02. Биология (Энциклопедия для детей Аванта+) - 1992

w t r__ j_ _._

J t •



l ква il.+)) 99i

Совет директоров Главный редактор Мария Аксёнова и составитель Георгий Храмов Светлана Исмаилова Редактор и составитель тома А.Майсурян Главная редакция Е.Дукельская С.Кошель И. Кудрявцева В.Радакова Н.Саркисова Ю.Титов Е.Шурхно

UИКliОПЕОИЯ ОRЯ ОЕТЕЙ · UФ~ ~ Москва <(Аваита+)> 1993

ББК 92 Э68 УДК 087.5:57(03) Телефон для оптовых покупателей: 245-5212, 247-1105. ISBN 5-86529-010-Х (т. 2) ISBN 5-86529-002-9 4802060000-003 Э - - - - - - - - - без объявления 1М5(04)-93 © <<Аванта+>>, М.Аксёнова, С.Исмаилова, 1993 .

жизнь [S]

Энциклопедия для детей ЭВОЛЮЦИЯ на протяжении тысячелетий людям казалось Великий древнегреческий учёный Арпетотель очевидным, что живая природа была создана такой, какой мы её знаем сейчас, и всегда оста­ выстроил все известные ему организмы в ряд по валась неизменной. мере их усложнения. В XVIII в. эту идею развил Но уже в глубокой древности высказывались швейцарский натуралист Шарль Бонне, создав догадки о постепенном изменении, развитии учение о •лестнице природы•. На первой сту­ (эволюции) живой природы. Одним из предтеч пени •лестницьа находились •тонкие мате­ эволюционных идей можно назвать древнегрече­ -рии• огонь, воздух, вода, земля; на следу­ ского философа Гераклита (VI-V вв. до н.э.), -ющих растения и животные по степени слож­ который сформулировал положение о постоянно ности их строения, на одной из верхних ступе­ происходящих в природе изменениях (• всё те­ чёт, всё изменяется• ). ней - человек, а ещё выше - небесное воинство Другой древнегреческий мыслитель - Эмпе­ и Бог. Правда, о возможности перехода •со сту­ докл- в V в. до н.э. выдвинул, вероятно, одну пени на ступень• речи, конечно, не шло, и к из древнейших теорий эволюции. Он считал, что эволюции эта система имеет ещё весьма отдалён­ вначале на свет появились разрозненные части ное отношение. различных организмов (головы, туловища, но­ ги). Они соединялись между собой в самых неве­ Первую последовательную теорию эволюции роятных сочетаниях. Так появились, в част­ ности, кентавры (мифические полулюди-полу­ живых организмов разработал французский учё­ кони). Позднее будто бы все нежизнеспособные ный Жан Батист Ламарк в книге •Философия комбинации погибли. зоологии•, вышедшей в 1809 г. (см.ст. •Жан Кo1188pre8ЦIIJI (сХО8Де-е приэи-ов) в ходе эвоJПОции у иеродствевиых 81DIOТIIЬIX, ведущих сходвый образ хиэви Батист Ламарк•). Ламарк предположил, что в (с.ерху .-а): IIXТJIOaaiiP, дет.ф-, акула. течение жизни каждая особь изменяется, при­ спосабливается к окружающей среде. Приобре­ тённые ею на протяжении всей жизни новые признаки передаются потомству. Так из поко­ ления в поколение накапливаются изменения. Но рассуждения Ламарка содержали ошибку, которая заключалась в простом факте: приобре­ тённые признаки не наследуются. В конце XIX в. немецкий биолог Август Вейсман по­ ставил известный эксперимент - на протяже­ нии 22 поколений отрезал хвосты подопытным мышам. И всё равно новорождённые мышата имели хвосты ничуть не короче, чем их предки. Английский учёный Чарлз Дарвин (о его жиз­ ни и созданной им теории эволюции рассказано также в статье • Чарлз Дарвин•) в отличие от Ламарка обратил внимание на то, что хотя любое живое существо изменяется в течение жизни, но и рождаются особи одного вида неодинаковыми. Дарвин писал, что опытный фермер различает каждую из овец даже в большом по численности стаде. Например, шерсть их может быть светлее или темнее, гуще или реже и т.п. В обычных условиях среды такие различия несущественны. Но при перемене условий жизни эти мелкие нас,ледственные изменения могут давать пре­ имущества их обладателям. Среди множества бесполезных и вредных изменений могут встре­ чаться и полезные. Рассуждая таким образом, Дарвин пришёл к идее естественного отбора. ОСоби с полезными отличиями лучше выживают и размножаются, передают свои признаки потомству. Поэтому в ' - - - --~~- - ----- -~ -- - -- - - ~- - - - - - -

Жизнь с JIC дующем поколения процент таких особей ста­ ГОМОЛОГИЧНЫЕ И АНАЛОГИЧНЬШ щ т больше, через поколение- ещё больше и т.д. ОРГАНЫ '111 t< в механизм эволюции. Дарвин писал: ч то общеrо между человеческой рукой, крылом птицы или • М жно сказать, что естественный отбор еже­ летучей мыши, передним плавником кита или тюлеНII? Выполняемые иМи функции совершенно различны. Но эти дн оно и ежечасно расследует по всему свету орrаны имеют общий план строени11 и развиваютс11 из одних и тех же зачатков зародыша. Такие орrаны называют м JJЬчайшие изменения, отбрасывая дурные, со­ хvnпя я и слагая хорошие, работая неслышно и rомолоrичными. •• nидимо...• И н8против, крыло ПТИЦЫ И крыло бабочки ВЫПОЛНIIЮТ весьма сходные функции: служат дл11 полёта. Глаз человека Эволюция разных видов идёт с разной скоро­ и rлаз осьминога, кроме тоrо, ещё и похожи внешне. Но ниче­ ·тью . К примеру, беспозвоночные, относящиеся rо общеrо в происхожденни и путц развИТНII этих .органов нет. Такие органы называютс11 анвлоrичными. J< типу плеченогих, почти не изменились за Сходвый образ носледние 440 млн лет. А в роде Человек, по 8113- страуса д иным палеонтологов, за последние 2 млн лет и дивоэавра nозникло и вымерло несколько видов . cтpyтиoiiJIIIIYC& Конечно, взгляды на теорию эволюции не (•по~~еrо тались неизменными со времён Дарвина. К страусу•) tЩe.JIAJI нримеру, Дарвин счёл очень серьёзным возра­ жение против своей теории, выдвинутое англий­ ПОХ08ИМИХ ски м инженером Ф. Дженкином (оно получило ввешвий об.IIИК. название • кошмара Дженкина• ). Дженкин рас- з уждал так: допустим, у одной особи случайно появился какой-то полезный признак. Но у её потомства этот признак • разбавится • ровно вдвое, у следующего поколения - ещё более уменьшится, пока совершенно не •растворится• и не будет утрачен. В то время считалось (так думал и Дарвин), что у потомства признаки родителей могут сливаться (скажем, у белых и чёрных мышей родится потомство серого цвета). Это распространённое заблуждение опровергли только открытия Грегора Менделя (см.ст. •Гре­ гор Иоганн Мендель•), которые Дарвину ещё не были известны. . РУДИМЕНТЪ! э волюцию можно сравнить со скульптором, посто11нно переделывающим свои творени11 . Ставшие ненужными де­ тали непрерывно уничтожаютс11, а нв их месте возникают новые. Но иногда эволюци11 словно «ЗабываеТ» воврем11 стереть лишние детали . Такие орrаны называютс11 pgдUAteн­ mapньucu. У человека нвсчитываетс11 около сотни рудиментов: например, мигательна11 перепопка rлаза , остаток хвосто­ вых позвонков (копчик), волос11ной покров на теле, мышцы, привоДIIЩИе в движение ушную раковину, зубы мудрости . ПровеДII пальцами по завитку ушной раковниы, леrко за­ метить утолщение - дарвниов буrорок . Этот рудимент - are, что осталось от былой остроконечности уха предков че­ ловека. Наконец, самый «ЗНаменитый- рудимент человека - ап­ пендикс . Это червеобразный оrросток слепой кишки . Он весьма важен дл11 наших сородичей по классу млекопита­ ющих - Тр8В011ДИЫХ зверей. Но человек вполне может без неrо обойтись. Аnпендикс напомниает о себе, коrда возника­ ет ero воспаление - аппендицит, что создаёт уrрозу жизни человека. Рудименты имеютс11 практически у всех живых организмов. К примеру, рудиментами задних конечностей у ложноноrих змей (удавов и питонов) 118ЛIIIOТCII маленькие шипики в задней части тела. ~~ третъеrо и- у челове- (1) и третье .еко 11ТИЦ1о1 (2); острокове-ое ухо у oбeaWIIIW (3), человеческоrо зародьппа (4) и PYAJIIOВТ острокове-оrо уха - дарiiИВов буrорок - - ухе вэрослоrо чеп:ове- (5). 7

Энциклопедия для детей Атавизм. В своей аргументации Дарвин опиралс.я на множество приме­ Волосатый человек. ров искусственного, проводимого человеком отбора (с помощью которого были созданЬJ многие породы домашних животных и АТАВИЗМЫ культурных растений). Но Дарвин не сумел представить ни одного убедительного примера происходящего в природе естест­ п орой в отдельных особях эволюция венного отбора. Такие примеры были описаны учёными только неожиданно «ВСпоминаеР и вос­ в ХХ в. Самый известный из этих примеров - с бабочкой производит давно забытые детали стро ­ берёзовой пяденицей в Англии. Осматривая в 1950 г. коллекции ения их предков. Такие признаки носят название атавиэ:мов. У человека это мо ­ бабочек, собранные за предшествующие сто лет, биологи обна­ жет быть кожа, сплошь покрытая гус­ ружили, что бабочки с чёрными крыльями встречались всё чаще, той шерстью, два ряда молочных желёз, небольшой хвост. а с серыми - всё реже. Оказывается, днём пяденицы неподвижно flаиболее часто у человека встреча­ сид.ят на стволах деревьев, полагаясь · на свою маскирующую ются такие атавизмы, как заячья губа и волчья пасть. Эти названия даны за окраску . В XIX в . серая окраска превосходно скрывала бабочек чисто внешнее подобие и совсем не озна­ чают, конечно, что зайцы или волки на фоне лишайников, которыми были покрыты деревь.я. Но по явлиютси предками человека . При этих мере того как загрязнение воздуха в Англии усиливалось, ли­ шайники вымирали, а стволы становились чёрными от копоти. атавизмах нарушается строение кос ­ На тёмном фоне серые бабочки стали заметными дл.я своих тей черепа . главных врагов - птиц. Чёрная же форма оказалась хорошо замаскированной. В результате соотношение чёрных и серых бабочек неуклонно изменялось в пользу чёрных. (Отметим, что единицей эволюции всегда .явл.яетс.я не особь, а попул.яци.я, т.е. группа особей (в данном случае - п.ядениц), обитающих р.ядом друг с другом и скрещивающихс.я между собой.) · Ещё более .яркий пример естественного отбора - возникно­ вение устойчивости к .ядохимикатам у насекомых. Профессор Кэролл Уиль.ямс писал, что в начале 40-х гг. ХХ в. •в руках человека оказалось мощное оружие. Это был .ядохимикат ДДТ, который, как всемогущий ангел-мститель, обрушивалея на вред­ ных насекомых. После первого же соприкосновения с ним кома­ ры, мухи, почти все насекомые ерывались в штопор, падали, час-другой жужжали, лёжа на спине, а потом погибали •. Первые сообщения об устойчивости насекомых к ДДТ появились в 1947 г. и касались комнатной мухи. Из полчищ вредных насе­ комых систематически выживали лишь немногие, случайно оказавшиес.я более устойчивыми к .яду. Но каждый следующий год в живых оставалось всё более и более стойкое потомство. •Несколько лет спуст.я, - писал Уиль.ямс, - комары, блохи, мухи и другие насекомые уже перестали обращать внимание на ДДТ. Скоро они начали его усваивать, потом полюбили •. Такая устойчивость была обнаружена более чем у 200 видов насекомых, и список этот продолжал расти. Совершенно аналогична истори.я • привыкани.я • болезнетвор­ ных бактерий к антибиотикам и многим другим лекарствам. Истори.я эволюции на Земле, как её представляют современ­ ные учёные, изложена в статье •Происхождение и развитие жизни•. ВЕЩЕСТВА ОРГАНИЗМА в фантастическом рассказе американского пи­ мость всех химических веществ, входящих в сателя Артура Порджесса крощечный божок состав организма человека весом около 70 кг, Йип хотел отблагодарить геро.я рассказа за ока­ составляет 1 доЛлар 98 центов •. .занную услугу, выполнив любую его просьбу . Но В организме человека, весящего 70 кг, - 45,5 кг кислорода, 12,6 кг углерода, 7 кг водоро­ божок был очень мал, и стоимость награды не да, 2,1 кг азота, 1,4 кг кальци.я, 700 г фосфора. могла превышать двух долларов. В конце концов Всех остальных элементов, вместе вз.ятых (в Йип помог герою покорить сердце любимой де­ основном кали.я, серы, натри.я, хлора, магни.я, вушки. Причём главное условие не было нару ­ железа и цинка), - около 700 г. Вот всё это -шено ведь, как утверждает писатель, •стон- 8

Жизнь • н •t т тоо• и стоило, по подсчётам писателя, 1 дол­ JI/ф 0fi Ц IITOD. С 11ммй важный из перечисленных •элементов 11 &t щи• - углерод. Углерод- основа жизни. Орга- ВОДА -1111'1 ·кие вещества это всегда соединения углеро- 1\\1 . Атомы углерода обладают уникальной способно­ Леонардо да Винчи назвал воду ~ком ЖИЗIОР на Зем­ ле. Действительно, всё живое в среднем на 80% (1'1' 1 1 образовывать с другими атомами углерода це­ состоит из этоrо неорганическоrо вещества (человек - '\"' и кольца различной длины. Отсюда бесконечное на 60%). Медузы СОСТОIIТ из воды на 95%, клетки моз­ 1111 шообразие соединений углерода. rа человека - на 85%, кровь - на 80%, клетки кост­ Л всего в живых клетках можно найти около 70 ной nсаин - на 20%. Потер11 воды в количестве 1% х имических элементов таблицы Менделеева. Среди от веса тела вызывает сильную жажду. Если потер11 во­ них имеются даже такие ядовитые и экзотические, ды в 10 раз больше (т.е. составл11ет 10% от веса те- ла), это может привести к смерти. ltlllt олово, свинец, мышьяк, золото. · лементы , которые содержатся в организме в Почти все химические реакции в клетке идут в вод­ I(Оличестве нескольких граммов или долей грамма, ной среде. 6ез воды, этоrо универсальноrо раст­ называют микроэлементами. К примеру, железа в ворителll, они были бы невозможны. рганизме человека всего 4 - 5 г. Этого количества Кроме тоrо, испар1111сь, вода охлаЖдает организмы м талла хватило бы разве что на один гвоздь сред­ обитателей суши. Если бы человек не испарал пот, то него размера. Но благодаря железу работает, напри­ мер, гемоглобин крови, переносящий кислород. По­ после часа напр11жённой физической работы или игры в да в организме содержится ещё меньше - сотые футбол температура ero тела подскочил& бы rрадусов доли грамма. Но при его отсутствии у человека до сорока шести! развивается серьёзное заболевание- зоб (см. раздел Писатель Антуан де Сент-Экзюпери так сфор­ данной статьи •Гормоны• ). мулировал мысль о соотношении воды и жизНи: «Вода! Для тех наших читателей, кому •стоимость чело­ Ты не п~ необходима ДЛ11 жизни, ты и есть сама жизн~. И всi!-таки некоторые учёные считают, что · жизнь века•, подсчитанная американским писателем, по­ возможна не только там, где есть вода. В доказатель­ ство они приводiiТ тот факт, что мноrие белки-фер­ I(азалась возмутительно низкой, мы можем привес­ менты земных организмов (см. раздел •Белк~U в ствтье •Вещества организма•) прекрасно работают в ти возражение профессора Йельского университета друrих средах, например в уксусной кислоте , этиловом Г . Моровица против этого подсчёта. Он заметил, что спирте. подсчитывать надо стоимость не элементов, вхо­ ИЗ ИСТОРИИ ГИГИЕНЫ дящих в состав организма (углерода, кислорода Ещё в незапамiiТНые времена люди понвли, что вода и т.д.), а сложных органических соединений (бел­ великолепно помогает поддерживать чистоту тела ков, уГлеводов и др.). При таком подсчёте стоимость и уберечьсll ОТ мноrих болезней. Но rиrиена переживала уже только одних гормонов человека (о которых в разные эпохи и хорошие, и плохие времена . В Древнем рассказано ниже) составит миллионы долларов - Риме бани (термы) помимо пpiiМOI'O назначенИII служили чем-то вроде клубов и пользовапись большой целое состояние! попул11рностью. Правитель, желавший оставить по себе добрую пам!IТЬ, строил общественные бани. А богатые СОЛИ. Помимо воды, важнейшие из неор­ рИМЛIIНе имели домашние ванные комнаты. По водопро­ воду подавалась ropiiЧU, холодна11 и тёпла11 вода. -ган ических веществ живого организма минераль­ До ХШ в . в Европе сохранuись эти традиции отно­ ные соли. Из нерастворимых солей строятся кости шенИII к воде и гигиене. Встав утром, обеспеченные люди имели обыкновение принимать ванну . Подлинное позвоночных животных (фосфат кальция), ракови­ «Средневековье• в этой сфере наступило с XV в . , с изоб­ ны моллюсков, оболочка птичьих яиц (карбонат ретением ночноrо бели. Традицик утренней ванны кальция). Растворённые соли в каждой клетке со­ отошла в прошлое: люди только переоблач8Jiись из ноч­ ставляют 1% от её массы. Роль их в жизнедеятель­ ноrо в дневное платье. ности клетки чрезвычайно многообразна. 3акрывались обществеиные бани. Даже перед едой руки уже не мыли. В одном из учебников хороших манер Самая известная соль - поваренная, хлористый тех времён давалс11 совет: «Руки и лицо мыть почти натрий. Гулливер, герой знаменитого произведения ежедневно-. Французский «король-солнце• Людовик XIV, Джонатана Свифта, в одном из своих путешествий XOТII И имел собственную ванну, ПОЛЬЗОВ8ЛС11 ею ТОЛЬКО при болезни . оказался без поваренной соли. Он рассказывал: Европейский rорожанин в среднем расходовал в день •Сначала я очень болезненно ощущал отсутствие на мытьё, стирку, приrотовление пищи около 20 л во­ соли, но скоро привык обходиться без неё, и и ды. Дл11 сравнени11 скажем, что современный человек убеждён, что распространённое употребление этого использует в цень в среднем 300-400 л воды . И это вещества есть результат невоздержанности. Ведь мы лишь необходимый минимум! не знаем ни одного животного, которое любило бы Возрождение rиrиены наступило только в ХVШ в. соль•. Но зато сеrодн11 практически во всех странах признано, Однако Гулливер ошибался. Травоядные живот­ что вода, rиrиена и здоровье -вещи, неотделимые друг ные постоянно испытывают солевой голод и жадно слизывают соль всюду, где находят. А вот плотояд­ от друга. ные животные, действительно, получают достаточно поваренной соли с поедаемым ими мясом. Точно так же питающиеся мясом и рыбой эскимо- 9

Энци~ел.оttедия для д mea ОБМЕН ВЕЩЕСТВ сы и чукчи прекрасно обходятся без соли. Помните реакцию на солёную nищу персонажа романа Даниэля Дефо •Приключения Ро­ и живые существа, и неживые предметы устойчивы и мо­ бинзона Крузо• - Пятницы, никогда не пробовавшего соли? •Он гут долго сохран!IТЬСII неизмен­ удивился, зачем я ем суп и мясо с солью. Он стал показывать мне знаками, что с солью не вкусно. Взяв в рот щепотку соли, он принялся ными. Но причины этой отплёвыватъся и сделал вид, что его тошнит от неё, а потом выполо­ устойчивости разные. Авто­ скал рот водой....Лишь долгое время спустя он начал класть соль в мобиль прочен, т.к. он состоит кушанье, да и то немного•. Вероятно, Пятница до встречи с Робнизо­ ном питался в основном животной пищей. из металла . Мельчайшие части­ Надо сказать, что поваренная соль сыграла большую роль в истории - -цы •держатсР друг человечества: служила заменителем денег, являлась причиной •соля­ атомы ных бунтов• (Московский соляной бунт 1648 г., вызванный тем, что за друга и не дают автомобилю правителъство подняло налог на соль; подобные бунты прокатились разрушитьс11. При этом и авто­ тогда по многим городам России) и •соляных походов протеста• (в мобиль, и камень, и все друrие не­ Индии в начале ХХ в. - когда в знак неповиновения английским живые предметы в продолжение властям, обладавшим монополией на производство соли, её выпари­ вали из морской воды). своего существовани11 состоiiТ в Соль необходима живым организмам. В то же время избыток соли основном из одних и тех же ато­ вреден . Увлекаясь такими продуктами, как соленья, сельдь, колбасы, люди вводят в организм слишком много соли. В сутки организму мов. необходимо 8-9 г соли, но человек потребляет обычно вдвое большее Иное дело - живой организм. её количество. Это приводит к повышенному кровяному давлению Человеческий организм, как и (гипертонии). Япония, где каждый житель потребляет около 30 г соли организмы всех животных и рас­ в день, держит первенство по числу больных этой болезнью. тений, ПОСТОIIННО себ11 пере­ страивает. Из различных БЕЛКИ питательных веществ, содер­ в одной из книг Библии сказано: •Вначале было Слово•. Современ­ ная книга о происхождении жизни по аналогии могла бы начи­ жащихсll в пище, - белков, наться фразой: •Вначале был белок•. -жиров и углеводов живые суще­ Первый белок, с которым мы знакомимся в своей жизни, - это ства СУро11Т свои клетки . Веще­ белок куриного яйца, ал.ьбу.м.ин. Он хорошо растворим в воде, при нагревании сворачивается (мы видим это, когда жарим яичницу), а ства, не нужные организму, он при долгом хранении в тепле разрушается- яйцо протухает. выделкет в окружающую среду. Но белок спрятан не только под яичной скорлупой. Водосы, ногти, Эти 11ВЛени11 · и называются обме ­ когти, шерсть, перья, копыта, наружный слой кожи - все они почти целиком состоят из другого белка - ~еератина. Кератин верастворим ном веществ. За 8 лет состав в воде, не сворачивается, не разрушается в земле: рога древних атомов человека почти полно­ животных сохраняются в ней так же хорошо, как и их кости. (Хотя стью мeнlleТCII, НО при ЭТОМ некоторые насекомые (личинки моли) и даже птицы - орлы-стер­ каждый из конкретных людей, вятники - прекрасно переваривают его.) А белок пепсин, содер­ как мы знаем, остаётс11 самим жащийся в желудочном соке, сам способен разрушать другие белки (что нужно для пищеварения). Белок интерферон применяется при собой. За всю жизнь человеКа че­ Деватурацив мoJieкyJIЪI беJIКа. рез его организм проходит 75 т MoJieкyJIЪI некоторых амивокис.11от. воды, 17 т углеводов, 2,5 т бел­ P83110Ц88ТIIIole шар-и и ковусw - атомы ков. Посто11НН811 4<Лепка• y r.11еро,ца, водорода, кис.11орода, азота. организмом самого себ11 называ­ етсll пластическим обменом (от -греческого 4<пл&СТИК~ леп­ ной). .Таким образом, живое сущест­ во правильнее было бы сравни­ вать не с предметом (например, камнем), а скорее с пост011нным пjюцессом - как, например, падение потока 80ды в водопаде. ЧтобЫ автомобилЬ ехал, в нём сжигаетс11 бензин. Чтобы ра­ ботали заводы, также нужно сжигать топливо. Устойчивость живых организмов основываетс11 на ПОСТОIIННОМ •ремо~. Но И ДЛ11 ремонта нужна знер'rиll . Откуда же организм берёт энерnоо? В любом организме то­ же 4<tжигаютс11• сложные оргаинчесJtИе вещества пищи, ТОЛЬКО СЖИгаЮТСII без OПIII. В отличие от пластического это энергетический обмен. При горении вещество со­ едюпетс11 с кислородом воздуха. В химии этот процесс называет­ СII окислением. Особые белки - 10

Жизнь ПрИ1Щ101 работы беJIIСа- фермевта. Мопекула фермента 4< Орrавнзует встречу• мопекуп двух pearllpyiOЩИX веществ. Мопекула беmса rемоrпобива. ферменты (см. раздел «Белки•), которые есть в любом Рабо•и rрупоы, содераtаЩ~~е :кепезо организме, могут окисл!IТь вещества без пламени, и около 40% и присоеДIUIЯIОщие киспород, выдел11емой энергии используетс11 на нужды организма. Дл11 срав­ обозва•евы краевыми кру:ккамн. нениll напомним: в паровом двигателе с пользой примен11етс11 лечении насморка и гриппа, т.к. убивает вы­ зывающие эти болезни вирусы. А белок змеи­ около 10% энергии, а в двигателе автомобил11 - около 30%. ного ида способен убить человека. Организмы, которые «ежигаJ<УР запасы, созданные другими Если из организма животного удалить всю живыми организмами, называютс11 rетеротрофными, т.е . поедвющими других. Это все животные, rрибы и большинство воду, то больше половины его сухой массы составит различные белки. Чем сложнее орга­ бактерий. Человек - тоже rетеротроф. низм , тем больше белков он содержит. В орга­ Но если бы все организмы только «ежИrадИ$ органические ве­ низме бактерии - примерно 3- 4 тыс. раз­ щества, эти вещества скоро кончились бы и жизнь стала бы не­ ных белков , а у млекопитающих - уже около возможна. Таким образом, жизнь на нашей планете существует 50 тыс. только потому, что некоторые организмы научились получать Как устроен белок? Мы не будем здесь органические вещества из неорганических. Это - растенИII и подробно останавливаться на химическом строении белка. Некоторое представление о часть бактерий. Они называютс11 автотрофами. его сложности даёт химическаи формула ге­ Каждый может провести несложный эксперимент: вы­ растить в горшке с землёй растение, а потом сравнить перво­ моглобина - белка, придающего красный начальный вес земли, её вес в конце опыта и вес самого цвет крови и разносищего кислород от лёгких растени11. Даже если растение весит несколько килоrраммов, по­ по всему телу. Вот она: лучитсll, что вес земли изменилс11 довольно мало. Откудв же Сзоз2 Н4816 Os72 N7so Ss Fe4 ВЗIIЛCII лишний вес растенНII? Оказываетс11, из воздуха и воды, Чтобы представить себе наглидно общую которой поливали растение. схему строении белка, скажем лишь, что его С помощью фотосинтеза (см.ст. «ФотосинтеР) зелёные молекула напоминает нитку, унизанную раз­ рвстени11 проиЗВОДIIТ «чудесное превращениС$: соедиИIIЮТ угле­ ноцветными бусинами. •Бусины• называют­ кислый газ воздуха и воду, а получают сахара, или, как их назы­ си аминон:ислотами. В белках встречаетси , вают, углеводы (о которых рассказано ниже), и, кроме того, 20как правило, аминокислот ; в нашей схеме выдел11ют кислород. Дл11 этого им нужен только солнечный зто означает, что •бусины• могут быть двад ­ свет. цати разных цветов. Каждая аминокислота И всё же, если бы не rетеротрофы, жизнь на Земле тоже не смогла бы существовать. Представим себе, что бы произошло, имеет СRоё название: например, глицин, ала­ если бы в какой-то момент в мире из живых организмов нии, лейцин, валин и т .д. Белки разного раз­ остались толысо автотрофы - зелёиые растеии11. Умершие рас­ мера включают в себи от нескольких деситков теИИII лежали бы веками, не разлаГ811сь: сперевар~ их было бы некому. Очень скоро растени11 полностью израсходовали бы до нескольких сотен и даже тысич аминокис­ углекислый газ, содержащийс11 в атмосфере, превратив его в органические вещества. Солнце продолжало бы светить, но рас­ лот. В среднем длина белка - около 300 аминокислот. •Бусины • - аминокислоты могут тениiiМ уже не из чего было бы строить дальше свои · свизыватьси друг с другом и образовывать организмы. И со смертью последиего из них жизнь на Земле прекратилась бы. цепочку •бус• - белок. Когда человек съедает, допустим, биф­ К счастью, эТого никогда не случаетс11, т.к. обилие пищи тут же примекает животных, rрибы и бактерии. Благодар11 штекс, содержащиеси в бифштексе белки - им через некоторое врем11 мёртвое органическое вещество сно­ •бусы• - перевариваютел и распадаютел на ва превращаетс11 в воду и уrлекислый газ, а в землю поступают отдельные •бусины•. Из них организм чело­ минеральные соли, так необходимые растениiiМ. В итоrе всех века строит уже свои собственные белки. этих превращений растени11 снова создают пищу ДЛf1 всех, а животные, rрибы и бактерии разлагают её сновА до простых не­ органических веществ. Весь углекислый газ атмосферы каждые 300 лет проходит через живые организмы. А «nолный OOoJJ<>P атмосферного кислорода длнтс11 2 тыс. лет. Благодарк этому великому круговороту на Земле и nоддерживаетс11 жизнь. Трудно ·себе представить какой-либо процесс на Земле, в ко­ тором не участвовали бы живые организмы. Их обмен веществ создал кислородную атмосферу, yпpaвлiiJI климатом, формировал облик нашей планеты. 11

Энциклопедия для детей ОБ АСИММЕТРИИ ЖИВОГО Как вы думаете, сколькими сnособами можно нанизать на Ещё немецкий философ Иммануил нитку длиной в 100 бусин бусины 20 цветов? 20100 сnособами! Это Кант заметил: «Что может быть Число со 130 нулями! Представить такое число невозможно: во всей больше похоже на мою руку или на моё ухо, чем их собственное отра­ Вселенной не найдётся такого количества элементарных частиц. жение в зеркале? И всё же я не могу Сколько же различных белков с совершенно разными свойствами может nостроить nриродаl Недаром белки считают самыми слож­ поставить ту руку, которую я вижу ными молекулами. в зеркале, на место оригинала• . Однако хитрости устройства молекулы белка не исчерnываются На аналогичное IIВЛение обратили рассказанным. Прямая нитка бус - это только первичная струк· внимание и поэты: тура белка. Аминокислотная цеnочка способна изгибаться, •буси ­ Я на правую рун:у надела ны• nритягиваются друг к другу. Цеnочка закручивается в сnи­ Перчатн:у с Jtевой рун:и... раль, или нечто вроде гармошки, или что-то ещё nосложнее, - это (Анна Ахматова) вторичная структура. Но и этим дело не заканчивается. Сnираль, как волшебная змея, сворачивается ещё и ещё, закручиваясь в Совершить такую ошибку можно узел, клубок или шарик (zлобулу). Это третичная структура. У только в состоянии сильного вол­ некоторых белков устройство ещё сложнее - отдельные клубки собираются вместе no 2, 3, 4 (и даже больше) штуки. Они крепко нения . Да и как ни надевай такую пер­ чатку, она всё равно не подойдёт. nриляnают друг к другу и дальше работают совместно. (Гемо­ Организм, как мы видим, прекрасно глобин, о котором мы уже уnомянули, именно так и устроен.) Это различает правое и левое. четвертичная структура. Причём, что удивительно (об •Клубок• можно легко размотать, а tnружину•- раскрутить. Такой nроцесс называют денатурацией. Во время денатурации этом и пойдёт речь), - как правило, свойства белка сильно изменяются. Зачем человек, например, разогревает или готовит себе пищу? Отчего бы не поглощать её живая природа отдаёт явное предпоч­ сырой? Дело в том, что nри варке, доnустим, того же яйца яичный -тение одному из двух направлений белок денатурирует - из слизистой жидкости nревращается в либо правому, либо левому. Среди лю­ плотную белую массу. При nолной денатурации •клубок• nревра­ дей гораздо чаще встречаются щается в tпроволоку• -тогда становится очень удобно •резать её на куски• (аминокислоты), что и делает желудочный сок со «nравши•, нежели «левши• . Раковины съеденной яичницей. Сырое яйцо или мясо nереварить гораздо моллюсков закручиваются обычно труднее. справа налево, и лишь одна на несколь­ Живое существо, чьи белки денатурировали, умирает. При ко тысяч - наоборот. (Впрочем, к темnературе тела выше 42° С белки человеческого тела не вы­ этому можно добавить, что и наблю­ даемая нами неживая природа как буд­ держивают и начинают денатурировать, человек погибает. Размо­ тать белковый •клубок• можно не только nри высокой температу­ то «предпочитаеn, например, ре, но и с nомощью облучения, холода, яда, высушивания, а также многими другими сnособами. вещество антивеществу.) А французский биолог Луи Пастер Если белок nри •раскручивании• не расnался на отдельные •бусины•, то он может вновь скрутиться в •клубок•. Происходит (см.ст. «Луи Пастер•) даже назвал ренатурация. нарушение симметрии, асимметрию, Теnерь nосмотрим, какую роль играют белки в организме. Мы основным свойством живого. Он не можем без nреувеличения сказать: самую важную. Из белков строится всё наше тело. У каждого человека свой набор белков имел в виду, конечно, только знако­ (исключая близнецов (см.ст. •Близнецы• ), у которых он одинако­ мые нам внешние проiiВЛения вый). Чем в более дальнем родстве между собой находятся люди, асимметрии. Дело в том, что тем более различен их белковый состав. Точно так же и во всей живой природе: у слона и человека гораздо больше похожих асимметрия живого существует и на белков, чем у человека и гриба nодберёзовика. Каждый белок оnределяет какое-нибудь свойство организма: цвет глаз, волос, самом глубоком уровне - на уровне строение внутренних органов и т.д. молекул живых организмов. Но не следует восnринимать белки как неподвижные •кирnи­ В разделе «Белк~ рассказано, что чи•, составляющие организм. В том-то и заключается основное белковые цепочки состо11т из отдель­ чудесное свойство белков, что это не •кирnичи• организма, а ных «бусин• -аминокислот. И, ока­ скорее tшестерёнки•, •маятники• и •колёсики•. Работая, каж­ зываетсll, аминокислоты могут быть дый белок частично раскручивается (денатурирует), а готовясь к работе, закручивается (ренатурирует). Так же работает ружьё: оно правыми и левыми. Не отлича11сь по химическому составу, они будут стреляет, когда изменяется nоложение курка, а затем курок снова отличатьс11 друг от друга, как пред­ надо взводить. мет (та же рука) и его зеркальное Например, один из белков сетчатки глаза- ЗР.ительный nypnyp отражение. Эти формы не совмеща­ (родоnсин)- •раскручивается• nод действием света (при этом он ЮТСII друг с другом ни при каких пово­ выцветает). А в темноте он восстанавливается (см.ст. •Органы ротах, как не надеваютс11 лева11 и права11 перчатки на одну руку. Как вы считаете, какие аминокислоты входят в состав бел­ ков живых организмов? ВероiiТнО, поровну - правые и левые? Так вот, -нет только левые! Более того, пра­ вые формы дл11 земной жизни просто вредны. Когда одна из западных фар­ мацевтических фирм случайно стала 12

Жизпь ry ·т • ). Благодаря этому процессу в конечном итоге мы видим 1 т. • т белки, точно так же воспринимающие тепло, запах, вкус, м х 1ические колебания. Раздражители tдёргают• за кончик продавать лекарство, в состав кото­ лк оого •клубка• , начиная его разматывать. В результате воз - рою входило равное количество пра­ бущд пие передаётся нервным клеткам. . вых и левых форм, у употре6л11Вших П такому же принципу работает и уже упомянутый нами ею беременных женщин рождались ·rрна портвый белок гемоглобин, разносящий по нашему телу больные дети. Точно так же правыми аtис;аород. Этот белок любопытен тем, что содержит железо, необ­ и левыми моrут быть и уrле~ (см . ходимое ему для работы. Всего в организме человека содержится раздел «Углеводы• в статье «Вещест­ г железа. Захватив кислород, гемоглобин частично tpac- ва орrанизма•). В составе живых -организмов все углеводы правые . I>Y 1ивается•, а затем, доставив его в нужное место, •закручива­ В повести Льюиса Кэрролла '1.' sн обратно, отдавая кислород для дыхания окружающим ткa­ «Алиса в 3аэер~ девочка Алиса JIJlM. проходит СJСВОЗЬ зеркало и попадает в Любопытным образом работают другие транспортные белки, «зepкaльlllodU мир. Математик IСэр­ Jtоторые переносят разные вещества сквозь клеточную мембрану. рол.л не был, вероtrТНО, 3111UtOM с тон­ 1tрупные молекулы в отличие, например, от молекул воды не КОСТIIМИ химическою строеНИII могут проскочить сквозь эту мембрану. Транспортные белки в зеркально-симметричных веществ. закрученном состоянии можно отчасти сравнить по форме со Ведь, попади Алиса в мир, «атражён­ сложной вычурной рюмкой или бокалом, торчащим вовне из ный• на уровне молекул, она бы.. . мембраны. Форма •бокала• идеально подходит под какое-то одно умерла от rолода, т.к. не смогла бы конкретное вещество. Как только оно заполняет •бокал•, он питатьс11 «зеркальноЙ'> пищей (а вот автоматически поворачивается внутрь клетки и там освобождается вода ничем не отличалась бы от на­ от содержимого. Так в клетку переносится, например, глюкоза. шей). Точно так же - как футляр к инструменту - подходят к Почему же случилось так , что в проникшим в организм чужеродным белкам белки-аптите.ла, составе живых существ нашей плане­ своеобразные •стражники• организма. Захватывая чужие белки, они выбрасывают их из организма. Антитела охраняют человека ты ОIС838ЛИСь только правые уrлеводы от возбудителей болезней - бактерий, вирусов. К сожалению, эти и левые аминОJСНслоты? В одном из рассказов польскою фантаста •охранники• организма •слепы•, и если, например, человеку Станислава Лема предт1rаетс11 та ­ каg верси11. Будто бы ЖИ3НЬ быпа заве­ пересадить вместо повреждённой здоровую, но чужую почку, зена на 3емлю на ииопланетиом антитела атакуют её и тем самым губят человека. космическом корабле. И механик это­ Мы не сможем в небольшом разделе подробно рассказать о всей ю кораб.тl, вылива11 в первобЬIТНЫЙ той разнообразной работе, которую выполняют белки. Остановим­ земной океан ведро органических ве­ ся на ещё одной их роли в организме, также очень важной. ществ, размешал их кочерrоА в одном В организме каждую секунду протекают миллиарды химиче­ направлении. И вот результат... Это, ских изменений и превращений. Чем выше температура, тем конечно, шутка. быстрее идёт реакция (даже сахар быстрее растворяется в горячем А как oбcтOIIJio дело в дейст­ чае). Но при температурах 40-45° С, как мы знаем, большинство вительности? Важнейшие жизненные белков денатурирует . А ведь при таких низких температурах процессы («СЧИТЬЬВа~ rенетической необходимые организму реакции почти не идут! Как же быть? информации, сиитез белка - см.ст. Нужны особые белки, которые ускоряли бы ход реакций . «Генетическu ииформацир) моrут И такие белки в природе существуют. Они называются фермеп­ тами. Поднимается ли тесто на дрожжах, исчезает ли у подраста­ протекать только в «зеркально--одно­ родной среде. 3начит, жизнь неизбеж­ но должна быпа нарушить равноправие nравых и левых форм орrаиичесJСИХ веществ. ющего головастика хвост, или хищное растение росянка пере­ Быть может, одновременно где­ варивает комара - нигде не обошлось без ферментов. Они уско­ -то вознихла «зepiC8JIЬIIaP жизнь с ряют скорость реакций в миллионы, а иногда в десятки миллиар­ правыми аминОJСНсnотами и левыми дов раз. углеводами? Но тогда, видимо, в борь­ бе за существование выжили наши Жизнь без ферментов была бы невозможна, поскольку хими ­ далёJСИе преДJСИ, истребив своих ческие реакции в клетке шли бы слишком медленно или не шли «ДВОЙНИКОВ ИЗ 3аэеркальР. бы вовсе. При нагревании первыми из белков разрушаются фер­ Далеко не вспиА П!IТИЛетииА менты, поэтому непродолжительный, но сильный нагрев убивает ребёнок различает правую и яевую большинство живых существ. Их ферменты денатурируют, а без н их организм перестаёт работать. стороны. В XIX в. СОJrДаты заучнваяи Каждый фермент годится только для своей, одной-единствен­ «nраво и лево-, прИ11113ЬП1811 к nравому ной реакции. Можно себе представить, какое бесчисленное множе­ ство ферментов нужно для нормальной работы организма! canory сено, а х левому - солому. И Как работает белок-фермент? По уже знакомому нам принципу. сейчас взрослому чеяовеку случаетс11 В •клубке• белка-фермента есть •ямка•, куда как раз аккуратно ошибнтьса. А В311ТЬ1А из живоrо ложатся молекулы тех веществ, которым фермент должен •устро­ орrанизма беяок-фермеит разделает ить встречу•. Фермент как бы узнаёт •свои• молекулы. •Ямка• смесь правых и яевых аминоiСНСJiот беэошибочно и чисто. Так что в чiм­ то JltИЗНЬ, безусловно, ушла 8Перёд, развивuсь от белковых мапекул до че­ ловеха. А в чём-то мы поотстали... 13 ----------=---- - ..

Энциклопедия для детей гликолиз называется активным центром фермента. Используем ещё \"1'\"\"\\СроИ романа Жюля Верна «Дети одно сравнение: нужные вещества подходят к ферменту, как ключ к замку. Но замок этот •с секретом•. Он сам изменяется, .1. капитана Гранта,. только собрались подстраиваясь под •ключ•, т.е., как и в приведённых выше примерах, частично t,.раскручивается•, денатурирует. В каче­ поужинать мясом подстрелеиной ими стве аналогии можно привести, например, одежду. Она подо­ гнана под размер тела человека, но при надевании форма её дикой ламы (гуанако), как вдруг вы­ яснилось, что оно совершенно несьедобно. изменяется. Не следует думать, что вещества подолгу задерживаются в активном центре фермента. Иногда сквозь эту •ямку• за мину­ «Быть может, оно слишком долго ле­ ту успевает проскочить 5 млн молекул реагирующих веществ! жало?,. - озадаченно спросил один из них. (Иные, впрочем, работают •медленно• -с десяток •оборотов• «Нет, оно, к сожалению, слишком дол­ в секунду.) го бежало! - ответил учёный-rеоrраф Па­ Фермент может работать и вне организма. Например, во -rанель. Мясо гуанако вкусно только многие стиральные порошки сейчас добавляют ферменты, ко­ тогда, когда животное убито во время торые прекрасно справляются со своей ролью - удаляют с белья отдыха, но если за ним долго охотились и пятна грязи. Нужны ферменты и в пищевой индустрии. Каж­ животное долго бежало, тогда его мясо дый год мировая промышленность для разных целей произво­ несьедобнооо. дит сотни тысяч тонн ферментов. · Вряд ли Паrанель сумел бы объяснить Как мы видим, белок - это действительно основа жизни, и причину описанного им явления. Но, поль­ зуясь данными современной науки, сде­ -где его нет жизнь невозможна. лать это совсем нетрудно. Начать придётся, правда, несколько издалека . УГЛЕВОДЫ Когда клетка дышит кислородом, глю­ к артофельные клубни (крахмал), пищевой сахар (сахароза), коза «егораетоо в ней, превращаясь в воду бумага, на которой напечатана эта книга (целлюлоза), - и углекислый rаз, и выделяет энергию. всё это углеводы или почти чистые углеводы. Все они состоят Но, предположим, животное долго бежит , или человек быстро выполняет какую-то только из углерода, кислорода и водорода, при этом соотно­ т11жёлую физическую работу, например , шение атомов водорода и кислорода в них такое же, как в колет дрова . Кислород не успевает попасть в клетки мышц. Тем не менее молекулах воды. Получается, что состоят они из •угля• (т.е. углерода) и воды- отсюда и их название. клетки «Задыхаютсll,. не сразу . Начинает­ ГJПОКОЗА. Пищевой сахар, сахароза, - соединение глю­ С!! любопытный процесс - гликолиз (что козы и фруктозы. в переводе означает «расщепление саха ­ Глюкоза - пожалуй, самый известный из углеводов. В ра,.). При распаде глюкозы образуется не вода и углекислота, а более сложное веще­ организме любого животного должно постоянно содержаться ство - молочная кислота. Каждый , кто определённое её количество (в крови человека - около 15 г). пробовал кислое молоко или кефир, зна­ Организм •сжигает• глюкозу, превращая её в углекислоту и воду, и таким образом получает энергию для всех идущих в ком с её вкусом . нём процессов. Энергии при гликолизе выдел11ется в Некоторые лягушки нашли применевне глюкозе в своём 13 раз меньше, чем при дыхании. Чем боль­ организме - любопытное, хотя и гораздо менее важное. В ше молочной кислоты накопилось в мыш ­ зимнее время иногда можно найти лягушек, вмёрзших в ледя­ цах, тем сильнее человек или животное ные глыбы, но после оттаивания земноводные оживают. Как же они ухитряются не замёрзнуть насмерть? Оказывается, с чувствует их усталость . Наконец , все за ­ наступлением холодов в крови лягушки в 60 раз увеличивается пасы глюкозы в мышцах истощаются . Не­ обходим отдых. Поэтому, перестав количество глюкозы. Это мешает образованию внутри организ­ колоть дрова или взбежав по длинной лестнице, человек обычно «переводит ма кристалликов льда. дух,., восполн11я недостаток кислорода в КРАХМАЛ И ГЛИКОГЕН. Хранить глюкозу в чистом виде живым организмам довольно обременительно: её не слиш­ крови . Именно молочная кислота сделала ком большие молекулы легко •разбегаются• из клеток. Как грибники для хранения нанизывают грибы на нитки, так и невкусным м11со животного, подстрелеи ­ организмы про запас составляют •бусы• из молекул глюкозы. ного rеро11ми Жюля Верна. •Нанизывать• глюкозу в виде бус можно разными способами. Точно так же молочнокислые бак­ При этом получаются разные вещества. терии извлекают для себя энергию, прев­ Растения запасают углеводы в виде крахмала, а животные ращаll глюкозу, содержащуюся в молоке , в и грибы - в виде более легко растворимого гликогена. Извест­ молочную кислоту, а само молоко (или но, что если капнуть на кусочек хлеба или в крахмальный раствор немного йода, они окрасятся в синий цвет. Такое -сливки) в простоквашу, р11женку, окрашивание при взаимодействии с йодом даёт крахмал. А гликоген с йодом даёт красное окрашивание. кефир, йогурт, мацун, творог, сметану и др. Кислород бактериям при этом не ну­ жен : брожение замен11ет им дыхание. А при спиртовом брожении расщеп­ ление глюкозы идёт дальше, и она распада­ етсll на этиловый спирт и углекислоту . · На этом основано приготовление вина, пива, кваса, кумыса , дрожжевого теста . 14

Жизнь ЦЕЛЛЮЛОЗА. Целлюлоза (клетчатка) - самое Строе-е к.петочвой мембраны. пространённое органическое вещество. Её молекуЛа ж имеет вид •бус•, составленных из молекул глюко­ одной •нитке• бус около 10 тыс. •бусин•. •Нит­ ти отличаются большой прочностью (в отличие от мала и гликогена). ллюлоза - основная часть древесины. Из неё • ·тоит бумага, хлопчатобумажная ткань, вата. Kaзa­ JI ь бы , целлюлоза- почти неисчерпаемый источник ниu~и для всего живого. Но человек и большинство щивотн ых питаться ею не могут, т.к. целлюлоза почти н поддаётся расщеплению. Усваивать её умеют только 1 которые микроорганизмы и грибы. Именно они по­ т пенно превращают в труху мёртвые деревья. Живот­ н 1 (например, термиты, травоядные звери), которые n дают целлюлозу, могут переваривать её тоЛько с номощью бактерий и простейших, живущих в их же­ лудке и кишечнике. Если эти микробы погибпут - жи вотное умрёт от голода. ХИТИН. По химическому строению и своему зна­ ХЕМОСИНТЕЗ чению для живых организмов хитин близок к целлю­ изучая окружающий нас мир, мы можем предпо­ лозе. Из хитина, в частности, строится наружный ске­ ложить, что всё живое на Земле черпает свою лет членистоногих, а также клеточная оболочка боль­ -энерmю из единственного источника ш инства грибов. · солнечных лучей. Ведь только на свету у растений ЖИРЫ И ЛИПИДЫ. Одни вещества, смешиваясь происходит фотосинтез (см.ст. «Фотосинтез-) . с водой, равномерно в ней растворяются (их называют Живоmые и грибы, которые могут хоть всю жизнь провести в темноте, - не в счёт, ведь они гидрофильными, т.е. •любящими воду• ), другие, как живут благодаря тому, что «наработана- рас­ их ни перемешивай, останутся •сами по себе• (их зовут тениями. А может лн жизнь существовать там, гидрофобными, т.е. •ненавидящими воду•). А что про­ где нет лучей Солнца? изойдёт, если •сшить• две молекулы- любящую •ку­ Оказывается, может. Образно говоря, некото­ паться • и не желающую это делать? рые живые организмы приспособились «гретьсР Прежде чем ответить на этот вопрос, вспомним об (получать энерmю) не под солнечными лучами, а у одном любопытном наблюдении. Учёные как-то изу­ совершенно необычных «Огоньков». Есть бактерии, которые извлекают энерmю из соединений железа, -чали поведение в неволе странного создания двухго­ серы, азота, друmх элементов. За счёт этой ловой змеи. Однажды произошёл забавный случай: у энерmи они создают сложные органические вещест­ одной из голов, видимо, возникло желание нырнуть в ва. Этот процесс (не менее замечательный, чем фотосинтез) называется хемосинтезом . воду, а другая голова этому воспротивилась. После Железобактерии окисляют железо, помога11 короткой •борьбы• змея всё же окунулась в воду, но отложению морских руд. Серобактерии окисляют • гидрофобная • голова с отвращением держалась над серу до серной кислоты . Когда в Киеве начали поверхностью воды. строить метрополитен, строители стали за­ Примерно так же ведёт себя молекула, имеющая качивать в забои сжатый воздух . Хемосинтезирую­ •водолюбивую• головку и •водобоязненный• хвост (ча­ щие серобактерии, которые до этого влачили ще два или три •хвоста• ). Именно так устроены моле­ жалкое существование из-за «кислородного голода•, кулы обыкновенного мыла, молекулы жиров и липидов, воспользоввлись неожиданной помощью и стали акmвно вырабатывать концентрированную сер­ о которых мы рассказываем. Проще всего таким моле­ ную кислоту . За счёт этого они получали энергию кулам расположиться по границе раздела сред, напри­ дл11 жизни и строили своё тело, но... массивные бол­ мер воды и воздуха. •Хвосты • при этом направить в ты железобетонных конструкций стали быстро воздух, а •головки• -в воду. Ну а если кругом вода? разрушатьс11 под действием кислоты. Молекулы находят оригинальный выход из положения. Очень важную роль в природе играют Они собираются в плоский слой толщиной в две моле­ кулы. При этом •головки• обращены к воде, а •хвосты• иитрифицирующие бактерии, помогающие рас­ •довольствуются собственным обществом•. тениям усваивать из почвы азот . То, что мы получили, -это и есть липидная мембрана, Иногда вокруг хемосинтезирующих бактерий окутывающая все клетки живых организмов и разде­ складываются целые сообщества организмов (от простейших до иглокожих) , живущих, в конечном ляющая их изнутри на •отсеки• (см.ст. •Клетка• ). итоrе, за счёт хемосинтеза. Внешне эти сообщест­ ва почти неотличимы от «Обычных•, хотя свою Помимо этой своей роли, самой важной, липиды и жизненную энергию черпают не из солнечных лучей (как мы с вами), а совсем из иных источников и жиры выполняют ещё несколько серьёзных задач. Из могут процаетать в полной темноте . 10 кг жира можно получить 11 кг воды. Этим пользу­ ются • корабли пустыни • - верблюды - во время 15 -- --------=--- - -

Эн.цин:лопедия для детей ЧТО ТАКОЕ МЕТКА? к 1904ак можно проследить леремещение различных веществ внутри живогог. Не­ организма? Первый шаг к решению этой проблемы был сделан в задолго до того физиками были открыты и получены радиоактивные вещест­ ва . (Напомним, что эти вещества в темноте оставляют отпечаток на фотографических пластинке или бумаге . ) И вот русский физиолог Ефим Лон­ дон проделал такой необычНЬiй опыт. Он дал лягушке подышать радиоактивным газом, а затем лоложил её на фотопластинку. В полной тем­ ноте тело л11гушкй оставило на пластинке чёткий фотооmечаток . Постепенно увеличивалось количество радиоактивных веществ, известных науке . Сейчас едва ли не каждое соединение учёные могут сделать радиоактивным. Дл11 этого вместо обычных атомов водорода, углерода, серы и др. в соединение добавлiiЮТСII их радиоактивные •двойники• (изотопы). А значит, можно томети~ и заставить ~ветиться• любое из обычных ве­ ществ, вход11щих в состав организма (от воды до белков, углеводов и т.д.) . А Строевне затем по фотографи11м, силе ~вечениР проследить, куда внутри живого тела MOJieкyJIЫ JIИПИ,Ца. или клетки переместилось соединение. Этот метод, получивший название •метки•, - сейчас один из главных инструментов физиологии . длинных безводных переходов; сурки, медведи •хранят энергию• вдвое более экономно, чем углеводы (из каждого грамма жиров можно из­ и другие животные во время зимней спячки. В влечь вдвое больше энергии, чем из такого же количества углеводов). Всем известно, что когда это время они постепенно •пьют• свой накоплен- человек потребляет слишком много углеводов, например сладостей, организм иревращает угле­ ный жир. . воды пищи в жиры и •откладывает про запас•. Киты, тюлени, моржи, живущие в холодной Точно такие же жировые •запасы• хранятся воде полярных морей, защищаются от холода с обычно в семенах растений. помощью толстого жирового слоя. Слой китового жира (ворвани) достигает метра в толщину! И наконец, запасающая роль жиров. Жиры АТФ п редставьте, что у вас в руках множество Когда в клетке •сжигаются• органические разных заводных игрушек. Если все их за­ вещества, за счёт выделенной энергии • заводят­ вести ключом, а потом привести в движение, мы ся• огромные количества молекул-•моторчи­ увидим целый •мирок•, живущий своей жиз­ нью. Игрушечные куры будут деловито клевать ков•. Без АТФ организм не смог бы воспользо­ воображаемое зерно, собаки- •служить•, авто­ ваться энергией; выделенной при •сжигании• в клетке сахаров, жиров и т.д. Образно говоря, моб~ли -разъезжать взад-вперёд, лягушки - АТФ - это единственная энергетическая • валю­ прыгать. Но все эти действия, несмотря на их та•, которая принимаетс.я во всех клеточных внешние различия, запущены одним и тем же •банках•. В сравнении с •крупными купюрами• механизмом, благодаря одному и тому же пово­ (молекулами жиров, сахаров) это- мелкая раз­ менная монета. Потому-то она и удобна дл.я роту ключа. разнообразных •платежей• (химических реак­ ций). Что-то похожее мы видим в живой клетке с её сотнями и тысячами разнообразных, одновре­ Имеющейс.я в клетке АТФ хватает ненадолго. менно идуi.ЦJiх процессов. Роль такого •механиз­ Например, у человека в клетке мышцы АТФ ма• здесь играет вещество. Оно называется аде­ хватает примерно на 30 сокращений. Поэтому -нозинтрифосфорной кислотой, а если коротко наряду с расходом АТФ должна постоянно вос­ АТФ. Молекулу АТФ можно сравнить с заведён­ станавливаться. У животных, растений и грибов дл.я этого в каждой клетке работают специаль­ ным, но не пущенным моторчиком игрушки. ные •силовые станции• - митохондрии (см.ст. Когда возникает необходимость, АТФ •срабаты­ •Клетка•). вает • и отщепляет от себя фосфорную кислоту. При этом выделяется сравнительно много энер­ гии. Теперь •мотор• надо заводить снова. ВИТАМИНЫ с ейчас трудно найти человека, не сл:ышавшег~ солей, которые содержатся в молоке, и этой слова •витамин•, а между тем до последнеи смесью стал кормить мышей. Через некоторое время все подопытные мыши погибли. Из опыта четверти XIX в. люди не подозревали об их су­ ществовании. В 1881 г. русский учёный Нико­ стало .ясно, что в природной пище содержатся какие-то необходимые вещества, создать кото­ лай Лунин приготовил искусственное •молоко•, рые организм сам по себе не может. Тридцать лет т.е. смесь всех тех белков, жиров, углеводов, 16

Жизнь 1 ну Т~& их nаз в ал и •витаминами•. Сегодня их Морковь, жёлтые сорта помидоров • ttС\\rитывают несколько десятков. Это вещества содержат оранжевые кристаллы ка­ 1 ' 1\\М й раоnой природы. В организме витамины ротина, который в организме превра- 11 о;rужат н и •стройматериалом•, ни •топли­ щается в витамин А. Правда, для такого прев­ ном• - они регулируют обмен веществ. Расска­ ращения необходимо присутствие в пище жира (поэтому в тёртую морковь, например, добавля­ ) ' м некоторых из них. ют масло или сметану). ВИТАМИН С (аскорбиновая кислота). Не­ ВИТАМИН Д. При его недостатке развива­ ется рахит, особенно часто- у детей. В городах д ·таток этого витамина в организме человека Англии в конце XVIII в. население целых квар­ нриоодит к тяжёлому заболеванию- цинге. В от11рину цингу считали заразной болезнью. Час­ талов страдало этой болезнью. Поэтому рахит прозвали •английской болезнью•. При рахите в т традали ею участники далёких плаваний и н лярны х экспедиций, от неё умирали заклю- костях не откладывается известь, они остаются 1 н11ые концлагерей. Во время одной из экс- н диций Христофора Колумба часть экипажа нетвёрдыми, ноги и позвоночник уродливо изги­ оnболела цингой~ Умирающие моряки попросили баются. Помогают от рахита загорание под пря­ JJЫСадить их на каком-нибудь острове, чтобы они мыми солнечными лучами и всё тот же рыбий могли там спокойно умереть. Через несколько м сяцев на обратном пути корабли Колумба жир. вновь подошли к берегу этого острова. Каково же ВИТАМИН Bt. При нехватке этого витами­ было изумление прибывших, когда они встрети­ ли здесь своих товарищей живыми и здоровыми! на человек заболевает болезнью бери-бери (в пе­ Остров назвали •Кюрасао• (по-португальски это означает •оздоровляющий•). От гибели моряков реводе с сингальского - •большая слабость• ). спасли росшие на острове фрукты, в изобилии Оказываются поражены нервы, у больного появ­ содержащие витамин С. ляется •nоходка на цыпочках•. В Китае эту Признаки болезни - головокружение, сла­ болезнь знают уже две тысячи лет. В 1897 г. бость, красная сыпь на коже, кровоточивость голландский врач Х. Эйхман вызвал бери-бери у дёсен, расшатывание зубов. Цинга описана во кур, кормя их варёным рисом, очищенным от ср'рубей. Стоило добавить в птичий корм отруби, многих художественных произведениях, напри­ как болезнь проходила. мер в рассказе Джека Лондона • Ошибка Господа Людям в тех же целях полезно есть хлеб из муки грубого помола, а также из ржаной муки. Бога• о золотоискателях Аляски: ВИТАМИН РР (никотиновая кислота). В • \"Что у вас тут? - спросил Смок одного из лежащих... - Оспа, что ли?\" Вместо ответа отличие от ядовитого никотина его химическая человек показал на свой рот, с усилием растянул чюдственница•, никотиновая кислота,- полез­ вспухшие губы, и Смок невольно отшатнулся. ный витамин. Её нехватка вызывает заболе­ • Цинга•, - негромко сказал он Малышу, и вание пеллагрой, признаки которой - розовые больной кивком подтвердил диагноз. •Еды хва­ пятна на коже (как от солнечных ожогов), вос­ паление слизистых оболочек рта, желудка. тает?• - спросил Малыш. \"Ага, - ответил Никотиновая кислота есть в пивных дрож­ человек с другой койки, - можете взять. Еды жах, мясе, гречневой каше. полно\"•· Мы рассказали лишь о немногих из важ­ Природные средства для предотвращения нейших витаминов. Так же, как перечисленные, необходимы человеку витамины Р, В2, Вв, В12. -цинги шиповник, перец, смородина, цитрусо­ Е, К и другие. Заметим, что многие из этих вые. -веществ витаминами называют лишь условно ВИТАМИН А. При недостатке этого вита­ организм человека может их создать, но не всег­ мина у человека развивается болезнь под на­ да. Часто для этого нужно определённое •сырьё• званием •куриная слепота•. Он ничего не видит (т.е. некоторые вещества и пище). А В12 соз­ в сумерках, натыкается на стены. Средства от даётся микробами, живущими в кишечнике, и недостаток его возникает, если эти микробы уби­ этой болезни - печень или рыбий жир. Причём ты антибиотиками. в каждом килограмме печени белого медведя У каждого живого существа- свой •список• накапливается столько витамина А, что его хва­ витаминов. То, что является витамином для че­ тило бы человеку на добрых сорок лет! Такое ловека, может не быть таковым, например, для собаки. Зато ей могут быть необходимы Другие количество витамина может вызвать тяжёлое, витамины, человеку не нужные. даже смертельное отравление. Есть предполо­ жение, что от такого отравления погибла экс­ педиция полярного исследователя Андре. Как видим, злоупотреблять витаминами не стоит. 17

Энциклопедия дл.я детей ГОРМОНЫ КАРЛИКИ И в своём знаменитом романе •Гар­ бит•, руки дрожат. В средние века гантюа и Пантагрюэль• фран­ таких больных часто •лечили• сож­ ВЕЛИКАНЫ жением на костре как изобличённых цузский сатирик и доктор медици­ в се случаи гигантизма, ведьм и колдунов. а также карликовости ны XVI века Франсуа Рабле так по­ • Противоположная • болезнь - так или иначе связаны с вествует о происхождении описыва­ зоб. В тирокеиве содержится йод. В нарушением гормонального емых им великанов. Когда-то в местностях, где йода не хватает, лю­ древности случился необычайно бога­ ди болеют эндемическим зобом. Их обмена. И хот11 рекордный тый урожай кизила, который •был крупен, красив и вкусен, но обладал щитовидные железы начинают вы­ рост часто приносил его таким свойством, что каждый, пола­ комившийся им, начинал пухнуть: делять недостаточно гормонов. Ниж­ обладател11м известность, -у кого вздувалея живот, у кого няя часть шеи человека распухает. жизнь таких счемпионоР, плечи, стали появляться на свет гор­ У детей при этой болезни тормозятся как правило, сопровожда­ рост, физическое и умственное раз­ буны; у одного вытягивался нос, у лась многими болезн11ми и витие. не бЫJiа дмгой (хотR -другого уши, так что из одного среди карJJИКов и отмечено уха можно было сшить себе полный НАДПОЧЕЧНИКИ. Кошка уви­ нескоJJЬко случаев завидно­ костюм, а другим накрыться как дела своего врага - собаку, заши­ го ДOJII'OJieYИ!I). Каков был рост самого плащом. Иные же росли во все сто­ пела, выгнула спину дугой, шерсть на её загривке встала дыбом, учас­ высокого человека наЗем­ роны, и от них произошли велика­ тилось сердцебиение. В этот момент ле? Рост знаменитого в её кровь был выброшен гормон библейского ведихана ны•. адреналин- •гормон тревоги•, стра­ Гмиафа, побеждённого ха. Собака, встретившись с кошкой, Давидом, по некоторым Действие волшебного кизила впол­ зарычала и погналась за ней. В её данным, состамм 290 см. не можно сравнить с действием реаль­ Впрочем, по другим источ­ -но существующих веществ гормо­ никам, - всего 208 см. нов. Правда, понимать, как они дей­ Документадьно ствуют, учёные начали лишь через кровь также в этот момент попали зафиксированный рекорд несколько столетий - в начале гормоны, но в первую очередь не роста принаддежит амери­ ХХв. • •, •гормон тревоги канцу Роберту YoДJJoy, а гормон агрес­ умершему в 1940 г. в возра­ Гормоны - вещества различной сии • - норадреналин. сте ~2 лет, - 272 см. Ре­ -корд среди женщин химической природы. Живые суще­ Оба этих гормона вырабатывают­ 247 см - поставила кита­ ства вырабатывают их в совершенно ся расположенными на в~рхних кон­ !IНКа Сэн ЧуНЬJJинь, незначительных количествах. Про -цах почек парными железами проживШВ!I 17 лет и умер­ ша!l в 1982 г. многие гормоны человека можно надпочечниками. У каждого челове­ Самым низкоросдым че­ сказать, что всё человечество выра­ ка своя реакция на опасность: кто-то ловеком в мире бЫJJа ГОJJ­ батывает их ежедневно в количестве JJВИДСКВ!I JIИJiипутка Пмин всего нескольких Граммов. Но при выделяет больше • гормона трево­ ги•, кто-то - больше •гормона аг­ Мастере (1876-1895). Её этом гормоны оказывают огромное рессии •. Поэт Андрей Вознесенский рост COCТВВJI!IJI 59 СМ. влияние на жизнь любого организ­ даже написал об этом стихи: Среди мужчин аналогичный ма. Трудно назвать такой процесс в Когда человек боится, рекорд составил 67 см. организме, в котором не участво­ Выделяет адреналин. Это знают собаки Но самый поразитель­ вали бы гормоны. У животных и ный случай нарушени11 гор­ человека их вырабатывают железы И, лая, бегут за ним. внутренней секреции (или эндо­ мон8J1Ьного обмена - это кринные). Расскажем коротко о наи­ Если перед схваткой на ринге, более важных из таких желёз чело­ дракой или боем противники затева­ история жизни австрийца ют словесную перепалку, они бессоз­ века. нательно стремятся таким образом Адама Райпера (1899- 1950). В возрасте 21 года ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА. Эта усилить у себя выделение • агрессив­ он имел рост 118 см. С ка­ железа, полукружием охватываю­ ного гормона• (норадреналина) и по­ кого-то момента он начад щая гортань, вырабатывает гормон давить тем самым чувство страха, быстро расти и в пос­ тироксин. Он побуждает организм ледний год жизни вырос до усиленно расходовать калории. Жи­ неуверенности. вотные, в пищу которых добавлялся 237 см. Быстрый рост По каким признакам волки стаи, этот гормон, теряли до 70% своих в которой воспитывался киплингов­ так изнурил его, что он не ский Маугли, выбирали своего вожа­ жировых запасов. Если щитовидная ка? За силу, ум, уверенность в себе, мог поднRТЬС!I с постели. железа работает •чересчур актив­ смелость. А как определяют своего вожака реальные звери? Недавно Это единственный в мире но •, человек заболевает базедавой биологи выяснили, что потенциаль­ едучай, когда один и тот же человек бЫJI и болезнью. Больной худеет, глаза его ного вожака можно, как правило, карликом, и ведиканом . начинают как бы • выпирать из ор- 18

Жизнь о щюделит ь среди зверей по количе­ ГИПОФИЗ. Размер этой желе­ НАЦИОНАЛЬНЬШ зЬI, размещённой в мозгу, у челове­ РЕКО~ДЫ РОСТА с • \" У адреналина и норадреналина, ка не больше фасолины, а весит она менее грамма. Один из выделяемых п -лемя самых высокорос­ н мб р асы ваемых в кровь при нагруз­ лых людей в мире ею гормонов - гормон. роста. Об батутси из ЦентральнСiй JСIIХ, оп асностях. этом стало известно в начале XIX в., Африки. Средний рост От гнева человек краснеет (норад- когда с помощью экстракта гипо­ мужчин батутси - более 195 см. 11< нали н расширяет кровеносные со­ физа удалось вырастить гигантских крыс . Случаи карликовости, гиган­ Самое низкорослое пле­ I'Уды) , а от страха- бледнеет (адре­ тизма, болезненного ожирения свя­ IНIЛИИ сосуды сужает). Юлий Цезарь заны с нарушением выработки этого мя - пигмеи мбути, так­ нич го не знал о гормонах, но, как гормона. же из Центральной Африки. Средний рост щытны й полководец, в лучших во­ Другие гормоны гипофиза • ко­ мандуют • работой остальных желёз мужчин - 137 см. Дети инск их частях оставлял только тех внутренней секреции. их растут нормально до t: лдат, которые при виде врага к рас­ •• ли, а не бледнели. половьm ЖЕЛЕЗЫ. Поло­ определённоrо момента, когда гипофиз внезапно НадпочеЧники вырабатывают так­ вые железы также выделяют гормо­ перестаёт вырабатывать ж гормоны, формирующие мужской ны, определяющие мужской · или rормон роста, и рост пре­ щrеш ний облик организма. У жен­ женский внешний облик организма. щин с бородой и усами, выступав­ кращается. · Любопытным образом использу­ ших в старину в цирках, просто вы­ САМЫЕ ПОЛНЫЕ ют половые гормоны при разведении и рабатывалось чрезмерно много этих аквариумных рыбок гуппи. Самцы САМЬШХУДЫЕ 1'0Р МОИОВ. гуппи имеют ярко окрашенный раз­ люди ноцветный хвост. Чтобы получить ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА. потомство с определённой расцвет­ с лучаи крайней степени Ещё древним грекам и римлянам кой хвоста, надо знать •цвет хвоста• худобы и полноты у лю­ было известно тяжёлое заболева­ самки, дающей потомство. Но у сам­ дей, как правило, связаны с ние - диабет. Такие больные стра­ ки разноцветного хвоста нет! Как же дал и слабостью, пили много воды. выяснить, какая информация о хво­ нарушением rормональноrо Несколько сот лет назад было уста­ сте будет передана её потомкам? В rюв лено, что у больных диабетом по­ аквариум , где живут самки, добав­ равновесия в организме. вышено содержание сахара в крови. ляют немного мужского полового Когда американца Уол­ Диагноз •сахарный диабетv• до 20-х гг. гормона гуппи. У самок появляются тера Хадсона в 1987 г. :Х:Х в. означал смертныи приговор бол ьному. разноцветные •мужские• хвосты. попытались взвесить на промышленных весах, А в конце XIX в. учёные обна­ Задача таким образом находит ре­ рассчитанных на груз до ружили, что если удалить у собаки шение. полутонны, они сломались. поджелудочную железу, у животно­ ГОРМОНЫ РАСТЕНИЙ. Гор­ Весил Хадсон 545 кг. А са­ го развивается сахарный диабет. От­ монами растений учёные занялись мым полным человеком на к рытие это было сделано случайно: свете стал также америка­ служитель вивария (помещения, где позже, чем гормонами животных, но содержатся подопытные животные) нец- Джон Миннок, з аметил, что мухи буквально обле­ сейчас они находят широкое приме­ погибший из-за своей непо­ пили прооперированную собаку. Са­ невне в сельском хозяйстве. Ведь х ар выделялся у неё с мочой и при ­ применяя гормоны при обработке мерной тучности. Ero вес влекал насекомых. В 20-х гг. наше­ достигал 635 кг. го века был выделен гормон ин.су.л.ин., посевов, можно командовать расте­ понижающий количество сахара в Самым лёгким челове­ крови. Его вырабатывают особые ниями, как • армией •, и даже в боль­ ком на свете была жившая клетки поджелудочной железы. (В поджелудочной железе образуется и шей степени, чем настоящей арми­ в XIX в. мексиканка гормон г.л.юllагон., повышающИй ко­ ей. Можно • дать команду• к листо­ личество сахара в крови, т.е. дей­ паду (так делают перед уборкой Лючия Сарате. В возрасте ствие его противоположно действию хлопка). Можно скомандовать при­ инсулина.) 17 лет она при росте остановить рост на время засухи; 67 см весила 2 кr 125 r. Сейчас миллионы людей, боль­ ных сахарным диабетом, могут жить ускорить созревание плодов и увели­ и работать только благодаря ежеднев­ ному введению инсулина в кровь. Его чить их размер. Наконец, можно получают из поджелудочных желёз животных. Инсулин стал первым бел­ уничтожить растения - выборочно ком, в котором была расшифрована или полностью. точная последовательность амино­ Однако широкое применение рас­ кислот (в 1953 г.). тительных гормонов имеет и отрица­ тельную сторону. Многие из них со­ держат вредные для человека веще­ ства. Например, во время войны во Вьетнаме американские войска для 19

:Энцин:лопедия для детей борьбы с партизанами (стремясь сде­ Но это привело, в частности, к резкому уве­ лать джУнгли •прозрачными•) опрыс­ личению числа раковых заболеваний среди мес­ тного населения (да и среди самих американских -кивали лес дефолиантами гормо­ солдат). нами, заставляющими растения сбрасывать листву. КЛЕТКА ОТКРЫТИЕ КЛЕТКИ. 13 апреля 1663 г. моло­ клетка- только от клетки•,- так афористично дой английский учёный Роберт Гук показы­ сформулировал он новый биологический закон. вал в собрании Королевского общества в Лондоне Новая клетка может произойти только от других интересный микроскопический препарат - срез клеток. коры пробкового дуба. Кора оказалась не одно­ ЯДРО. В 1833 г. английский ботаник Ро­ родной, а состоящей из крошечных ячеек, похо­ жих на пчелиные соты. Гук назвал их •клет­ берт Браун открыл в клетках плотные округлые тельца и описал их. Он назвал их ядрами. Позд­ ками •. Он имел в виду маленькие камеры напо­ нее биологи установили, что ядро (или множест­ во ядер) есть во всех клетках растений, живот­ добие помеЩений, в которых сидят заключён­ ных и грибов. (Хотя отдельные типы клеток ные, или монастырских келий. теряют ядро в процессе развития.) Гук не мог предвидеть всей важности своего Ядро в масштабе клетки имеет довольно круп­ открытия. Он считал, что живое вещество клет­ ные размеры. Но можно ли увидеть ядро, не пользуясь увеличительными приборами? Каза­ ки - это её стенки, а внутри эта •коробочка• лось бы, если и клетки человеку удаётся увидеть невооружёным глазом только в редких случаях, пуста. то что уж говорить о деталях их строения, на­ КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ. К 1838 г. наука пример о ядре. Между тем ядро одноклеточной накопила огромное количество сведений о клет­ морской водоросли ацетабулярии прекрасно мож­ ках живых организмов. Прежде всего стало ясно, но увидеть невооружённым глазом. Эта ~одо­ росль считается одним из самых больших одно­ что живым веществом является содержи~ое клеточных существ: от 2 до 4 см в высоту. Она клетки, а не её стенки, как полагал Гук. Клетки были обнаружены в тканях растений и живот­ состоит из шляпки, •стебля• и ножки. Ядро её ных. Учёные узнали, что клетки могут размно­ напоминает небольшой шарик диаметром 1 мм. жаться, делясь пополам. Серию знаменитых опытов с ацетабулярией Всю эту массу информации в 1838-1839 гг. провёл немецкий биолог Иоахим Хеммерлинг в 30-е гг. ХХ в. Он просто разрезал водоросль нож­ обобщили немецкие биологи Маттиас Шлейден ницами. Ядро при этом оставалось в шляпке, и Теодор Шванн. Они сформулировали основное ножке или стебле. Учёный заметил, что только положение клеточной теории: клетка - единица та часть растения, где сохранялось ядро, могла строения и жизнедеятельности всех живых орга­ восстановить полноценный организм и размно­ низмов. жаться. Потерянное ядро уже не восстанавлива­ Из клеток состоит всё живое. Как здание лось. строится из кирпичей, так и ткани и органы живых существ состоят из клеток . Вне клетки Удалённое ядро, помещённое на сутки в са­ нет жизни. В теории Шваина и Шлейдена была, харный раствор и возвращённое затем на место, однако, ошибка: учёные считали, что клетки организма в~;>зникают из бесклеточной зароды­ приживалось, и водоросль продолжала расти и шевой массы. В 1855 г. их соотечественник Ру­ размножаться как ни в чём не бывало. Существует несколько видов ацетабулярий. У дольф Вирхов отверг это положение. •Всякая одних форма шляпки походит на зонтик, у дру­ АцетабуJШрии. гих - на ромашку. Самое же интересное заклю­ чалось в том, что если водоросли-•зонтику• отре­ зали шляпку и в оставшуюся часть помещали ядро водоросли-•ромашки•, то новая шляпка была уже шляпкой •ромашки•! Постепенно биологи пришли к выводу, что ядро - это •хранилище инструкций и черте­ жей • строения, развития и жизнедеятельности клетки. Подробнее об этом рассказано в статье •Генетическщr информация•. Ядро окружено двойной •кожицей• (.ме.мбраной)- ядерной обо- 20

Жизнь 11 чкой:. которая имеет многочисленные поры. Сквозь по­ ры ядро может передавать в остальную часть клетки свои •ин струкци~• и регулировать её деятельность. МЕМБРАНЫ КЛЕТКИ. Биологи давно догадыва­ Клетка животвоrо. Jtисъ. что любая клетка окружена тонкой •кожицей•. оболочкой. отграничивающей её от внешней среды. Но МОЖНО ЛИ УВИДЕТЬ КЛЕТКУ? увидеть эту оболочку удалось только в 50-е гг. ХХ в. с nомощью электронного микроскопа. Что же такое эта о 100рганизм взрослого человека состоит пример­ J(Леточная •кожа•? но из триллионов клеток . как вы думае­ Чтобы получить о ней наглядное представление, вспом: те, из скольких клеток состоит только что ни м обыкновенный мыльный пузырь. Вода постепенно отложенное куриное яйцо? Оказывается, в текает вниз, стенка пузыря утончается. Вот по нему 1ачали от вершины бежать радужные разводы. Это зна­ птичьем яйце, как и в любой яйцеклетке, - все­ ч ит . что толщина мыльной плёнки составила всего не­ го одна-единственная клетка, окружённая множе ­ t( олъко сот молекул мыла и стала соизмеримой с длиной ством оболочек . Во многих случаях разглядеть ветовых волн. По мере того как плёнка становится всё яйцеклетку труда не предстамяет. В весеннем пруду обычно петрудно найти тоньше, по пузырю несколько раз пробегает вся цветовая гамма. А затем происходит удивительная вещь. На вер­ прозрачные «лепёшки• лягушачьей икры с мно­ шине пузыря образуется •дыра•, которая быстро разра- гочисленными чёрными точками внутри. каждая т ается. Пузырь лопается. Если пузырь висит в воздухе, такая чёрная точка в снежеотложенной икре - n к акой-то момент может показатъся, что от него осталась тоже единственная клетка (яйцеклетка). только нижняя полусфера. Но верхняя часть мыльной Организмы, состоящие из одной клетки nл ёнки о.тнюдъ не исчезает. Просто она достигает толщи ­ (амёбы, инфузории, мноmе водоросли) , иногда ны в две-три молекулы, и световые волны проходят через также хорошо видны невооружённым глазом . Их неё , •не замечая• преграды! длина достигает нескольких миллиметров, а Именно такой тончайшей (в две молекулы толщиной) порой и сантиметров . плёнкой (мембраной) и •обёрнута• каждая живая клетка. В мякоти плодов арбуза или апельсина, если По вязкости мембрана близка к оливковому маслу. В присмотреться, тоже можно различить отдель­ ст атье • Вещества организма• рассказано о свойстве жиров ные клетки . У арбуза в центральной части плода и липидов образовывать мембрану толщиной в две моле­ к улы. В эту липидную плёнку вкраплены молекулы бел­ 1налитые соком клетки достигают мм в ков (см. раздел •Белки• в статье •Вещества организма• ). диаметре . Клетки многоклеточных животных - Белки не закреплены, а свободно плавают в мембране. одни из самых мелких , но и их можно в некото­ Они служат •контролъно-пропускными пунктами• мем­ браны, её •привратниками•. Причём белки не только рых случаях увидеть. Взяв каплю крови у помогают пройти внутрь клетки •званым гостям•. но и аксолотля (это земноводное некоторые выбрасывают вон • непрошеных посетителей •. Сравнение любители держат в домашних аквариумах) и вы­ это можно продолжить. Есть на поверхности мембраны • дверные звонки• (тоже белки), с помощью которых пустив её в небольшое количество воды, налитой в нутрь клетки передаются сигналы. Есть •квартирные номера•, благодаря которым клетки узнают друг друга. на стекло, вы увидите на тёмном фоне крохот­ У животных клеток поверх наружной клеточной мем­ -ные комочки кровяные клетки . браны расположен ещё •чехол• из углеводов, примерно вдвое тоньше самой мембраны. А в клетках растений к роме мембраны имеется ещё толстая клеточная стенка и з целлюлозы (см. ниже). Мембрана не только tобёртывает• клетку, но и делит (как говорят биологи, •разгораживает•) её на обособлен­ ные отсеки, в каждом из которых идёт свой химический п роцесс. В этих отсеках клетка создаёт свои белки, жиры, углеводы. Этот внутренний клеточный лабиринт из мем­ бран с •тоннелями•. пузырьками и полостями был открыт в 1945 г. Его назвали эндоплаз.матичесн:ой сетью. В клет­ ке как бi.1 выделяются • кухня •, • кабинет •, • столовая • и т.д. Представьте себе, что внутри жилых домов пере­ стали бы строить внутренние стены. Насколько менее удобно стало бы жить в таких помещениях! Между тем, в озвращаясь к клетке. надо сказать, что именно так, с минимальным количеством внутренних отсеков, устрое­ ны клетки безъядерных организмов -бактерий и сине- 21

Энциклопедия дJLЯ детей ИЗУЧЕНИЕ СТРОЕНИЯ КЛЕТКИ п(< ерниИр!оI,даодсионзадкаолваовмсуе вспурщиенсцтивпаеп,оноодбнеосмкуонпелчанноу стро- Строевне (сверху вниз): хлоропласта; митохов.црии со складками · (кристами); варьирующему в деталiiХ•. Такое мнение высказывал в нача­ митохов.црии с трубочками. ле XIX в. французский ЗООJJог Этьенн Жоффруа Сент-Илер. зелёных водорослей. Ядерные организмы стали следующей, более совершенной ступенью эво­ Упорно, невзира11 на общее предубеждение, Сент-Илер отстаивал эти свои научные взглiiДЬI. На знаменитом люции. публичном диспуте с Жоржем Кювье Сент-Илер попыталс11 До изобретения электронного микроскопа доказать сходство плана строеНИ!I позвоночных животных и учёные не знали о столь существенных отличиях клеток бактерий и синезелёных водорослей от ГОJiовоноrих мOJIJIIOCкoв. Кювье блест11ще и убедительно клеток животных, растений и грибов. Подробно разбил доводы Сент-Илера. А ведь теперь мы можем ска­ о строении бактерий можно прочитать в статье •Бактерии•. зать, что Сент-Илер был... прав. Только напрасно он искал ЛИЗОСОМА. Лизосомы были открыты в единый план строени11 на уровне организмов в целом, к то­ му же столь далёких друг от друга . Но на уровне клетки 1955 г. Это маленькие мембранные пузырьки, единство строенИII всех живых существ общепризнанно. Клетки всех живых организмов сходны (гомологичны) между наполненные особыми белками-ферментами. собой. Это также одно из положений клеточной теории . Эти белки настолько хорошо разлагают и пере­ Подобно тому как организм состоит из отдельных орга­ варивают органические вещества, что если •вы­ нов, клетка состоит из многих частей, ответственных за . питание, выделение, размножение и т.д. Эти составные •пустить• их из лизосом, клетка переварит саму части клетки назвали органоидами . В клетке растения, себя •. Лизосомы - это как бы внутриклеточные животного, гриба мы находим одни и те же органоиды •желудки• (см. также ст. •Пищеварение• ). Ли­ (хотя есть и различия). зосомы переваривают не только пищу, попав­ Учёные открывали и изучали новые органоиды на протя­ жении десЯТИJiетий и даже столетий . В изучении клетки шую в клетку, но и части самой клетки, вы­ можно выделить две эпохи: световой и электронной микро­ шедшие из строя. Есть у лизосом и другие •обя­ скопии. занности •. Например, мужская половая клетка, Невооружённым глазом можно разглядеть предметы раз­ мером не менее десятой доли мИJJJJиметра. Изобретённый в 1590 г. ГОJJJJандскими механиками братьями Яном и За­ харией Янеевами микроскоп позволил увеличить этот пре­ дел видимости в десятки, а позднее и в сотни раз . Хоть острым взгл..ядом нас природа одарила, Но бАизок оноzо конец имеет сила. КоАь много микроскоп нам тайностей открЬUt, НевидiUIЬlХ частиц и тонких в теле жил! (Михаил Ломоносов) Сегодн11 самый лучший световой микроскоп позволяет рассмотреть детали, в 500 раз более мелкие, чем видимые глазу. Но не более мелкие! Световые волны просто огибают всю остальную -елоч~. как волны моря перскатываются через валуны среднего размера, не замечая их . Остаётся сде­ лать волны более короткими, превратить их в «мелкую ряб~. чтобы они натitлкивались даже на небольшие «ка­ мешки•. В электронный микроскоп, созданный в 30-е rr. ХХ в . , можно разглядеть несравненно больше деталей строении клетки, чем в световой. Вместо видимого света объект освещается направленным пучком электронов . Современные электронные микроскопы увеличили «предел видимости• ещё в 2 тыс . раз по сравнению со световыми. Теперь это - величина, приблизительно равнаи диаметру атома водорода . ЧЕМ РАСТЕНИЯ ОТЛИЧАЮТСЯ ОТ ЖИВОТНЫХ? п опробуем дать определение такого, казалось бы, обычно­ го понитии, как «растение•. Как будто все мы знаем, что это такое. Каждому, например, ясно, что стройная берёзка, комнатный фикус, зелёный мох - это растения, а муха, 11щерица, собака - животные. Но по какому признаку мы их так чётко различаем? 22

Жизнь для того чтобы слиться с яйцеклеткой. лизосомами •прожигает• себе Может быть, по признаку nуть сквозь её оболочку. При превращении головастика во взрослую подвижности (растени!l в отличие от животных вроде бы лягушку лизосомы •съедают• его хвост. совершенно неподвижны)? Но вспомним, что зелёные растени11 СЕТЧАТЫЙ КОМПЛЕКС. Его называют ещё аппаратом ГольД­ всегда т11нутс11 к свету, оду­ жи по имени итальянского учёного. открывшего его в 1898 г. Здесь ·обираются и • упаковываются • произведённые клеткой вещества ванчики и мать-и-мачеха закрыва­ (бел ки. жиры. углеводы). как правило. предназначенные на •экс­ ют на ночь свои порт • в различные органы. Здесь же производятся лизосомы. Сам соцвети11-корзинки. Хищна!! рос!lн­ тчатый комплекс состоит из плоских мембранных пузырьков. на­ JIОЖенных друг на друга. как блины в стопке. ка активно ловит листь11ми насе­ МИТОХОНДРИИ. Когда-то. миллиарды лет тому назад. суще­ комых. Тропическа11 мимоза, тва. напоминающие бактерий. нашли себе необычную среду обита­ ния. Они поселились внутри клеток других живых организмов. разводима11 у нас в оранжереiiХ, остепенно •хозяева• и •жильцы• приспосабливались друг к другу. опускает листочки при прикосно­ а в конце концов настолько сжились. что друг без друга не могли уже существовать. Такая взаимопомощь в природе. как известно. назы­ вении к ним . А микроскопическu вается симбиозом. зелёна11 водоросль (тоже рас­ теине!), котор_а11 любит Содружество это оказалось настолько полезным. что сейчас почти во всех клетках растений. грибов и животных. в том числе и в наших посел!IТЬС!I в аквариумах, всегда о вами клетках. продолжают жить эти •квартиранты•. став их подплывает к самой освещённой стенке аквариума, покры88!1 её необходимой частью. Их называют митохондриями. а у растений это сплошным зелёным ковром. щё и пластиды (см. ниже). От былой независимости у митохондрий осталась лишь относитель­ Конечно, нелЬЗ!I не признать, что большинство растений ведёт ная автономия. Они имеют собственную генетическую информацию. неподвижный,«nрикреплённы~ записанную . в ДНК. и сами синтезируют некоторые свои белки. образ жизни . Но всё-таки надёжно­ Правда. этого недостаточно. чтобы они могли свободно размножаться вне клетки. Новые митохондрии (и пластиды. о которых речь пойдёт rо разграничеин11 растений и дальше) возникают путём деления старых. животных этот признак не даёт. Митохондрии называют •батареями жизни•. •клеточными энер­ В таком случае, наверное, гостанциями•. В митохондриях происходит клеточное дыхание. Без огня и дыма. но очень эффективно они •сжигают• питательные зелёный цвет - это как раз и вещества. переводят полученную энергию в АТФ (см.ст. •Вещества организма•) и в таких удобных •расфасовках• передают её для всех есть отличительный признак рас­ нужд клетки. КПД митохондрий необычайно высок: около 50%. в то тений? Зелёный цвет растени11м в ремя как КПД двигателей внутреннего сгорания - около 33%. придаёт содержащийс11 в их тка­ НIIХ хлорофилл, блаrодар11 которо­ В , клетке может быть от одной до нескольких тысяч митохонд­ му происходит один из самых рий .:_чем больше клетке приходится •работать•. тем больший объём замечательных процессов в они занимают (до 40% общего объёма клетки). природе - фотосиитез (см . ст. КЛЕТОЧНЫЙ ЦЕНТР. Деление клетки (см.ст. •Генетическая •Фотосинтез») . Да, у животных информация•) часто называют •танцем хромосом•. Но хромосомы в и грибов хлорофилла нет, и к фотосиитезу они неспособны. Но этом •танце• не самостоятельны : их движениями с помощью длин­ и некоторые растеин11 утратили ных нитей (м.икротрубочек) руководит опытный •танцмейстер•. Речь эту способность, как и зелёную идёт об органоиде. открытом в 1875 г. и названном •клеточным окраску <об этом рассказано в центром•. Он имеется в клетках животных и некоторых растений и грибов. статье «Растения-паразиТЬIJО). Основная часть клеточного центра- два цилиндра (центриоли). Значит, и этот признак - не состоящие из микротрубочек. универсальный. ОСОБЕННОСТИ РАСТИТЕЛЬНОЙ Может показатьс11 стран­ КЛЕТКИ ным, но со строrо научной точки з а исключением клеточного центра. все перечисленные органоиды имеются в клетках всех растений. животных и грибов. Но в зрени11 чётка11 граница между рас­ клетках растений есть и такие органоиды. которых в клетках живот­ тени!lми и друrими живыми суще­ н ых нет. ствами проходит на микроскопическом уровне . А имен­ -но клетки растений окружены плотной клеточной стенкой, образованной из целлюлозы . У животных клеток такой стенки нет. Именно взrл!IД на клеточные стенки заставил первооткрыва­ теля клеток Гука вспомнить мо­ настырские кельи с их прочными стенами. Конечно, как в стенах домов имеютс11 окна и двери, так и в клеточных стенках имеютс11 поры, сквозь которые из одних клеток в друrие поступают различные вещества. 23

Энцикл.опедия для детей КDетка растеВЮI. Зе....,цветом обоавачевы хлоропяасты, Орав888ЫМ - XpoMODJI&CТЫ, -фнопетовым JЩJJO, -корнчиевым мнтоховдр-. В цевтре кпеткн - крупваа ваку4~mчr •t:.~ КЛЕТКИ ВАКУОЛЬ. Вакуоль в растительных клетках - хранилище в клеточного сока. Вакуоль для клетки - то же, что и кладовая для рачительного хозяина. Только эта кладовая достигает огромных раз­ ПРОБИРКЕ меров, занимая иногда 90% объёма растительной клетки. Что же в 1907 r. американский биолог Росс Харрисон сообщил об хранят клетки в своих •кладовых•? Обычно это соли, витамины и удивительном факте: ему удалось сахара, иногда - растворимые белки. В вакуоль клетка может несколько недель сохранiiТЬ отправлять и ядовитые для неё продукты обмена, например никотин, JКИВЫМИ в пробирке JСJJетки заро­ кофеин. В животных клетках крупных вакуолей не встречается. дыша л•rушки. Это положило на­ ПЛАСТИДЫ. Пластиды имеют такую же историю, как и мито­ чало выращиванию JCJJeтoк вне хондрии: из случайных •жильцов• они превратились в неотъемлемую часть клетки. Внутреннее строение митохондрий и пластид сходно. организма . Но если митохондрии, по предположению учёных, произошли от А в 1950 r. в CIIIA была впер­ бактерий, то пластиды - от синезелёных водорослей. Встречаются вые получена культура JCJJeтoк че­ пластиды только в растительных клетках. ловека . Клетки раковой опухоли Когда мы видим, как осенний лес сменяет зелёную окраску листьев вз~ у чернокожей американки на жёлтую и красную или как зеленеет полежавший на свету клубень ГенрИЭ1ТЬI Лэкс (хот• во многих картофеля, мы наблюдаем превращение одних пластид в другие. учебииках 'Л'J женщину почему- то называют Элен Лайн) . Культу­ Зелёные пластиды называются хл.оропл.астами. В них происходит ру JCJJeтoк назвали по её фотосинтез (см.ст. •Фотосинт.ез• ). Они являются как бы маленькими инициалам HeLa. Постепенно эти солнечными батареями. В растительных клетках может быть от JСJJетки стали сэталоно-, с ко­ одного до нескольких сотен хлоропластов. торым биологи всеrо мира Хлоропласты могут самостоятельно передвигаться внутри клетки. сравнивают результаты своих От слишком яркого света они, например, укрываются за •шторами• клеточных мембран. Любопытным образом •ведёт себя• хлоропласт оnытов. Любопытно, что за rоды в форме пластинки у зелёной водоросли мужоции. При слабом свете выращивани• в культуре JСJJетки он подставляет ему свою широкую часть, а от яркого света •прячет­ HeLa приобрели высокую степень ся•, поворачиваясь боком. Бесцветные пластиды, запасающие питательные вещества (масла, выживаемости. Случайно попав в крахмал), - л.ейкоп.ласты. Лейкопласты картофельного клубня, на­ другую клеточную культуру, эти полненные крахмалом, под влиянием света превращаются в хлоро­ агрессивные пришельцы быстро пласты, отчего и зеленеет клубень. вытесн.ют первоначальных Когда дерево готовится к листопаду, его хлоропласты превраща­ «жильцов» и занимают их место. ются в ярко окрашенные хромопласты. То же происходит при созре­ ·вании фруктов, когда зелёный плод превращается в спелый. Хромо­ Клетки HeLa продолжают пласты также расцвечивают лепестки цветов. жить в лабораторип, хот• их хоз•йка умерла мноrо де­ спилетий назад. 24

Жизнь ДВИЖЕНИЕ м ир живой природы находится в непрестан­ растёт. Способы движения за миллиарды лет ном движении. Двигаются стада или стаи прошли долгий путь эволюции. Рассказ о дви­ ttи отн ых , отдельные организмы, двигаются жении мы начнём с самых простых его форм, б1 ~tте ря и и простейшие в капле воды. Растения 11 nорачивают свои листья к солнцу, всё живое присущих микроорганизмам. ЖГУТИКИ. В 1676 г. Антони ван Левенгук МЫШЦЫ­ АНТАГОНИСТЫ 11 рnы м разглядел под микроскопом бактерии. м ышцы могут только тя­ 11 нап исал, что ·эти крохотные существа быстро нуть, но не способны толкать. Поэтому обычно NJИГаются в капле воды, но каким образом - мышцы образуют пары : тако­ вы, например, сгибатель руки с• вершенпо непонятно. Левенгук предположил, в локтевом суставе <бицепс) ITO бактерии имеют крошечные лапки. и её разгибатель (трицепс). Такие пары называют анта­ В середине :ХХ в. учёные наконец увидели эти гонистами . •лап ки• под электронным микроскопом и на­ Мьппцы-автаrовисты: ооал и их жгутиками. Они похожи на тонкие сгибатель руки (бицепс) и разгибатель руки (трицепс). нити . Жгутики вращаются со скоростью около СПОСОБЫ ДВИЖЕНИЯ Г> О оборотов в минуту. С силой • ввинчиваясь. в ЧЕТВЕРОНОГИХ жидкость и отбрасывая её, как гребной винт, с амый простой способ движения - медленный шаг. При шаге в каждый момент времени приnоДЮП11 только жгу тик тянет бактерию вперёд. одна нога, остальные три служат опорой. При более быст­ рых аллюрах (способах хода и бега) опора на три ноги исче­ Сенсацию вызвало то, что впервые в живой зает, в каждый момент движения тело опирается не более trри роде была обнаружена структура, действую­ чем на две ноги . щая по принципу колеса. Природа •отобрала• у Многие хищники и копытные свободно выбирают наилучший аллюр для каждой скорости . Для лошади, человека это изобретение. например, при скорости движения до 5 км/ч наилучший ал­ Помимо бактерий огромная группа живых люр - шаг. При скорости 7 км/ч выгоднее перейти на рысь, а начиная с 15 км/ч, самым удобным аллюром становится - -уществ жгутиковые, а также некоторые галоп. Правда, спортивным рысакам приходится часто и 1шетки растений, животных и грибов имеют жгу­ при скорости 45 км/ч передвигаться рысью. ти ки. Но движутся они с помощью их биения, а СКОЛЬКО МЫШЦ У ЧЕЛОВЕКА не вращения. Такие жгутики уже не заставляют у человека, по подсчётам учёных, от 400 до 680 мьшщ. вспомнить колесо . Для сравнения: у саранчи их до 900, а у некоторых гу­ сениц - до 4 тыс. Короткие и многочисленные жгутики называ­ ются ресничками. У инфузории их число превы­ Общий вес мышц по отношению к весу тела у мужчин со­ шает 10 тыс. Реснички движутся не беспорядоч­ ставляет около 40%, у женщин - около 30% . У штангистов это соотношение повышается до 55% . но, а волнообразно. Они похожи на гребцов, ритмично погружающих в воду свои вёсла. Уме­ Несмотря на то, что современный человек ходит пеш­ ло ведут они свой огромный в сравнении с ними ком, вероятно , гораздо меньше, чем его первобытные •корабль• - инфузорию, могут разворачивать предки, учёные подсчитали, что за 70 лет человек пешком проходит в среднем расстояние более 384 тыс. км (т . е. рас­ его, •давать задний ход•. стояние от Земли до Луны) . ЛОЖНОНОЖКИ. Иначе, чем жгутиковые, движется амёба. Выдвигая ложноножки (времен­ н ые выпячивания на теле клетки) по направ­ лению движения, она плавно •перетекает• с места на место. Может показаться, что такой с пособ движения гораздо проще биения жгути­ ков. Но на самом деле амёбе, выпуская и убирая ложноножки, приходится ·весьма сложным обра­ з ом •перестраиваться•. Надо сказать, что на следующих этапах эво­ люции эти ФОр.мы движения - с помощью лож­ -ноножек, жгутиков и ресничек никуда не исчезли, а просто •ушли• на уровень клеток. К примеру, у человека белые кровяные клетки передвигаются подобно амёбам . А мужские поло­ вые клетки снабжены жгутиками. Дыхательные пути человека, как •ковром•, покрыты реснич­ ками- их биение помогает удалять прочь пы­ л инки и иной •мусор•. 25

Эн.циклопедия для детей САМЫЕ БЫСТРЫЕ И САМЫЕ МЬППЕЧНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ. Большинство многокле­ СИЛЬНЬШ точных животных движется с помощью мышечных сокра­ с амым быстрым сухопутным животным является rепард. На дистанции до 500 м щений. •Смеётся ли ребёиок при виде игрушки, улыбается он может развивать скорость до 101 км/ч . ли Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине, создаёт ли Ньютон мировые законы и пишет их на Лучшая скаковая лошадь движется со скоро­ бумаге - везде окончательным фактом является мышечное стью 72 км/ч. Самая быстрая рыба - тихоо~:еансuй движение• (Иван Сеченов). Этот список можно продолжить, добавив сюда почти любые движения большинства многокле­ парусни1: - на дистанции в l 00 м сумела точных животных. Насколько разнообразны эти движения, развить скорость до 109 км/ч . основанные на общем принципеl Что же касается силачей в природе, то Учёные выделяют несколько типов мышц. Наиболее древ­ няя по происхождению мышечная ткань называется гладкой. муравей, например, может поднимать челю­ У большинства беспозвоночных (например, моллюсков) име­ ется только гладкая мускулатура. Сокращаются такие мыш­ стями вес, в 50 раз больший, чем вес самого цы очень медленно (не случайно улитки стали •образцом• неторопливости). Зато и устают эти мышцы тоже медленно. насекомого. А жук-носорог умудряется удер­ Мышца, сжимающая створки раковины моллюска, к приме­ РУ, может оставаться в состоянии · сокращения много дней жать на спине вес, в 850 раз больший, чем подряд. его собственный. (Для сравнения : слон мо­ У человека гладкие мышцы, в частности, сужают крове­ жет удержать на спине только четверть носные сосуды, создают волнообразные движения кишеч­ ника, регулируют ширину зрачка, поднимают волосы и обра­ своего веса.) Общая закономерность такова: зуют •гусиную кожу•. Сознательно управлять этими движе­ чем больше животное, тем меньший вес в сравнении с собственным оно может под­ ниями человек не может. нять . МЫШЦАКАК СКЕЛЕТНЬШ МЫШЦЫ. У членистоногих и позвоноч­ ДВИГАТЕЛЬ ных в ходе эволюции независимо друг от друга возник новый тип мышц. Их называют скелетными, или поперечиополоса­ м -ышца более эффективный двигатель, тыми. Профессор Николай Бериштейн писал по этому поводу: чем, к примеру, двигатель внутреннего • Условия борьбы за существование, конкуренция между жи­ сгорания, не говоря уж о паровом . Её КПД выми тварями постепенно становились всё жёстче и злее. Жизнь уже не могла мириться с медлительными, мягкоте­ достигает 50% (у автомобиля - не выше лыми организмами , рыхлыми, как студень, и подвижными, 35%) . Кстати говоря, и остальная энергия вроде часовой стрелки. Борьба и отбор требовали новых ис­ не пропадает, поддерживая температуру те ­ каний. ла. Известно, что лучший способ согреться Поперечнополосатая мышца полностью решила проблему - поработать мышцами . Когда человеку хо­ быстроты и мощности - того, чего так жестоко не хватало лодно, мышцы начинают непроизвольно сок­ древним мягкотелым. Мышца нового типа способна сокра­ щаться с молниеносной быстротой: вспомним хотя бы движе­ ращаться (тогда человек дрожит), выделяя ния крыльев мухи или комара, совершаемые с частотою тепло. нескольких сотен в секунду. При этом, сокращаясь, мышца Чтобы мышца работала, необходимо «Топливо- . Об универсальном клеточном легко развивает высокую мощность, в тысячи раз иревосхо- топливе (АТФ) рассказано в статье •Веще­ дящую древние мышечные клетки (гладкие мышцы)•. · ства организма• . Если его запас иссякает, у Действительно, скелетная мышца могла сокращаться по­ человека возникает чувство изнеможения , рой в тысячу раз быстрее, чем гладкая. Но зато скелетные мышцы так же быстро и уставали. ~бости в коленках•, когда кажется, что мышцы отказались служить . Энергия нужна не только для сокра­ щения, но и для расслабления мышц. Если за­ пас .-rоплива• исчерпан , например у погибших животных, мышцы ~коченева­ ют» , не способные ни расслабиться, ни сок­ ратиться . МЕХАНИЗМ СОКРАЩЕНИЯ. Состоят мышцы из мы­ шечных волокон. Благодаря чему они сокращаются? Долгое время ответ на этот вопрос оставался для учёиых загадкой . Мы знаем, что из всех веществ организма белки наиболее способны к разным удивительным превращеииям. Быть мо­ жет, при сокращении мышц уменьшается длииа белковых · молекул? Учёным было известно, что в состав мышечных волокон входят нити двух видов: тонкие (из белка актина) и толстые (из белка миозина). В 1954 г. ряд биологов одновременно пришли к выводу, что толстые и тонкие нити не меняют своей Мехаинам сокращеВИJI вояокна мышцы. длины, но могут скользить друг относительно друга. В скелетной мышце толстые и тонкие нити очень пра­ вильно чередуются. Подобно зубьям двух гребёиок , они вхо- 26

Жизнь д1 т друг в друга. Под электронным микроскопом Что же касается гладких мышц, 't' участки, где •гребёнки• входят друг в друга, то в них тоже есть тонкие и толстые -1 оi ГЛЯДЯТ тёмными, а где ОНИ разъединены нити актина и миозина, но они до- 11 тл ыми. Получается правильное чередование вольно беспорядочно перемешаны. Поэтому и чередования полос под микроскопом нельзя · ·r мны х и светлых полос. За это скелетные мыш- увидеть. 1\\М и н азвали поперечнополосатыми. СКЕЛЕТ м ногие люди ошибочно считают, что скелет Можно выделить два наnравления дальней­ имеют только позвоночные животные: ры­ шей эволюции скелета. Первое - формирование б • I, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие. На самом деле скелет имеется наружного скелета (наnример, раковины мол­ у подавляющего большинства животных, и за люсков, панцирь ракообразных, твёрдый nокров мил лиарды лет он претерпел огромную и доволь­ насекомых). Второе - развитие внутреннего ске­ но интересную эволюцию. лета (у радиолярий, губок, позвоночных живот­ Впервые скелетные образования возникли у ных). н ростейших. Скелет радиолярий (лучевиков), со­ Долгое время на суше господствовали исклю­ тоящий у большинства этих созданий из крем­ чительно животные с наружным скелетом. Он н зёма, придаёт им необычайную красоту. Не л учайно немецкий биолог Эрнст Геккель в своём весьма удачно защищает его обладателей от на­ падения врагов, служит оnорой их телу, помога­ из вестном атласе рисунков • Красота форм в при­ ет nередвижению. Иногда ему достаётся самая роде• много места уделил радиоляриям. Скелет неожиданная роль. Корабельному червю (один из видов моллюсков) остаток раковины nомогает помогает им •nарить• в толще воды, а кроме nросверливать ходы в древесине, которой он того, защищает от nоедания (не всякий хищник питается. способен nереваривать их острые скелетные иг­ лы). Беря в руки кусок мела, мы часто не nодо­ Основной материал для раковин моллюсков и з реваем, что мел образован неисчислимым мно­ жеством останков фораминифер (см.ст. tПро­ -фораминифер, скелета nолиnов известь, т.е. стейшие• ). Когда-то эти раковинки тоже защи­ карбонат кальция. (Из почти чистого карбоната щали своих хозяев от nоедания хищниками. кальция состоят мел и скорлуnа куриных яиц.) Вообще, защита - одна из основных задач Но вещество это довольно nлотное, тяжёлое. Жи­ скелета. У многих бесnозвоночных животных вотные с внешним известковым скелетом на (губок, коралловых nолиnов и др.) тело насыще­ суше весьма неnоворотливы. Медлительность н о острыми скелетными иглами, что делает его улиток даже вошла в поговорку. м алосъедобным для хищников. Самый совершенный наружный скелет - у членистоногих. Они сумели •найти• для него более удачный и лёгкий материал- хитин (см. СкеJiеты передвнх конечностей (cJieвa направо) чеJiовека, кошки, кита, JIOmaди, Общий привцип Jlетучей мыши. ПJiечо (обозначено оранжевым цветом), JJУЧевав кость (снвнй цвет), кpeплeiiiUI костей Jlоктевав кость (красный цвет), запастье (rо.пубой цвет), пасть (жёлтый цвет). черепа н досок. 27

Энци~tл.опедия дл.я детей раздел •Углеводы• в статье •Вещества организма•). Для большей прочности хитин может пропитываться той же известью. Твёрдые щитки, покрывающие тело животного, соединяются друг с другом более мягкими перепонками. Это ПОЧЕМУ позволило членистоногим иметь характерные для них чле­ ПРОЧНЪIКОСТИ • • ,нистые конечности на шарнирах столь незаменимые при по внешнему виду кость часто кажетси сплошной, целиком состоищей из твёрдо­ передвижении по суше. Их скелеты напоминают суставча­ тые рыцарские латы. Мышцы крепятся к такому скелету го материала. На деле это не так: изнутри (что можно увидеть при разделывании клешней большинство костей внутри заполнены не­ рака). В конечном итоге благодаря всем этим приспособ­ окостеневающей тканью - костным лениям членистоногие сумели завоевать сушу. мозгом - ИJJH просто полые внутри. Благода­ К сожалению, наружный скелет членистоногих имеет и ряд недостатков. Он не может нарастать по мере роста РII этому скелет взрослого человека, животного, поэтому мешает росту. Чтобы расти, животному например, весит всего около 8 кг. За счёт че­ приходится время от времени покидать свой скелет :- го же достнгаетси удивительнаи орочиость претерпевать л.инь~tу. Наблюдательные читатели вередко скелета (больШВII берцоваи кость человека могли заметить висящую на паутине пустую оболочку па­ выдерживает нагрузку до 1,5 т)? учьих лап - паук покинул свой скелет. Сразу после линьки Дело в том, что в веществах кости есть животное быстро растёт, пока не затвердеют его новые две ~влиющи~: гибкаи (органические ве­ покровы. Но в этот период оно легко уязвимо для хищников . . щества) и твёрда11, но хруПК811 (соли Лишённое опоры, оно вдобавок почти не может двигаться кальции). Прокалённаи на огне кость твёрдаи, но может рассыпатьси от одного (в особенности если живёт на суше). На время линьки прикосновеинJI . А кость, обработанную соли­ ной КИСЛОТОЙ, ВПОЛНе МОЖНО заВIIзаТЬ YЗJIOM, животные обычно прячутся в укромные места. . хоти сломать почти невозможно. И ещё одно несовершенство наружного скелета. С уверен­ Похожий принцип сочетании твёрдостн и ностью можно сказать, что муравьи размером с быка и тому гибкости применJiетси человеком в подобные гигантские насекомые могут существовать лишь строительстве (кстати говори, позаимство­ в произведениях писателей-фантастов. У гигантской стреко­ -ван он у природы). Бетон материал зы, жившей в каменноугольном периоде палеозойской эры, хрупкий, железо - гибкий. Бетон в соче­ размах крыльев достигал 70 см (см.ст. •Происхождение и тании с железным каркасом (железобетон) развитие жизни• ). Но это, вероятно, рекорд. В реальности гораздо орочнее каждого из этих двух ма ­ •муравью-быку• покадобился бы столь толстый и тяжёлый терналов в отдельности. наружный скелет, что он не смог бы его носить. У водных членистоногих предельный размер тела несколько больше, СУСТАВЫ чем у наземных, но ненамного. о дно из самых удивительных «изобрете­ Более перспективным в эволюционном плане оказался -ни~ природы, связанных со скелетом, путь развития не наружного, а внутреннего скелета. суставы. Если бы все кости скелета , Зарывшись в песок на дне моря, процеживая из воды например, человека просто неподвижно со­ съедобные частицы, проводит свою жизнь небольшое (5- един~~дись друг с другом, такой человек не 10 см длиной) полупрозрачное существо - ланцетник. Стро­ смог бы даже пошевелитьси. Подвижные со­ единении костей и называются суставами. ение его настолько несложно, что каждая из двух половинок Участки соприкасающихси в суставе кос­ разрезанного ланцетника может отрастить недостающую, тей покрыты хорошо скользящим хрящом и как у дождевого червя. На первый взгляд в облике этого герметически укрыты оболочкой - сустав­ морского обитателя нет ничего примечательного. Но именно ной капсулой (сумкой) . ДлJ1 уменьшениJI похожие на ланцетника существа сотни миллионов лет трении полость, частично разделяющая -назад дали начало всем современiJЫМ позвоночным от кости, заполниетси синовиальной жидко­ рыб до зверей и человека. Оказывается, вдоль тела этого стью, которую выделJiют ткани суставной сумки и хрящей . Стирuсь при трении, хрящ невзрачного жителя моря располагается зачато,К внутренне­ также превращается в смазку . Здоровый сус­ тав, таким образом, сам себя смазывает и го скелета - хорда (или спинная струна). На её месте в ходе поддерживает в рабочем СОСТОJIННИ . эволюции разовьётся прочный позвоночный столб. У бесче­ Есть суставы, которые могут только сrиба·rься и разгибаться (например, суставы люстных (миног и миксин) в передней части спинной стру­ между фалангами пальцев человека) . Другие ны уже образуется череп, защищающий головной мозг от могут, кроме того, совершать движения в внешних повреждений. У рыб мозговой череп дополнится разных направлениях - в стороны и т .д. На ­ лицевым (челюстями, захватывающими пищу, и др.). Ске­ конец, шаровидные суставы (например, плече­ вой) могут ещё и вращаться . лет бесчелюстных ещё настолько гибок, что их тело можно без вреда для них завязать узлом. В ходе эволюции скелет позвоночных постепенно утра­ чивает излишнюю гибкость и становится всё более твёрдым. 'У хрящевых рыб (акул и скатов) скелет состоит ещё только из хрящевой т~tани. Хрящ лучше приспособлен для роста, -чем твёрдая ~tостная т~tань, он может нарастать, не меняя пропорций. Зато костная ткань более прочна и тверда 28

Жизпь моглили СУЩЕСТВОВАТЪ ВЕЛИКАНЫ СВИФТА? 10 гулливер, rерой знаменитоrо произведеНИII Джонатана 11 Свифrа, coвepmu свои фан- Сраввительвые размеры тастические путешес:твю~, охазы­ c-ero кита, дИПJiодока н слова. валск в стране ветпсанов, чей благодаря тому, что пропитана фосфатом кальция. Большинство рост в 12 раз преВЬПШIJJ рост ноз воночных нашло интересный компромисс между необходимостью роста и потребностью в прочном скелете. У зародышей и молодых Гулливера. растущих животных скелет полностью или большей частью состоит Автор сПутешествиА Гулливе­ из хряща. Но у взрослых особей он окостеневает, хрящ вытесняется ра• вркд JJИ заботилек о научной 1tостью (см.ст. •Ткани• ). Окостенение скелета человека заканчивает­ обоснованности своеrо повестао­ ся к 25 годам. В8НИJI. Между тем вопрос о том, возможно ли существование тодей­ Эволюция вносила в свой первоначальный •проект• (внутренний велиханов, подобных изображён­ келет) всё новые и новые усовершенствования и дополнения. На­ ным в ромвне Свифrа, бЫJ1 решён наухой почти за сто лет до JЩХо­ сколько скелет человека, состоящий из 206 костей, отличается от скелета ланцетника, в котором - одна-единственная хорда! да в свет этоrо произведеник. В 1638 r. Гали.лео Галилей прншё.п к выводу о том, что по за­ конам физики форма крупной' особи должна СИJIЬНО ОТJIИЧ8ТЬС11 о.т формы мелкой особи. Кости крупноrо животноrо дОJIЖНЬI иметь rораздо бОльшую топщину относительно своей ДJJИНЫ, чтобы сохранить ту же_ прочность. Что­ бы скелет свифтовских веJJИханов выдерживал их т~~Жесть, они дОJIЖ­ НЫ бЫJJИ бы СОСТОIIТЬ ПОЧТИ ИЗ одних костей. Таково одно из оrраиичений, ус­ танаапивающих предел МВХСИМВJIЬ­ ным размерам земных животных . ОРГАНЫ ЧУВСТВ вероятно, в первый период существования Постепенно живым существам открывался жизни на Земле наша планета представля­ мир красок и звуков. Животные начали приобре­ лась живым существам совершенно тёмным и беззвучным миром. Постепенно они научились тать защитную окраску, приучались тихо под­ ощущать запахи, вкус, прикосновения, тепло и крадываться к добыче или затаиваться от врага. Всё совершеннее становилось их восприятие, всё холод, приобретя тем самым. осязание, обоняние, -разнообразнее воспринимаемый ими мир кра­ вкус - первые внешние чувства. С их помощью сок, звуков, запахов живой природы. древние организмы искали пищу, уходили от опасности. 1 ЗРЕНИЕ г оворят, что •лучше один раз увидеть, чем сто •глазкЙ• простейших, плоских червей и других раз услышать•. С помощью зрения человек организмов ещё не способны формировать изоб­ получает 90% информации об окружающем ми­ ражение·. ре. Наиболее совершенные глаза, формирующие • Глазные пятна •, воспринимающие свет, есть изображение, мы находим у головоногих моллю­ уже у простейших. Воспринимают свет и рас­ сков и позвоночных, а также у насекомых. тения, поворачивая к нему свои листья. Но 29

Эн.цu~еJLоnедия дJLя детей Фасеточвые ФАСЕТОЧНЫЙ . ГЛАЗ. Глаз насекомого глаза мухи . имеет мозаичное (фасеточное) строение. Он со­ стоит из множества крошечных •глазков• (фасе­ Строение глаза ток). У некоторых подземных муравьёв, жи­ человека. вущих в темноте, их всего 6, у мухи- 4 тыс., а у стрекоз - до 30 тыс. ДАЛЬТОНИЗМ Чтобы понять, как видят насекомые, можно в 1875 г. в Швеции произошло крушение поезда. Погибло множество людей. Оставалось непонsiТным, как мог взглянуть через лупу на газетную фотографию. машннист повести состав на красный сигнал семафора. Она распадётся на мозаику из множества точек ; Обьяснение оказалось неожиданным. Оставшемуся в живых Каждая фасетка видит лишь маленький кусочек машннисту показали мотки цветных ниток и установили, окружающего мира, но все вместе они создают что его глаза не различают зелёный и красный цвета. После этого случая проверка на цветовое зрение стала обязатель­ общую картину. но~· для водителей транспортных средств. Фасеточный глаз имеет некоторые преимуще­ А само яаление цветовой слепоты было ещё в 1794 г. ства. Так, человек видит частые вспышки как описано английским учёным Джоном Дальтоном и названо непрерывный свет. На этом основана техника по его имени дальтонизмом (сам Дальтон, кстати, также кинематографа: нам кажется плавно меняю­ страдал этим · недостатком). щимен изображение, которое на самом деле со­ стоит из множества картинок, мелькающих со скоростью 24 кадра в секунду. Больше 30 изоб­ ражений в секунду человек не воспринимает. А насекомые могут воспринимать до 300 изобра­ жений в секунду! Это помогает им мгновенно ориентироваться в полёте. Обычное электрическое освещение, которое нам . кажется непрерывным, для насекомого рас­ падается на отдельные короткие вспышки. УСТРОЙСТВО ГЛАЗА. Глаза головоногих -моллюсков и позвоночных один из самых сложных и совершенных • прибОров •, созданных природой. У этих двух групп животных не­ зависимо друг от друга возникли почти одина­ ково устроенные глаза. Можно сказать , что при­ рода сделала это •изобретение• дважды. Как устроен человеческий глаз? Снаружи он защищён прозрачной роговой оболочкой , кото­ рая постоянно омывается слезами (слёзной жид­ костью). Даже самые суровые люди за день •про­ ливают• определённое количество слёз. Глубже лежит колечко радужной оболочки (радужки), цвет которой и имеют в виду, когда говорят о цвете глаз. У альбиносов в радужной оболочке нет пигмента и поэтому она красного -цвета из-за просвечивающих кровеносных сосудов. В глазу радужка играет роль диафрагмы фотоаппарата. Посреди радужки находитсЯ от­ верстие- зрачок. Чем ярче свет, тем уже зрачок (он сужается с 8 до 2 мм). Ещё глубже находится хрусталик, который, как линза, собирает лучи в изображение на глазном дне. Астроном и физик Ноганн Кеплер в XVII в. рассмотрел устройство глаза с точки зрения оп­ тики. Он показал, что на глазном дне форми­ руется изображение окружающих предметов. По законам оптики такое изображение должно быть перевёрнутым. Именно перевёрнутым и видит мир новорождённый младенец. Но постепенно мозг привыкает •переворачивать• изображение обратно. Любопытно, что если надеть человеку очки, стёкла которых создают перевёрнутое 30

Жизн.ь •• о • ••• КАКИМ ВИДЯТ МИР ЖИВОЩЫЕ? ••• о о••• каждое животное видит мир по-свое­ '•• о• ••• му. Сидя в засаде, лягушка видит •• о • •••• только движущиеся предметы: насеко­ Как видит цвета мых, на · которых она охотится, или разJП11111Ь1е своих враrов. Чтобы увидеть всё осталь­ zНвотиые. ное, она должна сама начать двигаться. ••••••о Сумеречные и ночные животные (например, волки и друmе хищные звери), •nверх ногами• изображение, то спустя некоторое время это щ)ображение станет восприниматься как нормальное. как правило, почти не раЗJJичают цветов. Линзу, подобную хрусталику, людям создать ещё не удалось. А вот стрекоза хорошо раЗJJичает Становясь то более выпуклым, то более плоским, он может цвета, но только... нижней половиной •наводить резкость• на ближние и дальние предметы. Если эта глаз. Верхняя половина смотрит в небо, tш:особность нарушается, возникают соответственно дальнозор­ на фоне котороrо добыча и так хорошо ttость или близорукость. А при катаракте хрусталик мутнеет. 'l'огда его приходится удалять и заменять очками. заметна . Итак, благодаря хрусталику на глазном дне формируется О хорошем зрении насекомых мы мо­ уменьшенное изображение окружающего нас мира. Здесь оно носпринимается сетчатой оболочкой глаза- сетчаткой. Между жем судить хотя бы по красоте цветков хрусталиком и сетчаткой лежит прозрачное стекловидное тело, -растений ведь эта красота предназна­ нохожее на студень. чена природой именно для насекомых-опы­ Во второй половине XIX в. немецкий биолог Франц Болль лителей. Но мир, каким они ero видвт, рассмотрел сетчатку, выделенную из глаза лягушки. Первона­ сильно отличается от привычиоrо нам. чмьно сетчатка имеет пурпурный цвет - такой её делает Цветки, которые опыляют пчёлы, орительный пурпур (белок, который называют также родопси­ обычно не окрашены в красный цвет: пче­ ном). Из пурпурной сетчатка становилась жёлтой, а затем и -ла этот цвет воспринимает, как мы чёриый. Зато, вероятно, миоmе невзрач­ ные на наш ВЗГЛIIД цветы приобретают неожиданное великолепие в ультрафиоле­ товом спектре, в котором видвт насеко­ мые. На крыль11Х некоторых бабочек (например, лимонницы, боярышницы) имеются узоры, скрытые от человеческо­ ю глаза и видимые только в ультра­ фиолетовых лучах . Удивительным образом используют особениости зрения насекомых некото­ рые пауки, поджидающие своих жертв внутри цветков. Разумеется, будущая жертва, садясь на цветок, не должна за­ мечать паука. Между тем на брюшках многих таких пауков бросаются в глаза яркие красные пятна. Чем: это обьясиить? Оказыsается, когда на тех же пауков взглянули, так сказать, гла­ зами насекомых, пятна стали совершеи­ но иезаметны. Зато птицам:, которые могут склевать пауков, отпугивающие пятна заметны превосходио. Значит, паук «загримирован» для насекомых, но «ярко раскрашен» для птиц! Кстати rоворя, насекомые определя­ ют положение солнца, чтобы находить дорогу, даже в пасмурные дни. Ультра­ фиолетовые лучи свободно проходят сквозь слой облаков. Когда муравьёв в хо­ де опыта стали облучать сильными ультрафиолетовыми лучами, они побе­ жали укрыватьси «в тенЬ» не под защиту - пропускавшей ультрафиолет тёмиой до­ щечки, а под прозрачиое, на наш взглид, стекло, задерживавшее эти лучи. 31

Энцик.л.опедия д.л.я детей СВЕЧЕНИЕ КОШАЧЪИХ ГЛАЗ совсем бледнела, выцветала. Болль сделал вывод о том, что свет заставляет выцветать зрительный пурпур, благодаря C вeтiiТCII ли глаза кошхи в темноте сами по себе или только отражают свет? He- чему мы и виДим свет. (В живом организме ·зрительный CJCOJJЬкo столетий назад видные учlные по­ пурпур постоянно выцветает и вновь восстанавливается.) спорили на :ny тему. Один из них утверJКДIUI, Сетчатка состоит из клеток, называемых палочками и что живые существа вообще светитьс11 не мо­ колбочками (они назв.аны так из-за своей формы). В глазу гут. Другой возражал и в хачестве примера приводил глаза кошхи. Учlные поставили человека 125 млн палочек и в 20 раз меньше колбочек. опыт - будут ли сверкать кошачьи глаза в Благодаря палочкам мы воспринимаем чёрно-белое изобра­ попной темноте. И что же? Блеск кошачьих жение. Колбочки различают цвет: одни - синий, другие - глаз погас . СтороиНИJС теории сживоrо света• охаэапек посрампёниым. (Хоп то, что глаза зелёный, третьи- красный. кошки в темноте не cвeтiiТCII, ничуть не ме­ Все остальные цвета являются для человеческого глаза шает светитьс11 множеству других живот­ смешанными. ВсеГо человек способен различить до 250 основных тоно~ ~ - 5-10 млн оттенков. Ных.) Значит, кошачьи глаза отражают свет. Точность этих ' • приборов •, которыми владеет каждый Но ках и зачем? О1t8Зываетс11, на глазном дне зрячий человек, очень высока. При привыкании глаза к многих ночных животных (и кошек в том числе) под сетчатхой распопаrаетс11 спой темноте (полное привыкание длится около 1-1,5 ч) его отражающих свет кристаппиков. чувствительность увеличивается в сотни тысяч раз, и на­ Кристаппихн тоrо же вещества (rуанина) за­ тренированный глаз может заметить воздействие всего ставnJIIОТ сверхать рыбью чешую. Отражённый свет дважды проходит через лишь десятка элементарных частиц света (фотонов). сетчатху . Бпаrодар11 этому кошJtИ, например, Что же касается глаз каракатиц, осьминогов и прочих ВИДJ1Т предметы при сипе света в шесть раз головоногих моллюсков, то отличий от глаз позвоночных у меньшей, чем человек . них несколько. Во-первых, в их роговице есть особое отвер­ БИНОКУЛЯРНОЕЗРЕНИЕ стие, чтобы при погружении или всплытии с больших чтобы 11сно видеть предмет, мы смотрим на неrо обоими глазами. Такое зрение на­ глубин глаз не Jiопнул o:r перемены давления. , зываетсll бниокумрным. Если мы свернём в трубку лист бумаги и приставим её к одному Во-вторых, хрусталик у них формы своей не меняет, а глазу, а другим взгл11нем на ладонь, то с чёткость изображения достигается его отдалением от сетчатки удивпекнем увидим в центре ладони секвозкое и приближением к ней (как при использовании линзы в отверстие~>. Два изображени11 мозг сводит во­ фотоаппарате). Быть может, это имеет и свои преимущества: осьминог не рискует приобрести дальнозоркость... . •' едино. СЛУХ Бниокул11рное зрение обычно развито у хищников, которым нужно, броса11сь на добы­ в народных сказках ПОJ>9Й встречаются герои с не~ероятно чу, 11сио видеть расстоiiНИе до неё. У живот­ тонким слухом, сJiышащие, • как трава растет •. Для ных-сжертР, наоборот, глаза нaxOДJIТCII по обеим сторонам rоповы, чтобы лучше заме­ человека это явное преувеличение. Но вот многие морские обитатели (например, рыбы и медузы) узнают о надвигаю­ чать опасность. щейся буре по неелышимым для человеческого уха звукам. На основе изучен;ИЯ этой способности медуз были созданы Древесным животным, в том числе обезья­ приборы, предупреждающие о приближении шторма. . нам, очень важно правильно ориентироваться Мир звуков у многих животных сильно отличается от при прыжхах с ветхи на вепсу. В наследство от них человеку тоже досталось бниокуляр­ нашего. Волк удавливает звук шагов охотника за 50 м. ноезрение. Человек мог · бы ·услышать этот звук лиш1:1 в: пяти ,1\\(етрах от РЫБЬИ ОЧКИ-ХАМЕЛЕОНЫ себя. Лисица, •мышкуя• зимой, 'находит · своих · будущих как вы11снипи учёные, природа сотобрала у жертв_ под толстым слоем снега и наста по их шуршанию. человеха патеНТIО на ещё одно изобре­ -тение Но дело не только в том, что животные могут слышать очень ОЧJtИ-хамелеоны, темнеющие на тихие звуки: они различают такие высокие или низкие ярком свету. 01t8Зывается, живуща11 у бере­ звуки, которые человеческое ухо не воспринимает. rов Юrо-Восточной Азии рыба иглобрюх дав­ Один натуралист XIX в. долго ставил опыты с муравь­ ным-давно попьзуетс11 такими сочхамНIО. По ями, пытаясь привлечь их внимание голосом, свистками, кра11М роrовицы гл8за этой рыбы расположены игрой на скрипке. Но муравьи оставались глухи к этим кпетхи, имеющие жёптую окраску. Стоит звуковым сигналам. Оказалось, что все эти звуки находятся рыбе выплыть из темноты на свет, как эти для них за пределами слышимости. кпетхи начинают сраспопзатьсР по роrовой Слух собаки тоже отличается от человеческого по диапа­ зону воспринимаемых ею звуков. Порой собак дрессируют оболочке . Иглобрюх как бы надевает сжёптые с помощью особых свистков, подающих ультразвуковые сигналы, которых не слышит даже сам дрессировщик. За­ ОЧJСИIО . тем они удивляют зрителей в цирке, точно выполняя не­ слышимые людям команды. Но настоящими •чемпионами слуха• являются дельфи­ ны, киты и летучие мыши. И для тех, и для других слух - гораздо более важное чувство, нежели зрение. 32

Жизн.ь Д льфины, как известно, живут в воде. Даже добычи - кальмара, плывущего в 11 <~А мой чистой воде дальше 10-20 м уже ничего полукилометре от него. Но зато и 111 nидно. Люди, лишённые зрения, обычно xo- особый орган, посылающий сигналы и находящийся в голове, у кашалота огром­ ДJI 'r с палочкой или посохом. Постукивая по ный - до 5 м в длину; из-за этого голова живот­ Jlfl щы м предметам, заставляя их звучать, они ного непропорционально велика. 1 1 1\\ХОдя т себе дорогу. Дельфинам и китам тоже Так же ориентируются в полёте и летучие 11 неnоле приходится полагаться на слух, но мыши. Каждую секунду они посылают впереди только вместо посоха они • ощупывают • предме­ •rt 1 направленным ультразвуковым лучом, при­ себя до 60 ультразвуковых сигналов. Услышан­ (~J i уши ваясь к отражённому от предметов зву­ ное ими эхо может быть порой в миллион раз слабее исходного сигнала. Высокая чувствитель­ ttу - эху. Кашалот может послать сигнал, и эхо ность позволяет летучим мышам на полной ско- п·rого си гнала вернётся к нему от его возможной додачна НУзнечцн Как слышат звуки разJIИЧНые животные. Любопытно, что, как видно из схемы, чайка и бабочка ве могут услЫПiать один и тот же звук. 33

Энцин:лопедия для детей ЧУВСТВО РАВНОВЕСИЯ чувство равновеси11 возникло в ходе эво­ люции у животных, ещё не ведавших ни звука, ни све ­ Строевне уха та. Впервые оно ПО!IВЛRет­ человека. С!I уже у инфузорий. Крошечные пузырьки с На рисунке кристалликами позвол!l­ видвы орrавы ют простейшим равновесия. различать, где верх, а где низ (кристаллик давит на дно пузырька). «Камешек в пузырьк~ (ero называют сушной ка­ -мешек• по- rречески «ОТОЛит-) оказалс11 очень рости огибать натянутую капроновую ни­ удачным изобретением точку толщиной О, 1 мм и безошибочно ло­ природы . Он есть у медуз, вить в темноте крошечных, весом в тысячные моллюсков, ракообразных. доли грамма, насекомых. Раки не выращивают Размещаются органы слуха в разных час­ тях тела (у кузнечиков, например, на перед­ камешки сами, а находgт них ногах). У позвоночных ухо развилось из органа равновесия (о котором рассказывается подход11щие песчинки. При ниже). Причём ушная раковина, которую мы линьке они теряют их и видим у млекопитающих, возникла в послед­ должны подыскивать заме­ нюю очередь. ну. В одном опыте вме­ Наружный слуховой проход - тупико­ сто песка им были вый: он упирается в барабанную перепонку. предложены железные Колебания барабанной перепопки передают­ ся поочерёдно трём косточкам, которые на­ опилки . Не заметив подло­ зываются: молоточек, наковальня и стремеч­ rа, раки вставили их в ко. Эти три косточки уменьшают размах свои орrаны равновеси11. колебаний, но в конечном счёте усиливают После этоrо, помеща11 над их в 50-90 раз. Правда, при слишком силь­ аквариумом с раками ном звуке стремечко поворачивается, и коле­ магнит, можно было спу­ бания усиливаются в меньшей степени. Поэ­ тать у этих животных тому, например, после громкого пушечного все представлени11 о верхе выстрела человек ненадолго •глохнет•, слабее воспринимая обычные звуки. Кстати говоря, и низе и заставить их пла ­ поворачивает стремечко самая маленькая вать Ji'вepx брюхом. У позвоночных (в том мышца в человеческом теле. числе и у человека) ме­ Полость, где находятся три слуховые кос­ точки, связана с носоглоткой предохрани­ шочки, заполненные жидко­ тельным клапаном (евстахиевой трубой). Если бы не этот клапан, при резком измене­ стью с «ушными нии давления (которые происходят, напри­ мер, при погружении водолаза, подъёме са­ камешками-, по-прежнему молёта) барабанная перепопка могла бы лоп­ нуть. Но евстахиева труба обычно закрыта, а оповещают своих хоз11ев о открывается она при глотании, крике. Поэто­ му пассажирам самолётов при взлёте и посад­ том, где верх, а где низ . ке предлагают сосать леденцы, чтобы не боле­ ли уши, а моряки, всплывающие без скафан­ Но узнать, в какую сторо­ дров с подводной лодки, должны непрерывно ну двинулось тело, с кричать, пока не вынырнут на поверхность. помощью этоrо приспособ­ ленИR невозможно . Дл11 этоrо рgдом с мешочками находgтс11 полукружные канальцы, по которым жидкость уже может пере­ текать. Поскольку прост­ ранство, в котором мы живём и двиrаемс11, имеет три измерени11, полукруж­ -ных каналов тоже три . Они лежат в трёх Оrталкиваясь от собствеввоrо взаимно перпендикулRр­ тела, коппса переворачивается ных плоскостик . во время падевия и -приземляется лапы. 34

Жизнь Три слуховые косточки иревращают колебания воздуха в ЗАЧЕМ КОМАРАМ ЖУЖЖАНИЕ? колебания жидкости, наполняющей слуховую улитку, на­ вв анную так за сходство с раковиной улитки. Внутри улитки кто не CJIЫDJ8JI надоедпнвоrо жужжанИ!I мух и комаров! Но вот вопрос: зачем располагаются 24 тыс. тонких волоконец разной длины. Она они жужжат? Ведь комару, например, rораз­ trапоминает тысячеструнную арфу. до выrоднее было бы подобратьсак своей Если мы откроем крышку фортепиано и пропоём какую­ жертве бесшумно, незамечеННЬIМ. Быть мо­ либо ноту, нажав педаль, то струна, соответствующая этой 11оте, повторит её. Это явление называется резонансом. При­ -жет, жужжание это 311y1t машущих крыль­ мерно так же отвечают на звук волоконца улитки. По слухо­ nому нерву их колебания передаются в мозг . ев? Но муха, пoтep!IВIIUUI крыль11, жужжать ВКУС не переста!т. Учёные выделяют четыре основных вкуса: кислый, слад­ ПриrЛIIДевшись, можно заметить, что у кий , солёный, горький. Все остальные оттенки вкуса - мухи звук жужжаии11 ~ют спеЦИВJJЬные смешанные. Что же касается таких оттенков вкуса, как орrаны, расположеиные позади крыльев,­ •острый•, •жгучий•, •вяжущий•, то это вообще не вкусовые ощущения в строгом смысле слова. К примеру, вкус горчицы жужжа.льца. По форме пара жужжалец похо­ о первую очередь определяется её тепловым воздействием, а жа на rанте.ли. Эти маленькие «raнтe.JJJP вибрируют, как крwль11. •острый вкус• лука - в основном его запахом. Человек, Дп11 чеrо они нужны? Вот как один иССJJе­ жующий сладкий лук с закрытыми глазами и зажатым дователь в начале ХХ в. описал пол!'~ мухи, носом, не отличит его вкуса от вкуса яблока. лишlниой жужжалец: «Взлетам с кра11 стола, Любопытно, что слова •солёный• и •сладкий• (последнее распустив крwль11, быстрым полlтом ycт­ лово прежде звучало как •солодкий•) имеют общий корень. Видимо, так обозначались сильные вкусовые ощущения в peмлllettll она в пространство. Но на рас­ rtротивовес пресной безвкусной пище. Есть и соответствую­ щая пословица: •Без хлеба несытно, а без соли несладко•. СТОIIНИИ одноrо метра от стола она падает Разные участки языка воспринимают вкус по-разному. У на землю и опрокидываетс11 на спину. Затем человека ОСFQвание языка лучше ощущает горький вкус, а поднимаетси на лапки и, сделав несколько t<ончик язы'Ка - сладкий. Солёный и кислый - лучше шаrов, снова пробует полететь. Но в пер­ tувствуются краями языка. А средняя часть языка вкуса вый раз насекомое находилось на возвышен­ nочти не ощущает. ном месте, откуда ему оставалось только Органы вкуса не обязательно должны находиться во рту. броситьс11 вперlд. Теперь же оно на земле, и Например, у мух они находятся и на кончиках передних ног . ему следует поДНIIТЬСII. Оно прыrает вверх Мухи •nробуют• пищу, ступая по ней. на 6 или 7 см, крылья колеблютс11, кажетс11, ОСЯЗАНИЕ оно уже летит. Но ничуть не бЬ1118J1о: оно в се осязательные ощущения можно разделить на несколько групп: прикосновение, сильное давление, холод, тепло и быстро падает вниз, в 1О см от тоrо мес­ rувство боли. Осязание человека особенно сильно на кончиках языка и та, откуда взлетел~ . пал ьцев: они могут почувствовать колебания предметов, к Оказываетс11, жужжальца у мух и кома­ которым они прикасаются, в 0,0002 мм . А вот у домашнего ров - орrаны равновеси11. Сохран1111 при гуся, например, такой чувствительной частью тела является поворотах неизменное положение плоскости J<люв. На нём более 100 тыс. осязательных точек: местами они своих колебаний, они позВОJJиют двукрылым быстро ориентироваТЬСII в пространстве. расположены плотнее, чем на кончиках пальцев человека. «3AiiAXИ ВОСПОМИНАIIИЙ» У многих животных органами осязания служат особые люди издавна подметили, что обон!IНИе nолоски - вибриссы. У кошек такие волоски в простаречии удивительным образом тесно СВ1138НО с ПВМIIТЬЮ. Ничто не заставлиет нас так овут •усами• и . •бровями•. Вибриссы могут находиться не только на голове, но и на живо вспомнить какое-либо событие, как tиее , груди, брюхе. Особенно они развиты у норных живот­ св1138нный с ним запах. Алексей Кон­ ных . В темноте человек передвигается, ощупывая путь перед собой руками или ногами. Обитатели же нор (где никакого стантинович Толстой писал, что как-то, вещения, естественно, нет) с помощью чувствительных во­ собираи грибы и вдыхаи запах рыжика, он лос ков прекрасно находят дорогу в тёмном подземелье. areсувидел перед собой, как в молнии, свОО Подобные чувствительные волоски есть и у насекомых. 'Гак, если человек сильно размахивается, собираясь прихлоп­ детство во всех подробностях до семилетне­ нуть муху, она обычно успевает взлететь, почувствовав бла­ го возраста•. д аря этим волоскам движение воздуха. Поэт Аполлон Майков в своlм стихотво­ рении сЕмшан• пересказывает леrенду о половецком хане, которого не могли за ­ ставить вернутьси в родную степь ни угово­ ры, ни напевы родных песен . Только аромат пучка степной травы заставил его покинуть боrатство и покой, обреrеиные в чужой стране, и вернутьс11 в родной край, к сра­ жениям и опасностим . Степной трагы пуwж сухой , Он и сухой 6Aazoyжaeml И раэож степи нaiJo хной Всё о6а.янье /JOCICpf!шaem. .• 35 - - -- - -- - - - -_ .

Энциклопедия для детей МЫШЕЧНОЕ ЧУВСТВО КАК ВОССОЗДАТЬ АРОМАТ? в -ероятно, самые многочисленные органы чувств че­ ловека чувствительные нервные окончания, ко­ м ногие запахи - вещь довольно сложная . Аромат клубники, например, создают 40 разных ве­ торые доставляют ему информацию о положении час­ ществ. Американские химики составили их список, тей его собственного тела. Благодаря им мы даже в вычислили количество этих веществ. А затем попы­ тались воссоздать клубничный аромат, смешав эти полной темноте или с закрытыми глазами можем вещества в пропорциях, определённых анализом . Смесь издавала резкий запах резины . совершать определённые действия, например завя­ Одна американская исследовательница сравнила зывать узел или одеваться. Как правило, мы не заме­ попытку воссоздать аромат по данным анализа с чаем работы этих органов чувств. Но зато хорошо попыткой собрать Шалтая - Болтая (разбитое яйцо), чувствуем их бездействие, когда •онемевшая•, •за­ что, как поётся в английской детской песенке, не под силу даже «веей королевской рати• . тёкшая • рука или нога отказываются повиноваться ФЕРОМОНЫ нашей воле. л юди узнают мысли друг друга с помощью слуха ОБОНЯНИЕ (речь), зрения (чтение) или, реже, осязания (азбу­ ка для слепых). для многих животных обоняние является самым важным чувством, передко заменяя им зрение или А могут ли живые существа передавать друг дру ­ гу какие-то сообщения с помощью химических ве­ слух. Не почуять вовремя запах хищника или не отыскать добычу по следу для некоторых из них ществ, воспринимая их посредством вкуса или равносильно смерти. обоняния? Это кажется неправдоподобным, но такие вещества у животных есть, и называются они феро­ Буревестники и альбатросы, питающиеся рыбой, монами . Звери метят пахучими веществами (муску­ сом) границы своих «мадений•, распознают по запаху чувствуют её запах с расстояния в 3 км. Рыбы тоже ПОЛ друг друга. разыскивают пищу с помощью обоняния. Некоторые акулы чувствуют запах крови, когда её количество в Но особенно велика роль феромонов в жизни насе­ воде составляет миллионную долю процента. Идущие комых. Как самец бабочки отыскивает самку на пло­ щади порой в десятки квадратных километров? Один на нерест лососи чувствуют запах медведя, ловящего французский натуралист XIX в. заметил, что запах рыбу, и стараются это место обойти. И реку, где они одной бабочки не может распространиться на когда-то родились, лососи тоже находят по запаху. обширное пространство, поскольку «в равной мере можно было бы надеяться окрасить озеро каплей Скворцы с помощью обоняния разыскивают ядови­ кармина• . Сравнение точное, но вывод ошибочный: для чувствительного обоняния бабочки воздушное тые для насекомых травы и вплетают их в стенки «озеро• становится «Окрашенным•. своего жилища, в 5 раз уменьшая тем самым количе­ Чтобы уловить этот запах, насекомым хватает ство паразитов в гнезде. Обоняние помогает детёны­ шам узнавать свою мать. Когда детям, которым едва 100 молекул пахучего вещества в 1 куб. см воздуха. исполнился 1 месяц, подносили к губам тампоны с Самец тутового шелкопряда способен чувствовать Орrавы запах самки на расстоянии до 12 км . Этому помога ­ обоняния ют замысловатые ветвистые усы некоторых бабо­ бабочки. чек. Учёные нашли способы бороться с вредными бабочками с помощью феромонов, приманипая и уничтожая их самцов. Большую роль играют феромоны в жизни му­ равьёв. Есть «запах тревоги•; есть даже «запах смертИ)О, который исходит от мёртвых муравьёв. Живого муравья, издающего этот запах, его со­ братья «хороняТ)О - оттаскивают вон из мура­ вейника. Сколько бы раз он ни возвращался обратно , «похороны• будут повторяться, пока не исчезнет за­ пах . Муравьи, бродя по своим тропкам, время от вре­ мени прикасаются к почве жалом и расстамяют пахучие «дорожные знаки•, сигнализирующие их со­ братьям: «Здесь корм•, «Здесь строительная площад­ ка• и т.д. Запах выветривается через пару минут . Это, конечно, ямяется недостатком, но, с другой стороны, устаревшие «дорожные знаки• уже не отме ­ кают и не сбивают муравьёв с толку. А если за­ ставить муравьёв один раз пройти по кругу, то другие муравьи примутся ходить по их пахучим сле­ дам и будут кружиться до полного изнеможения . 36

Жизнь молоком родной и чужой матерей, дети безоши­ Запахов, пожалуй, существует да­ бочно выбирали молоко своей матери. же слишком много, и далеко не каж­ Запахи играют немалую (хотя и не столь 11 рвостепенную, как для животных) роль в жиз­ дому можно подобрать подходящее rш человека. Именно запахи, а не цвет, не звуки были самым силЬным впечатлением многих кос­ название. Только аромат розы имеет свыше 40 м онавтов, вернувшихся на Землю после долгих месяцев, проведённых на орбите. Человек издав­ разновидностей. Американский учёный Дж. Эй­ на испытывал пристрастие к приятным запахам. мур в 1952 г. сформулировал теорию, согласно которой было выделено 7 основных запахов: древних времён развивалось зародившееся в \"гранах Востока искусство изготовления благо­ камфорный, мускусный, мятный, эфирный, цве­ нонных веществ. точный, острый, гнилостный. Как человек чувствует запах? Древнеримский Хотя общая площадь всех клеток, воспри­ поэт и философ Тит Лукреций Кар считал, что в ни мающих запах, у человека составляет всего носу есть крошечные поры разных форм и раз­ 2,5 кв. см, обоняние примерно в 10 тыс. раз меров. Каждое пахучее вещество занимает место в строго определённых порах- оттого и разли­ с~ил ьнее, чем способность к восприятию вкуса. чаются запахи. Как ни странно, во многом это / ~ля того чтобы человек почувствовал запах, предположение совпадает с современной теорией Эймура, согласно которой каждому из семи ос­ быв ает достаточно лишь 400-500 молекул паху­ новных запахов отвечает определённая форма •1 го вещества. Как считается, человек различает молекул пахучих веществ. (Жало 10 тыс. запахов. ТКАНИ с амые первые многоклеточные существа состояли, видимо, из 2 однотипных клеток. Но постепенно стало складываться • раз- 1\\ ление труда• между клетками. Они становились всё менее IIQXOЖИ Друг на друга. Клетки одного типа в организме обычно сгруппированы вме­ с:•rе , образуя ткань. Ткани возникли и у животных, и у растений. ':{ грибов, как считают учёные, настоящих тканей так и не I IОЗникло, хотя какое-то их подобие имеется. О растительных тканях подробно рассказано в статье •Ткани J >l\\стения•. Что же касается тканей животных, то биологи выде­ JIJ ют шесть их основных типов. О строении нервной ткани, крови 11 репродуктивной ткани (мужских и женских половых клеток) • ·оворится в статьях •Нерв•, •Кровь и кровообращение• и •Раз­ множение•. МЫШЕЧНАЯ ТКАНЬ. Мышцы (см. ст. •движение•) делят­ 3 С'JI на два основных типа - скелетные и гладкие. Их ещё 1100 ывают произвольными и непроизвольными, т.к. движением t 1( летных мышц человек сознательно управляет, а движением I 'J I IlД KИX (например, сокращением зрачка) управлять не может. ' l'ttaни их различаются между собой. Гладкие мышцы состоят из ;~Jiннных (до 0,5 мм) клеток с единственным ядром. Скелетные с о таят из ещё более длинных (до 2-3 см) клеток (мышечных 11 локон) с множеством ядер. Пожалуй, это самые длинные клет­ l t И в организме человека. ЭПИТЕЛИЙ. Эпителий покрывает тело снаружи и выстила- КЛЕТКИ РАЗЛИЧНЫХ ТКАНЕЙ: •r• r o внутренние полости. Он защищает, впитывает воду и пищу, 1. Три типа нервных кJJеток. 1 l•rделяет различные вещества, воспринимает раздражения. Его 2. ICJJeткa мьuпечной ткави. 1 Jl тки могут быть покрыты •ковром• чувствительнЫх волосков, 3. Краевая кровявая КJJетка &1JIИ ресничек. Реснички колышутся волнами, как колосья на в поперечном разрезе и сбоку. Х JН!бном поле. Эти волны как бы •выметают•, например, из 4. КJJетка ресвичвоrо эпитеJJия. 1 \\ЫХательных путей пылинки и прочие посторонние частички. Если \"' не они, то за несколько дней дыхательные пути животного 111 1\\ ались бы закупорены и оно погибло бы от удушья. 37

Энциклопедия для детей СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ ТКАНЬ. Ткань состоит не только из живых клеток, но и из неживых веществ. Хороший пример этого - соединительные ткани. В них очень много неживого вещества. В волокнистой соединительной ткани это - волок­ на белка коллагена. Коллаген знаком всем - именно он в горячей воде превращается в желатин. Густое сплетение волокон коллагена находится под кожей. После дубления этот слой становится прочной и гиб­ кой выделанной кожей. Коллаген придаёт опреде­ лённую гибкость костям. Хрящ и кость - тоже соединительные ткани. Их -строят маленькие •строители• костные и хряще­ вые клетки, •замурованные• в основном веществе кости и хряща. Они остаются живыми в течение всей жизни человека. Строение кожи человека. Кожа образована двумя освоввыми типами тканей - эпителием (волосы, потовые и сальвые железы, верхний слой кожи) и соединительвой тканью. ЗЛОКАЧЕСТВЕНИЪШ КЛЕТКИ Ещё о~н из основоположников клеточн~й теории Рудольф Вирхов пришел к выводу, что многоклеточныи организм наnоминает сложную общественную структуру, где каждая клетка знает свои обязанности и прилежно их выполняет. Но изредка среди клеток появляются •асоциальные• экземпля­ ры, резко отличающиеся своим поведением. Они начинают •игнорироват~ общество, как бы не слышат команд, передаваемых по организму. Большинство «нормальных• клеток, как правило, не дел!Пся. Наnротив, злокачественные клетки моrут делиться до бесконечности, совершенно не бесnокоясь, как это отразится на организме в целом . А в организме в результате растёт злокачест­ венная (раковая) оnухоль, nриводящая его к смерти . Нормальные клетки, как nравило, сцеnлены друг с другом, •nритёрты• к соседям. Если не •выбиват~ их из привычного окру­ жения, они останутся в этом «Коллективе• всю свою жизнь. На­ nротив, злокачественные клетки очень «раскованны• и, не обращая внимания на соседей, передвигаются с места на место (и попав, в другие ткани, образуют там метастазы) . ДЫХАНИЕ п ервоначально люди называли дыханием в исключительно •охлаждающей• роли дыха­ просто вдыхание и выдыхание воздуха. Дол­ ния, почтенные академики вскоре прекращали гое время считали даже, что человек никак не опыт, жалуясь на •недостаток воздуха•. изменяет состав воздуха при дыхании, и вообще вдыхает воздух, только чтобы охладить •пере­ Позднее стало известно, что для дыхания гретые• лёгкие. Чтобы опровергнуть эту точку живым организмам необходим содержащийся в зрения, английский натуралист Роберт Гук про­ воздухе кислород. Для чего нужна непрерывная вёл любопытный опыт: предлагал членам Коро­ подача кислорода? Чтобы в организме шли про­ левского общества дышать воздухом из герме­ цессы •медленного горения• (или, точнее, окис­ ления) и выделялась энергия, необходимая для тичного пакета, снова и снова вдыхая использо­ жизни. ванный воздух. Несмотря на свою убеждённость Дыхание происходит в клетках. Поэтому са- 38

Жизнь мый простой тип дыхания - кле­ Кстати, и человек дышит не только лёгкими, но и кожей, хотя то чный. Его мы встречаем у про­ кожное дыхание незначительно •те йших водных организмов, на­ (1-2% общего ОО:ьёма дыхания). У нри мер, у инфузории туфельки и мёбы. Растворённый в воде кисло­ некоторых млекопитающих, на­ рОД они впитывают прямо из воды, пример, лошади, кожное дыхание и туда же выводится углекислый имеет большее значени~ и его доля Раз . Очень сходно, •напрямую• может возрастать до 8%. Хотя пе­ уществляется дыхание и у неко­ рейти полностью на кожный тип тор ых многоклеточных, напри­ дыхания, как это могут делать зем­ мер, у кишечнополостных (медуз, новодные, звери, конечно, неспособ­ гидры, полипов) и плоских червей. ны. У более сложных форм клетки, У насекомых телопокрыто хи­ находящиеся далеко от воды, на­ тиновым панцирем, и кожное ды ­ чинают • задыхаться •. Появляется хание для них невозможно. Ды­ шат они совершенно особым спосо­ -неп рямое дыхание дыхание че­ бом - трахейным. Трахеи насеко­ рез особые органы. Такие органы Система мых (не путать с трахеей человека, трахей должны всегда оставаться влаж­ ведущей из гортани в лёгкие) - васекомоrо . ны ми, чтобы впитывать кислород: сеть тончайших разветвлённых Жаберное у разных животных это жабры, трубочек, пронизывающих всё их дыхание лtiгкие, трахеи. тело. Почти в каждом сегменте те­ Водные и наземные животные рыбы. ла у насекомых есть пара дыха­ толкнулись с различными пробле­ Альвеолы в лёrких мами при дыхании. В воздухе кис­ лец - отверстий, ведущих в систе­ и оплетающие лорода довольно много- 21%. За- му трахей. Крупные насекомые, ИХ K8ПИJIJIJipЫ. двигая мускулами брюшка (это 1'0 необходимо постоянно поддер­ 39 жи вать влажной дыхательную по­ чем-то напоминает движение груд­ ве рхность. ной клетки у человека), активно вентилируют свои трахеи. Всё-та­ В воде дыхательная поверх­ ки трахейный тип дыханип - не н ость пересохнуть не может, зато самый совершенный, и чем больше растворённого кислорода здесь со­ насекомое, тем труднее воздуху по­ держится примерно в 40 раз мень­ ступать в глубину его тела. Это ше , чем в воздухе. Поэтому, чтобы не погибнуть от удушья, напри­ одна из причин, почему размеры мер, живущие на дне морские чер­ насекомых имеют жёстко задан­ ви должны непрерывно волнооб­ ный • потолок •. разно покачиваться. Тогда их тела nостоянно омывает свежая вода. У Большинство водных животных акул жабры извлекают из воды в избрали жаберный тип дыхания. nолтора раза меньше кислорода, Жабры - это особые разветвлённые чем у костных рыб, и потому они выросты тела - наружные (как, тоже должны, чтобы не задохнуть­ скажем, у аксолотлей) или внутрен­ ние (как у костных рыб или многих ся, постоянно быть в движении. ракообразных). Чтобы не задох­ У сухопутных животных, из­ нуться, таким животным приходит­ бравших для себя кожный тип ды­ ся постоянно омывать их свежей водой. Рыбы делают это так: на­ хания (например, у безлёгочных бирают воду в рот, а затем, закрыв рот, выталкивают её через жабер­ сал амандр, в значительной степе­ ные щели. Жабры густо пронизаны -ни у других земноводных и у дождевых червей), кожа постоянно выделяет слизь и влагу. •Иногда, кровеносными сосудами: кровь раз­ когда дождевой червь пытается пе­ носит кислород по всему телу. реползти через каменистый учас­ Между прочим, человек тоже ток или асфальтированную дорож­ может дышать не только воздухом, -I<.у в сухую солнечную погоду, но и жидкостью. В опытах мле­ копитающие без вреда дЛя себя ча­ пишут биологи К. Вилли и В. Де­ сами дышали жидким перфторуг­ -тье , его органы, выделяющие леродом. Годится для дыхания и сл изь, оказываются не в состоянии вода - было бы в ней достаточно восполнить потерю влаги в ре­ кислорода (насытить её таким ко­ зультате испарения; кожа стано­ личеством кислорода, как в возду­ вится сухой, червь задыхается и хе, ДОВОЛЬНО трудно). погибает•.

Энциклопедия для детей Следует отметить, что жабры рыб шок • дробится на тысячи обособленных мешоч­ оказываются совершенно негодным ков (альвеол). В результате у человека общая внутренняя поверхность лёгких возрастает до органом дыхания на суше: они быст­ ро слипаются и их общая площадь уменьшается 100 кв. м. настолько, что рыбе, несмотря на избыток кисло­ рода в атмосфере, начинает его не хватать. Особого упоминания заслуживает дыхатель­ ная система птиц. Не удивительно ли, что, часто Наземные позвоночные пользуются лёгочным. взмахивая крыльями в полёте, птица не прояв­ типом дыхания. Они весьма оригинально реши­ ли уже упомянутую проблему поддержания ды­ ляет никаких признаков •одышки•, не задыха­ хательной поверхности влажной. Просто раз­ местили её внутри своего тела! В ряду от двояко­ ется? Оказывается, в её теле помимо лёгких есть дышащих рыб и земноводных вплоть до млеко­ ещё особые воздушные мешки. Они не только питающих внутренняя поверхность лёгких не­ облегчают общий вес птицы. В момент выдоха прерывно растёт. Первоначальный простой •ме- воздух из этих мешков поступает в лёгкие. Та­ ким образом птицы дышат и на вдохе, и на выдохе. ПИТАНИЕ 1 наружу в любом месте тела амёбы. Такой же способ питания и у инфузорий. Но у них пища п итаются все живые существа без исключе­ заглатывается уже не любым участком тела, как ния. Но при этом растения и грибы всасыва­ ют питательные вещества из окружающей сре­ у амёбы, а строго определённым - ртом. -У губок питание также внутриклеточное ды, а животные активно захватывают свою пи­ щу. они процеживают сквозь себя воду, и их клетки •отлавливают• из неё пищевые частицы. Чтобы Самый простой тип питания - внутрикле­ насытиться, губки должны непрерывно питаться. точный. Так питаются все простейшие. Амёба, По сравнению с ними кишечнополостные (ме­ например, обтекает пищу ложноножками. Полу­ дузы, кораллы, актинии, гидра) сделали замет­ ный шаг вперёд. Они могут захватить порази­ •чается пузырёк, который сливается с внутри­ тельна крупную добычу (актинии, например, захватывают крупных рыб), а затем долгое вре­ клеточными желудками•- лизасомами (см. ст. мя её переваривают. Сделать это им позволяет •Клетка• ). Затем непереваренное выбрасывается полостное пищеварение. У гидры пища около 4 Типы питания. часов переваривается в кишечной полости, а ВвутрИJ(леточный тип питания (слева5: затем уже внутри клеток, выстилающих эту амёба заrлатывает пИJцу, после чеrо она сливается полость. Непереваренные остатки у кишечно­ с <<внутриклеточным желудком>> (лиэосомой). полостных плоских червей выбрасываются через Внутриполоствой тип питания (на примере rидры). рот. Это создаёт очевидноенеудобство - до тех пор пока пищеварение полностью не завершено, животное не может глотать новую пищу. Проблему решает новое •изобретение• при­ роды - сквозной пищеварительный тракт. Он представляет собой как бы трубку с отверстиями на обоих концах: в одно поступает пища, через другое выбрасываются непереваренные остатки. Движение по этой •трубке• идёт лишь в одном направлении, так что животное может продол­ жать кормиться, пока идёт пищеварение. Эта схема действует у большинства животных - от кольчатых червей до млекопитающих. Вблизи рта у большинства животных имеются устройства для размельчения пищи. Это может быть зоб с твёрдыми камешками (у птиц) или зубы (у млекопитающих). В желудке человека пища приобретает кон­ систенцию жидкого супа. Всасывание пищи в кровь происходит в кишечнике. Кишечник боль­ шинства зверей длиннее их тела. Благодаря мно­ жеству ворсинок, которыми покрыты его стенки, 40

Жизнь 011 имеет очень большую поверхность всасывания: у человека, например, 01(0ЛО 200 КВ. М. Интересное приспособление возникло в организме акул. У них длина I(Ишечника невелика: у трёхметровой акулы - всего 2, 7 м, тогда как у •rеловека ростом 180 см - 8 метров. Предельно увеличить поверхность всасывания им позволяет складка кишечной стенки, завёрнутая наподобие нинтовой лестницы. Её называют спиральным клапаном. Продвигаясь по ltишке, пища проходит до 45 витков. Человек тратит на еду около часа в день. Звери, поедающие малопита­ •а• льные растения, должны питаться почти непрерывно и тратить на еду большую часть дня. Кроме того, млекопитающие не могут переваривать а~еллюлозу, и для её переваривания в их желудке и кишечнике живёт ш·ромное количество микроорганизмов. Поэтому самая сложная пище­ щt.рительная система имеется у травоядных млекопитающих, в особен­ IIОСТИ жвачных. Их желудок становится похож на целый завод с много­ с:•rадийным производством и множеством цехов. (Об устройстве желудка жвач ных и живущих в нём простейших см.ст. •Простейшие».) Общую закономерность, действующую среди млекопитающих, можно с •tJюрмулировать так: чем больше растительной пищи в рационе животного, •rсм длиннее его кишечник. КРОВЬ И КРОВООБРАЩЕНИЕ ч асто можно услышать выражения: •узы крови•, •голубая кровь•, •кровная обида•, •портить кровь», •холодная кровь• и т.п. Ещё чаще уноминается сердце- орган, который приводит кровь в движение: .горя­ ч е сердце», •легко на сердце», •сердечный человек», •каменное сердце» ... На самом деле, конечно, сердце не может быть ни •добрым», ни •злым», 11 кровь не бывает .горячей• или •холодной». Просто люди издавна 11 дметили, что работа сердца, · кровеносной сист~мы и общее состояние •1 ловека тесно взаимосвязаны. • Действительно, для жизни человека чрезвычайно важно всё связанное с кровью. Если из тела человека вытечет вся кровь или сердце прекратит 11 редвигать её по телу, он погибнет. Кровь в любом организме выполняет -ннжнейшую функцию транспортную. Двигаясь, она разносит по всему 'I'I . ЛY кислород, набранный лёгкими, питательные вещества, усвоенные аtишечником, а со всего тела собирает накопившиеся вредные и ненужные отходы, помогая вывести их из организма. Пищеварительная В общем •кровь - совсем особый сок». Это слова Мефистофеля из система человека. tФауста• Гёте, и более точно и кратко сказать трудно. Чтобы лучше II(Шять, что делает кровь внутри организма, посмотрим, из чего она с • о таит. Белая кровяная клетка просачивается сквозь стенку кровеноевого сосуда. 41

Энциклопедия для детей СОСТАВ КРОВИ возьмём мазок крови и рассмотрим его под быть, это какие-то инородные паразиты вроде микроскопом. А ещё лучше - представим, дизентерийных амёб, поселившиеся в крови? что мы уменьшились в 100 тыс. раз и оказались Нет, это белые кровяные клетки - лейко­ внутри кровеносного сосуда. циты. Их существует несколько разновидностей До сих пор находятся люди, убеждённые, что (на чём мы не будем здесь подробно останав­ -кровь это однородная красная жидкость, что­ ливаться). В 1 куб. мм крови их меньше, чем . эритроцитов (до 9 тыс.). Но работу они выполня­ то вроде молока. Действительно, на 55% кровь ют важную. Если в организм попадут чужерод­ -состоит из жидкости плазмы, но вовсе не ные вещества или микробы - возбудители бо­ красной, а светло-жёлтой. На 90% плазма со­ лезней, лейкоциты смело бросаются на врага~ стоит из воды, а остальное - растворённые в ней поедают его и, к сожалению, в конце концов соли, белки, витамины, продукты пищеварения, погибают, спасая нас. Они могут проходить вредные вещества, которые предстоит выбросить сквозь стенки кровеносного сосуда и через со­ из организма. седние ткани к месту, куда попала инфекция. Но если мы оказались в кровяном потоке, то Множество пожертвовавших собой лейкоцитов -сразу же можем заметить, что кровь не жид­ образуют гной на мес:rе воспаЛения. кость, а текучая ткань. Вокруг нас со всех сторон Так что, если мы исследуем собственную кро­ плывут особые клетки крови. Их называют фор­ веносную систему и на нас нет одежды из чуже­ м.енным.и элем.ентам.и. В первую очередь это родных белков (например, шерсти или кожи), лейкоциты не обратят на нас внимания. Но если красные кровяные клетки, которые и придают мы забрались в чужую кровеносную си~тему ... крови её цвет, - эритроциты. Первым в мире нам придётся горько об этом пожалеть. их разглядел под микроскопом голландец Ян Как правило, такими болезнями, как корь, еваммердам в 1658 г. краснуха, ветрянка, люди болеют один раз в жизни. Это значит, что у человека появилась С учётом масштаба нашего уменьшения нам способность бороться с определёнными организ­ мами, попадающими в него. Такое свойство на­ представляется, что размер эритроцитов - 70- зывается им.м.унитетом.. Этим свойством мы то­ 80 см. По форме они напоминают бублики с же обязаны лейкоцитам. Они вырабатывают осо­ бые вещества, разрушающие или обезврежива­ плёнкой вместо дырки. Хотя, строго говоря, так ющие чужеродные объекты (см.ст. •Белки•). они будут выглядеть, только вольготно распо­ Около 200 лет назад люди научились в некото­ ложившись под микроскопом. А в потоке крови рых случаях создавать иммунитет искусственно и узких сосудах им придётся принимать самую (см.ст. •Эдвард Дженнер• ). невероятную форму: то ли червяков, то ли кол­ Итак, как мы видим, кровь выполняет и басок... В 1 куб. мм крови человека - 5 млн защитную функцию. эритроцитов. А всего их в крови -до 25 трил­ лионов (1). Эритроциты - своеобразные • вагон­ Наконец, к форменным элементам относятся чики для кислорода•, который они доставляют кровяные пластинки - тромбоциты. Это не от лёгких ко всем клеткам организма. В них клетки, а •осколки• специальных клеток, и по содержится белок гемоглобин (см.ст. •Белки•), размеру они невелики: 20-40 см в масштабе который можно назвать •креслом• для кислоро­ нашего уменьшения. У них - особая задача. да. Когда кровь проходит через лёгкие, • кресла• Благодаря им любая рана не приводит к выте­ канию всей крови, т.к. кровь свёртывается при •вагончика• плотно-плотно забивают •пассажи­ повреждении сосудов и •запирает• выход из ры• -молекулы кислорода. •Кресел• этих не­ них. При соприкосновении с воздухом тром­ мало: 270 млн в одном •вагончике•. Без •пас­ боциты разрываются и высвобождают особый белок. Это запускает сложный процесс (из более сажира• гемоглобин имеет тёмно-красный цвет, чем 10 звеньев) свёртывания крови. Почему этот а приняв его - ярко-алый. Соответственно ме­ процесс такой многоступенчатый? Дело в том, няется и цвет крови: из бедной кислородом и тёмной она превращается в богатую кислородом что когда кровь сворачивается при порезе или и алую, даже рыжеватую . Совершая путешест­ ранке- это хорошо, т.к. предотвратитеё потерю вие через организм, наш •вагончик• постепенно и защитит ранку запёкшимся кровяным сгуст­ ком (тром.6ом.). Но если тромб образуется в кро­ будет пустеть, отдавая кислород тканям. Теперь, если мы присмотримся к потоку крови вяном русле, это может привести к самым непри­ внимательнее, то заметим множество бесцветных ятным последствиям (например, инфаркту). По­ или беловатых •амёб•, более крупных по размеру, чем эритроциты (с учётом нашего уменьшения­ этому врачи перед тем, как сделать укол в кро­ около метра). Может показаться, что они почти веносный сосуд, всегда внимательно проверлют независимы от общего движения крови - вы­ - не осталось ли в шприце воздуха. двигая ложноножки, они двигаются сами по себе, часто поперёк сосуда. При определённых условиях такие •амёбы• могут и «размножаться делением•, как настоящие простейшие. Может 42

Жизнь Природа постаралась и усложнила свёртывание крови, чтобы Клапаны вены пропускают кровь оно происходило, только когда это действительно необходимо. К только в одном направлении. сожалению, для некоторых · людей эти хитрости природы обер­ Омертвение участка сердца (инфаркт) вызвала закупорка артерии, весущей нулись печальной стороной: их кровь вообще не сворачивается. ему кровь. Омертвевший участок Это наследственное заболевание - гемофилия. При такой бо­ сердца и закупореввая: артерия лезни человек может умереть от потери крови, получив неболь­ показавы чёрвым цветом. ш ую царапину. Проявления именно этой болезни имеются в «ГОЛУБАЯ КРОВЬ» виду, например, в сказке •Спящая красавица•, где принцессе м ы уже знаем,_ что голубую кровь п редсказали гибель от простого укола веретеном . Заметим, впро­ имеют в деиствительности разве че м, что с научной точки зрения сказка неточна - гемофилией что некоторые моллюски . Но откуда ВЗ!IЛОСЬ выражение СГОJJубая (т.е. болеют обычно только мужчины. аристократическая) кровЬ»-? Оказыва­ ется, в Исnании так говорили о людях Итак, мы видим, что несколько литров нашей крови (5 л у со светлой кожей (в отличие от мав­ в зрослого человека и 3 л у ребёнка) - сложнейший мир, запол­ ров и их потомков), вены которых вы­ глядят так, как будто по ним течёт ненный множеством веществ и частиц, населённый миллиар­ голубая кровь . Позднее это выражение приобрело сегодняшнее значение. дами живых клеток, каждая из которых занята своей работой. Здесь проплывают красные •вагончики• для кислорода (эритро­ циты), совершают свой обход вооружённые •стражники• (лейко­ циты) и внимательные •ремонтные рабочие• (тромбоциты). (А если изучить глубже механизмы иммунитета, обнаружатся даже • учёные•, изобретающие новое эффективное оружие . ) Разбега­ ются глашатаи и рассыльные, объявляющие всему организму си гнал тревоги, побудку или что-то ещё, - это гормоны (см. раздел •Гормоны• статьи •Вещества организма•). Производит большинство форменных элементов красный ко­ стный мозг, находящийся внутри некоторых костей. За время средней человеческой жизни (70 лет) он даёт тонну лейкоцитов и 650 кг эритроцитов. Таков в общих чертах состав крови человека. У лягушки, рыбы, моллюска он будет всё сильнее отличаться от человеческо­ го . Кровь некоторых моллюсков бесцветна и по своему составу, пожалуй, ближе к морской воде, чем к крови человека. У других моллюсков (например, головоногих) она приобретает • аристо­ кратический• голубой цвет. Кислород у них переносит вместо гемоглобина другой белок, содержащий не железо, как гемо­ глобин, а медь. Наконец, у дождевого червя кровь красного цвета и содержит гемоглобин. Но он не собран в эритроциты, а раст ­ в орён в крови. Из-за этого кровь может переносить ещё очень м ало кислорода. Позвоночным животным кислорода нужно го­ р аздо больше. Но, если увеличить количество растворённого гемоглобина, кровь станет слишком вязкой. Природа выходит и з затруднения, •упаковывая • гемоглобин в клетки - эрит­ роциты. Но и на этом эволюция состава крови не заканчивается. -Первоначально эритроцит нормальная клетка, шарообразной или овальной формы. Постепенно в ходе эволюции он становится всё меньше и меньше: так гораздо экономнее. У лягушки эри­ троциты ещё имеют ядро, а в эритроцитах человека ядра нет. В м омент выхода из красного костного мозга они выталкивают ядра из себя. Ведь что такое ядро? Хранилище хромосом - • инструкций • по сборке и перестройке клетки. А эритроциту всю свою недолгую жизнь - от 13 до 130 дней - предстоит делать одну и ту же монотонную работу: принимать и отдавать кисло­ род . Нужны ли тут •инструкции•? Только занимают место! В результате всё больше и больше становится кислородная ёмкость эритроцита. Под конец он получает форму двояковогну­ того диска, у которого соотношение рабочей поверхности и объёма самое выгодное. Если у рыб, например, в 100 г крови содержится 5-10 г гемоглобина, то у зверей- 10-15 г. Общая площадь поверхности всех эритроцитов человека- 3700 кв. м, около трети гектара! 43

Эн.цик.л.опедия д.л.я детей •Состарившиеся•, отработавшие желчь. При этом организм очень бережно отно­ свой срок эритроциты разрушаются в сится к каждой крупице железа, ценя её •на вес золота•. Оно •на свалку• не отправляется, а печени и селезёнке. Селезёнку даже • идёт во вторсырьё • для производства новых называют • кладбищем эритроцитов •. Из гемо­ эритроцитов. глобина образуется участвующая в пищеварении ГРУППЫ КРОВИ У ЧЕЛОВЕКА п ри травме, родах люди часто теряют боль­ переливать кровь любой группы. Но группу АВ шую часть крови, что создаёт опасность для их жизни. Издавна врачи пытались помочь та­ имеет всего около 3% людей. ким потерявшим много крови больным, вливая Получая за открытие групп крови Нобелев­ им чужую кровь. В 1667 г. французский учёный скую nремию, австрийский врач Карл Ланд­ штейнер предположил, что в будущем откроют Ж. Дени впервые успешно произвёл перелива­ новые группы крови. И он оказался прав. Сегод­ ние крови ягнёнка такому обескровленному ня учёные нашли множество разновидностей больному. В России первое переливание крови крови помимо основных четырёх груnп. Некото­ успешно сделал акушер из Санкт-Петербурга Г.С. Вольф, вливший кровь роженице, погибав­ рые из них так редки, что встречаются у одно­ шей от кровотечения. К сожалению, до начала ХХ в. предсказать успех переливания было не­ го-двух человек во всём мире. Таким людям возможно. В некоторых случаях (таких, как приходится сдавать собственную кровь для себя упомянутые) больной выздоравливал, в других на случай переливания. Особенно важно одно из случаях - погибал. качеств крови, открытое вначале у макаки-ре­ Так как кровь брали обычно у ягнят, против­ зус, а затем у человека. Его назвали резус-фак­ тором. Если кровь матери и кровь нерождённого ники переливания крови едко шутили, что для ещё ребёнка отличаются по этому качеству, это может привести к тяжёлой болезни новорождён­ •такой процедуры требуется целых три барана: ного. Поэтому супругам важно знать резус-фак­ у одного кровь берут, другому nереливают, а тор крови друг друга. третий это делает •. Кровь, добровольно сданную донорами, хра­ Лишь в начале ХХ в. учёные выяснили, что нят для последующего переливания на станциях кровь человека делится на четыре группы по переливания крови. За один раз у донора можно взять до полулитра крови. Сейчас нет ни одной своим свойствам (А, В, АВ и 0). Если, например, лечебной медицинской специальности (от хирур­ гии до психиатрии), где не применялось бы человеку, имеющему кровь группы О, перелить переливание крови. Медицине нужно поэтому огромное количество донорской крови. Рекорд по кровь любой другой группы, эритроциты в его сдаче крови установил американец Аллеи До­ крови начнут склеиваться, а затем разрушаться. стер. За 23 года он сдал более 466 л крови! С Это объясняется наличием в крови каждой груп­ другой стороны, при операции на сердце для пы особых веществ, вызывающих такое склеи­ одного больного в США, страдавшего гемофили­ вание. Кровь нулевой груnпы можно переливать людям с кровью любой группы. Нулевую группу ей, попадобилось 1080 л донорской крови. крови имеет около 45% людей. Больше всего повезло людям с группой крови АВ - им можно ВОЗНИКНОВЕНИЕ КРОВЕНОСНОЙ СИСТЕМЫ все ли животные имеют кровь? Оказывается, клетки уже начинают задыхаться, объясняет и нет. Губки, кишечнополостные (медузы и уплощённую форму плоских червей (из-за кото­ полипы), плоские черви обходятся без крови и рой они и получили своё название). кровеносной системы. Но мы знаем, что все У кольчатых червей и моллюсков строение ткани животных должны дышать, получать кис­ тела усложняется, кишечная полость уже не лород. Как же перечисленным животным удаёт­ ся выйти из затруднения, не имея доставляющей занимает всё тело целиком. Кроме того, если они кислород крови? живут на суше, им уже не может помогать У медуз, например, кишечная полость повто­ ряет все изгибы тела, занимая его целиком. В окружающая водная среда. Возникает необходи­ результате получается так, что любая клетка мость во •внутреннем море•, которое омывало тела медузы расположена не дальше 1 мм от воды, насыщенной кислородом, - либо внеш­ бы тело изнутри. Вообще, учёные обнаружили удивительное сходство в определённых качест­ ней, либо находящейся в кишечной полости. И вах крови и морской воды. Образно говоря, ощу­ получает кислород прямо из этой воды. Этот щая солёный вкус крови, мы чувствуем вкус вод • миллиметровый предел •, дальше которого того древнего океана, частицу которого мы со­ хранили внутри себя. Кровеносную систему не­ редко так и называют «nленённым морем•. 44

Как кровь будет омывать все ткани и органы Жизнь тела? Для этого она не может быть •налита• внутри, как вода в кишечную полость. Она Кровевоевые системы дождевого червя и рака. должна двигаться, а её движение будут направ­ Синим цветом обозначены жабры. лять особые •тоннели• - кровеносные сосуды. Кровеносные системы рыбы, земноводного, зверя. Красным и синим цветом обозначены Что же будет приводить её в движение? богатая и бедная кислородом кровь. СЕРДЦЕ 45 одно из первых • изобретений • природы в об­ ласти кровообращения - сердце. Русское слово •сердце• происходит от слова •середина•. Действительно, оно- •серединка всего тела• и, перемещан кровь по телу, обеспечивает организм всем необходимым. Чтобы непрерывно перего­ нять кровь, сердце должно быть сильным, поэто­ -му его основная часть сердечная мышца. Между пятью парами пульсирующих сосудов ( •сердец•) дождевого червя и сердцем челове­ ка- огромное различие в строении. Множество природных усовершенствований отличает второе от первого. Удивительна скорее, что есть между ними и кое-что общее. Если мы накачиваем, например, шину велосипеда, то специальный клапан в насосе не позволит воздуху выходить через него обратно в тот момент, когда насос втягивает новую порцию воздуха. Точно так же в сердце, будь то сердце дождевого червя или человека, есть специальные клапаны, не пропу­ скающие кровь обратно. У спящего человека сердце перекачивает за минуту 4-5 л крови и сокращается 60-80 раз. При тяжёлой физической работе оно может пере­ качивать за минуту и 25 л крови. У тренирован­ ных спортсменов сердце в покое сокращается не чаще, а реже, чем у остальных людей (до 40 раз в минуту), т.к. за одно сокращение перекачивает в полтора-два раза больше крови. Чем больше по размеру животное, тем реже его пульс, медленнее дыхание и обмен веществ. У слона пульс- 20 ударов в минуту, у быка- 25, у зайца - 200, у мыши - 500, у землерой­ ки- до 1000. Но у холоднокровных животных пульс резко •отстаёт• от теплокровных: напри­ мер, у лягушки - 30, у паука - 60 ударов в минуту. Удивительно, как сердечная мышца не устаёт при . такой постоянной работе в течение всей жизни человека? Оказывается, мышца сердца успевает отдохнуть за доли секунды, расслабля­ ясь между сокращениями. Но зато она неспособ­ на, как, например, мышцы руки, долго оста­ ваться напряжённой. Для сердечной мышцы характерна автом.а­ тия. Даже изъятое из организма сердце может продолжать сокращаться. Это связано с особыми I<.летками в сердечной мышце, в которых рит­ мично возникает возбуждение. В принципе работа сердца гораздо проще ра­ боты большинства других органов человека. По­ этому не прекращаются попытки создать для -- -- - - - - - - - - -----