Биометрология и коварные коллоиды
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Многие специальности требуют большой аккуратности. Но может быть, самыми педантичными людьми на свете являются лаборанты- химики, с неимоверной тщательностью соблюдающие при изготовлении реактивов сотни писаных и неписаных правил.
Но уже давно было замечено, что в лабораториях, где изучают коллоиды, всегда оказываются неаккуратные лаборанты. Почему именно в этих лабораториях встречаются небрежные и неряшливые сотрудники, оставалось неясным. Но факты — упрямая вещь! Время от времени приготовленные коллоиды «портятся» или, выражаясь химическим языком, коагулируют. Мельчайшие агрегаты молекул, составляющих коллоидный раствор, слипаются друг с другом, образуя в лучшем случае муть, а в худшем — осадок. Поскольку никаких видимых причин для порчи коллоидов не было, оставалось объяснять ее случайным загрязнением или какой-нибудь другой ошибкой лаборанта.
Следует сразу же сказать, что с капризным поведением коллоидов пришлось столкнуться не только ученым, но и химикам-производственникам. Сырьем для искусственного шелка служит древесная целлюлоза, представляющая собой типичный коллоидный раствор. И вот бывают дни, когда на вискозных заводах тоже все не ладится: вязкая масса целлюлозы внезапно начинает плохо поддаваться обработке, а полученные из нее шелковинки теряют прочность. Затем также внезапно неполадки прекращаются, и технологический процесс изготовления вискозы идет без сучка и задоринки до тех пор, пока вновь какая-то необъяснимая причина не спутает карт, не нарушит течения строго выверенного и непрерывно контролируемого процесса.
Можно долго перечислять случаи необъяснимых капризов коллоидных растворов, но уже пора рассказать об опытах итальянского профессора Джорджо Пиккарди.
Профессор решил разоблачить коллоиды. Свои опыты он проводил над коллоидными растворами хлористого висмута. Раствор приготавливался под особым контролем, затем колбочки с ним помещались в лабораторию, где поддерживались неизменными температура, давление и влажность воздуха. Поскольку же и при этих условиях коллоидный раствор хлористого висмута время от времени «портился», профессор Пиккарди расширил — в этом и состоит его основная заслуга — область учитываемых внешних условий. С помощью специальных приборов стали регистрировать изменения магнитного поля Земли, напряжение электрического поля атмосферы и даже солнечные пятна.
В результате десятилетних наблюдений и сопоставлений ученому удалось обнаружить определенную закономерность: коллоидный раствор чутко реагирует на процессы, происходящие в ионосфере, в свою очередь связанные с активностью Солнца. Невидимая нить протянулась от солнечных пятен к пробиркам химика. Виновниками неприятностей, в которых упрекали лаборантов, оказались стихийные силы природы.
Но, конечно, значение опытов Пиккарди не ограничивается реабилитацией лаборантов. Вспомним, что клеточный сок, протоплазма, кровь — все важнейшие составные части живых организмов, начиная от невидимых глазом микробов и кончая человеком, представляют собой коллоидные растворы. И если эти растворы подвержены космическим и атмосферным воздействиям, то, возможно, что и многие биологические явления связаны с ними.
Между прочим, кровь человека и животных ведет себя в пробирках и колбочках точно так же, как и коллоидный раствор хлористого висмута.
Но опыты с кровью еще не могут перекинуть мост над пропастью, которая разделяет такие простые молекулы, как молекулы хлористого висмута, и живое существо. Вести наблюдение за живыми существами, даже за простейшими животными, даже за растениями, оказалось очень не просто. «Если исследователь хотел,— читаем мы в статье А. Колло,— изучать влияние известковой почвы на какую-нибудь разновидность пшеницы, то определенный участок с такой почвой засевался, и всходы на нем сравнивались со всходами на других участках с глинистой или известковой почвой. Но на эти различия в характере почвы налагались метеорологические условия, которые оказывались неодинаковыми в обоих районах: холод, жара, солнечная погода, дождливая погода, влажность воздуха и так далее. Было почти невозможно выбрать из многочисленных и обширных статистических показателей данные, отражающие влияние только того или иного исследуемого фактора».
Вот почему ботаники, физиологи растений и агрономы придают такое большое значение исследованиям, проводимым в так называемых фитотронах — огромных камерах искусственного климата, где все условия, все внешние факторы поддаются строжайшему учету и контролю. Экспериментатор в фитотроне повелевает погодой, призывая в разгар лета снежные вихри, сочетая их при этом с любыми температурами воздуха и любой степенью его влажности.
Отгородившись от внешнего мира, экспериментатор получает возможность точно выяснить влияние на жизнь и развитие растения любого внешнего фактора. Впрочем, в существующих фитотронах еще нет приспособлений для управления электрическими полями. Еще существенней то, что фитотроны не пригодны для экспериментирования с животными. Поэтому предполагается по аналогии с фитотронами создать биотроны — лаборатории для изучения поведения животных в любых точно заданных условиях. И именно в биотронах, в которых можно будет наблюдать за живыми насекомыми или грызунами в условиях искусственной природы, созданной человеком, возможно, удастся найти разгадку многих явлений, уже давно смущающих зоологов, физиологов и врачей, перекинув тем самым мост от простых коллоидных растворов к живым существам.
Автор: А. Коло.