Соль земли
В познании реального мира мелочей не бывает. Даже обычная соль может поведать нам о глобальном изменении природы нашей планеты. Нужно только внимательно всматриваться и вдумываться в то, что лежит прямо перед нашими глазами...
То, что вы узнаете, прочитав эту статью, можно выразить словами – удивительное рядом. Удивительное, потому что воображению открывается своеобразное «дыхание» живого мира, организованное с помощью изменения мерности пространства. Наука называет его «осмос» (давление). Удивительное рядом, потому что этим волшебством изменения мерности пространства в объёме суповой кастрюли, занимается каждая хозяйка. Но всё таки главная тема статьи, это очевидная связь между потреблением соли и изменившимся атмосферным давлением.
Внезапная нехватка соли
Оказывается, потребление соли это вовсе не прихоть гурманов. Она жизненно необходима человеку. Наша суточная потребность 5…10 грамм. Если потребление прекратить, то наступают неминуемые последствия в виде упадка сил, нервных заболеваний, проблем с пищеварением, хрупкости костей, отсутствия аппетита, и, наконец, смерти. Это потому, что недостаток соли организм восполняет извлечением её из других органов и тканей, т.е. разрушением костей и мышц.
Отчего же природа обошлась с нами так жестоко? Откуда наши «дикие» предки должны были получать соль, если доступной она стала относительно недавно?
Ещё несколько веков назад соль стоила очень дорого, поскольку редко встречается в природе в пригодном к употреблению виде. Её надо добывать. Только развивая технологии добычи соли, что заняло несколько веков, мы искусственно удовлетворили эту потребность. Но почему человек оказался лишённым необходимых для жизни ресурсов, хотя штатное состояние развивающейся экологической системы – это изобилие? Любое существенное ущемление приводит к задержке в её развитии.
И ладно бы речь шла только о человеке. Практически все травоядные и птицы испытывают ту же самую солевую нехватку. Промышленность даже выпускает специальную кормовую соль для домашнего скота. Солью подкармливают лошадей, кроликов, морских свинок и попугайчиков. В дикой природе кабаны и лоси никогда не пройдут мимо приманки в виде куска соли-лизуна. Несчастные звери, так же как и мы, страдают от недостатка соли, но в отличие от человека не имеют соледобывающей промышленности. Они лижут камни, роют грунт в поисках солёного, и рады любым подачкам.
Всё говорит о том, что нынешнее состояние природы нештатное. Что-то явно изменилось в спокойном течении эволюции. Скорее всего, сама потребность в соли возникла не так давно, в результате каких-то глобальных изменений на нашей планете. Иначе животный мир успел бы полноценно приспособиться к изменениям.
Научный взгляд на проблему
Не лишним будет узнать, как на всё это смотрит научный мир. А он не видит никакой проблемы и просто пытается описать закономерности. Например, говорят, что солёность крови животных соответствует солёности воды мирового океана:
«Это обстоятельство было отмечено ещё в прошлом столетии Бунге (Bunge, 1898), который и высказал впервые предположение о том, что жизнь зародилась в океане и современные животные унаследовали от своих океанических предков неорганический состав крови, столь сходный с морской водой. Теория океанического происхождения минерального состава внутренней среды была развита Мак Келлюмом (McCallum, 1910, 1926), который в доказательство её привёл многочисленные анализы крови различных животных. Эта теория получала на протяжении 50 лет всё новые подкрепления, пока она не приобрела к настоящему времени ту степень вероятности, которая возможна для биологических построений, охватывающих отдалённые эпохи развития жизни (сомнительную вероятность, – авт.)». «Физиологические механизмы водно-солевого равновесия» Гинецинский А. Г.
По мнению учёных, солёность крови лишь имитирует древние условия обитания простейших организмов. То есть жидкость океана постепенно замкнулась во внутренних циклах организма и генетически сохранилась в таком виде. Наследниками тех древних организмов стали все современные животные.
Оптимальная солёность крови приблизительно равна 1% (точнее 0,89%). Солёность же мирового океана сейчас в 3 раза выше. Это учёный мир вовсе не смущает, не отбрасывать же из-за пустяка такую красивую теорию, тем более, что других догадок нет. Вот и договорились считать, что когда-то в далёком прошлом океан был именно 1%-й солёности. А потом почему-то (неважно почему) просолился. В очередной раз подогнали реальность под свои домыслы.
Но на протяжении 20 века вместо «новых подкреплений», теория океанического происхождения внутренней среды накапливала новые противоречия. Разрешением этих противоречий, с целью защитить господствующую теорию, в основном и занимались теоретики от биологии.
Идея с кровью понятна. Но кровь – это межклеточная жидкость, а как же обстоят дела с внутренней жидкостью клетки? Оказывается, минеральный состав (солёность) внутри клетки всегда отличается от внешней среды. И резко отличается – в крови очень много ионов натрия (+Na) и мало ионов калия (+K), а в клетке всё наоборот. И теперь биологи, по идее, должны продолжить свою мысль дальше.
Согласно теории, в момент появления сложных многоклеточных организмов вода океана была близка по составу к крови – 1% солёности, в том числе очень много натрия и мало калия, (+Na)>(+K). Тогда ещё раньше, в момент зарождения одноклеточных, когда замкнулись трёхслойные белково-жировые оболочки клеток, ионный состав мирового океана был обратным – мало натрия и очень много калия (+Na)<(+K). Вот об этом вы уже не услышите, потому что фантазировать про увеличение солёности океана в 3 раза ещё можно, а пытаться убедить людей в такой чехарде химического состава воды всей планеты, сложно. Да и в качестве доказательств привести совершенно нечего. Одни домыслы.
Таким образом, сегодня учёный мир успокаивает себя и всё человечество несостоятельной теорией океанического происхождения внутренней среды, притягивает за уши всё, что туда не вписывается, и в упор не видит проблемы. Дескать, всё правильно, всё идёт своим чередом.
Несостоятельность теории
Теория слабенькая, основанная на маленьком частном случае сходства. Хотя даже о сходстве трудно говорить, когда показатели отличаются в 3 раза. Эта теория совершенно оторвана от общего взгляда на развитие планетарных экологических систем. Посудите сами.
Пресноводные и сухопутные организмы сейчас находятся в постоянном состоянии нехватки соли, а морские организмы в состоянии её катастрофического избытка. Это большая проблема, и она решается каждым видом самостоятельно, как уж получилось. В рамках статьи совершенно невозможно описать всё многообразие попыток выживания в этих экстремальных условиях. Кому интересно углубиться в этот интереснейший вопрос предлагаю ознакомиться с работой («Осморегуляция и влияние солёности»).
Зачастую способы приспособления настолько оригинальны, что диву даёшься. И любопытно, что организмы используют при этом уже имеющиеся системы, нагружая их дополнительной работой по поддержанию солевого равновесия. Например, у человека это почки. Специальных систем ещё просто не появилось.
Простейшие одноклеточные организмы, вообще не имеют сложных выделительных систем, но жить тоже очень хотят. Поэтому они решили вопрос просто и неудобно. Пресноводные одноклеточные непрерывно часто-часто «дышат» выбрасывая из себя излишек воды, которая накачивается в них непроизвольно и постоянно с помощью осмотического давления, о котором будет рассказано ниже. Если они перестанут принудительно выбрасывать жидкость, то их немедленно разорвёт внутренним давлением.
А морские простейшие наоборот почти не выбрасывают жидкость, потому что излишняя солёность океана и так стремится откачать из них воду и сплющить. Вроде хорошо, не надо напрягаться, но это мешает избавляться от шлаков. Можно отравиться насмерть. Нормальной жизнью такое не назовёшь, поскольку на приспособление уходит очень много сил.
Есть черви, которые вынуждены существовать в водах с переменной солёностью. Это устья рек, впадающих в моря. Они вообще расписались в своей беспомощности бороться с разрушительными перепадами солёности, и выживают только за счёт эластичности своих тканей. Когда приходит пресная вода – раздуваются, а когда возвращается морская – сморщиваются. Вот так и живут.
Окончательно без потерь ещё никто не приспособился. Процесс в самом разгаре. И сегодня учёные фиксируют регулярное вымирание некоторых видов. Природа продолжает терять разнообразие. Это пытаются объяснить плохой экологией, но подобное происходило и в 18…19 веках, когда человек практически не влиял на климат и загрязнение. Так что, налицо общепланетарная нештатная ситуация, как говорят военные.
Разумеется, современная научная теория не в состоянии объяснить, как могла на протяжении миллионов лет развиваться и процветать экологическая система планеты, имея такие проблемы с осмотической совместимостью среды обитания и живыми организмами.
Считается, что чем больше возникает проблем, тем быстрее развивается экологическая система. Мы рассматриваем как раз такой идиотский случай. По-русски это звучало бы так: чем больше палок в колёса воткнуть, тем быстрее телега покатится. Глупость конечно, но взрослые люди с научными степенями всерьёз говорят об этом, как о стимулировании движения. Сейчас всё с ног на голову поставлено.
Если с позиций конца 19 века теория океанического происхождения внутренней среды и могла считаться прогрессивной, то сегодня это уже неприемлемо низкий аналитический уровень, заскорузлость и нежелание выйти за рамки традиционных представлений.
Но, как известно, критиковать все горазды. А что сами-то можем предложить? В том то и дело, что можем и предлагаем. Для начала разберёмся с осмотическим давлением, и его ролью в выживании организмов.
Соляной насос
Самое главное, для чего нам нужна соль – поддержание осмотического давления. Это очень простая и интересная штука. Представьте себе ёмкость, разделённую перегородкой с мельчайшими отверстиями. Она пропускает молекулы воды, но ионы натрия и хлора (растворённую соль) задерживает. Именно такими свойствами обладают мембраны клеток. Если одну часть ёмкости заполнить солёной водой, а соседнюю пресной, то через некоторое время уровень воды в солёном отделении самопроизвольно поднимется, а в пресном на столько же опустится. Как будто воду из пресного отделения перекачали насосом в солёное. Это происходит потому, что вода стремится разбавить насыщенный солёный раствор и выровнять концентрацию в обоих отделениях. Мембрана пропускает только воду (ионы соли не могут попасть в пресное отделение) и процесс идёт в одну сторону. Так возникает осмотическое давление, своеобразный соляной насос.
Почему это происходит, внятного научного объяснения нет. Но Николай Викторович Левашов в своих книгах показал, как это работает в тканях нашего организма. С помощью насыщения ионами соли меняется мерность межклеточной жидкости. Каждый ион искривляет вокруг себя пространство. Их суммарное действие и даёт такой перекос. Возникает это самое осмотическое давление, как перепад мерности.
Мы занимаемся изменением мерности постоянно. Посыпаем дорогу солью – изменяем мерность пространства в объёме дорожного покрытия и, как следствие, понижается температура кристаллизации воды. Вокруг лежит зимний снег, а у нас на дроге весна. Обыкновенное чудо.
Или, например, берём свежие огурцы, кладём их в стеклянную банку и заливаем рассолом с концентрацией соли более 30%. При этом мерность рассола настолько велика, что попавшие в пространство банки бактерии не могут сопротивляться осмотическому давлению. Они сморщиваются и погибают. А раз кроме них некому портить наши огурцы, то деликатес сохранится надолго.
Атмосферное и осмотическое давление связаны
Упрощённо в организме соляной насос работает так: если межклеточная жидкость избавляется от лишних ионов соли, и становится более пресной, то в клетку накачивается определённая порция жидкости, чтобы опреснить её и выровнять перепад мерности. Собственное внутреннее давление клетки при этом естественно несколько повышается. Она как бы надувается. И это происходит, пока не наступает равновесие всех сил. Если межклеточная жидкость насыщается ионами соли (становится более солёной), насос включается в обратную сторону, из клетки откачивается часть жидкости. Внутреннее давление клетки падает, и она как бы сдувается.
Важно понимать, что колебания давлений внутри клетки допустимы только в небольших пределах. Интересен такой научный опыт:
«Если эритроциты поместить в солевой раствор, имеющий одинаковое осмотическое давление (солёность, – авт.) с кровью, то они заметным изменениям не подвергаются. В растворе с высоким осмотическим давлением (пересоленном, – авт.) клетки сморщиваются, так как вода начинает выходить из них в окружающую среду. В растворе с низким осмотическим давлением (пресном, – авт.) эритроциты набухают и разрушаются. Это происходит потому, что вода из раствора с низким осмотическим давлением начинает поступать в эритроциты, оболочка клетки не выдерживает повышенного давления и лопается».
Продолжим эксперимент самостоятельно. В предыдущем опыте при постоянном атмосферном давлении менялась солёность раствора. А теперь мы будем менять атмосферное давление при постоянном составе раствора. Снова поместим те же самые эритроциты в раствор, соответствующий обычной на сегодня солёности крови 0,89 %. С ними, конечно, ничего не происходит.
Но если мы засунем всё это в барокамеру и значительно понизим атмосферное давление, то клетки набухнут и полопаются. Ведь их внутреннее давление станет гораздо выше внешнего. Другого механизма выравнивания давления, кроме соляного насоса, природа клеткам не дала. Избежать гибели клеток в условиях пониженного атмосферного давления довольно легко. Нужно просто подсолить раствор. Заработает соляной насос и откачает из клеточных оболочек часть жидкости. Клетки не разорвутся, и будут жить долго и счастливо, если только вовремя подсаливать межклеточные жидкости.
Этот эксперимент показывает, что если бы учёные не рассматривали атмосферное давление как постоянное, то сразу бы заметили, что от него напрямую зависит солёность крови. Сейчас считается, что постоянная солёность крови, это обязательное явление для всех организмов. Так оно и есть, но только пока атмосферное давление не изменилось в несколько раз.
Интересно, что рамках водно-солевого баланса такая возможность биологами не рассматривается, хотя речь ведётся о сотнях миллионов лет эволюции. А если они допускают, что такая инертная среда, как вода мирового океана за это время меняла свою солёность в несколько раз, тогда логично допустить, что атмосферное давление менялось намного больше.
Должен признаться, что все описанные выше осмотические процессы гораздо сложнее. Не то знатоки биологии будут пенять: «Вот, дескать, отхлестал всех по щекам, а в суть вопроса даже не углубился». Действительно, и мембраны клеток пропускают некоторое количество ионов, и работают активные химические «насосы» типа «Na/K-АТФазы», которые принудительно переносят ионы металлов через оболочку клетки. Да и вода при проникновении через мембрану испытывает сопротивление из-за жировой прослойки между белковыми оболочками клетки. Обязательно надо учитывать, что внутреннее давление клетки (тургор) всегда больше, чем внешнее, для поддержания упругости. У животных это примерно 1 атмосфера. Но по сути всё это не столь значительно влияет на водно-солевой баланс, и опыт с эритроцитами тому пример. Все эти факторы лишь вносят свой вклад в состояние равновесия.
Как это работает в жизни
Николай Викторович Левашов писал, что организм человека – это жёсткая колония клеток. Практически каждая клеточка нашего организма подобна тем подопытным эритроцитам. Она окружена межклеточной жидкостью и в полной мере испытывает на себе атмосферное давление. Именно атмосферное, а не артериальное, поскольку последнее сильно падает при проталкивании жидкости через капилляры. Конечно, тело человека в целом, это более прочная конструкция, чем отдельная клетка. Имеется каркас из костей и прочные покровные ткани. Поэтому мы способны к большим, но сравнительно кратковременным перепадам давления.
При нырянии на глубину более 100 м ныряльщики испытывают давление воды более 10 атмосфер. И, напротив, в одном из отчётов НАСА был описан эксперимент с пониженным давлением, проведённый над обезьянами (условно человеком). Животное помещали в барокамеру и понижали давление до вакуума. Оказалось, что наши организмы обладают прочностью, позволяющей при этом ещё 15-20 секунд совершать осмысленные действия. После этого наступает потеря сознания, а через 40-50 секунд из-за кессонной болезни разрушается мозг.
Однако, наш запас прочности не спасает при длительном воздействии пониженного давления. Начинают нарушаться обменные процессы. Давление межклеточной жидкости, обычно близкое к атмосферному, становится ниже нормального, а в самих клетках оно по-прежнему высокое. Организм начинает регулировать осмотическое давление (подсаливать кровь), противодействуя перекосу.
Теперь для того, чтобы клетки не испытывали разрушающего внутреннего давления, требуется (как в нашем опыте с барокамерой) увеличить солёность межклеточной жидкости. И поддерживать этот новый уровень необходимо постоянно. Нужно больше соли, чем содержал наш прежний рацион питания. Наш организм за этим строго следит, отслеживая сигналы внутренних датчиков. Мозг подаёт сигнал: «Хочу солёного». И если не пойдёшь ему навстречу, он достанет эту соль из всех тканей, откуда только возможно. Проживёшь недолго и несчастливо.
Крайне интересно, что осмотическое давление лишь на 60% создаётся ионами соли, остальные участники этого процесса – глюкоза, белки и т.д. То есть сладкое и вкусное. Вот разгадка нашей вкусовой основы. Человек любит сладкое ещё и потому, что эти вещества дополняют механизм противовеса пониженному атмосферному давлению, помогают солёному насосу работать. Они нам также необходимы, как и соль. И опять же, все животные, которые страдают от недостатка соли, также очень любят сладкое. К счастью сладкое в природе более распространено. Это фрукты, ягоды, корни и конечно мёд. Также сахара выделяются в процессе переваривания крахмала, который содержится в злаках.
Выводы
Организмы животных, как и человека, на нашей планете приспособлены к жизни в условиях большего атмосферного давления, чем мы имеем сегодня (760 мм. рт. ст.). Насколько оно было больше, подсчитать сложно, но по оценкам, не менее, чем в 1,5 раза. Однако, если взять за основу тот факт, что осмотическое давление плазмы крови составляет в среднем 768,2 кПа (7,6 атм.), то вполне вероятно, что изначально наша атмосфера была плотнее в 8 раз (около 8 атм.). Как это ни дико звучит, но такое возможно. Ведь известно, что давление в пузырьках воздуха, которые содержит янтарь, составляет по разным данным от 8 до 10 атмосфер. Это как раз отражает состояние атмосферы на момент застывания смолы, из которой янтарь образовался. В такие совпадения трудно поверить.
Приблизительно понятно, и когда именно произошло падение плотности атмосферы. Прослеживается это отсчётом назад индустриальных достижений человечества по добыче соли. Последние 100 лет ведётся централизованная промышленная разработка нескольких крупных месторождений. Выручило нас применение тяжёлой карьерной техники. 300…400 лет назад прирост добычи соли дала реализация технологии выпаривания морской воды, либо рассола из подземных скважин.
А всё, что было ранее, например ручной сбор в открытых солончаках или пережигание растений, можно назвать низкоэффективным началом рождения технологии добычи соли. За последние 500…600 лет эта технология развивалась гораздо быстрее, чем уже устоявшиеся кузнечная, гончарная и другие, что говорит о её недавнем рождении.
В эти сроки хорошо укладываются соляные бунты начала 17 века, когда соль стала равнозначной выживанию. До этого века, такого не наблюдалось. По прошествии времени, с развитием технологии, спрос удовлетворялся, острота соляного вопроса уменьшалась, и далее мы уже не видим таких массовых волнений на предмет соли. То есть, по моему мнению, существенное падение плотности атмосферы могло происходить в 15…17 веках.