Профессор Знаев

БИОНИКА О ЖИЗНИ

У многих растений пустыни вместо листь­ев — колючки и шипы. Они способствуют со­хранению влаги. У кактусов с этой же целью в течение жаркого дня закрыты устьица. Поэтому выделяемый в

процессе фотосинтеза кислород «раздувает» растения, пока вечером, при открывании устьиц, не происходит его сброс, при котором объем кактуса уменьша­ется на десятую часть!

Отдельно взятое растение кукурузы или подсолнечника за свою жизнь испаряет око­ло 200 килограммов воды.

Еще в прошлом веке в руководствах по анатомии растений указывалось, что у них, как и у животных, есть легкие — листья и желудок — корень и стебель, а хлорофилл — это зеленая кровь.

Английский писатель Дж. Свифт сокру­шался, что солнечные лучи не заключишь «в герметически закупоренные склянки, чтобы затем пользоваться ими для согревания воз­духа в случае холодного и дождливого лета». Более ста лет спустя ученый Р. Майер, от­крывший закон сохранения энергии, предпо­ложил, что «распространяющиеся в простран­стве солнечные лучи «захватываются» и со­храняются для использования по мерё надоб­ности» в процессе фотосинтеза.

В первичной атмосфере Земли фактичес­ки отсутствовал свободный кислород. Появил­ся он только после возникновения простей­ших фотосинтезирующих организмов, так на­зываемых сине-зеленых водорослей, около трех миллиардов лет назад. Эти водоросли суще­ствуют в огромном количестве и поныне, по­ражая фантастической приспособляемостью практически к любым условиям.

Только около трети химической энергии пе­реваренной нами пищи превращается в мы­шечную энергию, большая же часть идет на поддержание постоянной температуры тела, питание и возобновление тканей, а также на образование жировых отложений. Животные способны регулировать коэффициент полезно­го действия своих мышц в зависимости от того, сколько им требуется расходовать тепла.

В опытах с голубями, лишенными опере­ния, выяснилось, что при их охлаждении, со­провождающемся интенсивной дрожью, ми­нут через 20 температура тела падает до опас­ного для жизни значения. Но при повторном охлаждении птицы оказываются адаптирован­ными к низкой температуре и выдерживают ее уже несколько часов.

Люди и животные легче переносят охлаж­дение, чем перегрев. На медицинских термо­метрах нет делений выше 42 градусов по Цельсию, так как при такой температуре на­чинают сворачиваться белки. Однако при мед­ленном нагревании сухого воздуха человек способен вынести его температуру до 160 гра­дусов! Причина — в испарении пота, приво­дящем к охлаждению организма.

Живущие у горячих подводных источни­ков черви обладают поразительной теплоус­тойчивостью — разница температур их голо­вы и хвоста достигает 60 градусов по Цель­сию! Раньше чемпионами по адаптации к жаре считались некоторые пустынные му­равьи — днем на солнце температура их тела поднималась до 55 градусов, а ночью, в под­земелье муравейника, опускалась до 20 гра­дусов и ниже.

Некоторые ученые считают, что жизнь на Земле зародилась не на поверхности плане­ты, а в трещинах горных пород глубоко под ее поверхностью. В доказательство приводят­ся факты обнаружения термофильных мик­робов в скважинах на глубинах в несколько километров и у источников на морском дне, где температура достигает 120 градусов по Цельсию.

В крови антарктических рыб, обитающих в почти заледеневшей воде, обнаружены ве­щества, сходные по своим свойствам с анти­фризами. При их добавлении в дистиллиро­ванную воду она замерзала уже при отрица­тельной температуре.

Известный ученый, нобелевский лауреат Вальтер Нернст, выйдя на пенсию, стал раз­водить карпов. На вопрос, почему он решил заняться рыбами, а не, к примеру, курами, Нернст отвечал: «Нужно разводить животных, которые находятся в термодинамическом рав­новесии с окружающей средой. Почему на свои деньги я должен отапливать вселенную?»

Почти не вылезающие из ледяной воды морские котики не переохлаждаются и не про­стужаются. Все дело — в их «шубе», густом волосяном покрове на теле, сохраняющем тон­кую воздушную прослойку. Причем волоски так хорошо отталкивают воду, что котикам в буквальном смысле удается выйти из воды сухими.

В пустынях на севере Мексики водятся змеи, кожа которых покрыта... шерстью. Странные пресмыкающиеся обладают таким безобидным характером, что дети играют с ними, как с домашними животными.

В 1771 году итальянец Л.Спалланцани писал: «Животный организм, воскресающий после своей смерти... — явление неслыхан­ное, кажущееся сперва невероятным парадок­сом. Оно нарушает все наши наиболее уста­новленные идеи о живой природе...» Но уже в 1901 году русский ученый П.И. Бахметьев опубликовал сенсационную статью «Рецепт дожить до XXI века» с подробной инструк­цией по погружению в анабиоз высших жи­вотных.

Некоторые рыбы, живущие в зоне прили­вов, приспособились дышать кислородом из воды и воздуха. Тропические илистые пры­гуны, например, проводят на суше 80—90 процентов времени. Африканская рыба амку- ру, живущая в болотах, переносит засуху, впадая в спячку (ее даже пересылали по поч­те в комке земли).

Лучшие ныряльщики среди птиц — ко­ролевские пингвины. В поисках пищи они ны­ряют свыше 140 раз в день, опускаясь на глу­бину до 45 метров. А императорский пинг­вин может оставаться под водой до 20 минут при глубине погружения около 500 метров.

Вплоть до XVI века продержалась идущая от Аристотеля точка зрения на дыхание. Он считал, что легкие — это система охлажде­ния организма и дыхание должно умерять «сердечный огонь», потому что в сердце жи­вотных якобы постоянно поддерживается вы­сокая температура.

Органы дыхания утки занимают около 20 процентов объема ее тела, тогда как у чело­века — лишь 5 процентов.

Газообмен головастиков примерно на 60 процентов осуществляется через кожу, хотя у них есть как жабры, так и легкие.

Водолазам, устанавливающим вышки в Се­верном море, зачастую приходится работать на глубине 300 метров и дышать при этом газовыми смесями, сжатыми до давления, превышающего атмосферное в 30 раз!

Минимизация энергетических затрат тре­бует, чтобы частота прыжков или шагов при беге сохранялась постоянной даже при изме­нении скорости, что подтверждается наблю­дениями за животными — кенгуру, лошадь­ми, зайцами и собаками. Это связано с со­гласованием прыжков и частотой дыхания.

За свою жизнь человек в среднем съеда­ет 22 тонны пищи и выпивает 33 000 лит­ров жидкости. Энергии, вырабатываемой за счет этого, хватило бы на обогрев кварти­ры площадью 100 квадратных метров в те­чение 10 лет.

«Мальчик-с-пальчик» из детской сказки, существуй он на самом деле, был бы ужасно прожорливым: на один грамм веса ему тре­бовалось бы в 20 раз больше пищи, чем обыч­ному человеку.

Тепла человеческого тела достаточно для работы термоэлементов, служащих для пита­ния карманных радиоприемников, миниатюр­ных цветных телевизоров и слуховых аппа­ратов.

Одним из практических результатов экс­перимента «Биосфера-2» стало появление ми­ниатюрных замкнутых экосистем. В гермети­чески запаянных аквариумах сосуществуют креветки, улитки, водоросли и бактерии, пи­таясь друг другом. Под действием света во­доросли производят столько кислорода, что его вполне хватает всем обитателям «вечно­го» аквариума.

Мир звуков окружал человека всегда. В далекие доисторические времена они выру­чали его так же, как и других живых су­ществ: помогали общаться, ориентироваться в пространстве, охотиться и просто выражать свои эмоции. Люди, пытаясь поставить зву­ки себе на службу, занялись их изучением, создав науку о звуках — акустику. Шелест листьев в лесу, стрекотание кузнечика, пе­ние птиц, шум морского прибоя — эти при­родные звуки человек, поначалу просто ими­тируя, со временем «организовал», и появи­лась музыка.

Но еще 350 лет назад людям было не ясно, что представляет собой звук и как он распро­страняется. Откачивая, скажем, воздух из-под стеклянного колпака, ученые пытались уз­нать, будет ли звучать помещенный туда зво­нок. Однако звучащий предмет был плохо изолирован от подставки, и звук был слышен. Ошибки не заметили и сделали неправиль­ный вывод: звук передается через пустоту.

И только опыты англичанина Р. Бойля привели к верному умозаключению. Для рас­пространения звуку необходима среда — воз­дух, вода, дерево или металл. Именно ее ко­лебания и переносят звук к нашим ушам.

История биоакустики — науки о роли зву­ков для живых существ — шла непростым путем, принося то неожиданные приятные открытия, то разочарования. Были и заблуж­дения, развеять которые помогли время да кропотливый труд ученых. Давайте перелис­таем ее страницы и послушаем, о чем они поведают нам в самые разные времена, в том числе и сегодня.