******************************************************************* * П Р О Б Л Е М Ы Х И М И Ч Е С К О Й Б Е З О П А С Н О С Т И * ******************************************************************* **** Х И М И Я * И * Ж И З Н Ь *************** ******************************************************************* ** Сообщение UCS-INFO.1847, 4 марта 2008 г. * ******************************************************************* Вода, вода ЗАДУМАЛИСЬ О СНЕГЕ Живая планета Снегом управляет жизнь Живые организмы научились управлять погодой за миллионы лет до человека, и доступным это оказалось только самым примитивным из них - бактериям. Оказывается, при образовании снежинок именно они играют ключевую роль, выступая в роли активных центров кристаллизации в облаках. Учёные придумали, как управлять ураганами. То, что ученые иногда ведут себя, как дети, доказали французские и американские биологи, весь последний год радовавшиеся снегу не меньше маленьких любителей горок, игры в снежки и прочих зимних развлечений. Правда, взрослые оказались порядочными привередами - для своих научных целей они собирали только свежевыпавший снег в Америке, Антарктике и Европе. Это весёлое занятие было необходимой частью очередной работы, посвященной формированию снежинок в облаках. На сегодняшний день считается, что зарождение этих маленьких чудес света происходит при охлаждении вокруг <активного центра>, зародыша конденсации, представленного любой мелкой частицей органического или неорганического происхождения. В отсутствии таких частиц вода замерзает лишь при очень низких температурах (ниже -40oC). Однако центры конденсации собирают вокруг себя молекулы воды, превращая их в кристаллы льда и при более высоких температурах. Процесс этот настолько уникален, что считается невозможным найти две одинаковые снежинки. Снег форма осадков, состоящая из мелких кристаллов льда. Снег возникает, когда микроскопические капли воды в облаках примыкают к пылевым частицам и замерзают. Появляющиеся при этом кристаллы льда, не превышающие Результаты работы, опубликованной в последнем номере Science, ещё раз объединили органическую и неорганическую жизнь на нашей планете - большую часть таких <центров> самоорганизации, по мнению ученых, представляют биополимеры. Такая идея была выдвинута ещё 40 лет назад, но невозможность доказать ключевую роль биополимеров и бактерий в снегообразовании не позволила развить эту мысль. На этот раз собранный в максимально стерильных условиях снег ученые растопили в герметичной посуде, а затем начали постепенно замораживать. В таких случаях лёдообразование (кристаллизация) начинается вокруг активных центров, аналогичных таковым в тучах и облаках. Таких биологических частиц, стимулирующих кристаллизацию при температурах , больше всего оказалось в США и Франции - около 110 на литр воды, а меньше всего в Антарктике - в среднем лишь 4 штуки на литр. Такие различия в концентрации активных центров сказались и на температуре снегообразования - европейские образцы начинали замерзать уже при быстром охлаждении до -4:-7oC, тогда как антарктические требовалось доводить до -9oC. Мифы о <летающих перьях> <В области, лежащей ещё дальше к северу от земли скифов, - говорит Геродот, - как передают, нельзя ничего видеть, и туда невозможно проникнуть из-за летающих перьев. И действительно, Общее же число различных частиц в литре талой воды было от 1,1*107 до 3,9*109 в разных образцах, из них примерно десятая часть - биополимеры и прочая органика. Живых клеток - точнее, клеток размером от 0,3 до 15 микрон, в которых присутствовала ДНК, - оказалось ещё меньше, в среднем около 0,1% от числа частиц любой природы (от 1,5*104 до 5,4*106 на литр). Однако, как оказалось, именно они являются основной причиной образования снежинок. Чтобы выяснить это, учёные прогрели талую воду. Нагревание выше 50oC приводит к потере структуры биологических молекул, однако никак не влияет на минеральные частицы. Как оказалось, такая процедура практически полностью лишает такую воду способности замерзать при температурах выше -10oC. В прогретой, а затем охлаждённой воде центров концентрации льда оказалось как минимум на 70% меньше, чем в исходной, а в некоторых образцах они исчезали полностью! Похожий, хотя и чуть менее выраженный, эффект дезактивации наблюдался при обработке талой воды лизозимом - ферментом, содержащимся в слюне и разрушающим полисахариды клеточной стенки бактерий. Тропосфера и облака Тропосфера (от греческого- поворот, изменение, и - шар) - нижний, наиболее изученный слой атмосферы, высотой в полярных областях 8-10 км, в умеренных широтах до 10-12 Даже такого небольшого количества оказалось достаточно для многочисленных гипотез о круговороте живого в природе и взаимодействии живого и неживого. Во-первых, те же самые бактерии заинтересованы в быстром замораживании при относительно высоких температурах. Эти кристаллы льда - троянский конь, разрушающий клеточную стенку изнутри и делающий доступным содержимое для <плотоядных> прокариот. Во-вторых, чем быстрее сформируется снег, тем быстрей выпадут осадки, а следовательно - бактерии раньше вернутся на землю, которая куда богаче питательными веществами, да и потеплей, что существенно для процессов деления. Так что теория Вернадского о биосфере как о <взаимодействии> живых существ с неорганической природой получила совершенно неожиданное развитие. Справедливости ради стоит отметить, что все это остается лишь гипотезами, поскольку образцы были собраны с поверхности земли и могли <обогатиться органикой> уже в нижних слоях атмосферы. Хотя даже в бедной жизнью Антарктике органики оказалось довольно много. Собирать кусочки облаков для подтверждения результатов работы достаточно затруднительно - основные облака формируются на высоте в несколько километров. К тому же, чтобы выделить из него литр воды, пришлось бы доставить в лабораторию от нескольких сот до тысяч кубометров типичного облака, что выглядит мало реальным. Но главное - ученые получили новое подтверждение не просто приспособления, а управления природными процессами со стороны живых организмов. Считалось, что кроме человечества, едва-едва начинающего учиться управлять погодой, на это никто не способен. П.Смирнов, <Газета.Ru>, 29 февраля 2008 г. http://www.gazeta.ru/science/2008/02/29_a_2653220.shtml ************************************************************** * Бюллетень выпускается Союзом "За химическую Безопасность" * * (http://www.seu.ru/members/ucs) * * Редактор и издатель Лев А.Федоров. Бюллетени имеются на * * сайте: http://www.seu.ru/members/ucs/ucs-info * * *********************************** * * Адрес: 117292 Москва, ул.Профсоюзная, 8-2-83 * * Тел: (7-495)-129-05-96, E-mail: lefed@online.ru * ************************** Распространяется * * "UCS-PRESS" 2008 г. * по электронной почте * ************************************************************** =-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=