Текст книги "Гомо акватикус"
Автор книги: Александр Чернов
сообщить о нарушении
Текущая страница: 22 (всего у книги 22 страниц)
«Букаблок» – «Телебук»
Важнейшим звеном в цепи событий, предшествовавших экспедиции «Преконтинент-четыре», стала так называемая операция «Букаблок», осуществленная в лаборатории прикладной физиологии центра морских глубоководных исследований в Марселе. Главные действующие лица этой драматической программы – козы, овцы-мериносы и бараны. Цель – определить предел погружения при дыхании гелиоксом. Руководитель экспериментов – профессор Жак Шуто.
Первые опыты Шуто провел в кессоне под давлением сорок, пятьдесят и шестьдесят атмосфер. Впоследствии «глубина погружения» возросла до 700, а затем 1000 метров!..
До 400 метров давление увеличивалось ступенями через каждые пятьдесят, а потом – через сто метров. Каждая остановка – на одни-двое суток.
Под этим чудовищным давлением четвероногие жили по десять-двадцать дней.
В одном эксперименте козы и овцы провели три недели под давлением, равным погружению на 600 метров.
«Телебук» – продолжение программы «Букаблок». По этому плану глубина увеличена до 800 метров, а продолжительность отдельной операции – до одного месяца.
Каковы же результаты этих дух захватывающих опытов? Ученые пришли к выводу: в принципе животным под силу давление, царящее на глубине 900 метров, но при самом строжайшем контроле за составом дыхательной смеси. Каждой ступени глубины соответствует свой газовый коктейль.
Какие открытия еще ждут французских физиологов, ведь кессон рассчитан на 1500-метровую глубину? В двух других отсеках – оба на пятьдесят восемь атмосфер – трехкамерной барокамеры центра испытываются кандидаты, посвящающиеся в Homo aquaticus.
Киевские сальваторы
– В аквариуме – стальной герметической камере с просторными иллюминаторами – плавала белая мышь. Быстро-быстро перебирая лапками, она спустилась на дно и уткнулась крошечным носом в прозрачное оконце водяного домика. Это был юркий, подвижной зверек, ни секунды не сидевший спокойно. Оранжевые толстые иллюминаторы не будили в нем страха. Однако вскоре мышь потеряла всякий интерес к присутствующим и продолжала заниматься своими делами… Фотокорреспонденту не удалось запечатлеть момент, когда зверек пулей влетел сквозь открывшийся шлюз, развернулся в воде, а затем бросился к иллюминатору. Мы растерялись, потрясенные необычностью происходящего. Лишь спустя двадцать секунд щелкнул затвор фотоаппарата. Животное к этому времени принялось обследовать все уголки необычной подводной квартиры… – таково документальное свидетельство очевидца этой удивительной истории.
Где же произошло это чудо и кто совершил его?
В роли легендарного доктора Сальватора выступил молодой физиолог Владлен Козак. Вместе с ним в проведении экспериментов участвовали Михаил Иродов, Майя Лободюк и еще несколько сотрудников лаборатории гидробионики в Киеве.
…Кислорода в воде обычно немного. Рыбы фильтруют сквозь жабры огромное количество жидкости, чтобы получить необходимую порцию «газа жизни». А как быть в этой стихии обладателю легких? Ведь они в отличие от жабр не приспособлены к тому, чтобы добывать кислород из воды, у них иная конструкция, иной принцип работы.
Но, оказывается, дело не только в несовершенстве легких, но и в количестве кислорода, растворенного в воде.
Известно ведь, что рыба гибнет в озере, скованном льдом, в котором нет отдушин. Гибнет она из-за недостатка кислорода и в затхлом, зарастающем пруду.
Наблюдения показали, что легкие млекопитающих, как и жабры рыб, все же могут извлекать содержащийся в воде кислород. Разница в том, что рыбы довольствуются самой незначительной концентрацией кислорода в воде.
Для животных, чтобы они выжили, не захлебнулись, необходимо растворить десять-пятнадцать процентов кислорода, а то и больше. Тогда животное начинает… дышать водой! Вдох – выдох, вдох – выдох… Как обычно! Именно так и вела себя белая мышь.
Конечно, этот опыт не получился бы, если бы мышь попала в обычный аквариум. Вода не удержит столько кислорода: газ сразу же улетучится из нее, подобно пузырькам воздуха, которые попадают в стакан с водой, если дуть в него через соломинку.
– В чем же дело?
– В давлении!
Вспомните минеральную воду или шампанское в бутылках.
Откройте пробку – раздается легкий хлопок, давление моментально падает до комнатного, и газы, растворенные в жидкости, цепочкой пузырьков потянутся к горловине бутылки.
При избыточном давлении, равном десяти атмосферам, – такое давление царит на глубине ста метров – вода растворяла примерно столько же кислорода, сколько его в воздухе, которым мы дышим. В опытах с белыми мышами достаточно создать давление, равное шести-восьми атмосферам.
– А как же углекислый газ?
Он выдыхается в воду и растворяется в ней.
Должно соблюдаться и другое правило. Пресная вода для дыхания смертельна. У животных, которые дышали такой водой, вдруг начиналось горловое кровотечение, и они гибли. Разгадка оказалась очень простой: вымывание солей из крови.
Камера, где находилась мышь-акванавтка, была наполнена водой, напоминающей морскую.
Не следует забывать и того, что дальние предки человека некогда сами вышли из моря. Это случилось очень давно, много миллионов лет назад. Но мы до сих пор носим в себе следы этого происхождения. Плазма крови имеет тот же солевой состав, что и морская вода: в крови людей живет крохотная частичка моря…
Между тем давление в аквариуме непрестанно возрастало. Крошечный сухопутный зверек превращался в обитателя морских бездн… Значит, разница между жабрами рыб и легкими млекопитающих, а стало быть и людей, не такая уж непроходимая пропасть!
Лишь на тридцать седьмой минуте ритмичные дыхательные движения животного несколько нарушились.
– Это еще не признак опасности. Не надо забывать, что на дыхание жидкостью требуется во много раз больше энергии: плотность воды в восемьсот раз превышает плотность воздуха! – поясняет один из экспериментаторов.
Несколько раньше исследования в этой области начал голландский физиолог, профессор Лейденского университета доктор Иоганнес Кильстра.
В одном из экспериментов Кильстры мыши находились в камере под давлением ста шестидесяти атмосфер! Маленькие, ничем не защищенные зверьки как бы побывали на глубине 1600 метров! А еще четверть века назад ни одна из подлодок с бронированным корпусом не поднялась бы и с глубины, вдесятеро меньшей…
Как ни парадоксально, но роковым оказалось возвращение на твердую землю. Зверьки, благополучно прожившие под водой, гибли, стоило им выйти из аквариума.
В экспериментах профессора Кильстры под водой жили не только белые мыши, но и собаки.
В одном из первых экспериментов Кильстры собака по возвращении «на землю» прожила целый месяц. В другом опыте собака дышала водой полчаса и осталась живой и невредимой, а в дальнейшем даже принесла здоровое потомство.
Значит, смерть все-таки подстерегает не всех!
По мнению экспериментаторов, весь секрет в том, что у крыс и мышей слишком миниатюрные органы дыхания. Когда зверьки выходят на воздух, остатки воды застревают в легких, и животные гибнут от удушья.
Некоторые свои эксперименты Иоганнес Кильстра провел не в герметической камере, а в открытом аквариуме, установленном на дне барокамеры. Это заметно упрощало дело, особенно облегчалось общение с подопытными «акванавтами».
Несколько иначе ставил эксперименты американец Лампьер. Животные держались в станке. Никаких аквариумов. Собак, как аквалангистов, облачили в маски, только вместо сжатого воздуха через легкие циркулировал насыщенный кислородом физиологический раствор. В одном из опытов участвовали шестнадцать собак, выжили семеро.
Сможет ли человек дышать под водой подобным образом? Вдыхать живительный газ подобно тому, как каждый из нас… уже мог делать это, находясь в околоплодной жидкости в материнской утробе?..
Человек с жабрами
Вот что рассказывал один из участников пресс-конференции, организованной в аудитории исследовательского центра американской фирмы «Дженерал электрик»:
– Герой дня, ради которого собрались журналисты, никому так и не дал интервью. Он оставался нем, словно рыбы, которые плавали вокруг него. Но это молчаливое спокойствие красноречиво говорило само за себя. Еще бы!..
Внимательные зрители уже давно приметили, что две стенки и крышка подводной клетки со зверьком сделаны не из стекла или плексигласа, а из тончайшего гибкого материала – особой пленки, изобретенной Вальтером Роббом.
Эта пленка извлекает кислород из воды. Убыль кислорода, «сгорающего» в организме животного, непрестанно восполняется притоком свежего газа из окружающей воды. Надо только, чтобы давление внутри домика было меньше, чем снаружи. Кислород без труда «протискивается» сквозь мембраны, направляясь из области более высокого давления туда, где давление ниже. Замечательно, что углекислый газ при этом направляется в обратную сторону: автоматически проходит сквозь стенки и растворяется в воде…
Но еще раньше – много-много раньше – это изобретение было сделано нашим старым знакомцем – пауком серебрянкой.
Загадочный образ жизни серебрянки, его уникальная хижина давно интриговали воображение ученых.
О серебрянке, не скрывая своего изумления, писал несколько десятилетий тому назад… автор «Синей птицы» – бельгиец Морис Метерлинк.
«Правда, давление, которому подвергаются пауки и люди, не одинаково. К тому же наши легкие поглощают значительно больше кислорода и больше выдыхают углекислого газа. Да и дыхательные системы у нас разные. Но удивительно то, что приспособление ничтожного паука вызывает так много вопросов…»
Метерлинк еще тогда призывал разгадать секреты серебрянки с ее удивительным подводным домом и обратить эти знания на пользу людям.
Но вернемся к воздушным мембранам Вальтера.
Робба, которые позволяют черпать кислород для дыхания непосредственно из воды. Для этого, считает Робб, достаточно иметь всего два – два с половиной квадратных метра пленки, которая будет отгораживать пространство, заполненное воздухом, от окружающей воды. Конечно, еще немало придется поработать, прежде чем будут созданы надежные подводные домики с такой мембраной.
Во всяком случае, первые искусственные жабры уже созданы! Их изобрел инженер Вальдемар Эйрес из США. Рассказывают, будто ему пришлось с головой залезть под воду, чтобы развеять опасения недоверчивых экспертов патентной службы.
Около десяти лет, независимо от Вальтера Робба, трудился Эйрес над воплощением своей мечты. Изучал работу жабр и механику дыхания рыб, подыскивал подходящие материалы, провел сотни опытов, строил одну модель за другой, выходил на испытания в море…
Что же представляют собой искусственные жабры Вальдемара Эйреса? Этот аппарат действует по тому же принципу, что и продемонстрированная Роббом подводная клетка со зверьком. Поглощает из окружающей воды кислород и отдает отработанные газы. Лицо «человеко-рыбы» защищено маской. «Жабры» и маска соединены шлангом. У побережья одного из нью-йоркских пляжей Эйрес проплавал под водой в течение целого часа!.. Правда, почти у самой поверхности.
«Представьте себе, – пишут ученые-«кашалотоведы» Сергей Клейненберг, Всеволод Белькович и Алексей Яблоков, – что вы находитесь на берегу моря лет этак через десять-пятнадцать. Вот к воде подходит человек и, проглотив какие-то таблетки и запив их чем-то из стакана, начинает размеренно дышать. За его плечами нет акваланга, только на лицо надета маска. Через несколько минут он погружается в море. Проходит пять, десять, пятнадцать минут – его все нет. Наконец, когда вы уже теряете терпение и поглядываете, не бежать ли за помощью, чтобы вытаскивать утонувшего, человек выходит из воды и ложится отдохнуть на песок.
Фантазия? Сегодня – да, но завтра – реальность! В самом деле, создание веществ, способных помочь нашим тканям запасать кислород из воздуха в несколько большем количестве, чем это происходит обычно, вещь вполне допустимая и возможная».
В отличие от них Жак-Ив Кусто верит в хирургический вариант Homo aquaticus:
– Чтобы человек мог выдерживать давление на больших глубинах, следовало бы удалить у него легкие. В его кровеносную систему включили бы патрон, который химически питает кислородом его кровь и удаляет из нее углекислоту. Пловец уже не подвергался бы опасности декомпрессии. Мы над этим работаем…
Прежде всего, отмечает Кусто, таким операциям, вероятно, подвергнутся люди с безнадежно больными легкими.
По мнению Джорджа Бонда, человек с искусственными жабрами, овладевший жидкостным дыханием, сможет совершать погружения наравне с кашалотами, а может, и еще глубже – на 3000–3500 метров!
Эта идея вызвала ожесточенные споры. Многие отрицали и возможность и допустимость с моральной точки зрения столь смелого вмешательства в организм человека.
Слов нет, подобная операция очень сложна. К тому же медикам и без того хватает дел на Земле…
Но окинем взором высоты, достигнутые медициной, и, в частности, хирургией, за последние годы. Реанимация – оживление после клинической смерти, поистине чудодейственное возвращение с того света! Захватывающие дух пересадки действующих органов, включая отдельные участки коры головного мозга.
Свою идею Кусто высказал лет пять назад. Сейчас ученые – физиологи и конструкторы – переходят от слов к чертежам и экспериментам. Изобретение Эйреса – лишь одна из первых ласточек, знаменующих появление людей новой «расы» – Гомо акватикус.
Еще один обнадеживающий эксперимент. Его провели сотрудники Вестминстерского госпиталя в Лондоне С. Фельдман, Дж. Хойл и Дж. Блэкберн. Их опыт как бы перекидывает мост между гипотезой Кусто и реальностью.
Экспериментаторы вводили кислород непосредственно в кровеносные сосуды животных, полностью отключив легочное дыхание. Самое любопытное, что при этом использовался не чистый кислород, а перекись водорода, которая впрыскивалась в аорту. Обогащенная артериальная кровь поступала во все органы животного. При этом перекись водорода постепенно разлагалась на воду и кислород.
Решающее значение в этом эксперименте имеет дозировка и скорость подачи перекиси водорода. При излишке ее в организме высвобождается слишком много кислорода, который не успевает ни раствориться в крови, ни прикрепиться к «вакантному» гемоглобину, и тогда в кровенрсных сосудах могут образоваться пузырьки газа, как при кессонной болезни. Чтобы этого не произошло, необходимо тщательно рассчитать нужный для «дыхания» запас вещества.
Английские физиологи ежеминутно впрыскивали в аорту кошки один кубический сантиметр перекиси водорода. Этого оказалось достаточно, чтобы животное могло полностью «выключить» свои легкие и дышать газовой смесью, искусственно введенной в организм…
А вот и последнее сообщение: американский акванавт Френсис Фалейчик дал согласие стать первым в мире человеком-амфибией.
Эксперимент, в котором он принял участие, осуществил Иоганнес Кильстра, после многочисленных испытаний с животными вполне уверенный в благополучном исходе. Однако из-за возможных непредвиденных осложнений опыт сначала проводился только с правой частью легкого. В дыхательные пути был введен двойной шланг, концы его находились в бронхах. Через этот шланг Фалейчик вдыхал обогащенную кислородом соленую воду. Левая часть легкого работала как обычно, вдыхая атмосферный воздух.
Ни при испытании, ни после него никаких опасных для жизни осложнений не было. По словам Френсиса Фалейчика, он не испытывал особого затруднения при дыхании водой.
Однако победа была неполной. Хотя дыхательная жидкость хорошо питала легкое кислородом, справиться с другой жизненно важной задачей – удалять из крови двуокись азота – она пока как следует не смогла.
Впрочем, Кильстра уверен, что в скором времени ему удастся преодолеть и этот барьер.
Дыхательной жидкостью не обязательно может быть вода. Есть и другие, более подходящие для этой цели вещества. Например, некоторые фтористые соединения обогащаются кислородом в необходимом для дыхания количестве уже при нормальном давлении! Кроме того, они втрое быстрее удаляют из легкого ядовитую двуокись углерода.
Опыты Кильстры, Лампьера советских ученых дают основание надеяться, что в недалеком будущем исследователи и колонисты морских глубин получат акваланги, заряженные вместо воздуха циркулирующей синтетической жидкостью. Тогда, уверяют авторы этой идеи, человеку станет не страшно любое давление…
Решимость подвергнуться рискованной операции, «обращающей человека в земноводное», высказал и океанавт-один – бельгиец Робер Стенюи…
