У пізнанні реального світу дрібниць не буває. Навіть звичайна сіль може повідати нам про глобальну зміну природи нашої планети. Потрібно тільки уважно вдивлятися і вдумуватися в те, що лежить прямо перед нашими очима...

Те, що ви дізнаєтеся, прочитавши цю статтю, можна висловити словами - дивовижне поруч. Дивне, тому що уяві відкривається своєрідне «дихання» живого світу, організоване за допомогою зміни мірності простору. Наука називає його «осмос» (тиск). Дивовижне поруч, тому що цим чарівництвом зміни мірності простору в обсязі суповій каструлі, займається кожна господиня. Але все таки головна тема статті, це очевидна зв'язок між споживанням солі і зміненим атмосферним тиском.

Раптова нестача солі

Виявляється, споживання солі це зовсім не примха гурманів. Вона життєво необхідна людині. Наша добова потреба 5...10 грам. Якщо споживання припинити, то наступають неминучі наслідки у вигляді занепаду сил, нервових захворювань, проблем з травленням, крихкості кісток, відсутність апетиту, і, нарешті, смерті. Це тому, що брак солі організм заповнює вилученням її з інших органів і тканин, тобто руйнуванням кісток і м'язів.

Чому ж природа обійшлася з нами так жорстоко? Звідки наші дикі предки повинні були отримувати сіль, якщо доступною вона стала відносно недавно?

Ще кілька століть тому сіль коштувала дуже дорого, оскільки рідко зустрічається в природі в придатному до вживання вигляді. Її треба добувати. Тільки розвиваючи технології видобутку солі, що зайняло кілька століть, ми штучно задовольнили цю потребу. Але чому людина виявився позбавленим необхідних для життя ресурсів, хоча штатний стан розвивається екологічної системи - це достаток? Будь-яке суттєве обмеження призводить до затримки в її розвитку.

І добре б мова йшла тільки про людину. Практично всі травоїдні і птахи відчувають ту ж саму сольову брак. Промисловість навіть випускає спеціальну кормову сіль для худоби. Сіллю підгодовують коней, кроликів, морських свинок і папужок. У дикій природі кабани, і лосі ніколи не пройдуть повз принади у вигляді шматка солі-лизуна. Нещасні звірі, так само як і ми, страждають від нестачі солі, але на відміну від людини не мають солевидобувною промисловості. Вони лижуть камені, риють грунт у пошуках солоного, і раді будь-яким подачок.

Все говорить про те, що нинішній стан природи позаштатне. Щось явно змінилося в спокійному плині еволюції. Швидше за все, сама потреба в солі виникла не так давно, в результаті якихось глобальних змін на нашій планеті. Інакше тваринний світ встиг би повноцінно пристосуватися до змін.

Науковий погляд на проблему

Не зайвим буде дізнатися, як на все це дивиться науковий світ. А він не бачить ніякої проблеми і просто намагається описати закономірності. Наприклад, кажуть, що солоність крові тварин відповідає солоності води світового океану:

«Ця обставина було відзначено ще в минулому столітті Бунге (Bunge, 1898), який вперше висловив припущення про те, що життя зародилося в океані і сучасні тварини успадкували від своїх океанічних предків неорганічний склад крові, настільки схожий з морською водою. Теорія океанічного походження мінерального складу внутрішнього середовища була розвинена Мак Келлюмом (McCallum, 1910, 1926), який доказ її навів численні аналізи крові різних тварин. Ця теорія отримувала протягом 50 років все нові підкріплення, поки вона не набула до цього часу ту ступінь ймовірності, яка можлива для біологічних побудов, що охоплюють віддалені епохи розвитку життя (сумнівну ймовірність, - авт.)». «Фізіологічні механізми водно-сольового рівноваги» Гинецинский А. Р.

На думку вчених, солоність крові лише імітує стародавні умови існування найпростіших організмів. Тобто рідина океану поступово замкнулася у внутрішніх циклах організму і генетично збереглася в такому вигляді. Спадкоємцями тих прадавніх організмів стали всі сучасні тварини.

Оптимальна солоність крові приблизно дорівнює 1% (точніше 0,89%). Солоність ж світового океану зараз в 3 рази вище. Це вчений світ зовсім не бентежить, не відкидати ж через дрібницю таку гарну теорію, тим більше, що інших припущень немає. Ось і домовилися вважати, що колись у далекому минулому океан був саме 1%-й солоності. А потім чомусь (неважливо чому) просолился. В черговий раз підігнали реальність під свої домисли.

Але протягом 20 століття замість «нових підкріплень», теорія океанічного походження внутрішнього середовища накопичувала нові протиріччя. Вирішенням цих протиріч, з метою захистити пануючу теорію, в основному займалися теоретики від біології.

Ідея з кров'ю зрозуміла. Але кров - це межклеточная рідина, а як же йдуть справи з внутрішньої рідиною клітини? Виявляється, мінеральний склад (солоність) всередині клітини завжди відрізняється від зовнішнього середовища. І різко відрізняється - в крові дуже багато іонів натрію (+Na) і мало іонів калію (+K), а в клітці все навпаки. І тепер біологи, по ідеї, повинні продовжити свою думку далі.

Згідно теорії, в момент появи складних багатоклітинних організмів вода океану була близька по складу до крові - 1% солоності, в тому числі дуже багато натрію і мало калію, (+Na)>(+K). Тоді ще раніше, у момент зародження одноклітинних, коли замкнулися тришарові білково-жирові оболонки клітин, іонний склад світового океану був зворотним - мало натрію і дуже багато калію (+Na)<(+K). Ось про це ви вже не почуєте, бо фантазувати про збільшення солоності океану в 3 рази ще можна, а намагатися переконати людей у такої чехарди хімічного складу води всієї планети, складно. Так і в якості доказів привести зовсім нічого. Одні домисли.

Таким чином, сьогодні вчений світ заспокоює себе і все людство неспроможною теорією океанічного походження внутрішнього середовища, притягує за вуха все, що туди не вписується, і в упор не бачить проблеми. Мовляв, все правильно, все йде своєю чергою.

Неспроможність теорії

Теорія слабенька, заснована на маленькому приватному разі подібності. Хоча навіть про подібність важко говорити, коли показники відрізняються в 3 рази. Ця теорія зовсім відірвана від загального погляду на розвиток планетарних екологічних систем. Посудіть самі.

Прісноводні та сухопутні організми зараз знаходяться в постійному стані нестачі солі, а морські організми в стані її катастрофічного надлишку. Це велика проблема, і вона вирішується кожним видом самостійно, як вже вийшло. В рамках статті неможливо описати все різноманіття спроб виживання в цих екстремальних умовах. Кому цікаво заглибитися в це цікаве питання пропоную ознайомитися з роботою («Осморегуляция і вплив солоності»).

Найчастіше способи пристосування настільки оригінальні, що диву даєшся. І цікаво, що організми використовують при цьому вже наявні системи, навантажуючи їх додатковою роботою щодо підтримання сольового рівноваги. Наприклад, у людини це нирки. Спеціальних систем ще просто не з'явилося.

Найпростіші одноклітинні організми, взагалі не мають складних видільних систем, але жити теж дуже хочуть. Тому вони вирішили питання просто і незручно. Прісноводні одноклітинні безперервно часто-часто «дихають» викидаючи з себе надлишок води, що накачується в них мимоволі і постійно з допомогою осмотичного тиску, про який буде розказано нижче. Якщо вони перестануть примусово викидати рідина, то їх негайно розірве внутрішнім тиском.

А морські найпростіші навпаки майже не викидають рідина, тому що зайва солоність океану і так прагне відкачати з них воду і сплющити. Начебто добре, не треба напружуватися, але це заважає позбавлятися від шлаків. Можна отруїтися насмерть. Нормальним життям це не назвеш, оскільки на пристосування йде дуже багато сил.

Є хробаки, які змушені існувати у водах із змінною солоністю. Це гирла річок, що впадають в моря. Вони взагалі розписалися у своїй безпорадності боротися з руйнівними перепадами солоності, і виживають тільки за рахунок еластичності своїх тканин. Коли приходить прісна вода - роздуваються, а коли повертається морська - зморщуються. Ось так і живуть.

Остаточно без втрат ще ніхто не пристосувався. Процес у самому розпалі. І сьогодні вчені фіксують регулярне вимирання деяких видів. Природа продовжує втрачати різноманітність. Це намагаються пояснити поганою екологією, але подібне відбувалося і в 18...19 століттях, коли людина практично не впливав на клімат і забруднення. Так що, в наявності общепланетарная нештатна ситуація, як кажуть військові.

Зрозуміло, сучасна наукова теорія не в змозі пояснити, як могла впродовж мільйонів років розвиватися і процвітати екологічна система планети, маючи такі проблеми з осмотичної сумісністю середовища проживання і живими організмами.

Вважається, що чим більше виникає проблем, тим швидше розвивається екологічна система. Ми розглядаємо як раз такий ідіотський випадок. По-російськи це звучало б так: чим більше палок в колеса увіткнути, тим швидше віз покотиться. Дурість, звичайно, але дорослі люди з науковими ступенями всерйоз говорять про це, як про стимулювання руху. Зараз все з ніг на голову поставлено.

Якщо з позицій кінця 19 століття теорія океанічного происхождения внутрішнього середовища і могла вважатися прогресивної, то сьогодні це вже неприйнятно низький аналітичний рівень, зашкарублість і небажання вийти за рамки традиційних уявлень.

Але, як відомо, критикувати всі мастаки. А самі-то можемо запропонувати? В тому то і справа, що можемо і пропонуємо. Для початку розберемося з осмотичним тиском, і його роллю у виживанні організмів.

Соляний насос

Найголовніше, для чого нам потрібна сіль - підтримання осмотичного тиску. Це дуже проста і цікава штука. Уявіть собі ємність, розділену перегородкою з дрібними отворами. Вона пропускає молекули води, але іони натрію і хлору (розчинну сіль) затримує. Саме такими властивостями володіють мембрани клітин. Якщо одну частину ємності заповнити солоною водою, а сусідню прісної, то через деякий час рівень води в солоному відділенні мимовільно підніметься, а в прісному на стільки ж опуститься. Наче воду з прісного відділення перекачали насосом в солоне. Це відбувається тому, що вода прагне розбавити насичений солоний розчин і вирівняти концентрацію в обох відділеннях. Мембрана пропускає лише воду (іони солі не можуть потрапити в прісне відділення) і процес йде в одну сторону. Так виникає осмотичний тиск, своєрідний соляної насос.

Чому це відбувається, чіткого наукового пояснення немає. Але Микола Вікторович Левашов у своїх книгах показав, як це працює в тканинах нашого організму. З допомогою насичення іонами солі змінюється мірність міжклітинної рідини. Кожен іон викривляє навколо себе простір. Їх сумарна дія і дає такий перекіс. Виникає це саме осмотичний тиск, як перепад мірності.

Ми займаємося зміною мірності постійно. Посипаємо дорогу сіллю - змінюємо мірність простору в обсязі дорожнього покриття і, як наслідок, знижується температура кристалізації води. Навколо лежить зимовий сніг, а у нас на дорозі весна. Звичайне диво.

Або, наприклад, беремо свіжі огірки, кладемо їх в скляну банку і заливаємо розсолом з концентрацією солі більше 30%. При цьому мірність розсолу настільки велика, що потрапили в простір банки бактерії не можуть чинити опір осмотичному тиску. Вони зморщуються і гинуть. А крім них нікому псувати наші огірки, то делікатес збережеться надовго.

Атмосферний і осмотичний тиск пов'язані

Спрощено в організмі соляної насос працює так: якщо межклеточная рідина позбавляється від зайвих іонів солі, і стає більш прісної, то в клітку накачується певна порція рідини, щоб опріснити її і вирівняти перепад мірності. Власне внутрішнє тиск клітини при цьому природно дещо підвищується. Вона як би роздувається. І це відбувається, поки не настає рівновага всіх сил. Якщо межклеточная рідина насичується іонами солі (стає більш солоної), насос включається у зворотний бік, з клітки відкачується частина рідини. Внутрішній тиск клітини падає, і вона як би здувається.

Важливо розуміти, що коливання тисків всередині клітини допустимі тільки в невеликих межах. Цікавий такий науковий досвід:

«Якщо еритроцити помістити в сольовий розчин, що має однаковий осмотичний тиск (солоність, - авт.) з кров'ю, то вони помітних змін не зазнають. У розчині з високим осмотичним тиском (пересоленном, - авт.) клітини зморщуються, так як вода починає виходити з них у навколишнє середовище. У розчині з низьким осмотичним тиском (прісному, - авт.) еритроцити набухають і руйнуються. Це відбувається тому, що вода з розчину з низьким осмотичним тиском починає надходити в еритроцити, оболонка клітини не витримує підвищеного тиску і лопається».

Продовжимо експеримент самостійно. У попередньому досвіді при постійному атмосферному тиску змінювалася солоність розчину. А тепер ми будемо міняти атмосферний тиск при постійному складі розчину. Знову помістимо ті ж самі еритроцити в розчин, відповідний звичайної на сьогодні солоності крові 0,89 %. З ними, звичайно, нічого не відбувається.

Але якщо ми засунемо все це в барокамеру і значно знизимо атмосферний тиск, то клітини набухнуть і полопаються. Адже їх внутрішній тиск стане набагато вище від зовнішнього. Іншого механізму вирівнювання тиску, крім соляного насоса, природа клітинам не дала. Уникнути загибелі клітин в умовах зниженого атмосферного тиску досить легко. Потрібно просто підсолити розчин. Запрацює соляної насос і откачает з клітинних оболонок частина рідини. Клітини не розірвуться, і будуть жити довго і щасливо, якщо тільки вчасно підсолювати міжклітинні рідини.

Цей експеримент показує, що якщо б вчені не розглядали атмосферний тиск як постійне, то відразу б помітили, що від нього безпосередньо залежить солоність крові. Зараз вважається, що постійна солоність крові, це обов'язкове явище для всіх організмів. Так воно і є, але тільки поки атмосферний тиск не змінилося в кілька разів.

Цікаво, що рамках водно-сольового балансу така можливість біологами не розглядається, хоча мова ведеться про сотні мільйонів років еволюції. А якщо вони допускають, що така інертна середовище, як вода світового океану за цей час змінювала свою солоність в кілька разів, тоді логічно припустити, що атмосферний тиск змінювався набагато більше.

Повинен зізнатися, що всі описані вище осмотичні процеси набагато складніше. Не те знавці біології будуть нарікати: «Ось, мовляв, відшмагав всіх по щоках, а в суть питання навіть не заглибився». Дійсно, і мембрани клітин пропускають деяка кількість іонів, і працюють активні хімічні «насоси» типу «Na/K-Атфази», які примусово переносять іони металів через оболонку клітини. Та й вода при проникненні через мембрану відчуває опір з-за жирового прошарку між білковими оболонками клітини. Обов'язково треба враховувати, що внутрішній тиск клітини (тургор) завжди більше, ніж зовнішнє, для підтримання пружності. У тварин це приблизно 1 атмосфера. Але по суті все це не настільки значно впливає на водно-сольовий баланс, і досвід з еритроцитами тому приклад. Всі ці фактори лише вносять свій внесок у стан рівноваги.

Як це працює в життя

Микола Вікторович Левашов писав, що організм людини - це жорстка колонія клітин. Практично кожна клітинка нашого організму подібна тим піддослідним еритроцитів. Вона оточена міжклітинної рідиною і повною мірою відчуває на собі атмосферний тиск. Саме атмосферне, а не артеріальний, оскільки останнє сильно падає при проштовхуванні рідини через капіляри. Звичайно, тіло людини в цілому, це більш міцна конструкція, ніж окрема клітина. Є каркас з кісток і міцні покривні тканини. Тому ми здатні до великим, але порівняно короткочасним перепадів тиску.

При пірнанні на глибину більше 100 м нирці відчувають тиск води понад 10 атмосфер. І, навпаки, в одному зі звітів НАСА був описаний експеримент з пониженим тиском, проведений над мавпами (умовно людиною). Тварину поміщали в барокамеру і знижували тиск до вакууму. Виявилося, що наші організми володіють міцністю, що дозволяє при цьому ще 15-20 секунд здійснювати осмислені дії. Після цього настає втрата свідомості, а через 40-50 секунд з-за кесонної хвороби руйнується мозок.

Однак, наш запас міцності не рятує при тривалому впливі зниженого тиску. Починають порушуватися обмінні процеси. Тиск міжклітинної рідини, зазвичай близький до атмосферного, стає нижче нормального, а в самих клітинах воно як і раніше висока. Організм починає регулювати осмотичний тиск (підсолювати кров), протидіючи перекосу.

Тепер для того, щоб клітини не відчували руйнівного внутрішнього тиску, не вимагається (як в нашому досвіді з барокамерою) збільшити солоність міжклітинної рідини. І підтримувати цей рівень необхідно постійно. Потрібно більше солі, ніж містив наш колишній раціон харчування. Наш організм за цим суворо стежить, відстежуючи сигнали внутрішніх датчиків. Мозок подає сигнал: «Хочу солоного». І якщо не підеш йому назустріч, він дістане цю сіль з усіх тканин, звідки тільки можливо. Проживеш недовго й нещасливо.

Вкрай цікаво, що осмотичний тиск лише на 60% створюється іонами солі, інші учасники цього процесу - глюкоза, білки і т.д. тобто солодке і смачне. Ось розгадка нашої смакової основи. Людина любить солодке ще й тому, що ці речовини доповнюють механізм противаги зниженого атмосферного тиску, допомагають солоного насосу працювати. Вони нам також необхідні, як і сіль. І знову ж таки, всі тварини, які страждають від нестачі солі, також дуже люблять солодке. На щастя солодке в природі більш поширене. Це фрукти, ягоди, коріння і звичайно мед. Також цукру виділяються в процесі перетравлення крохмалю, що міститься в злаках.

Висновки

Організми тварин, як і людини, на нашій планеті пристосовані до життя в умовах більшого атмосферного тиску, ніж ми маємо сьогодні (760 мм. рт. ст.). Наскільки воно було більше, підрахувати складно, але за оцінками, не менше, ніж в 1,5 рази. Однак, якщо взяти за основу той факт, що осмотичний тиск плазми крові становить у середньому 768,2 кПа (7,6 атм.), то цілком ймовірно, що спочатку наша атмосфера була щільніше в 8 разів (близько 8 атм.). Як це не дико звучить, але таке можливо. Адже відомо, що тиск в бульбашках повітря, які містить бурштин, становить за різними даними від 8 до 10 атмосфер. Це якраз відображає стан атмосфери на момент застигання смоли, з якої бурштин утворився. В такі збіги важко повірити.

Приблизно зрозуміло, і коли саме відбулося падіння щільності атмосфери. Простежуєся це відліком тому індустріальних досягнень людства з видобутку солі. Останні 100 років ведеться централізована промислова розробка декількох великих родовищ. Виручило нас застосування важкої кар'єрної техніки. 300...400 років тому приріст видобутку солі дала реалізація технології випарювання морської води або розсолу з підземних свердловин.

А все, що було раніше, наприклад ручний збір у відкритих солончаках або перепалювання рослин, можна назвати низькоефективних початком народження технології видобутку солі. За останні 500...600 років ця технологія розвивалася набагато швидше, ніж вже усталені ковальський, гончарний і інші, що говорить про її недавньому народження.

У ці терміни добре вкладаються соляні бунти початку 17 століття, коли сіль стала рівнозначною виживання. До цього століття, такого не спостерігалося. З плином часу, з розвитком технології, попит задовольнявся, гострота соляного питання зменшувалася, і далі ми вже не бачимо таких масових заворушень на предмет солі. Тобто, на мою думку, істотне падіння щільності атмосфери могло відбуватися 15...17 століттях.