Виолетта Городинская - Природа. Человек. Закон

Отдавший свою энергию, окислившийся в CO 2углерод выдыхается в атмосферу, откуда снова извлеченный растениями опять начинает, пройдя по пищевым цепям, свою созидательную работу. Наш организм каждый день получает с пищей 300 граммов чистого углерода, а с воздухом — всего 3,7 грамма, содержащихся в 6,9 литра вдыхаемого углекислого газа, растворенного в атмосфере.

Громадна роль углерода и в синтезе аминокислот. Наравне с азотом (количественно, правда, углерода в подавляющем большинстве аминокислот гораздо больше, но это тот случай, когда количественное соотношение ничего не значит), он является основой белков. В сущности, для создания аминокислот всего и требуется что азот, углерод да вода. Из этих-то простых веществ (да еще в трех аминокислотах содержится сера) и собрано все многообразие сложных белков, скажем, молекулы ДНК, несущей информацию, какой позавидует и многотонная ЭВМ — описание каждой из миллиардов и сотен миллиардов (только в коре головного мозга, по новейшим данным, содержится 50 миллиардов нейронов!) клеток нашего организма, порядка их размножения в пространстве, их состава и протекающих в них биохимических процессов, И хотя, как каждый солдат знает свой маневр, так и каждая клетка знает, что ей делать, но это знание каждой клетке передала одна-единственная ДНК зародышевой клетки. И если учесть, что молекула ДНК состоит всего из, примерно, 10 миллионов атомов, а информации она несет порядков на десять (если не выше) больше, то окажется, что каждый атом азота, углерода, кислорода, водорода и в трех случаях — серы содержит миллиарды и миллиарды бит информации. А отсюда следует, что в живом организме эти простые природные элементы находятся в ином физическом состоянии, нежели в косном.

Но хотя углерод и содержащая его углекислота и являются таким необходимым и замечательным продуктом природы, все же излишнее содержание его в атмосфере более чем нежелательно. Судите сами: с 1900 года по наши дни в результате буйного роста промышленности и транспорта количество углекислого газа в составе воздуха увеличилось на три тысячных процента. Малость, о которой, казалось бы, и говорить не стоит. Но ученые мира бьют тревогу: из-за этого температура атмосферы повысилась на полтора градуса, поскольку повышенное содержание углекислого газа снизило проницаемость атмосферы, а значит, и теплоотдачу Земли в космическое пространство. В результате началось таяние горных ледников и ледяных шапок планеты на полюсах. Если уровень концентрации углекислого газа будет расти и дальше такими темпами — а перспективы развития промышленности и транспорта не позволяют надеяться на снижение этих темпов, — то в результате дальнейшего повышения температуры уже к середине будущего века начнется бурное, необратимое таяние ледяных полей Гренландии, Северного Ледовитого океана, Антарктики. По подсчетам ученых, уровень Мирового океана в этом случае поднимется на 80 метров и не только прибрежные города и села, но и континентальные долины будут покрыты 10-20-метровым, а то и высотою в десятиэтажный дом, слоем воды. Кроме того, увеличение концентрации углекислоты в атмосфере делает ее прозрачной для убийственного живому организму жесткого ультрафиолетового излучения Солнца в рентгеновском диапазоне. И спрятаться от него живым существам будет некуда.

Это вовсе не те нежные и ласковые ультрафиолетовые лучи утреннего солнца, которые оказывают оздоровляющее воздействие на организм человека, придают красоту загоревшему телу и используются для излечения всяческих недугов — нет, это как раз те самые лучи, от которых рентгенологи и прочие работники, имеющие отношение к излучающей аппаратуре, прячутся за толстенным свинцовым экраном, призванным поглощать эти лучи, прячутся, не всегда успешно, заболевая страшной лучевой болезнью.

Дело в том, что жесткие космические излучения в рентгеновском диапазоне состоят из частиц высоких энергий, которые нечувствительно для организма, пронизывая биологическую ткань живого существа и сталкиваясь с ее атомами, передают свою избыточную энергию этим атомам, электроны которых или выходят на более высокий энергетический уровень (в физике такие атомы называют возбужденными), или и совсем вылетают со своих орбит, превращая атомы в ионизированные. Нарушение стабильности физического состояния атомов биологической ткани приводит к нарушению нормальных процессов биохимических реакций, разрушая тот тончайший и точнейший механизм взаимодействия всех без исключения органов клетки, который и является основой ее существования и, собственно говоря, самой ее жизни.

Возбуждение или ионизация даже всего одного из, примерно, 10 миллионов атомов ДНК клетки приводит к гибели всей клетки во время деления или гибельным уродствам мутаций. Не менее страшны последствия и нарушения биологических мембран других клеточных органов — лизосом и митохондрий. В первом случае в цитоплазму выливаются ферменты, разрушающие клеточные структуры, во втором — нарушаются процессы дыхания клетки и ее энергетики, поскольку митохондрии производят, так сказать, «миниаккумуляторы» клеточной энергии — АТФ. По всему по этому поражение радиоактивным излучением всего только одной десятимиллионной доли атомов того или иного организма становится смертельной дозой радиации.

Не стоит думать, что меньшая доза (конечно, если она не очень незначительна) не наносит разрушений организму. В первую очередь в нем поражаются клетки органов кроветворения — костного мозга, селезенки, лимфатических узлов, уменьшается количество лейкоцитов и тромбоцитов, перестают обновляться (в норме постоянно размножающиеся) клетки слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, что в конечном счете приводит весь организм к преждевременной смерти.

В данном случае речь шла о довольно интенсивных, но разовых облучениях. В условиях же постоянного жесткого излучения ультрафиолетовых лучей рентгеновского диапазона и прочих высокоэнергетических космических частиц, как вы понимаете, высокоорганизованная жизнь и вовсе невозможна.

От этой невозможности сейчас нас спасает так называемый озоновый экран — слой относительно (в сравнении с обычным) стойкого молекулярного кислорода O 3, не пропускающий жесткую ультрафиолетовую радиацию Солнца. И снова мы должны быть благодарны сине-зеленой за столь удачный выбор энергетической основы жизни, которая позволяет нам иметь не только больше степеней свободы, но и защищает и полностью обусловливает существование всех высших — да практически всех за малым исключением — живых существ, населяющих Землю.

На протяжении последних сотен миллионов лет, с тех пор, как растения и животные от микроорганизмов до секвой и баобабов, слонов и китов заполонили всю поверхность Земли, а биосфера приобрела свой целостный нынешний облик, газовый состав атмосферы отличался удивительным постоянством. Эта стабильность обеспечивалась прежде всего дружной совместной работой растений и животных всей Земли. Растения с помощью фотосинтеза поглощали углекислоту, превращая ее в углеводы — крахмал и прочие сахара, в жиры и белки, выделяли кислород, которым дышали и они сами и которого вдосталь хватало на дыхание животным, возвращавшим в атмосферу при выдохе углекислоту, образовавшуюся в их организмах при окислении тех самых углеводов, которые накопили растения и которые животные употребили в пищу. Азот, добытый из воздуха азотфиксирующими бактериями и сине-зелеными, также попадал в круговорот: накапливался растениями в белках, служил основой для синтеза тканей организмов животных и после их смерти снова попадал в почву, откуда или поглощался вновь растениями или, в случае слишком большого накопления его от остатков растений и животных, денитрифицировался уже другими бактериями (поскольку он может окислиться, а окиси азота ядовиты для живых существ), возвращаясь обратно в атмосферу.