Text
                    w
3
2000


%.# A / i& Tf К &ТЯ V ^»>
щ Химия и жизнь — XXI век Ежемесячный научно-популярный журнал Я знаю только один способ успеть на поезд — это опоздать на предыдущий. Т.К. Честертон »*2м?» НА ОБЛОЖКЕ — рисунок С.Тюнина к статье «Синтетическая жизнь — это фантастика?» НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ - картина неизвестного художника «Город дам». Трудно сказать, что заставило этих женщин ограничиться общением с себе подобными. Может быть, мутации в наследственном аппарате? О том, как гены влияют на наше поведение, читайте в статье СА.Боринской и Е.И.Рогаева n%*.
3 СОВЕТ УЧРЕДИТЕЛЕЙ: Компания «РОСПРОМ» М.Ю.Додонов Московский Комитет образования А.Л.Семенов, В.А.Носкин Институт новых технологий образования Е.И.Булин-Соколова Компания «Химия н жизнь» Л.Н.Стрельникова Зарегистр ирован в Комитете РФ по печати 17 мая 1996 г., рег.№ 014823 Издатель: Компания «Химия и жизнь» Генеральный директор В.И.Егудин НОМЕР ПОДГОТОВИЛИ: Главный редактор Л.Н.Стрельникова Главный художник А.В.Астрин Ответственный секретарь Н.Д.Соколов Зав. редакцией Е.А.Горина Редакторы и обозреватели Б.А.Альтшулер, В.С.Артамонова, Л.ААшкинази, Л.И.Верховский, В.Е.Жвирблис, Ю.И.Зварич, Е.В.Клещенко, С.М.Комаров, М.БЛитвинов, СА.Петухов, О.В.Рындина, В.К.Черникова Производство Т.М.Макарова Служба информации В.В.Благутина Подписано в печать 10.03.2000 Отпечатано в типографии «Финтрекс» Адрес редакции 107005 Москва, Лефортовский пер., 8. Телефон для справок: 267-54-18, e-mail: chelife@glas.apc.org (адрес предоставлен ИКС «ГласСеть») Ищите нас в Интернет по адресам: http://www.chem.msu.su:8081/rus/journals/ chemlife/welcome.html; http://www.aha.ru/~hj/; http://www.infbrmnauka.ru При перепечатке материалов ссылка на «Химию и жизнь — XXI век» обязательна. Подписные индексы: в каталоге «Роспечать» — 72231 и 72232 в каталоге ФСПС - 88763 и 88764 Примеров того, как гены влияют на поведение человека, его интеллект, память, пока не так много, но их становится все больше. ПОРТРЕТЫ XX ВЕКА Если кто и занимается всерьез исследованием и охраной водоемов в России, так это экологические коллективы школьников, 257 из которых приняли участие во Всероссийском конкурсе «Вода на Земле». В.П.Скулачев ЛАРС ЭРНСТЕР - ПРОСТО ЧЛЕН НОБЕЛЕВСКОГО КОМИТЕТА 10 О.С.Белоконева СИНТЕТИЧЕСКАЯ ЖИЗНЬ - ЭТО ФАНТАСТИКА? 13 Н.В.Коханович ЕЩЕ О «ЖИВЫХ ПОЛИМЕРАХ» 17 С.А.Боринская, Е.И.Рогаев ГЕНЫ И ПОВЕДЕНИЕ 20 Л.Стрельникова ВОДА НА ЗЕМЛЕ 27 Н.Маркина СРЕДИ МЫШЕЙ И МЕДВЕДЕЙ 39 Е.Н.Панов АНАТОМИЯ ОДНОПОЛОГО СЕКСА 44 © Издательство «Химия и жизнь»
Швейцарцы, итальянцы, французы, немцы - что привлекает их здесь, за 400 км от Москвы? Почему они приезжают работать сюда, хотя большинство наших научных сотрудников стремится отбыть в обратном направлении? Оказывается, у нас можно найти то, чего нет на Западе... Мастер, работающий в технике батика, волей-неволей вынужден стать химиком- экспериментатором — хотя бы немножко. ЗДОРОВЬЕ В. В. Александрии «ДЕЛЬТА-ВОЛНЫ» - РИТМЫ ИНОГО 50 В.Артамонова, Т.Шалаева ЧУДО БАТИКА 55 А.С.Сонин МАКСИМУМЫ ГЕОРГИЯ ВУЛЬФА 64 М.Стародуб ТО, ЧТО ТЫ ИЩЕШЬ 68 М .Левицкий ИСКУССТВО СТЕНДОВЫХ ДОКЛАДОВ 70 ИНФОРМНАУКА НОВОСТИ НАУКИ АБОНЕМЕНТ ИНФОРМАЦИЯ 4 18 25 26, 72, 76 ШКОЛЬНЫЙ КЛУБ КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... ПЕРЕПИСКА 60 74 74 76 ИНФОРМНАУКА Почему повышенная солнечная активность провоцирует вспышки эпидемий инфекционных заболеваний? Ученые из Института биофизики РАН (Пущино), похоже, нашли ответ на этот вопрос. 44 ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ ЛЮБВИ Задача науки состоит в том, чтобы обнаружить объективные, естественные причины гомосексуального поведения, вместо того чтобы объяснять его моральной неполноценностью или злым умыслом отдельных персон. 50 ЗДОРОВЬЕ Что общего у дискотеки, гипноза и «посмертного опыта» по Р.Моуди? Дельта-волны. 60 ШКОЛЬНЫЙ КЛУБ Задачи на вступительных экзаменах по химии в МГУ им. М.В.Ломоносова. КОНСУЛЬТАЦИИ 58 64 ПОРТРЕТЫ Для тех, кто знает формулу Вульфа—Брэгга, но ничего не знает о самом Георгии Вульфе.
Индейцы пришли в Америку из Сибири Генетики из Института биологических проблем Севера ДВО РАН (Магадан) считают тувинцев и бурят предками американских индейцев. Исследование проведено при финансовой поддержке РФФИ. По сей день ученые настойчиво ищут родину коренных жителей Америки — индейцев. Одни считают, что индейцы произошли от небольшой группы охотников-собирателей, которые пришли из Азии в Новый Свет «одной волной» около 12-15 тысяч лет назад. Другие полагают, что было несколько волн миграций в Америку. Автор наиболее популярной «трехволновои» гипотезы Джозеф Гринберг, учитывая языковые различия индейцев, разделил все коренное население Америки на три группы. Америнды — индейцы Северной, Центральной и Южной Америки, которые пришли туда около 11 тысяч лет назад. Вторая группа, или индейцы на- дене, — атапаски, апачи и навахо, живущие на северо-востоке США, Канады и Аляски, пришедшие туда 9 тысяч лет назад. Третья группа индейцев — зска- леуты, то есть эскимосы и коренные жители Алеутских островов, которые появились в Америке 5 тысяч лет назад. Однако у археологов и антропологов есть собственное мнение на этот счет. Они полагают, что Америку заселили гораздо раньше — 20-33 тысячи лет назад. В то время на месте Берингова пролива был узкий перешеек, по которому предки индейцев перебрались из Азии в Америку. Не остались в стороне и генетики. Они пользуются двумя методами, хорошо зарекомендовавшими себя при подобных исторических реконструкциях: анализ мужской хромосомы и анализ определенного типа ДНК, маркирующего женскую линию. Так, недавно генетик П.Андерхилл обнаружил специфическое изменение мужской хромосомы у всех трех языковых групп индейцев Америки. Этот факт свидетельствует о том, что все три группы американских аборигенов — родственники. Ученый полагает, что мутация, в результате которой появился «американский» тип мужской хромосомы, произошла около 30 тысяч лет назад либо на ранних этапах заселения Северной Америки, либо где-то в другом месте, из которого вышли все американские аборигены. Сегодня ученые согласны в том, что корни американских индейцев надо искать в Азии. Однако точные географические координаты их прародины все еще не установлены. Согласно данным американского генетика А.Торрони, все разнообразие вариантов ДНК в генофонде коренных индейцев Нового Света можно разделить на четыре группы — А, В, С и D. Когда эти же группы ДНК обнаружили у монголоидного населения Азии, то ученые поместили древнюю родину индейцев в восточной части Центральной Азии. В то же время Сибирь не рассматривалась всерьез как возможное место исхода мигрантов в Америку, пока недавно ученые не обнаружили все четыре «американские» группы ДНК в генофонде алтайцев с частотой 57%, которая выше, чем у монголов — 48% и китайцев — 46-55%. Это побудило генетиков из Института биологических проблем Севера ДВО РАН исследовать другие народы Сибири. Кандидат биологических наук М.В.Деренко и ее коллега кандидат биологических наук Б.А.Малярчук изучили ДНК тувинцев и бурят, которые относятся к азиатскому антропологическому типу и происходят из Забайкалья и Восточной Монголии. Их предки заселили территорию Тувы и Бурятии в эпоху нижнего и среднего палеолита. Оказалось, что генофонды тувинцев и бурят содержат все «американские» группы ДНК — А, В, С и D. Среди народов Азии именно у тувинцев чаще всего встречаются эти группы — 72%, у бурят в меньшей степени — 52%. Этот факт позволил магаданским ученым заключить, что народы, заселявшие Южную и Восточную Сибирь, — наиболее вероятные предки американских аборигенов. Сходный вывод сделали американские ученые, которые изучили генофонды алтайцев и кетов с Енисея и обнаружили в них особый вариант мужской хромосомы — «сибирский», — предковый по отношению к уникальному «американскому». Все зти данные подтверждают гипотезу российского ученого Ю.Г.Рычкова о том, что где- то в Сибири существовала древняя общность, которая дала начало двум линиям этногенеза, сибирской и американской, примерно 26 тысяч лет назад. Таким образом, современные исследования генетиков помогли уточнить те места в Сибири, где жили предки американских индейцев. Это — Забайкалье, Прибайкалье и Саяно-Алтайская область. Однако приключения древних американцев на этом не закончились. Всем известно, что Сибирь — это не только часть Азии, но также значительный кусок Евразии, по которому народы еще в доисторическую эпоху свободно перемещались. Неудивительно, что детальный генетический анализ показал европеоидное происхождение «сибирского» типа мужской хромосомы. Ученые из Магадана полагают, что первые сибирские мигранты в Америку были, по всей видимости, метисами, то есть потомками европеоидных мужчин и монголоидных женщин. Такие смешанные в расовом отношении народы живут по сей день в центральной части Сибири. Это предположение согласуется с археологическими данными на территории Америки. Недавно обнаруженный скелет кенневикского человека, возраст которого около 9500 лет, ученые относят к европеоидному антропологическому типу. Институт биологических проблем Севера ДВО РАН, тел.: D1322K4463, rosa@online.magadan.su
Лазер находит воспаление Изучая взаимодействие низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) с биологическими веществами, ученые из Самарского филиала Физического института им. П.Н. Лебедева РАН установили, что можно, не разрушая живую биологическую ткань, надежно проводить диагностику воспалительных процессов, даже если они располагаются в глубине. В исследовании принимал участие ученик 10 класса Самарского медико-технического лицея Гуреев Антон Дмитриевич. Работа была представлена на IV Российской научно-инженерной выставке «Шаг в будущее» (8-11 февраля 2000 г.). Свет по-разному взаимодействует с биологическими объектами. Биологическая среда может отражать, поглощать, рассеивать, переизлучать лазерное излучение, как и обычный свет. Лазеры широко используют в различных областях медицины, при этом в диагностике и терапии применяются световые потоки низкой интенсивности, не более 100 мВт на квадратный сантиметр (зто сопоставимо с интенсивностью солнечного излучения на поверхности Земли в ясный день). Такое излучение лазера называется низкоинтенсивным лазерным излучением (НИЛИ). Наилучшим терапевтическим эффектом обладает гелий-неоновый лазер, длина волны которого равна 0,63 мкм. А в последнее время применяют и компактные полупроводниковые лазеры на основе арсенида галлия, которые многим знакомы по лазерным указкам — любимой игрушке подростков. Излучение полупроводникового лазера тоже приходится на красную область спектра. А световые волны из этого диапазона глубже других проникают в ткани и этим интересны для неразрушающей диагностики живых объектов. В этой области спектра процессы рассеяния преобладают над процессами поглощения, поэтому, анализируя характеристики рассеянного излучения, можно получить информацию о поверхностных и глубинных слоях биологической ткани. В проведенных экспериментах луч гелий-неонового лазера направляли к биологическому объекту по одному оптическому волокну, а по другому — рассеянное биотканью излучение передавали к фотоприемнику, усиливали и регистрировали вольтметром. Перемещая приемное оптическое волокно по поверхности биоткани, ученые измеряли интенсивность рассеянного излучения на разных расстояниях от точки воздействия лазерного излучения (минимальное расстояние между центрами оптических волокон равно 1,2 мм). Модельными средами с различной оптической плотностью служили сырые, вареные и сушеные овощи, а также кисть руки человека. По кривым распределения интенсивности обратно рассеянного излучения для разных биотканей, а также биотканей в различном исходном состоянии, например сушеной моркови (наибольшая оптическая плотность), сырой и вареной моркови (наименьшая оптическая плотность), ученые установили, что чем плотнее биоткань, тем тоньше слой, поглощающий и рассеивающий падающее на нее лазерное излучение. Кроме того, в оптически более плотной биоткани рассеянное НИЛИ имеет большую интенсивность на меньшем расстоянии от места введения лазерного излучения. Чтобы определить чувствительность использованной методики, ученые проводили эксперименты для двухслойных биотканей, а также диагностировали поверхности различных срезов биоткани. Выявленные закономерности легли в основу метода диагностики воспалительных процессов, которые либо уплотняют, либо разрыхляют биоткань. Ученые разработали и создали макет экспериментальной установки для неразрушающей диагностики биологических объектов. Эта установка достаточно компактна, поскольку источником лазерного излучения в ней служит полупроводниковый лазер. Лазерный луч направляется к биологическому объекту по оптическому волокну, а рассеянное излучение передается к фотодиоду уже по шести оптическим волокнам, расположенным на разных расстояниях от точки введения лазерного излучения. Револьверная головка поочередно подключает к фотодиоду эти волокна. Первые эксперименты с новым прибором проводили на жидких средах, в которых формируются центры рассеяния, например при разбавлении свежего молока водой или добавлении в него кефира, моделирующих процесс скисания, а также при введении искусственных рассеивающих центров в виде чернил или туши. Анализируя распределение интенсивности обратно рассеянного излучения, исследователи пришли к выводу, что, используя эту установку, можно надежно диагностировать появление малой доли инородных включений (около 0,1%) и развивающейся новой культуры (до 3%) в исходном составе жидкой биологической среды. Результаты работы можно положить в основу метода, который обнаруживает начало критического изменения жидких биологических сред при их микробиологическом исследовании, а также для оценки экологического состояния водоемов. Самарский филиал Физического института им. П.Н.Лебедева РАН, Самарский медико-технический лицей, gureev@fian.samara.ru Гидрогели нового поколения В Российском химико-технологическом университете им. Д.И.Менделеева ученые сделали гидрогели нового поколения — полимерные материалы, содержащие рекордное количество воды — до 99%. Новый материал перспективен в медицине — для изготовления хрусталика и стекловидного тела, искусственной кожи, органов, для восстановительной хирургии. Среди большого разнообразия полимеров сегодня особо выделяют группу так называемых гидрогелей — гидрофильных слабосшитых полимеров, которые могут содержать от 20 до 90% воды. 5
Для практики, конечно, наиболее интересны гидрогели с максимальным количеством воды. Однако именно они наиболее хрупки и непрочны. Ученые из Российского химико-технологического университета им. Д.И.Менделеева создали гидрогели нового поколения — материалы, которые удерживают рекордное количество воды —до 95-99%. Удалось это сделать благодаря принципиально иному подходу к синтезу таких полимеров. Новые гидрогели очень прочны @,6-3,0 Мпа), а по механическому поведению они скорее похожи не на родственные гели, а на обычную резину. Кроме того, большинство из них устойчиво в щелочах и кислотах (рН от 1 до 10) и в кипящей воде. Некоторые из этих полимерных материалов обладают уникальной биосовместимостью при прямом контакте с кровью и нетоксичны для живого организма. Многочисленные медицинские тесты in vivo и in vitro показали, что эти материалы практически не взаимодействуют с белками крови и, что очень важно, белки не оседают на материале даже при больших сроках имплантации. Сегодня гидрогели нового поколения прошли апробацию в качестве материала для создания искусственного хрусталика и стекловидного тела (в офтальмологии). Однако, регулируя состав гелей, можно получать разнообразные материалы для восстан о вител ьн ой хирургии, для создания искусственной кожи, искусственных органов. Потенциальные возможности гидрогелей в медицине поистине неограниченны. Технология полу- .-.-- — чения гидрогелей довольно проста и основана на доступных промышленных продуктах — винилпирролидоне, акрилами- де или других обычных мономеров. Технология включает и новый эффективный метод очистки гелей от исходного сырья — мономеров, который позволяет резко сократить количество промывных вод. А это немаловажный экологический фактор. Сейчас ученые продолжают работу, чтобы создать гидрогели с более совершенной структурой и найти новые области их применения. Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева, тел.: 978-56-65 Жг и Солнце управляет эпидемиями Ученые из Института биофизики клетки РАН (Пущино) показали, что повышенная солнечная активность может провоцировать вспышки эпидемий. Русский биофизик А.Л.Чижевский еще в начале XX века указывал на взаимосвязь солнечной активности со вспышками эпидемий. Ученые из института биофизики РАН под руководством старшего научного сотрудника Н.А.Карнауховой решили поискать причину этой возможной взаимосвязи. Для этого они сопоставили изменение некоторых параметров солнечной активности с количеством и функциональным состоянием лимфоцитов (клеток, ответственных за иммунитет) в крови животных. В исследовании были использованы новые методики, разработанные в лаборатории микроспектрального анализа клеток и клеточного мониторинга состояния окружающей среды Института биофизики клетки. Сведения о количестве пятен на Солн-це и величине солнечного потока исследователи получали из Уссурийской астрофизической обсерватории и из Интренета. Объектом исследования была кровь кро- Изображение Солнца, ЛИКОВ И крыс- японский спутник Johkoh СЭМЦОВ ЛИНИИ Вистар. Часть Количество пятен отобранной крона Солнце ви использова. прогноз НАС А, и реальное состояние ли Для РУ™ННО- до февраля 2000 года ГО анализа, КОТОРЫЙ делают — ■"• во всех поликлиниках и больницах — для подсчета общего числа ядерных клеток, то есть лимфоцитов. Другую часть крови исследовали с помощью микроспектрального флуоресцентного метода на двухволновом микрофлуориметре «Радикал ДМФ-2». Предварительно мазок крови на стеклышке обрабатывали флуоресцентным красителем акридиновым оранжевым. Краситель по-разному окрашивал активные и подавленные лимфоциты. Синтетическая активность клеток отражалось в спектре разной интенсивностью соответствующих полос излучения — красной и зеленой. Соотношение этих интенсивностей и стало параметром, положенным в основу анализа. Что же показали эксперименты? При повышении солнечной активности во всех случаях увеличивалось общее количество лимфоцитов в крови. Это означало, что организм животных отзывался на внешнее воздействие. Однако активность лимфоцитов, в данном случае синтетическая активность, заметно снижалась. Дело в том, что в клетке лимфоцита постоянно синтезируются белки — строительный материал будущих антител, которые и подавляют чужеродную инфекцию. Если синтез идет активно, то такой лимфоцит хорошо выполняет свою функцию защиты организма от инфекции. Если синтез подавлен, то лимфоцит равнодушен к инфекции и в организме плохо развивается иммунный ответ. Эксперименты показали, что повышенная солнечная активность подавляет синтетическую функцию лимфоцитов, они хуже выполняют свою защитную функцию. Возможно, это одна из причин возникновения эпидемий инфекционных болезней во время неспокойного Солнца. Ученые полагают, что имеет смысл продолжить эти исследования особенно сейчас, когда солнечная активность в ближайшие два года будет проходить свой очередной пик. Исследование выполняется по инициативе ученых, не поддержано никакими грантами. Институт биофизики клетки РАН (Пущино), тел.: 923-74-67, доб.293, vkar@ibfr.nifhi.ac.ru Портреты нанотрубок Ученые из Центра естественнонаучных исследований ИОФ РАН (Москва) и Института катализа им. К.Г.Борескова (Новосибирск) научились точно определять геометрические параметры графитовых нанотрубок в наноматери- але, который уже в ближайшем будущем может пригодиться для изготовления катодов в плоских вакуумных дисплеях, диодов и транзисторов в наноэлектронике, компактных и безопасных накопителей водорода в энергетике. С наноматериалами и нанотехнология- ми ученые связывают наше будущее. Поэтому исследованием таких материалов и созданием методик, позволяющих точно определять геометрические параметры их структуры, занимаются во многих лабораториях мира и конеч- б
но же в России. Одна из разновидностей углеродного наноматериала, которому сулят большое будущее в технике, внешне напоминает обычную черную «копирку» (поэтому ее называют бумагоподобной) и состоит из плотно упакованных пучков монослойных цилиндров. Эти цилиндры, с длиной в несколько микрон и с диаметром 1-2 нанометра, свернуты из гексагональной графитовой сетки. Каждый из цилиндров обладает важным свойством: он может быть металлом или полупроводником в зависимости от величины его диаметра. А это означает, что из нанотрубок с варьируемым диаметром можно конструировать элементы наноэлектроники — диоды и транзисторы. Поэтому конструкторам и технологам очень важно уметь точно определять структуру такого материала и геометрические параметры слагающих его элементов. Проблема заключается в том, что характерные размеры материала сравнимы с атомными и для их оценки необходимы методы, обладающие сверхвысоким пространственным разрешением: просвечивающая электронная микроскопия сверхвысокого разрешения, сканирующая туннельная и атомно-си- ловая микроскопия с атомным разрешением. К сожалению, каждый из этих методов информативен только в ограниченном диапазоне диаметров нанотрубок и не дает исчерпывающую информацию о нанотрубочном материале в целом. С помощью просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения можно оценить диаметры отдельных нанотрубок и их пучков и определить, пустые они или наполненные, одиночные или вложенные одна в другую. Сканирующий туннельный микроскоп не только измеряет диаметры и длину элементов, но и дает информацию о спиральности (угле закрутки) каждой нанотрубки, ее деформации и о взаимном расположении трубок в пучках. Однако для исследований этими методами требуется кропотливая подготовка образцов и значительное время — до нескольких дней. Комбинационное рассеяние (КР) света широко используют для идентификации различных форм углерода. Оказалось, что метод очень информативен и для наноструктурированных углеродных материалов, в том числе — для углеродных нанотрубок. Предельное пространственное разрешение КР составляет всего 1 микрон, поэтому метод не позволяет рассмотреть сами атомы. Однако регистрируемые в КР изменения во взаимодействии света с нано- масштабным объектом определяются именно его размером. Поэтому КР позволяет точно определить диаметры одностенных углеродных нанотрубок. Если использовать резонансную схему рассеяния, но можно также оценить распределение нанотрубок по диаметру в исследуемом материале и получить информацию о его электронных свойствах. Ученые из ЦЕНИ ИОФ РАН (Москва) и Института катализа им. К.Г.Бореско- ва (Новосибирск) провели исследование чистого и однородного бумагопо- добного наноструктурного материала, состоящего из одностенных углеродных трубок, всеми тремя перечисленными методами и сравнили результаты. Оказалось, что результаты хорошо согласуются между собой. Ученые считают, что метод КР света хорош как наиболее быстрый и удобный при изучении одностенных нанотрубок с диаметрами меньше 2 нм. При диаметрах 2— 5 нм КР света теряет свою чувствительность и требуется применять методы просвечивающей и туннельной микроскопии. Если в недалеком будущем ин- женерам-злектронщикам при конструировании наноэлектронных приборов потребуется измерить геометрические параметры наноструктур, то метод комбинационного рассеяния света будет для них самым предпочтительным. К авторам исследования уже обращаются коллеги из различных лабораторий (из Швейцарии, США, Испании) с просьбой провести КР-исследование их наноструктурного материала, поскольку они не обладают ноу-хау и опытом применения этой методики. ЦЕНИ ИОФ РАН, тел. 132-82-06, e-mail: etobr@kapella.gpi.ru Микроорганизмы со станции «Мир» помогают очищать воздух В воде, сконденсировавшейся на поверхности приборов космической станции «Мир», ученые нашли микроорганизмы, которые могут очищать воздух от паров этиленгликоля. Вместе с промышленными выбросами в воздух поступает множество вредных для человека органических веществ. Нередко эти примеси из воздуха устраняют специально подобранные микроорганизмы. Главное, найти бактерию, которая будет охотно усваивать вредное для человека органическое вещество. Обычно нужную разновидность микроорганизмов ищут в тех местах, которые сильно загрязнены вредными выбросами. Ведь у природы нет другого выхода, как самой очищать себя от всяческой грязи, сделанной человеком. И делает она это, вырабатывая определенные штаммы микроорганизмов, которые уничтожают то или иное вещество. Ученые культивируют нужные микроорганизмы, отбирают наиболее эффективные и включают в состав биофильтров для очистки воздуха. Доктор биологических наук И.В.Улез- ло и И.С.Рогожин из Института биохимии им. А.Н.Баха совместно с Т.А.Але- ховой с Биологического факультета МГУ сумели выделить из той воды, которая конденсировалась на поверхности приборов космической станции «Мир», различные микроорганизмы: бактерии, дрожжи, микроскопические грибки. Оказалось, что одна из бактерий активно утилизирует этиленгликоль, токсичное для человека вещество, которое входит в состав антифризов, тормозных жидкостей и применяется в производстве некоторых полимеров. Чтобы оценить эффективность бактерии, ее закрепляли на капроновом волокне. 7
Через полученный биокатализатор прокачивали воздух, содержащий вредную примесь, при этом сам биокатализатор постоянно орошали минеральным раствором — этиленгликоль растворялся в водной пленке, после чего бактерии быстро его уничтожали. Эксперимент с бактериями, усваивающими этиленгликоль, проводили в течение шести недель. Концентрацию этиленгликоля на входе в реактор меняли от 20 до 42 мг/л. Но в любом случае на выходе из реактора этиленгликоля не было, то есть утилизация была полной. Не исключено, что на станции «Мир», срок службы которой недавно решили продлить, удастся найти еще немало полезных микроорганизмов. Институт биохимии им. А.Н.Баха, тел. 954-40-09, факс 954-27-32 Водоросли превращаются в нефть Ученые из Кемеровского института угля и углехимии СО РАН разработали модель, которая описывает процесс образования нефти из жиров древнейших водорослей, и получили ее экспериментальное подтверждение. То, что нефть образуется из останков водорослей, а именно из их жиров, сегодня уже общепринятая точка зрения среди геохимиков. Однако до сих пор не ясно, как это происходит. Прояснить механизм образования нефти из жиров водорослей взялись геохимики Кемеровского института угля и углехимии СО РАН. Водорослевая клетка — это в основном белки и углеводы, которые после отмирания растения довольно быстро разрушаются микроорганизмами. Жиров и жироподобных веществ в клетке водоросли немного, но они очень устойчивы к различного рода воздействиям. Следовательно, в образовании нефти может участвовать не все вещество водорослей, а лишь его часть — жиры и жироподобные вещества. Когда водоросли отмирают, выделяется большое количество кислорода, который окисляет жиры. В результате еще в мембранах клеток отмирающих водорослей образуются неустойчивые соединения, которые превращаются в макромолекулы — протонефть, считает кандидат химических наук Юрий Васильевич Рокосов, один из авторов исследования. Однако, чтобы нефть «дошла», она должна пройти испытание в недрах Земли. При температуре 50СГС, давлении 300 Мпа и обязательно в присутствии воды протонефть мгновенно (конечно, по геологическим меркам) превращается в высококачественный продукт, готовый к использованию. Кемеровские геохимики воспроизвели процесс образования протонефти в своей лаборатории. Для эксперимента ученые выбрали два жироподобных вещества: первое было получено из натуральной льняной олифы, а второе — природное — из высохшего залива Ала- Куль озера Балхаш. В условиях, близких к природным, подопытные вещества превратились в углеводороды протонефти. Такие же углеводороды исследователи обнаружили в баженитах — морских отложениях, сходных с черными сланцами. Бажениты распространены в Западной Сибири — одной из крупнейших нефтегазоносных провинций мира, и геохимики рассматривают эти породы как наиболее вероятный источник западносибирской нефти. Вот так, «горючее» живой клетки — жиры — после отмирания водорослей, в своей «загробной» жизни, превращается в другой вид горючего — нефть. Ученые из Кемерова считают, что крупные месторождения нефти образуются, скорее всего, из жиров водорослей и только в экстремальных условиях. Кемеровский институт угля и углехимии СО РАН, тел. C842J11838, C842K68188, e-mail: kuras@cinst.kemerovo.su Вредители растений боятся сами себя Ученые обнаружили, что растение успешно справляется с червями-паразитами, если его обработать водным раствором хи- тозана — вещества, которое есть в покровах самих вредителей. Среди многочисленных и разнообразных вредителей растений не последнее место занимают мелкие черви — нематоды, которые паразитируют на корнях. Бороться с ними очень трудно. Сотрудники нескольких академических институтов показали, что если обработать семена водорастворимым хитозаном, то устойчивость растений к паразитам повышается. Один из видов этих червей, южная галловая нематода, живет в открытом грунте и в теплицах и повреждает, главным образом, помидоры и огурцы. Нематоды вызывают образование на корнях растения-хозяина опухолей-галлов, в которых они и поселяются. Питаются паразиты соками хозяина. Вредят в основном самки. Они откладывают яйца, из которых развиваются личинки; попадая в почву, они заражают соседние растения. При благоприятных условиях поколение за поколением следуют непрерывно, зараза распространяется так быстро, что галловые нематоды могут погубить более половины урожая. В ответ на повреждения растения начинают защищаться — вырабатывают специальные вещества, которые повышают их устойчивость к паразитам, но часто синтез этих веществ начинается слишком поздно, когда растение уже сильно поражено. Исследования показали, что защитную реакцию растения можно ускорить, если его предварительно обработать хитином, хитозаном или некоторыми его производными, но механизмы этого процесса были неизвестны. Московские ученые задались целью выяснить механизм действия хитозана на взаимоотношения растений с паразитическими нематодами. Напомним, что хитозан — это природный биополимер, который входит в состав покровов насекомых, ракообразных и некоторых червей, в том числе нематод. После специальной обработки его можно растворять в воде. Ученые исследовали влияние хитозана на устойчивость томатов к галловым нематодам. Для этого семена томатов перед посадкой в грунт два часа обрабатывали раствором хитозана в разных концентрациях, а затем полученные растения заражали нематодами. Контрольную группу семян перед посадкой вымачивали в чистой воде. Оказалось, что хитозан эффективен в концентрации 100 мкг/мл. Зараженные растения, выращенные из обработанных таким образом семян, были крупнее, чем в контрольной группе, при этом на корнях было вдвое меньше опухолей-галлов. Плодовитость нематод, которые паразитировали на таких растениях, была в полтора раза ниже, чем в контроле, и сами они были мельче. Эти эффекты могут быть связаны с тем, что хитозан влияет на обмен веществ в растениях: в корнях обработанных томатов почти на 40% снижается содержание тех веществ, которыми обычно питаются нематоды. Хитозан усиливает защитный ответ томатов не только в корнях, но и в листьях: там повышается активность фермента, который увеличивает устойчивость растений к патогенам. Интересно, что защитный эффект хитозана распространяется на корни и листья томатов, хотя обработаны были семена. Исследователи предполагают, что хитозан активизирует иммунную систему 8
Выпуск подготовили О.Белоконева, И. Го л ут во, М.Житникова, Т.Конторова, Н.Коханович, Е.Лозовская, Н.Резник, О.Тельпуховская растений, связываясь со специфическим рецептором на поверхности клеток, узнающим хитин и его производные, то есть он служит своего рода обманкой, выдвющей себя за нематоду, и растение загодя начинает готовиться к встрече с паразитом, вырабатывая специальные вещества. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты 97-04-48629, 98-04-48650, 99-04-48332). Институт паразитологии РАН, тел. 954-40-97 Доброе слово и свинке приятно Воздействие ультразвука на биологически активные точки хряков повышает их способность к оплодотворению — так считает аспирантка Научно-исследовательского института ветеринарной генетики и селекции Новосибирского государственного аграрного университета О.С.Короткевич. Плодовитость животных можно улучшать разными путями. Селекционеры, конечно, ведут соответствующий отбор, но на выведение новой породы уходит много лет. Кроме того, отбор только по этому признаку может привести к утрате других ценных качеств. Влияние хорошего питания и достойных условий содержания бесспорно, но оно имеет предел. Животноводы ищут новые возможности повысить способность животных к воспроизводству. Один из таких методов — воздействие на биологически активные точки (рефлексотерапия). Акупунктуру многие века применяют в медицине, и теперь она пришла в ветеринарию. Существует даже «Анатомический атлас ветеринарного иглоукалывания». Колоть иглами хряка, конечно, сложно, но на биологически активные точки можно воздействовать и ультразвуком. Для изучения этого воздействия на репродуктивную способность хряков О.С.Короткевич сформировала две группы из здоровых животных сходного веса, возраста и продуктивности, которых содержали в одинаковых условиях. Хряки первой группы служили контролем, а животным второй группы провели четыре сеанса рефлексотерапии — воздействовали ультразвуком на точки, которые располагались на спине. В результате такого воздействия у хряков почти на четверть увеличилось образование половых клеток, причем возросло не только их количество, но и качество. Свиноматки опытной группы приносили потомство на 25,7% чаще — в среднем на одного поросенка больше, чем в контрольной группе. При этом поросята не стали мельче. И еще, у хряков из опытной группы меньше мертворожденного потомства. О.С.Короткевич считает, что ультразвук благотворно влияет на плодовитость хряков. Однако процедура эта довольно хлопотная. Прежде чем воздействовать на биологически активную точку, ее надо было нащупать на спине. Затем на этом месте выбривали щетину, протирали кожу спиртом, водили по спине ультразвуковым излучателем, то есть вносили разнообразие в монотонную свинячью жизнь. Животные контрольной группы были лишены всех этих удовольствий, поэтому нельзя с уверенностью сказать, что дело именно в ультразвуке. Может быть, хрякам надо просто регулярно чесать спинку, и простое человеческое внимание с успехом заменит рефлексотерапию. Анекдот как объект исследования Результаты социологического исследования, объектом которого ствл такой «несерьезный жанр» народного творчества, как анекдот, говорят о кризисе семейных отношений в современном российском обществе. Анекдот — яркое отображение действительности, в том числе и конфликтных ситуаций, возникающих в сфере человеческих взаимоотношений. Причем чем чаще упоминается та или иная ситуация, тем больше ее социальная значимость. Тот факт, что в разных сборниках анекдотов семье посвящено от 25 до 44% их общего количества, стал поводом для исследования, проведенного сотрудниками кафедры социологии семьи Социологического факультета МГУ. Предметом анализа стали анекдоты из восьми сборников, опубликованных j^„% в 1995-1998 гг. Изучив содержание "" 6916 анекдотов, исследователи * /?%' л установили, что 3245 из них §J,J ft D6,9%) посвящены семье. Почти в половине случаев жена предстает в них как неверное, страшное существо, зато про плохих мужей анекдотов всего 17,36%. Оказывается, отрицательных качеств у жен гораздо больше (примерно 10:7), да и изменяют они в три раза чаще. Лексикон, характеризующий женщин, более грубый и хлесткий, чем словарный набор, описывающий мужчин. Даже в печатных, то есть цензурных, анекдотах ^^ слова «зараза», «стерва», «дура», «дурная», «глупая» — далеко не редкость. Что касается мужчин, то к ним применимы более мягкие выражения — «дурачок», «юбочник». Основная тема анекдотов о теще — радость в связи с ее болезнью или отъездом. Если не уничтожить, то хотя бы пространственно удалить ее как можно дальше и надолго, — вот о чем думают мужчины. Примечательно, что если в адрес жены хотя бы иногда слышны добрые слова, то в адрес тещи таких слов не найдено ни в одном анекдоте. Лишь малая часть анекдотов посвящена детям, при этом в трети из них речь идет о взрослых детях в контексте уже их семейных отношений (период ухаживания, знакомство с родителями избранника, жалобы своим родителям). Отношения «жених—невеста» характеризуются, прежде всего, тремя признаками: брак по расчету (с обеих сторон), женитьба «под напором» невесты и разочарование (чаще в жене), наступающее чуть ли не на следующий день после свадьбы. Таким образом, если признать, что анекдотическая ситуация возникает, как правило, при образовании противоречий и конфликтов, требующих осознания и решения, то станет ясно, что анекдот привлекает внимание к семейным конфликтам и в конечном счете к социальному кризису семьи. Но здесь напрашивается и другой, вовсе не научный вывод: может быть, все дело в том. что анекдоты придумывают мужчины? Кафедра социологии семьи Социологического факультета МГУ, тел. 939-50-60 9
Ларе Эрнстер — просто член Нобелевского комитета — ** Академик В.П.Скулачев Ларе Эрнстер вошел в историю науки как крупнейший биоэнергетик, внесший весомый вклад в учение о превращении энергии в живой клетке. Он был членом академий одиннадцати стран и почетным доктором пяти университетов. Его научные достижения остались в книгах и статьях, и забвение им не грозит. Но воспоминания о человеке хранит только память друзей. н воззрился на меня как на диковинку. Мы стояли на широкой, залитой августовским солнцем лестнице «клубной части» МГУ. Мой новый знакомый — Ларе Эрнстер из Стокгольма удивленно и в то же время очень благожелательно рассматривал меня, смешно склонив вперед и набок голову с хохолком редких волос. Острым взглядом живых серых глаз и всем своим обликом этот невысокий человек напоминал какую-то непоседливую и умную птицу. Изловив интересного мне собеседника в сутолоке Международного биохимического конгресса, я, м.н.с. кафедры биохимии МГУ, вчерашний аспирант, спешил задать маститому коллеге множество вопросов про окисление без фосфорилирования. Эта странная, «неканоническая» проблема, которая совершенно выламывалась из контекста тогдашних биохимических представлений, была для меня в 1961 году жгучей тайной, которую мучительно хотелось разгадать. А Эрнстер был одним из немногих, кто уже тогда успел прикоснуться к ней. По-видимому, Эрнстер никак не ожидал встретить молодого человека, ломающего в Москве голову над той же проблемой, что и он в Стокгольме. Познакомившись, мы долго не могли расстаться и безнадежно опоздали на интересный для нас обоих доклад. Между нами сразу возникла симпатия и близость, как это бывает, когда людей разного возраста объединяют общие мысли.
Затем я встречал Эрнстера в 1964 году в Нью-Йорке на следующем биохимическом конгрессе, в 1966 году в Варшаве на Съезде европейских биохимиков и, наконец, в 1968 году в Полиньяно-а-Маре, где проходил один из знаменитых барийских симпозиумов по митохондриям. В Полиньяно после заседания нас повезли на какую-то экскурсию. Возвращались затемно. Я сидел у окна, вперившись невидящими глазами во мрак летней итальянской ночи. Причиной плохого настроения был мой собственый утренний доклад. На первом же слайде пропал свет (именно в этот момент угораздило забастовать итальянских электриков). Пришлось рисовать все результаты мелом на маленькой шаткой доске. На рисование ушло время, я стал торопиться, английский оставил меня, и кончал я доклад скороговоркой, в которой смешались и перепутались предлоги и времена. А говорил-то я об открытии внутриклеточного электричества, обнаруженного с помощью проникающих ионов (два года спустя Дэвид Грин назовет их «Скулачев-ионами» — Sk+ и Sk~ ). Я понимал, что это сильный материал, и страшно досадовал на неблагоприятное стечение обстоятельств, из которого не смог достойно выйти. Эрнстер подсел ко мне и спросил, что это я такой грустный. Я объяснил как мог свое состояние, упирая прежде всего на ошибки в английском. «Да кто слушал твой английский! У тебя убойный результат, и это поняли абсолютно все. От души поздравляю!» Окрыленный похвалой Эрнстера, я перенесся от отчаяния к восторгу и, вконец обнаглев, предложил на следующий день собственное название для новой науки. Речь шла о молекулярных основах энергетических превращений в живых клетках. Решено было посвятить специальное заседание симпозиума выбору наиболее подходящего термина: одним-единственным словом обозначить направление исследований, число публикаций по которому в те годы росло экспоненциально. Нобелевский лауреат Ганс Кребс, главный редактор «Biochimica et biophysica acta» Билл Слейтер, министр науки Италии Эрнесто Квальярелло, Ларе Эрнстер, Бертон Прессман — вот далеко не полный список корифеев, сидевших за длинным овальным столом и размышлявших, как бы окрестить новорожденную науку. Я встал и сказал, что уже три года назад организовал отдел биоэнергетики, и название это прижилось, по крайней мере, в МГУ. Мое предложение, очевидно, прозвучало по-английски слишком прямолинейно и даже невежливо, ведь я был самым молодым и нетитулованным участником события. Возникла неловкая пауза, прерванная Эрнсте- ром: «А ведь Влади прав! Лучшего слова нам не выдумать». На самом деле слово «биоэнергетика» выдумал не я. Впервые его употребил Альберт Сцент-Дьердьи: великий биохимик так озаглавил свою книжку, опубликованную в пятидесятые годы. Блестящие фантазии, изложенные в этой брошюре, не подтвердились, а вот слово «биоэнергетика», вынесенное на обложку, пережило и брошюру, и автора. С легкой руки участников собрания в Полиньяно оно вошло в названия журналов, конференций, международных обществ, университетских кафедр и лабораторий. Уже позднее это слово попытались узурпировать экстрасенсы. В последнем издании Британской энциклопедии дается два значения термина «биоэнергетика» — научное и околонаучное. ще раз мы встретились с Эрнстером в январе 1973 года в Нью-Йорке. Я приехал туда на конференцию (по биоэнергетике!), организованную Нью-Йоркской академией наук. Эрнстера не было среди участников, но я случайно встретил его в перерыве между заседаниями на 5-й авеню. Мы обнялись, дружно изумившись, что в многомиллионном городе можно вот так столкнуться двум друзьям. Эрнстер ненадолго приехал в Нью- Йорк по каким-то делам и вот теперь с явным удовольствием бродил со мной по авеню и стритам Манхэт- тена. «Нью-Йорк — моя вторая родина», — сказал Ларе и повел в свое любимое кафе в Рокфеллеровском центре есть фирменное блюдо — яблочный пирог. Пирог этот меня не впечатлил (моя жена печет его куда лучше), и, окинув взглядом публику в зале, я поймал себя на мысли, что лакомятся здесь люди далеко не высокого достатка. Вероятно, Эрнстер был небогат, когда жил на своей второй родине в пятидесятые, работая у знаменитого биохимика Сикевица. Ларе (Ласло) Эрнстер родился 4 мая 1920 года в Будапеште. ПОРТРЕТЫ XX ВЕКА В конце войны он эмигрировал вместе с женой — скрипачкой Эдит в Швецию, спасаясь от «окончательного решения» нацистами еврейского вопроса. Их спасителями были молодые шведские дипломаты Рауль Валленберг и Пер Аугер. После войны Эрнстер проработал несколько лет в Рокфеллеровском институте (Нью-Йорк), в 1956 году защитил диссертацию в Стокгольме, а в 1957-м возглавил кафедру физиологической химии стокгольмского Веннер-Греновского института экспериментальной биологии. Именно здесь, на кафедре, Эрнстер сделал свои главные открытия: описал трансгидрогеназу — особый преобразователь энергии в митохондриях и впервые обнаружил (вместе с Люфтом) «митохондриаль- ную» болезнь, обусловленную дисфункцией этих клеточных орга- нелл. За свою долгую жизнь он опубликовал множество статей в самых престижных журналах, в честь его юбилеев издавались специальные сборники, его выбрали членом одиннадцати национальных академий, включая нашу, и почетным доктором пяти университетов. Но пожалуй, самым ярким признанием его заслуг стало приглашение от Шведской академии наук стать членом Нобелевского комитета по химии. Эрнстер оставался в этой высокой должности с 1977 по 1988 год. Надо сказать, что в Швеции, да и за ее пределами, члены Нобелевских комитетов — чрезвычайно уважаемые люди, ведь именно они определяют, кто же самый успешный ученый на земле. (Здорово устроились шведы: пожалуй, ничто в научном мире не ценится так высоко, как экспертиза Нобелевских комитетов, отсюда и высокий престиж страны при минимальных на то затратах.) Через год после избрания Эрнстера в Нобелевский комитет премия по химии была присуждена первому биоэнергетику — Питеру Митчелу.
ПОРТРЕТЫ XX ВЕКА Конечно же не без участия Эрнсте- ра комитет пошел на беспрецедентный шаг — премией увенчали не экспериментальный результат или наблюдение, а плод воображения ученого — гипотезу, идею, чье подтверждение было добыто другими исследователями. Среди этих других оказался и ваш покорный слуга. Вот почему, узнав о присуждении премии Митчелу, я почувствовал острый укол в сердце. Первая мысль: «А как же я?..» Но через минуту разочарование уступило место радости — за мою науку и за учителя, кем многие годы был для меня Митчел. Еще год спустя, в 1979-м, в Торонто состоялся 11-й Международный биохимический конгресс, куда я был приглашен с пленарной лекцией — высшая честь для биохимика! Митчелу, только что получившему из рук шведского короля самое весомое подтверждение его гипотезы, достался всего лишь симпозиальный доклад. Эрнстер заметил меня на своем докладе (экзотическая тема — доллихол, липид, участвующий в присоединении углеводов к белкам; зал, как всегда, переполнен), увлек в перерыве в какую-то комнату, где было не так много людей, усадил рядом с собой и совсем как тогда, в Москве, принялся разглядывать, быстро склоняя голову то вправо, то влево. Он мялся, никак не мог перейти к сути дела, и наконец я осознал: он пытается выяснить, не обиделся ли я на него за то, что не оказался рядом с Митчелом в Нобелевском зале в декабре 1978-го! Я понял и то, что моя пленарная лекция — плод его дружеских усилий, что таким образом он хотел загладить историю с премией. Я попытался убедить Лассе (так ласково звали его друзья), что все было правильно: гипотезу придумал Митчел, а доказали ее в разных концах мира сразу в четырех-пяти лабораториях. В то же время устав премии не позволяет присуждать ее более чем трем участникам. Вполне понятно, что награду решено было присудить одному Митчелу. обелевская» история имела продолжение. Вскоре после конгресса в Торонто академик Ю.А.Овчинников попросил меня съездить с ним в Стокгольм, подготовить первый советско-шведский симпозиум по биомембранам. По честолюбивому замыслу Овчинникова, симпозиум этот должен был открыть в Москве не кто-нибудь, а сам шведский король, к визиту которого решено было приурочить это событие. Моя задача состояла в том, чтобы подбить ведущих шведских биоэнергетиков на поездку в Москву. Успешно решив эту задачу, вечером накануне отъезда я отправился побродить по улицам зимнего Стокгольма. Вернувшись с прогулки, я обнаружил, что окно в моем номере распахнуто, по комнате гуляет метель, а чемодан со всеми вещами испарился. Окно выходило на крышу ресторана. Я выглянул, но воров и след простыл. Менеджер отеля посочувствовал мне и, узнав, что завтра в одиннадцать утра я отбываю в Москву, уверенно заявил, что для оформления компенсации времени слишком мало. Увидев мою вытянувшуюся физиономию, он спросил, нет ли у меня в Стокгольме друзей, готовых поддержать меня в трудную минуту. Я назвал имя Эрнстера. Менеджер набрал номер телефона Лассе. По мере того как он получал какие-то разъяснения, весь облик этого лощеного служащего разительно менялся. Еще продолжая слушать, он развернулся ко мне лицом, стал во фрунт и принялся есть меня глазами, слегка косившими, по- видимому, из-за слишком частого вранья. «Сэр, — сказал он, бережно положив трубку на рычаг, — это недоразумение. Постарайтесь поскорее забыть о нем! Завтра в девять утра к вам придет девушка, говорящая по-русски, и проводит вас по магазинам, чтобы купить все, что у вас пропало, самого лучшего в Швеции качества. Напишите, пожалуйста, список пропавших вещей. Если вам что-либо нужно сверх того, отнесите это в графу „разное"». Действительно, на следующий день появилась милая русскоязычная особа с полутора тысячами крон, меньшую часть которых я потратил на отоваривание своего скудного списка, а большую, очень довольный своей предприимчивостью, — на дубленку жене. И как же ругал меня потом сопровождавший нас чиновник из иностранного отдела академии: «Бриллианты надо было писать, бриллианты!» Через полгода состоялась та самая российско-шведская конференция. Приехал на открытие король, к которому Ю.А.Овчинников обратился «Your Majesty», смакуя редкое в устах советского человека словосочетание. Я спросил сидевшего рядом со мной Эрнстера, где же королева. «Как это где? Пошла по магазинам!» И тут я вспомнил свой собственный замечательный поход в стокгольмский магазин. — Лассе, а что ты сказал тому человеку из отеля, где меня обокрали? — Что, что... Ну, я просто представился членом Нобелевского комитета и объяснил, что ты приехал готовить визит короля Швеции в Россию, первый после Полтавской битвы, и если ему, балбесу, не удастся замять инцидент, то завтра все газеты мира сообщат на первых полосах о происшествии с известным русским ученым профессором Скулачевым и после этого ни один приличный человек не решится остановиться в его бандитском гнезде! ожно спросить, для чего я пишу эти строки — не об открытиях Эрнстера, не о его жизни, а всего лишь о моих редких встречах с ним. Но в конце концов, научные достижения Ларса Эрнстера остались в его книгах и статьях, и забвение им не грозит. А воспоминания о человеке уходят вместе с его друзьями. Последний раз мне довелось повидаться с Лассе в Гетеборге летом 1998 г. Там состоялась юбилейная, десятая Европейская конференция по биоэнергетике. Эрнстер выступил с докладом об истории этих конференций, которые он сам и придумал в конце семидесятых годов. Ларе умер от рака ночью 4 ноября 1998 года. Несмотря на страшную боль, он работал до последнего дня, наотрез отказавшись от уколов морфия, чтобы сохранить ясность мысли. За несколько часов до смерти он звонил в Детройт своей верной многолетней сотруднице китаянке С.П.Ли и диктовал схему очередного опыта...
Синтетическая О.С.Белоконева Недавно ученые с кафедры химической энзимологии Химфака МГУ под руководством заведующего кафедрой профессора С.Д.Варфоломеева впервые в нашей стране приступили к исследованиям в новой, практически неизведанной, области биологии. У этой науки еще нет официального названия. Можно было бы назвать ее биохимией элементоорганических белков, хотя этот термин не охватывает все направления исследований. Но уже сейчас ясно, что получение «синтетических» белков — один из самых перспективных разделов современной биологической науки. Полимеры и биополимеры Уходящий (или ушедший?) XX век с полным правом можно назвать веком синтетических материалов. Не будь у нас полимерных смол, пластмасс, искусственных и синтетических волокон, не могли бы появиться на свет все те чудеса науки и технологии, от нейлоновых чулок до компьютеров, которые обычно называют символами века. Множество высокомолекулярных соединений стало дерзким вызовом природе — создавались вещества, подобных которым до сих пор не было. А иногда химики шли по пути, проложенному природой, и добивались огромных успехов (хрестоматийный пример: каучук и резина). И все-таки до сих пор оставалось непревзойденным главное до-стижение эволюции живого: белковый синтез. Белки, или протеины (что в переводе с греческого означает «первые»), часто называют молекулами жизни. И это понятно, ведь именно состав и структура белков определяют характерные признаки любого живого организма. Белки отвечают за все: структурные белки придают прочность ткани, двигательные белки наделяют клетку способностью сокращаться и передвигаться, защитные белки предохраняют организм от болезней и повреждений, регуляторные белки контролируют физиологическую активность органов, ферменты снабжают клетку энергией и синтезируют необходимые для жизни вещества. И все белковые молекулы, вне зависимости от их функций, построены из одного и того же набора двадцати аминокислот. Двадцать мономеров для создания бесконечно разнообразных веществ — чем не мечта химика? Достижения современной биотехнологии позволяют синтезировать в бесклеточных системах или в культуре клеток природные белки. Создавать белки с нужными свойствами, не копируя то, что уже есть в природе, ученые пока еще не умеют, но ищут подходы и к этой проблеме. А что получится, если в белке заменить один природный мономер на синтетический? Химический путь к биохимической цели Синтезы коротких (не более 100 аминокислот) белковых молекул-пептидов химики начали проводить с середины 60-х годов. Тогда же ученым пришла в голову идея заменить часть природных аминокислот на элемен- тоорганические, то есть неприродные, аналоги аминокислот, имеющие в составе атомы или группы атомов, не встречающиеся в природных аминокислотах. Для синтеза пептидов, содержащих элементоорганические аминокислоты, ученые разработали два основных подхода: совместную полимеризацию природных и синтетических аминокислот и химическую модификацию боковых цепей на неприродные атомы или группы атомов прямо в молекуле пептида. Такие «синтетические» пептиды вскоре нашли практическое применение: например, белки, в которых ароматические аминокислоты замещены на их синтетические фторсодержащие аналоги, уже около 30 лет применяют как зонды для измерения вязкости клеточной мембраны методом ЭПР. Возможно ли синтезировать белки, содержащие неприродные аминокислоты, не в пробирке, а прямо в живой клетке? Это привело бы к удивительным последствиям. Представим, что замена одной или нескольких аминокислот в белке на неприродный аналог даст качественно новый белок с доселе невиданными свойствами. Если такой белок будет синтезироваться в клетках живого организма, кто знает, какое существо получится — кремниевое деревце, рачок в керамическом «бронежилете»... Впрочем, новые формы элемен- тоорганической жизни с заданными свойствами — далекая перспектива, а вот синтезировать элементоорганические белки в биосистемах так же, как это происходит с обычными белками, вполне реально. Главное, что для этого нужно, — сохранить роль носителей информации о порядке расположения аминокислот в белке за ДНК и РНК. Другими словами, на прежнем генетическом фундаменте построить здание из новых кирпичиков — элементоорганических аминокислот. Природная модель Напомним, как информация, хранящаяся в последовательности нуклеотидов, преобразуется в аминокислотную последовательность белковой молекулы. Вначале информация считывается с двойной спирали ДНК на одноцепочеч- ную молекулу РНК. Образуется матричная РНК (мРНК), которая переносит информацию с ДНК на субклеточные структуры, называемые рибосомами. На рибосомах происходит трансляция — перевод с языка нуклеотидов на язык аминокислот. Рибосома подбирает аминокислоты в соответствии с указаниями мРНК и последовательно соединяет их в пептидную цепочку, которая затем, скручиваясь особым образом, формирует белковую молекулу. Для нас важно, что аминокислоты движутся к рибосомам не сами по себе, а прикрепленные к транспортной РНК (тРНК). Фермент аминоацил-тРНК-синтетаза выбирает аминокислоту и пришивает ее к тРНК 13
о + а) Аминокислота присоединяется -к^рамсоо^йбЛ^Г^ИКГ -*ч жг° + (см. рисунок), причем каждой аминокислоте соответствует своя транспортная РНК — от этого зависит правильность белкового синтеза. Таким образом, успех зависел от того, захочет ли аминоацил-тРНК-син- тетаза выбрать синтетическую аминокислоту. К счастью для исследователей, специфичность этого фермента оказалась неабсолютной — в некоторых случаях синтетаза не чувствует разницу между элементоорганической и природной аминокислотой. Первые шаги Именно неабсолютная специфичность аминоацил-тРНК-синтетазы позволила группе ученых из Вандербилдт-ско- го университета (Тенесси, США) в 1980 году разработать метод, который в течение многих лет был основным инструментом для генетически контролируемого получения модифицированных белков. Бактерии E.coli, содержащие плазмиду (кольцевую молекулу ДНК) с геном нужного белка, выращивают в среде, содержащей все природные аминокислоты. После завершения роста биомассы культуральную среду меняют на другую, в которой одна из аминокислот заменена на эле- ментоорганический аналог. Затем бактерию заставляют синтезировать белок (для такого инициирования синтеза существуют специальные методы), и в этом белке «синтетическая» аминокислота почти полностью (до 95%) замещает природную. Один из недостатков такого подхода— неселективное встраивание синтетической аминокислоты: природная аминокислота может быть заменена на аналог в любом месте белковой молекулы, а не в одном определенном. Область применения метода ограничена также тем, что ферменты, участвующие в синтезе белка, не должны чувствовать разницы между природной и «синтетической» аминокислотой, а следовательно, их структурные отличия должны быть минимальны. Например, атом водорода возможно заменить на фтор или иногда на метильную группу. Но даже такое замещение не всегда успешно, поскольку вандерваальсовский радиус фтора больше, чем у водорода, связь С-Н короче, чем C-F, а значит, аминоацил-тРНК-синтетаза может не признать модифицированную аминокислоту за свою. Более тонкий молекулярно-биологи- ческий метод, разработанный американскими учеными в середине 80-х, заключается в химической сшивке тРНК с элементоорганической аминокислотой. Получается искусственная аминоацил-тРНК, которая и доставляет неприродную аминокислоту к месту сборки белка. (Все это происходит уже не в живой клетке, а в бесклеточной системе: в растворе, в котором можно свободно смешивать любые компоненты, от рибосом до аминокислот с тРНК.) Таким образом, удается избежать взаимодействия модифицированной аминокислоты с амино- ацил-тРНК-синтетазой. А значит, с помощью этого метода можно включать в белки элементоорганические аминокислоты, сильно отличающиеся по структуре от природных. Но замещение аминокислоты, как и в предыдущем случае, может происходить в любом месте белковой молекулы. Успех Для того чтобы помещать «синтетическую» аминокислоту на определенную позицию в цепочке аминокислот, в 1989 году Петер Шульц с коллегами из Калифорнийского университета разработали уникальный метод. В нуклеотидном коде, кроме тринук- леотидов (кодонов), которым соответствуют аминокислоты, есть еще и стоп-кодоны. Когда рибосома доползает до такого кодона в мРНК, синтез прерывается. (В хвостовой части мРНК обычно содержится техническая информация, не имеющая отношения к последовательности амино- 14
*T^*t»v *V 'УЖ ■■■\itry <&Щ J^»4 кислот, так что стоп-кодон — это знак для рибосомы: «Дальше не читай».) Мутация может превратить аминокислотный кодон ДНК в стоп-кодон; при этом будут синтезироваться му- тантные белки, короче обычных. Но организм может преодолеть эту проблему еще одной мутацией, создав тРНК, распознающую стоп-кодоны. Минус на минус дает плюс: мутант- ная тРНК привозит к мутантному ко- дону правильную аминокислоту, и обрыва цепочки не происходит. Шульц воспроизвел логику природы: в обычную бесклеточную систему добавили мРНК, в которой был стоп-кодон на том месте, куда следовало вставить элементоорганичес- кую аминокислоту, и тРНК, которая несет эту аминокислоту (допустим, фторированный лизин) и распознает этот стоп-кодон. Что получается? В положение стоп-кодона попадает фторированный лизин, а всем остальным кодонам, кодирующим лизин, по- прежнему соответствует природная аминокислота — сделана замена точно в нужном месте! К набору аминокислот, используемых в синтезе белков, ученые добавили еще одну, созданную человеком. (Как если бы к алфавиту добавили новую букву для обозначения нового звука.) Но у этого подхода тоже есть недостаток — «пробирочный» белок зачастую не формирует правильную пространственную структуру, то есть оказывается неактивным. Поэтому в 1994 году Петер Шульц и его научная группа начали разработку аналогичной системы для живой клетки. Они создали организмы, в которых мутант- ная аминоацил-тРНК-синтетаза не чувствовала разницы между «синтетической» и природной аминокислотой, даже если синтетический аналог сильно отличался от природной аминокислоты. Таким образом, задача была выполнена: стало принципиально возможным получать белок с эле- ментоорганическими аминокислотами в определенном месте белковой молекулы и как в бесклеточной системе, так и в живой клетке. Правда, пока список модифицированных белков не слишком велик. Это обусловлено методическими трудностями: красивый, но очень непростой подход, разработанный Шульцем, пока нашел применение только в его лаборатории. Кроме того, часто «искусственные» белки теряют свои природные свойства и становятся неактивными. 15
ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ НАУКИ От теории к практике Все же, несмотря на методические трудности и материальные проблемы, кафедра химической энзимологии под руководством профессора С.Д.Вар- фоломеева не осталась в стороне и даже во многом опередила зарубежных исследователей. Сотрудники кафедры работают со светящимся желто-зеленым (флуоресцентным) белком медуз. Оказалось, что при замещении тирозина, входящего в состав белка, на фтортирозин изменяется спектр флуоресценции и ее рН-зави- симость. Кстати, эта работа проводится совместно с научным парком университета города Киото (Япония), любезно предоставляющим Московскому университету линии E.coli с клонированным в них геном флуоресцентного белка. Сотрудники кафедры планируют провести подобное исследование и с люциферазой — ферментом, вызывающим люминесценцию у светлячков. (Люцифераза светлячка — один из любимых объектов сотрудников Института белка в Пущино, изучающих, как формируется трехмерная структура белка; об этих работах «Химия и жизнь» уже писала.) Отсюда понятно, что «синтетические» аминокислоты в составе клеточных белков незаменимы для изучения свойств белковых молекул. С их помощью можно исследовать тонкие структурные особенности белков, например активного центра фермента. Это очень важно, ведь структура — ключ к функции. Уже сегодня в арсенале ученых кафедры энзимологии имеются белки, в которых тирозин, трилтофан. фениланин, метионин, глутаминовая и аспаргиновая кислоты замещены на их синтетические аналоги. Однако от российских ученых обычно требуют практической значимости исследований. Что ж, будет и практическая значимость. «Синтетические» белки с уникальными свойствами, возможно, очень скоро будут использоваться в биотехнологии и даже в медицине. Вот только один пример. Уже давно известно, что некоторые элемен- тоорганические аналоги аминокислот приостанавливают размножение клеток. Введенная в организм «синтетическая» аминокислота частично замещает свой природный аналог в белках, а значит, и в активных центрах некоторых ферментов, из-за чего они частично или полностью теряют свою активность — цепочка биохимических реакций, приводящих к делению клеток, разрывается. Именно таким свойством обладают многие противоопухолевые препараты из класса цито- статиков. На кафедре химической энзимологии противоопухолевые свойства эле- ментоорганических аминокислот исследует ведущий научный сотрудник П.В.Вржещ в сотрудничестве с научной группой Института клинической онкологии ОНЦ РАМН им. Н.Н.Блохи- на под руководством профессора М.В.Кисилевского. Оказалось, что введение больным мышам производных аминокислот приводит к частичному рассасыванию опухоли и повышению выживаемости особей. У внимательного читателя может возникнуть вопрос: «А как же побочные эффекты? Ведь изменения аминокислотного состава белков происходят не только в тканях, пораженных раком, но и в организме в целом». Это, безусловно, так, и, к сожалению, многие современные противоопухолевые препараты не обладают избирательностью действия, а влияют на весь организм. Но уже доказано, что терапевтические дозы, применяемые в медицинских исследованиях аналогов аминокислот, безвредны для человека. Кроме того, в тканях, пораженных злокачественной опухолью, деление клеток идет настолько интенсивно, что элементоорганическая аминокислота концентрируется именно в опухоли. Дрожжи, любящие фтор А что же с синтетическими формами жизни? Первые данные, полученные сотрудниками кафедры, оказались многообещающими. 40%-ное замещение природной аминокислоты фе- нилаланина на фторфенилаланин в дрожжевых клетках не приводило к их гибели, а лишь немного снижало скорость роста в присутствии высоких (около 1 мг/мл) концентраций фтор- фенилаланина в культуральной среде! Новый способ модификации живых клеток авторы назвали специфическим аминокислотным мультимута- генезом. Очевидно, что он открывает новую страницу в клеточной биологии. Ведь «фтористые» дрожжи продолжали расти, а это значит, что скоро ученые получат другие жизнеспособные «синтетические» организмы, многие из которых наверняка будут обладать уникальными свойствами. Какими? Какие булочки мы испечем на искусственных дрожжах? Этого пока не знает никто. Александр Пожитков, один из авторов этой работы, честно признался, что он бы не рискнул отведать такую булочку. Может, он и прав, автору виднее. Невольно приходит в голову, что результаты таких работ могут оказаться совершенно неожиданными даже для самих ученых: мало ли что вылезет из пробирки, пошевеливая кремниевыми лапками... Но стоит ли бояться опасных последствий и останавливаться на полпути? Сотрудники Варфоломеева считают, что не стоит, и сам Сергей Дмитриевич полон оптимизма. Он верит, что в ближайшее время будут получены белки, в которых углерод частично или даже полностью замещен на кремний: «На основе одной и той же генетической информации мы скоро сможем строить здания из разных кирпичиков». Где гарантия, что в скором времени мы не получим элементоорганические патогенные микроорганизмы и вирусы, против которых сами же окажемся бессильны? Не запретить ли эти работы, пока не поздно? Страх перед «угрожающими открытиями» вполне понятен, это естественная защитная реакция человечества. Однако, во- первых, из общих соображений ясно, что «фторзамещенные» микроорганизмы будут менее опасными, чем их обычные родственники: существо, которое нуждается в элементооргани- ческих аминокислотах, вряд ли сможет жить в человеческом организме. А во-вторых, когда над темой работают несколько научных групп в разных странах, предложение остановить работы звучит нереально. Может, разумнее было бы не запретить, а помочь? Чтобы быстрее появились такие результаты, которые уж наверняка пойдут на пользу и высокой науке, и одной отдельно взятой стране, и человечеству в целом. 16
C7? С* .'At ■v>ax* С МИРУ ПО НИТКЕ -* кол — неприятная процедура, но без нее не обойтись, если лекарство разрушается в желудке. Так обстоит дело, например, с инсулином: больные диабетом вынуждены делать себе уколы несколько раз в сутки. Инженеры-химики из Пардьюского университета (США) получили полимерное соединение, с помощью которого можно заменить инъекции инсулина приемом таблеток. Полимерный гель — материал для таблетки — состоит из полиметак- риловой кислоты (кстати, из нее также делают мягкие контактные линзы) и полиэтиленгликоля и представляет собой трехмерную сеть, в которой есть незакрепленные нити. В кислой среде свободные концы этих нитей ковалентно соединяются через отверстия пор и создают поперечные связи в полимере, сжимая и уплотняя его. Таким образом, в кислой, предварительно насыщенной инсулином среде гель удерживает лекарство. Когда же таблетка попадает в менее кислую среду — из желудка в кишечник, связи между нитями разрушаются, гель разбухает, и через открытые поры инсулин диффундирует из геля. Полимер защищает инсулин от агрессивной среды желудка и освобождает его в кишечнике, где лекарство не повреждается. Новый препарат успешно испытан на животных. ывают случаи, когда медики, наоборот, хотят заменить многократный прием таблеток одним уколом, чтобы лекарственное вещество высвобождалось медленно и не было бы опасности, что пациент забудет принять очередную таблетку. Сейчас для этих целей применяют капсулы с лекарством (например, знаменитые «Торпедо» и «Эспераль», вызывающие непереносимость алкоголя, вшивают в разрез на ягодичной мышце, а противозачаточные капсулы длительного действия — в плечо с внутренней стороны). А недавно исследователи из Университета штата Юта разработали более простой способ. Они создали новый материал — сополимер, состоящий из двух полимеров: полиэтиленоксида и поли-1_-молоч- ной кислоты. При температуре 45° С и выше этот материал находится в жидкой фазе. Его «нагружают» лекарственным веществом, и получается препарат для инъекций, который, будучи введен под кожу, охлаждается до температуры тела и приобретает консистенцию геля. Растворенное лекарство оказывается запертым в гелеобразной матрице — в месте укола образуется «желвак», из которого лекарство постепенно высвобождается. Затем полимер рассасывается: в отличие от «торпеды», его не нужно извлекать хирургическим путем. -,.?•-- осстановить поврежденные нервы — значит удалить нервные клетки из донорского участка в организме пациента и трансплантировать их в больной участок. А нельзя ли заставить нервные клетки заново отрастить оборванные окончания? Чтобы помочь клеткам расти в нужную сторону, медики прокладывают на месте оборванного «провода» пустой «кабель» — тонкие полимерные трубки (иначе проводящий путь зарастет соединительной тканью). Исследователи из Массачусетсского технологического института и Детского госпиталя при Гарвардском университете предложили делать такие трубки из полипиррола, который относится к группе электропроводящих полимеров. Предполагается, что это позволит не только направлять рост нерва, но еще и проводить электрическую стимуляцию роста (ведь одна из главных проблем, связанных с регенерацией нервных клеток, то, что они растут крайне медленно). Ученые культивировали в питательной среде изолированные нервные клетки животных на тонкой пленке полипиррола. Выяснилось, что клетки растут быстрее, когда на пленку подают слабые электрические сигналы. Возможно, если с помощью вживленного электрода подавать такие сигналы на полипирроловую трубку, в которой растет нерв, его рост удастся ускорить. Подобным методом можно стимулировать и регенерацию других тканей. ехнология материалов для протезирования также не стоит на месте. В университете Киото в Японии сделали пластины из трехслойного композитного полимера, по прочности и гибкости подобного твердой мозговой оболочке (это «чехол» из соединительной ткани, который покрывает мозг поверх мягкой и паутинной оболочек). После операции на мозге бывает нужно заменить недостающую часть твердой оболочки. Заменитель может быть постоянным или деградируемым: во втором случае он сделан из материала, который поддерживает рост новых тканей, защищающих мозг, а затем исчезает. Однако есть опасность, что подобный материал рассосется раньше, чем сформируется прочный слой соединительной ткани. Новый композит остается в организме достаточно долго. Он состоит из двух слоев — эластичного сополимера L-молочной кислоты с капролактоном, между которыми находится внутренний слой прочного нетканого волокна, получаемого из полигликолевой кислоты. Эластичные внешние слои придают оболочке мягкость, а внутренний слой предупреждает ее разрыв. Испытания на животных показали, что слой новой ткани, который может сопротивляться внутричерепному давлению, полностью образуется вокруг имплантата за две недели. Полимерный композит сохраняет достаточную прочность в течение пяти недель после операции, а через полгода полностью рассасывается. 17
Чипы в клеточку LAmlani et ah, «Science», 1999, v.284, p.289 Еще в 50-е годы кибернетики начали пытаться моделировать нейронную сеть, соединяя друг с другом простые логические элементы, меняющие свое состояние в дискретные моменты времени в зависимости от того, каковы были состояния самого элемента и его ближайших соседей в предыдущий момент. Такие системы называют клеточными автоматами. А в 1970 г. англичанин Дж.Конуэй придумал компьютерную игру «Жизнь» — задавая начальную раскраску отдельных клеток на экране монитора, можно наблюдать эволюцию мозаики; этот программно реализованный клеточный автомат демонстрировал интересное поведение, напоминающее эмбриональное развитие. Подобные автоматы способны выполнять любые вычисления, то есть служить основой универсальных ЭВМ, причем каждая клетка-ячейка может быть даже простей - шим двоичным элементом. В 1994 г. американцы П.Тугоу и КЛент предложили создавать их, нанося по углам микроскопических квадратов из диэлектрика квантовые точки — ловушки нано- метровых размеров для электронов. Когда в такой квадрат с входных электродов добавляют два электрона, то куло- новское отталкивание разгоняет их по противоположным, то есть расположенным по диагонали, углам (при этом электроны туннелируют через потенциальные барьеры, разделяющие квантовые точки). Значит, будут два возможных состояния поляризации ячейки — «1» и «0». Если теперь сделать из этих ячеек двумерную матрицу, то она сможет выполнять различные логические функции. Так, из пяти квадратов, сложенных в виде креста, сразу получается схема, выполняющая «голосование большинством голосов»: если на его входы (три конца креста) подавать сигналы «1» или «0», то на выходе (на четвертом конце) «за» будет только тогда, когда хотя бы на двух входах тоже «за». Эта схема легко превращается в элементы ИЛИ и И, для чего надо только зафиксировать состояние одного из трех входов — соответственно «1» и «0». В Университете Нотр-Дама (Иллинойс) с помощью обычного метода фотолитографии эту идею воплотили in silico. Схема оперирует единичными электронами, с малыми затратами энергии обеспечивая быстрые переключения (например, если квантовые точки разделены на 35 нм, то оно составляет 200 пс). Правда, пока она действует лишь вблизи абсолютного нуля (не выше 0,1 К), но при уменьшении размеров квадрата допустимая температура будет расти. Видимо, клеточные автоматы нужно создавать на молекулярном уровне, используя эффект самосборки. Среди молекул уже начат поиск подходящих кандидатур. Орбитали: urbi et orbi J.M.Zuo etal.y «Nature», 1999, v.401, p.4 В учебниках химии электронные облака атомов и молекул изображают в виде лепестков, розеток и более сложных фигур, форму которых получают в результате квантово-механических расчетов. Известно, что низшему энергетическому уровню атома соответствует /s-орби- таль в виде сферы. Следующий уровень — это 2/ьорби- тали, представляющие собой три «восьмерки» (из двух «пузырей»), которые ориентированы вдоль трех пространственных осей. Дальше идут Jd-орбитали — четыре розетки из четырех лепестков плюс */г2-орбиталь, имеющая форму восьмерки, на узкую часть которой надет тор. Но эти фигуры — просто математические абстракции, или они реально существуют? В принципе распределение электронной плотности в кристалле удается вычислить из полученной дифракционной картины (метод рентге неструктурно го анализа). Однако кристаллы обычно содержат дефекты, на которых кванты света рассеиваются сильнее, чем на электронах; поэтому в целом этот метод дает смазанную, приближенную картину. В Аризонском университете изучали кристалл геми- оксида меди (Си20). Сначала с помощью электронного микроскопа в нем нашли бездефектную область нано- метровых размеров, а затем исследовали ее, комбинируя дифракцию электронов и рентгеновских лучей. Поскольку между ионами меди возникает химическая связь, сферическая симметрия их гибридизированных электронных облаков нарушается. Из-за этого в распределении электронной плотности наблюдают как бы «дырку», пространственная форма которой в точности соответствует той, что приводят в учебниках для ^-орбитали. Ожидают, что такой метод позволит уточнить электронную структуру керамик на основе медных оксидов, обладающих высокотемпературной сверхпроводимостью, и тем самым пролить свет на этот все еще загадочный эффект. Кстати, японские и американские физики обнаружили, что вблизи точки сверхпроводящего перехода электроны в пленке самоорганизуются и в их движении появляется анизотропность, — вещество становится проводником вдоль пленки
и диэлектриком в перпендикулярном направлении. Поэтому тут можно говорить о квантовом аналоге жидкого кристалла («Science», 1999, v.286, р.265,268). Мембранные ферменты В 1971 г. в мембранах солелюбивой бактерии Halobac- terium halobium открыли белок, названный бактериоро- допсином, который под действием видимого света перекачивает протоны из цитоплазмы наружу. С тех пор ученые упорно пытаются выяснить строение и механизм действия этого самого маленького из всех известных протонных насосов. Уже известно, что его полипептидная цепь из 248 мономеров образует в мембране семь альфа-спиралей, как бы колонн высотой в 3,5 нм. Вблизи внешней поверхности мембраны к белку (к аминокислоте лизину) через так называемое основание Шиф- фа присоединен остаток ре- тиналя. При поглощении фотона ретиналь изомеризуется и Шиффово основание перемещается из окружения, способствующего его протони- рованию, в другое, где ему выгоднее отдать протон. И тот по выходному пути переправляется наружу. Ретиналь же возвращается в исходное положение и протонируется (заимствуя протон из своего окружения); затем из внутренней среды берется протон и по входному пути доставляется в область ретиналя (долг возвращается). И так в каждом фотоцикле. В Калифорнийском университете (в Ирвине) с разрешением 0,2 нм расшифровали структуру белка (дикой и мутантных форм) в его исходном и промежуточном (после изомеризации ретиналя) состояниях. Оказалось, что белок почти не меняет своей конформации, но зато внутри него происходят тонкие перестройки структуры воды, которые впервые удалось зафиксировать. Сначала упорядоченные цепочки молекул Н20 стабилизируют протонированное состояние основания Шиффа, затем создают для протона проводящий «кабель» наружу (по эстафетному механизму); во второй части цикла такой кабель формируется с другой стороны белка. Тут можно вспомнить слова А.Сент-Дьердьи: «Водные структуры и их взаимодействия с электронными возбуждениями тесно связаны с самой сущностью «живого состояния». Бактериородопсин представляет не только теоретический интерес: липидные пленки с этим белком можно использовать как фоточувствительный материал; возможно, они найдут применение и в солнечных батареях (H.Luecke et aL, «Science», 1999, v.286t p.255). В Стэнфордском университете занимаются другим ферментом — цитохромок- сидазой из мембраны митохондрий, который в конце дыхательной цепи восстанавливает молекулярный кислород до воды. Пока рент- геноструктурщики и биохимики изучают детали его строения и функционирования (см. «Новости науки», 1999, № 3), там пытаются смоделировать его работу. Уже сконструирована молекула, которая быстро и полно, то есть без образования таких частично восстановленных форм кислорода, как пероксид водорода (Н202), выполняет его функцию. Правда, электроны поступают к искусственному ферменту не от цитохрома С. как in vivo, а от электрода. Построенная молекула содержит гем (как и сама ци- тохромоксидаза), атом железа которого может связывать 02, а над ним расположен макроцикл с редокс-актив- ным атомом меди (такое расположение атомов металлов имитирует активный центр фермента): Созданная модель позволит лучше понять работу сложного мембранного белка (J.P.Collmon et aL, «J.Amer.Chem.Soc», 1999, v. 121, p. 1387). Цитохромоксидаза совмещает восстановление кислорода с перекачиванием протонов через мембрану, а затем созданный электрохимический градиент протонов использует фермент Н+-АТФ- синтаза для образования АТФ — так замыкается цикл окислительного фосфорили- рования. В 1997 г. было наглядно показано, что в этом ферменте есть неподвижная (статор) и врашающаяся (ротор) части; в том же году Нобелевской премией были отмечены исследователи син- тазы П.Бойер и Дж.Уолкер («Новости науки», 1997, № 7; 1998, № 1). Грибовидный белковый комплекс состоит из двух основных частей — погруженной в мембрану «ножки» F0 и находящейся в водной среде «шляпки» F, (в ней есть три каталитических центра). Оба эти блока надеты на общий вал (субъединицу-ротор), причем F0 жестко с ним сцеплен, a F, укреплен на неподвижной раме (находящемся сбоку от F0 и F, статоре), и ротор врашается внутри него. Проход протонов через мембрану, то есть разрядка конденсатора, вызывает вращение F0 и всего вала, а оно, в свою очередь, приводит к изменению конформации каталитического блока F,, благодаря чему там идет образование АТФ. Один из нерешенных вопросов — как именно возникает вращение ротора, иначе говоря, что происходит в блоке Fc при движении через него протонов? В Медицинском колледже им. А. Эйнштейна (Нью- Йорк) попытались ответить на него. Блок F0, имеющий форму цилиндра, состоит, как мандарин из долек, из многих (9—12 у E.coli) одинаковых субъединиц. Сочетая химические и спектроскопические методы, удалось выяснить, что протоны мигрируют через ту из них, что находится в данный момент около белкового статора. Ее конформация изменяется, и она отталкивается от него. В результате весь «мандарин» поворачивается на определенный угол, то есть сдвигается на одну дольку (что напоминает часовой спуск в механических часах). Такими дискретными порциями и идет вращение цилиндра F0 (V.K.Rastory, M.E.Gir- vin, «Nature», 1999, v.402, p.263). Кстати, белки, погруженные в липидный бислой, могут плавать в нем, как айсберги в океане, однако мембранные ферменты обычно локализованы в определенных участках клеточной оболочки. Как поддерживается их неравновесное распределение? В Йельском университете изучали наиболее асимметричные клетки — нейроны. Для определения степени подвижности того или иного мембранного белка использовали такой прием: получали антитела к белку и присоединяли их к кремниевому микрошарику, а тот опускали на мембрану, захватывали его лазерным лучом в «оптический пинцет» и тянули вдоль мембраны. Оказалось, что трансмембранные ферменты прикреплены к нитям цитоскелета, проходящим под мембраной, посредством специальных «якорных» белков. А те ферменты, что расположены в наружном липидном слое, хотя сами и не имеют якорей, но могут держаться за белки, у которых они есть, — по принципу «дедка за репку, бабка за дедку» (В. Winckler et aL, «Nature», 1999, v.397, p.698). .■Ч^»вД*Мк" *■- £*
Кандидат биологических наук С.А.Боринская, доктор биологических наук Е.И.Рогаев Неудивительно, что мы так часто печатаем статьи по молекулярной генетике: в этой науке не только не иссякает поток открытий, но и появляются новые перспективы. Вот уже стали известны примеры генов, определяющих особенности поведения. Им и посвящена эта статья, авторы которой признаны победителями конкурса научно-популярных статей РФФИ. Евгений Иванович Рогаев — заведующий лабораторией молекулярной генетики мозга НЦПЗ РАН. Редакция журнала «Nature» признала одной из лучших в 1995 году его статью о поиске генов болезни Альцгеймера. Светлана Александровна Боринская — сотрудник ИОГен РАН. пор о том, что влияет на характер и темперамент, на интеллект и творчество — наследственность или воспитание — ведется уже сотни лет. Одним из первых среди ученых этот вопрос исследовал английский биолог Фрэнсис Гальтон, двоюродный брат Чарлза Дарвина. В 1865 г. он опубликовал статью «Наследственный талант и характер», а позже еще одну работу — «История близнецов как критерий относительной силы природы и воспитания». Гальтон сравнил близнецов, которые были «очень похожи при рождении» (теперь их называют монозиготными), с теми, которые были «похожи, как обычные братья и сестры» (дизиготными). Он определил, что первые остаются похожими и в дальнейшей жизни, причем не только внешне, но и в умственном развитии, личностных качествах, интересах. Гальтон исследовал также родословные выдающихся людей, придя к выводу о наследственной природе таланта. Анализ родословных и близнецовый метод и сейчас широко применяют в генетике человека при изучении таких форм поведения, как стремление к новым впечатлениям, склонность к агрессии, сексуальная ориентация и многих других. В последние десятилетия арсенал генетиков пополнился молекулярными методами, позволившими не только выявить наследуемость тех или иных особенностей поведения, но и найти гены, которые определяют некоторые психологические характеристики человека. Так изучение генома — совокупности всех генов и межгенных последовательностей ДНК — позволяет приоткрыть тайну человеческой индивидуальности. Понять роль генов в становлении поведения человека помогают также исследования на животных — мышах, мухах-дрозофилах и даже совсем примитивных червях нематодах. Однако у генетических исследований поведения есть свои особенности. Данные одних ученых зачастую не подтверждаются другими — в отличие от работ в остальных областях генетики, где результаты менее проти- 20
шш воречивы. Это связано с тем, что многие формы поведения зависят от большого числа генов и гораздо больше подвержены влиянию внешней среды, чем биохимические и морфологические признаки. Умственное развитие Каждый ли человек может стать если не гением, то хотя бы отличником? Какие ограничения и возможности в развитии интеллекта определяют гены? (<»Г Генетики выявили причины некоторых тяжелых нарушений умственного развития. Причина болезни Дауна — дополнительная 21-я хромосома. А такое тяжелое заболевание, как детский аутизм, при котором ребенок теряет контакты с внешним миром, связано с Х-хромосомой. Известны и другие изменения генома, которые тоже затрагивают развитие интеллектуальной сферы. По разным оценкам, от 5 до 30% детей учатся с трудом или неспособны к усвоению школьной программы. Чаще всего у них встречается неспособность к чтению — дислексия. Понятно, что не может научиться читать ребенок с умственной отсталостью. Но есть дети, которые при нормальном интеллекте не способны усвоить, как соотносятся написанные и произнесенные слова, или плохо различают буквенные и небуквенные символы. Определить, виноваты ли в этом гены, помогло исследование близнецов. В случае монозиготных близнецов оба ребенка страдают дислексией в 84%, для дизиготных совпадение не превышает 30%. Следовательно, нарушение чаще всего имеет наследственный характер. На трех из 23 хромосом человека (на 2-й, 6-й и 15-й) находятся гены, связанные с умением читать. Участки, где эти гены расположены, удалось обнаружить, но сами гены еще не найдены. Мутации в одном из участков хромосомы 6 затрагивают распознавание фонем. А с хромосомой 15 связано чтение отдельных слов. Конечно, столь сложные умения, как чтение или счет, не могут определяться каким-то одним геном: в развитии этих и других интеллектуальных способностей участвуют их комплексы. Понять роль отдельных генов помогают исследования на животных. Нобелевский лауреат Сусуми Тоне- гава, работая в США, получил новую линию мутантных мышей и исследовал их способность к запоминанию. В разных мышиных тестах эти мутанты не отличались от нормальных собратьев, но в опыте, в котором надо было запомнить положение предметов, ока- 21
Родословная семьи, обследованной Г.Бруннером. Зелеными кубиками обозначены мужчины (темными — больные, светлыми — здоровые), а кружочками — женщины зались «двоечниками». МышеР запускали в ванну с непрозрачной водой, где они и плавали, пока не натыкались на спрятанную под водой платформу. Обнаружив отмель, животные не изъявляли желания плыть дальше. Обычные мыши запоминали, где находится опора, после нескольких посещений ванны и, попав в воду снова, сразу же плыли к платформе, чтобы не утонуть. Мутанты не могли справиться с этой задачей даже после десятков повторений. Оказалось, что их «географический кретинизм» связан с мутацией в гене, кодирующем рецептор глутамата — маленькой молекулы, которая передает сигналы в различных отделах мозга. Изменив этот рецептор, удалось получить и мышей-«отличниц». В состав рецептора молодых мышей входит белок NR2B, а у взрослых те же функции выполняет белок NR2A. Исследователи ввели в геном мышей мутацию, в результате которой синтез «юношеского» белка NR2B усилился в несколько раз. Такие мутанты лучше запоминали и распознавали звуки, объекты и их положение в пространстве, быстрее справлялись с тестами, то есть стали «умнее». Дальнейшие исследования генов, определяющих умственные способности, позволят рано диагностировать их нарушения и использовать специальные учебные программы для тех детей, которые в этом нуждаются, а не ждать, когда они безнадежно отстанут от сверстников и у них появятся вторичные эмоциональные проблемы и нарушения поведения. Агрессивность Итак, умные люди и умные мыши могут отличаться генетически от своих менее успешных собратьев. А есть ли гены доброты или агрессивности? На этот вопрос удалось ответить голландскому генетику Гансу Бруннеру. Он исследовал семью, в трех поколениях которой 14 мужчин — дядей, братьев, племянников — совершали неблаговидные или опасные поступки (попытки поджогов, эксгибиционизм tht i т~ь*> цц щ Jiim .i+Г iTV* цт т i Ц ЦЦ т ЦЦ и другие), проявляли импульсивную агрессивность и умственную отсталость, а один из них был осужден за избиение собственной сестры. Исследование началось с того, что одна из женщин этой семьи обратилась к врачу за консультацией, так как опасалась за здоровье своих будущих детей. Изучение родословной показало, что поведение мужчин в этой семье — не просто дурной характер, а заболевание, связанное с Х-хромосомой. Как известно, у мужчин есть одна Y- и одна Х-хромосома, а у женщин —две Х-хромосомы. У мужчин, получивших «больной» ген с Х-хромосомой матери, нет «в запасе» нормального гена, и поэтому заболевание у них проявлялось. Женщины, передавшие ген, при этом были вполне здоровыми (рис. 1). Из крови членов исследуемой семьи выделили ДНК и определили, что у всех больных на участке Х-хромосомы (он называется локус Хр11.23-11.4) находится один и тот же вариант гена. (Гены, кодирующие один и тот же белок, могут немного различаться по структуре. Такие варианты называются аллелями.) В этом локусе расположен ген моноами- ноксидазы А. Этот фермент вместе с другими разрушает вещества, которые передают сигналы от одной нервной клетки к другой, — серотонин, дофамин, норэпинефрин. У всех обследованных больных мужчин из этой семьи в гене моноами- ноксидазы А нашли мутацию: кодон ЦАГ (цитозин-аденин-гуанин), кодирующий аминокислоту глутамин, превратился в кодон ТАГ (тимин-аденин- гуанин) — сигнал остановки синтеза белка. Моноаминоксидаза в клетках не образовывалась, а из-за ее отсутствия содержание дофамина и серотонина у больных было значительно выше нормы. У здоровых мужчин эта мутация отсутствовала, а у женщин — носительниц мутации — вторая Х-хромосома содержала нормальный аллель (вариант) гена и обеспечивала синтез моноаминоксидазы. Работа Бруннера вызвала отклики по всему миру, но найти такую мутацию в других семьях с похожими нарушениями поведения не удалось. Зато ученые смогли воспроизвести склонность к агрессии в опытах на мышах: при введении им в ген моноаминоксидазы А подобной мутации они превращались в безумных убийц и атаковали своих сородичей без всякого повода. Однако сам Бруннер не считает, что он открыл «ген агрессивности». Ведь даже в одной семье у мужчин, имеющих одну и ту же мутацию, степень агрессивности и спектр нарушений поведения значительно различались. Поведение — слишком сложная система, чтобы считать, что какая-либо его форма определяется одним конкретным геном. Донжуаны и верные полевки Интересные данные о влиянии наследственности на репродуктивное поведение получены при изучении двух видов мелких грызунов, похожих на мышей — прерийной и горной полевок. Эти виды внешне почти одинаковы, но ведут они себя по-разному. Самцы горной полевки пытаются спариться с каждой доступной самкой, тогда как самцы прерийной полевки моногамны: выбрав самку, они хранят ей верность всю жизнь, отгоняя от нее других самцов. Исследования показали, что у «женатых» самцов прерийной полевки мозг вырабатывает больше пептидного гормона вазопрессина, чем у одиноких. В то же время ни у самцов горной полевки, ни у самок обоих видов содержание вазопрессина не зависит от семейного положения. Удалось также найти молекулярный переключатель сексуального поведения: стоит блокировать у верных самцов рецепторы вазопрессина, как они превращаются в мышиных донжуанов. Их клетки перестают воспринимать ва- 22
зопрессин, и зверек ведет себя так, как будто он холост и гормона в его крови мало. Различия репродуктивного поведения этих двух видов грызунов связаны с небольшими изменениями в гене рецептора вазопрессина. У человека такой ген тоже известен, однако никто пока не проверял, влияют ли его изменения на супружескую верность. Исследовать репродуктивное поведение людей гораздо сложнее, чем грызунов. Однако и здесь получены некоторые результаты. В 1993 г. в престижном международном журнале «Science» появилась статья американского генетика Дина Хэмера. Его группа изучала роль наследственных факторов в формировании сексуальной ориентации человека и обнаружила, что гомосексуальность у мужчин наследуется сцепленно с участком Х-хромосо- мы, который называется «локус Xq28». Однако эти данные не подтверждены другими исследователями. Гены счастья и тревоги Биологическая индивидуальность человека определяется тем, какие варианты генов находятся в геноме. Для некоторых генов аллели различаются всего лишь одним нуклеотидом, как в случае гена моноаминоксидазы. Для других различия между аллелями составляют десятки и сотни нуклеотидов. Современные молекулярно-генетические методы анализа ДНК позволяют легко тестировать аллельное состояние известных генов, то есть то, какими вариантами они представлены. Для того чтобы понять, имеет ли данный ген отношение к какому-либо признаку, проверяют, есть ли корреляция между аллельным состоянием этого гена и проявлениями признака. Такие признаки, как цвет глаз или группа крови, определить достаточно легко. Сложнее обстоит дело с психологическими характеристиками человека. Некоторые из них — например, уровень тревожности, импульсивность, готовность к согласию или конфронтации — с довольно высокой степенью надежности можно установить по специально разработанным опросникам. Уровень тревожности оказался связан с изменениями аллельного состояния гена, кодирующего белок — транспортер серотонина. Как нашли этот ген? Сначала получили данные, что за такие черты, как тревожность и склонность к депрессии в какой-то мере отвечает наследственность. Эти черты совпадают у большинства монозиготных близнецов. Американский генетик Кен Кендлер определил, что тревожность и склонность к депрессии (их исследовали по отдельности) на 33 — 46% определяются наследственностью. Но когда пересчитали результаты, объединив оба признака вместе, получили более высокие цифры. То есть существует ген (или гены), который приводит к развитию либо тревожности, либо склонности к депрессии. Депрессию лечат лекарствами, действующими на обмен серотонина — вещества, которое передает сигналы от одного нейрона к другому в определенных отделах нервной системы (такие вещества называются медиаторами). Серотонин, поступивший в пространство между нейронами, связывается с белками-рецепторами. Больше всего серотониновых рецепторов в мозге. У людей, пытавшихся совершить самоубийство, часто находят низкий уровень производных серотонина в спинномозговой жидкости. Одновременно с освобождением серотонина происходит и другой процесс: нейрон, только что выпустивший медиатор, поглощает его остатки, не успевшие связаться с рецепторами. Это делает белок, который называется транспортером серотонина (сокращенно — ТС). Лекарства-антидепрессанты усиливают действие серотонина, либо блокируя его разрушение (ипрониазид), либо связываясь с транспортером серотонина и блокируя его обратное поглощение (флу- оксетин, он же прозак). Денис Мерфи (США) и Петер Леш (Германия) исследовали участок, который регулирует работу гена ТС. Этот участок содержит 16 повторяющихся последовательностей из 21 — 22 нуклеотидов. Такие повторы можно сравнить с песенкой, в которой 16 раз повторяется припев с небольшими вариациями. Ученые нашли, что 57% хромосом содержат аллель с 16 копиями повтора, а 43% — с 14 копиями. Различие между аллелями всего 44 нуклеотида. У 32% людей обе хромосомы содержат длинный аллель гена ТС. Уровень синтеза транспортера серотонина у них в два раза выше, чем у тех, чьи хромосомы содержат короткий аллель. Чем выше уровень синтеза ТС, тем меньше времени остается серотонину для того, чтобы подействовать на рецепторы. При изучении корреляции с различными психическими качествами, которые выявляют по опросникам, оказалось, что усиленный синтез транспортера связан с повышенным уровнем тревожности и склонностью к отрицательным эмоциям, высоким уровнем избегания неприятностей. Люди с коротким вариантом гена более оптимистичны и менее тревожны. Сходные данные получили сотрудники Центра психического здоровья РАМН. Они исследовали здоровых людей и больных с нарушениями эмоциональной сферы. Результаты исследования показали, что социальная адап- тированность или, наоборот, асоциальное поведение коррелирует с тем, какие аллели гена ТС присутствуют у человека. Ген транспортера серотонина, конечно, не единственная причина тревожности или спокойствия. На эмоциональное состояние человека прямо или косвенно могут влиять и условия воспитания, и различные жизненные события, и некоторые другие гены. Среди этих генов важную роль играют гены рецепторов дофамина. Дофамин, так же как и серотонин, участвует в передаче сигналов между нервными клетками. Одна из групп нейронов, синтезирующих дофамин, связана с лимбической системой — центром эмоций и удовольствия. Освобождение дофамина в нейронах этой зоны приносит хорошее самочувствие. Если крысы с вживленными электродами могли нажимать на рычаг и замыкать электрическую цепь, они стимулировали эту зону до полного истощения, забывая про пищу и питье. Когда таким электронаркоманам давали бло- катор дофамина, рычаг переставал их интересовать и они возвращались к нормальному крысиному поведению. Избыток дофамина у мышей вызывает непрерывную исследовательскую гиперактивность, а отсутствие приводит к прекращению какой-либо активности — они даже перестают есть и умирают от голода. Один из рецепторов, воспринимающих сигналы дофамина, называется DRD4. Внутри гена этого белка есть участок с последовательностью в 48 нуклеотидов, которая в разных аллелях гена повторяется от 2 до 11 раз. Оказалось, что носители разных аллелей DRD4 отличаются чувствительностью рецептора к дофамину — чем длиннее вставка, тем чувствительность ниже. Тем, у кого обе хромосомы содержат длинные аллели (кодирующие менее чувствительный рецептор), требуются более сильные внешние сигналы для того, чтобы комфортно себя чувствовать. Этим людям нужны большие дозы дофамина, чтобы на него среагировали рецепторы. Чем длиннее ген, тем больше его носители склонны к поиску новых впечатлений — они более любопытны, импульсивны, экстравагантны. Стремление к новизне может проявляться во всех сферах жизни — в частой смене работы, в выборе профессии, свя- 23
1 2 3 4 5 6 7 В 12 3 4 5 6 7 8 12 3 4 5 6 7 8 12 3 4 5 6 7 8 Хромосомы обмениваются участками 12 3 4 5 6 7 8 12 3 4 5 6 7 8 занной с риском, в частой смене партнеров, в стремлении к более разнообразному сексуальному опыту (не влияя на частоту контактов). Человек с большей потребностью в дофамине скорее станет парашютистом или альпинистом или выберет связанную с риском профессию, чем тот, чьи гены позволяют чувствовать себя комфортно без сильных впечатлений. Стремление к новизне определяют с помощью психологического тестирования. По многим психологическим характеристикам супруги могут отличаться, но уровень стремления к новизне в успешных браках часто совпадает. Аллели DRD4 с разной частотой встречаются в разных этнических группах: наиболее распространен аллель с 4 повторами. Следующий — аллель с 7 повторами, он очень часто встречается в Америке D8%) и гораздо реже в Южной и Восточной Азии (менее 2%). Зато там распространен аллель с 2 повторами — у 18% населения, тогда как в Америке и в Африке его почти нет B,9% и 1,7%). Остальные варианты гена значительно более редки. Широкая распространенность во всех этнических группах только трех аллелей гена указывает на то, что они возникли до расселения людей с их исторической прародины. На индивидуальном уровне стремление к новизне не очень важно — лишь бы человек был счастлив. А на видовом эта черта может быть полезна в одних условиях и вредна в других. Длинный аллель будет эффективно передаваться мужчиной, стремящимся к разнообразию и имеющим большее число партнерш, а женщина с коротким алле- лем сохранит его у своих детей, терпеливо ухаживая за ними. Интересно, что гены транспортера серотонина и рецептора дофамина взаимодействуют: короткий вариант первого из них, придающий оптимизм, если он присутствует в клетке в двух копиях, ослабляет действие длинного варианта второго, влекущего к новизне. Различия в темпераменте, связанные с этими двумя генами, могут быть выявлены уже у младенцев двухнедельного возраста. Среда дает не меньший, чем гены, а, скорее всего, больший вклад в формирование этих черт. Можно иметь «счастливые» гены и чувствовать себя ужасно. Когда ум короче, чем жизнь Взаимодействие генов и среды иногда сравнивают с карточной игрой — хороший игрок может выиграть и с плохими картами. Чтобы помочь человеку сохранить здоровье и ясный ум от рождения до глубокой старости, надо хорошо понимать, как гены портят нам жизнь. Например, мутации в генах, связанных с развитием старческого слабоумия, сильно усложняют и отягощают жизнь не только самих больных, но и их близких. Одно из самых тяжелых заболеваний, для которого найдены определяющие его развитие гены, — болезнь Альцгеймера (см. «Химию и жизнь», 1998, № 1, с.23). Это болезнь людей преклонного возраста, хотя она может проявиться уже в 30 лет. Самые первые ее симптомы — странности в поведении. Как правило, зто забывание недавних событий или неспособность совершать привычные действия (например, одеваться). Болезнь неуклонно прогрессирует — у человека часто и без причины портится настроение, он перестает узнавать близких и даже самого себя в зеркале, и через несколько лет после начала заболевания умирает, находясь к тому времени в тяжелом беспомощном состоянии. Среди естественных причин смертности болезнь Альцгеймера стоит на четвертом месте. В мозгу больных обнаружены мелкие, размером с просяное зерно, бляшки, состоящие из так называемого амилоидного белка. Бляшки окружены дегенерирующими нейронами. У большинства людей к 80 годам образуется некоторое количество таких бляшек, в частности в областях мозга, важных для памяти. Выяснение механизма их образования при болезни Альцгеймера многое сказало бы о причинах сходных изменений памяти и интеллектуальных способностей у пожилых людей. Для того чтобы понять молекулярные механизмы болезни и разработать соответствующее лечение, необходимо знать, каким образом нарушены функции больных клеток — как изменены белки и кодирующие их гены. Сначала внимание ученых привлекла хромосома 21. Дело в том, что при синдроме Дауна, когда у человека от рождения имеются не две, а три копии хромосомы 21, наблюдаются такие же нарушения в мозге, как при болезни Альцгеймера, только развиваются они гораздо раньше. Действительно, на этой хромосоме был найден ген, кодирующий амилоидный белок. Но мутации в этом гене есть лишь у очень небольшой части больных. Значит, должны быть другие гены, мутации в которых приводят к болезни. Один из авторов этой статьи, Е.И.Рогаев с зарубежными коллегами и сотрудниками Научного центра психического здоровья РАМН провели серию исследований и установили, что ген находится на хромосоме 14. Был использован самый современный метод поиска генов — позиционное клонирование, которое позволяет найти ген, даже если о его положении в геноме ничего не известно. Метод основан на явлении сцепления генов. Напомним, что гены передаются потомству не поодиночке, а группами. Во время одного из делений, предшествующих образованию половых клеток, гомологичные хромосомы обмениваются между собой фрагментами, в которые обычно входит много генов (см. рис.2). Говорят, что такие гены передаются сцеп- ленно. Чем ближе друг к другу они расположены в хромосоме, тем с большей вероятностью перейдут к потомкам вместе. Кроме того, в хромосомах есть маркеры — известные гены или незначащие последовательности ДНК, которые легко обнаружить экспериментально (см. «Химию и жизнь», 1998, № 4, с.27). Положение маркеров на хромосомах установлено, и, если удастся обнаружить, какие маркеры передаются больным, можно считать, что половина дела сделана — найден участок хромосомы, в котором находится искомый ген. Сначала из крови больных и их здоровых родственников выделили ДНК и определили, что у всех больных есть общий участок хромосомы 14 (на рис. 3 он указан в большем масштабе). Затем исследователи выявили, с какими маркерами сцеплен искомый ген. Для того чтобы найти в этом районе сам ген, были использованы банки генов. Так называют фрагменты 24
1.Установлено, что ген БД находится на хромосоме 14 гена БД с наркерамм D14S53D14S42 .В банке генов найдены фрагменты хромосомы 14, D14S61 D14S76 D14S43 D14S77 D14S277 D14S268 изучаемому участку 4.Проанализированы участке гены н среди них найден ген пресенилина-1 3 На рисунке перечислены этапы поиска гена пресенилина генома, встроенные в молекулы ДНК (такие молекулы называют векторами), чтобы их можно было легко размножить в клетках дрожжей или бактерий. В банке генов человека были найдены фрагменты хромосомы, соответствующие исследуемому участку. Их анализ позволил более точно определить район (он указан стрелкой на рисунке), в котором должен находиться искомый ген. Все гены из этого района — а их там несколько десятков (на рис. 3 они обозначены короткими черточками) — выделили и установили их полную нуклеотид- ную последовательность. В одном из них были найдены мутации, встречающиеся только при болезни Альцгей- мера. Очень похожий ген обнаружили на хромосоме 1. Гены эти назвали пресенилинами. Люди с такими мутациями пресенилинов заболевают к 30 — 60 годам, и никакие условия среды, к сожалению, не могут предотвратить или остановить болезнь. Еще один ген, влияющий на развитие болезни Альцгеймера, найден на хромосоме 19. Он кодирует белок аполипопротеин Е, который участвует в транспорте жиров. Видимо, он связан с регенерацией нервных тканей. Показано, что присутствие одного из аллелей этого гена — аллеля е4 — неблагоприятно для восстановления нервных тканей после травм головы (например, у боксеров), анестезии или инсульта. Выявление генов болезни Альцгеймера дает возможность диагностировать ее еще до появления каких-либо симптомов и даже до рождения ребенка. Кроме того, выяснив механизм развития заболевания, можно будет разрабатывать новые лекарства, которые действуют на причину болезни, а не на симптомы. Для этого работу мутантно- го гена изучают на специально полученных культурах клеток и трансгенных животных. В таких экспериментах можно подобрать препараты, которые влияют на разрушительное действие му- тантных генов — например, останавливают гибель клеток. В последние годы получены данные и о генах, связанных с другими нарушениями памяти, сознания и эмоциональной сферы. Известы гены, мутации в которых вызывают эпилепсию, болезнь Гентингтона и другие. Ведутся генетические исследования рассеянного склероза, шизофрении и маниакально- депрессивного психоза. В геноме человека от 80 до 100 тысяч генов. Совсем немного, один-два года, осталось до того дня, когда завершится проект их расшифровки. Станет известна структура этих генов и их положение в хромосомах. К сожалению, не так скоро удастся разобраться в том, что делает каждый из генов в организме. И все же из статьи видно, что и эта задача понемногу решается, причем в такой сложной области, как человеческая психика. Примеры того, как гены влияют на поведение, интеллект, память, пока не очень многочисленны. Их становится все больше, однако в целом, как и в какой мере гены определяют психику человека, до сих пор не вполне ясно. Ф.СП-1 Министерство связи РФ ГПС «Моспочтамт» АБОНЕМЕНТ на журнал Химия и жизнь --" XXI век 88763 (наименование издания) (индекс издания) Количество комплектов: 1 Куд 2 а на 2000 3 4 год по 5 6 7 месяцам 8 9 10 11 12 (почтовый индекс) (адрес) Кому (фамилия, инициалы) Куда ПВ Доставочная карточка -резеду место литер. на журнал 88763 Химия и жизнь -~~ XXI &ек (индекс издания) (наименование издания) Стоимость на 2000 руб. коп. Количест-1 во комп- лектов ГОД П О месяцам 91 10 8 11 12 (почтовый индекс) (адрес) Кому (фамилия, инициалы)
Научно-производственная фирма Предприятие «СЕРВЭК» — разработчик и изготовитель экспресс-средств для измерения концентраций вредных и токсичных веществ. Эти приборы необходимы в следующих случаях: санитарно-химический контроль воздуха рабочей зоны; контроль промышленных выбросов в атмосферу; контроль производственных и технологических процессов; химическая разведка, контроль СДЯВ; анализ проб почвы, воды, воздуха в случаях чрезвычайных ситуаций при химических и экологических авариях; геологическая разведка; химический контроль на пожаро- и взрывоопасных объектах. Предприятие изготавливает и реализует экспресс- средства для измерения концентраций вредных и токсичных веществ в аэрозольном и капельно-жид- ком состояниях. Выпускает широкий спектр тест- билетов на основе индикаторных бумаг для контроля и анализа водных и воздушных сред. Выпускает и реализует средства отбора и подготовки жидких и воздушных проб на основе волокнистых углеродных сорбентов типа (Карбон). Третья Международная выставка-ярмарка 198020 С.-Петербург, ул.Бумажная, д. 17; тел.:(812I86-40-44, 186-54-86, 252-76-63, 252-43-34 факс:(812I86-40-44, 186-54-86, 252-76-63 Телетайп: «ХИ1МАН». E-mail: SERVEK@wp1us.net родит более 100 наименований (ИТ) для измерения в широком эаций СДЯВ (аммиак, арсин, аце- 1ин, бензол, бромистый водород, ат гидразин, ДДВФ, дизельное топ- йн, диоксид серы, диоксид углерода, Фосген, диэтиламин, диэтиловый эфир, карбо- кислород, ксилол, масло аэрозоль, метанол, ме- пмеркаптан, несимметричный диметилгидразин, нитроглицерин, озоЯМ^щ углерода, оксиды азота, ртуть пары, сероводо()од1^т1бин, стирол, тетрахлорметан, толуол, уайт-спирит.^^яросин, уксусная кислота, углеводороды нефти, ф%|ДК^формальдегид, фосген, фос- фин, фтористый водфоКфурфурол, хлорбензол, хлористый водород. хлорйЛКьЫвВДлен, хлороформ, хлорофос, хлорциан/циатзетьйи^шюд, этанол, этил- меркаптан). ИТлггвт^^^Е^^^^Ь*словиям РЮАЖ ваны и заре- средств из- составе с (снабжен- 098, ав- 1и (типа ойства- +415522, гистри| мерени* ручныярт ным эл)е томате* УПГК4 и ми (Тип^ПЭ). 1 апреля 2000 года Москва, ВВЦ, павильон № 5 «ИННОВАЦИИ-2000. НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ХИМИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ» По вопросам участия в выставке обращаться: 129223 Москва, пр. Мира, ВВЦ, строение 2. Тел.: @95) 181-90-44, 181-97-71, 974-61-44. Факс: @95) 974-71-96. www.rusexpo.com; e-mail:admin@rusexpo.com 103905 Москва, Тверская, 11, Миннауки России. Тел.: @95) 229-97-34, 202-15-63. Факс: @95) 229-97-34, 202-53-18 E-mail: comm@arc.extech.msk Уважаемые двмы и господа! Министерство науки и технологий Российской Федерации, Государственное акционерное общество «ВВЦ», Выставочный комплекс ВВЦ «Наука и образоаание» приглашают вас принять участие в Третьей Международной выставке-ярмарке «ИННОВАЦИИ-2000. НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ХИМИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ», проводимой в рамках Межведомственной программы активизации научно-технической деятельности 1998—2000 гг. Тематические направления выставки НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ХИМИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ: — металлы и сплавы; — керамические материалы; — композиционные материалы; — стекломатериалы; — полупроводниковые материалы; — мембраны и мембранные технологии; — малотоннажные химические продукты — катализаторы; — лакокрасочные материалы; — эластомерные композиции и резинотехнические изделия. Покрытия на основе новых материалов. Технологии получения новых материалов и химических продуктов. Химия и технология переработки возобновляемого растительного сырья. Химия и технология чистой воды. Экологическая безопасность производства и применения новых материалов и химических продуктов. В рамках выставки предполагается программа деловых мероприятий. 26
or V # i& ила-была речка Алгачка. Она поила людей, кормила их рыбой, в жаркий день охлаждала разгоряченные тела и дарила радость. Но однажды люди начали выбрасывать мусор в реку. И очень скоро Алгачка превратилась в грязный, зловонный поток. А потом пришли дети вместе со своей учительницей и начали чистить речку и берега — руками, ведрами, граблями, лопатами выбирали мусор, закапывали его, а по всему берегу сажали цветы и кусты шиповника. И у людей уже не поднималась рука бросать в реку мусор. А через шесть лет Алгачку было не узнать. Вышла как-то вечером на берег реки старушка и заплакала — она увидела речку своего детства, чистую, прозрачную, в которой плескалась рыба. Это не сказка, а правда. Школьники средней школы-интерната Тункинского района Бурятии вместе со своей учительницей химии и биологии Надеждой Владимировной Домышевой действительно спасли свою любимую речку. А узнали мы об этом только благодаря Всероссийскому конкурсу учебно-исследовательских экологических проектов школьников «Вода на Земле». С рассказом об этом конкурсе вы сейчас и познакомитесь. Материал подготовлен по заказу организатора конкурса Ассоциации по химическому образованию. 27
Хранители ВОДЫ _дй- колько таких речушек Алгачек в России? Тысячи, десятки тысяч. И каждая из них несет самое необыкновенное вещество на Земле — воду, которая дает жизнь. Значит, надо беречь и холить эти источники и вместилища бесценной влаги — родники и ручьи, реки, озера и пруды. Скажете, все это смахивает на пустую риторику? В самом деле, сегодня разве что ленивый не рассуждает на экологические и природоохранные темы, а толку- то. Верно, в разговорах немного толку, хотя и они нужны. Но куда нужнее человек, который однажды скажет: «Хватит болтать, давайте займемся делом». И отправится с ребятишками на реку, чтобы изучать ее и помогать ей. Вы не поверите, но таких людей в России много. Только мы знаем несколько сотен истинных хранителей воды, потому что на Второй Всероссийский конкурс учебно-исследовательских экологических проектов школьников поступило 257 работ. А это значит, что 257 водоемов у нас уже под присмотром, а на самом деле — еще больше. , В Ассоциацию по химическому образованию, которая проводила конкурс, корреспонденцию приносили в больших бумажных мешках. Ведь каждый отчет — это пухлая папка с материалами, рисунками, стихами, сказками, плакатами. Это богатство, казалось, падавшее с неба, покрывало всю территорию России от Камчатки до Калининграда. Тында, Вологда, Кемерово, Тула, Лесоси- бирск, Петрозаводск, Нальчик, Саратов... Практически не было ни одной области России, откуда не поступила бы работа на конкурс. Все это предстояло внимательно прочитать, отре- А.КУСьеЬо 1% 28 ft к Ta-TapuhOKo цензировать и представить к награждению. Это была редкая для нынешней России ситуация, когда приходилось выбирать лучших из лучших. Так получилось, что экология, еще недавно скромный раздел биологии, стремительно выросла в огромную отрасль знания и стала сегодня основой мировоззрения нынешних и будущих поколений, программой образа жизни. Теория теорией, но как внедрить в сознание каждого из нас, что твой дом не ограничивается 36 квадратными метрами и 6 сотками, за пределами которых можно делать все что угодно — вытряхивать ковры на лестничной клетке, бросать мусор в лесу возле дачи, мыть машину в реке? Как объяснить, что наш дом — это все вокруг, что мы в ответе за все, что происходит, потому что мы дышим одним воздухом и пьем одну воду? В этом смысле самое безнадежное — среднее поколение: у него полно забот, суеты, излишних потребностей, а главное — сложившихся привычек. А вот наши дети куда понятливее, отзывчивее. Они хотят все знать, делать своими руками и чувствовать себя причастными, они азартны. И многое объяснить им гораздо проще. Но ведь очень скоро они станут взрослыми, причем теми настоящими взрослыми, которые ответственно и осознанно будут забо-
титься об окружающем его мире. Так родилась идея конкурса «Вода на Земле», которая принадлежит Валентине Митрофановне Назаренко, доктору педагогических наук, академику РАЕН. Суть проста — предложить школьникам под руководством взрослых (учителей, родителей, научных сотрудников, представителей природоохранных ведомств, сотрудников заповедников) самим исследовать любой водный объект на своей родине, поставить ему диагноз и попытаться что-то сделать, чтобы исправить ситуацию. Цель конкурса — научить подростков докапываться до сути, принимать ответственные решения, планировать свои действия и добиваться результата. Цель была достигнута. Такого количества искренних детских писем, исполненных любви к своей малой родине, мы не видели никогда. А любовь — это ответственность. Но так думаем мы, взрослые. А что же наше подрастающее поколение? Разделяет ли оно точку зрения взрослых? Вот что написала Карина Лиго- стаева (Химико-биологический лицей, гор. Киров): «Мы действительно сомневались, что наши исследования и поиски кому-то необходимы, полезны, что результаты нашей игры могут что-то изменить или исправить. Но уже на первом маршруте мы поняли, что участвуем не в игре, а в серьезном мероприятии по обнаружению человеческих ошибок. Перед нами открылись ужасные факты человеческой безалаберности. Получается так, что стремящийся обеспечить себе безбедное существование человек отнимает у Земли все лучшее, что она имеет, а взамен, вместо внимательного ухода и охраны, отдает ей отходы своего производства. Удивительно, но факт, что человек бессознательно делает все возможное, чтобы его дети и внуки не увидели цветов, деревьев и трав, чистых рек и многого другого, жили бы бок о бок с безобразными свалками, умирающими реками, увядающими цветами и прятались от некогда живого дождя. Наверное, если бы не эта практика, мы бы по-прежнему относились к экологическим проблемам как к чему-то отвлеченному, оторванному от нашей реальной жизни, как будто охрана окружающей среды ограничивается только книгой или школьным помещением. Мы никогда еще не предпринимали активных действий в таком масштабе. А этим летом мы ощутили всем сердцем свой дом и у нас появилось желание оберегать его». Конкурс проводила Ассоциация по химическому образованию во главе с Еленой Сергеевной Ротиной. Эта небольшая общественная организация выполнила огромную работу, с который не справилось бы иное министерство. Наверное, все получилось потому, что здесь нет бюрократии и волокиты - только здравый смысл и уважительное, если не трепетное, отношение к созидательному труду. А еще Ассоциация сильна друзьями. Кто бы тратил бесплатно свое время на чтение и рецензирование работ, поступивших на конкурс? Поэтому имеет смысл назвать членов жюри: Н.Н.Моисеев, академик РАН, председатель жюри; В.М.Назаренко, заместитель председателя жюри; Е.С.Роти- на, директор Ассоциации по химическому образованию; Н.В.Кутафина, ответственный секретарь конкурса; В.И.Бейгуленко, заместитель начальника Управления государственного контроля, экспертизы и охраны природных ресурсов Министерства природных ресурсов РФ; А.В.Жердев, кандидат биологических наук; Д.М.Жилин, кандидат химических наук; В.А.Коробан, доктор химических наук; Г.П.Сапожникова, кандидат биологических наук; Н.Ф.Церцек, ведущий специалист Госкомэкологии России; В.А.Самкова, кандидат педагогических наук; В.А.Кузнецова, главный специалист Госкомэкологии России. Трудность работы жюри состояла в том, что проекты надо было оценивать 'комплексно. Ведь каждый коллектив не только исследовал водный объект с помощью тех или иных методик, он делал прогнозы, составлял программу практических действий и 1* *
старался ее выполнить. Ребята занимались пропагандистской работой, взаимодействовали с местными природоохранными органами, проводили разъяснительную работу с населением, а еще изучали историю, культуру и традиции своего края, писали сказки и пьесы, рисовали рисунки и плакаты, фотографировали и снимали фильмы. Ну и кто из них лучше? Каждый хорош по-своему и в чем- то сильнее других. Причем по условиям конкурса вовсе не обязательно было делать все исследования и работы, которые были предложены. У всех разные возможности, поэтому каждый выбирал себе то, что мог осилить. «Ознакомившись с условиями конкурса, мы выбрали из предложенных те мероприятия, что под силу нашему небольшому коллективу, а именно — просвещение населения по общим вопросам экологии и бережного отношения к водным ресурсам в частности. Мы выступили в восьми населенных пунктах с концертами, в которые включили песни о воде, природе, а между песнями вставили текст познавательного и пропагандистского характера». Справедливости ради надо сказать, что этот небольшой семейный коллектив «Ригель» (мама, О.Г.Борисова, и два сына из 7-го и 9-го классов) из Заводоуковска Тюменской области еще и консультировал население, как правильно очищать воду, чтобы ее можно было пить. Они обследовали реку Ук, вместе со своими друзьями прошли по ее берегам и убрали мусор — что закопали, а что и сожгли. А главное — разработали план детского парка «Тайга», который Слышу я природы голос, Порывающийся крикнуть, Как и^де она боролась, Чтоб из xave* _ " Может быть, и не во имя Обязательно нас с вами, Но чтоб стали мы живыми Мыслящими существами. И твердит природы голос: — В вашей власти! В вашей власти, Чтобы все не раскололось На бессмысленные части! Маша Петрова, 12 лет jr- Г А 1 mZJgrSU решили посадить своими руками вместе со школьниками и их родителями из Заводоуковска. Зато работа «Увидеть реку» (Юношеское экологическое объединение при гимназии № 62 и Центре детско-юношеского туризма, Кемерово, руководитель О.Л.Новиков) выполнена с размахом, что и понятно. В списке только активных участников проекта — 20 учащихся и выпускников гимназии, учителя географии, биологии, экологии, экономики и физкультуры. Объектом исследования стал 150-километровый участок Томи с притоком Тайдон между Новокузнецком и Кемеровом. «Свой выбор мы объясняем тем, что живем на нашей реке, отдыхаем, получаем из нее воду для питья и нам /W^f" JxmuL_ 4 не безразлично будущее реки, потому что оно связано с нашим будущим. Именно на этом участке реки существует угроза ее уничтожения. И на этой территории мы видим реальную возможность помочь людям, не навредив реке». Интересно, а как они исследовали столь протяженный участок Томи — 150 километров? Оказывается, на надувных катамаранах «от Дж. Сороса», которые были куплены на средства, выделенные Институтом «Открытое общество». Просто невозможно перечислить Стояла пасмурная погода. Мы собирали лодку и готовились к отплытию. Дядя Валера и папа Женя загружали рюкзаки. И вот долгожданная минута - лодка, покачиваясь на волнах, тихо отплывает от берега. Мы уселись поудобнее, достали бинокль и стали осматривать берег. Вдруг лодка свернула и пошла прямо к скалам. Мы с недоумением смотрели то на дядю Валеру, то на берег. «Медведь», — только и молвил он. И правда — по крутому косогору взбирался небольшой медведь. Славик, Вася, Витя и я буквально вырывали бинокль друг у друга. Это была моя первая встреча с медведем. Дальше мы доехали без приключений. Первым делом мы разгрузили лодку, полюбовались на водопад и хотели поставить чай, но вдруг ока-
все исследования, которые провели участники проекта. Кажется, природа Среднего Притомья, включая Томь с притоком Тайдон и уникальные леса, изучена и описана до мельчайших деталей, то есть выполнены гидрологические, гидрохимические, геоботанические, ихтиологические, демографические и прочие исследования. Подробно описана история края, анализ хозяйственной деятельности на ее берегах реки. Однако этот большой проект имеет огромное социальное значение. Во- первых, участники проекта показали и доказали, что вода в притоке Тайдон на удивление чиста, ее можно пить без какой-либо предварительной очистки. И это при том, что Томь очень грязная сегодня. Вме- yt ц/ сте с академиком ' ^ О.Д.Алимовым коллектив 4 7>Ъ /уд ■о разработал программу «Чистую Вясе*&/6 воду Тайдона — городам Кузбасса», согласно которой жители Ленинск- Кузнецка, Полысаева, Кемерова и Юрги будут обеспечены этой чистой питьевой водой, если построить на Тайдоне водозабор и подавать воду по трубам. А второй важный вывод связан с болезненной для исследователей темой — Крапивинским гидроузлом. Этот недостроенный на Томи гидроузел предназначался для разбавления и отстоя грязных вод, смыва залповых сбросов в Северный Ледовитый океан и побочной выработки электроэнергии. К счастью, в 1989 году деньги кончились и стройка остановилась. К этому моменту под ложе водохранилища было уничтожено более 40 тысяч га ценных хвойных лесов и более 20 деревень, потрачено около 300 млн. долларов, хотя успели построить лишь 30% задуманного. Казалось бы, дело прошлое. Однако сегодня есть люди, которые хотят возобновить работы на Крапивинском гидроузле, несмотря на решение Государственного экспертного совета о нецелесообразности стройки. Исследования ребят подтвердили, что если водохранилище достроить, то это приведет к вторичному загрязнению и без того нечистой Томи, увеличит количество смоговых дней, уничтожит реку как традиционное место отдыха. Хранители воды не хотят, чтобы Томь использовали как канализационную канаву и чтобы территория гидроузла стала уни- тазным бачком для Г смыва возможных залповых выбросов химических заводов в реку Обь и Арктический бассейн. О результатах своих изысканий юные исследователи рассказали везде, где -^-т :^>^* ^А-' залось, что никто не взял заварку. Мы уже хотели было пить воду, но тут Вася Князев подал хорошую идею. Дело в том, что вокруг росло множество бадана и смородины. Напившись чая, который мы так и назвали «Княжеским», мы вышли на разведку. Мы разобрали целых две кучи мусора, обожгли металлические банки, а пластиковые бутылки собрали в мешки. Потом снова поднялись по речке и занялись благоустройством родничка, который мы обнаружили рядом с водопадом. А затем, сидя у костра и попивая «Княжеский» чай, мы придумали для этого родничка название «Хранитель Корбу». Но самое интересное произошло со мной позже. Я оставил у себя в кружке немного чая, чтобы отнести в подарок за приют Лесовичку. Еще издали приметил место, где меньше всего повалено деревьев. Шел аккуратно. Смотрел под ноги. Не увидев там ничего подозрительного, я попросил у Лесовичка прощение за то, что здесь так много поваленных деревьев. Со словами «Прими мой подарок» я выплеснул чай. Что-то ударило меня по ногам. Я посмотрел и вскрикнул от удивления и восторга - у ног лежала небольшая кедровая шишка. Она и сейчас лежит передо мной и напоминает мне о том, как мы ездили в устье Корбу, чистили берег, обустраивали родник и долго думали, как его назвать. И конечно же вспоминаю Лесовичка. Мне кажется, это и был хранитель Корбу. Кирилл Веселовский, 11 лет, поселок Яйлю Взрослые игры детей Работа, которую выполнили школьники в рамках Всероссийского конкурса «Вода на Земле», чрезвычайно важна и полезна во многих отношениях. Прекрасные отзывы от руководителей местных природоохранных служб - это не формальные отписки, а настоящее признание высокого профессионального уровня выполненных исследований. Методы биоиндикации водных объектов, когда по видовому и численному составу живых существ определяют благополучие реки или озера, мы только начинаем включать в планы работы наших природоохранных служб. А школьники активно использовали этот простой и весьма информативный метод и уже собрали бесценную информацию, которая необходима для природоохранной деятельности. У наших детей есть несомненное преимущество перед взрослыми, чиновниками — они свободны в том смысле, что на них не лежит груз бумаготворчества и бюрократии, они полны искреннего интереса и желания узнавать и делать. Поэтому их работа эффективна и не требует больших средств. «Игры» детей оказались куда более полезными, чем «игры» взрослых. Поэтому мы заинтересованы в укреплении сотрудничества с такими коллективами, учителями и школьниками. Вместе мы сможем сделать очень много. Пять лет наши службы работали практически без финансирования. Только сейчас появляются средства, часть из которых, я очень надеюсь, мы сможем выделить для поддержки таких коллективов. Но главная польза конкурса «Вода на Земле», который сумел привлечь к работе огромное число коллективов по всей России, - это то, что наши дети получают бесценный опыт корректного и деликатного общения с природой. Из них вырастут правильно воспитанные люди будущего, которым предстоит сберечь окружающий нас мир. Вот уж они-то никогда не плюнут в колодец. Николай Николаевич Михеев, первый заместитель министра Министерства природных ресурсов РФ
только смогли, — на депутатских слушаниях Законодательного собрания Кемеровской области, на съезде инженеров Кузбасса, на радио России, в СМИ (более десятка публикаций). Более 100 видеокассет со своими видеоматериалами они распространили среди госчиновников, ученых, общественных организаций, учреждений культуры и образования. «Мы увидели реку. Мы показали ее другим. Но пока существует угроза уничтожения Томи, точку ставить рано...» Очень хороша своей обстоятельностью работа из Тульского областного эколого-биологического центра учащихся. Небольшая группа из семи старшеклассников в течение трех лет вела наблюдения за 27 малыми реками (в том числе за 10 реками — впервые) в окрестностях Тулы (руководитель Т.П.Ихер, научный консультант — доктор биологических наук Л.Ф.Тарарина). За основательностью и корректностью научных исследований водных объектов сразу угадывается сотрудничество школьников с Тульским государственным университетом и Тульским центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Юные исследователи применяли методы биоиндикации, когда по видовому и количественному составу простейших организмов, населяющих водоем, можно судить о его благополучии. Кстати, методы Ы" & Озера На свете много есть морей и океанов, Их бороздят стрелою корабли, Но мне милей их быстрых караванов Озера дорогой моей земли. Озера не бескрайни, словно море, И нет здесь штормовых ветров и бурь, Но зто чуть колышущее поле Скрывает золотистую лазурь. Средь мелких волн играет солнца луч, Мелькают шаловливые барашки, Бесшумно набегают сонмы туч, И замолкают пуганые пташки. Леолько Анна 9 класс, Медико-технический лицей, Самара А биоиндикации признаны как самые удобные, простые и информативные для полевых исследований. Но из этой работы мы узнали о двух оригинальных методиках, которые смогут использовать все желающие. Одна из них связана с определением восстановленности(окисленности) среды в донных отложениях с помощью фотобумаги. Метод основан на восстановлении бромистого серебра, содержащегося в эмульсионном слое фотобумаги, веществами-восстановителями из тех самых донных отложений. Чем интенсивнее черно-бурые пятна металлического серебра на бумаге, тем выше восстановленность донного грунта в местах контакта с фотобумагой. Но поскольку восстановительные условия в донном грунте создают анаэробные микроорганизмы, фотобумага регистрирует уровень их активности, то есть способность речной экосистемы к самоочищению. Другая не менее интересная методика связана с контролем за процессом очищения донного грунта от белкового загрязнения, то есть контролем активности протеолитических ферментов в иле. А делают это с помощью рентгеновской пленки. Ведь она покрыта эмульсией, содержащей коллаген, то есть белок. Если такую пленку погрузить в ил с активными ферментами, то они заодно съедят и белок эмульсии и пленка облысеет. Если же активность ферментов подавлена, скажем, тяжелыми металлами или другими токсикантами, то эмульсия будет меньше повреждена или вовсе не тронута. При малой активности ферментов пораженные участки видны в виде точек и разрозненных матовых пятен. Столь обстоятельный исследовательский труд не мог не получить высокую оценку профессионалов. «Ком- Сказка о нефтяной рыбке *. Елена Наливкина, 5 класс, средняя школа №15, Мурманск & Жили-были старик со старухой у синего озера. Забросил дед в воду невод, и пришел невод обратно не с одною тиной, а еще и с ржавыми банками, пластиковыми пакетами и прочим мусором. Закинул невод во второй раз - выловил рваный башмак и лысую шину. В третий раз, как и полагается, попалась старику рыбка. Да не простая, а, известное дело, золотая. И заговорила она человеческим голосом. Но вот чудо - не стала рыбка просить: «Отпусти меня, старче, обратно!» А попросила: «Кинь меня в чистую воду, в аквариум, а за это я сослужу тебе любую службу. Не хочу сделаться рыбкой нефтяной, а хочу остаться рыбкой золотой».
/9 * i плексныи подход к изучению малых водотоков позволил авторам получить достоверные данные о состоянии речных экосистем. Это единственный источник информации о гидробиологическом состоянии рек нашей области, поскольку контролирующими ведомственными службами таких исследований не проводится». Это фрагмент из рецензии на работу, подписанной не кем- нибудь, а самим начальником Тульского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. А вот деятельность Смоленского спортивно-экспедиционного клуба «Ви- кинг-Нево» сильна другим. Здесь школьники вместе с учителями, студентами и преподавателями вузов составили 59 паспортов на памятники природы Смоленщины, 27 из которых — водные (научный координатор экологической деятельности клуба — кандидат географических наук В.А.Шкаликов). В Смоленской области зарегистрировано 124 памятника природы — уникальные озера, истоки рек, родники. Но зачастую даже местные жители о них ничего не знают. На большинство памятников природы нет никакой документации ни в местных органах власти, ни в комитетах по охране окружающей среды. Их названия и районы расположения можно с большим трудом найти лишь в специальной литературе. Понятно, что ни о какой охране этих природных объектов, отнесенных к особо охраняемым территориям, и говорить не приходится — что охранять-то? Работу составить паспорта на памятники природы, то есть описать их, дать карту места, где они расположены, обследовать эти объекты природы и дать рекомендации по их охране, взял на себя «Викинг-Нево». Следопыты работали небольшими группами из пяти-шести школьников, одного-двух студентов и одного преподавателя. Собранные материалы подлежали строгой экспертизе координатора проекта, а затем их надо было защищать на конференции. Подготовленные по форме паспорта были утверждены решением коллегии Облкомприроды. «Паспортизация памятников природы Смоленщины, проводимая клубом «Викинг-Нево» с 1996 г., является задачей государ- 'Й5 *г Счастье России в том, что она обладает такими великими реками, как Волга, Обь, Енисей, Лена. Их грандиозные русла, вся гидрографическая сеть полностью, от истока до устья, укладываются на территории одной страны, и в этом ее уникальность. Нет больше в мире таких счастливых стран. Россия сказочно богата водными ресурсами. На нашей территории запасено 25 кубических километров пресной воды. Поэтому мы никогда не будем испытывать жажды. Но этот божественный дар природы накладывает на нас огромную ответственность. Ведь, по существу, эти реки рождаются на наших глазах, растут, достигают зрелости, от истоков через всю территорию проносят свои воды и впадают в Мировой океан. Как они чувствуют себя, что они уносят с собой из России в океан, тем самым влияя на климат всей планеты? Мы должны знать ответы на эти вопросы, чтобы создать нашим великим рекам комфортные условия. Но для этого одних законов и мероприятий, которые проводят природоохранные органы и ведомства России, недостаточно. Самочувствие рек, озер и родников во многом зависит от каждого из нас, кто эту воду пьет, льет, не задумываясь, и загрязняет. Водопроводы создали иллюзию доступности и неограниченности водных ресурсов. А сложившаяся практика водопотребления и вовсе девальвировала ценность этого Божьего дара. В самом деле, если мы моем посуду под краном на кухне, то почему бы тогда не мыть свою машину в реке или на водохранилище, не сбрасывать помойку в озеро или реку? Действительно, вода не только поит всех нас, но и умывает всю планету - весенними дождями, паводковыми водами. У нее очень много работы, а мы добавляем еще. Вот почему с каждым годом получать чистую воду, которая поступает в наши водопроводы, становится все труднее и дороже. А между тем в давние времена в России к воде относились со священным трепетом. На источниках строили храмы, на святых источниках выросли Липецк, Ростов, Сергиев Посад, да и большинство городов строили у воды. Как нам вернуть это бережное, с элементами святости, отношение к воде? Нас, взрослых, многому смогут научить дети. Они тоньше и лучше чувствуют природу, они еще не так эгоистичны и под умелым руководством учителя быстрее станут настоящими хранителями воды и будут контролировать взрослых, чтобы не лили воду впустую, чтобы не мыли машины в реках и озерах, чтобы не сбрасывали туда что попало. Поэтому такой всероссийский конкурс, как «Вода на Земле», чрезвычайно важен. И то, что в нем участвовали детские коллективы почти из всех регионов России — это блестящий результат, который дает нам надежду. Алексей Филиппович Порядин, профессор, первый заместитель председателя Госкомэкологии России
ственной важности! Сведения, занесенные в паспорта, являются основными кадастровыми характеристиками на эти особо охраняемые природные территории». Такова оценка председателя Госкомитета по охране окружающей среды Смоленской области В.Божкова. Проект «Экологическая экспедиция Шерна» Ногинской городской станции юных туристов (руководитель И.А.Ку- динова) интересен тем, как была организована работа. В течение трех лет, с 30 июня по 8 июля, в междуречье Клязьмы, Шерны и Плотни открывается полевой экологический палаточный лагерь, где собираются 80 школьников (от 10 до 16 лет) и 10 взрослых — учителя, научные сотрудники, работники экологических служб города. Лагерь, как и положено, живет по строгому распорядку дня и своему уставу. Кстати, любопытно было найти среди законов лагеря указания, что можно и чего нельзя. Нельзя, например, скучать, скрывать свое плохое самочувствие, грубить друг другу и не использовать время лагеря для приобретения новых знаний, умений, навыков. (Разумеется, там были строгие пункты, связанные с техникой безопасности и нормами поведения.) А что можно? Жить весело, интересно и полезно для себя; искать ответы на все интересующие вопросы; обращаться с любой просьбой, предложением, вопросом к любому взрослому; петь, рисовать, хохотать; высказывать свое мнение и свои замечания; радовать себя, друзей и педагогов своими личными успехами; познавать и делать открытия. Что касается познания и открытий, здесь все продумано. Каждый отряд в лагере получает задание. Например, топографическая съемка озера Боровое и его исследование; организация работы полевой метеостанции; видовой состав растительности луга Шевелиха; забота о роднике и т.п. Все это — применительно к тому уголку междуречья, где и расположен лагерь. Потому что цель этой экспедиции — узнать как можно больше о Шерне, Клязьме, Плотне, об уникальном луге Шевелиха. «...Чтобы собрать материал, мы взяли сачок и отправились на берег Шерны. Сачком около береговой растительности мы собрали первую пробу. Как же интересно было посмотреть, что там попалось и есть там вообще кто-то! Мы никогда не думали, что около травы в воде живет так много разных насекомых, их личинок, моллюсков и червей. Поместив их в лоток, мы вооружились лупами, микроскопами и начали считать лапки, усики, хвостики и ворсинки. По атласу в определителе мы опознали их, заучили их отличия. По таблице мы посмотрели, в каком классе воды может жить тот или иной организм. Мы выделили среди них индикаторные, которые есть в таблице, и составили свою таблицу. Так мы определили чистоту воды в нашем водоеме». Материалы исследований, которые проводятся каждый год, дополняют предыдущие. И постепенно складывается исчерпывающая картина, которая, как надеются юные экологи, позволит в скором времени присвоить Шерне статус природного заказника. Каждая группа докладывает о результатах своих исследований и работы на итоговой научно-практической конференции 8 июля. Каждая группа оформляет свой раздел в отчете об «Экологической экспедиции Шерна». Путеводитель по окрестностям, коллекция биоиндикаторных организмов, картографические материалы, гербарии, записи голосов птиц Все можно Катя Тотмин, Майкоп 2015 год. Зной. Сухая выжженная трава. Горячий воздух обжигает легкие. Мальчик и девочка медленно идут по старой заброшенной дороге. — Жарко... - выдыхает Настя. — Наказали! Забросили нас в пустыню* — сердито шепчет Саша. Наказали? За что? Неужели так жестоко будут наказывать детей в XXI веке? Нам может показаться смешным, но ребят действительно наказали — за брошенную на газон обертку от мороженого. В 2015 году земляне осознали необходимость бороться за чистоту, и в Майкопе всех нарушителей забрасывают на территорию Гавердовского пруда, чтобы люди увидели и на себе почув-
луга Шевелиха — всеми этими результатами экспедиции охотно пользуются учителя биологии и географии на своих уроках в течение года. А вот как оценивают работу экспедиции в администрации Ногинского района: «Работа выполнена на достаточно высоком профессиональном уровне, и ее материалы используются Управлением по экологии и рациональному природопользованию Администрации Ногинского района при разработке проекта организации на данной территории «Природного ландшафтного парка Шерна». Очень интересны этнографические исследования, проведенные конкурсантами. «В устном народном творчестве воплотились те общечеловеческие ценности, та житейская философия, этика, которые создавались веками и не потеряли сегодня своей ценности», - это цитата из этнографической работы «Вода в жизни наших предков», выполненной учащимися кружка «Экологи-краеведы» (Республиканский эколого-биологический центр, Нальчик, руководитель - М.П.Смотрова, научный консультант- Б.Н.Березгов). Ребята исследовали, как представлена вода в адыгской мифологии. Оказывается, вода была священным объектом. Богине реки Псыхъуэ-Гуащэ, деве вод речных, госпоже и хозяйке вод были посвящены многие ритуалы, обряды, магические действия адыгов, призывающие дождь пролиться на землю. «Адыги считали, что стоит только облить водой муравейник и привязать нитками у самой норы одного муравья, как тут же прольется дождь. Прибегали также к ряжению лягушки. Ее наряжали в платьице и подбрасывали вверх, при этом кваканье считалось верным предзнаменованием дождя. Вообще же жабы и лягушки, по народным представлениям, признаются стражами дождя». «В адыгском фольклоре немало легенд и преданий о «живой водей», не только исцеляющей больных, но даже оживляющей мертвых. Легенда «Живая вода на Ошхо-Махо» рассказывает об охотнике, который подстрелил огромного орла и велел жене варить его на ужин, а сам ушел. Жена сварила орла, вынула его из котла, а он все продолжал трепыхаться, и, не дождавшись мужа, она все съела. Когда муж возвратился и узнал об этом, он сказал ей: — Дура ты дура, как же ты не догадалась? Ведь он пил живую воду, оттого его тело трепыхалось. Неужто мне ни кусочка не оставила? Весь век охотничаю, а такого орла впервые поймал. — Что же это за вода? — спрашивает жена. — Этот орел на Ошхо-Махо летал, там есть живая вода. Если бы я его не убил, орел жил бы до конца света. И ты теперь никогда не умрешь». «Почитание воды у адыгов было настолько высоко, что люди, родившиеся в долине одной реки, призна- ствовали, что ожидает планету из-за мусора. — Сколько еще идти? — спрашивает Настя. — Еще два километра, — отвечает Саша. — Придумали наказание! Отпускают за четыре километра от пруда. Ни воды, ничего! — И все из-за какой-то бумажки! Подумаешь, преступление, — возмущается Настя. Некоторое время дети идут молча. Во рту пересохло, двигаться больше нет сил. — О Господи! Как хочется пить! — шепчет девочка. — И я... - начинает Саша и вдруг умолкает. - Смотри! В немом изумлении ребята останавливаются перед огромной зловонной лужей. Мутная вода серо-свинцового цвета зловеще поблескивает на солнце. По берегам нет растительности, зато повсюду громоздятся друг на друга холмы и холмики всякого мусора: банок, битого стекла, автомобильных покрышек и даже старинный шкаф, поскрипывая полуоторванными дверцами, восседает на вершине кучи. — Это и есть Гавердовский пруд? — еле шевеля пересохшими губами, спрашивает Настя. — Угу, — неопределенно бурчит Саша. — Если бы я знала, что от мусора Земля может превратиться в такой кошмар, в жизни бы не бросила бумажку! — восклицает Настя. — Да и я, наверное! — возбужденно поддерживает Саша. В чахлых кустах позади ребят послышался шорох, а потом показались их одноклассники и учительница. — Мы рады, что вы раскаялись. Видите, что осталось потомкам в наследство от тех, кто мусор бросал где попало. — Родиона Николаевна, — сказал Саша, - я вот что подумал. Может, мы махнем на нашей школьной машине времени лет на пятнадцать назад? Порядок наведем, берег почистим... — А вы, ребята, нам поможете? — робко спросила у одноклассников Настя. — Отчего не помочь? — выкрикнул Мурат. — Ведь поможем, а! — Поможем, поможем! — хором ответили ребята. — Ну и хорошо, — улыбнулась классная руководительница. - Поехали! 35
Летом экологи шли на природу, В банки пихали рыб и жуков. Чертова прорва ломилась народу В плотные дебри колючих кустов. Листики, бабочки, куст телореза — Все попадало в научный журнал. С кочки на кочку прыгали резво Те, кто жуков из воды доставал. Множество жизней загублено было, Чтобы научный унять интерес. Рыбки, пиявки — пошли все на мыло, Зато налицо несомненный прогресс. Как отличить от пиявки пиявку, Как двух ручейников нам различить? Надо для этого всяку козявку С умным рисунком в книжке сравнить! Кусты переломаны, смята полянка, Забыта пустая стеклянная банка. Экологи с честью на базу идут... ...И дорогие трофеи несут. Козявок и травок, лягушек и мушек, Навалом в пакетах друзей и подружек! Ура! Доказали экологи вновь Великую к нашей природе любовь! Ищенко Ирина, 10 класс, школа № 130. Новосибирск вались близкими, а женщины, перешедшие через одну реку, - сестрами, что отразилось в известной адыгской пословице зыпс ираш зэшыпхъущ (перевезенные через одну реку — сестры). У адыгов существовали заклятия водой, особенно распространенные среди женщин: богу принадлежащей, вот этой рекой, руслом, клянусь. По рассказам Абурейхана Бируни, клятва водой существовала и у индийцев: истца приводили к реке или колодцу и заставляли клясться в невиновности». К сожалению, рассказать о каждой работе невозможно, хотя все они без исключения заслуживают добрых слов и похвалы. Добрых слов и благодарности хотя бы за то, что в исследованиях принимали участие подростки 11 — 15 лет, тот самый трудный возраст, над проблемами которого ломают голову психологи в институтах. «Мы учим отдавать частичку своей души на хорошие дела. И сколько гордости у двоечника (а их в экспедиции всегда много), что именно его, а не отличника назначают ответственным за то или иное дело. И не было случая, чтобы кто-то подвел. Ведь он участник экспедиции «Землян», а это страница истории, не каждому такая честь» (из отчета экологического клуба «Земляне», с. Верхний Услон, Республика Татарстан, руководитель ЛВ.Ситков). И есть еще одно, очень важное обстоятельство, которое роднит все работы. Местные комитеты по охране природы очень высоко оценили труд ребят, не только связанный с исследованиями и сбором важнейших сведений о состоянии водоемов, но и конкретную природоохранную работу, в которой школьники добились немалых успехов. «Мы, члены экокружка, рады вам сообщить, что наконец-то добились переноса фермы «Кырдал» от берегов Амги-реки. Рабочие уже весной отремонтировали заброшенную ферму, которая стоит в 4-х километрах от реки» (из отчета кружка «Юный эколог», с. Михайловка, Республика Саха (Якутия), руководитель А.А.Федорова). «Вот уже на протяжении 10 лет отряды подростков от 9 до 18 лет систематически проводят зачистные работы, по руслу реки Маклаковки и ее берегам, разбирают завалы древесины, очищают от сброшенного хлама, бытовых отходов, наносного мусора, проводят планировку береговой зоны и сажают деревья. Параллельно ребята проводят различные исследования, в частности по изучению гидрохимических характеристик поверхностных вод реки, видовому составу обитающих представителей животного мира и др. Полученные данные используются для отслеживания состояния реки и решения вопроса использования водоема в летнее время как зоны массового отдыха горожан. Надо отметить, что выполнение данных работ, ощущение видимых результатов собственного труда формируют в ребятах стойкие жизненные принципы и приобщают их к социаль- нозначимому труду. Уже по собственной инициативе они устраивают пикеты, кордоны и посты в местах незаконных моек автотранспортных средств, сбросов сточных вод, свалок, проводят рейды по выявлению источников загрязнения. Эффективность таких мер, как правило, высока, так как ребята являются общественными инспекторами комитета и владеют вопросами грамотного составления протоколов о допущенных нарушениях» (из отзыва председателя Лесосибирского межрайонного комитета по охране природы В.Я.Када- ча на работу туристско-экологическо- го отряда «Атланты», Лесосибирск, руководитель А.В.Темников). «Дети вместе со взрослыми проводят большую пропагандистскую кампанию в средствах массовой информации в защиту малых рек. Успеху этой работы способствует издаваемая детьми газета «Зеленый Парус», 1000 экземпляров которой расходится по всей области» (из письма заместителя председателя Областного комитета экологии Ширшова по поводу работы детско-юношеской экологической организации «Зеленый парус» при Экологическом центре «Дронт», Нижний Новгород, руководитель Р.Д.Ха- бибуллин). «Организация микрозаказника «Река Шушь» благодаря Проекту стала об- 36
щественным явлением. В ходе осуществления проекта к микрозаказнику и и проблеме очистки берегов и водного бассейна реки Шушь привлечены природоохранные организации, жители прилегающих к реке улиц. Проведенная массовая общественная акция «Капельки» позволила уже в этом году выполнить практические работы, такие как уборка мусора, восстановление почвенного и растительного покрова, гидрохимический анализ воды, сбор и описание гербария» — из отзыва инспектора по охране окружающей среды Шушенского района В.Е.Казанцева на проект «Чистой реке — чистые берега» (Детское экологическое общество «Капелька» при станции юннатов п. Шушенское, Красноярский край, руководитель Н.Н.Толмачева). «Совместные усилия школьников и комитета дали свои результаты. К настоящему времени восстановлены очистные сооружения биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод поселка Ку- зяевского фарфорового завода. Совместными усилиями комитет и кружковцы заставили администрацию Юровского сельского округа начать изготовление мусорных контейнеров для сельских населенных пунктов» — из отзыва председателя Ра- менского городского комитета по экологии и природопользованию И.Г.Луковича на проект «Чистые реки детства» (коллектив «ЮНЭК» при Юровской средней школе Раменского района Московской области, руководитель Я.Э.Новиков). «Анализ показал, что городской снег, который сбрасывают на поверхность озера, дает самую большую интенсивность загрязнения... Провели экологическую акцию в администрации гор. Вилючинска, чтобы запретить сбрасывать снег на берег озера. Состоялась беседа с заместителем мэра города А.Б.Маркманом. Итог — прекращен вывоз снега, на озере нет маслянистых пятен. Выдры опять вернулись в наше озеро» — из отчета группы учащихся средней школы № 9 Вилючинска Камчатской области, которые выполнили исследовательский проект «Экологическое состояние озера Зазеркальное и прилегающей к нему А вч и некой бухты» (руководитель А.А.Пахомов). «Население этого небольшого села очень заинтересовано в детских исследованиях, поэтому руководство школы организовало встречу и заключительный отчет экспедиции на всенародном сельском сходе, где присутствовали жители от мала до велика, и все участники экспедиции, включая школьников, отвечали на животрепещущие вопросы о состоянии окружающей среды. Большую заинтересованность проявили работники местной пекарни: они попросили изучить озеро, из которого они берут воду для своего производства. И ученица 9 класса Нюргуян Сивцева самостоятельно смогла сделать химический анализ озерной воды и ответить на поставленный вопрос...» — так написали в газете «Юность Севера» о коллективе «Юный эколог» села Салбанцы Намско- го улуса Республики Саха (Якутия) (руководитель Н.Н.Сивцева). Жюри стоило невероятных трудов распределить всех участников конкурса по семи ступеням, и каждый из них получил уникальный диплом «Хранитель воды». Торжественное награждение происходило в Пущино, где в ноябре прошлого года состоялась научно-практическая конференция по итогам конкурса «Вода на Земле», куда приехали руководители коллективов, представивших свои работы на конкурс. Неожиданно ударил мороз, в институте и гостинице едва топили, но всем было удивительно тепло и хорошо вместе. Много полезной информации и опыта, много гостей, важных и интересных, много добрых слов и благодарностей. Когда собираются единомышленники, занятые одним делом, не может быть неинтересно. Каждый из приехавших вдруг понял, что он не одинок в своей страсти, что таких, как он, много в России и у каждого есть чему поучиться. Так родилась идея создания школьной сети экологического мониторинга, о которой вы прочитаете на следующей странице. Конкурс завершился, но да здравствует новый конкурс «Человек на Земле». Организаторы решили расширить рамки исследований и не ограничиваться только лишь водными объектами. Теперь на откуп конкурсантам отдана вся Земля с теми проблемами, которые создает на ней человек. Так что присоединяйтесь. С условиями конкурса вы сможете познакомиться на вкладке в этом журнале. Ну что ж, мой рассказ подошел к концу. Много интересного осталось за строками этого повествования, но обо всем не расскажешь. Остается только .поблагодарить всех тех, кто сделал этот конкурс возможным. Прежде всего это спонсоры Ассоциации по химическому образованию — НК «ЮКОС» и ЗАО «Мосреактив», а также Федеральный экологический фонд РФ. Л.Стрельникова Наш журнал будет рассказывать о лучших работах конкурса «Человек на Земле». Поэтому советуем подписаться на «Химию и жизнь — XXI век». В оформлении использованы фотографии и рисунки из работ, представленных на конкурс «Вода на Земле» 37
Концепция Школьной сети экологического мониторинга ель и задачи школьной я м j сети экологического мони- , торинга (в дальнейшем — Сеть): экологическое образование и воспитание школьников, повышение их экологической грамотности; экологическое просвещение населения. Принцип организации Сети — добровольный. Участником Сети может быть каждый человек или коллектив, предоставляющий Сети любую информацию, в том числе результаты своих исследований. Средство достижения: организация исследовательской работы школьников, результаты которой могут быть востребованы и независимо проверены. Создание механизмов взаимодействия детских экологических коллективов (обществ, отрядов, клубов и др.) с государственными и общественными структурами, занимающимися проблемами окружающей среды. Преимущества Сети 1. Обмен информацией (в том числе международной). 2. Создание и использование в дальнейшем базы данных по: - результатам, - методикам, - коллективам и руководителям (адреса, области интересов, формы контакта и обмена информацией участников Сети), - обмену опытом, - оказанию методической помощи (в том числе в рамках двух- и многосторонних контактов участников Сети). 3. Координация деятельности и информационных потоков. Все это — позволит - выработать наиболее эффективные подходы, направления, методики в области изучения окружающей природной среды; - обеспечить возможность получения достоверных результатов и сравнения их с данными других коллективов; - обеспечить возможность подготовки данных для местных (районных, областных и региональных) государственных природоохранных служб; - выявить проблемы методического, организационного и других планов, для решения которых необходимо проведение очных конференций, семинаров, школ; - а главное, позволит каждому школьнику осознать востребованность и важность его работы. Создание Сети будет способствовать развитию детского и юношеского экологического движения. Для создания Сети необходимо: 1. Наличие Координационного Совета. 2. Увеличение числа опорных экологических центров в регионах (школы, станции юннатов, центры экологического образования, станции туристов и др.). Задачи Координационного Совета - Создание и периодическое обновление единой базы данных об участниках Сети с указанием координат и области интересов. Распространение ее среди всех участников Сети любыми доступными способами (в первую очередь через электронную '-** и обычную почту). - Работа с методическим « обеспечением: сбор используемых методик, экспертная оценка их применимости для различных целей, распространение результатов оценки; сбор информации по реальному применению тех или иных методик и их эффективности; адаптация методик и формы их представления. - Привлечение сторонних специалистов для ответов на интересующие членов Сети различные вопросы. - Организация очных конференций, семинаров, школ и т.п. для руководителей и участников коллективов. Разработка программы подобных мероприятий с учетом потребности участников Сети. Информирование участников Сети об этих мероприятиях. - Сбор и распространение информации о мероприятиях, которые могут заинтересовать участников Сети. - Информирование заинтересованной общественности о Сети (в первую очередь через средства массовой информации). Для повышения эффективности работы Сети необходимо - обеспечение участников Сети методической литературой; - обеспечение участников Сети стандартным оборудованием и реактивами; - обеспечение участников Сети электронной связью и выходом в Интернет; - систематизация и экспертная оценка результатов, полученных участниками Сети, и организация свободного доступа к ним (с использованием Интернет-технологий); - обеспечение доступа участников Сети к информации, имеющейся у государственных структур, не составляющих государственную тайну в соответствии с действующим законодательством (данные аэрофотосъемок, метеорологические данные, топографические данные, государственные стандарты и др.); - создание региональных опорных центров. Всех, кто хочет принять участие в создании Школьной Сети экологического мониторинга, приглашаем к сотрудничеству. Ассоциация по химическому образованию, тел.: 921-68-50, 928-45-16
Немного Никита Николаевич Моисеев, доктор физико-математических наук, академик РАН, выдающийся русский ученый, признанный во всем мире как специалист по системным исследованиям, автор модели «Ядерная зима», учения о коэволюции и экологическом императиве, был председателем жюри конкурса «Вода на Земле», Он считал очень важным «...обеспечить вовлечение школьников в местные и региональные исследования состояния окружающей среды, включая вопросы безопасной питьевой воды, санитарии, пищевых продуктов и экологических последствий использования природных ресурсов». Поэтому он с большой радостью воспринял идеи конкурса и активно его поддерживал. С этого года конкурс носит имя Никиты Николаевича Моисеева. Идея проводить конкурсы учебно-исследовательских экологических проектов школьников принадлежит доктору педагогических наук, профессору, академику РАЕН, научному руководителю программы Российского Зеленого Креста «Экологическое образование» Валентине Митрофановне Назаренко. Организацию и проведение конкурсов «Вода на Земле» взяла на себя Елена Сергеевна Ротина, исполнительный директор «Ассоциации по химическому образованию». 19 Состоялся ПЕРВЫЙ всероссийский конкурс учебно-исследовательских экологических проектов «Вода на Земле», в котором приняли участие 164 коллектива из 54 регионов России и 15 работ из Украины, Молдавии, Казахстана, Армении: 99 коллективов средних общеобразовательных школ (кружки, секции, отряды, общества), 70 экологических клубов (объединений) при внешкольных учреждениях (из них 7 при областных и районных комитетах охраны природы, 4 — при вузах и НИИ, 2 — при национальных парках и заповедниках) и 10 коллективов, представляющих собой группы энтузиастов, семьи или ученические объединения при научных обществах. 19 Состоялся ВТОРОЙ всероссийский конкурс «Вода на Земле»: поступило 259 проектов, выполненных детскими экологическими коллективами из 61 региона России, Украины и Казахстана. Более чем в 120 городах, поселках и деревнях (от Калининграда до Камчатки) выполняли конкурсные работы дети A1—15 лет). Большую часть проектов представили коллективы, работающие при средних школах, лицея, гимназиях A23), а также при учреждениях дополнительного образования: дворцы и дома творчества молодежи C5), станции детского и юношеского туризма и экскурсий B3), республиканские и областные эколого-биологические центры A9), станции юннатов A7). Более 12 коллективов работают при вузах и научных учреждениях. Отдельные коллективы — при национальных парках и заповедниках, домах природы и центрах экологического образования при региональных комитетах Госкомэкологии и Комитетах водного хозяйства, общественных союзах, техникумах, библиотеках. В конкурсе приняли участие и 5 семейных коллективов. В 50% представленных работ отмечается тесное сотрудничество с комитетами Госкомэкологии России и территориальными комитетами Министерства природных ресурсов РФ.
<л^« Я узнала, у меня есть огромная родня: и тропинка, и лесок, в поле каждый колосок, звери, птички и жуки, муравьи и светлячки, комары и паучки. Все, что рядышком со мной, — это все — моя родня/ Как же мне в краю родном не заботиться о нем? Таня Журавлева, эколого-туристический кружок Центра детского и юношеского туризма, Пенза Человек III Всероссийский конкурс учебно-исследовательских экологических проектов школьников имени академика Н.Н.Моисеева
а) текст отчета в напечатанном и сшитом виде (если у вас есть возможность, вложите страницы отчета в папку с прозрачными файлами). Рисунки, фотографии, иллюстрирующие работу детей над проектом, дневниковые записи детей, этнографические исследования и др. материалы, раскрывающие содержание проекта, следует поместить непосредственно в отчете. Не забудьте пронумеровать страницы отчета и составить оглавление! На титульном листе отчета следует написать название проекта, название коллектива и при каком учреждении или организации создан и работал коллектив, название населенного пункта, а также Ф.И.О. руководителей проекта; б) аннотация (краткое описание) отчета (приложение № 2); в) регистрационная карта (приложение № 3); г) сведения о руководителях коллектива (приложение № 4); д) справка о деятельности коллектива, в которой нужно указать время его создания, список школьников, участвовавших в работе над проектом (имя, фамилия, возраст, в каком классе и школе учился на момент работы над проектом), фамилии и должности руководителей. Обязательно укажите, кто конкретно из школьников выполнял тот или иной разделы проекта. Укажите также особо отличившихся членов коллектива (если таких можно выделить). Желательно приложить фотографии группы или отдельных членов коллектива; е) фотографии, рисунки, литературные произведения, присылаемые на дополнительный конкурс, следует поместить в отдельную папку и обязательно указать на обратной стороне фамилию, имя и возраст автора и название коллектива; ж) 2 почтовые карточки (с марками), на лицевой стороне которых заполнен адрес руководителя проекта, а на обороте напечатаны данные из титульного листа проекта. Все представляемые материалы должны быть вложены общую папку. Материалы на конкурс необходимо направить до 20 января 2001 г. по адресу: 101907, Москва, Кривоколенный пер. 12. Ассоциация по химическому образованию с пометкой Конкурс проектов «Человек на Земле». Телефоны для справок: @95)921-6850 и 928-4516. рекомендуемый план аннотации отчета 1. Название коллектива. 2. Количество участников, их возраст. 3. Название населенного пункта, район, область (республика). 4. Учреждение, при котором работает коллектив. 5. Название темы проекта. 6. Место, где расположен объект исследования. 7. Перечень проведенных исследований. 8. Оценка экологического состояния объекта. 9. Какая реальная работа выполнена коллективом для улучшения состояния объекта или сохранения его благополучия. 10. Перечисление природоохранных организаций, учебных, научных и др. учреждений, с которыми установлены деловые контакты. 11. Ф.И.О. (полностью) руководителей коллектива, должность 12. Почтовый адрес, телефоны для связи, e-mail. Дата Подпись ПРИЛОЖЕНИЕ № 3 РЕГИСТРАЦИОННАЯ КАРТА УЧАСТНИКА III Всероссийского конкурса учебно-исследовательских экологических проектов «Человек на Земле» — 2000 год 1. Регион (город, область): 2. Название коллектива: 3. Учреждение, при котором работает коллектив: 4. Адрес учреждения, при котором работает коллектив: 5. Название проекта: 6. Ф.И.О. (полностью) руководителей коллектива: 7. Ф.И.О. (полностью) руководителя учреждения, при котором работает коллектив: 8. Адрес для переписки: 9. Контактные телефоны: (_ код города 10. E-mail:. Дата . Подпись_ ЗАЯВКА на участие в III Всероссийском конкурсе учебно-исследовательских экологических проектов «Человек на Земле» 1. Название детского коллектива: 2.Название населенного пункта, область (республика):. 3. Учреждение, при котором коллектив создан:. 4. Объект исследования:. 5. Фамилия, имя, отчество руководителя коллектива:. 6. Почтовый адрес для связи: ( ) г (с указанием почтового индекса) 7. Контактные телефоны: ( )_ ( с указанием кода города) E-mail: СВЕДЕНИЯ О РУКОВОДИТЕЛЕ КОЛЛЕКТИВА-УЧАСТНИКА III Всероссийского конкурса учебно-исследовательских экологических проектов «Человек на Земле» 1.Фамилия, имя, отчество: 2. Дата рождения: « » _ 3. Место работы, должность: _19_ 4. Образование, специальность по образованию: 5. Стаж работы в области экологического образования 7. Ученые степени и звания: 8. Домашний адрес:_( _)_ ( с указанием почтового индекса) 9. Телефоны для свя- (с указанием кода города) 10. Е- mail: Дата Подпись _
► Мурманска область / область ^Ш Новгородская / область / Ярославская N v , область Вологодская \\ •, / / область Тверская // ^S область // ^^^ Костромская ^J. /АВлад1в-ирская"область Архангельская ' область Коми
<онк *4f it_ Государственный комитет Российской Федерации по охране окружающей среды, Министерство природных ресурсов Российской Федерации, Федеральный экологический фонд Российской Федерации, Ассоциация по химическому образованию, Российский Зеленый Крест, Газета «Зеленый мир», Журнал «Химия и жизнь - XXI век» проводят в 2000 году III ВСЕРОССИЙСКИЙ КОНКУРС УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЕКТОВ «ЧЕЛОВЕК НА ЗЕМЛЕ» имени академика Н.Н.Моисеева. 4fi't-" _■ ■ - . — объединить усилия детских экологических коллективов, занимающихся исследовательской и природоохранной деятельностью в разных уголках России, в деле сохранения природного окружения на местном, региональном и федеральном уровнях. ■в^ввв^вявв^вн что£ь| как МОЖно больше людей узнали о работе таких коллективов, чтобы она была оценена обществом и поддержана» чтобы коллективы узнали друг о друге и смогли обмениваться опытом. УСЛОВИЯ 1. Участники Участниками конкурса могут быть детские экологические коллективы средних школ и учреждений дополнительного образования, а также всевозможные другие объединения (обязательно с участием детей), в том числе и семейные коллективы. Возраст детей не ограничивается. 2. Объекты исследования Любые природные и социоприродные объекты могут быть предметом вашего исследования: — естественные и искусственные водоемы (родник, колодец, ручей, озеро, река, морское побережье, залив, пруды и др.); — лес, луг, сельскохозяйственные угодья, территории заказников, лесничеств, рекреационные зоны и другие наземные экосистемы; — дом, в котором вы живете (подъезд, собственная квартира), ваш двор, улица, парки, школа и прилегающая к ней территория, бульвары, пустыри, городские речки и пруды, стадион, зоопарк, собачья площадка, а также бездомные животные и многое другое, о чем бы вы хотели заботиться и что бы вы хотели изменить к лучшему Проект можно связать и с заботой о людях, нуждающихся в помощи и поддержке. 3. Содержание проекта, рекомендации к составлению научного отчета Желательно, чтобы проект содержал следующие разделы: 3.1. Цель исследования (она должна быть отражена и в названии проекта). 3.2. Обоснование выбора данного проекта. 3.3. Географическое положение (область, район, географические координаты). К тексту необходимо приложить нарисованную карту-схему изучаемого объекта и прилегающей к нему территории. На карте следует отметить места экологического неблагополучия и источники загрязнений. 3.4. Историко-культурные сведения об объекте, включая историю населяющих данную местность людей, традиции, промыслы, фольклор. Эти сведения можно получить из архивных документов, экспонатов местных краеведческих музеев, публикаций в прессе, художественных произведений, а также в беседах с местными жителями. 3.5. Современное использование объекта в хозяйственной и культурной жизни людей, роль в природе, городе, селе, деревне, наличие промышленных объектов, различных сооружений и коммуникаций. 3.6. Результаты исследований и наблюдений (геоботанические, гидробиологические, гидрохимические, гидрологические, зоологические и др., описание ландшафта, состояния почвы, атмосферного воздуха, выявление антропогенных нагрузок, исследование проблемы утилизации бытовых отходов). Комплексная экологическая характеристика объекта. При проведении практических исследований следует дать ссылку на литературу, в которой приведены эти методики, и дать их краткое описание. Если методики оригинальные, следует дать их подробное описание. Помните, что ваши исследования не допкны i—юсит» ущерба природе! 3.7. Оценка экологического состояния объекта на момент проведенного исследования. Попытайтесь также дать прогноз изменения этого состояния в ближайшее время и в отдаленном будущем при сохранении существующей ситуации. 3.8. Разработанная школьниками программа практических действий по восстановлению, оздоровлению и сохранению изучаемого объекта. Программа действий должна включать в первую очередь перечень дел, которые планируют выполнить сами школьники, и может включать мероприятия, выполнение которых относится к компетенции местных и региональных органов власти. 3.9. Перечень природоохранных мероприятий, в которых лично участвовали члены экологических коллективов. Работа, предназначенная для выполнения школьниками, должна учитывать их возможности. Например, такими мероприятиями могут быть очистка от мусора русел маленьких речушек и берегов водоемов; благоустройство родников, их паспортизация; посадка кустов и деревьев, разбивка цветников, лесопосадки и др.; просвещение населения по вопросам сохранения природного окружения и экологической безопасности, по очистке питьевой воды в домашних условиях с учетом результатов проведенных исследований и др. 3.10. Связь с природоохранными организациями, научными центрами, средствами массовой информации, местной администрацией с целью получения консультаций специалистов, информирования населения о полученных результатах исследований и возможного сотрудничества. Если в процессе работы над проектом были установлены деловые отношения с какими-либо из этих организаций, обязательно укажите их полное название и, если знаете, фамилии специалистов, с которыми вы сотрудничали. Перед представлением проекта на конкурс рекомендуем провести его публичную защиту (в школе, во внешкольном заведении, на городской конференции и т.п.), а также получить отзыв о работе в местной природоохранной службе. 4. Дополнительные конкурсы В рамках конкурса проектов будут проводиться также конкурсы творческих работ детей по экологической тематике (рисунки, фотографии, литературные произведения). Эти работы будут рассматриваться как самостоятельно, так и учитываться при комплексной оценке работы коллектива. 5. Критерии оценки проекта При оценке проекта будет учитываться следующее: — социальная значимость проекта; — комплексность и объем проведенных исследований; — корректность методик исследования, соответствие выводов полученным результатам; — непосредственный вклад школьников в проведение исследований и в реализацию программы практических действий; — культура оформления проекта. 6. Подведение итогов и награждение победителей 6.1. Итоги конкурса будут подведены в июне 2001 г, 6.2. Победители конкурса «Человек на Земле» будут награждены дипломами «Хранитель Земли». Грамотами и дипломами будут награждены коллективы за лучшие этнографические исследования, за большую природоохранную деятельность и др., а также авторы лучших рисунков, фотографий, литературных произведений. 6.3. Результаты конкурса, материалы лучших проектов и лучшие творческие работы детей будут опубликованы в журналах «Химия и жизнь — 21-й век», «Экология и жизнь» и в Интернете. 7. Представление проектов на конкурс 7.1. Желающих принять участие в конкурсе, просим прислать в адрес оргкомитета заявку с указанием сведений о коллективе (приложение № 1). 7.2. В пакет документов, представляемых на конкурс, должны вхо-
Кандидат биологических наук Н.Маркина Среди мышей и медведей ашина съезжает с трассы на грунтовку с ухабами. Дух \ захватывает от «русских горок», а еще оттого, что из-за леса вдруг возникает дивной красоты озеро, сверкающее на солнце. Мы прибываем на биостанцию «Чис-тый лес» в отдаленном районе Тверской области. По соседству деревня со смешным названием Бубоницы, в часе езды — райцентр, старинный город Торопец. Обитатели биостанции ходят в резиновых сапогах или босиком, но говорят между собой по-английски. Швейцарцы, итальянцы, французы, немцы — что привлекает их здесь, за 400 км от Москвы, почему они приезжают из благополучной и цивилизованной Европы работать сюда, в то время как большинство наших научных сотрудников стремятся отбыть в обратном направлении? Оказывается, у нас можно найти то, чего нет на Западе: нетронутые островки дикой природы, которые не нужно арендовать за большие деньги. На много километров вокруг — дремучие леса на сухих песчаных холмах, роскошный ковер из мха и вереска под ногами, брусника и множество грибов. Лодка скользит между белыми кувшинками в темной торфяной воде озера. У противоположного берега можно увидеть бобровую хатку. От озера ведут мостки и тропинка к домикам биостанции. Добро пожаловать в Ханс-Петер-бург! В 1992 году началась работа по международному научному проекту. Его координатор — профессор Университета в Цюрихе Ханс Петер Липп — вот он, с неизменной трубкой, в лесной глуши держится с тем же спокойствием и достоинством, что и в университетской лаборатории. С российской стороны организатор и вдохновитель работы — ведущий научный сотрудник кафедры ВНД Биофака МГУ Инга Игоревна Полетаева: только за последнее лето она раз двадцать совершала путешествие из Москвы сюда и обратно, а когда она была в отпуске, никто уже и не помнит. Все лето, открывая и закрывая сезон, проводит здесь Марина Григорьевна Плескачева. Итальянец Джакомо Дель- Омо, один из тех, на ком все держится, каждый год стремительно перемещается между Римом, Цюрихом и Бубони- цами, всегда оказывается там, где нужно, и берется за все сразу. Джакомо — душа биостанции, его обожают и местные жители, а он объясняется с ними на русском, который успел выучить в процессе работы. Другие участники проекта — ученые из Швейцарии, Италии и России (среди последних и автор этих строк). Студенты из разных стран приезжают сюда на практику. Таким образом в Богом забытом углу возник островок Европы, уникальный «полигон» для изучения поведения жи- 39
вотных в естественных условиях, оснащенный необходимым оборудованием для исследования структур мозга. Оборудование хотя и списанное в Цюрихском университете, но добротное и работающее. Войдя в самый большой, двухэтажный, дом, через кухню-веранду попадаем в современную лабораторию. Вдоль бревенчатых стен размещаются система для перфузии мозга животных — мой рабочий уголок (при перфузии усыпленному животному фиксирующий раствор вводят через кровеносную систему в сосуды мозга), криостат — прибор для получения тонких срезов замороженной ткани, а также бесчисленные колбы, химреактивы, инструменты — весь Здесь живут экспериментальные мыши арсенал средств для гистохимических исследований и, конечно, компьютеры. Основной объект наших исследований — домовая мышь. Недалеко от лаборатории размещаются странные на первый взгляд сооружения — две огромные D0 на 40 м) вольеры, окруженные стеной. Каждая вольера разделена на 4 части. Внутри устроены домики под шиферной крышей, в домиках — убежища из веток и сучьев, покрытые сеном и соломой, там же кормушки. Внутри вольер мыши роют норы и живут свободно, но уйти не могут, поскольку стены уходят в землю на метровую глубину. По верху ограждения проходит провод под током: защита от кошек, лис и других наземных хищников. От хищных птиц мыши не защищены, но это и хорошо для эксперимента. Совы и дневные хищники, так же как и зимние морозы, — факторы естественного отбора. Все это — и вольеры, и домики — было построено руками самих же исследователей при помощи местных жителей. Любительская видеосъемка запечатлела Ингу Игоревну Полетаеву, Марину Плескачеву, а рядом — Ханса Петера Липпа, Хенри Госсвайлера, швейцарских и итальянских студентов с лопатами, топорами, тачками и бензопилой. Так все начиналось. В гостях у медведей Но начиналось отнюдь не на пустом месте. В деревне Бубоницы уже 17 лет живет и работает сотрудник Центрального лесного заповедника Валентин Сергеевич Пажетнов. С 1985 года он директор биостанции «Чистый лес», под гостеприимной крышей которой разместился международный научный проект. Сам Пажетнов изучает медведей. В То- ропецком районе живет от 50 до 70 косолапых (для средней полосы России это много). По природным условиям это место сходно с Центральным лесным заповедником, но здесь медведи встречаются с человеком, на них открыта
Медвежонок под наркозом, ему прикрепляют метку охота. Жизнь звврей в неохраняемой зоне куда сложнее, чем в комфортных условиях заповедника, поэтому для ученых интересны сравнительные исследования охраняемых и неохраняемых животных. Но Пажетнов не только изучает медведей, он помогает им выжить. В Бубон ицах открыт медвежий «детский сад», в котором работает сам Валентин Сергеевич и его семья. К ним попадают медвежата-сироты, оставшиеся одни после гибели матери. Малышей вскармливает их «приемная мама» — Светлана Ивановна Пажетнова. Видеосъемка кормления поражает: неужели это существо ростом с котенка, орущее как человеческий младенец и дрыгающее ногами, — медведь? А вот уже подросшие медвежата играют, кувыркаются и гуськом бегут за человеком. Вначале B.C.Пажетнов водил их за собой по лесу и учил всем медвежьим премудростям. Однако «запечатление» на человека может кончиться трагически, если животному предстоит жить на воле: медведь не боится людей, заходит в деревню и его убивают. Поэтому была разработана специальная методика: с медвежатами работают только один-два человека, запах которых они узнавали. Всем остальным вход в «детский сад» строго запрещен. Медвежата самостоятельно осваивают всю науку выживания, делаются осторожными, начинают питаться теми же растениями, что и взрослые медведи, хотя никто их этому не обучает, а когда приходит время — сами строят берлогу. Братья и сестры долгое время держатся вместе — так безопаснее, и берлогу строят часто одну на двоих-троих, но с разными входами. Значит, все это поведение заложено в их генетической программе. Подросших медвежат выпускают чаще всего в заповедник «Брянский лес» или в Центральный лесной. Побывали здесь и медвежата-сироты из Эстонии, и после успешного приспособления к дикой жизни их отправили обратно. Всего через руки В.С.Пажетнова прошло 74 медведя, взрослых и маленьких, и 53 медвежонка были выращены и выпущены. Почти все звери успешно привыкают к самостоятельной жизни, но ученые стараются за ними следить. Для наблюдения зверей метят — желтая пластмассовая клипса на ухе хорошо видна. Используют и радиоошейники, позволяющие следить за перемещением животного на большой территории. Вернемся к мышам Цель наших исследований — найти взаимосвязь между поведением животных в естественных условиях и особенностями строения их мозга и определить, как влияют на то и другое генотип и естественный отбор. Методика такая: в вольеры поселяют мышей, полученных при скрещивании четырех чистых лабораторных линий. Мыши обживают территорию, подвергаясь прессу естественного отбора. Ежегодно определенное их количество отлавливают и сравнивают с контрольной популяцией мышей того же происхождения, живущих в виварии, где регулярно кормят, тепло и никакой борьбы за существование. У тех и других мозг фиксируют, замораживают, режут, красят и окрашенные срезы анализируют под микроскопом. Гиппокамп («морской конек»), структура мозга, эволюционно более древняя, чем кора больших полушарий, играет крайне важную роль в процессах памяти, особенно пространственной. Наш объект — так называемые проекции мшистых волокон: область гиппо- кампа, в которой оканчиваются длинные отростки (аксоны) клеток из другой его части. Оказалось, что площадь проекций мшистых волокон значительно различается у мышей разных генотипов и коррелирует с их поведением в лабораторных тестах. У мышей, хорошо научившихся избегать электротока в ответ на звуковой сигнал, меньший размер проекций, чем у плохо обучившихся. В то же время мыши, успешно справляющиеся с тестами на пространственную память в лабиринтах, имели большую площадь проекций, чем остальные. Очевидно, что умение избегать электротока и пространственная память — это разные формы высшей нервной деятельности. Что же происходило с гиппокампом у лабораторных мышей, подвергнутых действию естественного отбора? Проекции мшистых волокон не стали больше, а относительно других структур даже уменьшились. Это означает, что для выживания важно не только быть умным и «любознательным», — надо уметь контролировать свое поведение, быть внимательным, осторожным и быстрым в движениях. Как пишет Х.П. Липп, «Being smart is not everything...» (быть умным — зто еще не все). Часть мышей в вольерах помечена — им вживляют под кожу микрочипы с индивидуальным номером. Этим занимаются Джакомо Дель-Омо и швейцарец Дэвид Вольфер с группой итальянских и российских сотрудников. Они сконструировали электронные кормушки-ловушки, которые регистрируют всех Курице предстоит сделать выбор
Идет процесс перфузии мышей, заходящих подкормиться. В ловушку вмонтирована антенна, реагирующая на микрочипы: с ее помощью система определяет, какие мыши, сколько раз и когда заходили в ту или иную кормушку. Экспериментатор может задать определенный режим обучения. Например, восемь кормушек могут моделировать восьми- лучевой радиальный лабиринт; задача мышей — методично обойти их, побывав в каждой, но только один раз (во второй раз корм не выдается). Рядом с вольерой, где размещены кормушки, — палатка, в ней компьютер, регистрирующий всю информацию, поэтому система может работать круглосуточно без оператора. Задача для ежа и вороны Другое странное сооружение на биостанции — радиальный лабиринт для изучения пространственной памяти животных. Его диаметр — 15 м, второго такого в мире не существует (обычный размер — около полутора метров). В этом лабиринте можно работать с самыми разными животными и получать сравнительные данные по их способностям к ориентировке. Он состоит из центральной камеры, от которой отходят восемь коридоров (рукавов). Дверцы открываются и закрываются автоматически, экспериментатор управляет этим процессом из палатки. Лабиринт — вотчина Марины Плес- качевой. За несколько лет она с помощью наших и иностранных студентов протестировала в нем крыс, кур, ворон, голубей, собак, кроликов, морских свинок, ежей, перепелов и цесарок. В каждый из восьми рукавов кладут привлекательную для животного еду. Животное заходит в рукава по своему выбору и съедает приманку. При хорошей пространственной памяти оно не будет дважды заходить в тот же рукав, поскольку там пища уже съедена. Еж Проша делает успехи: за время эксперимента он посещает все рукава с одним-двумя повторными заходами. Это совсем неплохо для ежиных мозгов, ведь ежи относятся к насекомоядным, самым примитивным млекопитающим. Сложности возникают в пятом рукаве: здесь конструкция плохо держится, и еж начинает подрывать ее изнутри. Несколько энергичных движений — и испытуемый оказывается на воле. Бросаем все и водворяем его обратно. А вот Феня — еще новичок, ее принесли нам недавно. Она боится шума открывающихся дверей, и с ней приходится повозиться. После эксперимента ежи получают мясной фарш, а также с удовольствием лопают слепней. Вороны — безусловно, самые умные среди птиц. Они хорошо решают задачу в лабиринте, но многое зависит от их настроения и желания работать. Их отвлекают все посторонние шумы, поэтому, когда Марина работает с ними, обитатели станции старательно обходят место эксперимента. Наши птицы живут в вольере, иногда к ним прилетает ручная ворона Клара, которая целое лето жила и кормилась в пажетновском дворе, а потом улетела со стаей. Вредная Клара начинает их дразнить, демонстрируя свободу передвижения, вороны-затворники отвечают возмущенным криком. У голубей результаты ниже, чем у ворон. Это не совсем понятно, поскольку голуби — почтовые и, казалось бы, должны иметь навыки навигации. Но по- видимому, в полете они ориентируются другим способом. Перепела и цесарки, так же как домашние куры, еще хуже справляются с задачей. Этим летом в лабиринте побывала собака одной из сотрудниц Ольги Перепел киной—молодая, рыжая, ирландский сеттер по имени Даша. Сначала она наотрез отказывалась что-либо делать без указаний своей хозяйки. Но, пролежав 20 минут на одном месте, Даша решила проявить инициативу и молниеносно пронеслась по всем рукавам лабиринта, не сделав ни одной ошибки. Собака, она все-таки Собака! Работа на биостанции продолжается с утра до позднего вечера, а иногда и ночью, ведь мыши — животные ночные. Леша Высоцкий допоздна колдует над электронными кормушками-ловушками. Проблема такая: мышь с удовольствием заходит в них и угощается пшеном, но как ее после этого выгнать? Пере-
Вид на виварий и лабиринт брав множество вариантов, остановились на одном: в камере включается лампочка и начинает работать вентилятор. После этого даже самая упрямая мышь не захочет в ней оставаться. Поскольку все загружены научной работой, быт на биостанции организован максимально просто: у кого есть время, тот и готовит еду. Все обитатели собираются вместе, как правило, за ужином на кухне, которая служит «кают- компанией». Итальянцы — непревзойденные кулинары: как Джакомо удается готовить такие грибы с перцем, салаты и овощные рагу из самых простых продуктов — не знает никто. Дома так не получается, а здесь — как в итальянском ресторане. В августе параллельно с работой начинается грибная лихорадка. Грибов невероятно много, и, если удается вырваться в лес хоть на час, возвращаешься с добычей. Считается, что иностранцы диких грибов не собирают. Здесь — все собирают, и готовят, и едят, правда, предпочитают белые и лисички. Проблемы и трудности Без них не проходит ни один сезон. Начать с того, что гистохимическая лаборатория работает без водопровода. Вода — из озера, торфяная, темная, а в колбе — желтоватая. Естественно, такую воду нельзя использовать для приготовления растворов. Дистиллятором служит... самогонный аппарат. 20-литровую флягу со змеевиком наполняют озерной водой, ставят на газ и гонят очень качественный продукт, пригодный для тонкой лабораторной работы. Но самый больной вопрос — электричество. Его постоянно выключают: из- за грозы, из-за экономии, а также по непонятным причинам. Тогда останавливается вся работа: прекращается перфузия, не работают лабиринт и кормушки-ловушки, гаснут компьютеры. И самое главное — выключается холодильник, в котором при -18° С хранятся замороженные мозги. Приходится их перекладывать в маленький автомобильный рефрижератор, работающий от аккумуляторов, которые, естественно, имеют свойство «садиться». Включаем генератор, и какое-то время вся аппаратура висит на нем, но долго это продолжаться не может. В общем, все переходит на авральный режим. Связь с «большой землей» — тоже проблема. Телефон в доме Валентина Сергеевича то работает, то не работает, электронной почты пока нет. Во дворе припаркован старенький джип «Ниссан-Патроль», принадлежащий Цюрихскому университету. Когда эта машина перестанет ездить, ее надо оставить как памятник, настолько мы все ей обязаны. Она совершает регулярные рейсы из Швейцарии в Россию с грузом оборудования и всякой бытовой утвари, и обратно — с мозгами в виде готовых препаратов или прямо в пузырьках с раствором. В Цюрихе проводят последний этап работы — подсчет площади проекций мшистых волокон и другие необходимые измерения. Уроки летней школы Летом 1998 года на биостанции проводилась Международная летняя школа по изучению изменчивости мозга и поведения животных в естественных условиях. Приехали ученые из Швейцарии, Италии, Франции, Голландии, США, Украины; Россия была представлена Москвой, Санкт-Петербургом и Новосибирском. Школа началась днем раньше в Москве, а затем участники поехали сюда на стареньком ПАЗе («Интурист» тут не проедет). Автобус с иностранцами ехал по деревенским улицам мимо покосившихся изб, провожаемый задумчивыми взглядами коров. Миновали Торопец: те же избы, деревянные заборы, огороды, а в центральной части — дома городского типа, магазины, даже кафе-бар и несколько церквей, полуразрушенных, но со следами былой красоты. Насколько это не похоже на аккуратные городки в Европе! Даже не решаешься спросить у гостей, шокированы ли они, удивлены или испытывают какие-нибудь иные чувства. К сожалению, еще долго наша страна будет страной контрастов, и отдаленность таких маленьких городков и сел от столицы будет измеряться не только в километрах, но как будто — в десятках лет. Чувство национальной гордости вызывает только природа. В школе соседней деревни Некрашо- во прошла стендовая сессия. Участники развешивали свои «постеры» на стенах, отвоевывая друг у друга кнопки, скотчи и ножницы. В разгар работы появился сторож, нетвердо стоявший на ногах, активно предлагал свою помощь и демонстрировал познания в немецком языке. Получив опыт общения с представителем местного населения, участники наконец приступили к общению между собой. Три дня школы были насыщены до предела. Для участников школы оборудовали летнюю кухню под навесом. Это владение повара из Швейцарии Ханса Йор- гена. Молчаливый и строгий, с профессорской внешностью, на электрической плитке и костре он творит изысканные блюда. Ему помогают все по очереди. Американский профессор Патрисия Де Курси — маленькая, подвижная, с живыми глазами — ловко чистит картошку. Условия проживания для всех общие, спартанские: спим на полу в спальниках, едим за деревянным столом под навесом, умываемся в озере. Вечера заканчиваются посиделками у костра с песнями под гитару. Голландец Вим Крузио внимательно слушает, как поют русские научные сотрудники, вспомнившие студенческую юность. Мне жалко, что он не понимает слов, я стараюсь переводить. ...Только осенью, когда кончается сезон, биостанция пустеет. Разобран гигантский лабиринт. Уходит в последний рейс «Ниссан-Патроль» с наработанными за лето материалами. Куры и цесарки переселяются к Па- жетновым. Ежи выпущены на волю. В своем домике остаются голуби, их кормят. Мышей в вольерах тоже подкармливают, но пережить морозы удается не всем. Удачной вам зимовки, мыши! До следующей весны! Читатели, заинтересовавшиеся работой международного научного проекта на биостанции «Чистый лес», за дополнительной информацией могут обратиться к автору статьи Надежде Вячеславовне Маркиной: mark@protein.bio.msu.su, тел. 939-44-68 (р). 43
так, речь пойдет о явлении, для большинства людей странном, противоестественном и, стало быть, явно ненормальном. Конечно: ведь тут затронута сфера отношений, в основе которых — самый мощный, самый глубинный инстинкт, инстинкт продолжения человека как вида. И вот вам, пожалуйста: сексуальное влечение к представителям того же пола! Однако что подразумевается под словом «противоестественный»? Если иметь в виду тот факт, что в современном обществе гомосексуальные склонности проявляют всего лишь 1 — 4% мужчин и не более 3% женщин, то действительно можно утверждать: здесь мы имеем дело со сравнительно редким отклонением от нормы. Но с другой стороны, давайте не забывать о том, что «всего лишь» один процент — это в наши дни ни много ни мало, а около 60 миллионов человек. Вполне очевидно, что перед нами серьезная общечеловеческая проблема, которую не решишь цитированием уголовного кодекса. Да вот и история человечества, она тоже полна примерами этого самого «отклонения от нормы». Вспомним аккадскую богиню Иштар — покровительницу гетер и гомосексуалистов, культ которой процветал еще в середине III тысячелетия до нашей эры. А один из наиболее широко известных текстов Ветхого Завета — это повествование о печальной истории городов Содом и Гоморра, где, по преданию, процветал так называемый «содомский грех». И остров Лесбос времен античной Эллады с его обитательницами, пристрастными к вполне определенным острым ощущениям... В общем, нет нужды продолжать перечень подобных примеров. Задача науки состоит как раз в том, чтобы обнаружить объективные, естественные причины гомосексуального поведения, вместо того чтобы с порога объяснять его 44 моральной неполноценностью или злым умыслом отдельных персон. А эти объективные, естественные причины между тем двойственны. Во-первых, они могут быть следствием органических нарушений индивидуального развития, то есть имеют чисто биологическую природу. И во-вторых, источником развития гомосексуальных склонностей зачастую оказываются дефекты воспитания ребенка, и, стало быть, здесь мы имеем дело с социальными факторами. То. что нам сегодня известно обо всем этом, во многом опирается на достижения таких научных дисциплин, как генетика, эмбриология, эндокринология и нейрофизиология. Каждая из них внесла свой вклад в синтетическую область знаний, которую принято называть биологией пола. Предмет ее исследований поистине неисчерпаем, и это объясняется в первую очередь поразительным разнообразием проявлений сексуального начала в органическом мире, включая сюда однополость, гермафродитизм и разные варианты двуполости. Вот обо всем этом нам и придется теперь поговорить, хотя бы вкратце. Главный же вопрос состоит в следующем: можем ли мы обнаружить в животном мире, откуда несколько миллионов лет тому назад вышел Человек Разумный, некие биологические предпосылки, которые в ходе органической эволюции оказались естественной материальной базой для проявления нетипичных форм полового поведения людей? Но для того чтобы наши сопоставления были достаточно взвешенными и продуктивными, следует для начала бегло познакомиться с некоторыми объективными причинами отклонений от нормы в половом развитии и в поведении людей.
I VI11 I Половое самосознание IX Половая роль Выбор [сексуального! партнера Два пола — два стиля поведения Начнем, как говорится, ab ovo. В норме принадлежность будущего ребенка к мужскому или женскому полу предопределена уже в момент зачатия. Если половые хромосомы в яйцеклетке и в оплодотворившем ее сперматозоиде однотипны, то через девять месяцев родится девочка с хромосомной формулой XX. В противном случае следует ожидать появление на свет мальчика, все клетки тела которого несут пару половых хромосом XY. И весь дальнейший ход развития зародыша человека подчиняется тем же закономерностям, что и у всех прочих млекопитающих. Это дает возможность с помощью экспериментов уяснить в тончайших деталях принципы дифференциации пола в период внутриутробного развития человека. Важно подчеркнуть следующее. Как и всем млекопитающим, человеку, независимо от его генетического пола, присуща потенция к развитию женской половой системы. Лишь в случае своевременного (в конце шестой недели) формирования у эмбриона нормальных парных мужских половых желез — семенников, выделяемые ими гормоны препятствуют реализации этой потенции, и половая система развивается по мужскому типу. Что дальше? Если на описанной стадии развития у эмбриона правильно сформировался семенник, он начинает выделять в кровь мужские половые гормоны — андрогены, важнейший среди которых — тестостерон. Под их влиянием зачатки половой системы, первоначально совершенно однотипные у зародышей с хромосомными наборами XX и XY, постепенно начинают развиваться по мужскому типу. Сначала формируются внутренние половые органы (в частности, семявыводящие протоки), а затем и наружные. Именно по внешнему виду этих последних акушер определяет половую принадлежность новорожденного. В этот момент устанавливают так называемый паспортный пол, который в принципе — при нарушениях внутриутробного полового развития — может и не совпадать с генетическим (рис. 1). К примеру, если у эмбриона с хромосомным набором XY сильно замедляется правильное развитие семенников (так называемый синдромом дис- генеза яичек), то внутренние половые органы формируются по женскому типу, а наружные представляют собой нечто промежуточное. В результате новорожденного часто принимают за девочку. К какому полу такой человек будет причислять себя в зрелом возрасте, во многом зависит от того, будут ли его воспитывать как девочку или как мальчика. Если стратегия воспитания выбрана неудачно, впоследствии иногда приходится прибегнуть к хирургическому вмешательству и к соответствующей смене паспортного пола. В итоге генетический мужчина фактически становится женщиной и даже имеет большие шансы выйти замуж. Но формирование пола на ранних стадиях развития связано не только с собственно половыми органами, а затрагивает также определенные отделы головного мозга. Это — структуры, которые в дальнейшем будут отвечать за системную организацию всех звеньев воспроизводства потомства, начиная от полового поведения и кончая родительскими чувствами. В частности, речь идет об одном из отделов среднего мозга — под- бугорной области, или гипоталамусе. Он подает команды гипофизу, также находящемуся в среднем отделе головного мозга, а тот, в свою очередь, отправляет в кровь гормональные сигналы, которые регулируют связанные с полом циклические процессы в организме (например, менструальные циклы у женщин). И вот что интересно. Подобно тому как это происходит с половыми органами, функционирование гипоталамуса у млекопитающих изначально запрограммировано по женскому типу, и ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ ЛЮБВИ лишь под воздействием гормонов эмбрионального семенника происходит перестройка гипоталамуса в мужскую сторону (это длится с 4-го по 7-й месяц внутриутробной жизни). Как выяснилось, многие нарушения полового самосознания человека (и склонность к гомосексуализму в том числе) обусловлены неправильным развитием гипоталамуса. Если обобщить хотя бы все вышесказанное, то что же имеем «на выходе»? Отвечаем: весьма немалое разнообразие человеческих типов с самыми разными сочетаниями мужского и женского начала. Вот как комментирует подобное положение вещей известный сексопатолог Г.С.Васильченко: «Даже если опустить крайние варианты сексуальной дифференцировки, то есть несомненную норму и явную патологию, при которой трудно решить, к какому полу принадлежит обследуемый, все равно останется широкий вариационный ряд, где наряду с мужеподобными женщинами и женоподобными мужчинами выделяются совершенно самостоятельные категории. К ним относятся трансвеститы с навязчивым стремлением носить одежду противоположного пола и транссексуалы, стремящиеся изменить пол путем избавления от физических признаков собственного пола. Наконец, в плане психосоциальной ориентации можно выделить по крайней мере три категории — гетеросексуальные, бисексуальные и гомосексуальные» (Общая сексопатология. М.: Медицина, 1977, с. 54). Как следует из приведенной схемы на рис. 1, становление половых предпочтений индивида — это длительный процесс, охватывающий значительный отрезок жизни от раннего детства до окончания периода полового созревания. За это время формируется ясное осознание своей принадлежности к тому или другому полу, происходит стихийное принятие своей половой роли (преимущественно активной, мужской, либо пассивной, женской) и, наконец, складывается идеальный образ будущего полового партнера. И в заключение этой части нашей статьи обязательно скажем о следующем. Разделение индивидов по признаку 45
пола, помимо главной своей функции — воспроизведения потомства, выполняет и ряд других. С определенной точки зрения зто разделение (двуполость) — основа нашей социальной организации: ведь именно семья есть первичная и наиболее стабильная ячейка общества. Однако не менее устойчивыми могут быть, вероятно, и своеобразные однополые семьи — семьи гомосексуалистов, узаконенные сегодня в некоторых государствах. Существуют и другие разновидности однополых коллективов — такие, как армия или контингенты заключенных. Хорошо известно, что длительное пребывание в составе подобных однополых группировок становится зачастую питательной почвой для переориентации адекватного полового поведения в сторону гомосексуализма, нередко с элементами садизма. Эти и другие социальные аспекты отклонений в сфере половых отношений полезно иметь в виду при попытках сопоставления гомосексуальных проявлений в поведении человека и животных. Бисексуальность в животном мире — это норма? Несомненные признаки потенциальной двуполости человека, которую мы обнаруживаем в процессе дифференциации пола, особенно зримы в экспериментах по изменению пола у животных. В этом отношении поистине поразительные результаты были получены в опытах выдающегося русского биолога М.М.Завадовского. Так, если у неполовозрелой курочки удалить яичник, она в течение одного- двух месяцев приобретает черты, свойственные петуху. Например, кастрированная курица русской породы (изначально со светлым, дымчатым оперением) одевается в контрастный наряд Опыты по изменению пола у кур. Верхний ряд слева направо: нормальный петух и нормальная курица; средний ряд — кастрированный петух и кастрированная курица; нижний ряд — петух с привитыми яичниками и курица с привитыми семенниками 3 Групповое спаривание у моллюска аплизии с участием трех особей. Стрелкой показан совокупительный орган моллюска, находящегося в средней позиции из ярких, блестящих, как у петуха, красно-рыжих перьев. На ее шее отрастает грива, в хвосте появляются серповидно изогнутые перья, а на ногах — петушьи шпоры. Поведение такой кастрированной курицы — пассивное, инфантильное. Однако если одновременно с удаление яичника этой курице пересадить семенник (не важно куда, можно просто под кожу), то она вскоре приобретет все вторичные половые признаки и многие формы поведения типичного петуха: поет, сзывает кур к корму, гоняется за ними в попытках покрыть их, хотя и не делает этого, ограничиваясь демонстрацией галантных самцовых поз. Петухи принимают такую особь за своего и ожесточенно прогоняют «соперника» из своих владений. Похожие метаморфозы претерпевает и кастрированный петух, который в этом случае ничем не отличается от кастрированной курицы. Если же такому каплуну привить яичник, то спустя некоторое время его практически невозможно отличить от курицы ни по внешнему виду, ни по поведению (рис. 2). Все это позволило М.М.Завадовскому утверждать, что «курица бисексуальна 46 и гетеросексуальна в смысле потенциального содержания мужского и женского половых гормонов». А вот вам еще одно удивительное явление— так называемый истинный синхронный гермафродитизм, когда у одной и той же особи одновременно присутствуют как мужские, так и женские гонады. К числу таких созданий относятся, в частности, дождевые черви, пиявки, многие моллюски, некоторые ракообразные. У обитающего в морских мелководьях крупного, весом до 400 г, безраковинного моллюска аплизии, называемого также морским зайцем, в сезон размножения подчас образуются своеобразные «цепочки» спаривающихся индивидов числом до 10 — 12 (рис. 3). Тот моллюск, который оказывается на одном конце подобной живой гирлянды, выполняет роль самки, особь на противоположном конце цепочки выступает в качестве самца, а все промежуточные особи ведут себя одновременно и как самцы, и как самки. А иногда первый в цепочке гермафродитов вступает в контакт с последним, так что гирлянда замыкается в кольцо. Но и это не все. Для многих рыб характерно явление последовательного гермафродитизма. Вот всем нам известная горбуша. Вся ее молодь представлена самками, однако часть из них впоследствии превращается в самцов. Этот тип смены пола называется протогини- ей (буквально — «сначала женщина»). При протандрии («сначала мужчина»), напротив, все молодые особи — самцы. В дальнейшем у части из них семенники полностью перерождаются в яичники, тогда как у остальных семенники и яичники совмещены на протяжении всей жизни (синхронный гермафродитизм). Такой ход событий описан у рыб из семейства морских карасей. Некоторые рыбы коралловых рифов, практикующие протогинию, живут группами, которые состоят из нескольких
Схема, иллюстрирующая бисексуальность и относительную сексуальность у низших организмов на примере гамет, разыскивающих подходящего партнера в водной среде. Белым показано мужское начало, черным — женское. Слева — мужские гаметы, у которых присутствие женского начала возрастает в направлении сверху вниз. Справа — женские гаметы с возрастающим в том же направлении мужским началом. Чем больше разность «валентностей», тем больше вероятность соединения двух данных гамет самок и единственного самца. Если последний погибает, то одна из самок (главная в группе) экстренно меняет свой пол и занимает место прежнего хозяина гарема. Этот случай замечателен тем, что смена пола возникает как ответ на изменение социальной обстановки. Нечто похожее характерно и для одного из видов моллюсков, но с той разницей, что для него исходное состояние — принадлежность к мужскому полу, протандрия. Эти существа образуют в период размножения компактные группировки, в которых с одной самкой могут спариваться несколько самцов. Те самцы, которые преуспели в этом, превращаются в самок быстрее, чем те, что не смогли вовремя найти полового партнера. И напоследок—еще один вариант смены пола в животном мире. Он связан с условиями инкубации яиц. Это касается некоторых рептилий, например черепах (у них, кстати, нет половых хромосом — во всяком случае, они до сих пор не обнаружены). Так вот, при высоких температурах B9е С и выше) из яиц черепах развиваются самки, а при более низких, около 25°, — самцы. И что из всего этого следует? А то, что потенциальная бисексуальность организмов — явление в животном мире достаточно типичное. Животные- гомосексуалисты Итак, чтобы двигаться дальше по пути анализа нашей проблемы — теперь уже от бисексуальности к гомосексуальности, —скажем еще раз: двойственность половых потенций всякого организма — это, по всей видимости, универсальная закономерность, и ей подчиняются растения, микроорганизмы и высшие животные, включая человека. Одним из первых эту мысль высказал еще в начале нашего века крупный немецкий специалист по низшим организмам М.Гартманн. Именно он ввел в науку понятие относительной сексуальности. Что же это за относительность? Идея в следующем. У разных индивидов мужское и женское начала находятся в неодинаковых соотношениях. Итоговое соотношение этих начал и определяет «половую валентность» организма, а она, в свою очередь, определяет главное — выбор полового партнера. Чем больше разность валентностей двух индивидов, тем выше вероятность их успешного взаимодействия в половой сфере. М.Гартманн иллюстрировал свою мысль на примере гамет низших организмов (рис. 4), но то же правило действует, вероятно, и в человеческих популяциях. Существенно тут следующее: два индивида одного пола, но с контрастирующими валентностями могут испытывать взаимное половое влечение. Можно признать, что идея Гартман- на носит скорее характер метафоры, однако она помогает понять по крайней мере некоторые проявления гомосексуализма в мире животных. Так или иначе, но то, что по сути своей и по возможностям поведения мы сексуально относительны, а не абсолютны, — достаточно очевидно. Подтверджение этому — нижеследующие наблюдения. Известно, что при спаривании поведение самца и самки складывается из небольшого числа сравнительно простых действий. И первое из них — это покрытие самцом партнерши, именуемое садкой. К половому поведению часто относят также своеобразные позы, принимаемые самцом или обоими партнерами в преддверии спаривания или непосредственно перед ним. Но вот ситуация, когда готового к спариванию партнера в нужный момент рядом не оказывается. Что тогда? А тогда происходит то, что называют садкой на замещающие объекты. Это — садка одной особи на другую, принадлежащую к тому же полу, — наиболее распространенная форма гомосексуальных контак- ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ ЛЮБВИ тов в животном мире. Например, у некоторых насекомых из отряда двукрылых (сюда относятся мухи и комары) самец, готовый к спариванию, делает пробные садки не только на своих самок и других самцов, но и на особей других близких видов. Самец прикасается гениталиями к концу брюшка каждой покрытой им особи, одновременно вибрируя крыльями. Не встречая адекватного ответа, он продолжает поиски методом проб и ошибок, пока не наткнется на готовую к спариванию самку своего вида. Нечто подобное случается и в местах брачных скоплений лягушек, когда находящийся в половом экстазе самец по ошибке пытается заключить в объятия другого самца. Последний сразу же подает особый звуковой сигнал, извещающий о совершенной ошибке, и взаимодействие прерывается. В подобных ситуациях гомосексуальная садка служит способом проверки половой принадлежности пассивного партнера; другой вариант — такой партнер выступает как объект, замещающий отсутствующую самку. Кстати, известно ли вам о том, что самцы лягушек в состоянии сильного полового возбуждения пытаются даже обхватывать собственное движущееся отражение в стекле аквариума или даже неподвижные неодушевленные объекты? Все эти наблюдения указывают на то, что при гомосексуальных садках половая принадлежность пассивной особи зачастую не имеет ровно никакого значения для активного партнера. То есть, по существу, здесь не гомосексуальное поведение в строгом смысле слова, а попросту реакция самца на некий суррогат полового партнера, поскольку к самке в настоящий момент нет доступа. И в качестве подобного суррогата могут выступать даже неодушевленные объекты. Удивительно или нет, но гомосексуальное поведение отмечено и у парте- ногенетических видов, то есть тех, которые размножаются без оплодотворения, путем партеногенеза, и состоят из одних только самок. В данном случае речь идет об обитающих в Северной Америке кнутохвостых ящери- 47
Гомосексуальный контакт двух взрослых самок шимпанзе бонобо в позиции «лицом к лицу» цах. Хотя у таких партеногенетических видов самцы отсутствуют в принципе, в поведении самок сохранился стереотип самцового поведения, который'ис- пользуется при спаривании двуполых. Предполагали, что такое «псевдосам- цовое» поведение стимулируется мужскими половыми гормонами-андроге- нами. Однако оказалось, что андроге- ны в крови партеногенетических самок с псевдосамцовым поведением попросту отсутствуют, в отличие от самцов обоеполых видов, но зато очень высок уровень прогестерона, который у млекопитающих и птиц участвует в процессах подготовки оплодотворенной яйцеклетки к дальнейшему адекватному развитию. Не исключено, что в данном случае гомосексуальные контакты самок играют роль своеобразного стимула, ускоряющего развитие и откладку яиц. Если в дальнейшем окажется, что дело обстоит именно так, то тогда можно будет говорить о важной биологической функции гомосексуального поведения. Гомосексуализм — это нужный социальный фактор? Долгое время безоговорочно господствовала такая точка зрения: гомосексуальные садки в устойчивых группировках обезьян (в частности, у мака- ков и павианов) — это чуть ли не главное средство поддержания среди них четкой социальной иерархии. Так это или нет, но гомосексуальное поведение, ограничивающееся позой приглашения к спариванию у пассивного партнера и садкой со стороны активного, наиболее часто можно наблюдать у самцов, хотя аналогичные взаимодействия случаются и между самками. Здесь можно увидеть отдаленную аналогию с гомосексуальными контактами у человека, при которых активный, доминирующий партнер стремится занять верхнюю позицию. И все-таки в последние годы гипотеза, согласно которой основная функция гомосексуальных контактов у приматов состоит в регуляции социального ранжирования особей, все чаще подвергается сомнению. Так, при изучении макаков-резусов удалось установить, что в диадах (то есть в парах однополых особей, которые периодически вступают в контакты друг с другом) вполне обычны взаимные гомосексуальные садки. Иными словами, один и тот же член диады в одних случаях выполняет роль активного партнера, а в других — пассивного. Вот статистика: 184 садки из общего числа зарегистрированных E21) осуществляли вовсе не «доминанты», а «подчиненные» особи. Это 35% случаев. Далее: в 37% всех случаев гомосексуальных контактов какая-либо конфликтная ситуация отсутствовала, так что взаимодействия носили вполне дружелюбный характер. В итоге наблюдатели пришли к такому заключению: интересующее нас поведение играет роль социального фактора, укрепляющего персональные связи между конкретными членами группировки. И наконец, о гомосексуальном поведении у наших ближайших эволюционных родственников — человекообразных обезьян. Здесь поистине уникальные сведения получил японский зоолог Ю.Ямагива во время 11-месячных наблюдений за группой горилл в горах Вирунга, что в Центральной Африке. Группа состояла из одних самцов — двух матерых с седыми, «серебристыми» спинами, двух черноспинных, не столь почтенного возраста, и двух подростков. Эта группа была известна зоологам и раньше. Существовала она в том же составе по крайней мере на протяжении двух лет. В отличие от гетеросексуальных групп горных горилл, здесь обращала на себя внимание сплоченность коллектива. Обезьяны неизменно держались очень кучно во время перемещений по местности. Ю.Ямагива склонен видеть одну из причин этого в сильной сексуальной привлекательности подростков для взрослых самцов. Роль пассивных партнеров чаще всего выполняли юные самцы, но этого ни разу не случалось с матерыми сереб- ристоспинными патриархами. И хотя японский исследователь считает, что в группе отсутствовали отношения доминирования-подчинения, подобное распределение ролей указывает, по-видимому, на неравенство социальных рангов, которое обусловлено разным возрастом и жизненным опытом животных. Но тем не менее гомосексуальные контакты происходили обычно по обоюдному согласию партнеров или даже по инициативе индивида, выступающего в данный момент в роли самки. Надо сказать, что в отличие от многих видов обезьян, у которых садка неизменно направлена на круп пассивного партнера, у горилл спаривание возможно не только в такой позиции, но и в положении «живот к животу». И при гомосексуальных контактах в самцовой группе, о которой идет речь, использовались обе эти тактики (в одном из таких случаев по окончании контакта исследователь зафиксировал следы спермы на шерсти пассивного партнера). Примечательной особенностью всех этих взаимоотношений было относительное постоянство некоторых альянсов. Поэтому серебристоспинный самец мог прийти в бешенство, если его постоянный партнер вдруг избегал очередного контакта, игнорируя адресуемые ему знаки внимания. На этой почве иногда происходили жестокие драки между взрослыми самцами. Важно подчеркнуть, что у человекообразных обезьян явно эротические формы полового поведения более чем обычны не только в гомосексуальных группах, но и при полной возможности свободного выбора половых партнеров обоего пола. Такой выраженный эротизм в наибольшей степени присущ карликовому шимпанзе, или бонобо, сравнительно редкому виду, обитающему в тропических лесах Заира. Так вот, за группой бонобо в зоопарке Сан-Диего в Калифорнии долго вел наблюдения Ф. де Ваала, крупный спе- 48
циалист по поведению обезьян. Группа включала в себя десять особей разного пола и возраста. По мнению ученого, примерно три четверти от общего числа тех взаимодействий, где присутствовали элементы полового поведения, никак не были связаны с функцией воспроизводства потомства. Их можно было рассматривать и в качестве регулятора межперсональных отношений (социальной иерархии), и попросту как способ получить наслаждение. Оказалось, эти карликовые шимпанзе в высшей степени изобретательны в реализации своих сексуальных потенций, а контакты эротического характера занимали весьма существенное место в их повседневной жизни (рис. 5 и 6). Значительная часть таких контактов осуществлялась однополыми особями, причем в гомосексуальных играх подростков мужского пола изредка присутствовали даже элементы орального секса. По мнению де Ваала, одна из важ- нейшех функций описанного поведения обезьян бонобо состоит в том, что оно сводит до минимума социальную напряженность в группе, особенно в ситуациях, грозящих перерасти в длительный конфликт между отдельными членами коллектива. Имея это в виду, исследователь предпочитает говорить в данном случае не о половом, а о социосексу- альном поведении. Человек — это звучит гордо? И вот после всего того, что здесь было рассказано о механизмах дифференциации пола и о поразительном разнообразии реализации половых потенций в мире животных, настало время ответить на главный вопрос: удается ли обнаружить в природе биологические предпосылки интересующих нас отклонений в половом поведении человека? Если речь идет о физиологическом базисе полового поведения, то ответ будет положительным. Потенциальная бисексуальность любого организма на физиологическом уровне — это бесспорный факт, подтвержденный поистине несметным количеством экспериментов с самыми разными видами животных. Как мы могли убедиться, то же самое справедливо и в отношении человека. С этих позиций можно утверждать, что гомосексуальное влечение лиц с определенными физиологическими расстройствами (в частности, гормональными сдвигами) обусловлено вполне естественными причинами. Ну хорошо, а если речь не идет о какой-либо органической или функциональной патологии? Тут важно следующее. Давайте не забывать о том, что называется мотивами реализации полового поведения у животных и у людей. А они, эти мотивы, у животных и у человека — далеко не одинаковы. Человек — единственный биологический вид, у которого половое поведение, помимо своей первоначальной функции воспроизводства потомства, приобрело еще одну, ничуть не менее значимую функцию — извлечения наслаждений. Как раз именно этот, последний, мотив и определяет проявления большинства форм сексуальности у людей, и гомосексуализма в частности. Ни у кого не вызывает сомнения тот факт, что названная вторая функция есть результат длительной социальной эволюции человека, вторично наложившейся на его биологическую эволюцию. Ну а что касается животных, то у них «гомосексуальное поведение» (именно так, в кавычах!) в большинстве случаев представляет собой результат частных издержек и сбоев в сложнейших процессах воспроизводства потомства. Слепой инстинкт продолжения рода, а не жажда получить наслаждение движет подобного рода действиями у братьев наших меньших. Поэтому у животных, насколько мы можем судить сегодня, проявления «гомосексуального поведения» — вовсе не следствие устойчивых органических нарушений в сфере физиологии или психики. Просто в условиях длительного отсутствия адекватного полового партнера любая особь рано или поздно прибегнет к заместительным формам сексуального поведения. Регулярное «гомосексуальное поведение» наиболее распространено среди тех видов, у которых внешние различия между полами (половой диморфизм) выражены в наименьшей степени. Таковы, в частности, чайковые птицы. Достаточно сказать, что половую принадлежность чайки, которую вы держите в руках, надежно можно установить только при вскрытии, после осмотра гонад. То же справедливо и в отношении крачек, у которых в начале брачного сезона десятки и сотни пока еще холостых особей обоих полов концентрируются в так называемых «клубах» на морских пляжах. Здесь то и дело приходится наблюдать ложные садки. Не исключено, что именно по ответной реакции пассивного партнера активный партнер опознает пол птицы, на которую направлена садка. Любой сбой в подобной тактике поиска полового партнера методом проб и ошибок может завершиться формированием гомосексуальной пары. Да, в поведении животных, скорее всего, нет места откровенной эротике. Но, как мы убедились, это труднее утверждать, когда речь заходит о наших ближайших родичах — человекообразных обезьянах. Уж очень многое в их сексуальном поведении напоминает эротические игры людей. Казалось бы, именно здесь следует искать эволюционные истоки гомосексуализма человека. Однако такая точка зрения остается пока что непопулярной в среде специалистов, занятых изучением эволюции поведения (последний тому пример — публикация в «New Scientist», 1999, № 8). Вспомните: гомосексуальное поведение у человекообразных обезьян наблюдали преимущественно в нестандартной обстановке (в однополой группе самцов горилл, хронически лишенных общества самок, и в условиях неволи в случае с карликовыми шимпанзе). В этом смысле «гомосексуализм» у человекообразных обезьян, как и у прочих животных, более всего подобен тран- зиторным, приходящим, или заместительным, формам гомосексуализма у здоровых в принципе особей. Такие отклонения в половом поведении возникают не самопроизвольно, а под давлением внешних обстоятельств, чаще всего при длительной изоляции однополых существ. То же и у человека: если в устойчиво однополом коллективе присутствуют индивиды с повышенной сексуальностью, то они и становятся инициаторами гомосексуальных контактов в группе. Иными словами, биологические и социокультурные факторы, определяющие отклонения в половом поведении человека, неизменно действуют в едином и неразрывном комплексе, всячески дополняя и модифицируя друг друга. Относительный вес тех и других факторов изменяется от случая к случаю. И лишь в достаточно редких ситуациях, при явных нарушениях физиологического развития индивида, биологические факторы, определяющие эти нарушения, оказываются полностью доминирующими. Проявления именно подобных форм гомосексуализма человека ни в коем случае непрезренны и неподсудны, как непрезренна и неподсудна всякая болезнь. 49
«Дельтзгводни? В. В. Александрии ритм^г I • ***#•+ В этой статье мы снова расскажем о «жизни после жизни»: особом психическом состоянии, которое ступает во время клинической смерти. Люди, no6i вавшие в этом состоянии, рассказывают, как душа, о делившись от тела, летит через некий тоннель на ветре чу с покойными родными и близкими. Во время поле та перед взором «путешественника» успевает промель кнуть вся его жизнь в обратном порядке от зрелости до младенчества. Эти люди вспоминают также доброе «высшее существо», которое судило их поступки. Возможно ли все это с научной точки зрения? На первый взгляд категорически нет, поскольку деятельность нейронов коры мозга прекращается уже через 30—50 секунд после полной остановки сердца. Можно ли за столь короткий срок совершить путешествие в «страну теней», успеть побеседовать с умершими друзьями и светоносным высшим существом? Вряд ли. Но кроме мгновенной смерти есть и другой путь в Mtjp^ иной: длительный, многочасовой, носящий мудреное ме дицинское название «гиповолемическая гипотензия») Такое состояние чаще всего наступает после боль шой потери крови либо вследствие очень редких сокращений сердца. Давление в артериях снижается в три-четыре раза, и кровь течет по сосудам очень медленно. Все процессы метаболизма в организме почти останавливаются: кровоток че- рез почки уменьшается в семь раз, через печень — в два раза. Даже через сердце прокачивается половинная порция крови. Дыхание становится едва уловимым: поднесенное к губам зеркало не запотевает. Кожный кровоток падает на 90%, и, ощупав ледяную руку пострадавшего, даже врач может решить, что пациент мертв. Но хотя жизнь в организме еле теплится, оставшаяся кровь направляется прежде всего в мозг, поэтому электрическая активность в нем не затухает окончательно. Если проанализировать древние и современные описания случаев посмертного опыта, мы увидим, чш паломничества в потусторонний мир совершаются именно в этом «полумертвом» состоянии (в медици-^ не оно носит название «торпидной стадии шока»)г^ Зарегистрировать признаки жизни у такого пациент^ без специальной аппаратуры невозможно, поэтому для окружающих несчастный мертв и все, что он р* это время чувствует и запоминает, впоследствии во£^ принимается не иначе как репортаж с того света. Х^Й врачи, работающие в отделениях реанимации, ср& ди своих пациентов вряд ли встретят таких «путешественников», поскольку стимуляция работы сердцти искусственное дыхание исключают «полуголодное состояние мозга, а следовательно, и полеты в мир иной. 50
Энцефалография смерти Теперь мы обратимся к ^ весьма любопытному фе- ^ домену: все несостоявшимися покойники видят практически одно и то же. Объяснение можно найти в <исследованиях талантливо- то российского патофизиолога (к сожалению, уже покойного) Александра Марковича Гурвича. В своих экспериментах он показал, что электрические процессы в полуживом мозге имеют ряд характерных черт, независимых не только от личности пострадавшего, но и от его принадлежности к роду человеческому (то есть у умирающих Животных закономерности сводные). В первые десятки секунд мозг ^отвечает на внезапную нехватку кислорода гиперактивацией электрических процессов. Воз- можно, столь неумест-ная реакция, вызывающая дополнительное потребление и без того дефицитной энергии, похожа на барахтанье тонущего. Затем процесс ак- С&11 £У^ивации сменяется медленным л ритмом: высокоамплитудными С-€ /у ^./да^^а-волнами с частотой 1—3 ко- / ■ лебанйя в секунду. При быстром /умирании вслед за дельта-волнами следует электрическое молча- или попросту полное отключение мозга. Однако при торпид- ной стадии шока дельта-ритм начинает перемежаться быстрыми б^та-колебаниями (на энцефалог- г ^ рамме они выглядят как мелкая рябь на фоне высоких гребней). Бета-ритм A8—30 гц) — признак того, что человек интенсивно обрабатывает информацию, поступа- 1 , ч~ ющую извне или извлекаемую из г&?Ъ р&\ (Pi^_fy.;/ л кладовых памяти. Он появляется, 1с*пЛ{ рЙГК-Г х /1/e-fep /* Г "Vе hit: например, у спящего, когда его помещают сновидения. Значит, и человек, которого считают мертвым, видит в это время свой сон. 51
Можно ли сфотографировать врата в «мир иной»? Почему бы и нет. Если верно предположение И.А, Шевелева, что знаменитый тоннель — на самом деле поверхность зрительной коры* которая становится «видимой» для перевозбужденного мозга, то вот они, эти врата, перед нами «Какие сны в том смертном сне приснятся?» Попробуем разобраться с сюжетом сновидений. Начнем с тоннеля. Более полувека назад один из отцов- основателей электроэнцефалографии Грей Уолтер провел незамысловатый опыт: испытуемый с закрытыми глазами сидел перед лампой, мигающей с различной частотой, а в затылочных областях мозга (зоне проекции зрительного анализатора) у него регистрировали электрические колебания. Когда частота миганий лампы почти совпадала с частотой электрических волн мозга, испытуемому через плотно сомкнутые веки начинали мерещиться тоннели и водовороты. (При открытых глазах видения исчезали, поскольку мозг сбивался на другой ритм.) Можно догадаться, что в опытах Уолтера имело место резонансное наложение миганий лампочки на ритм самого мозга. (Такие резонансы, возникающие при небольшой разнице частот между ритмами, в технике называют «биениями».) Недавно профессор нейрофизиологии И.А.Шевелев предположил, что во время подобных опытов перевозбужденный мозг «видит» колебания уровня возбудимости своих нейронов. Это значит, что сигнал на каждом нейроне зависит от места, которое он занимает, — то есть фактически мозг «видит» свою собственную поверхность. А поверхность зрительной коры, как показали специальные исследования, имеет форму концентрических колец, подобных срезу луковицы или капустного кочана. Если вспомнить, что в первые секунды умирания происходит гиперактивация мозга, то несложно представить, откуда появляется тоннель, по которому летит душа, — гипервозбуждение захватывает и зрительную зону коры. Теперь попробуем установить, как происходит «обратное считывание» событий собственной жизни. Это явление знакомо всем, кто бывал на эстрадных представлениях гипнотизеров и наблюдал за перевоплощением почтенных тетушек из публики в восьмилетних девочек, играющих в классики или баюкающих любимую куклу. Секрет фокуса довольно прост: магу даже не требуется внушать этим женщинам, что они дети. Достаточно снять тормозное влияние некоторых мозговых структур на память человека под гипнозом, и ему приснится сон наяву из любого отрезка прошлого. На это, кстати, и рассчитывал Мюллер, допрашивая Штирлица под гипнозом (в книге, а не в фильме). Основаны столь любопытные эффекты на свойстве нашей памяти, которые делают ее подобной мотку ниток: последующие события наслаиваются на предыдущие, и чем раньше было впечатление, тем глубже оно упрятано в клубке памяти. Неусыпная работа мозга как раз и заключается в вытормажи- вающем контроле нашего прошлого: информация датируется, а ненужные реакции не стираются вовсе, но тормозятся. (Взрослый человек равнодушно проходит мимо лотка с мороженым, хотя помнит, как сильно любил эскимо в детстве.) Но когда контроль слабеет, например во сне или с возрастом, события ушедших лет всплывают из глубин памяти и начинают воздействовать на поведение, настроение, ход мыслей человека. Феномен «возвращения в прошлое» известен многим из тех, кто живет с престарелыми родственниками. В быту диагноз ставится просто: впал в детство. Происходит это потому, что тормозная система более уязвима к атеросклерозу и инфекциям, чем активирующая, ее нейроны выходят из строя раньше. Тормоза снимаются — воспоминания оживают, и человек с головой погружается в прошлое. Впадают не только в детство: можно задержаться и на более позднем этапе 52
своей судьбы, например в юности. Подсев к такому старичку на лавочке, вы будете удивлены живостью и точностью описания деталей, когда он будет рассказывать о своей встрече с Любовью Орловой или Константином Циолковским, однако вопрос: «Какое сейчас время года?» поставит собеседника в тупик. По мере того как память на прошедшую жизнь «реставрируется», воспомининая о нынешних событиях тускнеют, а то и вообще исчезают. Престарелый человек начинает жить в мире полуреальности- полуиллюзий: во внуке Коле он видит давно усопшего брата Василия, свою взрослую дочь принимает за мать; заблудившись в собственном микрорайоне, он ищет улицу, на которой жил в детстве. Если обеспокоенные родственники поместят дедушку в клинику, то при обследовании его мозга обязательно обнаружатся уже известные нам медленные дельта-волны. Очевидно, они и снимают торможение, запуская считывание памяти в обратном направлении — будь то старость, гипноз, сон либо клиническая смерть. Бубен Верхнего и Нижнего мира Итак, подведем черту. По представлениям современной нейрофизиологии, «короткометражный фильм» с того света — всего лишь путешествие сознания в пределах еще живого мозга, а отнюдь не отлет «души» от бренного тела. Так, полет по тоннелю — это гиперактивация зрительной коры, связанная с общим возбуждением активности мозга, а видения умерших родственников — снятие тормозного контроля, вызванное распространением дельта-волн в мозге. Но коль скоро это так, то не мо-жет ли вполне живой и здоровый человек попасть в мир иной, настроив свой мозг на соот- ветст-вующую «волну»? Может, и более то-го, многие тысячи лет жрецы различных народов мира совершают столь рискованные путешествия. Ритуалы, с этим связанные, отличаются поразительным сходством. Чукотские, алтайские или индейские шаманы ударяют в поднятый над головой бубен (с частотой два-три удара в секунду!) и, закрыв или завязав глаза, кружатся в том же темпе. Рядом горит костер, и шаман вдыхает его дым, причем дым может быть самый обычный, без наркотических добавок; смысл этого действия — вызвать недостаток кислорода в мозге. Кстати, ритмичное частое дыхание — еще один способ, с помощью которого можно навязать собственному мозгу чудодейственный дельта-ритм. Дело в том, что дыхательный центр расположен в продолговатом мозге, под мозжечком, прямо посреди нейронов ретикулярной формации — «батарейки», служащей для подзарядки энергией больших полушарий (см. «Химию и жизнь», 1998, № 11). Таким образом, нейроны дыхательного центра могут навязывать свой ритм всей массе нервных клеток, в том числе нейронам зрительной коры. Чтобы достичь результата, нужно дышать как можно чаще в течение хотя бы полу- Профессор Александр Маркович Гурвич регистрирует электрическую активность умирающего мозга часа. Поскольку максимальная скорость дыхания — около 60 вдохов в минуту, то частота навязанного ритма уложится в диапазон тех же дельта-волн. Что же видят шаманы? По их собственным словам, они отправляются в другой мир, точнее, в один из двух «иных миров»: в Верхний (где обитают духи) либо в Нижний, на свидание с умершим или для того, чтобы отбить у злого демона душу больного. Некоторые умельцы погружаются в прошлое, вспоминая всю свою жизнь вплоть до собственного рождения. Часто колдун-путешественник впадает в экстаз, испытывает сильную радость (вспомним рассказы «воскресших» о встрече с высшим существом, излучающим свет и добро.) Есть предположение, что эйфорию также вызывают дельта-волны, хотя детали этого механизма еще не прояснены. Вдобавок, как и следовало ожидать, путь жреца начинается с того же круглого отверстия: коридора в скале, барсучьей норы. На первый взгляд все очень просто и безопасно: иная реальность без наркотиков, никакого поедания мухоморов и кактусов, только музыка и танец. Но самостоятельно заниматься подобными экспериментами не советую. Даже профессиональные шаманы иногда «оттуда» не возвращаются, если из-за обеднения крови углекислым газом (оно наступает после принудительных частых вдохов- выдохов) внезапно останавливается дыхание. Опасные танцы Коль скоро речь зашла о грустном, коснемся опасности, которая подстерегает любителей современной музыки в ритме «дельта» — молодых людей, активно посещающих дискотеки или дома часами слушающих поп-му- 53
зыку, рок и рэп. Ритм этой музыки (около 150 ударов в минуту) как раз попадает в полосу «шаманских» частот, причем, в отличие от джаза или классической музыки, ритм этот акцентирован, очень громок и почти лишен вариаций. На дискотеках к музыке добавляется ритмичный танец и ритмичное же мигание ярких прожекторов в темноте (вспомним лампу Уолтера), — словом, налицо полный набор психотехнических приемов, вызывающих доминирование дельта-ритма в мозге. Конечно, юные меломаны покупают билет на дискотеку не для того, чтобы увидеть ангела или поговорить с покойной прабабушкой, а просто ради уже упомянутой эйфории. Но не получают ли они в придачу к удовольствию кое-что еще? В феврале прошлого года в одном из подмосковных городов произошло событие, потрясшее весь столичный регион: три подружки, ученицы 5-го, 6-го и 8-го классов, выбросились с восьмого этажа. Первые объяснения, которые приходят в голову, — наркотики и психические заболевания. Однако девушки были абсолютно здоровы психически и не употребляли ни водки, ни анаши, ни клея «Момент», ни даже пива. Все они воспитывались в полных семьях, с братишками и сестренками, а заботливые родители не были ни алкоголиками, ни садистами. Тогда почему же? Чтобы ответить на этот вопрос, обратимся к психологии переходного возраста. Взросление человека связано с раздумьями о двух полярных явлениях: о возможности реализовать себя и о смерти. Для ребенка возможность уйти из жизни — открытие. Эмоциональное решение «вот умру, в другой раз будут знать» закладывается в раннем детстве. Решение умереть как логический выход из невыносимой ситуации созревает в подростковом возрасте. Кто из детей не преподносил в своих фантазиях собственную смерть как возмездие «им всем» за незаслуженные обиды? Однако у тинейджеров эти выдумки порой находят реальное воплощение. Обычно самоубийство оказывается продолжением некой романтической игры. Чаще всего это игра в неразделенную любовь, хотя могут быть и другие формы (например, борьба за справедливость). В общем, вопрос: «Жить или не жить?» задает себе каждый десятый школьник. К счастью, большинство детей решает, что жить лучше. Почему же все-таки некоторые зацикливаются на втором варианте? Далее мы рассмотрим один из возможных ответов. В психиатрии хорошо известен тип мышления, при котором пациент, развивая какую-либо мысль, не может от нее отделаться: постоянно застревает на деталях, пережевывает одну и ту же тему и никак не может перейти к другой. В ярко выраженной ситуации несчастные жалуются на мучительные мысли (чаще всего о самоубийстве), которые они никак не могут выбросить из головы. Такие состояния часто наблюдаются при эпилепсии. Но надо отметить, что эти люди не душевнобольные, хотя в психотерапевтической коррекции они, безусловно, нуждаются. Как мы уже отметили, подмосковные подружки были здоровы и эпилепсией не страдали. Однако ученые-медики давно показали, что упомянутые изменения психики связаны не столько с самими эпилептическими приступами, сколько с так называемыми эпи- лептиформными разрядами в коре головного мозга. Эти разряды могут и не провоцировать приступы либо вызывать абсансы — малые бессимптомные припадки, когда сознание человека на несколько секунд отключается и в это время он прекращает какую-либо деятельность или повторяет стереотипные движения (например, ходит, размахивает руками). Сами по себе эпилептиформные разряды — это синхронная активность большой массы нервных клеток, модулированных по частоте 2—3 гц, то есть по частоте дельта-ритма. Их появление можно вызвать и у абсолютно здорового человека, если предъявлять ему мощные ритмические звуковые раздражители. Музыкальный ритм 150 ударов в минуту как раз соответствует частоте эпилептиформ- ных разрядов. Так что современные дискотеки можно с полным правом назвать эпилепситеками: танцующий на несколько часов погружает свой мозг в условия, способные вызвать искусственный малый эпилептический припадок. И даже если абсанс пройдет незаметно, он может оставить после себя нехороший след в виде застревающего типа мышления с любой навязчивой мыслью, в том числе и о самоубийстве. А что же три подружки-школьницы? Они были большими поклонницами молодежной музыки, ходили в дискотеки и одну из любимых своих певиц слушали на полную громкость все три часа, предшествовавшие суициду... Что можно посоветовать родителям, чьи юные отпрыски все выходные пропадают на танцевальных вечеринках? Запретить? Вряд ли подобная мера будет действенной. Лучше постарайтесь внимательнее относиться к тому, что говорят ваши дети, к их будто бы случайным фразам. Дети с наклонностью к самоубийству обычно не скрывают своих трагических намерений, ведь для них это элемент игры. В описанном случае девушки не раз заявляли о своем желании «покинуть этот мир», а одна из них даже предпринимала подобную попытку. Возможно, это была игра, и никто в этом не сомневался, пока игра не превратилась в действительность. А в общем, всем читателям, и «отцам», и «детям», пожелаем почаще вдумываться в то, что происходит с нами и вокруг нас. Возможно, мракобесы и резонеры, рассуждая об «наркотическом действии» современной молодежной музыки, бывают не так уж не правы. Человеческий организм — это не только химия, но и физика, не только биомолекулы, но и ритмы электрических колебаний, с которыми взаимодействуют внешние ритмы. Такие взаимодействия подчас не менее опасны, чем взаимодействие психотропного препарата и рецептора нервной клетки, и не следует их недооценивать. 54
D I J изобразительном искусстве шя0 картина, написанная маслом, сродни роману, гравюра — повести. Батик — это стихотворение, в котором лишь слегка прорисована тема, но зато здесь много чувства. Когда речь заходит о создании художественных образов на шерсти или шелке, мы вспоминаем утонченные рисунки на японских ширмах и яркие пав- ловопосадские платки. Это естественно — традиционно искусство росписи ткани считают декоративно-прикладным. Человек всегда стремился украсить свою одежду и предметы быта, изобретая все новые и новые способы их отделки. Приемы бесконечно совершенствовались, становясь уделом лишь мастеров, не только виртуозно владевших техникой, но и обладавших незаурядным художественным вкусом. И пока наши прабабушки упражнялись в вышивании и плетении кружев, народы Востока учились рисовать на ткани. В XVII веке в Европе появились индийские набивные ситцы, а в 1878 году на Всемирной выставке в Париже Запад познакомился с произведениями текстильного искусства Японии — ручной росписью шелка. А вот древнее искусство батика, достигшее небывалых высот у народов Индонезии (особенно развито оно на острове Ява), проникло к нам лишь в начале XX века. Классический горячий батик — очень трудоемкий вид росписи. На тщательно выстиранную, отбеленную и вываренную в рисовом отваре ткань (как правило, шелк) кисточкой от руки наносили узоры — но не краской, а так называемым резервирующим составом (резервом), обычно разогретым воском. Когда воск застывал, кусок материи по- РАДОСТИ ЖИЗНИ гружали в чан с краской и держали там несколько часов. Окрашенную ткань сушили, рисовали на ней новую серию узоров и затем окрашивали в более темные тона. Покрытые водонепроницаемым составом участки ткани сохраняли свой первоначальный цвет, и, когда воск удаляли, погрузив шелк в горячую воду, сложный многокрасочный рисунок наконец открывался взору во всем своем великолепии. После знакомства с горячим батиком в Европе изобрели холодный батик. Основой резерва здесь служит резиновый клей, разведенный бензином. Добавляют в эту смесь и воск, но совсем немного. Холодным резервом обводят контуры рисунка, а потом закрашивают внутренние детали узора, точно так же, как это делает ребенок в книжке-раскраске. Никаких ограничений в выборе цвета и изысканная графич- ность — отличительные особенности холодного батика. Именно в этой технике расписывают платки на текстильных фабриках: контуры орнамента, которые не дают краске расплываться за ограничительную линию, печатают на ткани машинным способом, а всю последующую роспись выполняют вручную по образцу. В 30-е годы XX века холодный батик был очень популярен в нашей стране: косынки, шарфики, театральные занавесы, настенные панно — где только не находила себе применения эта техника. Большой ассортимент тканей из искусственных (штапель, вискоза, ацетатный шелк) и синтетических (капрон и т.д.) волокон, которые появились на прилавках магазинов благодаря достижениям химической промышленности в 60-е годы, вызвал новую вспышку ин- 55
тереса к художественной росписи ткани, в том числе и к батику. Новые ткани позволяли добиться невиданных эффектов, а богатая палитра анилиновых красителей, пригодных для окраски этих материалов, еще больше расширила возможности художника. Современный горячий батик не утратил своего прикладного назначения, но в этом искусстве все отчетливее выделяется особое направление, которое тяготеет скорее к живописи, чем к декоративно-прикладному искусству. В картинных галереях все чаще выставляют панно, выполненные на ткани, и посетители выставок подолгу простаивают перед ними. И вправду есть чем залюбоваться. Если совершенство картины, написанной масляными краскам, зависит от того, насколько удастся художнику подчинить себе неподатливый материал, то батик — это сотворчество мастера, ткани, натянутой на подрамник, и краски, свободно растекающейся по полотну при каждом прикосновении кисточки или тампона. Здесь мало быть просто художником — нужно уметь угадать, чего хотят краска и ткань, и постараться не мешать им. Приступая к росписи батика, мастер никогда не знает до конца, что у него получится. Он лишь выбирает цветовую гамму и намечает в общих чертах сюжет будущей композиции. Постепенно переходя от светлых тонов к более темным, художник покрывает воском или парафином те фрагменты, к которым он больше не вернется. В процессе работы возможна импровизация: красивый переход цвета, капля воды, случайно (или не случайно) упавшая на окрашенную ткань, могут придать батику неповторимое очарование. Очень важно во-вре- мя увидеть это и сохранить. А потом наступает момент, когда батик начинает жить своей жизнью; он больше не подчиняется замыслам художника. Новый мотив внезапно меняет сюжет и требует совсем других красок. Спорить с ним — все равно что пытаться танцевать прежний танец, когда играет уже совсем другая музыка. Мало того, еще до начала основного этапа работы мастер может обработать ткань, используя узелковую технику или прием, который называют «мрамор». В результате на хлопке или шелке появляется неповторимый рисунок, который подскажет будущую композицию — нужно только внимательно вглядеться в него. С узелковой техникой, пришедшей к нам из Индии (ее традиционное название «бандан»), многие знакомы благодаря моде конца 80-х годов. Чтобы получить футболку модной расцветки, на обычной белой майке завязывали множество узлов и кипятили ее в растворе подходящего красителя. После того как узлы развязывали, удачливый экспериментатор становился обладателем уникальной вещи, покрытой затейливыми разводами. Чтобы добиться эффекта мрамора, ткань раскрашивают в подходящие цвета произвольным образом, а затем, мокрую, безжалостно комкают и сушат этот комок утюгом, поворачивая его и так и сяк. Потом ткань, конечно, придется разгладить, но она
уже не будет равномерно окрашенной — на ней появится тонкий графический узор, который и впрямь напоминает фактуру камня. Во время работы над батиком мастер старается сохранить особенно удачные фрагменты «мрамора» или узелковой росписи, сразу же закрывая их резервирующим составом; дальнейшая задача художника будет за-ключаться в том, чтобы гармонично вписать эти элементы в общую композицию. Часто узелковую технику используют в тех случаях, когда хотят изобразить цветы. Они получаются изысканными, фантастическими — такие не придумать и не выписать самому. Есть и другие приемы, которые тоже позволяют творить чудеса, — например, роспись водой. Когда основной рисунок почти закончен, художник может обмакнуть кисточку в воду и легкими прикосновениями обозначить на окрашенном фоне любую фигуру. Вода растечется по ткани, увлекая за собой краску, которая создаст вокруг расплывающегося пятна четкую линию — контур фигуры человека, животного, цветка. Можно посыпать мокрое полотно сухим порошковым красителем, а потом уронить на ткань капельку воды — получится роскошная шапка праздничного салюта или пушистый одуванчик. Интересные эффекты дает обычная поваренная соль. Благодаря своим гигроскопическим свойствам ее кристаллы притягивают влагу вместе с красителем, который концентрируется вокруг крупинок соли, оставляя за собой извитой след. Сложные красители нередко разлагаются при этом на составляющие: фиолетовый — на красный и синий, зеленый — на синий и желтый, а коричневый может распасться даже на три компоненты. Химик сказал бы, что художник оживил свое полотно маленькими хроматограммами. Мастер, работающий в технике батика, волей-неволей вынужден стать химиком-экспериментатором — хотя бы немножко. Например, для того, чтобы создать эффект падающего снега, кучевых облаков, изобразить луну или солнце, подернутое дымкой, нередко используют химические свойства мочевины, которая обесцвечивает анилиновые красители. Пятно, получившееся на окрашенной ткани, когда на нее попадет крупинка всем известного удобрения для огорода, кажется объемным благодаря тому, что в центре него ткань обесцвечена больше, чем по краям. Кроме того, мочевина, в отличие от воды, не дает четкого контура по краю, а это иной раз очень важно для правильного осуществления замысла художника. Прорабатывая полотно фрагмент за фрагментом, художник постепенно покрывает всю поверхность ткани резервирующим составом и заканчивает свою работу почти вслепую: она спрятана под слоем воска, как бабочка в коконе. И пока не настало для нее время показаться творцу и зрителю, мастер может завершить отделку своего детища эффектным приемом «кракле», который служит своеобразной визитной карточкой горячего батика. Ткань снимают с подрамника и сминают ее, чтобы воск растрескался. Вновь натянув ткань, ее стараются пропитать темной краской. Черточки и линии, образующие густую или едва заметную сетку, которая возникнет на полотне в результате этой операции, называют кракелюрами. Именно они придают батику особое изящество, как бы родня его со старинными фресками или картинами, потрескавшимися от времени. А потом возникает чудо. Счистив с ткани воск или парафин и прогладив ее через несколько слоев бумаги, художник впервые видит свое творение. В нем почти ничего нельзя изменить, исправить, написать поверх — разве что добавить несколько выразительных штрихов при помощи густой краски или специального маркера. Рисунок можно сделать несмываемым, если хорошенько обработать ткань сухим паром. Для этого батик кладут на лист бумаги большего размера, скатывают его вместе с бумагой в аккуратную трубочку и подвешивают сверток под крышкой бака, на дне которого кипит вода. Чтобы влага, скапливающаяся вверху, не намочила рулон, емкость накрывают сначала чем-нибудь вроде ватной подушки и только затем крышкой. Но хотя процедура эта не столь уж трудоемка и занимает не более двух часов, некоторые художники предпочитают обойтись без нее. Дело в том, что при обработке паром краски могут поменять цвет самым непредсказуемым образом, поскольку современные ткани из искусственных волокон содержат множество добавок, способных реагировать с красителем при высокой температуре. Так что если художник работает не на хлопке и не натуральном шелке, он предпочитает не рисковать и просто помещает картину в раму под стекло. Батик — не самое долговечное произведение, и картины, написанные маслом, конечно, переживут его. Но, зная это, только острее воспринимаешь образы, в которых художник передал состояние своей души и то бесконечное изумление, которое он испытал перед миром, возникающим на куске ткани по своим собственным законам. 57
t .V J " i; Химия на кухне Как вырастить монокристалл в домашних условиях? В.А. Максимов, Москва Выращивание кристаллов в домашних условиях требует аккуратности, терпения и некоторого навыка. Лучше всего взять для этой цели алюмокалиевые квасцы KAL(S04Jxl2H20, кристаллы которых имеют форму правильного октаэдра. Квасцы можно купить в аптеках или магазинах химических реактивов. Это вещество абсолютно безвредно. Вначале необходимо приготовить затравку — маленький кристалл, из которого вырастет большой. Возьмите две тщательно вымытые банки объемом не более 0,5 л. В одну налейте теплую (приблизительно 50°С) воду и насыпьте квасцы. Помешивайте раствор чистой ложкой до тех пор, пока кристаллы не растворятся. Добавьте еще немного квасцов, снова перемешайте. Повторяйте эту процедуру до тех пор, пока кристаллы не перестанут растворяться (это значит, что раствор стал насыщенным) — на дне должно остаться небольшое количество не- растворившихся квасцов. Затем теплый раствор аккуратно перелейте в другую банку так, чтобы туда не попало не- растворившееся вещество. Накройте раствор блюдцем и дайте ему охладиться. На дне и на стенках банки появятся небольшие кристаллы. Дайте им подрасти и отберите самые крупные из них для затравки. Теперь можно приступать к выращиванию крупного кристалла. Вновь приготовьте две чистые банки и на этот раз обработайте их паром из носика кипящего чайника: на стенках не должно быть пылинок, которые могут стать центрами роста кристаллов. Приготовьте, как уже было описано, теплый насыщенный раствор и аккуратно перелейте его во вторую банку так, чтобы нерастворив- шиеся кристаллы в нее не попали. Слегка подогрейте перелитый раствор приблизительно до 5(ГС и опустите в него отобранный вами кристалл-затравку, прикрепив его к тонкой нитке капелькой водонерастворимого клея (например, циакрина). Нитку привяжите к тонкой палочке, лежащей на горле банки. Кристаллик должен располагаться приблизительно в центре банки и на середине высоты жидкого слоя. Поскольку вы раствор подогрели, кристаллик-затравка может частично раствориться. Если он растворится весь, то надо ввести новую затравку. Прикройте банку с раствором и кристалликом блюдцем, но неплотно, чтобы раствор испарялся медленно. Главное, в банку не должны попасть пылинки. Кристалл растет 3—4 дня. В это время банку трогать и передвигать нельзя. Выращенный кристалл достаньте из раствора и сразу промокните бумажной салфеткой, чтобы он не потускнел. Можно покрыть его бесцветным нитролаком. Если у вас не все получится с первого раза, не расстраивайтесь, так как в этом деле нужен опыт. Выращивание кристаллов — это своего рода искусство, и порой оно увлекает не меньше, чем разведение комнатных растений. М.ЛЕВИЦКИЙ Куда пропало ОРЗ? Почему теперь вместо привычного диагноза ОРЗ врачи ставят ОРВИ? И чем эта болезнь отличается от гриппа? О.Ю.Степанова, Москва Раньше это же заболевание называли катаром (воспалением слизистых оболочек) верхних дыхательных путей, поскольку оно, как правило, сопровождается насморком, бронхитом, ларингитом и т.п. На самом деле и катар, и острое респираторное заболевание (ОРЗ) — это острые респираторно-вирусные инфекции (то есть ОРВИ). До недавнего времени не было полной уверенности в том, что все эти болезни имеют вирусное происхождение, но теперь точно установлено, что ОРВИ — большая, неоднородная группа широко распространенных вирусных инфекций. Помимо гриппа, который обычно выделяют отдельно, к ним относятся и парагрипп, и аденовирусные, реовирус- ные, риновирусные и энте- ровирусные заболевания. Источник инфекции во всех вышеперечисленных случаях — больной человек. Передается она воздушно-капельным путем, а иногда и через предметы — посуду, полотенце, белье. Практически все вспышки этих заболеваний приходятся на осенне-зимний и весенний периоды (недаром их называли сезонными катарами). Сезонные эпидемии связаны с нашими климатическими особенностями и ослаблением иммунитета в холодное время года, сами же вирусы живут вокруг нас постоянно. Иммунитет после болезни, вызванной одним возбудителем, действует очень недолго (до 6 месяцев) и не предохраняет от другого типа вируса, поэтому человек может болеть ОРВИ несколько раз в году. Все ОРВИ (кроме гриппа), как правило, начинаются с кашля, насморка, и лишь потом повышается температура — до 38°С, редко выше. Инкубационный период длится от двух дней до недели. Специфическую профилактику (вакцинацию) проводят только для предупреждения гриппа, поскольку из всех ОРВИ он протекает наиболее тяжело и к тому же страшен осложнениями, наиболее частое из которых — пневмония. Грипп может вообще не сопровождаться характерными для других заболеваний
этой группы симптомами. Главное его отличие — резкое повышение температуры C9 — 40ГС). сильная интоксикация и вследствие этого — ломота, мышечная слабость, головные боли, иногда светобоязнь и т.п. Грипп особенно опасен для детей до одного года жизни и пожилых людей. Вакцинация не всегда спасает от заболевания, привитый человек может заболеть гриппом, однако она предохраняет от осложнений, поэтому делать ее все же нужно. Существует три основных штамма гриппозного вируса: А, В и С, и множество его разновидностей, как уже известных (например, нынешний «Сидней»), так и появляющихся вновь. Методы борьбы с О РВИ те же, что с ОРЗ: старайтесь избегать переохлаждения, принимайте витамины, ешьте чеснок, не посещайте многолюдные места (например, кинотеатры), а если вы все же заболели, не проявляйте трудовой героизм, отлежитесь дома. Если высокая (больше 39°С) температура не сбивается обычными жаропонижа- ющими средствами более трех дней, можно применять антибиотики, но только по рекомендации врача. Л.Г.РЫНДИНА Начинающим пчеловодам В прошлом году мы поставили два пчелиных улья на дачном участке. Несмотря на то что мы регулярно ухаживали за пчелами, меда получили совсем немного. Кроме того, они перекусали всех соседей. Может, мы не так с ними обращались? Семья Бодровых, Верея К сожалению, заочно определить, что вы делали неправильно, нельзя, для этого нужно понаблюдать за вашими пчелами хотя бы один сезон. Можно лишь предположить наиболее вероятные ошибки. Во-первых, количество собранного меда зависит от силы пчелиной семьи, поэтому в первый год после покупки вы, скорее всего, не получите много меда. Если же на второй год семья удачно перезимовала и заложила большое количество здорового потомства, то можно надеяться на хороший результат. Во-вторых, большое значение имеет то, как расположен ваш дачный участок. В поисках корма пчела может пролететь довольно большое расстояние (до 7—8 км), но в среднем ее обычный маршрут равен 2—3 километрам. Найдется ли в этих пределах достаточное количество растений, чтобы пчелы могли легко найти себе еду? Если в вашем саду много яблонь, слив, ягодников и дотошные огородники не уничтожили все одуванчики, крапиву и репей в округе, то при благоприятной погоде можно рассчитывать на некоторое количество меда. Большое количество нектара, а соответственно и меда, дает в Подмосковье липа (но это бывает не каждый год). Хорошими медоносами считают луговой василек, донник, иван-чай, клевер и луговое разнотравье. Если поблизости есть невозделанные поля, а в лесах заросшие малиной вырубки, то шансы всю зиму лакомиться ароматным медом увеличиваются. В-третьих, пчелы должны быть здоровыми. Помимо того, что им досаждают муравьи, шершни, осы-воровки, восковая моль и даже мыши, пчелы могут заболеть опасной паразитарной болезнью варроатозом (вызывается клещом Варроа). Самка клеща откладывает несколько яиц в готовую к запечатыванию ячейку, где находится взрослая личинка. Из такой ячейки выйдет или зараженная и ослабленная пчела, или, если клещей много, личинка не разовьется и погибнет. Часто из зараженных клещом ячеек выводятся пчелы-калеки с недоразвитыми крыльями. Варро- атоз плохо поддается лечению, поэтому для профилактики нужно раз в год, осенью, когда в улье нет личинок, обрабатывать пчел противоклеше- выми препаратами. Наконец, успешному сбору меда может помешать погода. Например, затяжное ненастье или жара в пору цветения оставят пчеловода без меда. В такую погоду пчелы могут захватить только небольшое количество нектара ранним утром, пока солнце и ветер не лишили их взятка. Да и сами хозяева подчас забывают о том, что в это время не надо без нужды лезть в ульи и беспокоить собирательниц. Ближе к осени, когда сбор меда заканчивается, прежде спокойные, работящие пчелы превращаются в агрессивных и вороватых. Они нападают на соседние ульи, пытаясь украсть немного уже готового меда, кусают непрошеных посетителей. Пчелиную агрессивность можно объяснить и другими причинами. Например, есть разные породы пчел, отличающиеся темпераментом, поэтому лучше покупать их в специализированных магазинах, а не ловить случайно прилетевшие к вам рои. Среди них могут оказаться весьма «неправильные», злобные семьи (результат произвольного скрещивания). Кроме того, работая на пасеке или рядом с ней, лучше не пользоваться косметикой и парфюмерией с сильным запахом. Наблюдая за пчелами, не надо стоять перед летком и размахивать руками — иначе нападение неизбежно. Если нужно разобрать улей, то лучше делать это вечером и обязательно предупреждать соседей. Кстати, пасеку неплохо бы окружить высоким забором или просто поставить улья под деревья, тогда дороги пчел не будут пересекаться с вашими и тем более ваших соседей. Е.КРАСНОВА >1 ршул^-тагйчи
vu> 41/иияллл» Моиссгослсгол, Письменный экзамен по химии в МГУ в прошлом сдавали на пяти факультетах: Химическом, Биологическом, Медицинском, Почвенном и в ВКНМ (колледже наук о материалах). Билеты были составлены по программе для поступающих в МГУ, которая опубликована в справочнике «Московский университет — 2000». В билетах было по 7 вопросов и задач, которые поделены примерно поровну между органической и неорганической химией с небольшой добавкой теоретической (общей) химии. Тексты всех задач можно найти в вышеупомянутом справочнике. Мы обсудим самые интересные типы задач из тех, которые предлагались на экзаменах 1999 года. Школьный Задача 1 — неорганическая цепочка (Химический факультет). Напишите уравнения окислительно-восстановительных реакций, протекающих по схеме: Cr2S3->X ->Cr203 ^Y->K3[Cr(OHN]. Определите неизвестные вещества X и Y. Решение, а) Согласно условию, все реакции должны быть окислительно-восстановительными, причем степень окисления может менять не только хром, но и другие элементы, например сера или азот в нитрат- ионе. Один из возможных вариантов решения выглядит следующим образом: Сг283->Сг(МОз)з->Сг2Оз->К2СЮ4->К3[Сг(ОНN]. 1) Сульфид хрома (III) окисляется разбавленной азотной кислотой: Cr2S3 + 8HN03 = 2Cr(N03K + 3S + 2N0 + 4H20. 2) Нитрат хрома (III) при прокаливании разлагается (внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция): 4Cr(N03K = 2Сг203 + 12N02 + 302. 3) Сг+3 можно окислить до Сг+6 действием сильных окислителей. Поскольку образуется хромат калия, среда должна быть щелочной: Сг203 + 0о + 4К0Н 2К2СЮ4 + 2Н20. 4) Хромат калия в щелочной среде восстанавливается до К3[Сг(ОНN]: 2К2СЮ4 + 3K2S + 8Н20 = 3S + 2K3[Cr(OHN] + 4KOH. Ответ. X - Cr(N03K; Y - К2СЮ4. Задача 2 — органическая цепочка-угадайка (Биологический факультет). Дана схема превращений: C9H10O4^C9H9NO2^C8H8O2- с8н6о4^с10н10о4. Напишите структурные формулы указанных веществ и уравнения (или схемы) соответствующих реакций. Укажите условия проведения реакций. Решение. Судя по степени ненасыщенности этих соединений, весьма вероятно, что в их составе есть бензольное кольцо. Попробуем определить, какие функциональные группы соединены с этим кольцом. В реакции C8H802^C9H9N02 к молекуле присоединяется группа атомов HCN. Это характерно для карбонильной группы — в данном случае альдегидной, CHO. Вторую функциональную группу в исходном соединении можно определить, если из молекулярной формулы вычесть формулу альдегидной группы и остатка бензольного кольца: СНО? CHO - С6Н4 СН,0. То, что эта группа — СН2ОН, ясно из третьей реакции, в которой происходит окисление обеих функциональных групп с образованием бензолдикарбоновой кислоты: с8н8о2^с8н6о4. Таким образом, исходное соединение — гидрокси- метилбензойный альдегид, НОСН2 - С6Н4 - CHO. Относительное положение групп СНО и СН2ОН в бензольном кольце по данным задачи определить нельзя. Напишем схемы реакций: СН2ОН СН2ОН 1) C8H802^C9H9N02: HCN 2)C9H9NO2^C9H,0O4. В молекулярной формуле происходит замена: N-*H02. Это возможно, если цианидная группа CN при гидролизе в кислой среде превращается в карбоксильную группу СООН: 3) С8Н802^С8Н604. И альдегидная, и первичная спиртовая группа окисляются перман- ганатом калия в кислой среде до СООН: СН —ОН I CN СН —ОН I СООН СООН сн=о СООН 60
4) С8НбО4^С10Н10О4. К фор- СООН муле кислоты добавляется группа атомов С2Н4. Это возможно при замене Н^С2Н5 или 2Н-»2СН3, то есть при образовании сложного эфира по одной или обеим карбоксильным группам: СООН СООСН 2CI-LOH COOCKL Задача 3 — теоретическая (Химический факультет). Константа изомеризации некоторого вещества А-»В равна 0,8. Смешали 5 г вещества А и 10 г его изомера В и смесь выдержали до установления равновесия. Вычислите массовую долю изомера В в полученной смеси. Зависит ли результат от количества изомеров в исходной смеси? Решение. Вещества А и В — изомеры и имеют одинаковую молярную массу, поэтому константу равновесия можно выразить через массы веществ: К = [В] / [А] = v (В) / v (A) = m (В) / m (A). В равновесной смеси вещества А должно быть больше, чем В, так как константа равновесия меньше 1. В исходной смеси, напротив, было больше В, чем А, следовательно, реакция пойдет справа налево. Пусть в обратную реакцию В^А вступило х г вещества В, тогда образовалось х г вещества А, и константа равновесия равна: К = т(В) / т(А) = A0-х) / E+х) = 0,8, откуда х = 3,3. В равновесной смеси содержится 10-3,3 = 6,7 г вещества В. Масса смеси в результате изомеризации не изменилась и составила 10+5 = 15 г. Массовая доля В: w(B) = 6,7 / 15 = 0,45 = 45%. Теперь докажем, что этот результат не зависит от того, какие массы веществ мы смешиваем. По определению, массовая доля В в равновесной смеси равна: w(B) = m(B)/(m(A) + m(B)) = 1/(m(A)/m(B) + 1) = = 1/A/K + 1) = K/(K + 1) = 0,45. Таким образом, равновесные массовые доли веществ определяются только константой равновесия, а не исходными массами веществ А и В. Ответ. w(B) = 45%; не зависит. Задача 4 — теоретическая (Химический факультет). Серебро может образовывать комплексные соединения в 1 М растворе аммиака, если концентрация ионов Ад+ превышает 6-10 6 г/л. Какие из перечисленных осадков будут растворяться в 1 М растворе NH3: AgCI (ПР = = 1,8-10 10), Agl (ПР = 2,310 16), Ад3Р04 (ПР = 1,8-10 18)? Ответ подтвердите расчетами. Решение. По произведению растворимости можно найти молярную концентрацию ионов серебра в насыщенном растворе, перевести ее в массовую концентрацию (в г/л) и сравнить с предельной концентрацией 6-10 6 г/л. 1)AgCI Ag++ CI . ПР = [Ад"][С1 ] = [Ад+]2 (так как по уравнению диссоциации [Ag+] = [CI ]). Отсюда [Ад+] = (ПРI/2 = =1,3-10~5 моль/л, т(Ад+) = 1,3-10 5 моль/л ■ 108 г/моль = = 1,4-10 3 г/л > 6-10Л Осадок растворится. 2) Agl Ag+ + I . Аналогично предыдущему случаю, [Ад+] = (ПРI/2= 1,5-10 8 моль/л, т(Ад+) = 1,5-10 8-108= = 1,6-10 6 г/л < 6-10 6. Осадок не растворится. 3) Ад3Р04 ЗАд^ + Р043 . ПР = [Ад+]3[Р043 ] = [Ад+]4/3 (так как по уравнению ШКОЛЬНЫЙ.КЛУЩ - диссоциации [Р043 ] = [Ад+]/3. Отсюда [Ад"] = (ЗПРI/4= = 4,8-10 5 моль/л, т(Ад+) = 4,8.10 5-108 = 5,2-10 3 г/л> > 6-10 6. Осадок растворится. Из этих примеров видно, что возможность растворения осадка с образованием комплексных соединений определяется не только величиной произведения растворимости, но и числом ионов, образующихся при диссоциации. Так, произведение растворимости Ад3Р04 меньше, чем у Agl, однако фосфат серебра лучше растворим в воде, чем Agl, потому что растворимость Ад3Р04 определяется корнем четвертой степени из ПР (четыре иона), а растворимость Agl — квадратным корнем (два иона). Ответ. Растворятся AgCI и Ад3Р04. Задача 5 — расчетная задача по органической химии (Факультет фундаментальной медицины). При полном гидролизе смеси двух изомерных нукле- озидов получен образец смеси углеводов, который при сжигании образует 224 мл углекислого газа (н.у.). Такой же образец смеси углеводов способен прореагировать с 0,910 г пропионового ангидрида. Установите структурные формулы нуклеозидов и их молярное соотношение в смеси. Решение. Структурные формулы нуклеозидов можно установить из условия, что они изомерны. Разные нуклеозиды отличаются типом углевода и азотистого основания. Углеводы — рибоза (С5Н10О5) и дезокси- рибоза (С5Н10О4) — отличаются по составу только на один атом кислорода. Среди пяти азотистых оснований, входящих в состав нуклеозидов, есть одна пара оснований — аденин и гуанин, которые также отличаются только на один атом кислорода. Таким образом, изомерные нуклеозиды — это аденозин и дезоксигуанозин (оба описываются формулой C10Hl3N5O4): N НО —СН2 о NhL Аденозин Дезоксигуанозин НО—СН он он 61
Пусть v(A) = х, у(Д) = у. При гидролизе этой смеси образуется х моль С5Н10О5 и у моль С5Н10О4. Один моль каждого из этих углеводов при сгорании образует по 5 моль С02, поэтому v(C02) = 5х + 5у = 0,224 / 22,4 = 0,01. Молекула рибозы С5Н10О5 содержит четыре группы ОН и может прореагировать с четырьмя молекулами пропионового ангидрида (С2Н5СОJ0, образуя полный сложный эфир — тетрапропионат рибозы: R(OHL + 4(С2Н5СОJ0 = R(OCOC2H5L + 4С2Н5СООН. Аналогично молекула дезоксирибозы С5Н10О4 содержит три группы ОН и может прореагировать с тремя молекулами пропионового ангидрида с образованием трипропионата дезоксирибозы. Общее количество израсходованного на эти реакции ангидрида равно: v((C2H5COJ0)= 4х + Зу = 0,910/130 = 0,007. Решение системы двух уравнений дает: х = 0,001, у = 0,001. Нуклеозиды содержались в исходной смеси в равных количествах. Ответ. Аденозин и дезоксигуанозин, по 0,001 моль. Задача 6 — расчетная задача по неорганической химии (Факультет почвоведения) Смесь сероводорода и неизвестного алкана, взятых в объемном соотношении 1:3, сожжена, и продукты сгорания полностью поглощены избытком водного раствора гидроксида бария. В результате выпало 19,9 г осадка, масса которого при обработке избытком раствора перманганата калия, подкисленного азотной кислотой, уменьшилась до 2,33 г. Установите формулу алкана и напишите уравнения упомянутых реакций. Решение. При сжигании смеси образуются S02 и С02, которые с гидроксидом бария дают 19,9 г смеси сульфита и карбоната бария: 2H2S + 302 = 2Н20 + 2S02, CnH2n+2 + Cn+1)/202 = nC02 + (п+1)Н20, C02 + Ba(OHJ = ВаС03 + H20, S02 + Ba(OHJ = BaS03 + H20. Обработка осадка подкисленным раствором КМп04 приводит к растворению карбоната бария: ВаС03 + 2HN03 = Ba(N03J + H20 + С02 и окислению сульфита бария в 2,33 г @,01 моль) сульфата бария: 5BaS03 + 6N03 + 2KMnO„ 5BaSOA + 2KMnCL + 4 3 + 2Mn(N03J + ЗН20. Таким образом, в исходной смеси было 0,01 моль H2S и 0,03 моль алкана. Первоначальный осадок A9,9 г) содержит 0,01 моль B,17 г) сульфита бария и A9,9 - 2,17) = 17,73 г @,09 моль) карбоната бария. Получается, что 0,03 моль алкана содержат 0,09 моль углерода, то есть молекула алкана содержит три атома углерода: это — пропан. Ответ. С3Н8. Задача 7 — расчетная задача на установление формулы полимера (Высший колледж наук о материалах). При нагревании 9,8 г ортофосфорной кислоты образуется линейный полимер состава (НР03)п-Н20 и при этом выделяется 1,71 г воды. Определите молекулярную массу образующегося полимера (все цепочки имеют одинаковую длину). Решение. Уравнение реакции образования полимера: пН3Р04^(НР03)п-Н20 + (п-1)Н20, v(H3P04) = 9,8/98 = 0,1 моль, v(H20) = 1,71/18 = = 0,095 моль. Согласно уравнению реакции, v(H3P04) / v(H20) = = 0,1/0,095 = п/(п-1), откуда п = 20. Молекулярная масса полимера: Мг((НР03)п-Н20) = 20-80 + 18 = 1618. Ответ. 1618. В заключение два слова о том, что ожидает вас в этом году. Как и в прошлые годы, прием на Химический факультет МГУ будет проводиться дважды: 1) по результатам химико-математической олимпиады «Абитуриент МГУ —2000», которая завершается экзаменами по химии и математике в мае 2000 г.; 2) по результатам вступительных экзаменов в июле 2000 г. (прием документов 20 — 30 июня). Условия проведения олимпиады и вступительных экзаменов можно узнать на сайте Химического факультета http://www.chem.msu.ru, а также по тел.: @95) 939-26-66. Желаем вам успеха и надеемся встретиться с вами на Химическом факультете МГУ! В.В.Еремин, доцент Химического факультетата МГУ Н.Е.Кузьменко, профессор, зам. декана Химического факультетата МГУ 1С VLkMtKAM Обыкновенный песок и изысканные друзы; прозрачный горный хрусталь и фиолетовый аметист; черный морион и золотистый цитрин — все это кварц, природный кремнезем Si02, один самых распространенных на Земле минералов. В земной коре его 12% по массе и 17— 18% по объему. Кварц встречается повсеместно и, хотя известен с доисторических времен, не перестает поражать необычными свойствами, разнообразием и красотой кристаллических форм. Кристаллограф Г.Г.Леммлейн назвал его «самым скромным и простым, но и самым элегантным из камней». О кварце написаны тысячи научных работ, высказаны бесчисленные догадки и домыслы. Среди многообразия природных форм кварца выделяются необычные «сростки»: как будто несколько, иногда десятки, кристаллов собрались в «пучок» (фото 1) или в перетянутый посередине «сноп» (фото 2). На самом деле срастания кристаллов в «пучок» или «сноп» не было. Происходило обратное: по мере роста кристалла от него отщеплялись так называемые субиндивиды и в итоге вокруг Фото 1 Кристалл кварца — «пучок» субиндивидов 62
расщепленного кристалла Положение на матрице сноповидного (а) и пучковидного (б) центрального кристалла образовался кустик кристалликов-субиндивидов. Непременный признак таких расщепленных кристаллов — параллельность контуров субиндивидов и центрального кристалла, если посмотреть с торца (рис. 1). Сточки зрения процесса расщепления «пучок» не отличается от «снопа». Разница возникла из-за различной ориентировки кристаллического зародыша на подложке (матрице). Случилось зародышу оказаться на матрице в лежачем положении — значит, тем самым он получил возможность расти обоими концами и развиться в «сноп» (рис. 2а). Из стоячего же или наклонного кристаллика вырастет «пучок», так как один его конец «блокирует» матрица (рис. 26). Это видно на фото 3: «пучки» стоят, «снопы» лежат. Положение «лежа» — частный случай. Вероятность частного случая меньше, чем общего. Потому и встречаются «снопы» гораздо реже «пучков». Но есть и исключения. Например, железорудное месторождение Дашкесан в Азербайджане, откуда взяты показанные на фотогра- Фото 4 Сноповидные кристаллы кварца на магнетите фиях образцы, известно именно сноповидными кристаллами кварца. Они встречаются там заметно чаще, чем следовало бы предполагать. Какие силы вмешались в игру случая и положили кристаллики на матрицу? Кристалл кварца анизотро пен, и его поверхности несут электрический заряд. Если матрица тоже несет заряд, то какая-то грань кристалла притянется к матрице и кристалл займет лежачее положение. А «пассивная» матрица оставит все на волю случая. На Дашке- санском месторождении кварц часто нарастал на кристаллы магнетита Fe304. Этот минерал ферромагнитен: первый компас, придуманный в Китае в XI веке до н.э., предсталял собой кусочек магнетита, плавающий на пробке в сосуде с водой. Кроме того, магнетит проводит электричество: сопротивление сплошного магнетитового стержня длиной 1 м и сечением 1 мм2 составляет всего около 50 Ом. На проводящей матрице при поднесении к ней заряженного кристалла индуцируется заряд противоположного знака. Возможно, по этой причине кристалл притягивается к матрице, располагается на ней лежа и вырастает в «сноп». Посмотрите на фото 4: видно, что сноповидные кристаллы кварца «лежат» на гранях магнетита. Б.3.Кантор 63
Максимумы Георгия Вульфа Профессор А.С.Сонин Г.В.Вульф-студент аждый, кто изучал физику, знает формулу Вульфа—Брэгга для максимумов отраженных от кристалла рентгеновских лучей. Люди, более искушенные в кристаллофизике, назовут также принцип Кюри—Вульфа, описывающий закономерности роста кристалла из раствора. Ну а профессиональные кристаллографы чтут Вульфа еще и за его оригинальную концепцию симметрии кристаллов, в основу которой положена только плоскость отражения, за первые в России рент- геноструктурные исследования, за повсеместно применяемую «сетку Вульфа» — способ представлять результаты измерения углов, образуемых гранями кристаллов. Однако о личности Георгия Вульфа, его интересах и дарованиях, общественно-политических взглядах было известно мало. Захотелось попытаться восполнить этот пробел. Кое-какие документы удалось найти в государственных архивах (в Варшаве и Москве), но главной моей удачей стала возможность пользоваться материалами семьи внучки Вульфа Ольги Владимировны. (В этом году издательство «Наука» выпускает в научно-биографической серии Академии наук книгу А.С.Сонина «Георгий Викторович Вупьф». — Ред.) Род Вульфов ведет свое происхождение от шведского офицера Ульфа (Вульфа), который был ранен и пленен в сражении под Полтавой в 1709 г. Отец Георгия Виктор Константинович сначала был преподавателем словесности в Черниговской гимназии, а затем директором 6-й Варшавской гимназии, одной из лучших в городе. Его мать Лидия Егоровна Гуди- ма, дочь директора Черниговской гимназии, принадлежала к старинному малороссийскому дворянскому роду. У них было пятеро детей — две дочери, Ольга, вышедшая замуж за художника Н.А.Бруни, и Татьяна, ставшая женой профессора физики Н.Г.Егорова; три сына — Николай, впоследствии врач, Александр — выдающийся электромеханик, профессор Петербургского политехнического института, и родившийся в Чернигове Георгий (в семье — Юрий). Именно семья в наибольшей степени повлияла на формирование характера, демократических убеждений и широты взглядов будущего ученого. После гимназии Георгий учился на физико-математическом факультете Варшавского университета, который окончил в 1885 г. Знаменитый минералог профессор А.Е.Лагорно в своем отзыве о выпускнике отмечал, что он владеет немецким и французским языками хорошо, а английским — достаточно для понимания ученых сочинений; курс окончил с отличными отметками по всем предметам, обнаружив при этом как дарование, так и прилежание; обладает способностью свободно и правильно выражать свои мысли. О внешности молодого Вульфа оставила запись в своем дневнике жена великого русского кристаллографа Е.С.Федорова Людмила Васильевна: «Симпатичный, с мягким голосом, способный, усидчивый, но с громадным самолюбием, замкнутый...» Подававший надежды выпускник был оставлен в университете для приготовления к профессорскому званию и в соответствии с уставом имел право на заграничную командировку. Вначале он отправился в Мюнхен к патриарху европейской кристаллографии Паулю Гроту. В отличие от большинства других кристаллографов того времени, считавших свою науку в основном описательной, Грот утверждал взгляд на твердое тело как на среду, которую нужно изучать физическими методами. Это было вполне созвучно мыслям Вульфа. Затем Георгий почти два года провел в Париже у известного оптика Альфреда Корню, который в то время занимался метрологией. Он поручил Вульфу повысить точность измерения деформации твердых тел. В результате Вульф прошел отличную школу физического эксперимента, научился анализировать и сводить к минимуму случайные и систематические погрешности. Там же, в Париже, он познакомился с Верой Васильевной Якунчико- вой, дочерью богатого купца-мецената, основателя Русского музыкального общества и строителя Московской консерватории. Якунчиковы состояли в родстве с самыми известными прогрессивными купеческими семьями — П.М.Третьякова, С.И.Мамонтова, К.С.Станиславского (Алексеева). Вера была концертирующей пианисткой и выступала в лучших залах французской столицы. Георгий же 64
Сконструированная Вульфом первая в мире установка для рентгеноструктурного анализа кристаллов, 1913 г. Грани St растут со скоростями, пропорциональными S4 длинам перпендикуляров L., которые опущены на них из центральной точки - ^ц^ . -лл^» »:■ _-_-.- ■»■ "■■ ■■ у$ обладал неплохим баритоном и еще в студенческие годы брал уроки пения (во время стажировки в Мюнхене он учился пению у тамошнего профессора консерватории и участвовал в концертах). Увлечение серьезной музыкой сблизило молодых людей, но брак они смогли заключить лишь в 1892 г., когда Вульф защитил магистерскую диссертацию и получил звание приват-доцента. В качестве диссертации он представил Совету Варшавского университета свои исследования, выполненные в Мюнхене: из оптических свойств кристаллов он пытался делать выводы об их микроскопической структуре. Это была типичная работа дорентгеновской эры, когда теории строили на косвенных и не всегда убедительных допущениях. Через три года Вульф закончил докторскую диссертацию «О скоростях роста и растворения кристаллических граней». В ней он впервые сформулировал закон (названный потом принципом Кюри—Вульфа), определяющий зависимость скорости роста грани от ее удельной поверхностной энергии, или, как тогда говорили, капиллярной постоянной. В 1885 г. Пьер Кюри пришел к выводу, что растущий кристалл должен принимать форму, при которой его суммарная поверхностная энергия Г.В.Вульф, 1910-е годы будет наименьшей. Вульф же доказал, что при данном объеме многогранника минимум поверхностной энергии достигается при таком взаимном расположении его граней, когда они удалены от одной и той же, как бы центральной его точки на расстояния, пропорциональные их капиллярным постоянным (рис. 1). Откуда он сразу получил, что этим же величинам пропорциональны также скорости роста граней и объемы отлагающегося на них вещества. И более общий вывод: «поверхностная энергия кристалла пропорциональна работе, затраченной на его образование». Развивая подход Кюри, Вульф искал количественные зависимости, характеризующие рост кристаллов, то есть мыслил как физик. Все это пло- Лучи, отраженные от двух соседних атомных плоскостей, усиливают друг друга, если разность хода равна целому числу волн, то есть ВА2 + А2С = 2dsinQ = rik \ s, -**- г d{hkl) _L_ 65
хо укладывалось в русло тогдашней минералогии, опиравшейся, как правило, лишь на качественные соображения. Поэтому неудивительно, что его диссертацию, под предлогом ее недостаточности и небольшого объема, отклонили (Вульф сам отозвал ее из Совета, видимо, из-за негативных приватных отзывов оппонентов). Тогда он направил ее в Новороссийский университет в Одессе, где в конце 1896 г. успешно ее защитил. Но, не надеясь сразу получить профессуру в Варшавском университете, он занял вакансию на кафедре минералогии и кристаллографии Казанского университета. Однако там ему довелось пробыть всего три семестра: его бывший учитель Лагор- но стал директором Варшавского политехнического института и освободил кафедру минералогии в университете. На эту кафедру в звании ординарного профессора и получил назначение молодой доктор. ■ н проработал там до ■Г 1907 года. В этот период в полной мере проявились гражданская позиция Георгия Викторовича, его твердость в отстаивании демократических убеждений. Как известно, события 1905 года потрясли и поляризовали русское общество. В Варшаве они имели свою особенность — носили ярко выраженный национальный характер, поскольку Польша уже сто лет боролась за свою независимость. Лейтмотивом всех выступлений была борьба с русификацией, за сохранение польской самобытности. Центром этой борьбы стал Варшавский университет, где почти все профессора были русскими, а подавляющее большинство студентов A100 из 1200) — поляками; обучение велось на русском языке, что вызывало протест с их стороны. Немногочисленную польскую профессуру третировали и планомерно выдавливали из университета — администрация заменяла их пусть менее квалифицированными, но зато «патриотически» настроенными кадрами. С началом нового 1905/1906 учебного года волнения в университете усилились. 1 сентября толпа польских студентов блокировала входы в здание, и дату начала занятий пришлось несколько раз переносить. Когда некоторым профессорам все-таки удалось пробраться в аудитории, студенты стали выгонять их оттуда силой. Кончилось тем, что из Петербурга пришло распоряжение о временном закрытии этого учебного заведения. Усадьба «Песочное» в Тарусе Один из немногих, Вульф не побоялся встать на сторону студентов. 24 сентября 1905 г. в газете «Сын отечества» он опубликовал большую статью «Положение Варшавского университета». По его мнению, причина кризиса — политика обрусения, проводившаяся «с неумолимой прямолинейностью, достойной лучшего применения... Возврата к прошлому нет и быть не может... единственная возможность сохранить высшую школу в Царстве Польском состоит в допущении в нее местных общественных сил...» Вульф был категорически против перенесения Варшавского университета в другой город России, как это предлагали некоторые профессора. «Уйти всем составом, забравши с собой все культурное достояние края в виде библиотеки, музеев, коллекций и прочего университетского имущества... уйти и оставить после себя не только пустое, но и опустошенное место — такое решение вопроса представляется мне поистине чудовищным». «Единственный выход, — заключает Вульф, — это постепенная полонизация университета...» 2 мая 1906 г. он снова выступил в печати на эту тему. Его публикации вызвали взрыв негодования в реакционных кругах; Вульф подвергся бойкоту со стороны консервативной части профессуры. н покидает Варшаву и начинает искать себе новое -, место работы. Однако после трехлетнего перерыва власти решили возобновить занятия в Варшавском университете, и всем уехавшим профессорам было предписано вернуться к осени 1908 года. Вульф понимал, что его ждет открытая ненависть начальства и неприязнь коллег. О том, как встретила Вульфа Варшава, он рассказал в своих воспоминаниях, опубликованных в 1915 году: «Не прошло и трех дней с моего приезда, как я получил приглашение явиться к попечителю учебного округа Беляеву. «На каком же языке вы намерены читать ваши лекции?» — спросил тот. Я ответил, что никогда не имел намерений читать на языке, которым не владею в полной мере, то есть в данном случае на польском. «Но как же в таком случае вы стояли за чтение лекций на польском языке?» Я почувствовал, как трудно объяснить этому человеку, что не всегда люди руководствуются в своих поступках личными целями». Поскольку исполнилось 20 лет его преподавательской деятельности и Вульф получил право на пенсию, он вышел в отставку и переехал в Москву, где стал вести приват-доцентский курс на кафедре минералогии В.И.Вернадского в Московском императорском университете. Одновременно он начал создавать кристаллографическую лабораторию в народном университете им.А.Л.Шанявского. Однако социальные бури настигли его и в Москве. В ответ на студенческие волнения власти ввели в стены университета полицию, то есть был нарушен университетский устав, по которому вся полнота власти на его территории принадлежала Совету. В знак протеста ректор и его заместители подали в отставку, а 5 февраля 1911 г. их примеру последовали 21 профессор, 128 доцентов и преподавателей. Разумеется, среди них был и Вульф. Теперь он целиком сосредоточился на работе в естественно-историческом отделении университета Ша- нявского, где начал первые в России исследования кристаллов с помощью Х-лучей (нужно отметить, что тогда эксперименты проводили без должной защиты). Вульф независи- 66
Вульф (крайний слева) в роли Аксандра (в опере Поленова «Призраки Эллады») мо от Уильяма Лоуренса Брэгга (их статьи вышли практически одновременно в начале 1913 г.) и совершенно другим путем вывел простую формулу, описывающую дифракцию рентгеновских лучей на кристаллах. Максимумы интерференционной картины возникают, если разность хода двух лучей, отраженных от соседних атомных плоскостей, равна целому числу волн (рис. 2). Это условие и выражает формула, которая связывает угол отражения 0 с длиной волны X и межплоскостным расстоянием d: 2k = 2dsin0. Так как длина волны обычно известна, измеряя углы, можно для каждого минерала определить набор характерных для него величин d, а таблицу их значений использовать затем для идентификации кристаллов. Эти исследования прервала мировая война. Почти все студенты ушли на фронт, большая часть естественно-исторического отделения была переоборудована под госпиталь. Вульф с оставшимися ассистентами организовал рентгеновский кабинет для обследования раненых (кроме того, он разработал оригинальный способ изготовления экранов для визуализации рентгеновской картины). После Февральской революции Вульф вернулся в Московский университет. Но начавшаяся Гражданская война, голод и разруха сделали невозможной научную работу. Вульф пишет популярные книги по физике кристаллов и обзоры последних достижений в этой области. В это время он был председателем Московского физического общества, директором Института физико-химических исследований твердого тела при МГУ, председателем секции НТС при ВСНХ; в 1921 г. его избрали членом- корреспондентом Академии наук. ремя, свободное от препо- "" ' '• давания и научно-общественных обязанностей, Вульф проводил в кругу семьи. В Тарусе, на берегу Оки, Вульфы арендовали дачу, пышно именуемую «имением Песочное» (эта дача когда-то принадлежала семье И.В.Цветаева, потом в ней жил художник В.Э.Борисов-Мусатов). До революции Таруса была местом, куда на лето съезжалась московская художественная интеллигенция. Здесь жили художники Кравченко, Ульянов, Ватагин, Шитиков, поэты Мориц, Бальмонт, музыканты Ку- бацкий, Александров и многие другие. Неподалеку, на другом берегу Оки, находилось имение художника Поленова, с которым Вульф был в родстве — их жены были сестрами. В мирное время все это сообщество вело кипучую творческую жизнь. Устраивали выставки художников (в основном «Мира искусства»), ставили спектакли и даже оперы. Вера Васильевна участвовала в них как музыкант, Георгий Викторович — как певец. После рождения двух сыновей жена Вульфа уже не концертировала, но неожиданно в ней проснулся новый талант — она делала картины-аппликации из кусочков материи. Ее работы были столь хороши и оригинальны, что их показывали на многих выставках (некоторые из них хранятся в Третьяковской галерее). Невзгоды первых послереволюционных лет заставили больше думать о выживании. «С транспортом было плохо, — писал Вульф в своих воспоминаниях, — и я с младшей дочерью Поленова тащили от Серпухова до Тарусы по вьюге салазки с пропитанием». Но уже в 1919 г. культурная деятельность в Тарусе начинает постепенно оживать. Вера Васильевна организовала музыкальные вечера для окрестных жителей, на которых выступал и Вульф — под аккомпанемент жены он исполнял романсы Шумана, Шуберта и Чайковского. Но в октябре 1923 г. Вера Васильевна умерла. По воспоминаниям друзей, Георгий Викторович тяжело переживал утрату, он стал задумчивым, заметно постарел. Однако продолжал работать с прежней энергией, а осенью 1924 г. совершил большую зарубежную поездку — посетил почти всех крупнейших кристаллографов Европы и везде встречал теплый прием. По возвращении Вульф почувствовал первые признаки болезни — боли в боку. Рентгеновское обследование показало рак почки. Операция не принесла облегчения, и 25 декабря 1925 г. Вульф скончался. В многочисленных некрологах отмечали его выдающийся вклад в отечественную и мировую кристаллофизику, просветительскую и педагогическую деятельность. Его ученик Н.Е.Успенский писал: «Нам остался лишь образ человека, который всю свою жизнь был предан научной работе, который был до своей смерти no-молодому чуток к новым течениям научной мысли... который к каждому вопросу подходил своеобразно, обязательно внося в него что-то свое... который независимо от обстоятельств своей личной жизни делал все новые и новые работы; образ человека, тесно связанного со всеми научно-общественными начинаниями в области физики». Незадолго до смерти Вульф завещал похоронить его в Тарусе рядом с женой, что и было исполнено. 67
Миха Стар< ,ьь Скрипач — это дополнение к инструменту. Часть механизма для исполнения мелодий... Питер представил себе толстяка швейцара со скрипкой в руках. Потом мысленно передал инструмент официанту с осиной талией и квадратными плечами, потом — девушке, сидевшей за сооедним столиком. Да, скрипка примет любого (точеный подбородок девушки наиболее уместен там, в ложбине инструмента). Маэстро вздрагивает кистью руки, трепещет пальцами. Но — представляясь вполне заменимым. Оставаясь при скрипке. Мелодия стелилась, а иногда взлетала. Питер пережил острое ощущение довольства собой, своей жизнью. Приятно даже просто оглядеться, бросить взгляд на влажную дольку лимона (которого, кстати сказать, не любил), на чашечку кофе и рюмку коньяку. На дымок сигары, хорошо высушенной и ароматной. «Умница! — радовался себе Питер. — Живешь лучше прочих, благоустроенней, свободней». Да, в свои сорок лет он здоров, крепок телом, достаточно богат, никому не обязан. Семьи нет, да он никогда ее и не искал. Можно позволить себе замереть на неопределенное количество лет — перед тем как настанет пора разрушения: потеря здоровья, утрата желаний. — Что есть старость? — философствовал Питер. — Старость — это когда ничего не хочешь. Ничего, даже молодости. Он пригубил коньяк в честь этой, только что выведенной им формулы. — Да, не стоит особенно торопиться, — усмехнулся затем и посмотрел вокруг. Примчался официант, который всегда был на страже желаний Питера, и, поймав взгляд клиента, истолковал его по-своему. Питер поднял рюмку. Официант знал свое дело, рюмка потяжелела. Что, в свою очередь, доставило немалое удовольствие. Столик, за которым сидел Питер, стоял на открытой террасе. Противоположная сторона уютной, узкой, будто худенькой, улицы была совсем рядом и блестела витринами. Над одной из них красовалась реклама. «То, что ты ищешь», — прочитал Питер. И ниже, мелкими буквами: «У нас, разумеется, бесплатно». Питер знал толк в обмане. Игры такого рода приносили капитал за счет окружающих недоумков, тугодумов, а иногда — просто ленивых людей. Но бесплатное «То, что ты ищешь» — это было чересчур. Действовало на нервы. Да нет, оскорбляло, пожалуй. Питер нахмурился. Там на улице, перед темного дерева солидной дверью в это самое «То, что ты ищешь», теперь стояла супружеская пара. Он и она — среднего возраста и среднего достатка. Из тех, кто живет в тесных стенах, потеет на скучной работе, расплачиваясь жизнью за свои принципы, мораль, идеалы скромности, красоты, добра и прочую абракадабру. Заурядные налогоплательщики со своими, никогда не исполнимыми желаниями, с целым ворохом тускнеющих, но все еще светлых надежд. Добыча Питера и таких, как Питер. — Попались, голубчики! — огорчился Питер. Разумеется, огорчился он потому, что «голубчики» попались не ему, а незнакомому, смышленому конкуренту. — Смелее, друзья, входите! То, что ты ищешь, бывает бесплатным, но то, что находишь, как правило, стоит денег. И очень немалых. Подозвав официанта, Питер заказал землянику со сливками. Расслабившись, вспомнил детство, себя, подрумяненного на солнышке, ладонь девочки, пахнувшую земляникой, ее ободранные, все в зеленке, коленки и локти. «Самая вкусная, самая спелая ягода, — подумал он, — она всегда под листьями, в траве. Занавешена. Упрятана, чтобы вызревать... Вообще все лучшее, — вздохнул, — непременно там, в глубине, не на виду. Но вдруг — открывается. Если повезет и если вдруг открывается. Во всяком случае, у меня — так». Ладно, что там, в этом самом «То, что ты ищешь»? Мужчина, толкнув дверь, пропустил даму вперед, и сейчас пара 68
глупцов, разумеется, уже получает по заслугам. То есть выкладывает свои, кровные. А еще через некоторое время Питер снова увидел этих людей, уже вышедших на улицу. Женщина была явно счастлива, мужчина — ошеломлен. Ноги его подгибались, лицо покраснело, глаза блуждали. Но все-таки держался он молодцом. Женщина толкала перед собой детскую коляску, и оттуда слышались гортанные звуки младенца. Мужчина шагал позади. Вскоре они скрылись за поворотом. — Однако позвольте! — сказал себе Питер. Он отчетливо помнил этих людей без коляски и без ребенка. Были он и она, была дверь в «То, что ты ищешь», и все. Невероятно! Или?.. Между тем на улице появилась девица. Невысокая, стриженая, с острым носиком, тонкогубая — вся какая-то миниатюрная: бровки, носик, ножки. И явно виноватые, настороженные глаза. Питер встречал таких девиц — никому не интересных, обделенных талантами, с тусклыми или, наоборот, пронзительными голосами. А эта была еще и не первой молодости. Заметив рекламу, она вздрогнула, подозрительно огляделась (Питер отвел глаза в сторону, сосредоточившись на землянике) и, помедлив, осторожно скользнула в проем двери. — Ох! Задрыга! — усмехнулся Питер. — Только тебя там и ждали. Девицу, однако, ждали. Невероятно! Вскоре она появилась на улице в сопровождении молодого очкарика — широкоплечего, толстозадого, щекастого. Оба казались смущенными. Задастый очкарик гудел сиплым басом, а девушка отвечала неожиданно звонким, даже каким-то серебристым голоском. Этот голосок никак не соответствовал ее тусклой внешности. Впрочем, она все-таки заметно переменилась. Будто бы подросла, да и моложе стала. Питер не верил в чудеса. За жизнь он насмотрелся всякого, в том числе самого, казалось, необъяснимого, и потому верил в случай. Ощутить, что будет удача, ощутить это всей кожей, а дальше — рискнуть и всего лишь не полениться быть первым. Да, «То, что ты ищешь» заслуживало внимания. Питер подозвал официанта и распорядился оставить за собой столик. Затем встал, спустился в полумрак нижнего зала, откинул портьеру. Думая о своем, расплатился за вход. Устроился в мягком кресле, вытянул ноги. Принялся наблюдать, как совсем рядом, в двух шагах от его башмаков, потеет в танце голая девица. Голая, но некрасивая. Зато молодая. Но с отвисшей грудью. Зато не стеснялась. Но танцевала плохо. Зато голая. Питер представил себя входящим в «То, что ты ищешь». Задумался: что бы спросить в первую очередь? С удивлением и тревогой убедился, что спрашивать особенно нечего. — Разве миллион наличными? — усмехнулся он. — Почему бы и нет? Однако взять нечто важное, достойное его, Питера, просто необходимо! Глупо упускать фантастический случай. Что же спросить? Что? Между тем голая девица вздумала присесть к Питеру на колени. Тяжелая, пахнувшая одеколоном и потом. Со своей явно не классической грудью. Вокруг засмеялись. Достав из бумажника нераспечатанную пачку денег, Питер с треском вскрыл ее. Выбрал новенькую купюру, плюнул на нее, наклеил девице на лоб. Но девица тут же отлепила купюру, разорвала ее в клочья и, бросив в лицо Питеру, встала с его колен. Раздались редкие аплодисменты. Питер поднялся и зашагал прочь, пытаясь понять, кому аплодировали эти недоумки — ему или голой девице. Вернувшись к столику на террасе, он беспокойно и жадно оглядел улицу, которая, показалось, уже принадлежала ему, Питеру. Теперь у двери в «То. что ты ищешь» стоял старик, ветхий старик, со спины похожий на обгоревшую спичку: дунет ветер — сломается. Старик набирался сил перед тем, как внести себя в дверь. Но тут дверь распахнулась. Она отворилась сама собой! Будто бы там, в подсвеченной, какой-то белесой глубине, старика уже ожидали. — Официант! — равнодушным голосом позвал Питер. — Счет! Но руки его дрогнули, когда, расплачиваясь, он краем глаза заметил катафалк, подкативший к двери в «То, что ты ищешь». Руки дрогнули, Питер сбился со счета и дал чаевых сверх всякой меры. «М-да, ловко! — про себя одобрил он. — И как оперативно! Старик, разумеется, получил то, что искал. Так сказать, стопроцентно... Вперед! — тут же скомандовал себе. — За моим миллионом. Надеюсь, не последним миллионом в этом гостеприимном доме». Весело насвистывая, он перешел улицу. Подойдя к двери в «То, что ты ищешь», толкнул ее. Переступив порог, шагнул. С удивлением посмотрел вокруг. Он стоял на тротуаре параллельной улицы. Эта улица была просторней и шире, чем та, где помещалась дверь в «То, что ты ищешь». Мчались машины, спешили прохожие. Оглянувшись, Питер увидел за спиной глухую бетонную стену многоквартирного дома. Ближайшая дверь находилась в сотне шагов. Питер ударил по стене кулаком. Торопливо обогнув угол дома, Питер пробежал перекресток и вернулся на узенькую улицу с блестевшими витринами, со столиком на открытой террасе заведения, где знакомый официант уносил на подносе его пустую рюмку. Рекламы «Того, что ты ищешь» как не бывало. Запыхавшийся Питер впервые в жизни не поверил своим глазам. «Старею, — подумал он. И далее: — Старость — это когда ничего не хочется. Даже молодости... Однако позвольте! — возмутился вдруг. — Кто из пустобрехов такое удумал?! Да как он только посмел!» Боль и обида. Обида и боль. 69
Искусств стендовых докладов 1 Стендовый доклад принципиально не отличается от устного — автор сообщает о том, какую работу он проделал и что получил. Разница лишь в форме представления материала. Несомненно, хороший доклад легче сделать о хорошей работе — при этом нужно показать результаты так, чтобы они заинтересовали коллег и дали импульс новым идеям. Но хорошую работу легко испортить плохим докладом. Как же следует разместить результаты многолетнего труда на стенде секции и не наделать ошибок? Л О кнопках и стендах На первый взгляд кажется, что здесь и обсуждать нечего. Однако расположить доклад на стенде — это своего рода искусство. Трудности заключаются в том, что, хотя стендовые доклады делают уже не одно десятилетие, унифицированного оборудования для стендов нет и вряд ли оно когда-нибудь будет. В приглашении на конференцию авторов стендовых докладов извещают лишь о том, каков размер площади, отведенной под один стенд. Обычно она равна квадратному метру. Добросовестный докладчик заранее планирует, как ему расположить на этой поверхности листки А4, но не подозревает о грядущих трудностях. В помещении для стендовой сессии (чаще всего это холл перед залом заседаний) он обнаруживает заботливо приготовленные рулончики скотча, ножницы и кнопки. Если конференция отечественная, то и кнопки, скорее всего, тоже отечественные. Именно с этого момента все и начинается. Вероятно, в истории человечества нет более отвратительного изобретения, чем отечественные кнопки. Они легко втыкаются только в древесину мягких пород (например, липу, да и то каждая вторая), в другие материалы вогнать удается лишь каждую пятую. Поскольку кончик такой кнопки клиновидный, то при легком покачивании стенда они легко выползают обратно. А ведь стендовые щиты могут иметь самую неожиданную конструкцию: листы плотной фанеры, обтянутые для красоты тканью; М.Левицкий рама, собранная из реек, образующих ажурную решетку, и закрытая листами ватмана; возможны и подвешенные к рейке свободно висящие листы ватмана, с деревянной планкой внизу. Конференции проходят не только в институтах, но и в загородных пансионатах, и на теплоходах. Поэтому докладчику могут предложить для размещения стенда часть стены или даже дверь. Упругость ткани, укрывающей фанерный щит, заметно ускоряет выползание кнопок. К счастью, в последнее время появилась удачная замена кнопкам — стальные иглы с яркими пластмассовыми или металлическими шляпками. Однако если необходимо разместить стенд на деревянной решетке, закрытой ватманом, то угадать место, в которое можно воткнуть кнопку, непросто, надо тщательно все прощупать. Постепенно автор начинает понимать, что стенд будет расположен не так, как бы ему хотелось, а так, как диктуют обстоятельства. Например, крупную таблицу, напечатанную на двух листках А4 (если их заранее не склеить), никак не удастся расположить так, чтобы листки плотно примыкали друг к другу. Казалось бы, липкая лента должна решить все проблемы, но это заблуждение. О скотче \ По-видимому, из экономии организаторы конференции покупают для стендовой сессии рулончики ленты без футляра с зубчатым ножом. Отсутствие этой малости превращает процедуру крепления стендового доклада к щиту в аттракцион. Не без труда нащупав ногтем кончик ленты, вы отматываете кусочек, отрезаете ножницами, откладываете ленту и ножницы, а отрезанный кусочек прикрепляете к листку с фрагментом доклада. После нескольких попыток свободный конец удастся отлепить от пальца и прилепить его к щиту. Взяв снова рулончик ленты, вы обнаруживаете, что свободный конец ленты опять прилип к рулону и его снова нужно искать ногтем. За это время листок, прикрепленный к стенду всего за один уголок, скорее всего, упадет на пол. Для стендового доклада среднего размера A0 листов А4) такую процедуру надо проделать не менее сорока раз. Постепенно вы приходите к мысли, что сначала доклад нужно собрать. Никаких столов для этого, разумеется, нет, и вы начинаете монтировать свой доклад на полу, с виноватой улыбкой задевая автора соседнего стенда, который занимается тем же самым. Более предусмотрительные докладчики заранее наклеивают весь доклад на лист ватмана и бережно везут его на конференцию, свернув в трубку. Это бесполезно — канцелярские кнопки либо липкая лента сведут на нет всю вашу работу. Стремясь свернуться обратно в трубку, ватман запросто выдернет все кнопки. Скотч же прилипает к стене вовсе не так сильно, как хотелось бы. Веса листа ватмана достаточно, чтобы через пять минут весь доклад оказался на полу. Доведенный до отчаяния докладчик начинает крепить свой доклад длинными полосами ленты во всех направлениях: по горизонтали, вертикали и диагонали. В результате тщательно продуманный и с любовью оформленный стенд выглядит так же жалко, как и объявление о пропавшей собачке на покосившемся заборе. Можно только догадываться о том, какое удовольствие получают организаторы конференции, наблюдая все это представление. Впрочем, некоторые докладчики не остаются в долгу и наносят организаторам ответный удар с помощью замечательного изобретения нашего века — клеящего карандаша. Он не коробит бумагу, быстро «схватывает», очень удобен в работе и позволяет прилепить бумажные листы практически к любой поверхности (кроме стены с побелкой). После окончания стендовой сессии докладчик отдирает от стены листочки, предоставляя организаторам самим отскребать следы клея. Такую месть оправдать нельзя, но понять замученного автора доклада можно. Опытные докладчики всегда заметны на стендовой сессии. Они приезжают туда, прихватив хорошие кнопки, липкую ленту в футляре с зубчатым ножом и клеящий карандаш. С таким набором им не страшна любая неожиданность. Если вы последуете их примеру, то вас 70
ожидает еще одно небольшое испытание. Ваш прекрасный инвентарь тут же заметят ваши соседи. Они терпеливо дождутся, пока вы закончите прикреплять стенд, а затем молча заберут у вас кнопки, ленту и карандаш, полагая, что все это принадлежит оргкомитету. Если у вас не хватит духу обозначить свою собственность (к тому же по-английски, если конференция международная), то, скорее всего, ваше хозяйство к вам уже не вернется, а уйдет к другим докладчикам по цепочке. Придется утешаться тем, что «все остается людям»! ^^ О пользе ^L стендового доклада | Стендовый доклад как способ представления научных результатов появился более двадцати лет назад и сразу стал необычайно популярен. Главное его преимущество: на конференцию можно пригласить много докладчиков. Есть и менее очевидные, но, может быть, наиболее важные преимущества стендовой сессии. На ней возникает теплая товарищеская атмосфера, которая придает конференции обстановку дружеской встречи коллег, работающих в одной области науки. Научное общение становится непринужденным, что особенно важно для людей, не имеющих опыта публичных выступлений. Некоторые участники, например, не могут решиться задать вопрос докладчику, особенно на международных конференциях, где рабочий язык английский. На стендовых сессиях таких проблем нет — для научного общения вполне достаточно скромного знания разговорного языка. Взаимопонимание облегчает профессиональный язык (в данном случае химический), который разработан и одинаково понятен всем химикам. Очевидные преимущества стендового доклада создают иллюзию, будто сделать его намного проще, чем устный. Однако материал, подготовленный для устного доклада, непригоден для помещения на стенд. ^^ Стенд — это не/статья ИЮПАК сформулировал и рекомендовал всем стендовым докладчикам несколько простых требований. Главное — поменьше текста и побольше рисунков. Обычно стенд оформляется следующими образом. Сначала идет заголовок (высота букв не менее 1,5 см), фамилия автора доклада и его адрес. Затем краткое изложение задачи, перечисление исследованных объектов и использованных методов. Потом содержание самого доклада в виде схем реакций, формул соединений, принципиальных схем приборов, графиков, таблиц, спектров. Все это сопровождается лаконичными пояснениями, подобными подписям к рисункам в журнальной статье. Высота букв желательна не менее 0,5 см, что соответствует приблизительно шрифту Times ET № 40. Заканчивается доклад перечислением полученных результатов и выводами (тоже крупным шрифтом). Многие авторы поступают иначе. Они помещают в верхней части стенда бумажную полосу с крупным заголовком, а далее просто распечатывают (хорошо, если шрифтом, более крупным, чем Times ET № 12) на отдельных листах формата А4 статью. Почему это не годится для стендового доклада? Да потому, что в силу привычки, приобретенной еще в детстве, наш глаз плохо воспринимает большую текстовую информацию на вертикальной плоскости. Мы привыкли читать текст, расположенный горизонтально. Разумеется, прочитать «вертикальный» текст можно, однако это стоит определенных усилий, а надежды на то, что при этом удастся вникнуть в смысл прочитанного, совсем мало. Как показывает опыт, на вертикальной поверхности можно располагать только лозунг или небольшое объявление. Совсем иное дело — графическая информация. Мы привыкли воспринимать ее на вертикальных экранах кинотеатров, телевизоров, компьютеров. Кстати, если вы работаете с компьютером постоянно, то, вероятно, замечали, что набранный вами текст плохо воспринимается с экрана. Для того чтобы его «почувствовать», заметить смысловые и стилистические погрешности, необходимо его распечатать. Читать с экрана статью, набранную кем-то другим и требующую вдумчивого прочтения, практически невозможно. Поэтому для людей, которые постоянно работают на компьютере с обширной текстовой информацией (технические редакторы, корректоры), делают специальные подставки для мониторов, позволяющие расположить экран на уровне коленей и почти горизонтально. На вертикально висящем стенде нужно сократить текст и упростить всю графическую информацию. Буквы и цифры — крупные, подробные сведения удалены. Маркировка координатных осей предельно проста. Графики содержат не более шести зависимостей, а таблицы — не более четырех строк и четырех колонок. В реакционных схемах изображена не вся реагирующая молекула, а только ее фрагмент, содержащий реакционный центр. Заголовок и текстовая часть доклада состоят из коротких предложений, по стилю напоминающих плакат. Структурные особенности каталитически активных | олигомерных металлоорганосилоксанов MHCtury» ^гуупурньа ис1Л«до»а»ш «агаттмвсиш снсгди РАН i i \£w Б. в 3>| : Рмупьтаты наыаодм МЕТАЛЛООРГАНОСИЛ ОКСАНЫ СТРУКТУРА^ КАТАЛИТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ. Лет туг etp»«typ^Hci»*a^«*«Tlr^f»4«on cummPW ЦЕЛЫ*Б0Ш II 3SH0 I ат*чт<юшш*ящ.<жи 1 РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ L Практика проведения стендовых сессий показала, что стенд должен быть виден в деталях с расстояния не менее одного метра. Упрощения не приведут к потере информации, поскольку более детальные сведения можно получить от самого докладчика. В последнее время организаторы конференций предлагают вывешивать стендовые доклады за день до официального начала сессии. Благодаря этому посетители могут не спеша, в перерывах между устными докладами (с чашкой кофе в руке) познакомиться с ними. Именно поэтому материал следует представлять таким образом, чтобы он был понятен даже в отсутствие автора. Современные конференции демонстрируют прекрасно отработанный метод представления материала. Некоторые стенды останавливают внимание гостей своим изящным цветовым решением. Оформленные с фантазией, изобретательностью и хорошим вкусом, они создают ощущение праздника. 71
ДАлХИМ ETRE/i Эксклюзивныи агент Strem Chemicals (USA) в России Поставки импортных реактивов по заказам и со склада Собственное производство реактивов в лабораторных условиях и реакторах 1 !^,ганА^ МОС4: Фосфор-ОС*: Лиганды для МОС*: Растворители": Металлоцены Ti, Zr, Hf, Mg, Sr, Ba, V, Nb, Та, Mn, Fe, Co, Ni и лантаноидов, мостиковые цены, алкилметаллы | (включая бутиллитий и реактивы Гринья- ра), производные дипивалоилметана Триалкил- и триарилфосфины, моно- и диалкилхлорфосфины, дифенилхлорфосфин, дифенилфосфин Дициклопентадиен, пентаметилциклопен- тадиен, дипивалоилметан Диметоксиэтан, тетрагидрофуран, гексаны, ди-н-бутиловый эфир Приведенные примеры не ограничивают список классов и соединений А также катализаторы и оптически активные катализаторы, хлориды редкоземельных металлов, фтор-ОС, алкил- и арилгалогениды, гидриды металлов (включая литийалюминийгидрид), реактивы электронной чистоты, летучие соединения для MOCVD&CVD и многое другое. Тел.: (8312) 753-772; факс: (8312) 750-799; e-mail: dalch@kis.ru, www.dalchem.nnov.ru 000 «ДАлХИМ», 603000, Нижний Новгород, А/Я 634 «СИНОР» - официальный дилер корпорации «SIGMA - ALDRICH» предлагает различные химические материалы, реактивы, приборы и лабораторное оборудование, которые производят и поставляют компании: Реактивы для естественнонаучных исследований I SIGMA Органические и неорганические реактивы для химического синтеза и микроэлектроники Специализированные реактивы для аналитических и исследовательских целей Хроматографические продукты для анализа и очистки Лабораторные реактивы для исследовательских и аналитических целей Вы можете заказать каталог любой из этих компаний или обратиться к нам по телефонам Q ALDRICH /// Fluka §SUPELCO в Нижнем Новгороде: (8312) 41-47-46; 41-36-74; 41-76-96 (тел./факс) в Москве: @95) 975-33-21; 975-40-27 представительство «ТехКэр Системе, Инкл II МЕЖДУНАРОДНАЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ ВЫСТАВКА 13-16 ИЮНЯ Санкт-Петербург Петербургский СКК пр. Гагарина 8 хщ: СЙЕ1: к ) 5TRY Организаторы выставки: Союз Российских городов, Администрация Санкт-Петербурга, Правительство Ленинградской области. Российский Союз Химиков, Российское химическое общество им. Д. И. Менделеева, ЗАО "Ортикон" V RTICON Тел.: (812I18-35-37, 2644H-67 E-mail: fair@atlant.ru «3 Тематические разделы выставки: • Химическая наука: XXI век • Технологии химических материалов • Оборудование для химического производства • Средства контроля и автоматизации • Лабораторное оборудование • Продукция химических предприятии - горюче-смазочные материалы - лакокрасочные материалы - синтетические смолы - химические волокна, нити - кино-фото материалы, магнитные носители резинотехнические изделия - реактивы, катализаторы - композиционные материалы, стеклопластики коагулянты, флокулянты оытовая химия химическая продукция в строительстве химия в сельском хозяйстве - тара, упаковка ► Химическая продукция и маркетинг ► Проектирование и строительство химических предприятий ■ Охрана окружающей среды. 72
fcLiL'L'i-Li*. ;8 , ~***m СКЛАДСКИЕ ПОМЕЩЕНИЯ МАГАЗИНЫ В И ВЫСТАВОЧНЫЕ ЗАЛЫ ГАРАЖИ И АНГАРЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЦЕХА, ОБЪЕКТЫ ВТИЧЁСКОЙ ВОЙ VI Зластнчиосгъ и прекрасная адгезия ко JjpocroTa нанесения. всем видам оснований. Производитель:« Телефоны: @95) 956-2766 (■ Телефок/Факс <095) 913-МОЬ v Крупнейшие выставки химического профиля в Северо-Западном регионе России 26 — 29 сентября Санкт-Петербург Выставочный комплекс Ленэкспо Организаторы выставки: ОАО ЛЕНЭКСПО, РНЦ «Прикладная химия», АООТ ВНИИнефтехим. При поддержке: Министерства науки и технологий РФ, Российской академии наук, Российского химического общества имени Д.И.Менделеева, Министерства экономики РФ, Администрации СПб. Ill международная выставка ТЕХНО химия VIII международная выставка ЗАШИТА ОТ КОРРОЗИИ Научные исследования и разработки в области создания новой техники и технологий для химических отраслей промышленности, новых материалов. Технология производства химических продуктов. Химические продукты и материалы, их применение в различных отраслях промышленности, в медицине, строительстве, сельском хозяйстве, на транспорте. Бытовая химия, парфюмерия и косметика. Промышленная экология и безопасность химических производств. Биотехнология, генная инженерия. Оборудование для производства, переработки и упаковки. Контрольно-измерительная техника и средства автоматизации. Лабораторная и аналитическая техника. Комплектные химико-технологические линии и установки. Транспортировка химической и нефтехимической продукции. Охрана окружающей среды, экологическая безопасность химических производств Литература, информационные системы, базы данных. Современные методы и средства защиты металлов и материалов от коррозии в различных отраслях промышленности. Защита зданий, сооружений, промышленной аппаратуры. Оборудование для подготовки поверхности. Антикоррозионные и защитные материалы. Оборудование для нанесения защитных покрытий, технология их нанесения. Приборы и методы контроля для испытания коррозионной стойкости материалов. Техническое обслуживание и ремонт. ипенэШю 199106, Россия, Санкт-Петербург, Большой пр.В.О., 103 Тел. (812I19-52-31, факс (812I19-53-22 e-mail: averkina@mail.lenexpo.ru, http://www.lenexpo.ru 73
^13^ Пишут, что. б^-ЛЛо^о^тг-^ КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ Культурные обезьяны Есть ли у животных культура? Отчасти этот вопрос напоминает старую шутку о том, что курица не птица. Да, она не может летать, как альбатрос или сокол. Тем не менее и курица способна хлопать крыльями и даже взлететь на дерево. В сообществах животных мы, конечно, не найдем таких развитых форм искусства, науки и политики, как у людей. А что, если перестать мерить природу собственным аршином? Культура прежде всего подразумевает сохранение и передачу новых умений и навыков. Можно ли отыскать нечто подобное у животных? Впервые появление и распространение нового типа поведения среди диких животных ученые наблюдали почти полвека назад. Одна из японских макак уронила в песок батат и затем вымыла его в ручье. Через полгода уже почти все обезьяны в этой группе мыли бататы. Этот навык сохранился в популяции по сей день, хотя обезьяны-изобретательницы давно нет в живых. А насколько широко распространено такое явление? Недавно ученые из разных стран под руководством А.Уайтена и знаменитой Дж.Гудолл обобщили результаты 30-летних исследований шимпанзе в разных районах Африки. Они выделили 65 особенностей поведения, таких, как раскалывание орехов камнем или извлечение костного мозга с помощью тонкой палочки. А затем изучили, в каких из шести сообществ они встречаются. Оказалось, что ни одна из особенностей поведения не встречается во всех сообществах. Например, гвинейские шимпанзе выуживают термитов с помощью веточки, а добывать таким способом мед из гнезд диких пчел они не умеют. Зато это проделывают обезьяны Уганды, Танзании и Берега Слоновой Кости. Эти различия сохраняются десятилетиями и передаются потомству — ученые наблюдали, как матери обучали детенышей полезным навыкам. Интересно, что подобные различия касаются не только «производства», но и «искусства». Еще в 1970 году Гудолл сообщила, что во время тропических ливней шимпанзе Уганды и Танзании начинают раскачиваться, как будто танцуют. Такие «шаманские пляски» редко встречаются у обезьян Берега Слоновой Кости, а сородичи из Гвинеи их вообще не знают («Nature», 1999, т.399, № 6737, с.635, 682). О.Лазарева ...министр науки и технологии М.Кирпичников сказал, что число людей, занятых в российской науке, за последние девять лет сократилось вдвое («Поиск», 26.11.99)... ...одна из ключевых проблем России — неэффективное использование (почти что неиспользование) интеллектуального потенциала страны («США и Канада: экономика, политика, культура», 1999, №7, с.91)... ...более 90% цунами на западном побережье Тихого океана вызвано подводными землетрясениями («Физика атмосферы и океана», 1999, № 5, с.706)... ...за период 1989—1998 гг. в России от природных катастроф погибли около 3000 человек, а пострадали более 180 000 («Геоэкология», 1999, № 5, с.417)... ...полностью расшифрована одна, 22-я, хромосома человека («Nature», 1999, т.402, с.480)... ...в 80-е годы в мировой экономической науке начался методологический бум, который продолжается до сих пор («Вопросы философии», 1999, № 10, с.135)... ...в сильном магнитном поле фотон может расщепиться на два («Ядерная физика», 1999, № 9, с.1638)... ...космическая рентгеновская обсерватория «Чандра», выведенная в США на околоземную орбиту 23.7.99, уже передала на Землю изображения остатка сверхновой, взорвавшейся около 300 лет назад («Успехи физических наук», 1999, № 10, с. 1148)... ...если добавить в смазочное масло порошок фуллеренов С60, то коэффициент трения может снизиться в несколько раз («Трение и износ», 1999, № 4, с.404)... ...все попытки получить полностью гидрированный фуллерен С60Н60 закончились неудачей («Успехи химии», 1999, № 11, C.991)... 74
Пишут, что... ...конец XX века ознаменован возрождением интереса к информационным аспектам квантовой механики («Оптика и спектроскопия», 1999, № 4, с.533)... ...среди 1,5 млн. видов животных есть только около десяти, представители которых достигают максимальной продолжительности жизни в 100 лет («Онтогенез», 1999, № 6, с.469)... ...во второй половине 1995 г. на Украине начался взрывоподобный рост числа людей, инфицированных вирусом иммунодефицита человека («Биополимеры и клетка», 1999, № 3, с. 179)... ...наиболее простой и дешевый способ очистки почвы от пропитавших ее нефтепродуктов состоит в том, чтобы сначала выжимать их из почвы водой, а затем уже с воды собирать («Изобретатель и рационализатор», 1999, № 11,с.13)... ...до 5% алкоголя и его метаболитов выделяется из организма через легкие, поэтому у хронических алкоголиков легочные заболевания встречаются в три—пять раз чаще и протекают они тяжелее («Физиология человека», 1999, №5, с.130)... ...впервые получен инфракрасный спектр протонированного метана (СН5+), открытого В.Л.Тальрозе и А.К.Любимовой в 1952 г. («Science», 1999, т.284, с.59)... ...наступление очередного периода максимальной солнечной активности (март 1999 г. — март 2002 г.) совпало с началом бомбардировок Югославии странами НАТО («Биофизика», 1999, № 5, с. 950)... ...чтобы искоренить лженауку в нашей стране, от нее прежде всего надо избавить академические институты («Вестник РАН», 1999, № 10, с.883)... ...в настоящее время в мире испытывают более 200 лекарств от болезни Альцгеймера («Генетика», 1999, №11, с.1568)... I КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ Реквием и лихорадка Странная и преждевременная смерть Вольфганга Амадея Моцарта, кажется, получила объяснение. Новую версию доктор Ф.Фитцджеральд из Калифорнийского университета изложила на конференции по клинической патологии, посвященной историческим диагнозам. Подобные конференции с 1995 года проходят в Школе медицины Университета штата Мэриленд. Моцарт умер в 1791 году в возрасте 35 лет. До болезни он был полон энергии и сил, в последние два года написал две оперы, принял участие в невероятном количестве представлений и при этом вел бурную светскую жизнь. Для объяснения его неожиданной смерти выдвигали разные причины — от заболеваний почек и печени до тифозной лихорадки. П редполагали даже, что Моцарта отравил Антонио Сальери, хотя никаких доказательств такой версии нет. По описаниям родственников и врачей, у Моцарта неожиданно возникли жар, головная боль и сыпь, опухли конечности. Композитор оставался в сознании и ясном уме, но постепенно становился возбужденным и раздражительным. Он даже потребовал убрать из комнаты любимую канарейку — его выводило из себя пение птицы. К началу второй недели болезни у Моцарта начались приступы рвоты. Его тело распухло, одежда стала тесной, и он не мог сесть на кровати без посторонней помощи. Чувствуя близость конца, Моцарт дал коллегам указания, как завершить свой последний пророческий шедевр — «Реквием». За несколько часов до смерти композитор начал бредить и впал в кому. Он умер 5 декабря 1791 года, через 15 дней после начала болезни. Ф.Фитцджеральд пришла к выводу, что Моцарта погубила острая ревматическая лихорадка, которая развилась после стрептококковой инфекции. Сейчас, благодаря антибиотикам, она редко встречается в развитых странах, но в XVIII веке была распространена в Европе и нередко приводила к смертельному исходу. Доктор Фитцджеральд исключила такие диагнозы, как отказ почек и болезнь печени, потому что умственные способности композитора не ухудшились, а кожа не пожелтела. Тифозная лихорадка также маловероятна — ее симптомы были не выражены. Доктор Фитцджеральд посчитала, что ревматическая лихорадка ослабила деятельность сердца и это стало причиной отеков. По ее мнению, Моцарт уже пережил два приступа болезни — в детстве и в ранней юности, и они также дали осложнения на сердце. Последний аргумент в пользу нового диагноза — неожиданное отвращение к пению канарейки. Повышенная раздражительность — классический симптом ревматической лихорадки (агентство «Newswise»). Е.Лозовская
£% .£**•' КУДРЯШОВУ А.Н., Санкт-Петербург: Биттер (по-английски буквально «горький») — общее название для ликеров с горчинкой и для горького пива; в рецепте коктейля, о котором вы спрашиваете, говорится, наверное, все-таки о ликере. ШАПОШНИКОВОЙ Л.М., Тверь: Хотя жимолость каприфоль и завезена с Кавказа, она прекрасно переносит зимы на широте Москвы и даже Санкт-Петербурга; жимолость может расти в городских условиях, но ей нужна хорошо удобренная почва и опора для цепляния. ПОНОМАРЕВОЙ СВ., Краматорск: Чтобы вещи из мохера с длинным ворсом не свалялись при стирке, добавьте в воду немного глицерина (одну столовую ложку на таз); не трите и не выкручивайте, отожмите между двумя полотенцами, осторожно расчешите щеткой, а потом сушите, ВИНОГРАДОВУ ДМИТРИЮ, Казань: Черная гуашь, на которой написано «сажа газовая», в самом деле содержит сажу, полученную при неполном сгорании газа; черные краски также делают пережиганием органического сырья без доступа воздуха, отсюда и названия: «жженая кость», «косточковая черная» (из фруктовых косточек). СЕРГЕЕВУ М.Н., Москва: Чтобы сохранить в термосе холод для транспортировки биопрепаратов, воспользуйтесь проверенным способом — смешайте снег или колотый лед с солью; например, смесь льда и соли в весовом соотношении 2:1 держит температуру до — 20°С. НИКИТИНУ А.И., Воронеж: Ссохшиеся и потерявшие форму кроссовки подержите в теплой воде, затем тщательно вытрите, смажьте глицерином, туго набейте газетной бумагой и оставьте высыхать. Л.Н., Москва: Действительно, пирамиды из фанеры, оргстекла и других материалов гармонизируют окружающее пространство, причем именно таким образом, чтобы у основания пирамиды создавался локальный максимум концентрации денежных средств. ПРЕДСТАВИТЕЛЯМ ФИРМЫ «DUPONT» В РОССИИ: Редакция «Химии и жизни» очень рада, что ваша фирма передала свою торговую марку российскому производителю колготок «Грация», но повода для написания научно-популярной статьи тут, к сожалению, нет. В ^Л ^В феврале прошлого года ^Шш^Шш компания «Hewlett Packard» ^^^^^^ представила новый аналитический прибор Agilent 4440B, или «Химический сенсор». Он, в отличие от всех классических сочетаний хроматографов и масс-спектрометров, может «понюхать» образец и быстро и безошибочно сделать вывод о качестве и аутентичности (соответствии) продукта. Специалисты ласково называют его «Электронный нос». «Электронный нос» — это комбинация из двух хорошо проверенных и давно выпускаемых блоков: парофазного пробоотборника и масс-спектрометра, которая позволила осуществить совершенно другой подход к анализу. Например, перед вами партия вина (кофе, шоколада, шампуня, духов и т.д.). Как быстро узнать настоящие ли они? Можно с помощью различных приборов разделить смесь на компоненты, проанализировать их отдельно, а потом на основании этого сделать выводы о качестве и аутентичности образца. А можно с помощью многокомпонентного анализа получить ответ сразу. Каждое вещество имеет свой запах, главные составляющие этого запаха — набор его специфических компонентов. Их смесь — это неповторимая комбинация, «отпечатки пальцев». «Электронный нос» не разделяет сложную смесь летучих соединений, формирующих запах, на индивидуальные составляющие. Он анализирует соединения целиком и выдает общую картину в виде их суммарных спектров. Принципиально новая часть в химическом сенсоре — специальное хемо- метрическое программное обеспечение «Пируэт». Оно строит модели образца и выбирает критерии для распознавания 76
Электронный нос объекта. Обработав масс-спектры, сенсор отвечает, насколько исследуемый образец соответствует его модели. Анализ с помощью «Электронного носа» — очень быстрая и простая процедура, поскольку прибор все делает сам. Подогревает пробу, чтобы больше соединений перешли в паровую фазу, и ждет, пока фазы не придут в равновесие. Отбирает летучие компоненты, которые сразу, без хроматографического разделения, поступают в масс-селективный детектор, переводит их в ионы, которые потом и регистрирует масс- спектрометр. После этого программа «Пируэт» начинает анализ суммарного спектра объекта. Существует принципиальная разница между тем, как обрабатываются масс-спектрометрические данные химическим сенсором и обычным хромато-масс-спектрометром (ГХ- МС). «Электронный нос» каждый сигнал на определенном отношении массы к заряду (m/z) рассматривает как независимый сигнал в суммарном спектре, тогда как обычная система ГХ-МС выдает хроматограм- му по полному ионному току (TIC), который является суммой сигналов по всему диапазону масс (m/z) в данный момент времени. Поэтому когда химический сенсор сравнивает образцы, видно даже небольшое изменение сигнала при конкретном значении m/z, тогда как на ГХ-МС- хроматограмме при стандартном подходе его не заметно. Проанализировав суммарный спектр специфических компонентов, «Пируэт» откладывает точку в многомерном пространстве. Сходные по составу образцы ложатся рядом, образуя «облако» — графическую модель. Factor3 Factor2 4*.FitlStor1 С помощью известных образцов разного качества «Электронный нос» обучают, закладывая в его память различные модели. Когда сенсор обучен, его можно использовать для скрининга или отбраковки неизвестных образцов. Например, нам нужно проанализировать партию вина. Прибор определяет специфические компоненты, строит многомерную модель и откладывает точку. Если наше вино сделано из винограда, выращенного в одном месте, в один год и хранилось в одних бочках, то точки лягут рядом — в одно «облако». А если хоть один из параметров другой, то набор специфических компонентов будет отличаться и его точка окажется совсем в другом месте — за пределами «облака». Преимущества такого подхода очевидны. Классическое разделение на газовом хроматографе с последующим анализом в масс-спектрометре занимает не менее 20 минут, тогда как «Электронный нос» определяет качество и аутентичность вещества в течение нескольких минут. Прибор не требует специальной подготовки пробы, прост в использовании. Оператора для работы на нем можно подготовить всего за час, тогда как обучение специалиста для работы на газовом хроматографе может длиться больше года. Поскольку «нос» анализирует только летучие компоненты, они не осаждаются на внутренних поверхностях прибора, а значит, не загрязняют его (отсутствует «эффект памяти»). Более того, если нужно, например, для санитарно-гигиенической экспертизы получить не общий ответ «да»/«нет», а определить конкретную вредную примесь, то это можно сделать по ее масс-спектру на основании библиотечного поиска. «Электронный нос» можно применять для контроля качества самых разных напитков, любой еды, парфюмерии, косметики, средств гигиены. Как ни поразительно, с его помощью можно даже проверять упаковочные материалы, бумагу и текстиль. Специалисты предсказывают ему большое будущее и все большее расширение сферы его применения. Через пару месяцев «Электронный нос» можно будет купить и в России, в фирме «Interlab» @95-9732033, 9732034, 9732035), которая является официальным дистрибьютором компании «Agilent Technologies». Руководитель отдела химического анализа представительства «Agilent Technologies» К.В.Иванов, генеральный директор фирмы «Interlab» А.Н.Веденин
Химическое образование и развитие общества Учитывая важность химического образования в жизни современного общества, необходимость его совершенствования и координации с мировым сообществом химиков, в Москве с 23 по 25 мая 2000 года проводится международная конференция «Химическое образование и развитие общества» В рамках конференции будут работать секции: 1. Химическое образование и здоровье человека. 2. Химическое образование и технический прогресс. 3. Химическое образование и проблемы охраны окружающей среды. 4. Химическое образование и продовольственная проблема. Желающим принять участие в работе конференции необходимо до 31 декабря 1999 года прислать заявку на участие или доклад в РХТУ им. Д.И.Менделеева по адресу: 125 ГСП Москва, А-47, Миусская пл., д.9. Адрес в INTERNET: www/muctr.edu.ru/congress Электронная почта: congress@muctr.edu.ru