Текст книги "Карлики рождают гигантов"
Автор книги: Владимир Крупин
сообщить о нарушении
Текущая страница: 9 (всего у книги 13 страниц)
Третья группа – ультрамикроэлементы. Они содержатся в организмах в ничтожных количествах, меньше миллионных долей процента. Это аргон, скандий, галлий, германий, селен, рубидий, иттрий, цирконий, ниобий, рутений, родий, индий, олово, сурьма, теллур, цезий, лантан, церий, празеодим, неодим, золото, ртуть, таллий, висмут, полоний.
В третьей группе особо выделяются радиоактивные элементы – радий, актиний, торий, уран.
Все эти элементы играют свою роль в жизненных процессах. Недостаток или избыток какого-то из них так или иначе сказывается на течении биохимических реакций. Отсутствие некоторых микроэлементов может оказаться катастрофическим для организма. И наоборот, небольшая доза элемента, добавленная в пищу, может спасти организм от болезни и смерти.
Вот история курьезная и поучительная. В 1931 году в Новой Зеландии произошло сильное землетрясение. В результате возле города Напира поднялось дно океана. Новый клочок суши был использован под огороды. С тех пор жители Напира не знают зубной боли. Тогда как в соседнем городке Гастингсе болели по-прежнему.
Овощи, выращиваемые на дне бывшей лагуны, были тщательно обследованы. Химический анализ показал, что в них содержится много молибдена, зато меньше меди, чем в Гастингсе. Специалисты считают, что именно молибден лечит зубы напирцев.
Молибден – один из важнейших микроэлементов. Он играет большую роль и в жизни растений. Особенно много молибдена содержится в клубеньках бобовых растений. Его присутствие там не случайно. Этот металл помогает клубеньковым бактериям усваивать азот воздуха. Другие фиксирующие низшие микроорганизмы – например, азотобактер кроококкум – не могут развиваться на питательных средах без молибдена. В присутствии же этого элемента они усиливают усвоение азота на 600–700 процентов по сравнению с контролем.
В вегетационных и мелкоделяночных полевых опытах применение молибденовых удобрений повышало урожай сена, семян и корневой массы бобовых. Положительный результат был получен не только при внесении молибдена в почву, но и при обработке им семян или опрыскивании растений.
Молибден нужен растениям для нормального процесса фосфорного питания. Он участвует в углеводном обмене.
Потребность в молибдене как будто невелика – всего несколько килограммов на гектар. И все же его часто не хватает.
Дело в том, что растения усваивают только так называемый подвижный молибден. Запасы его в почве всегда малы, особенно на кислых почвах. В таких местах растения испытывают молибденовое голодание. Недостаток молибдена можно возместить обыкновенным известкованием. Почва при этом становится нейтральной или слабо щелочной, в которой молибден переходит в доступные для растений формы, – и урожай немедленно поднимается.
«Злые духи» меняют квалификацию
Роль микроэлементов в организме разностороння и многогранна. Они активно участвуют во всех жизненных отправлениях, теснейшим образом взаимодействуя с ферментами и витаминами.
Между ферментами и микроэлементами существует, можно сказать, железная связь. В молекулу некоторых наиболее важных ферментов входит железо. Дело в том, что ферменты не всегда могут выполнять свою работу самостоятельно. Им нужны помощники. Эту роль и выполняют металлы. Цинк, марганец, железо, магний. Ионы этих металлов помогают ферментам в их работе и называются активаторами.
Обычно активаторы находятся в клетке в свободном состоянии. Нужно ферменту провести какую-то реакцию, он прибегает к помощи металла. Но иногда фермент выполняет такую важную функцию, что не может обойтись без своего активатора ни секунды. В таких случаях он крепко присоединяет к себе микроэлемент. В окислительном ферменте главную роль играет железо. Именно оно и производит этот процесс. Но без белковой молекулы железу было бы негде развернуться. Фермент предоставляет ему свою поверхность, и на ней совершается окисление.
Существуют вещества, которые нарушают работу атома железа, скажем, молекула цианида. Конвейер жизни останавливается. Почему?
Атом железа обычно укладывает на поверхность белковой молекулы то или иное вещество, чтобы дать ему возможность вдохнуть глоток кислорода. Вдохнув его, вещество оживает и отправляется в дальнейший путь. Теперь же, когда железо выключено из работы, возле фермента тотчас образуется очередь задыхающихся «прохожих». Но раздача кислорода прекращена. Проходит несколько секунд, и все живое, что есть в клетке, погибает от удушья.
Вещества, мешающие ферментам выполнять их функции, называются ферментными ядами, или ингибиторами. Вот еще один любопытный пример ингибирования. Активатором фермента может служить другой микроэлемент – магний. Обычно он находится в клетке в свободном состоянии. В случае необходимости фермент призовет его на помощь. И хотя в клетке нет, разумеется, хорошего освещения, фермент безошибочно отберет магний из десятков других атомов, толпящихся «в темноте».
Но вот беда: в этой толпе иногда оказывается бериллий. Это двойник магния. Их атомы очень похожи. Фермент притягивает к себе бериллий и тоже оказывается связанным по рукам и по ногам. Ни вздохнуть, ни оттолкнуть коварного врага. Фермент цепенеет и погибает. Погибает и весь организм.
Карлик убивает гиганта.
Ингибиторы могут поработать и на благо человека. Они применяются с этой целью в таком тонком производстве, как виноделие. Полусладкие вина обычно не стойки. Они начинают бродить уже в бутылках. Сахар, которого в таком вине достаточно, бродит под действием дрожжей. Чтобы остановить этот процесс, надо «выключить» ферменты. Это делает ингибитор вторичного спиртового брожения. Пятьдесят миллиграммов на литр – и дрожжи мгновенно убиты. Ингибитор стабилизирует обстановку в бутылке. Сам же он безвреден для вина.
Один из наиболее редких элементов, принимающих деятельное участие в жизнедеятельности клетки, кобальт. Он сильно напоминает железо. В давние времена кобальт вечно причинял неприятности немецким горнякам. Похожий на железо, он здорово мешал при выплавке металла. Горняки считали, что злые духи заколдовали это железо, чтобы не дать его людям. Злых духов называли кобольдами. От этого слова металл и получил свое название.
«Злой дух» проявляет свой характер и в наши дни.
Лауреаты Ленинской премии Я. В. Пейве и В. В. Ковальский провели огромную работу по составлению карт биогеохимических провинций. Каждая такая провинция характеризуется одинаковым содержанием химических элементов. По карте можно определить, какой элемент в данной провинции в избытке, какого не хватает. Это очень важно знать. Недостаток кобальта в почве может привести к недостатку его в растениях, которыми питаются животные. Так возникает эндемическое заболевание – сухотка, или акобальтоз. Овцы от недостатка этого микроэлемента худеют, шерсть их теряет блеск, развивается малокровие.
Почему?
Не хватает кобальта. А кобальт входит в состав витамина B12 – кобаламина. Этот витамин необходим для образования красных кровяных телец. Лечение овец препаратом кобальта приводит к немедленному выздоровлению.
Молекула кобаламина имеет сложное строение. Молекулярный вес его примерно 1300. И на всю молекулу только один атом кобальта! Только один атом, но без него мы умерли бы от злокачественной анемии.
Чем же определяется столь выдающаяся роль столь малых веществ в живом организме? Прежде всего их участием в сложных биохимических процессах. Микроэлементы, как правило, не действуют сами по себе. Они входят в состав витаминов, ферментов и гормонов – веществ, которые управляют основными жизненными процессами.
Еще таинственней ведут себя в организме ультрамикроэлементы.
Живой атомный реактор?
Клубеньковые накопляют в почве «удобоваримый» для растений азот. Фиксация молекулярного азота из воздуха может быть, как мы видели, весьма значительной – 100 килограммов на 1 гектар. Чтобы связать 10 миллиграммов, требуется 1 грамм сахара (глюкозы). Чтобы фиксировать 100 килограммов азота, надо израсходовать 10 тонн сахара! Такого количества энергетического вещества на одном гектаре не найти, даже если употребить в дело все запасы органики в почве.
Откуда же берут энергию микробы? Н. А. Красильников полагает, что бактерии используют энергию расщепления атомного ядра. Каковы ее источники? Они находятся повсеместно на земной поверхности. Это естественно-радиоактивные элементы (ЕРЭ) – радий, уран, торий, протактиний. Концентрация их в почве ничтожна: миллионные доли процента. На земном шаре, пожалуй, нет растений и иных организмов, которые не содержали бы ЕРЭ. Но какова их роль, точно еще неизвестно.
Опыты показывают, что в малых концентрациях ЕРЭ нисколько не опасны. Напротив, они необходимы для некоторых биохимических процессов. ЕРЭ активизируют обмен веществ в клетках, усиливают рост растений.
Почвенные микроорганизмы обладают способностью накапливать ЕРЭ и концентрировать их в тысячи раз по сравнению с почвой! Не здесь ли скрыта разгадка невероятной «производительности труда» живых фабрик?
Вот о чем говорят авторадиофотограммы колоний микробов, полученные в МГУ.
Испытывалось несколько видов организмов – актиномицеты, азотобактер и клубеньковые бактерии клевера, люцерны, гороха. Питательная среда, в которой они выращивались, содержала ничтожно малую дозу ЕРЭ. Культуры микробов, посеянные на целлофане, быстро разрослись. Затем целлофан был снят и высушен. Получились своеобразные негативы. На каждом колония микробов оставила свой автограф. Негативы проэкспонировали на рентгеновской пленке.
Автофоторадиограмма, полученная на 60-е сутки экспозиции, была поразительной. Самый четкий автограф на пленке оставили штаммы азотобактера. Они аккумулировали больше всего радиоактивных веществ. Клубеньковые бактерии люцерны засветили пленку не так резко. А следы микрококков были почти незаметны.
Еще один отпечаток. Его оставили на рентгеновской пленке корни гороха. Тонкие, размытые бледные нити и четкие яркие зерна – корешки и клубеньки. Это значит, что бактерии в клубеньках не только сами используют ЕРЭ, но и передают их растению.
Радиоавтограммы навели экспериментаторов на мысль удобрить почву ЕРЭ. Так и сделали. Результаты не замедлили сказаться. На корнях гороха началось усиленное образование клубеньков. Число их стало больше, а размер крупней. Вывод очевиден: бактерии используют излучения ЕРЭ для своих жизненных процессов. Как именно? В чем состоит конкретный механизм этого использования? Ответ на эти вопросы наука пока не дала. Открытие доктора технических и биологических наук Волского, доказавшего, что высшие организмы усваивают азот из воздуха, позволит уточнить механизм белкового обмена. Правда, это только начало нового поиска.
Но именно здесь, на рубеже, где еще столько неясного, спорного, проблематичного, перед нами открывается блистательная перспектива. Ядерный луч – вот тот могучий прожектор, который освещает путь вперед.
Карлики создают гигантов
Слово «радиация» чаще всего стоит рядом со словом «опасность». Бетонные стены, свинцовые экраны, красное стекло сигнальных ламп. На массивных дверях – цветок тревожной окраски. Три алых и три желтых лепестка. Будь осторожен! Крепость, которая зовется «Атом», еще не взята. Она посылает навстречу штурмующим ее невидимые разящие смертоносные лучи. Но уже целые «подразделения» этой крепости – гамма-лучи, нейтроны, радиоактивные изотопы – перешли на сторону атакующих, дав им в руки новое, грозное оружие. Ни одна позиция не сдается без боя. За каждой пробитой брешью перед исследователем возникает новая стена проблем и загадок. Плацдарм, взятый у атома наукой, чрезвычайно удобен и стратегически важен. Отсюда хорошо просматривается другая крепость – живая клетка.
Отсюда можно ударить по флангам, можно проникнуть в тылы и подойти к штурмуемой крепости с самой неожиданной стороны. Если уж применять военную терминологию, то, как известно, фактор неожиданности (внезапности) иногда становится решающим для исхода сражений. К тому же именно на флангах, на стыках соединений часто бывают самые уязвимые для атаки места.
В науке также. Последнее десятилетие было особенно характерным. Именно на стыках различных отраслей знания достигнуты самые неожиданные, самые замечательные и обнадеживающие результаты. М. Дельбрюк – физик, полностью переключившийся на изучение биологических проблем, – однажды сказал, что наступившее слияние химии, генетики и теории информации являет собой крупнейшее научно-культурное событие, сравнимое с прорывом в области атомной физики, который в 20-х годах привел к созданию квантовой теории.
Представим себе некое древо. Что-то вроде мичуринской яблони. Основной ствол его – обыкновенная антоновка. Верхушка усеяна плодами китайки. А вот под марлей ожидает своего часа совсем иной гибрид: опыление произведено пыльцой растения далеких краев, и еще неизвестно, что за плоды принесет это отдаленное скрещивание.
Нечто подобное происходит с ядерной физикой. Молодая, жизнеспособная наука, она с первых дней своего существования пустила глубокие корни и приняла в свою крону ряд других отраслей знания, оплодотворив их и породив новые ветви и отпочкования. Там, где ядерная физика тесно соприкоснулась с биологией, возникла группа гибридов, образующих ветви радиационной биологии. Радиационная биофизика, радиационная цитология, радиационная генетика, радиационная селекция…
Впрочем, приоткроем двери лабораторий.
Каково семя, таково и племя
Несколько лет назад началось строительство Института ядерной физики в Улугбеке. Площадка будущего научного центра, обнесенная рвом, казалась раскаленной сковородкой. На ней не было ничего, кроме развороченных котлованов и работающих механизмов. Но академик Убай Арифов водил гостей от котлована к котловану и объяснял:
– Это зал ядерного реактора, это физический корпус, тут, где укладывают трубы, – гамма-установка, а там, за лесопарком, жилой городок…
Те, кто стоял рядом с ученым, не видели ни лесопарка, ни домов. Рядом со строительной площадкой зеленели поля, засеянные хлопчатником.
Может быть, именно это соседство и оказалось виновным в том, что черенок ядерной физики потянулся к хлопковому полю, укоренился там и дал первые добрые всходы.
У колыбели этой только пошедшей в рост веточки науки стояли два молодых узбекских исследователя: однофамильцы Ахмед и Шукур Ибрагимовы. Один из них работает в Институте ядерной физики, другой – в Институте генетики и физиологии растений. Но свои научные исследования они связали с хлопком – проблемой № 1 для всей Средней Азии.
Опыты показали, что радиационное облучение сильно изменяет биологические свойства и химический состав семян хлопчатника. Но как будут семена вести себя дальше? Влияет ли облучение на урожайность? Не вредно ли оно? Какова будет всхожесть? Десятки вопросов встали перед исследователями.
Я видел маленькое опытное поле, где Ибрагимовы посеяли первую горстку облученных семян. Время мчалось, подгоняемое нетерпением ученых. Когда участок зазеленел и нежные стебельки потянулись к солнцу, по соседству, где были посеяны необлученные семена хлопчатника, еще по-прежнему чернела вспаханная земля.
Прошло несколько недель, и на растениях завязались коробочки. И опять это случилось раньше, чем на соседних участках.
Так, по мере того как рос хлопчатник, исчезали сомнения и крепла уверенность в удаче эксперимента. Урожай созрел почти на 2–3 дня раньше срока. А когда его сняли, выяснилось, что он выше, чем на контрольном участке. К тому же семена хлопчатника, обработанные перед посевом гамма-лучами, оказались будто заговоренными от насекомых-вредителей.
Не удивительно, что в первый же год слух об опытах разнесся по соседним колхозам. Приезжали агрономы, бригадиры, председатели. Удивлялись, дотошно расспрашивали исследователей. Но никто не решался сеять облученные семена. Впрочем, если даже кто-нибудь и решился, ученые бы не позволили.
– У нас очень много неясностей, – говорил Ахмед Поччаевич. – Не отработаны до конца дозы облучения, неизвестно, как будут вести себя семена во втором и в третьем поколениях, не выяснены химические изменения, происходящие под действием гамма-лучей в самом семени. Словом, вопросов у нас гораздо больше, чем ответов на них.
Так было осенью 1958 года.
А сегодня? Я снова поехал в Улугбек, чтобы встретиться со старыми знакомыми.
…Городок возник сразу, неожиданно, из-за поворота шоссе. Он оказался точно таким, как и представлял его академик Арифов. Высились дома с балконами и террасами, качались на ветру молоденькие фруктовые деревца. От рабочей территории Института ядерной физики, где властвовало высокое здание атомного реактора, город отделяла полоса зеленого парка.
Из ворот института выехал грузовик. В кабине рядом с шофером мелькнуло знакомое лицо.
– Шукур Ибрагимов!
Он по-прежнему работает в Институте генетики и физиологии растений и по-прежнему не забывает дорогу в Институт ядерной физики.
– Смотрите, – похвастался он, показывая на кузов машины, доверху нагруженный полными мешками, – это семена хлопчатника, облученные на гамма-установке, – заказ хозяйств Ак-Курганского района.
Семь лет доказали, что предпосевное обручение гамма-лучами в определенных дозах не только не вредно для семян хлопчатника, но оказывает на них благотворное влияние. Хлопок созревает на 2–3 дня раньше срока, урожай увеличивается в среднем на 3 центнера с гектара, содержание масла в семенах повышается на полтора процента. А 3 центнера с гектара и полтора процента масличности, помноженные на огромную площадь хлопковых полей Узбекистана, – это дополнительные сотни тонн хлопкового масла, это миллионы метров новых тканей…
Вот как выросла маленькая горсточка первых облученных семян! С опытного участка семена разбежались по колхозным полям, пересекли границы республики и поселились в Таджикистане и Киргизии, стали своими на Федченской, Бухарской, Самаркандской опытных станциях.
Ибрагимовы продолжают ставить новые эксперименты. Уже шестое поколение хлопчатника, выросшее из семян, обработанных гамма-лучами, заняло место на их опытном участке. Пятое поколение дает куст, облученный в той стадии, когда на растении завязываются бутоны. В прошедшие годы опытный куст дал удивительно крупные коробочки. Обычно их вес бывает 6–7 граммов, на этом же кусте коробочки весят все 10 граммов!
В лаборатории технологии хлопка досконально проверили качество волокна, полученного из облученного растения. И что же? Сеяли сорт хлопчатника, который должен был дать грубое волокно, а оно оказалось высшего качества – мягким и крепким.
Черенок атомной физики прочно привился на хлопковых полях.
Тормоза и ускорители «включения» жизни
Один из самых загадочных механизмов жизни – «включение» зародыша.
Семена прорастают по команде солнечных лучей, от химического и теплового толчка, под «давлением» солнечного света и других причин. Удивительна четкость, с которой действует механизм «включения» жизни в природе. Но давайте сначала удивимся и противоположному явлению. А почему семена спят всю зиму? Почему они всходят только в определенный, почти всегда в самый подходящий момент?
Это происходит, конечно, не по божественному предопределению. Просто в семени или плоде находится что-то препятствующее прорастанию. Вещества, тормозящие всхожесть, нами уже упоминались в предыдущей главе; носят они название ингибиторов. Значит, если мы пожелаем вызвать всхожесть, то нам придется заняться удалением ингибитора. Известно много подобных случаев.
Семена томатов не прорастают внутри плода. Если плод удалить – семена прорастают. Значит, всхожесть стимулируется удалением неблагоприятной для семян среды. Такое явление очень распространено в природе. Многие плоды тормозят всхожесть зародышей, находящихся внутри их. Семена растений пустынь прорастают только при условии, если выпадет обильный дождь. Очевидно, он смывает с них ингибиторов.
Стимулировать всхожесть могут многие весьма различные химикалии – тиомочевина, нитрат калия, кинетин и гибберелловая кислота. Так, тиомочевина действует в концентрации 0,1 процента, а кинетин и гибберелловая кислота – в концентрациях от 0,0001 до 0,1 процента. Эти стимулирующие вещества имеют мало друг с другом общего. Гибберелловая кислота представляет собой весьма сложную органическую молекулу, участвующую в очень многих физиологических процессах, происходящих в растениях. Тиомочевина имеет совсем простую структуру, и оказывает гораздо более ограниченное действие. Что особенно любопытно, вещество-стимулятор в определенных условиях может стать тормозом.
Самое малое изменение – молекулы тиомочевины превращает ее из стимулятора в ингибитор.
Возьмем другой способ «включения» всхожести – пучком дейтронов (ядер атомов изотопа водорода-2).
Здесь все зависит от дозы. Если энергии дейтронов хватает только для проникновения в наружные слои семян, лучи стимулируют всхожесть. Тогда скорость «включения» и скорость прорастания зависят от силы толчка, то есть от дозы. Если дейтроны обладают более высокой энергией и проникают глубже, они тормозят рост корня, расположенного близ центра семени. Пучки дейтронов, обладающих еще более высокой энергией, убивают семена.
Еще пример. Семена салата-латука находятся в состоянии покоя, только если они хранятся в темноте. Но включите в хранилище на полминуты 60-ваттную электрическую лампу, и вы произведете действие, равноценное включению зажигания у автомобиля. «Мотор» жизни «заведется», и зародыш двинется в путь. Скорость его будет зависеть не только от внутренних запасов горючего, но и от многих внешних причин.
В природе тоже действуют свои «правила уличного движения». Светофор представлен всеми цветами радуги. Красный свет – это значит путь открыт. Именно красный свет с длиной волны 6700 ангстрем стимулирует прорастание. Но свет с волнами другой длины, а значит и другого цвета, приостанавливает прорастание. Включен синий свет – происходит то, что делает автомобилист при виде желтого цвета, – начинается торможение прорастания. Но вот на пути зажегся инфракрасный свет (7300 ангстрем). Стоп! Включить тормоза!
Можно обработать семена салата-латука попеременно красным или инфракрасным светом с небольшими промежутками или без промежутков между освещениями. Оказывается, что во всех случаях цвет последнего освещения решает вопрос о том, произойдет ли прорастание или нет. Как видно, имеет место некая светочувствительная реакция. Красный свет превращает ингибитор – вещество А – в стимулятор – вещество Б. А инфракрасный свет превращает его снова в вещество А – ингибитор.
Несмотря на то, что проведена большая исследовательская работа, достигнуто лишь немногое в определении химической идентичности веществ А и Б.
Что же происходит при стимулировании всхожести? Возникает оно от какого-либо простого химического изменения под действием квантов света или от проникновения химиката в семя? Или же это физическое изменение, например стирание оболочки семени под действием химикалия?
Кратковременное прогревание также часто, между прочим, стимулирует всхожесть. Есть подозрение, что вследствие повышения температуры просто-напросто разрушается некий внутренний химический барьер; а возможно, это гораздо более сложный процесс, вызывающий ферментную реакцию, которая в известной мере изменяется под химическим воздействием.
Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо узнать, все ли виды стимулирования всхожести действуют одинаково или же каждый из них функционирует с помощью уникального механизма. А это, в свою очередь, ставит другой вопрос: является ли сама по себе всхожесть результатом какой-то одной перемены в ходе событий или же результатом целого ряда перемен.
Были поставлены опыты, когда на семена воздействовали сразу включателем и тормозом – стимулятором и ингибитором. Статистическая обработка данных исследований привела к любопытным выводам.
Если семена обрабатываются одновременно и гибберелловой кислотой (стимулятор) и инфракрасным светом (ингибитор), то стимулирование встречает лишь частичное противодействие. Тормоза в этом случае «отказывают».
Любопытно и взаимодействие различных веществ, когда они одновременно попадают в зародыши. Ингибитор кумарин придает семенам, обычно не требующим светового стимулирования, чувствительность к свету. Семена, реагирующие на тиомочевину, кумарин делает еще более чувствительными к этому веществу. Аскорбиновая кислота – витамин С – тоже влияет на отзывчивость семян к тиомочевине. Но не к свету.
Изучение стимулирования всхожести дает сложную картину. Прорастание – итог большого числа реакций, происходящих в семенах. Очевидно, реакции, приводящие к нему, вызываются не какой-либо единственной, а многими причинами, которые дают один и тот же конечный результат.
Стимулирование всхожести может, следовательно, быть результатом многочисленных действующих сил. Оно может произойти благодаря блокированию реакции, выработке ингибиторов. Оно может быть результатом возникновения какой-либо жизненной реакции, необходимой для прорастания. Оно возникает и от смены уровня, на котором совершаются некоторые реакции внутри семян, и последующего изменения в обмене веществ.
Наименее изучен, но наиболее интересен тот механизм стимулирования семян, который приводится в действие радиоактивными лучами. При всей его относительной дороговизне в наши дни он может стать наиболее перспективным в будущем.
Почему?
Вернемся на некоторое время в Улугбек, чтобы в этом разобраться.
От атомных консервов до лучей-конструкторов
Ибрагимов-второй, которому я как-то помогал грузить мешки с облученными семенами (они предназначались для посева в новом месте), спросил меня, отдуваясь и стирая капли пота со лба:
– Чувствуете теперь, как нелегко дается новое? Гамма-лучи считаются пока достоянием теоретиков. Потому и грузим вручную. Механизацию погрузки мешков с семенным материалом пока никто не предусмотрел. Вот вам первая заминка на пути внедрения нового научного метода в практику.
Вторая нас ждет возле хлопкового поля. Все-таки люди еще с недоверием относятся к облученным семенам. Как бы чего не вышло? А вдруг да они радиоактивны? Косность мешает. Председатели колхозов не все охотно откликаются на наши предложения – испытать облученные семена. Боятся радиоактивности? Думаю, что нет. Просто мы не обещаем сверхъестественных приростов урожая. Ну, пять процентов – это уж точно. А разве этого мало, если посеять такие семена хотя бы на трети всех площадей республики или даже одной области? Десятки тысяч тонн! Но косность рядового земледельца объяснима. Это даже не косность. Это незнание. Вот косность ученого – страшная вещь. Некоторые исследователи бросили на полдороге исследования с атомной энергией в сельском хозяйстве, как только поняли, что сумасшедших прибавок и прочих выгод не будет.
Да, наши опыты показывают, что гамма-лучи дают эффект, сравнимый с эффектом других, так сказать, обычных стимуляторов урожайности. Но разве мы от тех отказываемся? Нет. Не будем же бросать и нашу работу. Радиоактивные изотопы – это отходы атомной промышленности. Наш реактор предназначен для научных исследований. В результате его работы образуется, как и в любом подобном урановом реакторе, много радиоактивных материалов. Почему-же их не использовать? Я понимаю, почему необходима особая осторожность, в опытах с атомными консервами, речь идет о пищевых продуктах, о здоровье людей. Но и в этой области достигнуты известные успехи…
Консервирование овощей, мяса, молока существует уже полтора века. Оно основано на тепловой стерилизации продуктов в герметически упакованной таре. Высокая температура при обработке уничтожает микроорганизмы и останавливает все процессы, которые могут привести к порче пищи – окисление, брожение и т. п. Тепловая стерилизация, кроме особой тары, требует создания особых условий для варки, упаковки. В результате тепловой стерилизации свойства консервированных продуктов заметно меняются. Часть витаминов разрушается, изменяется состав аминокислот.
Атомная технология стерилизации пищевых продуктов чрезвычайно упрощает дело. Доза облучении продуктов гамма-лучами невелика, хотя и она достаточна, чтобы уничтожить все возможные источники порчи пищи. Но допустимо ли применение атомных консервов в пищу человеком?
В Соединенных Штатах Америки были поставлены опыты по проверке вкусов и питательных качеств облученных продуктов. Тринадцать солдат в течение двух недель питались продуктами, стерилизованными радиоактивными лучами. В меню входило 18 продуктов: пять видов мяса и мясных продуктов, шесть видов овощей, столько же видов фруктов и хлеб. Калорийный состав продуктов изменялся мало. Большинство их оказалось столь же приемлемым для человека, как и замороженные продукты.
И все же эксперименты с атомными консервами пока приостановлены. Дело в том, что и в облученных продуктах возникают изменения исходных свойств вследствие побочных реакций. Уменьшить дозу облучения? Пробовали. Но тогда не достигалась стерилизация. Мы уже знаем, что некоторые организмы способны выдерживать чудовищную дозу радиации. Они-то и не подвергаются лучевой стерилизации.
Доза чуть бóльшая нарушала натуральные свойства продуктов – вкус, питательность, степень насыщенности витаминами. Изменения эти происходили в результате каких-то глубинных, еще не подмеченных и не познанных сдвигов внутри молекул, входящих в состав пищи.
Вот эти-то ничтожные сдвиги и представляют самый большой интерес для ученого, познающего тайну живого.
Какую роль играет замена одного лишь атома в огромной молекуле, мы видели на примере с бериллиевым отравлением ферментов. Это явление было долго скрыто от наших глаз.
Не происходит ли подобных явлений и в других случаях?
Вернемся к гамма-стимуляции семян. Ученые рисуют нам примерно такую схему этого процесса.
Есть элементарные частицы, обладающие высокой энергией. Фотоны, электроны, нейтроны мчатся, словно пули или снаряды. Попадая в облучаемый объект, они, понятно, вызывают изменение структуры его молекул.
Живая клетка находится под обстрелом кобальтовой «пушки». Град картечи сыплется на нее. Осколки попадают во все закоулки клетки. В ядро, митохондрии, микросомы и другие органелы. Вот снаряд попал в молекулу белка, «отколупнул» от нее кусочек, допустим, атом водорода. Равновесие нарушено. Измененная молекула (она называется свободным радикалом) стремится его восстановить. Свободные радикалы имеют огромную химическую реактивность. Они тут же стараются прореагировать со своими соседями. Жадно соединяются с молекулами воды, кислорода. Образуются новые соединения – гидроперекиси, перекиси, хиноны. Они тоже довольно активны. И тоже стремятся вступить в реакции. Прямое попадание атомного «снаряда» вызывает в клетке «взрыв» реакций. Новые вещества, новые необычные реакции, возникшие в ней, втягиваются в нормальный обмен веществ.
