Валерий Степнов - Вселенский разум. Экологические этюды

• Название: Вселенский разум. Экологические этюды
• Автор: Валерий Степнов
• Жанр: Биология

Журналист Валерий Васильевич Степнов работал в Сибири, Казахстане, Поволжье и Черноземье. Для газет и журналов писал острые статьи о промышленности и сельском хозяйстве, народе и власти, а для себя – о природе. Любимый жанр – этюд, короткая зарисовка, набросок, приглашающий к чему-то большему: внимательному наблюдению за окружающим миром, исследованию и пониманию законов природы. Первый сборник этюдов «Синичный день» издан в Воронеже.

---

Яйца могут быть по размеру больше, меньше, но форма остаётся неизменной. Сам убедился. Достал из домашнего холодильника десяток яиц и штангенциркулем перемерил их по экватору и по меридиану. Замеры делал с точностью до десятой доли миллиметра. Ни один размер не совпал, разница доходила до трёх миллиметров. Нормально. На подшипниковых заводах не могут сделать идеально одинаковые шарики, а что требовать от курочки-рябы.

Потом вооружился калькулятором и вычислил отношение диаметра по экватору к диаметру по меридиану. Вот тут было чему удивиться. Показатель оказался единым для всех яиц – 1:1,3. Курица не может нести калиброванные яйца, но пропорции, а значит и форму, соблюдает строго. Уму непостижимо, как птице удаётся с ювелирной точностью формировать скорлупу.

Яйцо как начало новой жизни само по себе чудо природы, а скорлупа удивительна. Даже при самом поверхностном знакомстве она поражает своей сложностью и функциональностью. Пренебрежительное выражение о чём-то пустяковом «проще выеденного яйца» применительно к скорлупе явно не оправдано.

Недавно в художественном, полуфантастическом произведении модного европейского автора вычитал любопытную подробность о яичной скорлупе. Будто бы она построена из кристаллов пирамидальной формы, обращённых вершинками внутрь. Сразу объяснялась феноменальная прочность скорлупы при значительных внешних нагрузках и поразительная хрупкость при ударах слабого клювика новорожденного цыплёнка изнутри.

В самом деле, бывало, на Пасху у деревенской ребятни полны карманы крашеных яиц. Ели вволю, угощали друг друга и затевали состязание, кто раздавит яйцо в ладонях. При этом требовалось соблюдать непременное условие – давить с острых концов. К нашему великому удивлению яйцо не поддавалось. Понятия о разнице между распределёнными нагрузками снаружи на всю поверхность и ударными в одну точку изнутри мы не имели, потому восторгались удивительными качествами скорлупы.

Кристаллическая структура в виде пирамидок, уложенных вершинками внутрь, легко объясняет разнополюсные прочностные характеристики скорлупы. При нагрузках снаружи пирамидки передают давление друг на друга, скорлупа сжимается и делается ещё прочнее. В разумных пределах, конечно. При ударных нагрузках изнутри пирамидки ничто не удерживает, они разъединяются, и скорлупа трескается.

Большое значение имеет эластичная плёнка, плотно прилегающая к скорлупе изнутри. Она придаёт наружной оболочке эффект предварительного напряжения и усиливает прочность.

Теория понравилась простотой и убедительностью. По тому же принципу с незапамятных времён строят сводчатые, арочные сооружения. Камни, стёсанные пирамидами и уложенные вершинами внутрь, собственным весом распирают конструкцию, и чем больше на неё нагрузка, тем она прочнее.

Мосты и акведуки, построенные ещё при Римской империи, стоят до сих пор. У нас в России за неимением камня своды храмов или боярских хором выкладывали клиновидным кирпичом. В принципе та же пирамида и тот же эффект.

Однако сомнение, воспитанное за долгие годы работы в журналистике, требовало авторитетных подтверждений теории. Автор художественного произведения имеет право на вымыслы, домыслы, лишь бы в строку ложилось. От публициста ждут абсолютной достоверности, ссылок на серьёзные источники или собственный опыт.

Попытка обратиться к воронежским учёным-орнитологам успехом не увенчалась. Да, они изучают форму, цвет птичьих яиц, но кристаллической структурой скорлупы не занимаются, потому теорию пирамидок ни подтвердить, ни опровергнуть не могут. С непосредственностью дилетанта решил изучить структуру самостоятельно.

Взял куриное яйцо, содержимое отправил на сковородку (не пропадать же добру), скорлупу тщательно вымыл, отделил внутреннюю плёнку. Дальнейшие исследования пошли уже не так шустро. Оказалось очень непростой задачей отломить крохотный кусочек скорлупы и положить его под микроскоп ребром, чтобы видеть именно разлом.

Поочерёдно переводил окуляры на 50, 450, 900-кратное увеличение, но никаких упорядоченных кристаллов в виде пирамидок не увидел. Неизменно открывалась комковатая масса наподобие подтаявшего снега. Полупрозрачная, шершавая и сверкающая алмазными блёстками. От окончательных выводов о структуре скорлупы воздержался. Исследования делал не профессионально, кристаллов мог и не разглядеть. Подготовка образцов требует знаний и навыков. Оставалось искать авторитетные источники.

В своём обширном досье о редких и любопытных явлениях природы нашёл газетную вырезку тридцатилетней давности. В ней рассказывалось об исследованиях, выполненных в лаборатории архитектурной бионики. Оказывается, яичная скорлупа имеет семь слоёв. Это при толщине всего в 0,4 миллиметра. Каждый выполняет определённые функции, а соединённые в монолит обеспечивают скорлупе прочность, газовый обмен, бактерицидную защиту, гидроизоляцию. Авторы мечтали о создании подобной панели для строительства жилых домов. О кристаллической структуре скорлупы речь вообще не шла.

На этом месте пришлось бы поставить точку, и тему считать закрытой, если бы не помощь заведующего кафедрой минералогии и петрологии Воронежского государственного университета профессора Н. М. Чернышёва. С юношеским энтузиазмом Николай Михайлович загорелся идеей и поручил молодому сотруднику кафедры Павлу Бойко подготовить шлиф яичной скорлупы для исследований под микроскопом.

Дело оказалось сложным, требующим специальных знаний, навыков ювелирной работы и оборудования. Сначала Павел собрал из яичных скорлупок пакет, залил его эпоксидной смолой, дал затвердеть, сточил до толщины 0,03 миллиметра, поместил на предметное стекло и закрыл прозрачной плёнкой. Получился настоящий шлиф для профессиональных исследований.

При 50-кратном увеличении сразу обнаружились пирамидальные кристаллы, действительно обращённые вершинками внутрь. Вернее, проекции кристаллов. Предстать объёмными они не могли, поскольку были сточены при изготовлении шлифа. Теория подтвердилась! Радовался, будто сам открыл закон Архимеда или теорему Пифагора.

На кристаллах открытия не кончились. При 450-кратном увеличении на сверкающем мелкозернистом фоне обнаружились замысловатые узоры. Колечки, сферы, полуэллипсы сплетались в причудливый растительный орнамент. Вот так сюрприз. Неужели в скорлупе ещё что-то и растёт?

Первое впечатление часто бывает ошибочным. Помня об этом, ещё и ещё всматривался в орнамент. Наконец, догадался. Это же поперечный срез многочисленных и причудливых каналов, пронизывающих скорлупу. Измеряются они микронами, и увидеть их можно только при большом увеличении. Очевидно, по ним происходит газовый обмен между новой жизнью в яйце и внешней средой. Не исключено, что микроскопические каналы обеспечивают равномерное распределение тепла по всей поверхности скорлупы во время насиживания.

Наверняка есть какие-то и другие функции. Но какие? Как узнать? Мудро сказал поэт:

Нет, это труд несовершимый!
Природы книга не по нас:
Её листы необозримы,
И мелок шрифт для наших глаз…

По образцам природы

Про того, кто докучает разговорами или просьбами, говорят – вцепился, как репей в собачий хвост. И в самом деле, если это неказистое семя лопуха прицепится, то избавиться от него стоит трудов. Деревенские дети прекрасно знают о способности репьёв и делают из них фигурки животных, корзиночки. Практического применения, равно как и художественной ценности, изделия не имеют, зато помогают постигать растительный мир.

Если взять хорошую лупу и внимательно рассмотреть репей, то на концах густо растущих из него шипов можно заметить крохотные, остренькие крючочки. Они обеспечивают ему возможность приставать к любой мало-мальски шероховатой поверхности. Однажды кто-то обратил серьёзное внимание на способность репьёв сцепляться и по аналогии предложил липучку. Ту самую, ставшую обыденной на наших куртках, сумках, чехлах, кофрах, туристических палатках.

Да, природа уже давно всё придумала, нам остаётся увидеть и применить. В самом деле, колесо считается самым важным изобретением человека, и его приоритет никогда не оспаривался. Однако, природа знала колесо, поскольку сама его создала, задолго до появления человека. Ящерица, обитающая на каменистых холмах американских пустынь, при малейшей опасности сворачивается колесом и катится по склону, мягко подпрыгивая на ухабах. Ни дать, ни взять автомобильное колесо с упругой покрышкой. Можно увидеть рисунок настоящего колеса с ободом, спицами и ступицей, если разрезать лимон поперёк. Опять же не хилая подсказка для пытливого ума.

Глядя на замечательные творения природы, человек их копировал, перенимал, зачастую не вдумываясь в существо явления. Если птицы летают, взмахивая крыльями, то и он приделывал к рукам крылья, размахивал, но даже не отрывался от земли. Тогда поднимался на гору, на крышу, на колокольню и бросался вниз. Герои древнегреческой мифологии Дедал и его сын Икар сделали крылья из воска и птичьих перьев, совершили впечатляющий перелёт с острова Крит на побережье Малой Азии, а потом на Сицилию. Для восторженных греков отец и сын на века стали героями.