Даже живя на берегу океана, люди нуждаются в источнике пресной воды. А все потому, что океан соленый. Вообще, пресной воды, по сравнению с соленой, в разы меньше на земном шаре, и ее надо беречь. Стоит разобраться в вопросе, почему нельзя пить и чем опасно ее употребление.
Последствия приема морской воды
Морская вода на вкус не очень приятная, но в мире много невкусных и в то же время полезных продуктов, взять хотя бы рыбий жир. Поэтому нельзя говорить, что морскую воду не пьют из-за ее вкуса.
Вода из моря вредна тем, что содержит большой процент растворенных солей (около 3,5% или 35 промилле) и других минеральных веществ.
Последствием питья только морской воды является:
- дисфункция почек;
- расстройство системы пищеварения;
- обезвоживание;
- отек мозга.
Разумеется, от одного глотка ничего этого не будет, разве только появится сухость во рту. Но когда человек находится посреди моря и пресной воды у него нет, то такие расстройства рано или поздно произойдут.
Почему соленая вода вредна
Когда мы пьем соленую воду, она начинает всасываться в ротовой полости, затем в пищеводе. Из тонкого кишечника она поступает в кровь. Организм и кровь в том числе насыщаются солями и другими растворенными элементами. Кровь проходит через почки, работающие как фильтры. Из-за большой концентрации посторонних веществ нагрузка на них возрастает. Помимо почек, раствор солей не лучшим образом сказывается на работе других органов. Он разъедает стенки желудка, вызывая боли и рвоту.
Большую роль играет в процессе всасывания воды явление осмоса. Из клеток, находящихся в очень соленом растворе, вода диффундирует наружу. Клетки сморщиваются, так происходит обезвоживание. Это парадоксальное явление, так как, с одной стороны, воды в организме достаточно, а с другой – клеткам ее не хватает.
Еще в морской воде содержится сульфат магния. В малых количествах он выступает лекарственным веществом, но при повышении дозы начинает действовать как слабительное и усиливает диурез. В результате организм теряет еще больше воды, что ускоряет обезвоживание.
Если долго и в большом количестве употреблять морскую воду, то вместо утоления жажды захочется пить еще сильнее. Наступит отек ног, начнутся судороги, возможен отек легких и потеря сознания. Если своевременно не принять мер по восстановлению водно-электролитного баланса, то может наступить смерть.
Можно ли пить
Опыт людей, оказавшихся в результате кораблекрушения в открытом море, говорит о том, что морская вода вредна. Представьте себе лодку с человеком, которая дрейфует в океане. На лодке нет запаса пресной воды, а солнце днем неумолимо печет. Через несколько часов человек начнет испытывать жажду. Насколько быстро это произойдет, будет зависеть от его физического состояния и окружающей температуры. Но не пройдет и суток, как ему неумолимо захочется пить. Интересно, что будет, если пить морскую воду вместо пресной?
Многие не удерживаются и поступают именно так. Иногда это спасает жизнь, но в случае длительного употребления приводит к летальному исходу. Причем человек умирает не столько из-за нехватки пищи, сколько от обезвоживания. Без воды организм может продержаться значительно меньше, чем без пищи.
Важно! Тем не менее опыт показывает, что морскую воду пить можно, чтобы выжить. Для этого ее надо разбавлять соком пойманной рыбы или конденсатом, который можно собрать.
Надо отметить, что соленость морской воды не везде одинаковая. В некоторых морях и заливах она ниже, в других – выше. Наиболее низкая соленость у Балтийского и Черного морей, высокая соленость у Средиземного и Красного. Вблизи тех мест, куда впадают реки, соленость тоже будет пониженной, и там пить морскую воду менее опасно. Так, соленость маленького Азовского моря невысокая, потому что в него впадает большая река Дон и другие реки.
Эксперимент Бомбара
Французский ученый Ален Бомбар в начале пятидесятых годов прошлого века разработал план по выживанию после кораблекрушения. Чтобы подтвердить, что этот план работает, он решил провести эксперимент над собой. Бомбар отправился в одиночку на резиновой надувной лодке под парусом в плавание от Канарских островов к Барбадосу. В результате он пересек океан, остался живым, но очень испортил себе здоровье.
Плыл он 65 дней. При этом питался только планктоном и рыбой, которую смог поймать. Рыбу он использовал как источник пресной воды, перемалывая и выжимая из нее сок на прессе, который сконструировал заранее. Он также употреблял в небольшом количестве (не более литра в сутки) воду из Атлантического океана, который является очень соленым.
Все же обезвоживания ему не удалось избежать. Из-за потери влаги и меньшего потребления питательных веществ он похудел на 25 кг, у него выпали ногти на ногах, кожа покрылась сыпью, уровень гемоглобина сильно снизился, и были серьезные проблемы со зрением.
Однако же он доказал, что в небольших количествах морскую воду можно пить и тем самым можно спасти себе жизнь, если вы попали в экстремальную ситуацию.
Вода - это основа жизни на нашей планете. Ни одно живое существо не может долго прожить без нее. Хотя в природе и существуют виды, которые обходятся без влаги достаточно большое количество времени, но в конце концов если они не найдут источник, то погибнут. 80 % всей Земли покрыто водой, но только 3 % из них пригодны для употребления человеком. Так почему морскую воду нельзя пить?
Любимый отдых
Море и океан манят человека к себе, особенно в очень жаркую погоду. Каждый любит приехать к большой воде, поваляться на солнышке, остудиться в прохладе морского бриза и поплавать. Но когда хочется пить, ни один человек не идет к берегу моря, чтобы набрать бутылку и утолить жажду. Да и во время купания наверняка всем попадала в рот эта вода, и ее сразу же выплевывали, шли на берег и пили чистую пресную воду. Почему так происходит? Можно ли пить морскую воду? Нет, это категорически запрещено из-за ее специфического состава.
Концентрация солей
В одном литре жидкости из моря содержится около 40 граммов соли, в то время как человек должен потреблять не меньше 3 литров в день. Но при этом соли переварить он может не больше 20 граммов в сутки. Несложная математика показывает, что если выпить 3 литра морской жидкости, то случится передозировка, которая приведет к очень серьезным последствиям. Почки являются органом, который занимается переработкой всех минералов, поступивших в организм. Главные пути вывода отходов - мочеиспускание и потоотделение. Если кто-то решит поэкспериментировать и хлебнет соленой воды, то почкам придется работать в режиме повышенной сложности. Такая огромная нагрузка им будет не под силу. Соль, которая останется после этой жидкости, должна быть извлечена из организма. А случится это, только если ее растворить в пресной воде. Но брать ее неоткуда, поэтому для выживания она будет выкачана из тканей. Жидкости станет катастрофически не хватать, и наступит обезвоживание. Это приведет к постепенному отказу всех жизненно важных систем организма и, если быстро не исправить ситуацию, к смерти. Вот почему нельзя пить соленую морскую воду.
Хлориды и сульфаты
Кроме соли, которая будет высушивать человека изнутри, в состав морской жидкости входят разнообразные биогенные вещества (металлы, сульфаты, хлориды), которые также должны быть обработаны и выведены. Но тут тоже есть проблема, ведь и для этого процесса требуется пресная вода. А ее количество очень быстро уменьшается. Клетки засоряются этими веществами, которые становятся для них ядом. Они медленно начинают умирать. Поэтому на вопрос о том, можно ли пить морскую воду, чтобы выжить, вряд ли можно дать положительный ответ.
Сульфат натрия
Кроме вышеперечисленного есть в составе морской жидкости еще одно соединение, которое стоит упомянуть отдельно. Это сульфат натрия. В медицине он известен своим сильнейшим слабительным действием. Это приведет к еще большему обезвоживанию организма, вследствие чего отравление будет только усугубляться. Если вовремя не остановить данный процесс, то человек сойдет с ума, а внутренние органы умрут от необратимых изменений. И это еще один ответ на вопрос о том, почему не пьют морскую воду.
Опасный эксперимент
Хотя каждый уважающий себя путешественник или ученый знает об опасности употребления жидкости из морских пучин, находятся смельчаки, которые опровергают все ранее известные исследования. Одним из них стал Ален Бомбар, который на себе проверил, что будет, если пить морскую воду. Этот человек был врачом и биологом. Он пытался найти способы, которые бы помогли людям выжить поле кораблекрушения в открытом океане. Он сам пересек Атлантику за 65 дней. Этот период дался ему очень сложно. Он выживал только за счет рыболовства. Рыба служила ему и едой, и источником питьевой воды. Он лично разработал и изготовил специальный пресс, который выжимал из морских обитателей живительную влагу. Но он решил пойти еще дальше. Каждый день он небольшими порциями пил жидкость из океана. Это привело к очень жесткому обезвоживанию, и к концу путешествия Ален Бомбер потерял целых 25 килограммов. Таким образом, он смог доказать, что небольшое количество морской воды ежедневно может и не убить человека.
Жители океана
Если соленая жидкость так опасна, то почему же рыбы чувствуют себя в ней прекрасно? Почему морскую воду нельзя пить человеку, а для них она является родным домом? В тканях этих существ соль содержится в очень маленьких количествах. Это дает им возможность при поедании друг друга поглощать и пресную воду. Кроме того, они имеют отличную систему выведения солей, и почки здесь совершенно ни при чем. Они у рыб очень маленькие и не играют особой роли. На смену им пришел опреснительный аппарат. Он расположен в жабрах. Клетки, которые есть только у морских обитателей, очищают кровь от соли и выводят ее вместе со слизью наружу. Это приспособление обеспечивает рыбам долгую и беспечную жизнь в глубинах океана.
Жизненная необходимость
Из вышесказанного полностью понятно, почему морскую воду нельзя пить. Но что делать, если человек оказался посреди океана без запаса пресной жидкости? Можно последовать примеру Алена Бомбара и выдавливать воду из рыб, которых нужно еще поймать. Вторым вариантом является опреснение воды. Эту процедуру можно провести несколькими способами. Это дистилляция, сепарация, вымораживание, электродиализ, прямой и обратный осмос. Естественно, посреди океана провести большинство из них просто невозможно. Но кое-что сделать просто необходимо. Для того чтобы вода стала пресной, ее нужно налить в глубокую посуду, желательно темного цвета. Эту емкость опускают в полиэтиленовый пакет и плотно завязывают. Солнце, которого в океане предостаточно, будет нагревать этот сосуд и испарять воду. Пар осядет на стенках мешка и стечет вниз. А если это самодельное приспособление опустить за борт, то процесс конденсации пойдет намного быстрее.
Первая помощь
На 60 % наше тело состоит из воды, поэтому потеря большей ее части приводит к очень опасным последствиям. Что делать, если вы оказываетесь рядом с человеком, у которого проявляются симптомы обезвоживания? Все очень просто: нужно дать ему попить, но делать он должен это небольшими порциями. Но просто водой тут не обойдешься. Еще нужно пополнить запаси глюкозы, так как она поможет быстрому усвоению жидкости. Эту формулу спасения разработали еще в 1960-х годах, но она практически не изменилась и до нашего времени. Поэтому вода, которую пьет потерпевший, должна быть немного подслащенной. После сильного иссушения организма необходим целый комплекс процедур и прием множества препаратов, которые помогут восстановить поврежденные клетки и ткани.
Таким образом, говоря о том, почему морскую воду нельзя пить, стоит упомянуть об ужасных последствиях таких действий. Это отравляет организм, убивает все внутренние органы и сводит с ума. Количество соли, которая может попасть в организм с одним литром морской воды, в 2 раза больше нормы, с которой человеческие клетки могут справиться. Поэтому экспериментировать с этим не стоит.
Наша планета почти на 70% состоит из воды, которая наравне с воздухом является неотъемлемым условием жизни. Без кислорода живое существо погибает за несколько минут, а без воды – за несколько суток. Баланс жидкости в человеческом теле, которое, к слову, тоже на 70% состоит из воды, должен поддерживаться постоянно. Но это совсем не означает, что пить можно все что угодно. Идеальный вариант – вода из родника или же колодца, в крайнем случае – из-под крана, пропущенная через очищающий фильтр. При необходимости можно пить дождевую и талую воду, использовать для утоления жажды минералку и даже дистиллят. А вот вопрос о том, можно ли пить морскую воду, до сих пор остается открытым.
История знает примеры, когда она помогла людям избежать гибели. Но есть и другие факты, указывающие на то, что вода из моря стала причиной смерти. Отвечая на вопрос, можно ли такой жидкостью утолить жажду, ученые категоричны: нет и еще раз нет. А вот поддержать жизнеспособность организма на непродолжительное время морская вода вполне способна.
Феномен соленой жидкости
Если развести в питьевой воде поваренную соль и попытаться выпить раствор, то удовольствия эта процедура точно не доставит.
Попробуйте такой жидкостью в течение суток заменить привычные напитки, и к вечеру вы почувствуете не только жажду, но и недомогание.
Все правильно, ведь ваш организм вместе с влагой получил соль, которая существенно осложняет работу внутренних органов. Ее присутствие в организме может быть смертельно опасным для человека, если вовремя не принять меры. То есть, не снизить концентрацию. Сделать это можно при помощи обычной воды.
Доказано, что для нормального функционирования человеческого организма необходимо выпивать в день не менее 2-3 л жидкости. Подразумевается, что это вода либо напитки, которые не содержат соль. Нужны они для того, чтобы растворить те микроэлементы, которые поступили в организм с пищей, и вывести их излишки вместе с мочой. Неудивительно, что после соленой и острой пищи человеку всегда хочется пить: так «работает» защитный механизм, который регулирует уровень химических веществ в крови.
Теперь представьте, что вместо чистой воды ваш организм получает солевой раствор, который приводит к увеличению концентрации веществ. Они не выводятся вместе с мочой и накапливаются в органах, которые отвечают за самые разнообразные процессы. Естественно, начнутся сбои в их работе, которые со временем могут привести к тяжелым расстройствам. Как результат – гибель.
Морская вода в этом отношении не исключение, но она обладает своими особенностями. Это не просто солевой раствор, это – концентрация самых разнообразных химических веществ.
Существует теория, что соленые моря и океаны образовались на нашей планете из рек, которые, стекаясь в низины, вымывали на своем пути их почвы всевозможные минералы.
Таким образом, в морской воде сегодня содержится практически вся таблица Менделеева, поэтому употребление такой жидкости на первых порах дает неожиданные результаты. В частности, вода из моря:
- питает головной мозг;
- поддерживает обменные процессы в организме;
- притупляет чувство голода;
- поставляет в кровь микроэлементы, которые необходимы для процессов синтеза.
Казалось бы, такая жидкость очень полезна, и ею можно смело заменять родниковую воду. Но все не так просто, как кажется на первый взгляд. Доказано, что употребление морской воды вместо пресной без серьезного ущерба для организма человека возможно лишь в течение первых суток. Затем концентрация химических элементов в крови начинает превышать допустимые нормы, что приводит к общей интоксикации. И это на фоне жажды, которую такая жидкость утолить не в состоянии.
Что будет, если пить морскую воду регулярно
Ответ на этот вопрос дают многочисленные эксперименты, результаты которых можно трактовать двояко. Безусловно, жидкость, богатая химическими элементами, очень важна для человеческого организма, так как позволяет легко и быстро решить вопрос насыщения крови необходимыми веществами. Ведь их недостаток так же опасен, как и избыток.
Доказано, что морская вода укрепляет зубы, улучшает работу желудочно-кишечного тракта, благотворно влияет на зрение и головной мозг. Но лишь до тех пор, пока концентрация содержащихся в ней веществ не достигла в человеческом организме критической отметки. Поэтому полностью заменить пресную воду на морскую нельзя, так как человек погибнет. А вот использовать этот дар природы для профилактики различных заболеваний время от времени следует. Такая вода не менее полезна, чем минеральная столовая, которая также содержит повышенную концентрацию различных веществ и принимается по 100-200 мл перед едой для воздействия на определенные органы.
Правда, нужно отметить, что это правило распространяется далеко не на все живые организмы.
Изучая вопрос, могут ли птицы пить морскую воду, чтобы выжить, ученые пришли к неожиданному открытию. Оказывается, целая группа пернатых, которые обитают на морском побережье, вообще отказалась от пресной воды. Организм той же чайки или баклана настолько адаптировался к соли, что необходимости в пресной влаге у птиц нет. Более того, если с питанием у таких пернатых возникают проблемы, морская вода помогает им утолить голод и поддержать организм на химическом уровне.
Так почему нельзя пить морскую воду
Существует, по меньшей мере, пять причин, которые должны заставить задуматься каждого, кто решил включить в свой рацион эту жидкость. В 1 литре морской воды содержится примерно 35 г соли, что на 10 г больше суточной потребности человека в этом веществе. Нетрудно догадаться, что произойдет, если систематически превышать эту норму. Для тех, кто далек от медицины и биологии, необходима расшифровка процессов, которые происходят в организме, забитом солью. Вот основные причины, по которым делать этого не стоит:
- морская вода, как это ни парадоксально, обезвоживает организм. Казалось бы, это невозможно, если выпивать в сутки те же 2-3 литра жидкости, но только соленой. Однако нашему организму она нужна для того, чтобы расщеплять и выводить излишки самых разнообразных веществ. Когда концентрация соли в организме увеличивается, а объем жидкости, поступающей внутрь, остается примерно тем же, начинается процесс вытягивания» воды из различных органов, что неизбежно приводит к нарушению их работы;
- расстройство пищеварительной системы. Один из первых симптомов того, что морская вода начала разрушать организм, заключается в развитии диареи. Объясняется это тем, что соль за короткий промежуток времени (не более одной недели) способна полностью уничтожить микрофлору желудка и кишечника. Это значит, что погибают не только болезнетворные бактерии, но и микроорганизмы, которые участвуют в процессе переваривания пищи. В итоге процесс ее расщепления и усвоения замедляется, в кишечник поступает жидкая субстанция с признаками брожения, которая вызывает не только диарею, но может стать причиной прогрессирующей язвенной болезни;
- развитие дисфункции почек, выполняющих роль фильтров для всего организма. Соль, поступающая в кровь из жидкости, «забивает» почки, в которых образуются солевые камни. В итоге фильтры организма просто перестают работать;
- нарушения функций нервной системы, что выражается в галлюцинациях, психических расстройствах, агрессии. Употребление исключительно соленой воды на протяжении нескольких суток – самый короткий путь к сумасшествию;
- летальный исход в случае употребления морской воды более 5-7 дней.
Как опреснить воду в походных условиях
Конечно, от непредвиденных ситуаций никто не застрахован, и каждый из нас может оказаться перед выбором – погибнуть от жажды либо попытаться ее утолить при помощи соленой жидкости. Оба варианта неприемлемы, так как приведут к смерти. А вот попытаться опреснить морскую воду, используя подручные средства, все же под силу любому человеку.
Дома это можно сделать путем простого выпаривания жидкости и последующего сбора дистиллята. А вот в путешествии, если вы вдруг оказались без источника питьевой воды, можно прибегнуть к весьма простой процедуре.
Для того, чтобы получить живительную влагу из морской воды, понадобятся две емкости разного диаметра. В идеале подойдут обычные походные миски и котелки. Но при их отсутствии можно приспособить для дела все, что найдется под рукой, включая половинки кокосовых скорлупок. Итак, в ту емкость, что побольше, необходимо налить воду из моря, а внутрь поставить емкость поменьше. Чтобы она не всплывала на поверхность, а была примерно наполовину погружена в жидкость, на дно маленькой емкости следует положить камешек. Получается весьма простая и удобная конструкция для дистилляции в естественных условиях.
Как она работает? Достаточно просто, необходимо лишь накрыть обе емкости крышкой, чтобы влага не испарялась в атмосферу, а затем поставить всю конструкцию на солнце. Под его воздействием соленая вода постепенно начнет превращаться в пар, который, за неимением других вариантов, будет оседать на поверхности второй емкости. Таким образом за несколько часов при жаркой погоде можно получить порядка 1 литра пресной воды, пригодной для питья. Не ждите, что у нее будет отменный родниковый вкус. Но утолить жажду такой жидкостью в экстремальных ситуациях вы сможете без вреда для здоровья. Полученный таким образом дистиллят пригоден для употребления в течение нескольких суток, после чего становится прекрасной питательной средой для микроорганизмов.
Наверное, все из нас, включая даже маленьких детей, прекрасно осведомлены о том, что нельзя пить воду из моря: она не пресная, а значит, неприемлемая и не подходящая для человеческого организма. Однако мало кто задумывается о том, почему такая вода не воспринимается нашим телом.
Около семидесяти процентов всей нашей планеты – это вода. Причём в буквальном смысле: океаны, моря, озёра и так далее. При этом пресной, то есть, пригодной для питья, является лишь три процента от всей воды в мире! Притом, казалось бы, и там, и там вода, так почему же одну пить можно (хоть и не рекомендуется), а другую же нельзя категорически? Всё дело в том, что морская и пресная вода похожа между собой лишь чисто внешне.
Если принести в лабораторию образцы жидкости из озера и с моря или океана, а потом провести их сравнение на уровне молекулярной структуры, то мы сразу увидим, что их состав совершенно различен. К тому же, не следует забывать о принципиальной важности отсутствия в пресной воде соли. Морская же вода, мало того, что отвратительна на вкус (это знает каждый, кто хотя бы раз купался в море или океане), но ещё и чрезвычайно опасна для жизни и здоровья человека.
Некоторые считают, что в самом крайнем случае (к примеру, крушение корабля или что-то такое) можно и нужно утолять жажду солёной водой, но это в корне неверно. Такое питье поможет лишь на некоторое время, однако потом желание попить вернётся с новой, гораздо большей силой. Это путь в никуда, ведь вода с солью токсична для человека.
Всё дело в том, что любая жидкость проводится через печень и почки. Это такой себе фильтр в системе нашего организма. Большое количество соли, находящееся в составе морской воды, запросто оседает в этих жизненно важных органах, что очень быстро приводит к их воспалению и заболеванию. Почки не успевают вывести соль из организма, она задерживается внутри, образуя камни. Дальнейшее развитие событий и так очевидно: без медицинской помощи человек обречён.
Представьте сами: в одном литре воды из моря или океана находится до сорока граммов соли! Это просто бешеное количество, учитывая тот факт, что для нормального функционирования человеку необходимо выпивать как минимум полтора-два литра жидкости в сутки. Вспомните, для сравнения, сколько соли вы кладёте в готовящиеся блюда? Одну, две, три ложки? А теперь вообразите себе добрых несколько десятков таких ложек. Вот то-то же и оно.
Таким образом, напившись морской воды при гипотетическом кораблекрушении (искренне надеемся, что с вами никогда такого не случится), вы утолите жажду лишь на пару часов, однако впоследствии вам захочется пить ещё сильнее, да так, что придётся выпить ещё больше солёной жидкости. Организм начнёт работать на износ, пытаясь пересилить подступающее обезвоживание, ведь для того, чтобы вывести всю соль, нужно очень много мочи.
В результате, уже через несколько дней такого питьевого режима у вас просто-напросто откажут почки, а дальше начнутся проблемы со всем желудочно-кишечным трактом. Короче говоря, это лишь оттянет неизбежное и сделает смерть даже более мучительной (само собой, если вовремя не будет оказана квалифицированная помощь). В общем, приятного мало.
Плохо в море без пресной воды - это всякому известно. К мукам жажды добавляются еще муки, причиняемые самим видом воды, которой нет конца. Полно! Да так ли она отвратительна, морская вода? Живут же в ней самые разные звери, и ничего. Копошатся на дне морском черви, ползают звезды и улитки, где-то под камнем затаился , над ним плывет медуза… Все эти животные - истинные дети моря. Им не надо специально приспосабливаться к морской воде, потому что нигде, кроме морей, их предки не жили.
Но другие организмы когда-то очень давно попали в соленую воду из пресной. Например, рыбы. Кровь рыб, подобно нашей, намного преснее морской воды, а пить рыбам приходится морскую воду. Значит, пригодна она для питья? Живут в океане и вселенцы с суши - разные морские змеи, . Месяцами не видят земли альбатросы и буревестники. Что же им пить, как не морскую воду? Обитают в океане и совсем близкие наши родственники, морские млекопитающие. Не станет же кит искать питье на берегу…
Это вопрос не праздный. Люди веками бьются над тем, как сделать морскую воду пригодной для питья, а еще лучше - и для орошения полей. Какая масса воды пропадает зря! А вдруг морские животные поделятся с нами секретами, подскажут решение этой важной проблемы?
Кто киту товарищ
Если мы поступим сообразно логике и в первую очередь обратим свой вопрос к ближайшим своим родичам - морским млекопитающим, нас постигнет разочарование. Секрет у них нехитрый: они просто не пьют.
Жизнь у кита куда суровей в этом смысле, чем у верблюда, - тот хоть иногда дорывается до воды и выпивает десять ведер разом. Кит таких праздников не знает. День за днем - всухомятку. Цедит, цедит кит океан через свой знаменитый ус, нацедит приличный ком пищи, отожмет его получше - и глотает. А пить не пьет - нельзя, сухой закон. Также, скажем, и : рыбу глотает, а воду старается выплюнуть.
Но ведь без воды жить нельзя. Морские млекопитающие добывают ее тем же способом, что и млекопитающие пустынь: делают воду сами.
При сгорании жиров и углеводов в качестве одного из продуктов реакции образуется вода. Она и заменяет тот глоток, которого не досталось киту и верблюду. Жир спасает от холода, в нем же спасение от жажды. Вот почему так богаты жиром и киты, обитатели полярных вод, и верблюды, обитатели знойных пустынь. Верблюд запасает «воду» в горбах, среднеазиатские овцы - в жирном своем курдюке. Если в горбе 120 кг жира, то при полном окислении из него получится 120 литров воды и еще миллион калорий энергии - не так мало. Окисляется жир в процессе метаболизма, то есть обмена веществ, поэтому воду, добытую таким способом, зовут «метаболической». Верблюд длительно выживает без воды не потому, что он, как иногда думают, «воду в животе носит», а потому что он запасается жиром впрок.
Замечательны и другие физиологические особенности верблюда, направленные на сбережение воды. У нас, людей, температура не поднимается выше нормальной, как бы ни припекало : мы воду с поверхности кожи и охлаждаем себя. Верблюд предпочитает ходить с высокой температурой, но воду на потение не тратит. Лишь когда перегревание становится опасным для жизни, он начинает потеть.
Много воды теряют животные с мочой. Казалось бы, от этого никуда не деться, нужно же как-то выводить из организма мочевину - отход белкового обмена. Верблюд и здесь находит усовершенствование. В его организме мочевина пускается на синтез новых аминокислот. А в результате удается сберечь еще немного воды.
Совсем не пить даже верблюд не может, иногда ему необходимо нарушить сухой закон, напиться. Но есть в пустыне животные, которые никогда не пьют и даже сочной влажной пищи не едят - обходятся одной метаболической водой. Таковы некоторые грызуны. Трудно им приходится. Днем отсиживаются в норах, чтобы не нагреться - потовых железок у них нет совсем. Кал предельно сухой, моча предельно густая. Даже нос у этих зверьков вытянут, чтобы поменьше воды испарять при выдохе: проходя по длинному носу, воздух немного успевает охладиться, и пар частично оседает на стенках носовой полости. Здесь уже воду считают не на глотки и даже не на капли. Пар на учете! Вот кто, оказывается, у кита товарищи по несчастью - обитатели пустынь. Кит не пьет, как и они. Выходит, что непригодна морская вода для питья?
Пригодна!
И все же поиски физиологов были вознаграждены. Можно пить морскую воду! Был проделан опыт: взяли баклана и влили ему в желудок морской воды. Что получится? Баклан сидел, потряхивал головой, вид у него был не особенно недовольный. А зачем он головой-то трясет? Заметили: у него из ноздрей течет какая-то жидкость. Он дергает головой и капельку с клюва сбрасывает.
Когда жидкость исследовали, оказалось, что это крепкий раствор соли. Баклан каким-то способом отделял соль от выпитой воды и выбрасывал ее из организма!
Исследования показали, что у морских птиц и пресмыкающихся есть великолепный орган - солевая железа. Это самая настоящая опреснительная установка, очень эффективная. Когда такое животное напьется морской воды, она всасывается в кровь, кровь бежит ко всем органам, в том числе и к солевой железе, и в этой железе опресняется, из нее изгоняется хлористый натрий - поваренная соль. Опреснение идет до тех пор, пока не установится исходная, нормальная соленость крови. Получается все равно, что пить пресную воду.
Солевые железы расположены на голове. Их протоки обычно попадают в полость носа. Только у черепах жидкость вытекает возле глаз, и когда железа работает, кажется, что черепаха плачет. Наконец-то стало понятно, почему льют слезы морские черепахи, выходя на берёг откладывать яйца. Все сказочные толкования пришлось оставить детям. Ничего черепахам не больно, ничего им не горько, ни о каких ужасах они не думают. Просто у них работает опреснительное устройство.
Сенсации приходят и уходят, а научные проблемы остаются. Конечно, очень хорошо, что мы узнали о существовании солевой железы. Но куда важнее было бы знать, как она работает.
Давайте уясним, к чему сводится ее работа. Каждая клетка железы одной стороной соприкасается с кровью, другой - с жидкостью, наполняющей проток железы. В этой жидкости соли много, в крови - меньше. Было бы естественно, чтобы соль двигалась из протока в кровь, то есть чтобы по обе стороны клетки ее становились поровну. А соль идет в обратную сторону - оттуда, где и так мало, идет туда, где много!
Если селедку положить в воду, соль пойдет из селедки в воду, это знает каждая хозяйка, которой приходилось когда-нибудь вымачивать селедку. Если свежий огурец залить рассолом, соль пойдет из рассола в огурец. Оттуда, где много, туда где мало,- как говорят, по градиенту концентрации. А в солевой железе движение вспять.
Для такого перекачивания надо совершить работу, затратить энергию. Это и делают живые клетки солевой железы; энергию, которую они тратят, можно подсчитать. Но как реализуется эта энергия клетки, каков механизм перекачивания хлористого натрия - это вопрос.
Задом наперед
И еще вопрос: почему у морских птиц и черепах есть клетки-опреснители, а у нас, людей, - нет? Есть у нас такие клетки, вот ведь что забавно!
Прекрасные опреснители, умеющие перекачивать соль против градиента концентрации. Вся беда в том, что у нас они не тем концом повернуты в крови! Чтобы можно было пить морскую воду, опреснители должны гнать соль из крови, а они у нас нагнетают соль в кровь.
Конечно, назвать это бедой можно только в шутку. Это не беда наша, а спасение, иначе бы мы не могли пить пресную воду. А пить одну морскую воду вряд ли бы мы с вами согласились!
С каждым глотком выпитой, а затем выведенной из крови воды организм теряет соль, потому что она вместе с водой увлекается в мочу. Но клетки человека могут существовать только в осолоненной среде, потеря соли смертельно опасна. Вот тут-то на пути ускользающей соли встают клетки-опреснители, которые забирают соль из мочи и перекачивают ее обратно в кровь. Лишь небольшая часть соли теряется с мочой.
Когда работа наших опреснителей нарушается, человек серьезно заболевает. Это случается при так называемой аддисоновой болезни, тяжелом гормональном расстройстве. Ионы натрия уходят из организма, и концентрация их в крови угрожающе падает. Раньше знали только одно спасение - пили соленую воду. Теперь у врачей есть хорошие гормональные средства, с помощью которых работа почечных опреснителей снова налаживается.
Значит, хотя наш организм обеспечен надежными опреснителями, они не в силах по¬мочь нам пить морскую воду. Физиология человека рассчитана на питье воды простой, пресной. Не могли же наши отдаленные предки учитывать, что через миллионы лет людям понадобится плавать по морям и океанам и перед ними встанет проблема воды.
Общее – в различном
И, тем не менее, вряд ли может иссякнуть интерес к неизвестному принципу, на котором работают опреснительные устройства в живой природе. Как часто люди убеждались, что решение какой-нибудь задачи живыми организмами бывает остроумней, экономичней, чем в технике! Не ждет ли такая судьба и проблему опреснения морской воды? Нелегко будет вскрыть механизм биологических опреснителей, но попробуем хотя бы наметить стратегию поиска.
Из обширного опыта, накопленного физиологией клеток, можно извлечь одну весьма полезную мысль: какую бы необычную, специальную сложную функцию не выполнял тот или иной орган, клетки его не имеют никаких свойств, принципиально отличных от того, что есть в любых других клетках. Короче говоря, во всех случаях новое качество органа достигается комбинацией общих, универсальных механизмов.
Работа такого замечательного органа, как солевая железа, - еще одно подтверждение этому общему принципу физиологии. Ее полностью обеспечивает механизм, присущий каждой животной клетке, а именно механизм, посредством которого клетка обменивает свой натрий на внеклеточный калий. Речь идет об одном из самых распространенных и фундаментальных явлений клеточной физиологии.
Жизненную важность такого обмена для клеток нетрудно пояснить. В самом деле, в результате обмена протоплазма по своему ионному составу становится резко отличной от внеклеточной среды. По одну сторону от клеточной оболочки (внутри клетки) натрия мало, по другую - много. Достаточно дать натрию зеленый свет, как он лавиной ворвется в клетку. Мгновенно меняется вся ситуация внутри клетки: клетка начинает работать в новом режиме.
Перевод клетки из одного состояния в другое при помощи потока натрия - такой же общий механизм, как, скажем, размножение клеток при помощи аппарата. Чтобы получить в нужный момент ионный поток, необходимо все время поддерживать разницу концентраций - запасать впрок потенциальную энергию ионных градиентов. Вот почему ионы натрия всегда выкачиваются из клеток. Делает это особая биохимическая система - «натриевый насос».
Бегут ли по нервному волокну, сокращаются ли мышечные клетки, электрический ли скат поражает врага высоковольтным ударом или просто клетки железы изливают свой секрет, всякий раз дело начинается с натриевой лавины, возможность которой заблаговременно обеспечена работой насоса.
Конечно, от природы потребовалась известная изобретательность, чтобы на основе этого внутриклеточного насоса скомбинировать насос, перекачивающий натрий из одной внеклеточной среды в другую - ведь именно так работает солевая железа баклана или опреснительное устройство наших почек. Но это все же относительно несложная задача. Физиологи легко решают ее на бумаге. Вот понять механизм работы самого клеточного насоса - гораздо труднее.
Но если ход наших рассуждений был верен, то это значит, что вся огромная армия ученых, занимающихся физиологией нервных и мышечных клеток, волей-неволей работает и на проблему биологических опреснителей.