А хлористый натрий - это 85% ионного состава морской воды. И, наконец, ряд других косвенных данных говорил о том, что здесь меняются физико-химические характеристики воды. В частности, реки несут огромное количество глинистых частиц: перлит, каолинит, и прочее. А в американском журнале «Клей», «Глина» я вычитал, что оказывается, почти вся глина быстро флоккулирует и оседает при солёности около 5 единиц. Конечно же, это граница слегка размазана.
И, наконец, ещё один показатель. Сейчас физическими методами определяют воду по электропроводности. И просто практика показывает, что определять воду солёностью меньше 6-7 промилле по электропроводности нельзя. Дальше шумы забивают точность прибора. То есть, это предел работы физического метода определения солёности. Вот так обстоит дело с внешней средой. Это величайший экологический фактор.
Должен сказать, что есть и более высокие границы. Например, при 42 промилле, а это что-то близкое Аральским значениям, уже меняется валентность железа. Некоторые гидрохимические показатели, это в своё время показал грек Хацкакидис, меняются при солёности выше 42 промилле. Ну, и наконец, уже при самых высоких значениях - это и Куяльник и Мёртвое море - пересоленные воды заселены такими видами животных и растений (это парадокс), которые явно не морского, а пресноводного происхождения. Там другое качество: видимо, есть механизм адаптации к пресной воде, и легче переключить эти выработанные в пресной воде механизмы на работу в противоположном направлении, чем выработать из морских новые. Вот такое общее соображение.
А дальше - я вернусь к потрясению школьника. 14-летним мальчиком я попал на берег Финского залива и первым делом попробовал воду. Она действительно оказалась солёная. Эта банальность, известная всем, но мне она показалась очень похожей по вкусу на кровь. Все мы в своё время резали пальцы и высасывали кровь. Величина солёности нашей крови, если её выразить не в физиологических и медицинских терминах, а в привычных для нас единицах промилле… Солёность воды на берегу Рижского залива в Балтике примерно 6-7 промилле. Это близко к солёности нашей крови. Случайно это или нет?
Просто уверен, что не случайно, и вместо цитирования научных данных, я просто скажу, что в Ленинграде был накоплен запас так называемой эталонной морской воды, той самой - 34,5, которой кафедра снабжала океанографические учреждения. Так вот эта морская вода разбавлялась до солёности около 10 промилле и использовалась во время блокады, как кровезаменитель в госпиталях. А на Западе эта отфильтрованная морская вода, соответствующим образом разбавленная, во Второй мировой войне широко использовалась под названием раствор Квинтона. И наконец, те растворы, в которых мы сохраняем органы - раствор Рингера (он бывает человечий, лягушачий), он тоже по соотношению ионов очень близок морской воде. И поэтому можно говорить о внутренней солёности.
Это я вычитал, но мне удалось из вычитанного построить собственную конструкцию. Потому что то, что я вычитал, я представляю себе, как только одну жердь чума. Даже если одна она упадёт, то другие жерди - гидрохимическая, физиологическая, экологическая - вместе создают эту жёсткую конструкцию внутренней критической солёности.
Я обнаружил правило, которое я предложил назвать правилом Бидля: при продвижении от моря в пресные воды, нет животных, внутренняя солёность которых была бы меньше 5 промилле. Сейчас найдены исключения, некоторые доходят до 3 промилле. Но в целом в пресной воде должны быть выработаны механизмы накачивания солей, и солей в том самом качестве, как в пресной воде.
Физиологи не любят выражать в промилле концентрацию солей, но у лягушки это около 8 промилле, кровь человека и прочих млекопитающих - это между 9 и 10 промилле. Рекордсмен здесь, пожалуй, речной рак, у него этот показатель доходит до 15 промилле. Но обратите внимание: если речного рака бросить в дистиллированную воду, где он теряет соли и не может их получить, то он очень быстро с 15 дойдёт до 8, и будет…
А.Г. И останется жив.
В.Х. И останется жив. И будет изо всех сил долго держать около 8 и только как только снизится ниже - погибнет. То есть, смысл нашей внутренней солёности - обеспечение наших клеток и тканей условиями жизни, захваченными из моря.
А.Г. У млекопитающих это уже атавизм, по сути дела.
В.Х. Это атавизм, у млекопитающих это атавизм со времён рыб и рептилий, которые выходили в пресные воды и на сушу. В пресные воды они могли выйти, только создав механизм внутренней солёности. При этом работают так называемые осморегуляторные структуры.
Вот проблема, там, где миллиграммы солей, в этих низко минерализованных водах живут молодые лососята, здесь живёт колюшка, такая рыбка, которая очень легко переносит транспортировку с моря в пресные воды. Она живёт в среде, из которой она должна захватывать своими клетками (для этого работают специальные клетки жаберного аппарата) необычайно дефицитные ионы и вгонять их в кровь. И кровь у неё солёная, тоже около 9-10 промилле. А дальше второй механизм: когда образуется моча, необходимо выделять жидкости, при этом почки захватывают дефицитные ионы и забирают их назад.
Рыбы, даже морские, как теперь принято считать, совершенно определённо - пресноводного происхождения. Поэтому в море с её солёностью 30 с лишним промилле рыбы имеют внутреннюю солёность не больше 12-15. Видимо, то, что выработалось в пресной воде, оказалось оптимальным. Эта внутренняя солёность, наверное, оптимальна для тонкого регулирования некоторых процессов.
А.Г. Означает ли это, что вся жизнь вышла из пресных вод, раз рыбы, которые обитают сегодня в океане, имеют пресноводных предков?
В.Х. Они вторично морские. Они проникли в пресные воды благодаря этому аппарату гиперосмотической регуляции, захвату ионов и удержанию высокой солёности и, привыкнув к этой величине, они, даже выйдя в море, сохранили ту самую внутреннюю солёность.
А.Г. А можно предположить, какой солёности было море, из которого вышли первые амфибии?
В.Х. Вот тут, тут как говорится, учёные спорят. С одной стороны есть мнение, что солёность моря - та самая константа Вернадского - существует около миллиарда лет. А жизнь в пресные воды вышла значительно позже. И в то же время в море присутствует величайшее разнообразие классов и типов. Ведь в пресные воды до сих пор - за эти два миллиарда лет существования жизни - не вышли ни одного коралла, ни одной актинии, ни одного головоногого моллюска, ни одной асцидии (а это целый тип), ни одной погонофоры. То есть, в своём продвижении от великого разнообразия моря в сторону пресной воды только избранные перешагнули этот барьер. Но, перешагнув его, они отработали, наверное, оптимальные способы регулирования процессов во внутренней среде. И поэтому, возвращаясь назад, они сохранили тот же уровень. Кстати, не только рыбы, очевидно, сохранили низкую солёность, но и некоторые креветки.
А.Г. А как обстоит дело у дельфинов с солёностью крови?
В.Х. У дельфинов абсолютно, как у нас.
А.Г. То есть, 10 промилле…
В.Х. Это 10 промилле, прекрасно работают почки. У них другая проблема. У тех, кто живёт в море, у тех, которые вернулись, у них проблема удаления избыточной соли. Та же колюшка, которая захватывает в пресной воде соли, их удерживает, попадая в море. А в море она должна решать другую задачу - иметь биологический опреснитель. И механизм заключается в том, что колюшка в море пьёт непрерывно воду, чего она не делает в пресной воде, и её жабры выбрасывают излишки солей - в первую очередь жабры - отдельные ионы магния и почками могут выбрасываться, а излишний натрий выбрасывается жабрами, специальными клетками, через которые протекает кровь, несущая все это.
В.Ф. Владислав Вильгельмович, к вам просьба расшифровать ещё один момент, который касается ваших исследований. А каков же механизм? Почему 5-7, почему не остановились на 9? Как это связано с биохимией? Здесь есть следующий уровень рассмотрения. Вы же понимаете, что должно быть объяснение, откуда те сакраментальные 5-7? Что за этим стоит? Регулятор биохимический? Либо экологический? Что, почему? Это от Бога или от какого-то эволюционного тормоза?
В.Х. Я попробовал уже объяснять, что формирование, во всяком случае, критического значения этих соленостей в экологии - это, скорее всего, изменение физико-химических свойств среды. Наверное, и в организме тоже - ниже этих же самых пределов та самая среда меняется очень невыгодно. Например, есть опыты академика Трошина, когда он разбавлял кровь лошади дистиллированной водой, и при перевале за 5-7 промилле эритроциты лопались. Нарушаются мембраны, нарушаются, наверное, биохимические процессы. Если мы представим себе наши белки, макромолекулы в виде полиионов, то есть в виде огромных глобулов молекул, которые сохраняют нативные свойства, благодаря неорганическим противоионам, так, наверное, и здесь играет роль внутренняя солёность, которая обеспечивает насыщение противоионов. Отсюда, наверное, и коагуляция белков…
В.Ф. Разные конформационные переходы на уровне макромолекул. Можно их свернуть, можно сделать так, что они начнут в клубки сворачиваться. Можно наоборот насытить, они будут растопыриваться. То есть, это регуляторный механизм биохимической активности макромолекул различной химической природы, на которых зиждется вся наша биохимия - это белки, это могут быть полисахариды, это полимеры, прежде всего. Переход одной конформации в другую… Первичная структура, которая задана последовательностью образующих эту цепь оснований. Вторичная структура - спирализация. Третичная структура - укладка этих спирализованных участков - всё это подчиняется и регулируется этим изменением состояния.
В.Х. Именно поэтому, наверное, и нормальная наша внутренняя солёность близка к критической.
В.Ф. Совершенно верно.
В.Х. Потому что благодаря минимальным изменениям в работе почек, ионорегулирующим механизмам можно каким-то образом влиять на конформацию макромолекул…
В.Ф. …и, стало быть, на всю биохимию наших жизненных процессов, будем так говорить.
В.Х. Поэтому-то мы и сохраняем всё это, выйдя в море.
Я хотел бы обратить внимание, если позволите, на ещё один интересный момент. Внутренняя среда изучается физиологией. Внешняя среда - экологией, которую мы с Вадимом Дмитриевичем в большей степени представляем здесь, чем физиологию. Но внутренняя среда изучается разными ведомствами. Они редко контактируют друг с другом. Наверное, это нехорошо, наверное, надо чаще обмениваться своими открытиями.
Физиология движется и медицинскими потребностями. Поэтому отсюда интерес к крови, к работе почек. Это же функционирование наших органов. И мне кажется, что иногда физиология может дать кое-что интересное и для экологии. В частности, в экологии много лет обсуждался вопрос: могут ли животные поглощать растворённое органическое вещество внекишечно? То есть через покровы.
Спор шёл чуть ли не столетия. О том, что поглощается, доказательств почти не было. То, что не поглощается, было показано перевязыванием рта конским волосом. И вдруг оказалось, что правы те медики, которые говорят, что эта растворённая органика, которая представлена мономерами, простыми сахарами, аминокислотами, всасывается через стенку кишечного тракта, меняясь на натрий. Она идёт в сторону нашей внутренней солёности.
Так вот оказалось, что поглощение растворённой органики совершенно естественно для морских, у которых внутренняя солёность достаточна и не годится для пресноводных. Поставлена была серия опытов - это оказался соленостнозависимый процесс. Тот процесс, который медики знали давно, всасывание веществ и транспортировка их через мембраны, этот процесс экологи узнали сравнительно недавно.
Ещё один момент очень интересный. Благодаря, наверное, той самой внутренней конформации, в нашем организме очень тонко работает регуляция пептидными гормонами. То есть белками, которые имеют строго сигнальное значение. Все наши железы внутренней секреции, органы, ткани часто разговаривают друг с другом пептидными гормонами, так регулируются тонкие циклы. Оказалось, что в море, это потрясающий факт, личинки сцифомедуз сидящие в виде полипов, ждут сигнала - когда можно будет весной размножаться, когда нагреется вода? При 15-16 градусах вода прогревается, и они начинают, как тарелки, на себе образовывать весной личинок медуз. Сигнал здесь - температура. Но оказалось, что если на наклонной плоскости, на скале, верхние полипчики прогреваются первыми, они выделяют совершенно конкретный белок, который сигнализирует всем другим, которые живут при холоде - пора готовиться, пришла весна. Температурного сигнала нет, сигнал только белковый. Я просто уверен, что сейчас надо искать эти сигнальные разговоры посредством стабилизированных белковых молекул между популяциями и видами в море.
А.Г. И всё-таки вернёмся к проблеме Арала, поскольку время как раз для этого осталось.
В.Ф. Ну, что же, я хочу продолжить линию Владислава Вильгельмовича, который абсолютно точно обрисовал внутреннюю сущность проблемы, которая легла в основу тех предложений, которые мы делаем - мы, представители всех тех разных биологических дисциплин, которые предлагают изменить стратегию восстановления Арала. Ясно совершенно, что у нас нет сейчас возможности спасти Аральское море, восстановить его в том виде, как это было несколько десятилетий назад. Поэтому в основе нашей стратегии - конкретные предложения. Я буду делать их поочерёдно, каждый раз мотивируя, почему надо делать так.
Западная глубоководная часть, которую питает в основном Амударья, где ещё осталось воды до 40 метров глубины, сейчас чётко отгораживается от большой испарительной площадки в восточной части и от севера, который питает Сырдарья. Поэтому сейчас есть возможность, не внося существенных изменений, направить в проекте внимание на то, чтобы попытаться как-то распреснить эту глубинную часть, которая теперь существует в виде протоки.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33