А не вредна ли для нас небольшая примесь тяжелой воды, которая всегда содержится в нормальной? Видимо, нет. В небольших количествах она полезна, так как усиливает жизненно важные процессы, зато в больших замедляет их. Тяжелая вода не является каким-то особым ядом для живых существ. Гибельным оказывается просто сильное замедление жизненно важных процессов.

Сколько мы весим?

Знаете ли вы свой вес? Не думайте, что это очень простой вопрос, даже если вы недавно взвесились. Ну, а как изменится вес через день, к вечеру, через час или даже через 10 минут?
Вес человеческого тела постоянно колеблется. Кроме легко обнаруживаемых причин этих колебаний, таких, как прием пищи, вызывающий скачкообразное повышение веса, есть ряд других, обусловливающих постоянные медленные, совершенно незаметные изменения. Первым об этом почти 300 лет назад догадался Санкториус. Соорудив громадные весы, он часами восседал на них, наблюдая за изменением собственного веса. Результаты опытов были столь ошеломляющими, что в его лабораторию стекались многочисленные посетители, жаждавшие увидеть, как у них на глазах станет худеть известный ученый. А изменения веса были ощутимые: за ночь Санкториус терял почти килограмм.
Причин потери веса много. Только за счет удаления из организма углекислого газа вес человека снизится за сутки на 75–85 граммов. Это, конечно, мелочь: из легких за сутки испаряется 150–500 граммов воды, а через кожу еще больше. Оказывается, человек беспрерывно потеет, хотя пот и не стекает по телу крупными каплями.
Из отверстий бесчисленных потовых железок, разбросанных по всей поверхности кожи, выделяются мельчайшие капельки пота, увидеть которые можно только под микроскопом. Если воздух достаточно сух, они успевают испариться раньше, чем из железок выделятся новые, и кожа остается сухой. В холодную погоду с кожи испарится 250–1700 граммов воды.
При выполнении тяжелой физической работы в жаркую сухую погоду выделение пота может возрастать до 10–15 литров в сутки, а иногда – до 4 литров в час, но кожа и в этом случае может остаться сухой. По самым скромным подсчетам, южане за 70 лет жизни выделяют 70–150 тонн пота, три большие железнодорожные цистерны.
Какую же функцию выполняет пот? И зачем организму выделять его в больших количествах? Так организм человека борется с перегреванием. На испарение расходуется большое количество тепла, 600 калорий на литр пота. Если все это тепло отнять от человеческого тела, его температура понизилась бы примерно на 10 градусов. К сожалению, наше тело дает для испарения только небольшую часть тепла, поэтому потоотделение не может обеспечить охлаждения тела, но предохраняет нас от перегревания. Только благодаря испарению воды из легких и с кожи температура человеческого тела остается нормальной, около 37 градусов, даже если температура воздуха повысится до 40–50.
Потеть не всегда полезно. Когда в воздухе много влаги, пот испаряется медленно, собирается крупными каплями и стекает по телу, не принося облегчения. Ведь если нет испарения, не происходит и охлаждения. Поэтому жара в сухих пустынях переносится легче, чем во влажных тропических лесах.
Не вредно ли обильное потоотделение? Потеря 3–5 литров воды, как бы она ни произошла, вызывает мучительную жажду, но еще не опасна для жизни, если будет в ближайшее время восполнена. Известен случай, происшедший в 1821 году во Франции, когда человек обрек себя на смерть, упорно отказываясь от всякой жидкости. Жизнь боролась в нем со смертью 17 дней. Даже на пятнадцатый день удивительного поста этого человека еще можно было бы спасти, дав ему вдоволь воды.
Откуда же берется вода, идущая на образование пота, и где хранится выпитая человеком жидкость? Потовые железки получают воду из крови. Но пока потоотделение не достигает чрезвычайно больших размеров, кровь не густеет и ее не становится меньше. Как только кровь начинает терять воду, сейчас же со складов в кровяное русло поступает такое же количество воды. (Под склады воды используются подкожная клетчатка, мышцы и другие органы.) Наоборот, если человек выпил воду и она из кишечника всосалась в кровь, сразу же соответственное количество ее из крови переходит на склады.
Запас воды на складах небольшой, особенно у птиц и летающих насекомых. Даже в прохладную погоду его для нормальной жизнедеятельности едва хватит на сутки-двое. Но резерв воды должен быть всегда. Наиболее оригинальный способ запасать воду изобрели пчелы. Семье, насчитывающей тысячи взрослых насекомых и огромное количество личинок, нельзя без запасов. А вдруг несколько дней подряд нелетная погода! Что будет тогда с детьми? И пчелы нашли выход. Если открыть улей, то где-нибудь в сторонке можно увидеть неподвижно висящих на сотах крупных рабочих пчел. Это живые цистерны. Пчелы-водоносы весь избыток воды переливают им в зобик, пока он не наполнится, а отяжелевшее насекомое не потеряет способности не только летать, но и ползать. Случись один-два нелетных дня, и их брюшко заметно опадет – цистерна опустеет.

Крокодиловы слезы

Ласковое теплое море лениво катит к берегу свои волны. Среди подступивших к самой воде поросших лесом скал весь день пасутся олени. Они спускаются сюда, чтобы в густой тени раскидистых дубов и сосен насладиться прохладой легкого ветерка. Море плещется у самых ног рогатых красавцев, но вряд ли оно их привлекает. Когда приходит час идти к водопою, олени карабкаются высоко в горы в поисках крохотных ямок с мутноватой, не очень свежей водой, остатка родничков, начисто пересыхающих летом.
Ни один олень не спускается к морю, чтобы утолить свою жажду! Да и не только олень. Тысячами километров тянется извилистая прибрежная линия материков, окруженных со всех сторон океанами. И нигде не пересекается звериными тропами: ни один зверь на земле не спускается к морю, чтобы утолить жажду.
Люди, потерпевшие кораблекрушение среди необозримых пространств океанской соленой воды, гибнут от жажды. Морская вода для питья непригодна, в ней растворено слишком много солей, 35 граммов в литре, из которых 27 обычной поваренной соли.
Почему же нельзя пить морскую воду?
Взрослому человеку необходимо до 3 литров в сутки, включая, конечно, и воду, содержащуюся в пище. Если пить морскую воду, вместе с ней в организм ежедневно будет вводиться около 100 граммов солей. Попади они все разом в кровь, произойдет катастрофа. Обычно кровь освобождается от избытка солей, как только их количество превысит норму.
Главную работу по очистке крови выполняют почки. За сутки взрослый человек выделяет полтора литра мочи, около половины полученной организмом за день воды, одновременно освобождаясь от натрия, калия, кальция и других вредных веществ. К сожалению, концентрация этих солей в океанской воде значительно выше, чем в моче. Поэтому, чтобы вывести из организма соли, поступившие с морской водой, потребовалось бы гораздо больше воды, чем ее было выпито.
Как же живут морские рыбы и звери? Где они находят пресную воду?
Оказывается, находят. Кровь и тканевые жидкости рыб и других позвоночных животных содержат очень немного солей. Поэтому все морские хищники вместе с пищей получают и значительное количество вполне пригодной для питья воды. Эти жидкости вполне пригодны и для человека, на что впервые обратил внимание французский врач А. Бомбар.
Ежегодно тысячи людей, потерпев кораблекрушение, гибнут от голода и жажды. Бомбар проделал смелый эксперимент, чтобы доказать: все необходимое для жизни человека в океане есть и потерпевшие кораблекрушение могут остаться живы, если сумеют воспользоваться его дарами. Для этого он отправился через Атлантический океан в небольшой резиновой лодочке, питаясь по дороге пойманной рыбой и мельчайшими беспозвоночными животными, а вместо воды пил жидкость, выжимаемую из тела рыб. Ему удалось за 65 дней пересечь океан, проделав путь из Европы в Америку. И хотя подобный способ питания значительно подорвал здоровье ученого, он доказал возможность жизни человека в океане.
Невольно напрашивается вопрос: откуда берут пресную воду морские рыбы? Оказывается, у них есть чудесный опреснительный аппарат. Это не почки. У рыб почки небольшие, плохо развитые и в выведении солей из организма участия почти не принимают. Опреснительное устройство находится в жабрах. Специальные клетки захватывают из крови соли и вместе со слизью в сильно концентрированном виде выводят наружу.
Не легко добывать пресную воду и морским птицам. Буревестники и альбатросы живут в открытом океане, далеко от берегов. На суше они появляются раз в год, только чтобы вывести птенцов. Бакланы, кайры, многие чайки, хотя и живут в прибрежной зоне, никогда не пьют пресной воды. Раньше думали, что они довольствуются тканевой жидкостью своих жертв. А оказывается, они охотно пьют морскую воду и многие даже не могут без нее обходиться. В зоологических садах уже давно замечали, что эти птицы в неволе не живут. Зоологи удивлялись: нежные, крошечные колибри переносят неволю; попугаи, страусы, орлы и совы хорошо живут в клетках, а чайки быстро гибнут. Решили, что в тесных клетках морские красавицы скучают по океанским просторам. Но не тоска по морю, не тесные клетки оказались причиной гибели птиц. Просто птицам не хватало солей. Когда пищу им начинали подсаливать, чайки веселели и превосходно жили.
Есть чудесные опреснители у морских птиц и рептилий. У них это тоже не почки, а носовая, или, как ее теперь называют, солевая железа. У птиц она расположена по верхнему краю глазницы, а ее выводной проток открывается в полость носа. Концентрация натрия в жидкости, выделяемой железой, в пять раз больше, чем в крови, и в два-три раза больше, чем в океанской воде. Жидкость вытекает из носовых отверстий и повисает на кончике клюва в виде крупных прозрачных капель, которые птица время от времени стряхивает. Если морскую птицу накормить очень соленым кормом, через 10–12 минут из ее носа начнет капать. Такое впечатление, будто у нее сильный насморк.
У морских рептилий: черепах, змей, ящериц – выводной проток солевой железы в отличие от птиц открывается в угол глаза, а секрет стекает наружу. Давно уже люди обратили внимание, что крокодилы умеют плакать крупными прозрачными слезами. Съев очередную жертву, крокодил якобы оплакивает ее. Отсюда возникло крылатое выражение «крокодиловы слезы», как символ высшего лицемерия. И только в наши дни стала ясна их причина: так организм крокодила освобождается от излишка солей, поступивших с водой и пищей.
Круглый год странствуют морские черепахи по теплым морям и океанам. Лишь раз в год, темной ночью, в положенное для этого время, выходят самки на песчаные пляжи, чтобы зарыть в укромном местечке кучки отложенных тут же яиц. Возвращаясь обратно в море, черепахи горько плачут, роняя на сухой песок крупные соленые слезы. Грустят ли они, расставаясь с родными местами, где сами когда-то вывелись из яиц? Оплакивают ли брошенное на произвол судьбы потомство? Нет, конечно. Просто их солевые железы заняты своей обычной работой – удалением из организма солей. Это для них обычное состояние. Морские черепахи – самые большие плаксы нашей планеты, но разве в воде слезы заметишь? Вот почему люди так поздно раскрыли секрет солевой железы.

Пьют ли рыбы!

Как вы думаете, рыбы пьют? Я уже вижу вашу улыбку. Ведь стоит рыбе открыть рот, и он полон воды.
А вместе с пищей неизбежно, хочет того рыба или нет, известное количество воды попадает в желудок. Достаточно ли ее? Испытывают ли рыбы жажду? На эти вопросы ученые давно нашли ответ.
Современные рыбы освоили все природные водоемы, но каждый вид может жить только в привычных для него условиях. Переходить из пресной воды в соленую и обратно без вреда для собственного здоровья могут очень немногие. Виртуозами в этой области можно считать угрей. Они полжизни проводят в соленой воде, а другую половину – в пресной. Что же мешает рыбам свободно переходить из одной воды в другую? Кожные покровы, покровы полости рта, жабр и других частей тела, а также оболочки отдельных клеток всех органов и тканей рыбы проницаемы для воды. Она свободно сквозь них просачивается, а для солей и большинства других веществ эти оболочки непроницаемы.
Куда же будет просачиваться вода: в водоем или из водоема? Это зависит отнюдь не от того, где ее больше. Управляет процессом диффузии осмотическое давление растворов, которое создается растворенными в них веществами. Чем их больше, тем выше осмотическое давление и тем сильнее раствор всасывает в себя воду. В пресной воде оно практически равно нулю, а в крови и тканевых жидкостях рыб много солей и белковых веществ, которые создают осмотическое давление, равное 6–10 атмосферам. С этой силой и сосет воду организм пресноводных рыб, которая извне интенсивно поступает в их тело. Если бы у них не существовало приспособлений для быстрого выведения из организма ее излишков, тело быстро бы разбухало и животное погибало. Таким образом, у пресноводных рыб никогда не возникает потребности пить воду. Им хватает забот о том, как избавиться от проникающей со всех сторон воды.
Другое дело их родственники – морские костистые рыбы. В морской воде солей гораздо больше, чем в тканях рыб. Осмотическое давление океанской воды равно 32 атмосферам, тогда как в организме морских костистых рыб оно достигает всего 10–15. Поэтому ненасытный океан с жадностью сосет воду из их тел. Возникает на первый взгляд парадоксальное явление: морская вода способна подсушивать плавающих в ней рыб. Не удивительно, что они всегда испытывают жажду.
Не все морские рыбы пьют воду. Самые древние из них, акулы и скаты, которые, видимо, раньше костистых рыб переселились в океан, иначе приспособились к жизни в соленой воде. Они научились сохранять в крови довольно вредное вещество – мочевину, от которой все другие животные спешат как можно скорее избавиться. Для этого им пришлось одеть жабры в специальную оболочку, непроницаемую для мочевины. Осмотическое давление крови акул и скатов значительно выше, чем морской воды. Их тела точно так же, как и у пресноводных рыб, сосут воду из океана, поэтому акулы и скаты озабочены только тем, как от нее избавиться.
Этот же принцип позаимствовала у акул и лягушка-крабоед, которую недавно обнаружили ученые в Юго-Восточной Азии. Из всех амфибий она одна приспособилась к жизни в соленой воде. Правда, икру эти лягушки по-прежнему мечут в пресную воду, но, когда лягушата подрастут, они уходят в море, где питаются крабами. Как и акулы, лягушки сохраняют в крови мочевину, но только делают это произвольно: прежде чем перейти в морскую воду, запасаются мочевиной, когда уходят в пресную – освобождаются от ее избытка. Поэтому, где бы они ни жили, этим лягушкам, как и остальным их сородичам, нет необходимости пить воду.

Нельзя ли отжать воздух?

Давно уже зоологи заметили, что некоторые животные пустынь, которые у себя на родине никогда не видели водоема даже размером в столовую ложку, в неволе охотно и много пьют. Оставалось загадкой, как они обходятся без воды на воле. Может, пустыня не так безводна, как это кажется на первый взгляд? А нельзя ли и там добыть воду?
Прежде чем ответить на эти вопросы, посмотрим, откуда берут воду люди, живущие в безводных местностях.
Кому из вас посчастливилось побывать в Крыму? Десятки домов отдыха, санаториев, пионерских лагерей разместились на узкой полоске земли Южного берега Крыма, сжатой с двух сторон горами и морем. Сюда с наступлением лета устремляются тысячи отдыхающих. Никто из них и не подозревает, сколько забот и волнений выпадает на долю работников городского хозяйства, сколько труда приходится вложить, чтобы из водопроводного крана постоянно струилась вода, чтобы всегда можно было принять ванну, помыться, сварить обед. Ведь на Южном берегу Крыма нет больших рек и озер. Здешние речки в начале лета пересыхают.
Воду в Крыму начинают запасать еще осенью, когда часто идут дожди. Ее собирают в наземные водохранилища и в огромные, скрытые под землей резервуары и хранят до наступления лета. И все же воды не хватало, пока через горы не пробили туннель, по которому на побережье потекла целая речка.
Еще несколько десятков лет назад не было возможности возводить подобные сооружения. Но древние жители Крыма обходились и без них. Они умели добывать воду прямо из воздуха. Как ни сух воздух Крыма, в нем всегда есть немного водяных паров. Ведь море рядом! О том, как эту воду много веков назад извлекали из воздуха, удалось выяснить археологам.
В Восточном Крыму около города Феодосии была найдена усадьба средневекового вельможи. На ее территории обнаружили удивительное сооружение – большую, выложенную камнем площадку с каменными пирамидальными сооружениями на ней.
1 2 3 4 5