W znajomości świata rzeczywistego nie ma drobiazgów. Nawet zwykła sól może nam powiedzieć o globalnej zmianie w naturze naszej planety. Musimy tylko uważnie przyjrzeć się i zastanowić, co jest tuż przed naszymi oczami …
To, czego się uczysz, czytając ten artykuł, można wyrazić słowami - niesamowite obok siebie. To niesamowite, bo na wyobraźnię otwiera się swoisty „oddech” świata żywego, zorganizowany poprzez zmianę wymiarowości przestrzeni. Nauka nazywa to osmozą (ciśnieniem). To zaskakujące, ponieważ każda gospodyni domowa jest zaangażowana w tę magię zmiany wymiarowości przestrzeni w objętości garnka na zupę. Jednak głównym tematem artykułu jest oczywisty związek między zużyciem soli a zmienionym ciśnieniem atmosferycznym.
Nagły brak soli
Okazuje się, że spożywanie soli wcale nie jest kaprysem smakoszy. Jest to niezbędne dla człowieka. Nasze dzienne zapotrzebowanie to 5 … 10 gramów. Zatrzymanie konsumpcji powoduje nieuniknione konsekwencje w postaci załamania, chorób nerwowych, problemów trawiennych, kruchości kości, braku apetytu, a wreszcie śmierci. Dzieje się tak, ponieważ organizm nadrabia brak soli, wydobywając ją z innych narządów i tkanek, tj. zniszczenie kości i mięśni.
Dlaczego natura tak okrutnie nas potraktowała? Skąd nasi „dzicy” przodkowie musieli zdobywać sól, jeśli stała się ona dostępna stosunkowo niedawno?
Kilka wieków temu sól była bardzo droga, ponieważ w naturze rzadko występuje w postaci użytkowej. Musi zostać uzyskany. Dopiero rozwijając technologie wydobywania soli, które trwały kilka stuleci, sztucznie zaspokajaliśmy tę potrzebę. Ale dlaczego człowiek został pozbawiony środków niezbędnych do życia, mimo że stan rozwijającego się systemu ekologicznego jest dostatek? Każde istotne naruszenie prowadzi do opóźnienia w jego rozwoju.
I byłoby dobrze mówić tylko o osobie. Prawie wszystkie zwierzęta roślinożerne i ptaki doświadczają tego samego niedoboru soli. Przemysł produkuje nawet specjalną sól paszową dla zwierząt gospodarskich. Sól służy do karmienia koni, królików, świnek morskich i papug. Na wolności dziki i łosie nigdy nie przejdą obok przynęty w postaci kawałka soli lizunowej. Nieszczęśliwe zwierzęta, takie jak my, cierpią na brak soli, ale w przeciwieństwie do ludzi nie mają przemysłu wydobywczego. Liżą kamienie, kopią ziemię w poszukiwaniu soli i są zadowoleni z wszelkich jałmużny.
Film promocyjny:
Wszystko wskazuje na to, że obecny stan przyrody jest nienormalny. Coś wyraźnie się zmieniło w spokojnym toku ewolucji. Najprawdopodobniej sama potrzeba soli pojawiła się nie tak dawno temu, w wyniku pewnych globalnych zmian na naszej planecie. W przeciwnym razie świat zwierząt miałby czas, aby w pełni dostosować się do zmian.
Naukowe spojrzenie na problem
Dowiedzenie się, jak na to wszystko wygląda świat naukowy, nie będzie zbyteczne. I nie widzi żadnego problemu i po prostu próbuje opisać wzorce. Na przykład mówią, że zasolenie krwi zwierzęcej odpowiada zasoleniu oceanów świata:
„Ta okoliczność została odnotowana w ubiegłym wieku przez Bunge (Bunge, 1898), który po raz pierwszy zasugerował, że życie powstało w oceanie i że współczesne zwierzęta odziedziczyły po swoich oceanicznych przodkach nieorganiczny skład krwi, tak podobny do wody morskiej. Teoria oceanicznego pochodzenia składu mineralnego środowiska wewnętrznego została opracowana przez McCalluma (1910, 1926), który przytoczył liczne badania krwi różnych zwierząt, aby to udowodnić. Na przestrzeni 50 lat teoria ta otrzymywała coraz to nowe wzmocnienia, aż do chwili obecnej osiągnęła taki stopień prawdopodobieństwa, jaki jest możliwy dla biologicznych konstrukcji obejmujących odległe epoki rozwoju życia (wątpliwe prawdopodobieństwo - autor). „Fizjologiczne mechanizmy równowagi wodno-solnej” Ginetsinsky A. G.
Zdaniem naukowców zasolenie krwi tylko imituje starożytne siedlisko najprostszych organizmów. Oznacza to, że płyn oceaniczny stopniowo zamykał się w wewnętrznych cyklach ciała i został genetycznie zachowany w tej formie. Wszystkie współczesne zwierzęta stały się spadkobiercami tych starożytnych organizmów.
Optymalne zasolenie krwi wynosi około 1% (dokładniej 0,89%). Zasolenie oceanów świata jest teraz 3 razy wyższe. Ten naukowy świat wcale się nie przejmuje, nie odrzucaj tak pięknej teorii nad drobiazgiem, zwłaszcza, że innych domysłów nie ma. Zgodzili się więc wziąć pod uwagę, że kiedyś w odległej przeszłości ocean miał dokładnie 1% zasolenia. A potem z jakiegoś powodu (bez względu na przyczynę) został solony. Po raz kolejny dostosowaliśmy rzeczywistość do naszych spekulacji.
Jednak w ciągu XX wieku, zamiast „nowych wzmocnień”, teoria oceanicznego pochodzenia środowiska wewnętrznego nagromadziła nowe sprzeczności. Rozwiązaniem tych sprzeczności, aby chronić panującą teorię, zajmowali się głównie teoretyki biologii.
Pomysł z krwią jest jasny. Ale krew jest płynem międzykomórkowym, ale co z wewnętrznym płynem komórki? Okazuje się, że skład mineralny (zasolenie) wewnątrz komórki zawsze różni się od środowiska zewnętrznego. I jest zupełnie inaczej - we krwi jest dużo jonów sodu (+ Na) i mało jonów potasu (+ K), ale w komórce jest odwrotnie. A teraz biolodzy teoretycznie powinni kontynuować swoje myśli.
Zgodnie z teorią, w momencie pojawienia się złożonych organizmów wielokomórkowych, woda oceaniczna miała skład zbliżony do krwi - 1% zasolenia, w tym dużo sodu i mało potasu (+ Na)> (+ K). Wtedy jeszcze wcześniej, w momencie pojawienia się organizmów jednokomórkowych, kiedy zamknęły się trójwarstwowe błony białkowo-tłuszczowe komórek, skład jonowy światowego oceanu był odwrotny - jest mało sodu, a dużo potasu (+ Na) <(+ K). Już o tym nie usłyszysz, bo wciąż można fantazjować o 3-krotnym wzroście zasolenia oceanu, ao takim skoku trudno jest przekonać ludzi o składzie chemicznym wody całej planety. I nie ma absolutnie nic do udowodnienia. Pewne spekulacje.
Tak więc dzisiaj świat naukowy uspokaja siebie i całą ludzkość nie do obrony teorią oceanicznego pochodzenia środowiska wewnętrznego, przyciąga do uszu wszystko, co tam nie pasuje i nie widzi problemu wprost. Powiedz, wszystko się zgadza, wszystko toczy się jak zwykle.
Niepowodzenie teorii
Teoria jest słaba, oparta na małym szczególnym przypadku podobieństwa. Choć nawet trudno mówić o podobieństwie, gdy wskaźniki różnią się 3-krotnie. Teoria ta jest całkowicie oderwana od ogólnego poglądu na rozwój planetarnych systemów ekologicznych. Oceń sam.
Organizmy słodkowodne i lądowe znajdują się obecnie w stanie ciągłego niedoboru soli, a organizmy morskie w stanie katastrofalnego nadmiaru. To duży problem, który każdy gatunek rozwiązuje niezależnie, tak jak to się stało. W ramach artykułu absolutnie niemożliwe jest opisanie całej różnorodności prób przetrwania w tych ekstremalnych warunkach.
Często metody adaptacji są tak oryginalne, że można się zdziwić. Ciekawe, że organizmy wykorzystują już istniejące systemy, obciążając je dodatkową pracą w celu utrzymania równowagi solnej. Na przykład u ludzi są to nerki. Po prostu jeszcze nie pojawiły się specjalne systemy.
Najprostsze organizmy jednokomórkowe w ogóle nie mają skomplikowanych systemów wydalniczych, ale też naprawdę chcą żyć. Dlatego rozwiązali problem w prosty i niewygodny sposób. Jednokomórkowe organizmy słodkowodne stale często - często „oddychają”, wyrzucając nadmiar wody, która jest do nich mimowolnie i nieustannie wpompowywana za pomocą ciśnienia osmotycznego, co zostanie opisane poniżej. Jeśli przestaną wyrzucać ciecz na siłę, zostaną natychmiast rozerwane przez ciśnienie wewnętrzne.
A pierwotniaki morskie, przeciwnie, prawie nie wyrzucają cieczy, ponieważ nadmierne zasolenie oceanu ma już tendencję do wypompowywania z nich wody i spłaszczania ich. Wydaje się dobre, nie trzeba się męczyć, ale przeszkadza to w pozbyciu się toksyn. Możesz zostać zatruty na śmierć. Nie można tego nazwać normalnym życiem, ponieważ adaptacja wymaga wiele wysiłku.
Istnieją robaki, które są zmuszone do życia w wodach o zmiennym zasoleniu. To są ujścia rzek wpadających do morza. Generalnie przyznawali się do bezradności w walce z destrukcyjnymi zmianami zasolenia i przeżywają tylko dzięki elastyczności swoich tkanek. Kiedy napływa świeża woda, pęcznieją, a gdy wraca woda morska, kurczą się. Tak właśnie żyją.
Wreszcie, nikt nie dostosował się bez strat. Proces jest w pełnym toku. A dziś naukowcy odnotowują regularne wymieranie niektórych gatunków. Natura wciąż traci różnorodność. Próbują to wyjaśnić złą ekologią, ale to samo stało się w XVIII i XIX wieku, kiedy ludzie praktycznie nie wpływali na klimat i zanieczyszczenie. A więc, jak mówią wojsko, mamy do czynienia z sytuacją kryzysową na świecie.
Oczywiście współczesna teoria naukowa nie jest w stanie wyjaśnić, w jaki sposób system ekologiczny planety mógł się rozwijać i kwitnąć przez miliony lat, mając takie problemy z osmotyczną zgodnością środowiska i żywych organizmów.
Uważa się, że im więcej pojawia się problemów, tym szybciej rozwija się system ekologiczny. Rozważamy właśnie taki idiotyczny przypadek. Po rosyjsku brzmiałoby to tak: im więcej patyków włożysz do kół, tym szybciej wózek się toczy. Oczywiście głupota, ale dorośli ze stopniami naukowymi poważnie mówią o tym jako o stymulowaniu ruchu. Teraz wszystko jest wywrócone do góry nogami.
Jeśli z punktu widzenia końca XIX wieku teorię oceanicznego pochodzenia środowiska wewnętrznego można by uznać za postępową, to dziś jest to już niedopuszczalnie niski poziom analityczny, bezduszność i niechęć do wyjścia poza tradycyjne idee.
Ale, jak wiecie, bardzo mocno krytykować. A co możemy sobie zaoferować? Faktem jest, że możemy i oferujemy. Najpierw przyjrzyjmy się ciśnieniu osmotycznemu i jego roli w przetrwaniu organizmów.
Pompa soli
Najważniejszą rzeczą, do której potrzebujemy soli, jest utrzymanie ciśnienia osmotycznego. To bardzo prosta i interesująca rzecz. Wyobraź sobie pojemnik podzielony przegrodą z małymi otworami. Pozwala na przenikanie cząsteczek wody, ale zatrzymuje jony sodu i chloru (rozpuszczona sól). Takie są właściwości błon komórkowych. Jeśli jedna część zbiornika zostanie wypełniona słoną wodą, a sąsiednia słodką, to po chwili poziom wody w komorze solnej samoistnie podniesie się, aw świeżej spadnie o taką samą wartość. Jakby woda z komory świeżej została wpompowana do komory na sól. Dzieje się tak, ponieważ woda ma tendencję do rozcieńczania nasyconego roztworu soli i wyrównania stężenia w obu przedziałach. Membrana przepuszcza tylko wodę (jony soli nie mogą dostać się do komory świeżej) i proces przebiega w jednym kierunku. To wytwarza ciśnienie osmotyczne, rodzaj pompy solnej.
Nie ma jasnego naukowego wyjaśnienia, dlaczego tak się dzieje. Ale Nikołaj Wiktorowicz Lewaszow pokazał w swoich książkach, jak to działa w tkankach naszego ciała. Przy pomocy nasycenia jonami soli zmienia się wymiar płynu międzykomórkowego. Każdy jon zagina przestrzeń wokół siebie. Ich połączony efekt daje takie nastawienie. To bardzo ciśnienie osmotyczne powstaje jako różnica wymiarów.
Ciągle zmieniamy wymiar. Posyp drogę solą - zmieniamy wymiarowość przestrzeni w objętości nawierzchni jezdni iw efekcie spada temperatura krystalizacji wody. Wokół leży zimowy śnieg i zbliża się wiosna. Zwykły cud.
Lub, na przykład, bierzemy świeże ogórki, wkładamy je do szklanego słoika i napełniamy solanką o stężeniu soli powyżej 30%. Jednocześnie wymiar solanki jest tak duży, że bakterie uwięzione w słoiku nie są w stanie oprzeć się ciśnieniu osmotycznemu. Kurczą się i umierają. A ponieważ oprócz nich nie ma nikogo, kto zepsułby nasze ogórki, przysmak pozostanie na długo.
Ciśnienie atmosferyczne i osmotyczne są ze sobą powiązane
Uproszczona w organizmie pompa solna działa w następujący sposób: jeśli płyn międzykomórkowy pozbywa się nadmiaru jonów soli i staje się świeższy, to pewna część płynu jest wpompowywana do komórki w celu jej odsalenia i wyrównania różnicy wymiarów. Wewnętrzne ciśnienie komórki w naturalny sposób nieco wzrasta. To trochę nadyma się. Dzieje się tak, dopóki nie osiągnie się równowagi wszystkich sił. Jeśli płyn międzykomórkowy jest nasycony jonami soli (staje się bardziej zasolony), pompa włącza się w przeciwnym kierunku, część płynu jest wypompowywana z komórki. Ciśnienie wewnętrzne komórki spada i wydaje się, że jest opróżniona.
Ważne jest, aby zrozumieć, że wahania ciśnienia wewnątrz komórki są dopuszczalne tylko w niewielkich granicach. To doświadczenie naukowe jest interesujące:
„Jeśli erytrocyty zostaną umieszczone w roztworze soli, który ma takie samo ciśnienie osmotyczne (zasolenie - autor) jak krew, to nie ulegają one zauważalnym zmianom. W roztworze o wysokim ciśnieniu osmotycznym (przesolony, - autor) komórki marszczą się, gdy woda zaczyna z nich uciekać do środowiska. W roztworze o niskim ciśnieniu osmotycznym (świeży, - autor) erytrocyty pęcznieją i zapadają się. Dzieje się tak, ponieważ woda z roztworu o niskim ciśnieniu osmotycznym zaczyna przenikać do erytrocytów, błona komórkowa nie może wytrzymać zwiększonego ciśnienia i pęka”.
Kontynuujmy eksperyment samodzielnie. W poprzednim doświadczeniu zasolenie roztworu zmieniało się przy stałym ciśnieniu atmosferycznym. A teraz zmienimy ciśnienie atmosferyczne przy stałym składzie roztworu. Umieśćmy ponownie te same erytrocyty w roztworze, odpowiadające zwykłemu zasoleniu krwi wynoszącemu 0,89%. Oczywiście nic im się nie dzieje.
Ale jeśli umieścimy to wszystko w komorze ciśnieniowej i znacznie obniżymy ciśnienie atmosferyczne, wówczas komórki puchną i pękają. W końcu ich ciśnienie wewnętrzne stanie się znacznie wyższe niż zewnętrzne. Natura nie zapewniła komórkom żadnego innego mechanizmu wyrównywania ciśnienia, z wyjątkiem pompy solnej. Dość łatwo jest uniknąć śmierci komórki w warunkach niskiego ciśnienia atmosferycznego. Wystarczy posolić roztwór. Pompa soli uruchomi się i wypompuje część cieczy z błon komórkowych. Komórki nie pękną i będą żyć długo i szczęśliwie, jeśli tylko płyny międzykomórkowe zostaną wysolone na czas.
Ten eksperyment pokazuje, że gdyby naukowcy nie uznawali ciśnienia atmosferycznego za stałe, natychmiast zauważyliby, że zasolenie krwi bezpośrednio od niego zależy. Obecnie uważa się, że stałe zasolenie krwi jest koniecznością dla wszystkich organizmów. Tak jest, ale tylko na razie ciśnienie atmosferyczne nie zmieniało się kilkakrotnie.
Co ciekawe, w ramach bilansu wodno-solnego taka możliwość nie jest rozważana przez biologów, chociaż mówimy o setkach milionów lat ewolucji. A jeśli przyznają, że tak obojętne środowisko, jak woda w światowych oceanach, kilkakrotnie zmieniało swoje zasolenie w tym czasie, to logiczne jest założenie, że ciśnienie atmosferyczne zmieniło się znacznie bardziej.
Muszę przyznać, że wszystkie opisane powyżej procesy osmotyczne są znacznie bardziej skomplikowane. W przeciwnym razie eksperci biologii będą winić: „Tutaj, jak mówią, biczował wszystkich po policzkach, ale nawet nie zagłębiał się w istotę problemu”. Rzeczywiście, błony komórkowe umożliwiają również przechodzenie pewnej ilości jonów i działają aktywne chemiczne „pompy” typu „Na / K-ATPaza”, które siłą transportują jony metali przez błonę komórkową. Woda, przenikając przez błonę, doświadcza oporu ze względu na warstwę tłuszczową między błonami białkowymi komórki. Należy koniecznie wziąć pod uwagę, że ciśnienie wewnętrzne komórki (turgor) jest zawsze większe niż zewnętrzne, aby zachować elastyczność. U zwierząt jest to około 1 atmosfera. Ale w rzeczywistości wszystko to nie wpływa znacząco na równowagę wodno-solną, a doświadczenie z erytrocytami jest tego przykładem. Wszystkie te czynniki tylko wpływają na stan równowagi.
Jak to działa w życiu
Nikolai Viktorovich Levashov napisał, że ludzkie ciało jest sztywną kolonią komórek. Prawie każda komórka naszego ciała jest podobna do tych eksperymentalnych erytrocytów. Jest otoczony płynem międzykomórkowym i w pełni doświadcza ciśnienia atmosferycznego. Jest atmosferyczny, a nie tętniczy, ponieważ ten ostatni mocno opada, gdy ciecz jest przepychana przez naczynia włosowate. Oczywiście ciało ludzkie jako całość jest trwalszą strukturą niż pojedyncza komórka. Istnieje szkielet z kości i mocne tkanki powłokowe. Dlatego jesteśmy zdolni do dużych, ale stosunkowo krótkotrwałych spadków ciśnienia.
Podczas nurkowania na głębokości powyżej 100 m nurkowie doświadczają ciśnienia wody przekraczającego 10 atmosfer. I odwrotnie, jeden z raportów NASA opisywał eksperyment ze zmniejszonym ciśnieniem, przeprowadzony na małpach (zwykle człowieku). Zwierzę umieszczono w komorze ciśnieniowej i ciśnienie zredukowano do próżni. Okazało się, że nasze organizmy mają siłę, która pozwala nam wykonywać sensowne działania przez kolejne 15-20 sekund. Następnie następuje utrata przytomności, a po 40-50 sekundach z powodu choroby dekompresyjnej mózg ulega zniszczeniu.
Jednak nasz margines bezpieczeństwa nie pomaga przy długotrwałej ekspozycji na obniżone ciśnienie. Zaczynają się zakłócać procesy metaboliczne. Ciśnienie płynu międzykomórkowego, zwykle zbliżone do atmosferycznego, staje się niższe niż normalnie, ale w samych komórkach nadal jest wysokie. Organizm zaczyna regulować ciśnienie osmotyczne (aby dodać krew do krwi), przeciwdziałając skosowi.
Teraz, aby komórki nie doświadczyły destrukcyjnego ciśnienia wewnętrznego, konieczne jest (tak jak w naszym eksperymencie z komorą ciśnieniową) zwiększenie zasolenia płynu międzykomórkowego. Konieczne jest ciągłe utrzymywanie tego nowego poziomu. Potrzebujemy więcej soli niż zawierała nasza poprzednia dieta. Nasz organizm ściśle to monitoruje, monitorując sygnały czujników wewnętrznych. Mózg daje sygnał: „Chcę soli”. A jeśli nie pójdziesz się z nim spotkać, dostanie tę sól ze wszystkich tkanek, gdzie tylko będzie to możliwe. Nie będziesz żył długo i nieszczęśliwie.
Niezwykle ciekawe jest to, że ciśnienie osmotyczne jest tylko w 60% wytwarzane przez jony soli, reszta uczestników tego procesu to glukoza, białka itp. To znaczy słodko i smacznie. Oto klucz do naszej bazy smakowej. Człowiek uwielbia słodycze również dlatego, że substancje te uzupełniają mechanizm przeciwwagi do niskiego ciśnienia atmosferycznego, wspomagają pracę pompy solnej. Potrzebujemy ich tak samo jak soli. I znowu wszystkie zwierzęta, które cierpią na brak soli, bardzo lubią słodycze. Na szczęście słodycze są bardziej powszechne w przyrodzie. Są to owoce, jagody, korzenie i oczywiście miód. Również cukry są uwalniane podczas trawienia skrobi zawartej w zbożach.
wnioski
Organizmy zwierząt, podobnie jak ludzie, na naszej planecie są przystosowane do życia w warunkach wyższego ciśnienia atmosferycznego niż obecnie (760 mm Hg). Trudno obliczyć, o ile to było więcej, ale według szacunków było to nie mniej niż 1,5 raza. Jeśli jednak weźmiemy za podstawę fakt, że ciśnienie osmotyczne osocza krwi wynosi średnio 768,2 kPa (7,6 atm.), To jest prawdopodobne, że początkowo nasza atmosfera była 8 razy gęstsza (około 8 atm.). Choć brzmi to szalenie, jest to możliwe. Wiadomo przecież, że ciśnienie w pęcherzykach powietrza, które zawierają bursztyn, wynosi według różnych źródeł od 8 do 10 atmosfer. To tylko odzwierciedla stan atmosfery w momencie krzepnięcia żywicy, z której powstał bursztyn. Trudno uwierzyć w takie zbiegi okoliczności.
W przybliżeniu jest jasne, kiedy dokładnie nastąpił spadek gęstości atmosfery. Można to przypisać przemysłowym osiągnięciom ludzkości w zakresie wydobywania soli. W ciągu ostatnich 100 lat w centrum zagospodarowano kilka dużych złóż. Pomogło nam użycie ciężkiego sprzętu górniczego. 300 … 400 lat temu wzrost produkcji soli zapewniło wdrożenie technologii odparowywania wody morskiej, czyli solanki ze studni podziemnych.
A wszystko, co działo się wcześniej, na przykład ręczna zbiórka na otwartych słonych mokradłach czy palenie roślin, można nazwać nieefektywnym początkiem narodzin technologii wydobywania soli. W ciągu ostatnich 500… 600 lat technologia ta rozwinęła się znacznie szybciej niż znane już kowalstwo, garncarstwo i inne, co wskazuje na jej niedawne narodziny.
Bunt solny na początku XVII wieku, kiedy sól stała się równoznaczna z przetrwaniem, dobrze pasuje do tych terminów. Aż do tego wieku nie zaobserwowano tego. Z biegiem czasu, wraz z rozwojem technologii, zapotrzebowanie było zaspokajane, nasilenie problemu solnego malało, a potem nie widzimy już tak masowych niepokojów dotyczących soli. To znaczy, moim zdaniem, znaczny spadek gęstości atmosfery mógł nastąpić w XV … XVII wieku.
Alexey Artemiev