Сочинения

(Еще не оценили)

Загрузка...

Железобактерии широко распространены в мире микроорганизмов. Во многих водоемах они составляют более половины всего бактериопланктона, а в почвах — до 20% микрофлоры. Уже в конце прошлого века микробиологи научились выделять чистую культуру железобактерий, были изучены многие их свойства. Кроме, пожалуй, самого принципиального: до сих пор оставалось неясным, для чего железобактериям нужно железо. Известно, что эти микроорганизмы растут на питательных средах только в присутствии двухвалентных ионов железа или марганца, за что они и получили свое название. Жизнь бактерий связана с окислением этих металлов. В природных условиях в результате жизнедеятельности железобактерий иногда происходит засорение водопроводных труб из-за того, что в трубах оседает и накапливается нерастворимый в воде гидрат окиси железа — его производят эти бактерии.

Какую роль выполняют ионы железа и марганца в жизни бактерий? Некоторое время высказывалось предположение, что железобактерии используют эти металлы как топливо, потребляют энергию, которая выделяется при окислении, а за счет этой энергии бактерии усваивают углекислоту. Однако до сих пор нет доказательств этого предположения. Проведенные в последнее время опыты показали, что железо и марганец выполняют более скромную, но жизненно необходимую функцию в жизни железобактерий. Эти металлы нейтрализуют перекись водорода, которую выделяют сами же бактерии. Железобактерии хорошо растут на глюкозе. Казалось бы, чем больше глюкозы, тем лучше они должны развиваться. Но этого не происходит, при достаточно высокой концентрации глюкозы рост бактерий практически прекращается. Оказывается, что в таких условиях накапливается перекись водорода. Перекись — это сильнейший окислитель, она действует на бактерии как яд. Если в среду ввести «противоядие» — фермент каталазу, который разлагает перекись, количество бактерии  повысится.

В присутствии закисных, иначе говоря, недоокисленных, двухвалентных ионов железа или марганца, перекись водорода тоже не накапливается. Значит, окисляющее действие перекиси в этом случае направлено на ионы металлов, а не на бактерии. Таким образом, роль металлов железа и марганца сводится к нейтрализации токсичной для бактерий перекиси водорода.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Ученые умеют определять первичные структуры очень сложных белковых молекул. Научились химики и синтезировать белок искусственно. Для этого цепь постепенно наращивают на одну аминокислоту, пока не получат всю молекулу. В молекуле любого белка четко различается «скелет», в стороны от которого торчат группы К. Мы о них уже говорили и поговорим еще, но пока что они нас интересовать не будут. Присмотримся внимательно к скелету белковой молекулы. Он выглядит очень правильным, даже нудным.

Но оказывается, эта «нудность» в чередовании отдельных звеньев весьма полезна. Дело в том, что атомы водорода аминогрупп 1ЧН завязывают так называемые водородные связи с атомами кислорода карбонильных групп С = О (на рисунке внизу водородная связь показана вертикальной прерывистой полоской). Причем атом водорода каждой группы N4 выбирает себе группу С = О из аминокислотного остатка, стоящего от него четвертым по счету. Это как в строю: каждый солдат должен видеть грудь четвертого соседа.

[smszamok]

В результате вся длинная цепь аминокислот укладывается в не менее стройное, чем воинская шеренга, образование — в правильную спираль, во все стороны от которой торчат группы К. Такая спираль называется вторичной структурой белка. Молекулы почти всех белков свернуты в спираль. Вот теперь пришло время вспомнить о боковых группах К. Одни аминокислоты содержат в заместителе К аминогруппы, другие (например, глутамин) несут карбоксил СООН, а аминокислота аспарагия в качестве радикала К имеет группировку, содержащую и амин и карбонил: СН2СОЫН2. Разумеется, такие разнообразные группы взаимодействуют друг   с другом,   притягиваются посредством образования водородных связей. А это значит, что спиралевидная молекула укладывается еще и в клубок. Но клубок получается не «какой попало», а по строго продуманному плану. Ради сравнения здесь можно обратить внимание читателя на тот порядок, в котором на швейной фабрике укладывается каждая рубашка, отправляемая в магазин на продажу. Рубашку в таком упорядоченном состоянии поддерживают булавки, а молекулу белка — водородные связи. Так возникает третичная структура белка. Если в белковой молекуле заменить лишь одну группу К, третичная структура изменится и получится совсем другой белок.

Это еще не все. Несколько клубков белковых молекул могут соединяться вместе, образуя четвертичную структуру. Именко так обстоит дело, например, с молекулой гемоглобина.

Все четыре структуры белка можно очень грубо «промоделировать». Возьмите гладкую длинную проволоку — это первичная структура белковой молекулы (а). Теперь изогните эту проволоку в спираль (как спираль для электроплитки) — вы получили вторичную структуру (б). Скомкайте спираль в запутанный клубок — это третичная структура (в). Соедините вместе несколько таких клубков, и вы «синтезируете» белок, так сказать, в самом естественном виде (г). Оказывается, только молекула, обладающая третичной или четвертичной структурой, может «работать» в организме. Однако такую структуру нетрудно разрушить. Соответствующий опыт лучше всего проводить во время завтрака. Возьмите свежее куриное яйцо и положите его на несколько минут в кипящую воду. Теперь разбейте скорлупу, посыпьте сварившийся вкрутую белок солью и отправьте его в рот. Тщательное разжевывание вкусного пищевого продукта можно совместить с раздумьями на тему: что же произошло с прозрачным, жидким, растворимым в воде белком куриного яйца? Почему он превратился в твердое, белое, не растворимое в воде вещество? Оказывается, при нагревании рвутся водородные связи между группами, удерживающими белковую молекулу в форме компактного клубка. Третичная структура нарушается. Что получается в результате, поможет понять построенная нами выше «проволочная аналогия». Представьте, что каждый из сцепленных друг с другом клубков

стал распутываться независимо от других. Тогда спирали станут переплетаться. И вместо мозаики более или менее обособленных комочков возникнет почти что слитная масса. После этого нетрудно сообразить, к чему приведет подобный процесс, если он происходит с белком: белок, длиннющие молекулы которого стали расправляться и в итоге переплелись друг с другом, конечно, не станет растворяться Разрушение третичной структуры (или, как принято говорить, денатурацию белка) можно провести и другими способами. Прибавьте к водному раствору яичного белка спирт или ацетон — раствор помутнеет. Денатурация еще не произошла, просто белок выпал в осадок (достаточно добавить воды, и он снова перейдет в раствор). Но вот если этот осадок постоит некоторое время, третичная структура будет потеряна навсегда. А при действии на белок концентрированной серной или соляной кислоты наблюдается обратная картина — выпавший осадок постепенно растворяется. Дело тут в том, что под действием кислоты белок расщепляется на отдельные аминокислоты, которые переходят в раствор.

Аминокислоты — необходимые составные части белков. Но не единственные. В некоторых белках (только в некоторых) аминокислотный белковый остаток связан с небелковой частью. Так, в мышечной ткани присутствует белок миоглобин, небелковой частью которого служит гем. В геме атом железа зажат в кольцо из азотных и углеродных атомов.

• СН=СНг         СНз
• СНгСНгСООН          СН2СН2срОН

Возьмите немного нежирного мясного фарша и залейте его в стакане разбавленным раствором аммиака (то есть нашатырным спиртом, разведенным в несколько раз водой). Через некоторое время жидкость окрасится в красный цвет от перешедшего в раствор миоглобина. Если к части такого раствора добавить несколько капель концентрированной соляной кислоты и нагреть смесь в кастрюле с горячей водой, то выделяется небелковая часть молекулы и жидкость окрашивается в коричневый цвет. Другой пример сложного белка — все тот же гемоглобин. Как и миоглобин, это соединение в качестве небелковой группы содержит гем. Но, в отличие от миоглобина, в молекуле которого одна белковая часть соединена с гемом, гемоглобин состоит   из четырех субъединиц, каждая из которых включает гем (на рисунке он покрыт точками). Железо гема обладает свойством присоединять молекулу кислорода (этот процесс происходит в легких) и отдавать ее в различных органах. Таким образом, гемоглобин — это переносчик кислорода по организму.

Кислород, как известно, необходим для окисления в клетках организма углеводов (то есть в конечном счете глюкозы). В результате этого процесса организм получает энергию. Углеводы поступают с пищей. Но углеводы, а также жиры не единственные составные части пищи. Очень существенный компонент   нашей еды — белки. В желудке поступившие с пищей белки расщепляются на отдельные небольшие «куски», которые в кишечнике разрушаются до аминокислот. Отсюда эти соединения всасываются кровью, которая и разносит их по всем клеткам организма. Аминокислоты в клетках вновь собираются в белки, но уже в другие,  нужные   именно   этим   клеткам.

Некоторые аминокислоты (например, ва-лин, лейцин, лизин) обязательно должны содержаться в пище. Это так называемые незаменимые аминокислоты. Ежедневно их должно поступать в организм с пищей около 30 граммов. Другие же аминокислоты (аланин, аспарагин, глутамин) не обязательно должны присутствовать в еде — в крайнем случае организм сможет их сам синтезировать.

[/smszamok]

Белки не только кормят нас, но и одевают. Действительно, ведь и шерсть, и шелк, и кожа — это белковые материалы. Некоторые синтетические материалы — капрон, нейлон — родственники белков: элементарными звеньями в этих полимерах служат аминокислоты. Только в таких аминокислотах амин и карбоксил разделены не одной группой СН, как в белках, а несколькими. И в отличие от белков структура длинной молекулы синтетического полимера весьма однообразна.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Морская биология — наука, которая имеет огромное значение не только для разработки теоретических проблем биологии,  но и для многих весьма  важных практических задач,   стоящих   сегодня  перед человеком. Если  говорить  о  познавательной  стороне дела,   то   прежде   всего   следует   отметить, что морские организмы численно занимают среди населения планеты ведущее положение. Достаточно сказать, что из 62 классов современных   животных    представители    56 встречаются    в    море,  а   на  суше — только 15  классов.  Жизнь   в   океане   необыкновенно   разнообразна,   и   проблемы   эволюции, приспособления   животных   и   растительных организмов к условиям среды, распределения  их  в  пространстве  и  во  времени,  различные   стороны   их   жизнедеятельности   в морской    среде    и  другие — все  это  представляет  существенны  интерес  для  науки. Для практики же, столкнувшейся сегодня с ограниченностью биологических ресурсов моря, только морская биология может указать  пути   перехода  от  экстенсивного  морского хозяйства к интенсивному, то есть не только   сохранению,   но   и   искусственному воспроизводству ценных животных и  водорослей. Огромное значение имеют проблемы  сохранения  водной  среды  с  ее  многочисленным  населением,  а  с  другой  стороны,   задачи  борьбы   с  вредными,   ядовитыми   для   человека   организмами,   обрастающими корабли,    разрушающими     сооружения.  Наконец,  факты  из  морской  биологии очень   нужны   для  бионики,   которая   заимствует у морских животных и растений многие   принципы   и   устройства   с   тем,   чтобы воспроизвести их в технике.

По зонам нарастания скелета выявлена ритмичность роста моллюсков и кораллов — от суточной до многолетней,— зависящая не только от биологических, но и от космических причин, прежде всего от колебаний активности Солнца и от взаимного расположения Земли и Луны. С возрастанием солнечной активности, к примеру, скорость роста мидий уменьшается в 2—2,5 раза, а в годы с низкой активностью их рост наиболее интенсивен. Следовательно, можно прогнозировать изменения во времени темпов роста промысловых видов. Это имеет большое значение и для их искусственного разведения.

По количеству суточных линий роста древних кораллов палеоэкологи определили, что скорость вращения Земли замедляется: в девонском периоде год длился около 400 суток, в каменноугольном—390— 380 и т. д. Трудно переоценить значение этих данных для создания шкалы геологического времени. Второе направление наших исследований — изучение закономерностей эволюции не отдельных животных, а целых сообществ и экосистем. Наибольший интерес с этой точки зрения представляют коралловые рифы, экологическая система (или сообщество) которых сложилась сотни миллионов лет назад в Мировом океане. Изучая древние рифообразующие кораллы с момента их появления в истории нашей планеты и до наших дней, удалось выяснить, что организация этой экосистемы — результат сложного взаимодействия ее частей, зависящего от взаимного приспособления составляющих видов. Животные и растения кораллового рифа, различные по происхождению, тесно связаны по условиям и образу жизни. Центральное место здесь занимают мельчайшие одноклеточные водоросли — зооксантеллы, обитающие в мягких тканях коралловых полипов. Усваивая солнечную энергию и синтезируя необходимые кораллам органические вещества, зооксантеллы значительно ускоряют скорость роста рифостроителей.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Каланы к ластоногим не относятся — это единственный представитель семейства куньих, ведущий морской образ жизни. Поэтому его еще называют морской выдрой, камчатским или морским бобром . Звери, как правило, существа чистоплотные. Но такого чистюлю, как калан, сыскать просто невозможно, ибо главная его забота — чистота собственной шкуры. День-деньской расчесывает он ее и прихорашивается, не забывая об этом даже во время еды. Излюбленное лакомство — морские ежи. Нырнув и отыскав ежа на дне, калан поднимается с ним на поверхность воды. Ежей он грызет, как, впрочем, и всякую другую пищу, лежа на спине, выплевывая кусочки панцирей, словно шелуху семечек. И все время переворачивается, чтобы смыть эту шелуху, не забывая цепко держать добычу.

Подошвы его лапок наделены высокой степенью осязания. Ими зверь и нащупывает безошибочно свой корм. Гроздья мидий он очень ловко снимает с рифов: словно ударник, методично ударяющий по барабанам, калан колотит лапками по мидиям, пока они не отвалятся, пытаясь добраться до моллюска, разбивает чересчур крепкие раковины камнем.

Стадо каланов живет в бухте Бобровой на острове Медном — неприступном и практически необитаемом. Этот уединенный уголок надежно защищен от капризов океана рифами. Кормовая база здесь достаточно богатая. Наблюдение за ними ведет, как правило, лишь один ученый (каланы очень пугливы, человека чуют метров за триста, поэтому биология их познана не до конца). На берегу бывают редко. Спят в воде, завернувшись в листья морской капусты.

Сейчас каланы очень осторожны, но еще в конце прошлого века «…все эти животные   были   так   смирны,— пишет   Литке,— что промысел их не требовал много труда, как идти с дубиной вдоль берега и бить на выбор любого». Только доля штурмана Гавриила Прибылова на открытых им островах составила две тысячи морских бобров. Шкурами каланов обивались покои вельмож — более красивого и прочного меха на свете не существует (современный эталон носкости меха, равный единице, принадлежит выдре; у калана — три единицы). Природа практически напрочь лишила этого зверя жировой прослойки, какую, к примеру, имеют котики да и вообще все морские млекопитающие. Теплоизолятором калану служит мех. Нежная, густая подпушь достигает у него длины остевых волос. Под мышками и на груди складки, поэтому, если сам калан полутораметровой длины, снятая с него шкура вытягивается чуть ли не до двух метров: шкура «надета» на зверя гармошкой.

Каланы привязаны к местам, обитания, они облюбовывают «свои» камни — летние и зимние: когда Берингово море покрывается льдом, каланы перекочевывают на тихоокеанское побережье Медного. До недавнего времени даже считалось, что камчатские бобры вообще никогда и никуда от своих залежек не отлучаются. Но в начале 1972 года работники командорской инспекции рыбоохраны совершенно случайно наткнулись на берегу острова Беринга на стадо каланов, насчитывающее примерно сто голов. Два десятка были завезены сюда с целью реакклиматизации, буквально единицы жили и прежде. Но сразу сто! Двух мнений здесь быть не может: каланы преодолели разделяющий острова пятидесятикилометровый пролив. Может быть, и здесь возникнет новая колония?

Человек взял под свою защиту увеличивающееся год от года стадо морских млекопитающих. И очень своевременно, ибо в памяти еще жив безобидный шестиметровый великан — морская, или стеллерова, корова, исчезнувшая с лика планеты. Миролюбивый зверь, которого можно было даже потрогать, поплатился за свою доверчивость. Стада уникальных морских млекопитающих, что очень отрадно, увеличиваются из года в год. Забота об этих животных возложена на целую армию ученых, у которых впереди много трудностей, но завидная судьба. Так как они знают, что от их сегодняшних дел зависит завтрашнее благополучие царства уникальных морских млекопитающих.

(1голосов, средний: 5,00 out of 5)

Загрузка...

Угрозой для выживания многих видов оказываются недостаточно продуманные мероприятия по вселению в сложившиеся биогеоценозы новых форм. Пример с кроликами, катастрофически размножившимися и буквально опустошившими большие районы в Австралии, общеизвестен. И таких примеров, к сожалению, очень много и на других континентах. Один из последних: выпущенный в озеро Балхаш судак как более сильный хищник полностью вытеснил распространенного только в этом бассейне балхашского окуня. К середине 70-х годов этот вид окуня исчез в самом Балхаше и во всех достаточно крупных ближайших водоемах. Сейчас балхашский окунь буквально прозябает в мелких речушках, непригодных для существования судака. Сможет ли сохраниться этот уникальный вид, пока неизвестно.

Серьезной причиной для тревоги по поводу сокращения численности и разнообразия животного мира является насыщение природной среды несвойственными ей в прошлом химическими соединениями, световое и шумовое загрязнение биосферы нашей планеты. Обо всем этом написано несколько хороших книг, к которым я и отсылаю заинтересованного читателя. Надо добавить лишь, что в природе нашлись живые существа, для которых эти антропогенные условия оказываются по тем или иным причинам достаточно комфортными: в загрязненных сточными водами водоемах порой развиваются в небывалом прежде количестве микроскопические простейшие — цианеи (их иногда называют сине-зелеными «водорослями», но к водорослям — настоящим растениям — они не имеют прямого отношения). Цианеи — это как бы живые ископаемые; именно такими были одни из первых форм жизни на нашей планете, фотосинтезирующие, лишенные  сформированных ядер комочки Этим немногим  представителям живой  природы  не угрожает исчезновение. Образно говоря, создавая условия, благоприятные для развития сине-зеленых, мы как бы искусственно отбрасываем такие участки биосферы на миллиарды лет назад.

Урбанизация биосферы оказывается благоприятной и для крыс, домовых мышей, воробьев, ворон, голубей, некоторых видов пещерных пауков (онн, наверное, принимают наши каменные дома за пещеры), домовых мух, некоторых комаров, мелких бабочек — молей, нашедших прекрасную среду в виде запасов одежды, хранящихся почти в каждом доме, и т. д. Если процесс сокращения численности и разнообразия живых организмов в природе будет дальше продолжаться в том же темпе, в каком он шел в первой половине XX века, можно не сомневаться, что через несколько поколений человечеству придется жить на Земле в основном в «приятной» компании этих немногих видов, которым наша цивилизация не угрожает истреблением.

Тревога по поводу сокращения численности и полного истребления многих видов не надумана: с 1600-го и до 1974 года с лица Земли исчезло 63 вида и 55 подвидов млекопитающих, в том числе 11% видов диких непарнокопытных, 8% сумчатых, 3% ластоногих, 2,6% видов насекомоядных и т. д. В международную «Красную книгу», где собраны данные по исчезающим видам, внесено 248 видов и 48 подвидов млекопитающих, 287 видов птиц, 36 видов и подвидов земноводных, 119 видов и подвидов пресмыкающихся, много рыб и растений. В учрежденную в 1974 году «Красную книгу СССР» занесено уже 50 видов млекопитающих, 63 вида птиц, 21 вид рептилий, 8 амфибий и 418 видов и подвидов высших растений. Это значит, что каждый четвертый вид амфибий, шестой вид зверей, каждый седьмой вид рептилий, каждый десятый вид наших птиц оказывается в состоянии, близком к исчезновению! Это тревожные факты.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Каждая живая клетка тщательно оберегает свой генетический аппарат от вторжения чужой наследственной информации. И тем не менее нуклеиновая кислота вируса ухитряется проникать в заражаемую клетку. Процесс проникновения вирусной ДНК через мембрану клетки пока недостаточно изучен, а между тем знать его во всех тонкостях   важно  для  борьбы  с  вирусами. Простейшая модель, достаточно хорошо имитирующая мембрану живой клетки,— это липосома, микроскопический шарик, оболочка которого — искусственная мембрана — построена из липидных молекул, тесно прижавшихся друг к другу. Липосомы нужного состава можно получить из липидов- Эти жировые вещества, как известно, гидрофобны — отталкивают от себя молекулы воды, и в водных растворах, близких к внутренней среде клетки, например, в физиологическом растворе, они образуют замкнутые в кольцо ряды молекул, у которых гидрофобные концы, остатки жирных кислот, торчат наружу.

Свечение можно было наблюдать только после того, как липосомы разрушали, воздействуя на раствор ультразвуком. Очевидно, разрушенная таким способом искусственная мембрана высвобождала ДНК. Значит,   ДНК   внутри   липосом?

Но когда светящийся реактив помещали внутрь липосомы, а лишь потом добавляли ДНК, флюоресценции тоже не было. Характерное свечение и в этом случае появлялось только после обработки липосом ультразвуком, после разрушения искусственных мембран.

Это значит, что образование комплекса ДНК с искусственной мембраной приводит к тому, что ДНК переходит в замкнутые мембранные структуры. Исследователи из Новосибирска предлагают такое наиболее вероятное истолкование для полученных ими результатов. ДНК не просто «садится» на поверхность искусственной мембраны липосом, а вызывает впячивание части этой мембраны внутрь. При этом мембрана липосомы окружает ДНК, так что она оказывается не совсем внутри, но и не снаружи жирового шарика.

Так происходит проникновение молекулы ДНК внутрь искусственного образования. А что происходит в природе, в живой клетке? Скорее всего, процесс проникновения ДНК через биологическую мембрану идет аналогично.

Так, я не разделяю воззрений многих биологов, предполагающих, что в основе старения лежит накопление каких-то повреждений или ненормальностей в клетках: мутаций, поперечных связей, ошибок синтеза, повреждений в генах. Старение — процесс, который неизбежен при нормальной работе генов и других элементов клетки. Обобщенно и упрощенно говоря, старение — это увеличение всегда имеющегося в клетке несоответствия между образованием ферментов, метаболитов,   структурных   и   шлаковых  веществ.

На рисунке показан ход изменений с возрастом подобных «несоответствий» для ферментов — дегидрогеназ в митохондриях печени крыс (до наступления зрелости и после нее). Отчетливо видно, как та «степень несоответствий», которая нужна, чтобы организм развился до стадии зрелости, с годами не только не сохраняется, но возрастает — все показатели как бы веерообразно расходятся. Возрастной «феномен раскрытия веера» отчетливо заметен и на следующем рисунке. Это раскрытие и приводит, по-видимому, с возрастом к избытку или исчерпанию в организме ряда веществ (например, снижается содержание АТФ — аденозинтри-фосфорной   кислоты),  то есть   приводит   к расстройству оптимальных соотношении между множеством различных параметров и характеристик. Если биохимия и биоэнергетика достигшего зрелости организма напоминает игру слаженного оркестра, то со временем «уставшие музыканты» все больше начинают играть «кто в лес, кто по дрова». Происходит как бы диссоциация жизненных процессов. Удерживать возможно большее число показателей организма на уровне зрелости, регулировать раскрытие «возрастного веера» — это и означает увеличивать видовую продолжительность жизни.

Вот простейший пример. В гипоталамусе есть центр, контролирующий чувство голода и аппетита. Повышение сахара в крови после приема пищи тормозит центр аппетита. Но если порог чувствительности этого центра увеличивается по мэре старения, то человек начинает съедать больше пищи, чем это необходимо для восполнения затраченной энергии. В результате — ожирение, которое играет столь большую роль в развитии болезней старения. Более того, при избыточном использовании жира как источника энергии в повышенном количестве образуется холестерин. В общей форме можно сказать, что мы сгораем в пламени жиров.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Захватывающую картину представляет собою шторм на море. Гонимые ветром, вздыбленные и вспененные громады волн чередой выкатываются на берег. И если встречают они препятствие — будь то сооружение или крутой берег, то ярости их нет границ. Они буквально крушат и ломают все на своем пути. Размывая берег, волны вооружаются обломками пород — камнями, галькой, песком. Такая смесь в мощном водном потоке превращается одновременно в таран и жернова, способные за короткое время наделать немало бед. Граница воды и суши по-разному реагирует на действия волн: там, где есть широкие пляжи и пологое дно, там волны усмиряются, а где их нет — суша отступает. Отчего же свободно разгуливающие в открытом море волны, подходя к берегу, начинают бесноваться, и прибрежное мелководье превращается в кипящий котел?

Виной всему уменьшение глубины воды с приближением к берегу, Гребень волны и

[smszamok]

впадина находятся на разном расстоянии от дна. Поэтому его тормозящее действие на скорость продвижения волны к берегу начинает сказываться на более близкой к нему впадине. А гребень волны налезает на замешкавшуюся впадину, становится выше, круче и в конце концов опрокидывается со страшной силой и шумом. Одно такое разрушение гребня не приводит к уничтожению волны, хотя по высоте она становится меньше. Продолжая свое движение к берегу, волна постепенно выходит на участки дна, все время поднимающиеся в сторону пляжа, и при этом многократно разрушается. Остаточная ее энергия тратится на прибой — выкат воды на пляж.

Еще недавно прибрежная часть, например, Одессы, терпела большие бедствия из-за размыва берега. Море постоянно завоевывало часть суши. Так называемый урез воды ежегодно вдавался в берег в среднем на один метр. Дороги, парки, инженерные сооружения, здания разрушались из-за возникавших оползней. Исчезли не только отдельные дачи, но не стало целой улицы Черноморской с ее уютными и красивыми домами. Изречение древних гласит: капля камень долбит,— так что же говорить о волне.

Более ста лег город проводил профилактические мероприятия: строились для отвода грунтовых вод дренажные колодцы, штольни, галереи, прибрежные склоны делались более пологими, насаждались деревья и кустарники, и возводились подпорные стенки. Но наступал штормовой сезон — и очередной размыв берега приводил к оползню.

Волны разрушают не только пляж и прилегающий к нему обрыв коренного берега. Они размывают дно, переводя во взвешенное состояние тысячи тонн илистых и песчаных частиц, Особенно интенсивно это происходит там, где пляж отсутствует или очень мал. Именно таким было одесское побережье. Высокий глинистый берег, изрезанный слабо выраженными бухточками с серповидными, узкими пляжами, ширина которых составляла от 1 до 5 м, не мог противостоять стихии,

Как предотвратить наступающий во время шторма размыв прилегающего к берегу морского дна и тем самым исключить главную причину оползней? Ответ и прост и ясен: надо создать искусственные широкие пляжи и обеспечить их сохранность. Но вот как это сделать, никто не знал. Да и вся мировая практика по защите берегов надежных рекомендаций на сей счет не давала. Значит, когда у волнолома окажется впадина волны, то уровень воды перед ним будет ниже, чем за ним, Этот перепад уровней вызывает сброс воды через волнолом, в сторону, обратную движению волны. Возникает обратный слив. Мощность его и время действия зависят от перепада уровней и от периода волны. Чем выше и длиннее волна, тем мощнее и продолжительнее обратный слив. Эта способность к автоматическому саморегулированию — замечательное свойство обратного слива. Поток воды, сливающийся через порог, образно говоря, бросается «под ноги» подходящему к волнолому очередному гребню волны. Подсекая его, обратный слив заставляет гребень опрокинуться «досрочно», до подхода к волнолому.

Таков в несколько упрощенном виде механизм активного гашения волн (в природе все происходит, конечно, сложнее). Он реализуется благодаря тому, что сооружение своим воздействием на волнение создает гидродинамическую обстановку, при которой происходит разделение энергии волны на части, направленные друг против друга. Волна борется с волной.

Морской порт, кроме функций перевалочного пункта, должен выполнять во время шторма роль убежища для судов. «Лучше плохой порт, чем хороший шторм!» — гласит старинная морская поговорка. Испокон веков при сооружении морских портов их акваторию защищают от открытого моря, Возводят оградительные сооружения—молы и волноломы (брекватеры)— такой высоты, чтобы даже в самый сильный шторм волны не могли перебрасываться через них. Кроме оградительных сооружений, в портах имеются грузовые причалы: молы, пирсы и набережные. В зависимости от условий строят и берегоукрепительные сооружения.

Все эти портовые гидротехнические сооружения борются с волной за счет своей незыблемости, прочности. Силе волны противопоставляются крепость и вес сооружения. «Лоб в лоб» — вот формула их взаимодействия. Ясно, что для инженерной реализации такого принципа жизненно важно знать «крайние» возможности этих часто гигантских сил — воздействие волн на оградительные сооружения достигает десятков и сотен тонн на квадратный метр. А учесть или рассчитать их не всегда удается. И не раз случалось, что мощные, впечатляющие своими размерами, казалось бы, неуязвимые бетонные и каменные громады разрушались, как игрушечные. Вот лишь один пример.

Мол «Мустафа» в Алжирском порту считался верхом гидротехнического искусства, и французские портовики, построившие его (1930 г.), были уверены, что он неуязвим для любого средиземноморского шторма. Мол, сложили из циклопических массивов весом по 450 т, которые скрепили специальными стальными шпонками, вставленными в вертикальные колодцы. Затем колодцы забетонировали. Сверху мола шла бетонная надстройка. Все швы тщательно заделали высокопрочным бетоном. По существу, собранный из отдельных массивов, мол, превратился в сплошной монолит. Прошло всего 4 года с момента начала строительства, как, мол, был буквально изуродован штормом. После первой волны, накренившей его, достаточным оказалось удара еще трех волн, чтобы образовалась 400-метровая брешь и третья часть сооружения была полностью разрушена.

Несмотря на современную техническую оснащенность научных исследований, проектирование портовых сооружений, и особенно оградительных, остается весьма сложным, а главное — очень ответственным делом. Объясняется это тем, что по площади порты занимают сотни тысяч гектаров и для их защиты требуются многие километры оградительных сооружений.

[/smszamok]

Стоимость же километра таких сооружений составляет не один миллион рублей. Золотая середина в проектном решении — это такой запас прочности сооружения, увеличение которого ведет к неоправданному омертвлению капитала, а уменьшение — к риску, что сооружение

Тан устроен один из существующих молов — оградительное сооружение откосного типа.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Со времен Аристотеля и Феофраста, то есть уже более двух тысяч лет, существует наука, чье название происходит от греческого слова «ботанэ» — зелень, овощ, трава. Тридцать лет собственной жизни связывают меня с ботаникой. Несмотря на существенную разницу двух цифр, обе они велики: одна — в масштабах человеческой культуры, другая — в масштабе человеческой жизни. Судьба навсегда связала меня с наукой о растениях, а последнее десятилетие и с пограничными областями биологии. Что такое для меня ботаника? Вопреки укоренившимся представлениям об академичности, педантизме, сухости этой науки я вижу ее дисциплиной живой, средоточием острейших проблем современности. Мы открываем новые виды растений, изучаем и сохраняем давно известные. Следим за изменением ландшафтов, ведь именно ботаник за деревьями видит лес, за травами — степь, за отдельным растением—фитоценоз: Именно ботаники разрабатывают для хозяйственников и методы восстановления Карпатских лесов, Крымской яйлы.

Ботаники сегодня решают проблемы использования растений в любых отраслях промышленности: лесной, парфюмерной, фармацевтической, в сельском хозяйстве как при выведении новых сортов хлебных растений, так и при разработке технологии выращивания грибов. Я уже не говорю о значении ботаники в деле охраны окружающей среды для человека, природа в первую очередь — это растения. И мне, конечно же, обидно, что сегодня максимум интереса вызывают только такие области биологии, как генетика, биофизика, молекулярная биология, цитология… Здесь идет активное внедрение методов математики, физики, химии, техники, от них ожидают самых впечатляющих научных результатов. А к доброй и древней ботанике сегодня особого интереса нет. Это дань консервативности нашего мышления. Поэтому именно сейчас в ботанике ощущается как бы некоторый профессиональный кризис.

Первая и самая главная теоретическая предпосылка сохранения многообразия живого — принципиальный вывод о возможности сосуществования человечества со всеми без исключения формами живого. Человек не антагонистичен живому миру. Возможность сосуществования человека с живой природой определяется — со стороны человека — пониманием необходимости сохранить качественное разнообразие живого. Со стороны живой природы такая возможность определяется эволюционной пластичностью подавляющего большинства видов, позволяющей им существовать в несколько  измененных условиях.

Примеров такой пластичности множество. Сокол-сапсан — крупная хищная птица — успешно гнездится на здании Московского университета на Ленинских горах. Стрижи, ласточки, синицы и другие насекомоядные птицы сотни лет были постоянными обитателями городов и поселков во многих странах мира (до того, как распространились химические средства защиты растений). С прекращением охоты пригород обживают разные виды уток и даже гусей.

Многие млекопитающие приспосабливаются, и успешно, к жизни в непосредственной близости к человеку (естественно, при том условии, что люди не занимаются их истреблением). Пример с белками, живущими в парках Алма-Аты, Москвы, Вашингтона и многих других городов мира, хорошо известен. Меньше знают о барсуках, живущих в подвалах домов даже больших городов (только в одном Копенгагене обитает несколько десятков барсуков), о выдрах, поселившихся в поселках, о куницах, лисах, существующих в самых больших городах «в тени человека».

Наверное, такого рода приспособление связано с отбором на отсутствие боязни к человеку, который произошел среди популяций названных животных, с одной сто- -роны, и на использование новых источников пищи и укрытий — с другой. Те особи, которые панически боялись городского шума, движущегося транспорта, присутствия людей вблизи, не смогли жить в городе.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Пять тысяч — это высших растений. А грибы, водоросли, лишайники—многие из них еще попросту не описаны, не завершена простая инвентаризация природных богатств. И уж, конечно, мы не всегда знаем биохимию, физиологию, цитологию этих низших растений. В самих этих науках могут возникнуть новые идеи при работе с новыми объектами. Многие ли из низших растений мы используем? Всем сегодня известно о хлорелле. Некоторые водоросли используются для очистки водоемов, заводских прудов, загрязненных солями тяжелых металлов. Самый поверхностный прогноз говорит, что от водорослей можно ожидать большего. То же и с грибами. Всего лишь несколько десятков видов мы сегодня употребляем в пищу. А может быть, съедобных грибов значительно больше?

Все, что сохранилось, все, что нужно защитить, необходимо объявить запретным уже сегодня. Мы сейчас организуем Карадагский заповедник. Это комплексный заповедник — геологический, фауяистиче-ский, фитоценологический, экваториальный. Однако шестой год окончательно этот вопрос не решается. Вопрос это чисто организационный. Например, существует правило километровой буферной зоны вокруг заповедника, ограждающей его от окружающей среды. Зона эта зачастую нарушается. Если, скажем, охотничье хозяйство находится в пределах заповедной зоны, то, разумеется, оно истребляет заповедную дичь и попутно некоторые растения. В Карпатах создан заповедник площадью двенадцать тысяч гектаров. А разумнее устроить там национальный парк или биосферный заповедник. Как я представляю биосферный Карпатский заповедник? Это территория от ста до двухсот тысяч гектаров, крупный лесной массив, где двадцать—тридцать тысяч гектаров будут абсолютно заповедной землей. Туда не должна ступать человеческая нога. На остальной территории надо хорошо продумать, где пройдут туристические тропы, какая нагрузка должна приходиться на отдельные зоны заповедника. Потому что, очевидно, неконтролируемое число туристов может погубить Карпаты.

А в самом заповеднике должны работать немногочисленные увлеченные специалисты и иа первых порах штат егерей, необходимый до тех пор, пока экологическое самосознание человека еще недостаточно развито. Надо сказать, что оно активно развивается — работа в наших степных заповедниках показывает, что постепенно отношение к ним населения меняется, становится бережнее.

Итак, сегодня отношение к заповедникам меняется в лучшую сторону. Режим же их работы должен быть таков, чтобы нагрузка дозировалась. Иными словами, туризм должен разумно сочетаться с интересами заповедной земли.

Доброе слово хочется мне сказать о ботанических садах — традиционных научных центрах ботанической науки. По моему мнению, ботанические сады нужны в каждом областном и районном городе нашей республики. Они должны сделаться местами отдыха, способствовать экологическому воспитанию человека и решать множество других проблем.

Мы сегодня используем растительный мир для наших нужд еще очень незначительно. Человечество вывело из дикого состояния лишь несколько десятков видов растений. Они нам хорошо известны. Мы сегодня вводим в число культурных многие дикорастущие растения — это перспективная проблема ботаники. И за счет этих растений в какой-то степени будет пополняться генофонд пищевых растений будущего.

Для того, чтобы представить это наглядно, посмотрим на наш Киевский ботанический сад, которым уже много лет руководит член-корреспондент АН УССР Андрей Михайлович Гродзинский.

Мы все хотим, чтобы наши города были нарядными, чтобы на клумбах цвели прекрасные растения. Другая задача — защита людей от пыли, шума, выхлопных газов. И именно ботанические сады должны стать центрами — поставщиками окультуренных растений в города и поселки. Вот несколько примеров. Из Средней Азии мы получили и удачно акклиматизировали несколько видов диких луков. Переселилась из Южной Африки книфофия. Ее раскрывшиеся соцветия напоминают ракеты в венце саблевидных листьев.

Много внимания уделяется растениям, пригодным для вертикального озеленения городов. И уже живут на Киевской земле различные лианы: виноград и актинидии с Дальнего Востока, клематисы с двадцатисантиметровыми цветками из Западной Европы и многие другие. Мы хотим, чтобы в ближайшие двадцать — тридцать лет наши города изменили свой облик.

Хорошо прижились в саду и тамариксы (иначе гребенщики, бисеринки). Эти вечнозеленые кустарники или небольшие деревья обладают ценнейшими свойствами. Они устойчивы к засоленности почв, нетребовательны к ее плодородию, ежегодно дают обильную поросль, и самое важное качество— у них мощная корневая система. Поэтому тамариксы ценны в первую очередь для закрепления терриконов, оврагов, для посадки на пустырях. Разводить их легко, а они сторицей отблагодарят человека. Их молодые ветви охотно поедаются скотом, идут на плетение щитов для задержания снега, рыболовных снастей. Кору и особенно галлы некоторых видов используют для дубления кож. Кроме всего, тамариксы дают пчелам цветочную пыльцу-пергу.

Специальный раздел — растения для лесополос. До сих пор лесополосы выполняли лишь агротехнические функции: сдерживали порывы сухих ветров летом, зимой же накапливали снег. Мы хотим, чтобы лесополосы, кроме этого, давали людям плоды, ягоды, орехи. Черноплодная рябина, айва, кизил и другие растения сейчас проходят испытания. А вот карликовые грецкие орехи, выведенные здесь, скоро отправятся на постоянные места жительства. Эти деревца быстро растут, скоро и обильно плодоносят, у плодов тонкая скорлупа. Всех достоинств и не перечислишь…

Я не остановился на работе музеев, институтов и опытных станций, на проблематике, спектр которой меняется буквально на глазах. Хочу сказать, я не жалею, что стал ботаником, ибо вижу, как с каждым днем моя любимая добрая древняя наука молодеет, расширяет свои границы, становится нужной, точнее необходимой, не только нам, ученым, но и всем людям, всему нашему обществу.

(Еще не оценили)

Загрузка...

Существует еще одно определение экологии, принадлежащее крупнейшему американскому экологу Ю. Одуму: экология — это биология окружающей среды (environmental biology). Это определение Как нельзя лучше объясняет огромный интерес и пристальное внимание, проявляемые сейчас к экологическим проблемам, к самым различным аспектам охраны окружающей среды в ваш век бурного роста промышленного производства и интенсификации сельского хозяйства. В наше время иа первый план выступают вопросы разумного регулирования взаимоотношений человеческого общества и среды его обитания. Особое зиачение в этом приобретает так называемый экологический подход — необходимость соизмерять хозяйственную деятельность человека с возможностями природы. А для этого надо знать ее законы. Посмотрим на конкретных примерах, как знание природных механизмов борьбы с загрязнением окружающей среды может помочь человеку в решении этой важнейшей проблемы современности.