Мир инновационных технологий

Клетка постоянно обменивается с внешней средой веществом и энергией. Для этого в клетку должны поступать ее главные питательные вещества — глюкоза, аминокислоты и пр., а выходить из клетки продукты ее метаболизма. Как же осуществляются эти процессы, если клетка окружена довольно прочной клеточной оболочкой? У животных клеток наружная оболочка самая тонкая, но она составляет в толщину 6,0—10,0 нм. Вспомним, что размеры глюкозы 0,5—0,6 нм, т. е. значительно меньше толщины клеточной оболочки. Каким же образом осуществляется перенос веществ внутрь клетки? За последние годы стало ясно, что активный перенос веществ сопряжен с затрате]’: энергии АТФ и очень часто сопровождается перемещением ионов Ха+ и К+ через клеточную мембрану. В животных клетках обнаружен белок-переносчик, который связывается с глюкозой, но при этом процесс обязательно сопровоялдается связыванием на другом конце белка одного иона N3+. Без ионов N8+ активный перенос глюкозы против градиента концентрации внутрь клетки (концентрация глюкозы здесь значительно превышает ее концентрацию в окружающей среде) не происходит. В чем же дело? Оказывается, в сопряжении переноса глюкозы с так называемым «натриевым насосом». Молекула-переносчик облегчает принудительный перенос глюкозы совместно с нонами Ка+ в клетку. Белок-переносчпк глюкозы располагается внутри клеточной оболочки с одной стороны клетки, а с другой стороны клетки в клеточной оболочке вмонтирована система активного транспорта ионов Ха+ из клетки. Этот процесс сопряжен с затратой энергии, поэтому в молекулярную систему активного транспорта ионов включен фермент, расщепляющий АТФ. Он носит название АТФ-аза. Расщепляя АТФ, этот фермент добывает необходимую энергию для активного переноса ионов металла. В этом месте ионы ^+ активно выводятся из клетки в межклеточное пространство. Внутри клетки они устремляются к месту активного транспорта, так как в этом месте их концентрация непрерывно падает. В это время с другой стороны клетки уменьшается концентрация ионов- Ка+, тогда новые порции попов этого металла поступают внутрь клетки совместно с глюкозой через белок-переносчик. Так работают, например, эпителиальные клетки тонкой кишки высших животных, которые способны из среды, бедной глюкозой, всасывать ее внутрь клетки.

отзывы (0)

В сказаниях всех земледельческих народов земля – вечно живое божество. И она действительно живая. И, как все живое, возникла из мертвого еще на заре существования нашей планеты в довольно бурное и неуютное время. Несколько позже, как известно, всемогущий господь бог решил создать беспокойное существо по имени человек. Материал для изготовления оного был под рукой – глина. Проблему эту библия, надо сказать, решила легко, с ходу. Нерешенным остался другой вопрос – откуда бог взял глину?
Единственно подходящим, да и вообще единственно доступным в те времена, материалом для производства указанной прачеловеческой матери был камень. Камнем – застывшей корой – была покрыта вся планета. Кора была тонковата и кое-где с трудом сдерживала натиск энергичного Плутона, то и дело выплескивавшего наружу лаву и огонь. Помните, в «Фаусте» Гёте
Сейсмос возится и ворчит под землей:
Ну-ка, плечи понатужу, крякну, двину раз-другой, высунусь в дыру наружу, все подастся предо мной.
В конце концов, признать пора мои труды, толчки и встряски. Без них могла ль Земли кора такой прекрасной быть, как в сказке?
Недавно Луна подарила человеку свои первые камешки. Оказалось, что спутник наш, как и Земля, покрыт тонким и довольно рыхлым слоем каменных обломков. Для него придумали подходящее слово «реголит». Большинство планет, видимо, тоже покрыто пылью, позволяющей, к полному удовольствию космонавтов, оставлять следы на тропинках.
Слова «лунный грунт», а иногда и «почва Луны» вошли в наш обиход. Не значит ли это, что почва – образование общекосмическое, а появление ее – закономерный этап развития любой планеты?
Уже сейчас говорят о том, что изучение Луны даст нам понимание процессов, происходивших на поверхности нашей старушки Земли миллиарды лет назад. Единственным созидающим началом в то время был огонь. Именно он породил ту самую рыхлую основу, о которой К. Маркс говорил: «Земля – вот великая лаборатория, арсенал, доставляющий и средство труда, и материал труда, и место для поселения – базис коллектива».

отзывы (0)

В настоящее время уже можно, в первом приближении, очертить систему таких параметров, имея в виду, что многие из них еще нуждаются в теоретической и практической разработке. Она включает: 1) нормативы предельно допустимых уровней изменения среды (предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в разных средах — воздухе, воде, почвах); 2) нормативы предельно допустимых воздействий (предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в воздух и водоемы, внесения удобрений в почву); 3) нормативы предельно допустимых нагрузок на природные системы (нормы выпаса скота — на сельскохозяйственных угодьях, расчетная лесосека — на лесохозяйственных, режим вылова рыбы и отстрела промысловых животных на рыбо- и охотохозяйственных, нормативы рекреационных нагрузок); 4) нормативы извлечения полезных компонентов и свойств (полезных ископаемых, комплексного использования отходов, урожайности сельскохозяйственных культур и т. п.); 5) нормативы надежности преобразовательных мероприятий (инженерных сооружений); 6) показатели допустимых преобразовательных мероприятий (распашки, осушения, обводнения, застройки и т. п.); 7) показатели устойчивости природных комплексов и их компонентов.
Нет сомнения, что вклад географов в разработку перечисленных нормативов и показателей должен опираться на разномасштабные комплексные исследования.
Сегодня еще нельзя констатировать, что географы могут в полной мере дать ответы на все поставленные задачи. Поэтому необходима дальнейшая концентрация усилий представителей всех направлений географической науки на решение этих задач.

отзывы (0)

Вода принимается за дело в более позднюю эпоху. К этому времени атмосфера остывает уже настолько, что влага может выпадать на все еще мертвую Землю проливными дождями. В мелких выемках между голыми камнями образуются лужи, в более крупных – моря и океаны.
Однако до момента возникновения бассейнов для плавания прошли тысячелетия, в течение которых непрерывно шел дождь. Влага, попадая на горячие камни, быстро испарялась, поднималась облаками, чтобы, остынув, вновь устремиться вниз.
Скучное время миллионолетних дождей размывало и разрушало камни и остужало Землю. Пробираясь между камней, зажурчали ручьи. Сбегая с гор, они долбили каменные глыбы, отрывали их, уносили с собой. Прошли еще тысячелетия – и, к удовольствию любителей позагорать, берега рек и морские пляжы покрылись хорошо окатанной галькой и песком.
Как и ветер, вода разрушает камни не только механической силой, она еще и растворяет их. Содержащиеся в воде соли и кислоты усиливают процесс окисления, скалы ржавеют быстрей, покрываются легкой, облетающей шелухой.
Если ветер первый на Земле скульптор, то вода – первый строитель. Совместным действием вымывания и растворения она выстроила колоссальные пещеры, в особенности там, где поверхностные слои были сложены из известковых пород. Украденные в недрах гор материалы выносились водными потоками и откладывались в долинах рек намытыми огромными по протяженности равнинами.
Существенную роль в деле производства почв сыграла и смена температуры. Резкие перепады последней, но временам суток и года приводили то к расширению, то к сжатию горных пород, развивали в них внутренние напряжения. Вода, попадая в расселины между скалами, замерзала и разрывала каменные глыбы. Периодически к делу подключались ледники. Сползая с гор, они слегка причесывали их вершины, порой снимая вместе с волосами и голову. По долинам ледники проходили подобно гигантскому напильнику, все, стирая и кроша на своем пути.

отзывы (0)

Для измерения воздействий, выявления изменений природных и социально-хозяйственных систем и их оценки была предложена система показателей, включающих:
— показатели воздействий, которые можно выразить через ресурсоемкость, землеемкость, «отходность» видов деятельности;
— наблюдаемые («мониторинговые») показатели современного состояния природных, хозяйственных, социальных комплексов;
— базовые показатели — основа сравнения, в числе которых:
а) показатели, отражающие условное, эталонное состояние систем,
б) показатели нормативные — нормы состояния природы, среды, ресурсов;
— показатели степени измененности систем, отражающие: глубину их измененности (на основании сравнения наблюдаемого состояния С’ точкой отсчета, фоном), степень отклонения от норматива.
Поскольку разработаны лишь немногие нормативы состояния природы, среды и ресурсов, степень отклонения от них пока возможно определить лишь для небольшого числа изменений. Поэтому часто приходится использовать данные о глубине происходящих изменений в природных, хозяйственных и социальных системах, измеряемые в натуральных и условных (балльных) показателях;
— оценочные показатели, набор которых зависит от вида оценки. Экономическая оценка обычно выражается стоимостью ущерба, возникающего в хозяйстве или в здоровье населения и затратами на компенсацию или предупреждение его. Демоэкологическая оценка выражается в степени отклонения уровня здоровья (или заболеваемости) от здоровья эталонных групп населения.

отзывы (0)

Главную роль в описываемой системе играют мелки глинистые частицы и перегной. Именно они-то и определяют способность почвы поглощать из водного раствора и связывать некоторые вещества и соли. Поэтому глинистые почвы, богатые перегноем, более плодородны, чем бедные гумусом песчаные. Они способны накапливать полезные вещества, которые немедленно
возвращают растению, чуть только упадет концентрация раствора.
Мы уже говорили, что если вода растворяет питательные вещества, то воздух готовит их: окисляет продукты. Жизненное пространство для воды и воздуха в почве – это узкие коридоры, пустоты между твердыми частицами. Они определяют породность, или скважность, земли, измеряемую отношением объема пустот к общему объему. Небезразлично здесь все – и количество,
и размеры, и форма пустот. Последние могут иметь ширину от нескольких сантиметров (трещины) до тысячной миллиметра (капилляры).
Слишком трещиноватая почва – плохая опора для корней. Но последние, однако, не могут проникнуть в очень тонкие промежутки. Если ширина их меньше 0,003 миллиметра, то сюда не «пролезут» даже бактерии – это уже не земля, а камень.
Породность определяет водопроницаемость. Попав из атмосферы на поверхность поля, вода просачивается вглубь по крупным, а рассасывается вширь по тонким скважинам, постепенно обволакивая все твердые частички тонкой пленкой влаги. Чем крупнее промежутки между частицами, тем легче проникает вода в почву. Таков, например, песок: целые реки проходят сквозь него, а он никогда не бывает слишком мокрым и грязным. Глина, напротив, с трудом пропускает влагу (в сотни раз медленнее песка), которая еле проходит через редкие трещины, червоточины, ходы, прорезанные старыми, истлевшими корнями.
Обе крайности вредны: и грязь на поверхности сухой внутри глины, и сухой после самого обильного дождя песок.
Почва обязательно должна быть хорошо водопроницаема. Однако этого мало – она должна уметь удерживать влагу внутри себя, быть влагоемкой.

отзывы (0)

Метод неплох, в особенности, если учесть, что в некоторых странах, в том числе и в России, попытки насильственного принуждения к картофельному меню встречали вооруженное сопротивление привыкших к кашам крестьян. «Картофельные бунты» окончательно прекратились лишь к началу XIX века, однако и до наших дней сохранились области, где картошку не любят.
Немаловажное значение для Европы имела и кукуруза. Правда, эта основная зерновая культура древних ацтеков привилась не повсеместно – главным образом в Испании, Италии, на юге Франции и в Юго-Восточной Европе. В Америке же эпохи Колумба она была распространена очень широко: от самых южных районов Чили и до южной Канады. Возделывалась она и на самых разных высотах: от нуля и до 3600 метров над уровнем моря; Ацтеки даже поклонялись кукурузному початку – стилизованному изображению Тлалока – бога кукурузы, плодородия, дождя и жатвы.
В конце XV века кукуруза была завезена в Европу, где ее посчитали декоративным растением и выращивали в садах. Так что если цветы картофеля цивилизованные европейцы пытались, есть, то метелки кукурузы использовали для изготовления букетов. Не напоминает ли это вам истории о том, как американские дикари носили шляпы в руках, а на голову надевали коробки из-под этих головных уборов? Поистине все относительно в этом мире, и то, что мы называем цивилизованностью, – тоже.
Табак модным стал очень быстро. Великосветские дамы предпочитали его нюхать, матросы – жевать. Увлечение табаком в Европе было настолько сильным, что Петр I решил насильно научить россиян курить. Некурящая Россия казалась ему слишком отсталой.
Впрочем, табак, как и махорка, попал к нам задолго до Петра. Завезены они были из Азии, но в связи с запретом на «дьявольское зелье» распространения не получили. Начиная с XVIII века, культуры табака и
махорки заняли значительное место на полях Южной Украины и Кавказа. К этому времени в Европе табачные плантации были распространены повсеместно.

отзывы (0)

Таким же образом построены активные процессы переноса аминокислот. Только здесь наблюдается специфичность переносчиков относительно аминокислот. Существует по крайней мере пять типов переносчиков аминокислот: для основных аминокислот, для кислых аминокислот, для аминокислот, для нейтральных аминокислот с небольшими радикалами (по относительной молекулярной массе) и для тяжелых нейтральных аминокислот. Для переноса аминокислот внутрь клетки также необходимы ионы Na+ в окружающей среде. Чем выше концентрация их вне клетки, тем выше способность клетки переносить внутрь аминокислоты. Из мембран клеток кишечной палочки выделен белок с относительной молекулярной массой 36 000, который является переносчиком лейцина и содержит на молекулу один центр связывания лейцина. Установлено, что мутанты кишечной палочки, не способные к активному транспорту лейцина, не содержат в наружной мембране этого белка.
Что же представляет собой «натриевый насос» и насколько этот механизм переноса катионов является универсальным для различных видов живой клетки? В настоящее время уже не вызывает сомнений, что многие процессы переноса одного вещества в клетку сопровождаются одновременным выводом другого. Так мы уже познакомились с процессами переноса Сахаров и аминокислот внутрь клетки при одновременном выводе из нее ионов Na+. Кроме того, вывод из клетки ионов Na+ приводит к поступлению внутрь клетки ионов К+, которые очень необходимы ей в процессах синтеза белка на рибосомах и при гликолизе (ионы К+ должны обеспечить максимальную активность фермента гликолиза — пируваткиназы). Поэтому большинство аэробных клеток поддерживает относительно высокую концентрацию ионов К+ (100— 150 мм). Постоянство концентрации ионов К* обеспечивается за счет их активного переноса в клетку. При этом из клетки откачиваются ионы Na+, а у некоторых бактериальных клеток — протоны. В клеточной стенке содержится, как мы уже указывали, АТФ-аза. Оказалось, что она активируется одновременно ионами Na+ и К+. Это очень удивительно, так как оказалось, что АТФ-аза — единственный фермент, для достижения оптимальной активности которого необходимы одновременно оба иона.

отзывы (0)

Систематизация различных форм нарушения возобновимых ресурсов под влиянием хозяйственной и иной деятельности осуществлялась по линии «воздействия—последствия». При этом «воздействие» рассматривалось как причина нарушений природных компонентов, а «последствие» — как результат этих нарушений. Разного рода воздействия выступили ключевым звеном анализа и прогноза, так как только зная и влияя на источник воздействия, можно регулировать характер и размеры возникающих последствий. Последствия рассматривались не только как отклик на воздействия, но и как определенный результат управления воздействием, а также средство для выяснения характера и особенностей воздействия.
Учитывая площадный характер прогнозируемых явлений на всех стадиях разработок, вводились операционные географические единицы в виде территориальных сочетаний видов хозяйственного и иного воздействия на1 природные системы, а также территориальных сочетаний последствий этого воздействия (районов, ареалов и т. п.). Использование картографического метода обеспечивало пространственную определенность прогнозных построений, сплошной территориальный охват, возможность прослеживать географические закономерности исследуемого процесса.

отзывы (0)

Человечество возделывает злаки уже много тысячелетий. Но почему именно злаки? Может быть, не так уж глуп герой марктвеновского рассказа «Как я редактировал сельскохозяйственную газету»? Быть может, булки действительно могли бы расти на деревьях. Существует же, наконец, хлебное дерево! Поискать, очевидно, нечто подобное следует: ведь для своих корыстных целей мы эксплуатируем меньше одного процента от всего видового богатства флоры Земли.
Кое-что в этом направлении уже сделано. Прежде всего, обратили внимание на океан. И не мудрено: неисчислимые стада многочисленных обитателей моря существуют практически за счет планктона и рассеянных по поверхности океана огромных лугов, состоящих из мелких водорослей. Способности к размножению у последних поистине фантастические. Например, хлорелла. При ее выращивании в корытах по способу, сходному с гидропонным, удается выращивать урожай до 1000 центнеров с гектара за год. Это более чем в 30 раз больше того, что дает пшеница в поле. В хлорелле много витаминов. При этом в зависимости от условий выращивания в ней может содержаться около 90 процентов белков (в пшенице – 30) или 80 процентов жиров (больше, чем у масличных: подсолнечник – 25, конопля – 35), или 40 процентов крахмала и сахара (сахарный тростник и свекла – 20). Так что можно задуматься о хлебе из хлореллы, о хлорелловом масле и сахаре.
Правда, пока хлорелловые пироги не могут конкурировать с пшеничными. Но ведь это только начало.
Будущее у этих пирогов, безусловно, есть… Думая о будущем, мы никак не можем забывать и о настоящем. В ближайшие десятилетия невозможно обеспечить растущее население земного шара гидропонными овощами и хлорелловыми яствами. Наверное, не под силу людям и коренным образом переделать климат планеты. А поэтому стоит прислушаться к голосу тех, кто призывает вернуться к тем методам добычи продовольствия, какие предоставляет нам природа, насколько это возможно, конечно.

отзывы (0)