж, а сила течения увлекала лодку вперед, выполняя всю необходимую ра-
боту.
Лалджи был рад этому плавному движению вниз по реке. Первые шлюзы уже оста-
лись позади, и он был свидетелем того, как вынюхивающие ищейки патрульных
проходили мимо того места под палубой, где прятался Бауман. Лалджи начал на-
деяться, что поездка окажется такой легкой, как обещал Шрирам. Тем не менее,
он молился дольше и горячее каждый раз, когда полицейские патрули проносились
мимо на своих скоростных судах, и он подкладывал дополнительную порцию «СоиП-
РО» идолу Ганеши, в отчаянной надежде, что Устранитель Препятствий и дальше
будет их устранять.
К тому времени, когда он завершил утреннее священнодействие, зашевелились
все остальные. Крео спустился вниз и отправился на камбуз. Бауман пришел
вслед за ним, ругая «СоюПРО» и предлагая что-то из наследников прежних куль-
тур , которых Крео с подозрением отверг. Тази сидела на палубе, закинув в воду
удочку, в надежде выловить одного из увесистых неповоротливых живолососей,
которые время от времени били хвостами по днищу судна в теплой мутной воде.
Лалджи отвязал лодку и занял свое место у руля. Он снял ступоры с пружин, и
лодка выбралась на стремнину, накопленные джоули сочились из драгоценных пру-
жин ровным потоком по мере высвобождения молекул, одной за другой, надежные
от первого витка до последнего. Он пристроил лодку между неуклюжими зерновыми
баржами и снова застопорил пружины, ложась в дрейф.
Бауман с Крео вернулись на палубу, Крео как раз спрашивал:
— ...знаешь, как вырастить «СоюПРО»? Бауман засмеялся и сел рядом с Тази.
— и что с того толку? Патрули найдут поля, потребуют лицензии, а если их не
предъявишь, поля будут жечь, жечь и снова жечь.
— Так какая от тебя польза?
Бауман улыбнулся и ответил вопросом на вопрос:
— «СояПРО», каким самым ценным качеством она обладает?
— Высокой калорийностью.
Резкий смех Баумана разнесся над рекой. Он взъерошил волосы Тази, и они об-
менялись изумленными взглядами.
— Ты насмотрелся рекламных плакатов «Агро-Гена»! «Энергия — миру», как же,
как же... О, «Агро-Ген» и им подобные должны просто обожать вас. Таких легко-
верных , таких... сговорчивых. — Он снова засмеялся и покачал головой. — Нет.
Любой может создать высококалорийные растения. Что еще?
Крео, уязвленный, сказал:
— Они устойчивы к долгоносику.
На лице Баумана появилось хитрое выражение.
— Уже ближе, да. Непросто создать растение, устойчивое к долгоносику, к
листовой ржавчине, почвенным бактериям, поражающим корни... Сколько напастей
одолевает нас в современном мире, сколько тварей покушается на наши растения,
но подумай еще, за что мы больше всего любим «СоюПРО»? Мы, «Агро-Ген», кото-
рый «обеспечивает мир энергией»? — Он махнул рукой на караван барж, раскра-
шенных рекламой «Супервкуса». — Что делает «Супервкус» настолько идеальным с
точки зрения перспектив энергетических компаний? — Он повернулся к Лалджи. —
Ты-то ведь знаешь, индиец, верно? Разве не поэтому ты проделал такой большой
путь?
Лалджи пристально посмотрел на него. Когда он заговорил, голос его звучал
хрипло:
— Их зерна стерильны.
Бауман смотрел Лалджи в глаза. Улыбка сошла с его лица. Он наклонил голову:
— Да. Именно так, именно. Генетический тупик. Дорога в один конец. Мы те-
перь платим за привилегию, которую природа дала нам добровольно, в обмен все-
го лишь на незначительный труд. — Он снова взглянул на Лалджи. — Прости. Я
должен был подумать, прежде чем задавать тебе этот вопрос. Наверное, ты боль-
ше, чем кто-либо из нас, знаешь цену всем оптимистическим заявлениям.
Лалджи покачал головой:
— Можешь не извиняться. — Он кивнул на Крео. — Расскажи ему все остальное.
Расскажи ему, что ты умеешь. Что ты, как мне сказали, можешь.
— Кое-что лучше оставлять не высказанным вслух. Лалджи это не обескуражило.
— Расскажи ему. Расскажи мне. Еще раз. Бауман пожал плечами.
— Если ты ему доверяешь, значит, я тоже должен ему доверять, верно? — Он
повернулся к Крео. — Ты ведь знаешь чеширцев?
Крео фыркнул, выражая свое отвращение.
— Они вредители сельского хозяйства.
— Ах да! По голубой банкноте за каждого мертвого зверя. Я и забыл. Но что
же делает наших чеширцев такими паразитами?
— Они линяют. Они уничтожают птиц.
—И?.. — подталкивал его Бауман. Крео пожал плечами.
— Подумать только, ради таких людей я даром растрачиваю жизнь на исследова-
ния, а свои калории — на компьютерные циклы. — Бауман покачал головой. — Ты
назвал чеширцев заразой, действительно, они и есть зараза. Нашлось несколько
зажиточных заказчиков, одержимых Льюисом Кэрроллом, и чеширцы вдруг появились
повсюду, прямые наследники обычных кошек, убивающие птиц, вопящие по ночам,
но, что самое важное, их потомки, в поразительных девяноста двух процентах из
ста, тоже чеширцы, чистокровные, абсолютные. Мы создали новый вид в мгновение
ока, с точки зрения эволюции, и популяция певчих птиц исчезла почти с той же
скоростью. Из-за более совершенного хищника, и, что самое важное, хищника,
который размножается.
С «СоейПРО», с «Ю-Техом» энергетические компании могут выдавать патенты на
растения, использовать полицию по охране интеллектуальной собственности и
чувствительных псов, чтобы вынюхивать то, что им принадлежит, но даже поли-
цейские патрули могут только лишь инспектировать все эти акры. Самое главное
— семена стерильны, это вещь в себе. Кое-кто может украсть немного, там или
тут, как делаете вы с Лалджи, но, в конечном счете, это всего лишь небольшие
потери от общих чудовищно больших прибылей, поскольку никто, кроме энергети-
ческих компаний, не может вырастить из этих семян растения.
Но что произойдет, если мы придадим «СоеПРО» новые качества, тайком, как
мужчина приходит к жене лучшего друга? — Он взмахнул руками, указывая на зе-
леные поля, тянущиеся вдоль реки. — Что, если кто-нибудь посеет неких бастар-
дов среди этих лицензированных драгоценностей, окружающих нас? До того, как
энергетические компании соберут урожай и разошлют клиперы своей могучей фло-
тилии, груженные сжатым зерном по всему миру, до того, как лицензированные
дилеры доставят патентованный урожай своим покупателям. Какого рода семена
они в таком случае соберут?
Бауман начал загибать пальцы на руке, перечисляя:
— Устойчивые к долгоносику и листовертке, да. Высококалорийные, да, разуме-
ется. Генетически отличные и, следовательно, незапатентованные? — Он коротко
улыбнулся. — Может быть. Но самое главное, способные давать потомство. Необы-
чайно плодовитые. Зрелые, калорийные, потенциально способные к воспроизводст-
ву . — Он подался вперед. — Только представьте. Семена, развезенные по всему
миру теми же самыми рогоносцами, которые все время сжимали их в кулаке, все
эти семена, жаждущие размножаться, жаждущие дать чудесное потомство с полным
набором тех самых качеств, которыми в первую очередь им запрещалось обла-
дать! — Он захлопал в ладоши. — О, что это будет за зараза! И с какой скоро-
стью она распространится!
Крео смотрел во все глаза, на его лице отображалось нечто среднее между
ужасом и восторгом.
— И ты можешь это сделать?
Бауман засмеялся и снова захлопал в ладоши:
— Я стану новым Джонни1 Яблочное Зернышко!
Лалджи проснулся как от толчка. Вокруг него по реке растекалась почти не-
проницаемая тьма. На зерновых баржах горело несколько сигнальных огней, под-
держиваемых энергией течения, огибающего их неповоротливые туши. Вода била в
борта лодки и плескала на берег, к которому они причалили. Рядом с Лалджи,
завернувшись в одеяла, лежали все остальные.
Что его разбудило? Вдалеке перекликалась в темноте пара деревенских пету-
хов. Лаяла собака, выведенная из себя какими-то таинственными запахами или
звуками, которые заставляют собак порывисто вскакивать и охранять свою терри-
торию. Лалджи закрыл глаза и прислушался к мягкому плеску воды, к звукам да-
лекой деревни. Если напрячь воображение, можно представить, что он встречает
рассвет рядом с другой деревней, далеко-далеко отсюда, давным-давно исчезнув-
шей.
Почему же он проснулся? Он снова открыл глаза и сел. Напрягая зрение,
всмотрелся в темноту. На черном фоне реки возникла тень, движущееся пятно.
Лалджи затряс Баумана, зажав ему рот рукой.
— Прячься! — прошептал он.
Рядом с ними вспыхнули огни. Глаза Баумана широко раскрылись. Он скинул с
себя одеяло и пополз к своему убежищу. Лалджи бросил его одеяло к своим, пы-
таясь скрыть количество спящих на палубе, когда ярко вспыхнули новые огни,
заскользили по палубе, пригвождая их, как насекомых к доске коллекционера.
Отбросив игру в таинственность, лодка с полицейским патрулем отпустила пру-
жины и рванулась к ним. Затормозила перед их лодкой, прижав их к берегу, и
полицейские полезли на борт. Трое и две собаки.
— Всем оставаться на местах! Держать руки на виду! Лучи фонариков засколь-
зили по палубе, ослепительно яркие.
Крео с Тази выползли из-под своих одеял и встали, изумленные. Ищейки завор-
чали и рванулись с поводков. Крео попятился от них, выставив перед собой ру-
ки , защищаясь. Один из полицейских осветил их фонариком.
— Кто владелец лодки? Лалджи перевел дыхание:
— Лодка моя. Это моя лодка. — Фонарик развернулся и ослепил его. Он сощу-
рился от яркого света. — Мы сделали что-то не так?
Старший, капитан, ничего не ответил. Остальные полицейские рассыпались по
палубе, водя фонариками, освещая людей на борту. Лалджи заметил, что все они,
за исключением старшего, сущие мальчишки, у них едва начали пробиваться усы и
1 Джон Чапман, по прозвищу Джонни Эплсид («Яблочное Зернышко») (1774-1845), — герой
американского фольклора, засадивший десятки тысяч квадратных миль яблоневыми садами.
бороды. Просто новобранцы, и только пружинные ружья и бронежилеты придают им
весомости.
Двое из них пошли к трапу вместе с собаками, а четвертый перепрыгнул на
борт с отлично оснащенной полицейской лодки.
Лучи фонариков исчезли в недрах суденышка Лалджи, вытянутые тени заплясали
по трапу. Крео, пятясь, умудрился каким-то образом добраться до того места,
где находился их тайник с пружинными ружьями. Его руки как бы невзначай за-
стыли рядом со щеколдами. Лалджи шагнул к капитану, в надежде предупредить
какую-нибудь безрассудную выходку со стороны Крео. Капитан посветил на него
фонариком.
— Что вы здесь делаете?
Лалджи остановился и беспомощно развел руками:
— Ничего.
— Ничего?
Лалджи гадал, сумел ли Бауман спрятаться.
— Я хотел сказать, мы просто причалили, чтобы переночевать.
— Почему вы не остановились на Ивовой излучине?
— Я не знаю этой части реки. Темнело. Мне не хотелось, чтобы нас раздавили
баржи. — Он заломил руки. — Я занимаюсь продажей антиквариата. Мы осматривали
старые пригороды на севере. Это же не незакон...
Его прервал крик снизу. Лалджи с тоской закрыл глаза. Миссисипи станет ме-
стом его погребения. Ему никогда не вернуться в воды Ганга.
Полицейские поднялись на палубу, таща за собой Баумана.
— Смотрите, кого мы нашли! Думал спрятаться под палубой! Бауман пытался
сбросить их руки.
— Понятия не имею, о чем вы говорите...
— Заткнись! — Один из мальчишек ударил Баумана дубинкой в живот.
Старик согнулся пополам. Тази рванулась к ним, но капитан перехватил ее и
крепко держал, освещая фонариком лицо Баумана. Он ахнул:
— В наручники его! Он в розыске. Держать их под прицелом! — Капитан хмуро
поглядел на Лалджи. — Торговец антиквариатом! Я тебе почти поверил. — Своим
подчиненным он сказал: — Это потрошитель генов. С огромным стажем. Посмотри-
те , нет ли на борту чего еще. Каких-нибудь дисков, компьютеров, бумаг.
— Внизу стоит компьютер с ножным приводом, — сообщил ему один из полицей-
ских.
— Несите сюда.
Мгновение, и компьютер был на палубе. Капитан осмотрел свою добычу.
— В наручники всех.
Один из мальчишек-полицейских заставил Лалджи опуститься на колени и при-
нялся пригибать его к палубе, пока ворчащая ищейка не оказалась над ними.
Бауман проговорил:
— Мне очень жаль. Наверное, вы совершили ошибку. Наверное...
Вдруг капитан заорал. Фонарики полицейских повернулись на звук. Тази висела
на руке капитана, вцепившись в нее зубами. Он стряхивал ее, как будто она бы-
ла собакой, стараясь другой рукой спустить пружину пистолета. Какой-то миг
все глядели на борьбу между девушкой и довольно крупным мужчиной. Кто-то —
Лалджи решил, что это кто-то из полицейских, — засмеялся. Затем Тази отлетела
в сторону, капитан спустил пружину, и послышался резкий свист дисков. Фонари-
ки упали на палубу и покатились, выбрасывая дрожащие лучи света.
В темноте просвистели еще диски. В свете перекатывающегося фонарика было
видно, как упал капитан, свалился на компьютер Баумана, серебристые диски
торчали из его бронежилета. Он завалился назад вместе с компьютером. Снова
темнота. Всплеск. Собаки выли, то ли спущенные с цепи и готовые к нападению,
то ли тоже раненные. Лалджи упал и распластался на палубе, когда над головой
пожужжал металл.
— Лалджи! — Это был голос Крео.
Ружье проехало по доскам палубы. Лалджи пополз на звук.
Луч света одного из фонариков обрел уверенность. Капитан сидел на палубе,
черные струйки крови потянулись ото рта, когда он поднял пистолет и прицелил-
ся в Тази. Бауман бросился на свет, закрыв девушку своим телом. Он согнулся,
когда диски впились в него.
Рука Лалджи натолкнулась на пружинное ружье. Он продолжал шарить по палубе.
Пальцы сомкнулись на ружье. Он взвел пружину, прицелился на звук шагов и
спустил пружину. Тень одного из полицейских, мальчишки, поднялась над Лалджи,
и тот упал, обливаясь кровью, умерев раньше, чем его тело успело коснуться
палубы.
Кругом стояла тишина.
Лалджи ждал. Никакого движения. Он все равно ждал, вынуждая себя дышать
ровно, напряженно вглядываясь в темноту, куда не попадал свет фонариков. Неу-
жели он один остался в живых?
У раскиданных по палубе фонариков, одного за другим, кончился весь заряд.
Темнота окружила их. Лодка полицейских мягко ударялась о борт их лодки. Ветер
шуршал в ивах на берегу, принося с собой пронзительный запах рыбы и травы.
Стрекотали кузнечики.
Лалджи поднялся. Ничего. Никакого движения. Он медленно проковылял по палу-
бе. Оказывается, он умудрился в какой-то момент подвернуть ногу. Лалджи нащу-
пал один из фонариков, заметил его по тусклому металлическому блеску, и за-
вел . Поводил дрожащим лучом света по палубе.
Крео. Здоровый светловолосый парень был мертв, диск угодил ему в горло. Лу-
жа крови натекла в том месте, где диск перерезал артерию. Рядом с ним, испо-
лосованный дисками, лежал Бауман. Его кровь была повсюду. Компьютер исчез.
Свалился за борт. Лалджи опустился на корточки рядом с телами, вздыхая. Убрал
с лица Крео окровавленные косицы. Он был быстр. Точно так быстр, как сам о
себе говорил. Уложить троих полицейских заодно с собаками! Лалджи снова
вздохнул.
Послышалось хныканье. Лалджи направил фонарик на источник звука, боясь то-
го, что может ему открыться, но это оказалась всего лишь девушка, судя по
всему не пострадавшая, подбирающаяся к телу Баумана. Она подняла взгляд на
свет фонарика Лалджи, никак не отреагировала на него и опустилась рядом с
Бауманом. Она зарыдала, затем заставила себя замолчать. Лалджи зафиксировал
пружину фонарика, позволяя темноте окутать их.
Он снова прислушивался к ночным звукам, молясь Ганеше, чтобы на реке не
оказалось другого патруля. Глаза привыкли к темноте. На черном фоне проступи-
ла тень девушки, горестно стоящей на коленях над искалеченными телами. Он по-
мотал головой. Сколько людей умерли из-за какой-то идеи! Такой человек, как
Бауман, мог бы приносить пользу. Какие напрасные жертвы! Он прислушивался, не
приближается ли другая лодка, но не слышал ничего. Видимо, одинокий патруль,
чьи действия не были согласованы с другими. Не повезло. Вот и все. Одно ма-
ленькое невезение разорвало цепочку удач. Боги капризны.
Лалджи захромал к швартовам и начал отвязывать их. Тази сама подошла к не-
му, ее маленькие ручки принялись неумело дергать узлы. Он пошел к рулю и от-
пустил пружины. Лодка дернулась, когда сцепились шестерни, и они вылетели на
середину черной реки. Он час несся на пружинах, впустую растрачивая джоули,
только бы оказаться подальше от места убийства, затем оглядел берега, отыскал
бухту и бросил якорь. Тьма была почти непроницаемой.
После того как Лалджи спрятал лодку, он нашел грузы и привязал их к ногам
полицейских. То же самое проделал с собаками, потом принялся сталкивать тела
с палубы. Вода легко поглотила их. Казалось нечистым выбрасывать их столь
бесцеремонно, но он не намеревался тратить время на их похороны. Если пове-
зет, тела останутся под водой и рыбы объедят их до полного исчезновения.
Когда с полицейскими было покончено, он постоял немного над Крео. Какая не-
вероятная быстрота реакции! Он столкнул Крео за борт, жалея, что не может
устроить для него погребальный костер.
Лалджи принялся драить палубу, смывая оставшуюся кровь. Взошла луна, зали-
вая его бледным светом. Девушка сидела над телом своего покровителя. Лалджи
не мох1 и дальше обходить ее со своей шваброй. Он опустился на колени рядом с
ней:
— Ты понимаешь, что и его надо кинуть в реку? Девушка не отвечала. Лалджи
воспринял это как согласие.
— Если ты хочешь оставить себе что-нибудь из его вещей, бери сейчас. — Де-
вушка покачала головой. Лалджи, посомневавшись, положил руку ей на плечо. —
Нет ничего позорного в том, чтобы быть погребенным в реке. Наоборот, это даже
честь, оказаться в такой реке.
Он ждал. В конце концов, она кивнула. Он поднялся и подтащил тело к краю
лодки. Привязал к нему груз и перебросил ноги за борт. Старик выскользнул из
его рук. Девушка молчала, уставясь на то место на воде, где исчез Бауман.
Лалджи домыл палубу. Утром придется вымыть еще раз и присыпать пятна пес-
ком, но пока что сойдет и так. Он начал выбирать якоря. Через мгновение де-
вушка принялась делать то же самое, помогая. Лалджи сел у руля. «Какие на-
прасные жертвы! — думал он. — Какие ужасные напрасные жертвы!»
Течение медленно вынесло узкую лодку на стремнину. Девушка подошла и села
на палубу рядом с ним.
— Они выследят нас? Лалджи пожал плечами:
— Если повезет? Нет. Они будут искать что-нибудь покрупнее нашей лодки,
учитывая, сколько их людей пропало. Нас теперь всего двое, мы для них пока-
жемся совсем мелкой, не имеющей отношения к делу рыбешкой. Если повезет.
Она кивнула, вроде бы пытаясь осознать информацию.
— Он ведь меня спас. Я сейчас уже была бы мертвой.
— Я видел.
— Ты посеешь семена?
— Теперь, когда нет его, того, кто мог бы вырастить их, никто не сможет по-
сеять эти семена.
Тази нахмурилась:
— Но у нас их очень много.
Она поднялась и скользнула вниз по трапу. Девушка вернулась, волоча за со-
бой рюкзак Баумана с запасами провизии. Принялась вытаскивать банки из рюкза-
ка: рис и кукуруза, соевые бобы и зерна пшеницы.
— Это же просто еда, — запротестовал Лалджи. Тази упрямо покачала головой:
— Это и есть семена Джонни Яблочного Зернышка. Я не должна была тебе гово-
рить . Он до самого конца не верил, что ты заберешь нас. Что возьмешь меня. Но
ты ведь тоже можешь посеять их, правда?
Лалджи нахмурился и поднял банку с кукурузой. Зерна лежали, плотно прижатые
друг к другу, их были сотни, все до единого без патента, все до единого — ге-
нетическая инфекция. Он закрыл глаза, и перед его мысленным взором предстало
поле: ряд за рядом шуршали зеленые растения, и его отец, смеющийся, с широко
раскинутыми в стороны руками, кричал: «Сотни! Тысячи, если ты будешь молить-
ся! »
Лалджи прижал банку к груди, и его губы медленно растянулись в улыбке.
Узкая лодка шла вниз по течению, крошечное пятнышко в потоке Миссисипи. По
сторонам от нее поднимались чудовищные тени зерновых барж, все они шли на юг
мимо плодородных берегов к воротам Нового Орлеана; все они размеренно двига-
лись в далекий безбрежный мир.
Разное
БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ РАСТЕНИЯ
Цефалантус западный Cephalanthus occidentalis L. Надземная часть
Семейство Мареновые (Rubiaceae). Русскоязычные названия: Цветохюловник за-
падный , Головач западный, Цветохюлов западный. Очень редкое растение. Родина
головача — восток Северной Америки, где он растет на богатых почвах вдоль
горных ручьев.
Ботаническое
описание
Это - кустарник, до 5 м высотой в природе, с низко ветвящейся округлой гус-
той кроной. В средней полосе России не превышает в высоту 1,5 м. Цветет в
конце июля - начале августа. Побеги в молодом возрасте гладкие, светло-
зеленые, старые побеги темно-коричневые, почти черные, бороздчатые. Листья
блестящие, темно-зеленые сверху, снизу светлее, яйцевидной формы, до 15 см
длиной, украшают кустарник до середины октября, не меняя своей окраски. Цвет-
ки кремово-белые, мелкие, собранные в головчатые соцветия до 3 см в диаметре
с сильно выступающими тычинками. Каждое соцветие сидит на длинной цветоножке.
Плоды - мелкие орешки созревают в сентябре. Цветет и плодоносит с 4 лет.
Химический
состав
Информация не найдена.
Использование
Индейцы Чокто, в качестве жевательного средства для ухода за зубами, ис-
пользовали цефалантус западный, который способствовал не только предотвраще-
нию кариеса, но и ослаблению головной и зубной боли, помогал при расстройстве
желудка.
В гомеопатии используют настойку свежих побегов корней влаголюбивого куста.
Цикламен аджарский Cyclamen adsharicum Pobed. Все части
Дряква аджарская (цикломен аджарский) - семейство первоцветные.
Это эндемичное растение встречается в западных районах Грузии, растет в го-
рах , преимущественно в буковых лесах, среди зарослей кустарников.
Ботаническое
описание
Многолетнее травянистое растение с крупным подземным или частично погружен-
ным в землю клубнем. Клубни темно-коричневые или слегка пурпуровые, диаметром
до 8-10 см, реповидно сплюснутые, с корнями, отходящими только от нижней час-
ти клубня. От клубня поднимается более или менее вертикальное корневище дли-
ной 5-10 см, несущее на поверхности почвы розетку листьев и цветоносы. Все
листья прикорневые, с красноватыми черешками длиной 6-21 см. Пластинка листа
округлая или широкояйцевидная, цельнокрайняя, длиной 5 см; на верхней поверх-
ности листьев широкий зеленовато-серебристый рисунок, снизу они зеленые или
красноватые. Цветоносов несколько, они красноватые, примерно равные по длине
черешкам листьев, с одиночным поникшим цветком на верхушке. Околоцветник
двойной, спайнолистный. Чашечка, остающаяся при плодах, пятираздельная, крас-
новатая, с прижатыми волосками; с ланцетными острыми лопастями, длиной 4-5
мм. Трубка венчика короткая, почти шаровидная, белая снаружи, внутри с 3 тем-
но-фиолетовыми неровными полосками. Лопасти венчика почти округлые, длиной
14-18 мм, сильно отогнутые к трубке и повернутые к ней боком, при основании с
небольшим фиолетовым пятном и 2 белыми пятнышками на перегибе. Тычинки, чис-
лом 5, с короткими нитями, прикрепленными к основанию трубки веничка. Пестик
длиной 4-5 мм, с одногнездной нижней шаровидной завязью, рыльце усеченное,
сосочковидное. Плод - шаровидная, раскрывающаяся, с 5-7 зубчиками коробочка,
почти лежащая на земле благодаря спиральному скручиванию плодоножки. Семена
угловатые, полушаровидные, коричневые.
Цветет в январе-марте, плоды созревают в мае-июне,
Химический
состав
Клубни дряквы содержат сапонин цикламин, который при гидролизе расщепляется
на аморфный сапогенин цикламиретрин (спирт), и сахар.
Использование
В народной медицине дряква аджарская и другие, близкие к ней виды дрякв,
используются при болезнях печени, гинекологических заболеваниях, при неврал-
гиях, фронтитах и гайморитах. Сапонин цикламин обладает высоким гемолитиче-
ским индексом.
Препараты дрякв при внутривенном введении животным урежают ритм сердечных
сокращений, вызывают кратковременное понижение артериального давления, усиле-
ние дыхания, увеличивают амплитуду сердечных сокращений.
Цикламен европейский Cyclamen europaeum L. Все части
Цикламен, или Дряква, или Альпийская фиалка (лат. Cyclamen) — род растений
подсемейства Мирсиновые семейства Первоцветные (Primulaceae), но такой вид в
этом роде не числится, как впрочем и Цикламен аджарский. Похоже, номенклатура
этого рода менялась или еще не устоялась, так что нижеследующее описание (или
часть его) может принадлежать другому растению.
Зачастую под европейским имеют в виду Цикламен пурпурный (Cyclamen
purpurascens). Его родиной является Центральная и Южная Европа. Растёт на по-
бережье Черного и Каспийского морей, также в горных районах Кавказа, на аль-
пийских лугах.
Ботаническое
описание
Многолетние травянистые растения с восходящими, мясистыми, красноватыми
цветоносами 5-13 (20) см высоты. Клубни довольно крупные, округлые или не-
сколько плосковатые, покрытые корнями по всей поверхности, преимущественно по
бокам. Листья почти вечнозеленые, появляющиеся одновременно с цветками, 5-8
см диаметром, округло-яйцевидные до почковидных, с узким глубокосердцевидным
основанием, округлые лопасти которого соприкасаются или перекрывают друг дру-
га, цельнокрайние или мелкогородчато-зубчатые, сверху темно-зеленые, с мра-
морным серебристо-серым рисунком, располагающимся ажурным кольцом, снизу тем-
но-красные или зеленовато-красные, с выступающими зелеными жилками. Цветки
одиночные, верхушечные, 2-3,5 см длины, поникшие, очень душистые, кончики ле-
пестков намного выше изогнутого цветоноса. Лопасти отгиба продолговатые или
яйцевидные, сильно отогнутые, слегка скрученные, с заостренной верхушкой,
густо-карминовые до розовых, с темно-карминовым пятном у основания и часто
более темными жилками. Чашелистики широкотреугольные, остроконечные, зубча-
тые. Зев цветков более широкий, чем у многих других видов. Цветет в июле-
сентябре .
Цикламен пурпурный (Cyclamen purpurascens).
Химический
состав
Клубни растения содержат ядовитый сапонин цикламин, который при взаимодей-
ствии с водой распадается на цикламиретин, аморфный сапотенин, мулозин, са-
хар, декстрозу, циклозу, полисахарид цикламозин и пентозу.
Использование
На сердце человека препараты цикламена оказывают действие, подобное напер-
стянке шерстистой. Ещё они обладают успокаивающим, обезболивающим, противо-
воспалительным и антимикробным свойствами.
В народной медицине цикламен применяют при нарушениях менструаций, а также
связанные с ними нарушения нервной системы, при головных болях, бессоннице,
астении, психоэмоциональной возбудимости, невралгиях, ревматических болях,
нарушениях пищеварения, коликах связанными с метеоризмом.
Наружно, применение цикламена считается эффективным при головных болях про-
студного характера, гайморитах, фронтитах.
Цимбопогон Винтера Cymbopogon winterianus Jowitt.
Эфирное масло
Семейство Злаки, или Мятликовые.
Цитронелловое масло — эфирное масло, содержится в листьях и стеблях цитро-
нелла (Cymbopogon nardus L. и Cymbopogon winterianus Jowitt), культивируемого
в Юго-Восточной Азии, Южной Африке, Центральной и Южной Америке. Оба вида
очень похожи друг на друга, поэтому зачастую их рассматривают как один вид.
Ботаническое
описание
Многолетнее травянистое растение, образующее плотные дерновины. Растёт до 2
метров и имеет черешки красного цвета. Стебель — высокая соломина.
Листья линейные шириной 3—10 мм, с обеих сторон опушённые, с влагалищем,
край листа острый.
Соцветие сложное из колосовидных веточек на верхушке стебля, серо-белое.
Каждый колос состоит из многочисленных мелких колосков. Цветки мелкие, не-
взрачные . Цветёт с марта по апрель.
Плоды — мелкие удлинённые зерновки.
Химический
состав
В состав масла входят — гераниол, лимонен, метилэвгенол, цитронеллол, ци-
тронеллаль, геранилацетат, дипентен, у~каРДиненд кадинол, изомасляный альде-
гид , цитраль, ванилин, хавикол, фурфурол и другие компоненты.
Цитронелловое масло делят на два хемотипа:
• Цейлонский (получаемый из Cymbopogon nardus L.), основной состав — герани-
ол (18-20 %), лимонен (9-11 %) , метилэвгенол (7-11 %) , цитронеллол (6-8
%), цитронеллаль (5-15 %).
• Яванский (получаемый из Cymbopogon winterianus Jowitt), основной состав —
цитронеллаль (32-45 %), гераниол (11-13 %), геранилацетат (3-8 %), лимонен
(1-4 %) . Этот хемотип, за счёт более высоких концентраций гераниола и ци-
тронеллаля, ценится гораздо выше.
Использование
Цитронелловое масло применяют как компонент парфюмерных композиций, отдушек
для косметических изделий, мыла и товаров бытовой химии. Но в основном масло
используют для выделения цитронеллаля и гераниол.
Цитронелловое масло хороший растительный репеллент. В этом качестве в США.
он был зарегистрирован в 1948 году. Управление по охране окружающей среды
рассматривает это эфирное масло как нетоксичный биопестицид. Исследования по-
казывают, что это масло обладает хорошими противогрибковыми свойствами.
Цирия Смита
Zieria smithii Andr.
Надземная часть и эфирное масло
Относится к Цитрусовым (лат. Citrinae) — подтриба цветковых древесных рас-
тений семейства Рутовые (Rutaceae).
Является эндемиком для восточной и юго-восточной Австралии.
Ботаническое
описание
Кустарник, который вырастает до высоты 1-2 м, прямостоящий или полегающий.
Его листья состоят из трех листочков со средней линией, продолговатой до ко-
пья длиной 20-45 мм и шириной 4-7 мм с заостренным кончиком. Верхняя поверх-
ность листочков более темно-зеленая, чем нижняя, усеяна масляными железами и
в основном голая. Листовой стебель имеет длину 10-20 мм, а листья сильно аро-
матизированы при раздавливании.
Цветки обычно белые и расположены в группах до 60 в верхних листовых пазу-
хах, группы короче листьев и каждый цветок диаметром 6-7 мм. Имеются четыре
треугольные лопасти около 1-1,5 мм в длину. Четыре лепестка длиной 2-4 мм и
слегка волосатые. Как и другие зении, имеет только четыре тычинки. Цветение
происходит осенью и весной, за ним следует плод, который представляет собой
капсулу с тремя или четырьмя секциями, каждая из которых содержит один или
два красновато-коричневых до черных полосатых семян.
^v»*^
^5^лЯ^^^
^ w \^я
i \ н » 1
/.'i.-'t-i- 1- \m.lh
\ ^
Химический
состав
Предположительно содержит сафрол.
Использование
Эфирное масло, полученное из листьев, имеет сходные свойства с Рутой (Ruta
graveolens). Выход составляет около 0,4%. Эфирное масло используется в парфю-
мерии и в качестве пищевого ароматизатора. Из коры получают желтый краситель.
Чемерица Veratrum sp. Все части
Чемерица (лат. Veratrum) — род растений семейства Мелантиевые. В России
встречаются 7 видов, в том числе — Чемерица белая (Veratrum album L.) , Чеме-
рица Лобеля (Veratrum lobellianum Bernh.) и Чемерица чёрная (Veratrum nigrum
L.) .
Далее в качестве примера рассмотрена Чемерица Лобеля, или Чемерица Лобелие-
ва (лат. Veratrum lobelianum) — вид растения рода Чемерица семейства Мелан-
тиевые. Чемерица Лобеля — евроазиатский вид. Распространена в Центральной и
Восточной Европе, Средиземноморье, Малой Азии, Средней Азии (Прибалхашье и
Тянь-Шань), Северной Монголии; в России — на большей части европейской части
(кроме северо-западных и засушливых районов), на Кавказе, в Западной и Вос-
точной Сибири, на Дальнем Востоке.
Растёт на суходольных и пойменных лугах, полянах. Мезофит. Приурочена к
местам с близким залеганием грунтовых вод; избегает мест с застойным увлажне-
нием и сухие участки.
Чемерица Лобеля (Veratrum lobelianum).
Ботаническое
описание
Травянистое многолетнее растение (продолжительность жизни обычно не менее
50 лет) (15—160 см высотой) с укороченным вертикальным корневищем и многочис-
ленными придаточными шнуровидными корнями и прямым, толстым (2—3 см в диамет-
ре) , круглым стеблем.
Листья стеблеобъемлющие очерёдные, многочисленные, нижние широкоэллиптиче-
ские (8—12 см длиной, 5—7 см шириной) с короткими влагалищами, верхние — по-
степенно сужаются до ланцетовидных, с длинными влагалищами. Все листья склад-
чатые, снизу опушённые, с дугообразным жилкованием.
Цветки собраны в верхушечную пирамидальную метёлку из колосковых кистей
длиной 20—60 см. Цветоножки и цветоносы опушённые. Прицветники яйцевидные или
округло-яйцевидные, длиннее цветоножки. Цветки (до 2,5 см в диаметре) пра-
вильные, свободно-лепестковые, шестичленные с простым венчикообразным около-
цветником . Цветки двуполые, иногда однополые, желтоватые или беловатые. Тычи-
нок шесть, пестик один, завязь верхняя. Соцветие в почке сформировано уже
осенью.
Плод — яйцевидная коробочка (до 2,5 см длиной), до середины трёхраздельная.
Семена желтовато-бурые, плоские, эллиптические, ширококрылатые, длиной 6—10
мм.
Цветёт в июне — августе; плоды созревают в августе — сентябре. Массовое
цветение повторяется через два—три года. Первое цветение в 10—30 лет.
Химический
состав
Все части чемерицы Лобеля содержат алкалоиды: корни - до 2,4%, корневища -
до 1,3, трава - до 0,55%. Из корней и корневищ выделены алкалоид иервин (ами-
носпирт).
Использование
Чемерица относится к официнальным растениям и используется при производстве
настойки чемерицы и чемеричной воды, предназначенных для наружного примене-
ния. Тем не менее, оно не включено в современную фармакопею как сырьё для по-
лучения лекарственных средств. Чемерица входит в перечень растений, запрещён-
ных к использованию в виде компонента активных добавок к пище.
В народной медицине корни и корневища используют при экземе, внутренне —
как жаропонижающее средство, при воспалении легких, ревматизме, тифе.
В качестве лекарственного сырья в ветеринарии используют высушенные корне-
вища с корнями (лат. Rhizoma cum radicibus Veratri).
В ветеринарии зачастую применяют настой чемерицы как противопаразитное
средство (от вшей, оводов); в качестве средства, улучшающего пищеварение (для
усиления отрыжки у крупного рогатого скота), как рвотное средство для свиней
и собак; при гиподерматозе рогатого скота. Экстракт корней имеет противопара-
зитное действие. Чемерицей отравляются весной лошади, крупный рогатый скот,
овцы.
Чемерица — очень ядовитое растение, её корни содержат 5—6 алкалоидов, из
которых наиболее ядовитый протовератрин, который способен подавлять централь-
ную нервную систему, вредно действует на желудочно-кишечный тракт и сердечно-
сосудистую систему.
При вдыхании даже малого количества пыли чемеричного корня проявляется
сильнейшее чиханье и слезотечение. При попадании сока чемерицы на кожу снача-
ла ощущается теплота, затем жжение, сменяющееся ощущением холода, после чего
возникает почти полная потеря чувствительности. При поступлении частей расте-
ния внутрь возникает жжение и покалывание в горле, обильное слюнотечение,
слезотечение, насморк, рвота, понос, головная боль, головокружение, общее
возбуждение, судороги, ослабление сердечной деятельности (резкая брадикар-
дия), гипотония и шок. Сознание сохраняется вплоть до наступления смерти. При
особо сильных отравлениях смерть может наступить через 3 ч после попадания
токсинов растения в организм. В качестве средств активной детоксикации приме-
няются атропин и дофамин. Тем не менее, использование этих и других лекарст-
венных средств для неотложной терапии отравления чемерицей недостаточно эф-
фективно .
В последнее время получили распространение сведения о применении измельчён-
ных корней чемерицы как эффективного средства народной медицины, позволяющего
излечивать от алкоголизма без ведома пациента. Антиалкогольное действие чеме-
рицы при этом основано на реализации её общетоксического действия, используе-
мого для условно-рефлекторной терапии алкоголизма. Интоксикация алкалоидами
Veraturn пролонгирована по времени от нескольких часов до нескольких суток,
что усложняет совмещение по времени максимума её токсического действия с
приёмом алкоголя для выработки негативной условно-рефлекторной реакции именно
на алкоголь.
Следует также учитывать, что препараты чемерицы, приготовленные в домашних
условиях, являются источником сильнодействующих стероидных алкалоидов, малей-
шая передозировка которых может привести и реально приводит к серьёзным от-
равлениям вплоть до летального исхода. Применение этих препаратов для терапии
алкоголизма настолько опасно, что использование их представляется недопусти-
мым не только в домашних условиях, но и в специализированных медицинских уч-
реждениях из-за недостаточной эффективности средств оказания неотложной помо-
щи в случаях передозировки.
Инсектицидное и ратицидное действие корней чемерицы было известно ещё во
времена Римской империи. С этой целью использовали настои корневищ с корнями,
или водные отвары. Опрыскиванием уничтожают гнёзда плодовой моли, кольчатого
шелкопряда, псевдогусениц вишнёвого слизистого пилильщика, тли, капустного
билана и т. д. Настои эффективны не только против личинок, но и против взрос-
лых насекомых. Особенно ценна чемерица тем, что её можно использовать и во
время вызревания плодов. В 2010 году Д. Елисовецкая из Института защиты рас-
тений Академии наук Республики Молдова показала эффективность применения экс-
трактов чемерицы Лобеля против колорадского жука.
Возможно отравление сельскохозяйственных животных на пастбищах (правда, в
высокогорьях Алтая лошади, маралы и пятнистые олени едят чемерицу), ядовита
для пчёл.
Чернокорень лекарственный Cynoglossum officinalis L. Все части
Чернокорень лекарственный (лат. Cynoglossum officinale) — травянистое рас-
тение, вид рода Чернокорень (Cynoglossum) семейства Бурачниковые (Boragina-
сеае).
Встречается в европейской части России, Сибири, Средней Азии, на Кавказе.
Растет по сухим склонам, речным обрывам, галечникам и как сорняк вдоль дорог,
по пустырям и полям.
Ботаническое
описание
Двулетнее травянистое растение высотой до 1 м.
Корень стержневой, толщиной до 2,5 см в диаметре, тёмный.
Стебли немногочисленные (обычно 2—3), прямые, разветвлённые в верхней час-
ти , опушённые.
Листья очерёдные, ланцетные, опушённые, снизу почти войлочные. Прикорневые
— продолговато-ланцетные, черешковые, 15—20 см длиной и 2—5 см шириной, ко
времени цветения отмирают. Стеблевые — уменьшающиеся кверху, ланцетные, ост-
рые ; нижние — черешковые, средние и верхние — сидячие.
Цветки на длинных цветоножках, мелкие, собраны в метельчатое соцветие. Вен-
чик воронковидный, грязно-красный, иногда красно-синий, отгиб 5—7 мм в диа-
метре, с яйцевидно-округлыми лопастями. Цветоножки войлочно-опушённые, при
плодах удлиняющиеся до 15 см и дуговидно поникающие. Цветёт в мае—июне.
Плоды — яйцевидные орешки, покрытые шипами. Созревают в августе—сентябре.
Все части растения обладают неприятным запахом. Растение ядовито!
Химический
состав
В корнях и семенах чернокорня лекарственного содержатся алкалоиды циноглос-
син (0,12% в свежем растении), циноглоссеин; гликоалкалоид консолидин, дающий
при гидролизе консолицин и декстрозу; гелиосупин. Содержание алкалоидов в
надземных частях растения второго года вегетации достигает 1,59%, в плодах -
0,6, в листьях и корнях первого года вегетации - 0,24-0,39%. Кроме того, рас-
тение содержит горечь циноглоссоидин.
В надземных органах найдены холин, смолы, каротин, эфирные и жирные масла
(до 0,1 %).
В корнях — кумарины, дубильные вещества, инулин, коричная и фумаровая ки-
слоты , красящее вещество алканин.
Использование
В народной медицине применяют корни и листья как болеутоляющее, отхаркиваю-
щее средство при кашле, судорогах; в качестве мягчительного в виде примочек
при фурункулёзе, ожогах, укусах змей.
Сок растений и корни используют как инсектицид и для борьбы с грызунами.
Используются корни, выкапываемые в августе-сентябре, и листья, собираемые
во время цветения растений.
Чилибуха (Рвотный орех)
Strychnos L.
Семена
Чилибуха, Чилибуха обыкновенная, или Рвотный орех (лат. Strychnos nux-
vomica) — тропическое листопадное дерево, вид рода Стрихнос (Strychnos) се-
мейства Логаниевые (Loganiaceae).
Произрастает в тропических лесах Южной Азии (Камбоджа, Лаос, Таиланд, Вьет-
нам, Малайзия, Индия, остров Шри-Ланка), в северной части Австралии. Культи-
вируется в африканских тропиках.
Ботаническое
описание
Небольшое листопадное дерево высотой до 15 м.
Листья супротивные, овальные, блестящие, кожистые.
Цветки мелкие, зеленовато-белые, пятичленные, с трубчатым венчиком, образу-
ют полузонтиковидные соцветия в пазухах листьев.
Плод — ягодообразный, шаровидный, ярко оранжево-красный, крупный, с твёрдой
кожурой, с межплодником в виде бесцветной студенистой мякоти, в которой со-
держится от 2 до 6 дисковидных семян. Семена 4—5 мм в диаметре и 1,5—2,5 мм
толщиной, дисковидной формы, несколько искривлённые, желтовато-серого цвета,
поверхность шелковисто-блестящая, покрытая многочисленными прижатыми волоска-
ми, из центра радиально расходящимися. В центре небольшой округлый рубчик, от
которого тянется валик из сходящихся волосков к краю семени, где выпячивается
корешок зародыша в виде сосочка. Семена очень твёрдые, роговидные, после про-
должительного кипячения их можно разрезать вдоль. Внутри находится узкая цен-
тральная полость, большой эндосперм и на краю маленький зародыш с сердцевид-
ными долями.
Химический
состав
Семена чилибухи содержат 2-3 % индоловых алкалоидов, из которых немного
меньше половины (47 %) приходится на стрихнин и почти столько же на бруцин.
Также семена содержат в небольших количествах другие производные индола: во-
мицин, псевдострихнин (C21H22O3N2) , ос-колубрин (C22H24O3N2) , р-колубрин
(C22H24O3N2) , струксин (C21H3O4N2) .
Помимо алкалоидов, в семенах рвотного ореха содержится хлорогеновая кисло-
та, гликозид логанин (С17Н2бОю) , тритерпеноид циклоарсенал (СзоНгбО) , стигма-
стерин.
Использование
Семена дерева — рвотные орешки — являются основным источником ядовитых ал-
калоидов стрихнина и бруцина.
Бруцин, содержащийся в семенах чилибухи, используют как химический реактив.
Лекарственным сырьём является семя чилибухи, или рвотный орех (лат. Semen
Strychni, или Nux vomica). В медицине используют азотнокислую соль — стрихни-
на нитрат, а также галеновые препараты: настойку чилибухи и экстракт чилибухи
сухой. Сырьё и стрихнина нитрат хранили по списку А.
Стрихнина нитрат используют как средство, стимулирующее центральную нервную
систему и в первую очередь повышающее рефлекторную возбудимость; галеновые
препараты чилибухи используют как средство, стимулирующее обмен веществ и то-
низирующее . Препараты чилибухи используют строго под контролем врача.
Чина Lathyrus sp. Все части
Чи на (лат. Lathyrus) — род однолетних и многолетних трав семейства Бобовые
(Fabaceae). Род включает более 150 видов, распространённых в районах умерен-
ного климата Северного полушария, в Южной Америке, северо-западной Африке,
Средиземноморье, на Дальнем Востоке, в Китае. На территории бывшего СССР про-
израстает более 50 видов на степных склонах, лугах, лесных полянах, опушках в
лесостепной зоне. В качестве лекарственных растений в народной медицине ис-
пользуются Чина луговая, Чина лесная, Чина клубненосная, Чина весенняя, Чина
посевная, Чина чёрная.
Далее в качестве примера рассмотрена Чина луговая (лат. Lathyrus praten-
sis) . Встречается в Европе (повсюду), на Кавказе (повсюду), в Передней (в
Ираке редко), Малой (Ливан, Сирия, Турция)и Средней Азии (Казахстан, Кыргыз-
стан, Таджикистан, Узбекистан, Афганистан), в Монголии и Китае, в Гималаях, в
Африке (Марокко и Эфиопия). Занесена и натурализовалась на Корейском полуост-
рове , в Японии и Северной Америке.
Ботаническое
описание
Чина луговая — многолетник высотой 30—100 см.
Корневище тонкое, ветвистое, ползучее, цилиндрическое, с побегами.
Стебель полый, сжато-четырёхгранный или узкокрылый, слегка сплюснутый, про-
стёртый или восходящий, тонкий и слабый, сильно ветвистый, обычно лазящий.
Листья с одной парой ланцетовидных или линейно-ланцетных листочков с круп-
ными прилистниками с листовыми усиками, которыми чина цепляется за другие
растения. Прилистники 0,7—3 ,7 см длиной, 0,2—1,2 см шириной. Листовой черешок
бескрылый, желобчатый. Ось листа заканчивается простым или маловетвистым уси-
ком. Листочки 2—4 см длиной, 5—10 мм шириной, заострённые, с тремя более
крепкими жилками, заканчивающимися шипиком.
Цветоносы нередко несколько согнутые, длиннее листьев (без кисти), иногда
вдвое превышающие их. Цветки 1,0—1,5 см длиной, ярко-жёлтые мотыльковые, соб-
раны в негустую кисть из 3—10 цветков. Цветоножка белопушистая, немного коро-
че чашечки. Чашечка пятизубчатая, трубчато-колокольчатая, слегка белопуши-
стая, зубцы её треугольно-ланцетные, одинаковой длины с трубкой, на конце ши-
ловидные, под конец широко отстоящие. Венчик из пяти лепестков, тычинок де-
сять, пестик один. Флаг продолговато-овальный, сразу сужен в ноготок, пла-
стинка его на верхушке едва выемчатая. Крылья на тонком согнутом ноготке,
пластинка их продолговато-овальная, при основании суженная, с длинным узким
ушком. Лодочка на длинном тонком ноготке, пластинка её согнутая, широколан-
цетная, кверху суженная, при основании с коротким ушком. Цветёт во второй по-
ловине июня.
Бобы продолговато-линейные, 2,5—3,5 см длиной, 5—6 мм шириной, сидячие, к
верху сразу суженные в короткий носик, по створкам с ясно заметными жилками,
образующими сетку, иногда слегка согнутые. Семян восемь—десять, сжато-
округлых, красно-бурых, с тёмно-бурой мраморовидной окраской, блестящих,
гладких. Рубчик охватывает 1/6 часть семени.
Чина луговая (Lathyrus pratensis).
Химический
состав
Химический состав чины луговой изучен недостаточно. Содержит аскорбиновую
кислоту: в листьях - до 800 мг%, в цветах - до 700, в стеблях - до 5 мг%; ка-
ротин (10-22%), протеин (17-28%), горькие вещества, алкалоиды. Кроме того,
листья содержат лейкоантоциановые соединения, которые при гидролизе дают лей-
коцианидин и леикодельфинидин; флавоноиды кверцетин и кемпферол; кофейную и
феруловую кислоты.
Использование
Чина луговая как лекарственное растение популярна в ряде зарубежных стран.
В Испании семена применяются как противовоспалительное средство, в Болгарии —
как седативное, в Монголии трава применяется при трахеобронхите (отмечается
прекращение боли в груди, смягчение кашля и более лёгкое отделение мокроты).
Фармакологическими и клиническими исследованиями, проведёнными в Томском
медицинском институте, установлено хорошее отхаркивающее действие настоя тра-
вы и дана рекомендация применять при хронических бронхитах, воспалении и ту-
беркулёзе лёгких, кашле, абсцессе лёгкого. Лекарство действует мягко и не вы-
зывает побочных явлений.
Особенно популярна чина луговая в народной медицине Кавказа, Центрального
Черноземья, Алтая и Западной Сибири. Настой травы рекомендуется как хорошее
отхаркивающее средство при простудном кашле, хронических бронхитах, воспале-
нии и туберкулёзе лёгких, бронхоэктатической болезни (расширении бронхов),
гнойниках в лёгких, при болезнях печени, тромбофлебите и бессоннице. Настой
корней употребляют внутрь как противопоносное средство и при сердечных болях,
а также как успокаивающее при бессоннице.
Чистец болотный Stachys palustris L. Все части
Чистец болотный (лат. Stachys palustris) — многолетнее травянистое расте-
ние, вид рода Чистец (Stachys) семейства Яснотковые (Lamiaceae).
Распространён на всей территории Европы, в Турции и умеренных районах Азии
от Ирана до Китая. На территории России встречается в европейской части Рос-
сии и в Сибири. Произрастает по влажным лугам, по берёзовым колкам, опушкам,
берегам рек и озёр.
Ботаническое
описание
Стебли прямые, простые, реже ветвистые, четырёхгранные, высотой до 120 см,
густо опушённые длинными, вниз отклонёнными волосками, шероховатые.
Корневая система в виде подземных побегов со вздутыми утолщениями-
клубеньками .
Нижние листья ланцетные или продолговатые, длиной 8—12 см, шириной 1,5—3,5
см, острые, у основания округлые или неглубоко сердцевидные, мелкопильчато-
зубчатые, на коротких черешках; верхние прицветные листья яйцевидно-
ланцетные , цельнокрайные, длиннозаострённые, сидячие.
Соцветие колосовидное, мутовки состоят из шести — десяти цветков. Прицвет-
ники линейные, равные цветоножкам или длиннее их; чашечка ясно двугубая; вен-
чик пурпуровый или пурпурно-лиловые, в два раза превышает чашечку.
Плод — тёмно-коричневый голый орешек овальной формы.
Цветёт в июне — сентябре. Плоды созревают в августе — сентябре.
Tafel 45.
Sumpf-Ziest, Stachys palustris.
Химический
состав
В надземной части содержатся бетаин, дубильные вещества, органические ки-
слоты, эфирное масло, аскорбиновая кислота (0,132 %); в семенах — 38—44 % вы-
сыхающего жирного масла.
Использование
В западных областях Украины чистец болотный используют как пищевое расте-
ние. Подземные побеги и клубнеподобные утолщения собирают и используют как
овощ.
Не следует допускать передозировки, так как растение обладает токсическими
свойствами.
Надземную часть применяли в народной медицине при ангине, аллергии, как ра-
нозаживляющее, успокаивающее, противовоспалительное средство.
Жирное масло пригодно для приготовления высококачественной олифы.
Из надземной части можно получить зелёную краску для тканей.
Хороший медонос.
Чистец шероховатый Stachys aspera Michx. Надземная часть
Семейство: Яснотковые (Lamiaceae)
Распространение: Восточная Сибирь, Дальний Восток.
Растет по берегам рек и озер, на заболоченных и сырых лугах.
Ботаническое
описание
Многолетнее травянистое растение высотой 50-80 см с ползучим корневищем.
Стебли прямые, простые, голые или по ребрам с волосками. Листья сидячие или
на очень коротких черешках, супротивные, продолхюватоланцетные, пильчатые,
сверху волосистые, снизу голые. Цветки собраны на верхушках стебля в мутовча-
тые соцветия. Чашечка колокольчатая с волосками. Венчик розовый или пурпур-
ный, двугубый, нижняя губа трехлопастная. Тычинки выдаются из трубки венчика.
Плоды - черные, блестящие округлые орешки. Цветет в июле - августе.
/
Химический
состав
Растение содержит дубильные вещества, антоцианы, алкалоид стахидрин, фенол-
карбоновые кислоты и их производные, органические кислоты, флавоноиды, вита-
мин С. В семенах обнаружено жирное масло.
Использование
С лечебной целью используется трава (стебли, листья, цветки), корневища.
Клиническими исследованиями подтверждены седативные свойства растения. Пре-
параты чистеца действуют успокаивающе на нервную систему, оказывают выражен-
ное действие на сердечно-сосудистую систему. Спиртовая настойка травы в малых
дозах повышает кровяное давление, в больших - снижает. Применяют его также в
качестве кровоостанавливающего средства при маточных кровотечениях в послеро-
довом периоде и при воспалительных заболеваниях женской половой сферы.
В народной медицине Сибири применяют при гипертонии, при истерии и обморо-
ках, при слабой родовой деятельности. Наружно используется для лечения ран и
язв и при кожных заболеваниях. Особенно популярен чистец шероховатый в народ-
ной медицине Забайкалья. Надземная часть растения в китайской медицине в виде
отвара, настоя используется как гемостатическое, детоксикационное средство,
при острых респираторных инфекциях, гриппе, метеоризме. В Якутии - при нерв-
ных и кожных заболеваниях.
Чистотел
Chelidonium L.
Надземная часть
Чистотел (лат. Chelidonium) — олиготипный род двудольных растений семейства
Маковые (Papaveraceae). Как правило, в роду Чистотел выделяют всего один вид
Chelidonium majus (Чистотел большой), однако в отдельных источниках выделяют
также ещё как минимум один вид Chelidonium asiaticum (Чистотел азиатский),
ранее считавшемся подвидом Chelidonium majus.
Далее описан только Чистотел большой. Растет на Кавказе и в европейской
части России, кроме северных районов, реже - в Сибири и на Дальнем Востоке,
проникая до восточного Тянь-Шаня. Чаще всего растет как сорняк в садах, на
огородах, близ жилья, на выгонах.
Ботаническое
описание
Многолетнее травянистое растение высотой 30-100 см, содержащее во всех час-
тях оранжевый млечный сок. Корень стержневой, ветвистый, с коротким корневи-
щем . Стебли ветвистые. Листья очередные, сверху зеленые, снизу сизоватые, в
очертании широкоэллиптические. Пластинки листьев глубоконепарноперисто-
раздельные с крупными яйцевидными извилистолопастными или надрезанногородча-
тыми долями, часто низбегающими у основания. Нижние листья черешковые, верх-
ние - сидячие с меньшим количеством долей. Цветы собраны на концах стебля и
ветвей в зонтиковидные соцветия, на цветоножках 0,5-0,25 см, в период плодо-
ношения удлиняющихся в длину до 5 см. Чашечка состоит из 2 чашелистиков,
обычно опадающих при раскрывании цветка. Венчик правильный из 4 ярко-желтых,
обратнояйцевидных лепестков длиной 8-16 мм. Тычинки многочисленные, короче
венчика; пестик с верхней удлиненно-цилиндрической одногнездной завязью. Плод
- стручковидная коробочка длиной до 5 см, открывающаяся 2 створками, от осно-
вания к вершине. Семена длиной 1-2 мм, яйцевидные, черно-коричневые, блестя-
щие, с белым гребневидным придатком.
Цветет с мая до осени, плоды созревают с июня.
Химический
состав
Все органы растения содержат алкалоиды - хелидонин, гомохелидонин, хелерит-
рин, метоксихелидонин, оксихелидонин, сангвинарин, протопин, №№а-
аллокриптонин, (J-аллокриптонин, скартеин, берберин, хелидамин, d,1-сти-
лопин, 1-стилопин (дефиллин), коптизоин, оксисангвинарин, хелирубин, хелилю-
тин и другие малоизученные соединения; трава - алкалоиды (0,97-1,87%), эфир-
ное масло (0,01%), аскорбиновую кислоту (до 171 мг%) , витамин А (14,9 мг%) ;
хелидоновую, яблочную, лимонную и янтарную органические кислоты, флавоноиды и
сапонины; семена - жирное масло (до 40%); корни - алкалоиды (1,9-4,14%).
Трава, кроме того, содержит:
макроэлементы (мг/г): К - 58,2; Са - 27,2; Мд - 43; Fe - 0,6;
микроэлементы (мкг/г): Мп - 0,16; Си -1,34; Zn -1,16; Со - 0,31; Мо - 12,5;
Сг - 033; А1 - 0,25; Ва - 2,48; V - 0,2; Se - 12,5; Ni - 035; Sr - 0,49; Pb -
0,14; I - 0,08; Br - 111,6; Ag - 8,0; В - 55,0; концентрирует Си, Zn, Mo, Ba,
Se, Ag, Fe, Br.
Использование
Используется трава.
В медицине препараты чистотела применяются для прижигания бородавок и кан-
дилом, при папилломатозе гортани и начальных формах красной волчанки, а кроме
того, внутрь при заболеваниях печени и желчного пузыря. В эксперименте препа-
раты чистостела задерживают рост злокачественных опухолей, обладают фунгиста-
тическим и бактериостатическим действием в отношении туберкулезной палочки.
Хелидонин действует подобно морфину, вызывая сначала угнетение, а затем пара-
лич центральной нервной системы. Томохелидонин является судорожным ядом,
сильным местным анестетиком. Хелеритрин обладает местно раздражающим действи-
ем. Сангвинарин оказывает кратковременное наркотическое действие с последую-
щим развитием стрихниноподобных судорог, возбуждает перистальтику кишечника и
секрецию слюны, местно вызывает раздражение с последующей анестезией. Прото-
пин уменьшает реактивность вегетативной нервной системы, тонизирует гладкую
мускулатуру матки.
Жирное масло семян предохраняет металл от коррозии. Сок чистотела использу-
ют при травлении и чернении металла; для окраски ткани (шерсти) в желтый
цвет; как инсектицидное средство.
Чистяк весенний
Ficaria calthifolia
Все части
Чистяк весенний, или Лютик весенний (лат. Ficaria verna, синоним Ficaria
calthifolia) — травянистое растение; вид рода Чистяк (Ficaria) семейства Лю-
тиковые (Ranunculaceae), часто вносимого в состав рода Лютик (Ranunculus) в
ранге подрода.
Как и большинство лютиковых, этот вид предпочитают умеренный и прохладный
климат, сырые места.
Растение широко распространено в Евразии: от атлантического побережья на
западе до Западной Сибири на востоке. Ареал вида включает и всё Средиземномо-
рье, в том числе страны Ближнего Востока и Северной Африки.
Ботаническое
описание
Чистяк весенний - небольшой (10-20 см высоты) многолетний эфемероид. Стебли
и листья очень нежные, светло-зеленые, голые, блестящие, побеги часто полуле-
жачие . Имеет выводковые почки двух типов: на корнях клубневидно утолщенные
придаточные корешки, и в пазухах листьев, служащие для вегетативного размно-
жения. Листья очередные, без прилистников, длинночерешковые, округлые или
почти округлые (2-4 см длиной и шириной), городчатые, с сердцевидным основа-
нием. Цветки одиночные, актиноморфные (правильные), довольно крупные (25-35
мм в диаметре), ярко-желтые, с 6-9 продолговатыми блестящими листочками око-
лоцветника. У основания лепестков расположена нектарная ямка. Тычинки и пес-
тики многочисленные. Плод - сборный орешек. Раннецветущее и вегетирующее (ап-
рель - май) растение.
Химический
состав
Химический состав чистяка весеннего изучен недостаточно. Свежие листья со-
держат сапонины, протоанемонин (в высушенных листьях - анемонин), каротин,
аскорбиновую кислоту (витамин С). В корнях найдены крахмал, сахара.
Использование
Чистяк весенний обладает мочегонными, отхаркивающими, легкими слабительны-
ми , противовоспалительными, ранозаживляющими, кровоочистительными свойствами.
Разжижает мокроту при сильном кашле.
Чистяк весенний не относится к числу фармакопейных растений, а его лечебные
свойства применяются только в народной медицине.
В народной медицине чистяк весенний играет большую роль для проведения ле-
чения различных заболеваний (например, бронхита, трахеита, запора, геморроя,
кожных высыпаний, диатеза, угрей, гингивита, стоматита, полиартрита, ссадин,
ран) . При этом для лечебных целей народные целители и травники используют
надземную часть и корни растения только в молодом возрасте. Отвар корней и
листьев чистяка применяют против бородавок, чесотки.
Также свежие листья чистяка находят применение в гомеопатии при изготовле-
нии препаратов. Кроме того, чистяк - одно из первых ранневесенних растений,
содержащих витамин С, поэтому его используют для приготовления кровоочисти-
тельного весеннего салата.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
В МИРЕ НАСЕКОМЫХ
Мариковский П.И.
(продолжение)
Вывеска
галлицы
Проезжая Боомское ущелье1 по дороге из города Бишкек к озеру Иссык-Куль,
всегда заглядываю в ущелье Капкак. Между округлыми, но крутыми холмами, по-
крытыми щебнем, течет шумный ручей, окаймленный ивами. Склоны холмов поросли
низенькими и колючими кустиками караганы.
Книзу ущелье расширяется, сбоку появляются причудливо изрезанные дождевыми
потоками красные и желтые глиняные горы. Еще дальше зияет узкий скалистый
проход, в нем бьется о камни и переливается небольшими водопадами ручей. Во-
Это правдивое описание природы ущелья относится к пятидесятым родам двадцатого века. Не-
давно я посетил его и не узнал, до того оно изменилась и стало опустошенным из-за засушливости
климата и неумеренного перевыпаса домашних животных.
круг видны скалистые обрывы и обвалы больших черных камней. Здесь по откосам
квохчут горные куропатки, на скале гнездится громадный бородач, а по самым
вершинам гор бродят горные козлы и, завидев человека, застывают каменными из-
ваяниями. Всего лишь несколько сотен метров в сторону от шоссейной дороги и
такой замечательный уголок дикой природы!
Ущелье Капкак, как родной дом. В нем все знакомо, и излучины речки с водо-
падами, и большие развесистые ивы, и большие черные камни, скатившиеся на дно
ущелья.
Но в этот раз ущелье стало неузнаваемым. Темные склоны гор стали яркими,
лимонно-желтыми. Оказывается, в этом году обильно зацвела карагана. Какая же
нужна армия насекомых, чтобы опылить такую массу цветов!
Карагана - маленькая акация, и цветки ее такие же, как и у остальных пред-
ставителей семейства бобовых: кверху поднят широкий «парус», под ним - узень-
кая «лодочка», сбоку ее плотно прикрывают «весла». Цветки караганы хорошо за-
щищают нектар и пыльники от непрошенных посетителей. Их здесь немало, желаю-
щих полакомиться сокровищами, прикрытыми лепестками! Вот грузные, металличе-
ского оттенка жуки-бронзовки (рис. 111). Они жадно объедают нежные желтые ле-
пестки. От них не отстают вялые и медлительные жуки-нарывники с красными над-
крыльями, испещренными черными пятнами и полосками (рис. 112) . Над цветками
вьются и кружатся зеленые мухи и большие волосатые мухи-тахины (рис. 113).
Через отверстия, проделанные жуками, они пытаются проникнуть к основанию
цветка в кладовую сладкого нектара. Прилетают и другие разнообразные насеко-
мые . Мало только тех, для кого предназначен цветок, настоящих опылителей, ди-
ких пчел и шмелей. Очевидно, они затерялись среди неожиданного изобилия цвет-
ков караганы.
Рис. 111 - Жук-бронзовка Рис. 112 - Жук-нарывник Милябрис
Цетония аурата квадрипунктата
Но вот по кустарнику деловито снует серенькая мохнатая пчелка. Она садится
сверху на лодочку, смело шагает к основанию цветка и просовывает в узкую щель
между лодочкой и парусом длинный хоботок. Небольшое усилие, приложенное пчел-
кой, и весла вздрагивают, отскакивают вниз и в стороны. Всколыхнулась и ло-
дочка, отогнулась книзу, освободила пестик и пыльники. Вход к нектару открыл-
ся. Пчелка пьет сладкий сок, цепляет на свою мохнатую шубку желтую пыльцу, и,
минуя цветки открытые и погрызенные, мчится открывать новую кладовую, щедро
роняя с себя пыльцу на другие растения.
Вскоре у открытого пчелкой цветка поблекнут, завянут и опадут нежные парус,
лодочка и весла, а на месте цветка вырастет длинный бобик с семенами. Но не
все цветки дают плоды. Многие из них, не дождавшись своей пчелки или повреж-
денные насекомыми-грабителями, опадут на землю, не дав урожая.
Цветущая карагана.
Если хорошо приглядеться, то можно увидеть цветы караганы, украшенные ярко-
красными полосками. Отчего такая необычная особенность? Пришлось немало пово-
зиться, чтобы узнать, в чем дело.
Тихим ранним утром, когда воздух еще неподвижен, с цветка на цветок переле-
тают маленькие комарики. У них нежные тонкие крылышки, отливающие цветами ра-
дуги, длинные вибрирующие усики в мутовках длинных щетинок, желтое брюшко с
длинным яйцекладом. Это галлицы. Они очень спешат. Жизнь коротка, и нужно ус-
петь отложить в цветки яички. Комарикам не нужны цветки раскрытые или покале-
ченные . Их привлекают только те, которые недавно расцвели и еще нетронуты
пчелками. Они пролетают мимо цветков, чьи лодочки украшены красными полоска-
ми, или, едва присев на одну-две секунду, летят дальше. Впрочем, цветки, по-
меченные красными полосками, не трогают и пчелки. И тем и другим нужны цветки
только чисто желтые, без этого необычного украшения. На таких цветках комари-
ки засовывают свой длинный яйцеклад под парус и долго откладывают маленькие
яички.
Почему же цветы с красными полосками не нужны ни пчелкам, ни галлицам?
Цветки с полосками, оказывается, не могут открываться. Они заселены малень-
кими светло-желтыми личинками галлиц. А красные полоски на цветах - своего
рода вывеска. Она гласит, что цветок уже занят галлицами, пчелкам открывать
его нельзя, шарниры весел не действуют, нектар к тому же исчез. Красные по-
лоски полезны и для галлиц, предупреждают их, что цветок уже занят и в нем
уже поселились личинки.
Галлицы с цветков караганы оказались новым для науки видом. Впоследствии я
их описал и дал им название Контарина караганика.
На этом можно было бы и закончить рассказ о вывеске галлиц, если бы не еще
одно интересное обстоятельство.
Многие цветки с красными полосками оказывались разорванными и без личинок
галлиц. Кто-то явно охотился за ними. И этот кто-то оказался маленькой юркой
серенькой птичкой - пеночкой. Очень подвижные пеночки обследовали кустик за
кустиком и по красным полоскам находили цветы с добычей. Вывеска галлицы,
предупреждая комариков и пчел о том, что цветок занят, выдавала личинок сво-
ему врагу - юркой пеночке. Так столь замечательное приспособление оказалось с
изъяном. Что поделаешь! Ничто в жизни не обладает полным совершенством.
Кендырь-убийца
Бывает так, - хорошо знаешь какое-нибудь растение, знаком со всеми его оби-
тателями и вдруг обнаруживаешь на нем что-либо совершенно необычное и новое.
В летний зной, когда все давно отцвело, земля пышет жаром, насекомые, любя-
щие цветы и от них зависящие, давно замерли, тугаи и приречные засоленные лу-
га украшают розовые с тонким ароматом цветы кендыря. На них, я знаю, очень
любят лакомиться нектаром комары и, когда нет их исконной добычи, поддержива-
ют свое существование.
Когда-то до изобретения капроновой нити, на это растение возлагались боль-
шие надежды, его даже начали возделывать на полях. Очень прочные у него ока-
зались волокна на стеблях.
Сейчас над цветами кендыря крутились пчелки, реяли мухи, зеленый богомоль-
чик усиленно высматривал добычу, ворочая во все стороны своей выразительной
головкой на длинной шее. Ярко-зеленые блестящие красавцы листогрызы (рис.
114), будто елочные игрушки, украшали растение. Но больше всех было мух сир-
фид.
Рис. 113 - Муха-тахина Рис. 114 - Восточный листоед
Некоторые цветы мне показались темными. В них, оказывается, забрались зеле-
ные, с черными пятнышками тли, уселись головками к центру цветка, брюшками
наружу и в стороны, тесно рядом друг с другом, аккуратным кружочком. Они тоже
высасывали нектар. В этой компании все места были заняты вокруг стола и, на-
верное, лишний случайно заявившийся к трапезе, был вынужден убираться, убе-
дившись , что ему ничего не достанется.
Энтомологи, прочтя эти строки, будут явно раздосадованы и непременно обви-
нят меня в фантазии. Тли, обладатели острого хоботка, как издавна известно,
прокалывают им ткани растения и высасывают из него соки. И вдруг вместо это-
го, столь узаконенного многими наблюдениями правила, они мирно пьют нектар.
Но в многоликой жизни насекомых нет законов, даже кажущихся незыблемыми, ко-
торые бы не имели исключений. Факты же - упрямая вещь, хотя среди ученых не-
мало тех, кто упрямее фактов.
Цветущий кендырь.
Один цветок оказался неестественно большим. Пригляделся к нему. В него за-
полз цветочный паук, белый, с ярко-розовыми полосками (рис. 115) . Отличить
обманщика от цветка при беглом взгляде почти невозможно. Хищник ловко замас-
кировался и, видимо, ему, судя по упитанному брюшку, живется неплохо, добычи
хватает с избытком.
Цветочные пауки - великие обманщики. Они легко приобретают окраску цветка,
на котором охотятся. Их яд действует на насекомых молниеносно. Иногда удивля-
ешься: присела на цветок большая бабочка, чтобы полакомиться нектаром, и
вдруг поникла. Ее исподтишка укусил цветочный паук. Даже взлететь не успела!
Вот и сейчас вижу в цветке муху. Она мертва. Наверное, от нее осталась
только одна оболочка после трапезы паука. В другом тоже такая же неудачница.
Что-то много трофеев разбойников-пауков! Но одна муха еще жива и бьется, а
паука возле нее нет. Да и в пауках ли дело! Присматриваюсь и поражаюсь. Цве-
ток кендыря оказывается убийца! Он заманивает насекомых своей прелестной
внешностью и приятным ароматом и рубит их.
В мире известно немало насекомоядных растений. Они приманивают их ароматом
и нектаром и, обладая особенным капканчиком, рубят их и высасывают содержимое
своей добычи. Но кендырь не относится к компании насекомоядных растений. Его
преступная деятельность - не предначертана природой особенность, чистая слу-
чайность . Придется, вооружившись лупой, изучить его строение.
Рис. 115 - Цветочный паук
В центре яркого венчика видно компактное конусовидное образование. В нем
скрыт зеленый боченочек-пестик. К нему снаружи плотно примыкают пять заост-
ренных кверху чешуек. Внутри чешуйки находятся пыльники. У основания чешуйки
раздвинуты и образуют щели. Доступ к нектару возможен только через них. Не-
счастные мухи, засунув хоботок в щелку, затем, поднимая его кверху, ущемляют
его между чешуйками. Они плотно сомкнуты, будто дужки железного капкана. Чем
сильнее бьется муха, тем прочнее зажимается хоботок.
Пленниц-неудачниц много. Иные из них высохли, ножки их отламываются при
легком прикосновении, другие еще эластичны. Некоторые еще живы, пытаются вы-
зволить себя из неволи.
Вот так кендырь! Для кого же предназначены его обманные цветки? Для более
сильных насекомых с хоботком острым, коническим, а не с шишечкой на конце,
как у мух. Интересно бы выследить его завсегдатаев. Но сколько я не торчу
возле этого загадочного растения, не вижу ни одного кендыревого опылителя.
Вспоминаю, что ранее встреченные мною на кендыре комары были случайными его
посетителями. Их тонкий хоботок благополучно миновал щипчики и ими не защем-
лялся . Жаль! Лучше бы кендырь губил кровососов, чем ни в чем не повинных мух.
Пустыня не богата цветами, и бедным потребителям нектара нет выбора...
Прошло много лет. Как-то, проезжая через горы Турайгыр, я свернул на мало-
заметную дорогу в поисках ночлега. Она повела в ущелье между большими камнями
круто вниз и через километров восемь мы увидали реку Чарын. Здесь был доволь-
но обширный тугай. В обе стороны от него можно было пройти недалеко по берегу
и попасть на маленький густо заросший и девственный тугай. Здесь я увидел
роскошные заросли цветущего кендыря. Его нежно-розовые цветки были усеяны
крупными черными мухами.
Я хорошо знаю этих самых крупных в Средней Азии мух, черных, с рыжеватым
брюшком, покрытым длинными и жесткими щетинками (рис. 116) . Среди своих со-
братьев они выглядят настоящими великанами. В общем, они встречались редко.
Обычно они появлялись на биваке неожиданно и, посидев смело и безбоязненно на
ком-нибудь, так же неожиданно исчезали. Этим мухам не была свойственна обы-
денная мушиная назойливость, их не интересовали съестные припасы. Вели они
себя независимо и свободно.
В горах Турайгыр.
Кто они такие, как назывались и какова их была жизнь, я не знал.
Увидев целое скопище мух-великанов, я удивился. Они деловито сновали по
цветам кендыря, лакомились нектаром, кое у кого из них торчали на ногах ко-
мочки пыльцы растения. Похоже, что кендырь для мух-великанов был привычным
растением, и они слетелись сюда, наверное, с немалого расстояния. Может быть,
только для них и были предназначены цветы со столь странным строением?
Борщовник
Всюду на лесных полянках расцвело зонтичное растение борщовник. Белые со-
цветия, как большие тарелки. Они источают тонкий и сильный аромат, струйки
его несутся по лесу и манят к себе насекомых. Многих привлекает борщовник. На
нем расселись важные и неповоротливые, одетые в толстую броню, зеленые жуки
бронзовки. Большие пестрые мухи с жужжанием вьются вокруг цветков. Бабочки
бархатницы чуть слышно машут крыльями, осторожно; развернут тонкий хоботок и
при малейшей тревоге тихо взлетают в воздух. Но больше всех любят борщовник
осы самых разных форм и расцветок. Должно быть, поэтому около борщовника еще
крутится масса всяких безобидных насекомых, подражающих осам.
Очень похожи на ос пилильщики (рис. 117) . Часто залетают на это растение
крупные мухи-сирфиды в изумительном маскарадном костюме, похожем на осиный
(рис. 118). Нужен зоркий глаз, большое внимание и знание насекомых, чтобы
распознать обман, на лету разгадать пилильщика по талии - она у него совсем
не осиная, хотя во всем остальном подделка совершенна. Или с помощью лупы
убедиться, что и другая подражательница - не оса, а муха-сирфида и у нее же
не четыре, а два крыла, темная полоска на крыльях - не складка, как у осы, а
обман.
Рис. 116 - Муха-тахина Рис. 117 - Пилильщик, похожий на осу
За нектаром на цветки летит многочисленный пчелиный народ вместе со своими
подражателями, главным образом мухами. Немало здесь и наездников с длинным
яйцекладом.
Яркие белые соцветия выделяются своими большими размерами, хотя каждый от-
дельный цветочек, его слагающий, совсем крошечный. В единении - сила!
На светлом фоне отчетливо видны посетители борщовника. Вот почему летят к
нему лишь те, кто не боится врагов, обладает толстой броней или ядом и яркой,
предупреждающей окраской. В такой одежде даже выгодно быть на виду, чтобы ни-
кто не ошибся сослепу и не тронул попусту. Для подобных гостей, наверное, и
цветет белый борщовник с соцветиями размером в большую тарелку.
Юркое
жужжало
Всю полынь давно съели овцы, и на ее месте развились пышные солянки. Одна
из них цветет. Но как! Цветочки крохотные, едва заметные белые точки. Без лу-
пы их не разглядеть. Но насекомым здесь в пустыне они дают жизнь. Возле них
вьются серые пчелки, на лету засовывают хоботки в малюсенькие кладовые некта-
ра. Мухи жужжала, бабочки-белянки и желтушки тоже ухитряются как-то добывать
пропитание из миниатюрных нектарников и пыльников. Для кого же предназначены
такие цветы-лилипутики? Быть может, только для крошечных насекомых. Но я не
вижу никаких малышек. Видимо, жужжала и бабочки опыляют эти цветы, хотя они
непривычно малы. Еще сидят на цветах муравьи-бегунки и муравьи-тапиномы. Тоже
добывают пропитание. Только безвозмездно, не перенося пыльцу.
Иногда, заметная издалека, летает над цветущими солянками большая оранжевая
оса каликург (рис. 119), истребительница крупных пауков, которых, парализуя,
предназначает для своих деток. Она очень внушительна, обладает отличным жа-
лом, никого не боится и ни на кого не обращает внимания, покойная, независи-
мая , сама по себе. Столь же смелы черные, с желтой перевязью осы сколии (рис.
120), охотницы за личинками хрущей. Местами очень много жуков и личинок коро-
вок Лихачева.
Рис. 118 - Муха-сирфида, Рис. 119 - Оса каликург
похожая на осу
Но особенно богат мир мух жужжал, этих неутомимых и виртуозных пилотов. По
внешнему облику различаю здесь несколько видов: одни совсем маленькие, свет-
ло-желтые, другие - чуть побольше, темнее, размером с домашнюю муху. И еще
есть несколько крупных элегантных красавиц, пушистых, бархатисто-черных, с
ярко-белыми перевязями (рис. 121).
Рис. 120 - Оса-сколия Рис. 121 - Муха-жужжало
Больше всех тех, размером с домашнюю муху. Они и резвее всех. Звон крыльев
их громкий, высокий, судя по его тону, в полете мушка делает не менее трехсот
взмахов в секунду! Такая, застыв на месте, неожиданно ринется в сторону, воз-
вратится обратно, поднимется вертикально вверх или упадет вниз и снова повис-
нет в воздухе на одном месте. На лету муха иногда чистит свои ноги, потирая
их одна о другую, опорожняет кишечник. Мало мух, которые умеют заниматься по-
добными делами в воздухе! Иногда у жужжал наступает короткая передышка, но
тоже в воздухе над крохотным цветком во время поглощения нектара.
Пытаюсь изловить неутомимых жужжал. Но куда там! Никакой самый быстрый и
точный взмах сачком не приносит успеха. Сачок пуст, а муха снова висит в сто-
роне в воздухе как ни в чем ни бывало и слегка покачивается на своих изуми-
тельных крыльях. Тогда, прежде чем взмахнуть сачком, медленно и осторожно
подвожу его поближе к аэронавту. Но и этот прием не помогает.
Неуловимость одной жужжало я хорошо испытал. Пять раз я бросался на нее с
сачком, и она, ловко увернувшись и будто издеваясь над моей беспомощностью,
вновь повисала на том же самом месте. Так я и не поймал лукавую игрунью.
На чистую от растений площадку садится оса-бембикс (рис. 122), охотник за
слепнями и, как всегда после усиленного полета, энергично втягивает и вытяги-
вает брюшко. Потом взмывает вверх и бросается на жужжало. В воздухе - клубок
неразличимых тел. Нет, осе не угнаться за ловкой мухой, и та, будто сознавая
свою неуязвимость, реет почти над самой хищницей, присевшей вновь на землю. И
так несколько раз. Мне кажется, что оса и муха просто играют от избытка здо-
ровья и силы.
Солнце жарко греет, мухи жужжалы с еще большим упоением предаются воздушным
танцам, и тонкое пение их крыльев раздается со всех сторон.
Я не огорчаюсь неудаче. Вот спадет жара, тогда и ловкость у мух убавится.
Да и жаль им мешать резвиться, наслаждаться сладким нектаром и заодно опылять
солянку с крошечными цветами.
«Не зная броду,
не суйся в воду»
Маленький тугайчик на берегу озера Балхаш был чудесен. Здесь оказалось
большое разнообразие растений, не то, что в других местах. Вокруг темной те-
нистой рощицы из туранги, лоха и тамарисков росли чий, терескен, прутняк,
эфедра, кендырь, ломонос, разные полыни и множество других растений приречных
зарослей пустыни. С севера к этому зеленому оазису подходила каменистая пус-
тыня с редкими кустиками-карликами солянки боялыша, с юга ее окаймлял бирюзо-
во-синий Балхаш. Среди великолепия растений высился необыкновенной высокий
густой и многоствольный тополь, покрытый обильной и пышной листвою. Он красо-
вался далеко во все стороны, и мы заметили его за несколько десятков километ-
ров . Тополь маячил темным пятном и был хорошо заметен среди сверкающей синевы
неба, озера и светлой выгоревшей на солнце пустыни.
Могучее по здешним масштабам дерево пользовалось вниманием птиц. На нем на-
ходилось три гнезда пустельги, явление редкое для столь близкого соседства
хищных птиц. Сюда же постоянно наведывались мелкие птички. Из зарослей то и
дело выскакивали зайцы и, остановившись, оглядывались на нас, редких посети-
телей этого маленького рая, коричневыми выпуклыми глазами и сверкая розовыми
просвечивающими на солнце ушами.
Едва стали биваком и постелили на землю тент, как к нам тотчас же пожалова-
ла египетская горлинка, завсегдатай городов и сел Средней Азии. Обычно эта
миловидная птичка не живет вне человеческих поселений и здесь, в этом безлюд-
ном месте оказалась случайно. Какая-то забавная самостоятельная путешествен-
ница!
Горлинка настойчиво крутилась возле нас, соскучилась по человеку, бедняжка,
отбилась от своих. Но была в меру недоверчива и вскоре исчезла. Отправилась
дальше странствовать.
Кое-где среди зелени виднелись пятна цветущего вьюнка, и на нем вертелось
оживленное общество разнообразных насекомых. Тут были и большие ярко-желтые
осы церцерисы, и похожие на них окраской и размерами осы эвмены (рис. 123),
множество различных одиночных пчел, осы бембиксы, охотники на слепней, исси-
ня-черные, с желтыми перевязями на брюшке осы сколии. Лакомились нектаром и
наши неприятели зеленые падальные мухи, за отсутствием исконной пищи - тлей -
тоже на цветках питались и божьи коровки.
Ж.
j3k
V-• ^
Рис. 122 - Оса Бембикс
Рис. 123 - Оса Эвмена
^+**S*£
Vjft.
. *~
*r*
,
'[mk
Берег реки Или с полоской тугаев.
Охочусь с фотоаппаратом за насекомыми, но удача не сопутствует этому заня-
тию. Мешает легкий ветерок, а также основательно припекающее солнце, от его
тепла вся шестиногая братия необыкновенно оживлена и не желает спокойно пози-
ровать перед объективом.
Но вот на одном цветке вьюнка застыла, будто уснув, большая прелестная цве-
точная муха сирфида. Опасаясь ее спугнуть, медленно приближаюсь к ней, одно-
временно наблюдая за ее изображением. Муха смирна, неподвижна, как-то странно
откинула крыло в сторону. Ее поза необычна. Жива ли она? Конечно, нет! Не
умертвил ли ее цветочный паук? Но паука нет, он не при чем! Тогда я вынимаю
лупу, усаживаюсь на землю и принимаюсь выяснять, в чем дело.
Бедняжке, оказывается, не посчастливилось. Она ущемила в цветке свой мас-
сивный хоботок и, не сумев освободиться из неожиданной ловушки, погибла.
Маленький бледно-лиловый цветок вьюнка, не в пример мне знакомым коварным
цветкам кендыря и асклепиаса, не имеет никаких ловчих приспособлений, его
массивный пестик в виде шишечки на тонкой ножке, окружен как бы двухрядным
венчиком. Сирфида защемила свой хоботок, упершись его концом под шишечку пес-
тика, а серединой - в вырезку внутреннего венчика. Поднялась бы на крыльях
кверху, и тогда хоботок легко выскочил из цветка.
Муха погибла давно, тело ее слегка высохло, а брюшко стало почти плоским.
Внимательно присмотревшись, нахожу еще три таких же неудачницы.
Какие сирфиды неумелые! Вон сколько разных насекомых лакомится нектаром
цветков, и ни с кем не случилось несчастья. Ну что же! «Не зная броду, не
суйся в воду». Природа всегда немилостива к неудачникам и вечно занята их от-
бором, оставляя здравствовать самых ловких, сильных и умелых! Сирфида в своей
жизни никогда не встречалась с таким цветком, и, быть может, потребуются ты-
сячелетия, чтобы у нее путем естественного отбора появилось умелое отношение
к этому коварному растению.
Вывеска
лядвинца
На низком и щебенчатом берегу озера Балхаш тянется красивая полоска цвету-
щего эспарцетного астрагала Астрагалус онобрихис. Здесь весело реют прелест-
ные крошечные бабочки голубянки (рис. 124) , деловито снуют, звеня крыльями,
небольшие пчелки антофоры. Рядом расположен зеленый луг, и пышные кустики
гребенщиков украшают его зарослями. Сине-зеленое озеро гонит на берег слабые
волны, они тихо и ритмично шелестят, навевая покой. Хорошее место для бивака!
Рис. 124 - Голубянка Ариция
Приглядываюсь к астрагалу и вижу: кое-где между ним заняло полянки крохот-
ное изящное растение из семейства бобовых, лядвинец густолиственный - Лотус
фрондозус. У него цветки разной окраски, часть - желтые, часть - ярко-
красные . Забавный двуцветный цветок! Растение кончает цвести, и цветков на
нем мало. Зато он увешан множеством длинных коричневых бобиков. И они тоже
заканчивают свое дело, раскрылись, каждый скрутился в тугую и правильную спи-
раль, высыпав маленькие серо-зеленые семена. Бобиков зеленых или почти со-
зревших мало.
Растение понравилось, невольно заинтересовало, и захотелось с ним поближе
познакомиться. У него, как и у всех бобовых, есть в цветке «парус», два «вес-
ла» и «лодочка». Ярко-желтые цветки, оказывается, свежие, еще не раскрытые,
и, если их потормошить как следует пинцетом, цветок будто после посещения на-
секомого-опылителя расправляет «весла», но «лодочка» остается на месте, при-
крывая пестик. У цветков неопыленных, у которых начал развиваться бобик,
«весла» только чуточку расходятся в стороны и цветок полностью не раскрывает-
ся. Ни одного не нашел цветка, раскрытого по-настоящему. Кроме того, сперва
на тыльной стороне «паруса» появляются оранжевые пятна и полоски, потом «па-
рус» и «весла с лодочкой» краснеют, весь цветок меняет окраску и становится
ярко-алым.
Этот цвет, будто вывеска. Она как бы гласит: «Цветок уже опылен, делать
здесь насекомым нечего, просим больше не беспокоить». И желтые, и красные
цветки очень ярки, и дела их, поэтому, можно угадать издалека.
Мне нравится эта деликатная предусмотрительность растения, возможно, она
имеет глубокий смысл той целесообразности, которая поражает каждого, знакомя-
щегося с жизнью любого живого существа, порожденного великой эволюцией орга-
нического мира. Быть может, у цветка есть свой особенный и редкий опылитель,
деятельности его помогает и само растение.
Но на нем не вижу никаких насекомых, привлеченных цветками. Встретился ка-
кой-то крохотный жучок, как будто слоник, его я прозевал. Он сидел в цветке,
явно лакомясь нектаром. Еще в цветках оказались маленькие скопления тлей, но,
сколько в них не вглядывался, не мог точно установить, чем они занимались. То
ли сосали по своему обыкновению соки растения, погрузив в него свой хоботок,
то ли, быть может, лакомились нектаром, что для этой братии не свойственно.
(Один раз мне привелось подметить пристрастие тлей к сладкой жидкости на
цветках кендыря. Это наблюдение, как и следовало ожидать, вызвало свойствен-
ное ученым недоверие, когда дело касается нового и необычного.)
Очень интересны длинные и прочные бобики, как они способны так точно и
прочно закручиваться в спираль. Очевидно, этот сложный акт, совершаемый под
воздействием каких-то механических сил, способствует разбрасыванию семян.
Тормошу, нажимаю, разламываю бобики не раскрывшиеся, надеясь, что они внезап-
но завьются спиралью, выстрелив семенами, подобно тому, как это делает всем
известная недотрога. Но напрасно. Растение не желает выдавать свою тайну.
Впрочем, оказывается, бобики нераскрытые кем-то поражены. В них поселились
поедатели семян, крохотные личинки. Кто же из них должен выйти? Вначале нахо-
жу крошечного блестящего сине-зеленого наездника. У него красивые большие
глаза и изящные коленчатые усики. Он, без сомнения, друг растения и враг по-
едателей семян. Еще немало времени уходит на поиски, прежде чем находится и
сам преступник - тоже крошечный серо-желтый, с темно-синей головкой и ножками
и длинным хоботком слоник апион. Он необычно шустр и едва только бобик разло-
ман, оказавшись на свободе, увидев свет, тотчас же раскрыл крылья и собрался
отправиться в полет.
Становится понятным, почему на бобиках есть и очень маленькие точечные от-
верстия , и отверстия побольше. Первые проделаны хоботком слоника, прежде чем
засунуть в полость бобика яичко, вторые - прогрызены выбиравшимися наружу
жучками, а также его врагами-наездничками.
Поселив свое потомство в бобике, слоник нарушает его сложный механизм раз-
вития спирали и разбрасывания семян. Даже оставшиеся из них целыми уже не мо-
гут освободиться из плена и упасть на землю. Так маленький жучок оказывается
врагом растения вдвойне: одни семена он уничтожает, другие - оставляет навеч-
но в заточении.
Вот, кажется, и все, что рассказал мне изящный лядвинец с разноцветными
цветами. Остается выяснить, кто все же его опылители. Голубянки и пчелки ан-
тофоры резвятся на астрагале эспарцетном, не обращая внимания на лядвинец.
Брожу по берегу с сачком в руках, вглядываюсь в желтые цветочки, ожидающие
визитеров. Мне начинает казаться, что его роль выполняют крохотные слоники
апионы и они вовсе не враги растения, хотя их личинки и питаются семенами, а
первейшие друзья. Враг же - губитель слоника, изящный наездник, тот, кого я
признал вначале за друга.
Как сложна жизнь любого существа, развившегося на Земле. Сколько соприкаса-
ются друг с другом и зависят друг от друга взаимной жизнью насекомых только в
одном лядвинце. Причем, связано с величайшей давности, образовав своеобразное
тесно зависящее между собою и слаженное, органически целесообразное общество!
Но что значат мои предположения, основанные лишь на одной мимолетной встре-
че. Надо продолжать поиски. Но вечереет, ветер затихает, озеро синеет, потом,
отражая зорьку, становится розовым. Пора думать об отдыхе, и я бреду к биваку
с надеждой закончить поиски ранним утром.
Ночь выдалась жаркая и душная. К утру подул свежий ветерок. Потом он разы-
грался и к восходу солнца стал сильным, порывистым. Озеро потемнело и зашуме-
ло волнами. Половину дня я ожидал, когда стихнет ветер, но он не унимался,
растения мотались из стороны в сторону, кусты гребенщиков раскачивались вер-
шинами, беспрестанно трепетали сиреневыми головками астрагалы, позвякивал су-
хими бобиками лядвинец. Голубянки, пчелы антофоры попрятались в укромные мес-
течки и не показывались. Не было никаких насекомых и на лядвинце. Так и не
удалось убедиться, кто же опыляет его желтые цветочки.
Двуточечные
гладыши
В небольшом овражке, примыкающем к берегу реки Или, еще цветут приземистые
одуванчики. Весна в пустыне коротка, быстротечна и жизнь одуванчиков. Вон
сколько их уже отцвело и приготовилось раскрыть пушистые головки. Потом ветер
быстро развеет парашютики, и делу конец до следующей весны.
На желтых соцветиях одуванчиков трудятся крохотные земляные пчелки-галикты
(рис. 125), ползают медлительные и степенные муравьи проформики. Но больше
всех на одуванчиках блестящих, гладких, черных жучков, с двумя красными пят-
нами на вершинах надкрылий. Жучки немного похожи на миниатюрных божьих коро-
вок, хотя и относятся совсем к другому семейству жуков гладышей и называются
двуточечными гладышами Олибрус биколор (рис. 126).
Немирно живут двуточечные гладыши. Пока один из них, погрузив голову в глу-
бину соцветия, лакомится нектаром, другие затевают драку. Поединок продолжа-
ется недолго. Сильный побеждает слабого, прогоняет его с цветка, преследуя,
ударяя брюшком и царапая ногами, сбрасывает на землю. Удары не приносят боль-
шого вреда, но, тем не менее, видимо, чувствительны. Победитель направляется
к жуку, лакомящемуся нектаром. Это, оказывается, его подруга, из-за нее и
произошло сражение.
Двуточечных гладышей много бродит по земле, и часто между травинок сверкают
их блестящие нарядные одежды. Но встретиться на цветке легче, для них одуван-
чик не только столовая, самки кладут яички в основание летучек семян этого
растения.
Проверяю цветы одуванчика и почти всюду на каждом встречаю по паре жуков.
Хотя еще рано торопиться с выводами. Вот на одном цветке две самки и один са-
мец. На другом образовался настоящий гарем - три самки и самец. На третьем
переполох, мирная жизнь нарушена сражением. Сюда забрался чужак, и хозяин га-
рема бросается на него, широко расставив булавчатые усики. Но ему не везет,
он побежден пришельцем, изгнан с цветка и отправляется на поиски нового убе-
жища.
Рис. 125 - Пчела-галикт Рис. 126 - Жук-гладыш Олибрус биколор
Вообще, у жуков, среди которых происходят драки из-за самок, самцы, как
правило, бывают крупнее самок. Кроме того, они еще вооружены острыми челюстя-
ми , различными выростами, используемыми как боевое оружие. Но у двуточечного
гладыша самцы даже мельче своих супруг. Какое правило существует без исключе-
ния!
Сколько я ни наблюдал за жучками, самцы-гладыши не вступают в серьезную
битву, не наносят друг другу увечий, а турниры между ними носят в общем безо-
пасный для жизни характер. К чему кровопролития, когда неудачник может найти
себе вакантное место на одном из многочисленных соцветий одуванчика, покры-
вающих весеннюю землю пустыни. Тем не менее, среди самцов этого вида происхо-
дит постоянно текущий так называемый естественный половой отбор.
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)