скачать книгу бесплатно
Не секрет, что за последние 500 млн лет на нашей планете неоднократно происходили природные катаклизмы планетарного масштаба, после которых экология нашей планеты всё более ухудшалась. «Следы глобальных катастроф сохранились в виде геологических и биологических свидетельств археологических фактов, указывающих на внезапные миграции и запустение привычных ареалов обитания» – утверждает заведующий лабораторией моделирования волн цунами Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН доктор физико-математических наук В.К. Гусяков (2012).
Ещё в первой половине ХIX века в палеонтологии царствовала предложенная французским натуралистом Жоржем Кювье «Теория катастроф», согласно которой под влиянием катастроф, приводящих к массовым вымираниям, происходили изменения животного мира. (Норманн Д., 2013). При этом восстановление происходило за счет видов, пришедших из небольших локаций. Сами виды при этом неизменны.
В 1796 году Кювье опубликовал детальное описание окаменелых останков мамонтов и американских мастодонтов. Останки он сравнил с костями и зубами слонов. При этом он обнаружил, что некоторые окаменелости были останками животных, уже исчезнувших с лица Земли, – они вымерли. «Все эти факты, согласующиеся между собой, которым не противоречат другие свидетельства, представляются доказательством существования мира, предшествовавшего нашему и уничтоженного катастрофой», – написал он.
К ХХ веку список находок увеличился на много порядков, и кардинально возросла точность методов определения возраста этих находок. По мере накопления сведений стало очевидно, что катастрофы Кювье действительно имели место и не были некорректным выводом из недостающих данных.
В 1920-х годах американский специалист по ископаемым позвоночным Уильям Дилер Мэтью сосредоточившись на переменах в окружающей среде был потрясен тем какие серьезные изменения произошли на Земле при переходе от мелового периода к палеогену: влажные болота (в которых, видимо, хорошо чувствовали себя динозавры) уступили место сухим пустынным местностям (которые больше устраивали млекопитающих). Эти изменения в окружающей среде отмечают границу между мезозойской и кайнозойской эрами, 65 млн лет назад.
В 1960-х годах американцы Роберт Слоан и Ли Ван Вален стали самыми ярыми защитниками модели «вымирания при изменении условий среды». Они настаивали, что млекопитающие постепенно заменяли динозавров по мере смены мела палеозоем, примерно на протяжении 7 млн лет, пока климат менялся в худшую (для динозавров) сторону.
Только за последние 7500 лет на нашей планете было 18 смен климата. При этом, гипотеза глобального потепления сейчас более популярна чем гипотеза цикличности потепления и похолодания («АиФ. Здоровье» № 4, 2012).
62% россиян считают глобальное потепление реальной угрозой («Аргументы и факты» № 3, 2010).
В начале нашего века появились исследования, доказывающие, что главный фактор, влияющий на озоновые дыры, – вовсе не техногенные газы, а температура. Появились хорошо обоснованные гипотезы, что разрушение стратосферного озона напрямую связано с погодными аномалиями, колебаниями солнечной активности, вулканизмом и масштабными лесными пожарами. Даже приблизительные оценки показывают, что участие антропогенных источников в разрушении озонового слоя далеко не столь значительно, как природные факторы, такие как извержение вулканов (Файг О., 2014).
Учёные Томас Грендель и Пауль Крутцен (лауреат Нобелевской премии 1995 г.) утверждают, что земная атмосфера никогда не оставалась постоянной: по мере формирования Земли и всё последующее время изменялись её состав, температура и другие параметры. За последние два столетия эти изменения происходят как никогда быстро. Свидетельством тому служат кислотные дожди, ускоренная коррозия металлов, смог в городах, уменьшение толщины озонового слоя в стратосфере, который защищает всё живое от жёсткого ультрафиолетового излучения. Есть опасения, что Земле грозит глобальное потепление вследствие накопления в атмосфере парниковых газов, поглощающих тепловое излучение Земли и посылающих его обратно. Во время извержения вулканов в тропосфере (атмосферном слое, лежащем ниже 10-15 км) и стратосфере (простирающейся на высоте от 10 до 50 км) скапливаются серо- и хлорсодержащие газы (Грендель Т. и др., 2013).
С конца XIX в. среднегодовая температура выросла на 0,70 С, но темпы нагрева увеличились именно в последние десятилетия. Причин тому несколько, одна из них – в атмосфере стало больше парниковых газов: метана, водяного пара, той же углекислоты. Словно плёнка в парнике, эти газы пропускают солнечный свет к поверхности Земли, но не выпускают с неё излишки тепла (Писаренко Д., 2010).
Парниковый эффект, являющийся одним из краеугольных камней климатических изменений, означает, что атмосфера планеты удерживает всё большее количество тепла. Моря нагреваются, воды в атмосферу испаряется больше, эффект парника усиливается. Всё это вкупе с тем, что в системе много запасённой энергии, может привести к экстремальным пикам: наводнениям, штормам, ураганным ливням и одновременно засухам и пр. (Хип Т., 2013).
По утверждению кандидата физматнаук, ведущего научного сотрудника Института биофизики клетки РАН Алексея Карнаухова содержание СО
в атмосфере выросло беспрецедентно – на 30%. И этого уже достаточно, чтобы температура воздуха поднялась на 10
С. Растения, биосфера Земли не справляются с выбросами, которые производит человек. Но в природе есть и более опасные источники СО
. В океане содержится в 60 раз больше углекислоты, чем в атмосфере. Ещё больше – почти в 50 тыс. раз – её в земной коре, в известняках, мраморе, кораллах и пр. Наконец, по всему дну Мирового океана лежат так называемые метановые гидраты – скопления льда, содержащие огромное количество метана. Потепление вызывает лавинообразный эффект: углекислота и метан начинают высвобождаться, становится ещё теплее, и процесс делается необратимым, как выстрел из ружья. Расчеты показывают, что климатическая система Земли за пару столетий способна перейти в новое устойчивое состояние. И температура здесь будет как на Венере – +500
С. Жизнь на планете станет невозможной (Писаренко Д., 2010).
В мае 2013 года содержание углекислого газа в атмосфере превысило 400 частей на миллион. В последний раз так много его было в плиоцене, 4 млн лет назад, когда на севере Европы и Америки стояла тропическая жара («Наука и жизнь» № 11, 2013). Основываясь на данных United Kingdom Climate Projection (Хип Т., 2013) в середине и конце XXI столетия если ориентироваться на средние значения выбросов диоксида углерода, то средняя температура в Британии повысится к 2050 году на 2–3
С и на 3–4
С к 2080-му. Количество летних осадков уменьшится на 17% к середине века и на 20% к 2080-му. Поэтому, хотя краткосрочные прогнозы обещают нам в ближайшее время холодные и дождливые лета, долгосрочные предрекают постепенное потепление и «осушение» в течение столетия.
Картина просачивания пузырьков метана из тихоокеанского дна у берегов штата Вашингтон (США) синтезирована по данным эхолотов. Источник метана обнаружен на глубине 500 метров, а высота газового фонтана составляет 300 метров. По мнению океанологов, с ростом глобального потепления выход метана из океанского дна будет усиливаться («Наука и жизнь» № 8, 2015).
В декабре 2014 года вблизи одного из островов Американского Самоа в Тихом океане коралловые рифы начали терять цвет.
К октябрю 2015 года явление приняло такие масштабы, что Национальное управление по исследованию океанов и атмосферы США объявило о том, что процесс затронет треть всех существующих на Земле кораллов и станет смертельным для рифов, занимающих площадь в 12 тысяч квадратных километров. Кораллы белеют, выталкивая из рифов водоросли, дающие им цвет. Это происходит из-за повышения температуры воды в океанах, вызванного изменением климата и погодным явлением Эль-Ниньо (периодическим потеплением поверхностных вод Тихого океана вдоль западного побережья Южной Америки) (Alexandra Witze, 2015).
Наша планета в целом нагревается, но это не значит, что в каждом отдельно взятом месте становится жарче. Однозначной корреляции между повышением температуры и локальными температурными максимумами нет. Однако общее потепление постоянно воздействует на арктические льды.
Спутниковая съёмка льдов ведётся с 1979 года, и каждые 10 лет объёмы льда, фиксируемые в конце лета, сокращались на 11%. В сентябре 2012 года был поставлен рекорд по минимальному количеству арктического льда на тот момент. А это значит, что вода больше не прикрыта белым отражающим ледовым щитом и может сильнее нагреваться солнечными лучами (что, в свою очередь, будет увеличивать среднюю температуру воды в океане) (Хип Т., 2013).
Под поверхностью Восточно-Сибирского Арктического шельфа, глубоко под водой, в толще вечной мерзлоты, находится около триллиона тонн метана, самого мощного парникового газа. Последние исследования, однако, показывают, что подводная вечная мерзлота начала таять, и поэтому метан, образовавшийся когда-то из органических останков, начинает высвобождаться и попадает в атмосферу в количестве 10 млн тонн в год (точнее, из вечной мерзлоты высвобождается гидрат метана и тут же распадается на газ и воду). Учёные предупреждают, что в течение ближайших десяти лет может случиться мощнейший (до 50 млрд тонн единовременно) выброс метана. Такое извержение повысит содержание метана в атмосфере сразу раз в шесть, а средняя температура возрастёт на 1,3
С, быстро приблизив критические изменения климата (Макгуайр Б., 2014).
Таяние ледников и вечной мерзлоты, а также другие последствия изменения климата развиваются с пугающей скоростью. Для учёных долгое время оставалось загадкой, почему при относительно постоянной морозной температуре лёд Антарктики в последние годы тает активнее, чем раньше.
Группа исследователей из разных стран изучила данные 4,5 млн измерений шельфовых ледников, сделанных космическим спутником ICESat. Выяснилось, что под толщей антарктического льда теперь скапливаются тёплые течения, а роза ветров поменялась настолько, что на Антарктику стали дуть более массивные теплые ветра. Учёные считают такие перемены доказательством происходящей на планете смене климата («Русский репортёр» № 17, 2012).
В связи с глобальным потеплением и таянием льдов в Арктике и Антарктике учёные предлагают решить этот вопрос раз и навсегда. Они предлагают заморозить Арктику! (Николаев Г., 2013). Эта идея выглядит фантастической, но экологическая ситуация находится на грани катастрофы. В Северном Ледовитом океане площадь ледового покрова сократилась до беспрецедентно низкого уровня и составляет всего 50% от площади, которая была зафиксирована в 80-е годы. По мнению Дэвида Кейта, профессора прикладной физики в Гарвардском университете, можно насытить атмосферу светоотражающими частицами, что уменьшит проникновение солнечных лучей на Северном полюсе. В результате, утверждает профессор, за счёт уменьшения проникновения солнечного света всего лишь на 0,5% восстановление ледников вокруг Северного полюса до уровня доиндустриальной эпохи станет возможным. Второй способ восстановления ледников, который озвучил Кейт, – изменение течения Гольфстрима, что обойдётся в финансовом плане в 8 млрд долларов в год. Однако, по мнению многих геоинженеров такое резкое вмешательство в экосистему может иметь катастрофические последствия. Хотя, как полагают учёные, это пока единственный реальный способ избежать «непредсказуемых последствий изменения климата», таких, как внезапный коллапс ледникового покрова или убийственная засуха.
Итальянский геофизик Данило Палладино отметил, что большие колебания скорости вращения Земли, имевшие место в первой половине ХХ века, совпали с периодом сильных извержений вулканов. С 1907 по 1934 год вращение ускорялось, а затем до 1972 года замедлялось. Дестабилизируя жидкую внутренность планеты, эти «рывки» увеличивают частоту извержений. Гипотезу Палладино будут проверять на компьютерных моделях («Наука и жизнь» № 11, 2015).
То есть вращение Земли влияет на климат, в частности эти так называемые «рывки». Как сообщалось выше (см. данный раздел), разрушение стратосферного озона, а, следовательно, увеличение температуры воздуха, напрямую связано с погодными аномалиями, колебаниями солнечной активности, вулканизмом и масштабными лесными пожарами. Следовательно, для предотвращения извержения вулканов и повышения температуры воздуха необходимо как-то исключить эти «рывки».
1.6. Неоднократно происходившие на Земле планетарные тепловые вспышки (ПТВ) либо уничтожали многие обитающие на Земле виды флоры и фауны, либо видоизменяли их
Высокие температуры убивают нас, и не спонтанно, а с ярко выраженной прогрессией – к такому выводу пришли исследователи из Англии. Сопоставив температурные данные с 1900 года по наши дни со статистикой смертности, учёные установили: незначительное, на первый взгляд, повышение общей температуры на Земле за последние 30 лет привело к увеличению смертности за тот же период в два раза (Никитин И., 2013).
Ли Камп (2011) – профессор Университета штата Пенсильвания (США) утверждает, что на Земле неоднократно происходили так называемые планетарные тепловые вспышки (ПТВ): в меловом периоде (120-90 млн лет назад), в палеоцене (65-56 млн лет назад), в эоцене (34 млн лет назад), которые либо уничтожали многие обитающие на Земле виды флоры и фауны, либо видоизменяли их.
Для жизни благоприятнее медленные изменения, а не резкие, например такие, как в случае перехода к крайне жаркому климату в меловом периоде, который окончился 65 млн лет назад, когда в результате падения астероида погибли динозавры. Палеонтологические данные говорят, что медленный переход в парниковое состояние, произошедший в меловом периоде 120-90 млн лет назад, был безопаснее РЕТМ – палеоцен-эоценового термального максимума, который наступил в 1 тыс. раз резче. Условия последнего тщательно анализировались с целью найти ключ к построению прогноза последствий сегодняшних тенденций потепления. Значительно более быстрые изменения температуры в наши дни приведут к более суровым условиям жизни на Земле, чем они были когда-либо ранее.
Общая величина потепления ввиду парникового эффекта в меловой период сопоставима с РЕТМ, но продолжительность его исчислялась миллионами, а не тысячами лет. Никакого вымирания не было отмечено, у нашей планеты и ее обитателей была масса времени, чтобы адаптироваться. Поэтому, если не принимать в расчёт фораминифер в глубинах морей, все животные и растения, по мнению учёных, выжили в той жаркой волне, даже если им пришлось пройти серьёзную адаптацию: некоторые организмы уменьшились в размерах, особенно млекопитающие: во время таких термальных максимумов (ТМ) они были меньше, чем до и после них. По мнению ученых, развитие пошло в данном направлении потому, что тела поменьше лучше приспособлены к рассеиванию тепла (Камп Л., 2011).
По утверждению ученых каждый новый экологический кризис был мощным стрессобразующим фактором, приводящим к грандиозному вымиранию предыдущих видов, а также к мутированию уцелевших. При этом выживали мелкие формы и создавали определенный шаблон поведения, спасительный при следующих вымираниях. Боб Слоан из Миннесотского университета утверждает: «Малый рост – наивернейший способ поведения при грандиозном вымирании. Крупным существам нужно много пищи, им труднее найти убежище» (Гор Р., 1989).
Год назад в британском журнале Journal of Zoology биологи опубликовали исследование. Они сравнили черепа белых медведей, которые жили в начале прошлого века, и нынешних. Оказывается, современные мишки уменьшились в размерах на 9%. А всё опять-таки из-за таяния ледников. В поисках пищи они преодолевают большие расстояния, поэтому тратят больше энергии (www.paranormal-news.ru (http://www.paranormal-news.ru); «Приключения. Тайны. Чудеса» №19, сентябрь 2011).
Исследователи Антарктиды с прискорбием сообщают, что пока великие умы спорят о возможности (или невозможности) глобального потепления, оно, это потепление, уже берёт своё. К примеру, некоторое время назад на одном из островов архипелага Дион у западных берегов Антарктического полуострова (Земля Грейама) полностью вымерла колония императорских пингвинов. Её изучали в течение 60 лет (Никитин И., 2011).
Таким образом, в результате изменения климата – из-за того что климат становился всё суше – происходило если не вымирание, то уменьшение в размерах млекопитающих и человека, поскольку тела поменьше лучше приспособлены к рассеиванию тепла.
1.7. В условиях давления внешней среды, в частности при повышенной температуре, самцы стареют гораздо быстрее самок
Учёные установили, что в условиях жёсткого полового отбора и давления внешней среды самцы стареют гораздо быстрее самок. Их энергия уходит на привлечение спутниц и борьбу за продолжение рода. По крайней мере так происходит с мухами Drosophila simulans, над которыми ставили эксперимент биологи из Эксетерского университета (C. Rut Archer et al. 2014). Они сравнили две популяции: первая жила в обычных условиях, вторая – при повышенной температуре и при острой конкуренции многочисленных самцов за немногочисленных самок. В обычных условиях мужские и женские особи доживали примерно до одного возраста – 35 дней. Под давлением конкуренции и внешней среды самцы жили в среднем 24 дня, а самки – 31 день. Исследователи считают, что эти результаты помогут лучше объяснить неравную продолжительность жизни мужчин и женщин.
То есть продолжительность жизни самцов Drosophila simulans всего лишь за одно поколение уменьшилась на 31,4%, а самок – на 11,4%. Не исключено, что нечто подобное может происходить с млекопитающими и человеком. И если учесть, что планетарные тепловые вспышки (ПТВ), происходившие на Земле и в меловом периоде (120-90 млн лет назад), и в палеоцене (65-56 млн лет назад), и в эоцене (34 млн лет назад) и продолжающиеся миллионы лет либо уничтожали, либо видоизменяли многие обитающие на Земле виды флоры и фауны, то вполне можно утверждать, что изменения эти затронули внешний вид живых существ, в том числе существенно ускорили их старение и сократили продолжительность жизни.
1.8. Экологические катаклизмы уничтожали господствующие виды живых существ, открывая дорогу энергетически более слабым видам, которые меньше нуждались в питательных веществах и кислороде
Росс Секорд, доцент кафедры Земли и атмосферных явлений, а также ведущий палеонтолог Небраски, в ходе своих исследований воссоздали модель, согласно которой в далёком прошлом происходили климатические сдвиги. В частности, удалось получить очень интересные данные о глобальном потеплении, происходившем около 56 млн лет назад, когда ещё не было ни заводов, ни автомобилей. Изучив состав изотопов кислорода в зубах извлечённых из земли доисторических животных, палеонтологи смогли определить, насколько интенсивно шёл рост температуры в период того древнего глобального потепления. Оказалось, что в древности Земля разогревалась примерно на 10 градусов за 100 лет. Понятно, что тогда полностью отсутствовало какое-либо антропогенное воздействие на атмосферу, значит, и сейчас процесс идёт независимо от деятельности человека. Как считают эксперты, глобальное потепление спровоцировали большие выбросы парниковых газов. К счастью или несчастью, нам ещё не дано влиять на естественные природные циклы, проходящие на нашей планете («Самые великие» № 2, 2014).
Ли Камп, профессор Университета штата Пенсильвания с коллегами, геологами и климатологами в поиске достоверных свидетельств того, что называют самым резким глобальным потеплением всех времён отмечали, что около 56 миллионов лет назад в течение нескольких тысяч лет – одно мгновение для геологического времени – температура в мире повысилась на 5
С, ознаменовав планетарную тепловую вспышку, известную учёным как палеоцен-эоценовый термальный максимум (РЕТМ). Высвобождение парниковых газов спровоцировало РЕТМ. Тогда климатические пояса на суше и на море сдвинулись в направлении полюсов, вызвав миграцию животных и растений, которым предстояло адаптироваться или погибнуть. Некоторые глубокие части океана подкислились и потеряли кислород, что привело к гибели многих обитавших там организмов. В течение 200 тыс. лет природа приходила в равновесие и снижала температуру.
Известно, что в летнем воздухе содержание кислорода снижено (Миронова В., 2010). И по мере увеличения температуры глубинных вод содержание кислорода в них тоже уменьшается (тёплая вода не может растворять столь много этого жизненно важного газа, как холодная). Подобные изменения катастрофичны для микроорганизмов – фораминифер, обитающих на дне морей и в придонных отложениях. Исследование ископаемых остатков показывает их неспособность выжить: 30-50% видов этих микроорганизмов вымерли (Камп Л., 2011).
Множество окаменелых останков одноклеточных водорослей обнаружили британские палеонтологи (Virginia Gewin, 2012). Окаменелостям 56 миллионов лет, и они так хорошо сохранились, что можно разглядеть даже внутреннюю структуру организмов микронных размеров. Кокколитофориды, а нашли именно их, представляют особый интерес для учёных: по их известковым скелетам можно сказать, как эволюционировала биота в океане в момент резкого потепления и насыщения воды углекислым газом. Считается, что излишняя кислотность вымывает кальций из раковин, угнетая планктон. Сейчас ситуация примерно такая же, как в то время, когда найденные образцы ещё были живыми водорослями. Как и миллионы лет назад, климат меняется и растёт кислотность океанов.
Профессор Роберт Врайенхук из Исследовательского института Аквариума в Монтере (штат Калифорния, США) доказал, что причиной резкого уменьшения в атмосфере и гидросфере Земли кислорода является предшествующее этому процессу палеоцен-эоценовое потепление. Именно оно привело к широкому распространению бескислородных зон и как следствие – к заморам в глубоководных районах океана и массовому вымиранию морских животных (Краснова Е., 2013).
Ученым известно, что без кислорода жизнь в ее наиболее организованных формах невозможна, поскольку бескислородные биоэнергетические процессы дают в десятки раз меньше энергии. А, как известно, от количества энергии зависит величина активного долголетия. Еще за триста лет до наступления нашей эры в своем трактате «О молодости и старости» Аристотель писал: «Старение вызвано постепенным расходованием природной силы, которая выдается человеку при рождении». Количеством энергии определяется степень активности генов. Последние научные исследования показали, что именно от того, в каком состоянии в хромосоме находятся гены (активном или неактивном) зависит локализация хромосомы в клеточном ядре (центральном или периферийном). А от этого зависит состояние организма: болен он или здоров. Ведь известно, что всякого рода заболевания происходят по причине недостатка энергии в организме. И преждевременное старение тоже происходит из-за недостатка энергии. Недостатком энергии объясняется и недорепликация ДНК соматических клеток.
Основная загадка в науке о старении, за которой тянется все остальное, заключается в смертности соматических клеток. Ещё французский учёный А. Каррель в своих исследованиях показал, что сами по себе соматические клетки не стареют: старение же – это свойство самого сложного организма, – за это открытие он получил Нобелевскую премию в 20-е годы XIX века. А в 1961 году Л. Хейфлик показал, что соматические клетки не могут делиться неопределённо долгое время, им свойственен предел, который, например, для фибробластоэмбриона человека составляет примерно 50 делений (Неумывакин И. П., 2008).
Однако в условиях ограниченности энергетического ресурса расходы на выработку спермиев и яйцеклеток – клеток зародышевой линии и их защиту от вредных воздействий превышают расходы на поддержание соматических клеток. Поэтому строжайший механизм контроля качества, отбраковывающий все, что не соответствует стандартам, у них (соматических клеток) отсутствует или не работает. В результате со временем в соматических клетках накапливаются повреждения, и, в конце концов, некоторые органы перестают выполнять свои функции (Кирквуд Т., 2010).
Именно недостатком энергии, то есть кислорода, в результате чего в соматических клетках накапливаются повреждения, можно объяснить тот факт, что сами по себе нестареющие соматические клетки у человека делятся только 50 раз. Поэтому он не достигает тех размеров и продолжительности жизни, которые изначально были в него заложены генетически. И причиной этого является изменение климата – глобальное потепление и резкое уменьшение в атмосфере и гидросфере Земли кислорода.
Боб Слоан из Миннесотского университета утверждает: «Малый рост – наивернейший способ поведения при грандиозном вымирании. Крупным существам нужно много пищи, им труднее найти убежище». По утверждению ученых каждый новый экологический кризис был мощным стрессобразующим фактором, приводящим к грандиозному вымиранию предыдущих видов, а также к мутированию уцелевших. При этом выживали мелкие формы и создавали определенный шаблон поведения, спасительный при следующих вымираниях (Гор Р., 1989).
По нашему мнению, уменьшение размеров млекопитающих (см. раздел 1.6) и других видов животных можно объяснить изменением активности TOR-системы (от target of rapamycin). Установлено, что TOR-система реагирует на разные стрессовые факторы, в том числе на понижение уровня кислорода и повреждение ДНК. Во всех случаях, когда возникает серьёзная угроза для клетки, активность TOR падает. В результате вырабатывается меньше белков, и клетка может расходовать ресурсы на репарацию ДНК и другие неотложные нужды. Как показывают опыты на плодовой мушке, в ответ на требование экстренного ограничения синтеза белков клетка начинает вырабатывать повышенное количество ключевых митохондриальных компонентов – по-видимому, для того чтобы поддержать свою энергетическую систему. Несомненно, настолько развёрнутый ответ на стресс выработался в ходе эволюции как способ выживания в неблагоприятных условиях (Стипп Д., 2012).
Понятно, что чем меньше белков вырабатываетя в организме, тем он мельче и менее энергоёмок. По мнению английского антрополога Марка Томаса, регулярные экологические катаклизмы уничтожали господствующие виды живых существ, открывая дорогу более энергетически слабым видам, которые меньше нуждались в питательных веществах и кислороде (Гор Р., 1989).
Но энергетически более слабые виды, меньше нуждающиеся в питательных веществах и кислороде, очевидно, обладают не только меньшими размерами тела, но и меньшим периодом роста (периодом молодости) и меньшей продолжительностью жизни.
1.9. Ученые вынуждены констатировать, что в процессе эволюции человека среда его обитания все более обеднялась кислородом. В наше время, по утверждению ученых кислорода в воздухе не хватает катастрофически: всего 1/3 от нормы!
По утверждению кандидата физико-математических наук, ведущего научного сотрудника Института биофизики клетки РАН Алексея Карнаухова содержание СО
в атмосфере выросло беспрецедентно – на 30%. И этого уже достаточно, чтобы температура воздуха поднялась на 10
С (Писаренко Д., 2010). Установлено, что при похолодании воздух насыщается кислородом, при потеплении, наоборот, количество кислорода снижается (Удонова Н., 2011).
Ученые вынуждены констатировать, что в процессе эволюции человека среда его обитания все более обеднялась кислородом. В наше время, по утверждению ученых («Аргументы и факты», 2010, № 49) кислорода в воздухе не хватает катастрофически: всего 1/3 от нормы! В атмосферном воздухе его всего лишь 21%. Особенно его мало в крупных городах: количество ионов кислорода здесь в 10-20 раз меньше, чем в сельской местности и на курортах. К концу рабочего дня в офисном воздухе остается не более 50–100 ионов на кубический сантиметр! Не случайно, больных в городе на порядок больше, чем в сельской местности.
В транслированной 03.12.2013 г. по СЕТЯМ НН в 2100 телепередаче сообщалось о том, что 300 млн лет назад процентное содержание кислорода в атмосфере Земли составляло 35% (!) Затем, в эпоху динозавров, – 33%.
Древняя биосфера, как говорят исследования ученых (Беликов Ю., 1996), была в 20 000 раз богаче углеродом, чем современная. Несложные рассчеты показали, что при таких размерах биосферы атмосферное давление должно было составлять 8-9 атмосфер. Так оно и оказалось. Когда ученые измерили давление в пузырьках воздуха, которые образовались в янтаре – окаменевшей смоле деревьев, то оно оказалось как раз равным 8 атмосферам! Учёным стало понятно, почему страусы и пингвины вдруг разучились летать: гигантские птицы могут летать только в плотной атмосфере…
300 млн лет назад в богатую кислородом эпоху флора и фауна имели колоссальные размеры: деревья достигали в высоту 100 и более метров, помидоры – до 35 метров, грибы – до 6 метров и выше, динозавры – до 30 метров (из транслированной 03.12.2013 г. по СЕТЯМ НН в 2100 телепередачи).
Известно, что в периоды, когда атмосфера была богата кислородом, насекомые увеличивались в размерах, потому что это позволяло им свободно дышать и без легких. Самых больших размеров они достигли примерно 300 миллионов лет назад. Тогда в небе летали гигантские стрекозы с размахом крыльев до метра. Но примерно 150 миллионов лет назад появились хищные летающие ящеры, да и уровень кислорода в воздухе начал снижаться (с 35% снизился до 33%, прим. автора). Эти обстоятельства и заставили насекомых уменьшиться в размерах (Орынянская П. и др., 2012; Урусова В.И., 2012).
Вплоть до Всемирного потопа климат был несколько иным, чем теперь: в воздухе кислорода было значительно больше, процентов на 8-10, атмосферное давление заметно превышало нынешнее. При таком значительном содержании в воздухе кислорода человек может бежать до 100 километров без одышки (!) (из телепередачи по СЕТЯМ НН 03. 12. 2013 г. в 2100). В штате Южная Каролина (США) палеонтологи раскопали почти полный, хорошо сохранившийся скелет гигантской птицы, которая летала над океаном 25 миллионов лет назад. Размах крыльев птицы, названной Pelagornis sandersi, составлял почти 7,5 метра, а сама она весила от 22 до 40 килограммов. На фото 15 показаны в сравнении силуэты вымершей птицы, кондора (слева) и альбатроса.
К сожалению, плохая экология, природные бедствия и неправильный образ жизни – причина многих заболеваний современного общества. По утверждению президента Ассоциации российских озонотерапевтов Сергея Перетягина (2010), практически при всех болезнях наблюдается кислородная недостаточность (гипоксия) на клеточном и органном уровнях. От недостатка кислорода в равной мере страдают и сердце, и мозг, и кожа, и весь организм. Разумеется, на клеточном и органном уровнях гипоксия наблюдается и при болезнях, связанных со старением.
Три эпизода, приведенные в № 5 журнала «Загадки живой природы» (Белоусов С.И. и др., 2010) более чем убедительно говорят нам о том, насколько экология нашей планеты в прошлые эпохи, когда кислорода в атмосферном воздухе было более чем достаточно, отличалась от современной.
– В 19-м веке в Англии каменщик Самуэль Гудавин обнаружил в карьере Кэттабрук каменный монолит в 1,5 м, а в нем – замурованную жабу, которая прожила на воздухе еще 30 минут.
– В 1818 году в присутствии геолога Кларка в меловом карьере на глубине 15 метров из глыбы мела с окаменелыми ежами и тритонами выбрались на свет три существа. Двое тут же погибли, а выжившее, выпущенное в воду, стало резвиться. А принадлежало оно, как позже выяснили ученые, к виду, который вымер десятки миллионов лет назад!
– В начале 1856 года в Нанси шло строительство железной дороги. Когда взорвали один из каменных валунов, из него «появилось чудовищное животное», которое немощно взмахнуло крыльями, издало жуткий крик и испустило дух» Это был… птеродактиль!
Эти три факта по нашему мнению дают возможность понять, что животные, рожденные в богатые кислородом эпохи – палеозоя и мезозоя (тогда уровень кислорода в атмосферном воздухе составлял 35–33%) – в условиях современной атмосферы при уровене кислорода в воздухе всего 21% (см. раздел 1.9), не могут просуществовать и несколько минут. Выжило лишь существо, выпущенное в воду. И это не случайно. Это, несомненно, говорит нам о том, что водная среда сегодня – лучшее место для выживания. Ведь жизнь существует благодаря воде: все биохимические и молекулярные процессы идут в водной среде. Если в воде кислорода содержится 89%, то в воздухе его только 21%. А, чем больше та или иная среда содержит кислорода, тем меньше в ней микробов. Отрицательные ионы кислорода имеют бактерицидное действие. При высоком содержании их в воздухе погибает более 70% микроорганизмов, в то время как в обычных условиях – только около 20% («Аргументы и факты» № 9, 2011). И ультрафиолет не образует в воде побочных продуктов и убивает вредные бактерии (Халезова Н., 2009).
1.10. Клетки иммунной системы, которые в обычных условиях могли бы обеспечить защиту организма, не способны осуществить свои функции в условиях повышенной кислотности и дефицита кислорода
Древние учёные называли сосуды реками жизни, по которым кровь стремится ко всем органам, мышцам, связкам. Она приносит питательные вещества, кислород, микроэлементы во все клетки организма (Мятная Т. П., 2011). Если в течение трёх минут молекулы глюкозы и кислорода не поступают к нейронам, они гибнут. Возникает так называемый некроз мозговой ткани (Белов А.И, 2009). В организме действуют свыше 2000 ферментных систем, большинство из которых являются кислородозависимыми (Лукьянова Т., 2010). Органы и системы нашего тела могут полноценно функционировать лишь при наличии в воздухе отрицательных ионов кислорода («Аргументы и факты. Здоровье» № 9, 2011).
В деревенском воздухе в солнечный летний день находится около 1000 таких ионов на кубический сантиметр, на некоторых горных курортах – до 5000–10 000. Самый высокий уровень ионизации воздуха на территории бывшего СССР отмечается в горах Абхазии. Неудивительно, что там проживает больше всего долгожителей. («Здоровье. АиФ-Нижний Новгород» № 9, 2011).
Во-первых, отрицательные ионы имеют бактерицидное действие. При высоком содержании их в воздухе погибает более 70% микроорганизмов, в то время как в обычных условиях – только около 20%.
Во-вторых, за счет положительного воздействия на гормональную систему отрицательные ионы кислорода повышают сопротивляемость стрессам и болезням, успокаивают, уменьшают усталость.
В-третьих, они улучшают общее состояние организма и способствуют выздоровлению людей с бронхиальной астмой, бессонницей, хроническим бронхитом, гипертонической болезнью, ревмокардитом и многими другими недугами.
При дефиците отрицательных ионов кислорода в организме нарушается электрический баланс, что приводит к серьезным заболеваниям и преждевременному износу всех внутренних органов.
Кислородная недостаточность – причина многих болезней. По утверждению президента Ассоциации российских озонотерапевтов Сергея Перетягина практически при всех болезнях наблюдается кислородная недостаточность (гипоксия) на клеточном и органном уровнях. От недостатка кислорода в равной мере страдают и сердце, и мозг, и кожа, и весь организм (Лукьянова Т., 2010).
Например, гипертоническая болезнь начинается при длительном сужении просвета капилляров – спазме. Первопричиной инфаркта и инсульта является закупорка тромбом артерии: в случае инфаркта миокарда – коронарной, в случае ишемического инсульта – мозговой. Тромб – это сгусток крови, формирующийся вокруг холестериновой бляшки и прикреплённый к стенке сосуда. Он может частично или полностью закупорить сосуд мозга или сердца, тем самым «перекрыв кислород» и обескровив часть сердечной мышцы или участок мозга (Тихомирова О., 2011).
Но не только гипертонической болезнью чревато сужение капилляров. Поскольку они подходят к клеткам любого органа нашего тела (печени, желудка и т. п.), то при длительном их сужении заболевает весь орган. Это происходит потому, что по такому сузившемуся капилляру к клетке, а значит, ко всему органу не поступает нормальное количество крови, то есть он не получает нужного количества кислорода и питательных веществ. Соответственно и отходы своевременно не выводятся. Накапливаясь в клетках, они отравляют орган, вследствие чего возникает то или иное заболевание.
По мнению профессора С.П. Капицы (Россия) наступившее столетие считается эпохой иммунодепрессии, в силу чего онкологические заболевания могут стать неотъемлемым атрибутом урбанизации. А профессор Л.Н. Мкртчян (Армения) уверен, что в условиях тотального ухудшения экологии и интенсификации всех сторон жизни редко можно встретить людей с сохранной иммунной системой.
Согласно данным старейшего в Европе университетского центра – Института патологии Хайдельбергского университета от онкологической патологии в 1900 г. погибали 3 человека из 100, а в 2012 г. раковые регистры предвещают 33. Выходит, что такая участь может постигнуть каждого третьего жителя планеты. Это уже не только проблема здравоохранения, но и социальный вызов. В условиях социальной поляризации общества нельзя сбрасывать со счетов и стоимость многомесячной специализированной и поддерживающей терапии («В мире науки», 2013, № 1). Ежегодно фиксируется более десяти миллионов новых случаев заболевания раком. По подсчётам ВОЗ, этот показатель увеличится в 1,5 раза к 2020 году (Галицкий М., 2010).
Стресс – это нарушение гормонального фона, дефицит кислорода, нарушение работы клетки и так далее. В общем, нарушается клеточный метаболизм. И это, в свою очередь, вызывает нарушение работы всего генома. Учёные сегодня пытаются выяснить, что происходит с обычной клеткой, как она превращается в нестабильную, что происходит с новой клеткой и как она превращается в онкологическую (Губарев В., 2015). Немецкие учёные доказали, что образование рака происходит при недостатке в организме кислорода (Масленников О., 2010). То есть при стрессе. Ученые установили также, что дефицит кислорода (стресс) приводит к нарушению работы специфических генов, которые в норме препятствуют распространению раковых клеток по всему организму. В результате гены претерпевают мутацию, заставляя клетки непрерывно делиться (Хермон Э., 2010).
Интересные данные были получены английскими учеными (Джаин Р., 2008). Ими были выявлены аномалии в структуре и функционировании локальной сосудистой сети, характерные для всех солидных опухолей, которые отражаются на поведении самой опухоли и затрудняют лечение. Прежде всего, обнаружилось, что локальная кровеносная сеть не просто деструктурирована чисто внешне, она дезорганизована в функциональном смысле.
В одних областях опухоли кровоток очень динамичен, в других наблюдается застой. По одному и тому же сосуду кровь может течь как в прямом, так и в обратном направлениях. Одно только это вносит хаос в процесс доставки лекарственных веществ. Более того, одни участки сосудистых стенок избыточно проницаемы, другие чрезвычайно плотные, что препятствует равномерному распределению поступающих в опухоль веществ. Аномалии в структуре локальной кровеносной сети создают предпосылки к созданию совершенно неестественной микросреды всамой опухоли. Поскольку некоторые её части вообще не васкулизированы, а во многих сосудах нарушен кровоток, возникает гипоксия (дефицит кислорода), а кислотность среды повышается. В таких условиях раковые клетки становятся особенно агрессивными, и вероятность появления метастазов увеличивается. Кроме того, клетки иммунной системы, которые в обычных условиях могли бы обеспечить защиту организма, не способны осуществить свои функции в условиях повышенной кислотности и дефицита кислорода.
Казалось бы, дефицит кислорода губителен для опухоли, он замедляет её рост. Однако здесь есть и обратная сторона: в таких условиях опухолевые и даже нормальные клетки начинают секретировать белки, подавляющие активность компонентов иммунной системы. В условиях гипоксии некоторые иммунные клетки превращаются из защитников организма в пособников опухоли. При дефиците кислорода выживают наиболее агрессивные раковые клетки – те, которые лучше других приспособлены к проникновению в соседние ткани; менее агрессивные в этих условиях просто погибают (Джайн Р., 2014). Что самое плохое – в бескислородной среде раковые клетки вырабатывают белки, способствующие образованию ими новых очагов опухолевого роста в отдалённых органах и тканях. И, наконец, в условиях недостатка кислорода уменьшается эффективность многих видов химиотерапии.
Р. Джайн и его коллеги доказали, что частичная нормализация состояния локальной кровеносной системы с помощью антиангиогенных препаратов (ингибиторов образования новых кровеносных сосудов) приводит к улучшению кровоснабжения опухолей головного мозга и увеличивает продолжительность жизни больных. Есть указание на то, что уменьшение компрессии (сжатия) и нормализация кровотока не сопровождаются увеличением опухоли и метастазированием. И, наоборот, при компрессии (сжатии) возникает дефицит кислорода, что способствует разрастанию опухоли, блокируется поступление клеток иммунной системы и химиотерапевтических средств.
При сужении капилляров, их закупорке и увядании для крови уже не хватает в многокилометровой сети капилляров. Из-за этого у человека и повышается артериальное давление. Повышенное артериальное давление вызывает преждевременное старение кровеносных сосудов, а это ведёт к проблемам с сердцем, провоцирует поражение сосудов головного мозга (Романов Г., 2012).
Интересно, что многие проблемы старения можно решить, если улучшить мозговой кровоток. У пожилых людей нередко возникают проблемы с памятью и вообще с сохранением интеллекта. Одна из причин этих нарушений – недостаточное кровоснабжение мозга. С возрастом сужаются сосуды, питающие головной мозг. Для этого учёные предлагают использовать антиоксидант гистохром, который улучшает мозговое кровообращение. Чтобы проверить, как гистохром влияет на кровоснабжение мозга, учёные работали с уникальной линией ускоренно стареющих крыс OXYS, выведенной в Институте цитологии и генетики СО РАН (Резник Н. и др., 2007). Развитие микрососудов мозга у крыс OXYS отстаёт от роста мозговой ткани, поэтому они страдают от хронической ишемии. Уже в три месяца крысы OXYS приобретают изрядный набор старческих расстройств, в том числе для них характерны повышенная тревожность, нарушения ассоциативного обучения и сниженная поисково-исследовательская активность. Но уже первый курс инъекций гистохрома увеличил диаметр крысиных мозговых артерий. Корреляционный анализ подтвердил, что активация поисково-исследовательской активности крыс, страдающих хронической ишемией головного мозга, и снижение их тревожности имеют один и тот же механизм. Это связано с изменением диаметра мозговых артерий и способностью гистохрома влиять на мозговой кровоток. У обычных животных такой связи нет. Очевидно, гистохром исправляет только то, что действительно нуждается в исправлении.
Ещё Абрам Соломонович Залманов, которого многие европейские издания называют Гиппократом ХХ века, доказал: стоит улучшить работу капилляров – и начинается омоложение организма (Болотовский М., 2011).
Таким образом, по мнению учёных именно ухудшение экологии вызывает увеличение онкологической патологии. При этом улучшение работы капилляров (уменьшение компрессии), а значит увеличение подачи в органы и ткани кислорода, не вызывает увеличение опухоли и метастазирования. Более того, как показали эксперименты с крысами OXYS, улучшиение работы капилляров путём увеличения диаметра мозговых артерий предотвращает ускоренное старение.
Обращает на себя внимание и тот факт, что если микроорганизмы не терпят кислород (см. выше данный раздел), то клетки иммунной системы наоборот не способны осуществлять свои функции в условиях повышенной кислотности и дефицита кислорода и превращаются из защитников организма в пособников опухоли.
Возможно, именно из-за разного отношения к кислороду взаимоотношения макро- и микроорганизмов далеко не ограничиваются только симбиозом, а имеют место и такие феномены, как обострение процесса, вспышка аутоинфекции, повышение вирулентности и патогенности микроорганизмов и др.
1.11. Из-за вынужденной адаптации к недостатку кислорода у млекопитающих в ходе эволюции произошёл метаморфоз, возникла теплокровность, и был нарушен гомеостаз организма
Палеоцен-эоценовое потепление явилось причиной резкого уменьшения в атмосфере и гидросфере Земли кислорода (см. раздел 1.8). В «погоне» за недостающим организму кислородом животные, в частности млекопитающие, были вынуждены интенсифицировать процесс дыхания. Нехватка кислорода способствует тому, что в лёгких и бронхах начинает усиленно разрастаться соединительная ткань. При этом просвет бронхов сужается, строение лёгких нарушается. Кислорода в организм поступает ещё меньше, развивается, как говорят врачи, порочный круг (Сорокина О., 2013). В результате этой вынужденной адаптации у млекопитающих произошёл метаморфоз – серьезные анатомические изменения, и в первую очередь в системе дыхания: развилась дыхательная мышца – диафрагма, обеспечивающая более частые захваты кислорода, а также произошло изменение в строении эритроцитов: во взрослом состоянии они лишены у наземных млекопитающих клеточных ядер. Усиленная работа диафрагмы способствовала ускоренному току крови в кровеносных сосудах и ускоренному обмену веществ. Температура тела при этом повысилась на несколько градусов – до 37
