Глав: 20 | Статей: 79
Оглавление
Книги, кино и сериалы на тему глобальной катастрофы, которая меняет наш привычный мир, заставляют задуматься: а что бы я сделал на месте героев? Куда бежать, чем запасаться и как не превратиться в дикаря из «Безумного Макса», а заново построить все с нуля? Научный журналист Льюис Дартнелл знает ответы на эти вопросы. Его книга — кладезь научно-технических знаний, которые помогут восстановить цивилизацию: от советов, как получить питьевую воду из подручных средств, до объяснения, как собрать двигатель внутреннего сгорания «на коленке».

Если думаете, что перед вами руководство для выживальщиков, то вы правы лишь частично. Цель книги «Цивилизация с нуля» — познакомить читателя с историей развития науки, показать, что большинство великих открытий сопровождает не «Эврика!», а «Хм… занятно» и что из всего накопленного опыта жизненно важно знать устройство базовых вещей и основы техники, а не 100 и 1 способ повысить свою эффективность.

Микробиология

Микробиология

Но что, если через несколько поколений после апокалипсиса общество настолько деградирует, что утратит такое основополагающее знание, как микробная теория, и эпидемии снова будут объяснять плохим воздухом (mala aria) или гневом богов? Как человечеству заново открыть существование невообразимо малых существ, невидимых глазу, которые вызывают порчу продовольствия, нагноение ран, разложение трупов и инфекционные болезни?

Строго говоря, бактерии и других одноклеточных паразитов можно разглядеть с помощью восхитительно простого снаряда. Примитивный микроскоп до смешного несложно собрать из ничего. Начать нужно с куска-другого хорошего чистого стекла. Нагрев стекло, его растягивают в тонкую нить, а затем кончик нити помещают в горячее пламя, чтобы он расплавился и стекло стало капать. Капли остывают в падении, и, если повезет, вы получите несколько крошечных стеклянных шариков правильной сферической формы. Возьмите узкую полоску металла или картона, сделайте в середине отверстие для вашей сферической линзы и через нее рассматривайте объект. Этот простой микроскоп работает, потому что у миниатюрного стеклянного шарика сильная сферическая кривизна и он оказывает значительное фокусирующее действие на проходящие сквозь него световые волны. Одновременно это означает, что фокусное расстояние совсем невелико, так что и линза, и глаз наблюдателя должны располагаться почти вплотную к наблюдаемому объекту[30].

Усилив зрение специальными инструментами, вы поймете, что существует целый космос невидимых мелких организмов — удивительное разнообразие новой дикой фауны, которую постапокалиптическим натуралистам предстоит классифицировать и распределить по родам и семействам. Со всей строгостью научного доказательства вы не только продемонстрируете присутствие микроорганизмов в инфицированных ранах или скисшем молоке, но и установите, что продукты не портятся, если микробов нет. Если запечатать крепкий бульон или неспособное долго храниться мясо в герметичный сосуд и нагреть его, чтобы уничтожить уже имеющиеся микробы, разложение прекратится: вещества не портятся сами по себе. Применив сочетание нескольких линз, как в телескопе, можно усилить мощность микроскопа, а со временем вы научитесь связывать присутствие тех или иных организмов с определенными инфекционными заболеваниями[31].

Микроорганизмы можно даже выращивать для изучения: разводить колонии в склянках с питательным бульоном или на поверхности твердого нутриента. Чашки Петри отливаются из стекла, наполняются агар-агаром и закрываются крышкой, чтобы избежать заражения. Агар-агар — это желирующее вещество, экстрагируемое из вареных красных водорослей или морской капусты (и обычное в азиатской кухне). Оно похоже на желатин, вывариваемый из костей рогатого скота, но большинством микроорганизмов не усваивается.

В предыдущих главах мы увидели, что элементарная микробиология нужна для оптимизации процессов типа выпекания квасного хлеба, приготовления пива, консервирования еды и производства ацетона. Но для облегчения человеческого удела в постапокалиптическом мире, пожалуй, важнее всего, что знание микробиологии позволяет разрабатывать более направленные методы уничтожения бактерий и лечения инфекций, к тому же не в пример более мягкие, чем применение токсичных химических антисептиков.

В 1928 г. Александр Флеминг работал с культурами бактерий, взятых из выделений больных: носовой слизи, кожных нарывов и пр. Вернувшись в лабораторию после отпуска, он принялся наводить порядок и мыть старые чашки Петри. Взяв из груды, сваленной в раковине, склянку, еще не обработанную дезинфектантом, Флеминг обнаружил в ней пятнышко плесени, окруженное кольцом, свободным от бактерий. Это выглядело так, будто плесень, позже идентифицированная как грибок рода Penicillium, выделяла вещество, препятствующее росту бактерий. Пенициллин, секретируемый плесенью агент, и многочисленные другие антибиотики, открытые или синтезированные с тех пор, чрезвычайно эффективно лечат микробные инфекции и каждый год спасают миллионы жизней.

«В научном обиходе самая волнующая фраза, предвещающая новые открытия, — писал фантаст Айзек Азимов, — не „Эврика!“ („Я нашел!“), а „Хм… занятно“». Это определенно верно и в истории с нечаянной находкой Флеминга, и со многими другими случайными открытиями. Главное — увидеть, что они сулят. Микробиологи еще за 50 лет до Флеминга замечали, что Penicillium останавливает размножение бактерий, но никто не сделал принципиального перехода от этого наблюдения к оценке его возможного применения в медицине.

Однако задним числом, уже зная о существовании этих явлений, может ли возрождающееся человечество повторить серию экспериментов, направленную на поиск наиболее эффективных плесеней, и таким образом ускорить возвращение антибиотиков? Микробиология начинается с предельно простых вещей. Плесните в чашку Петри мясного бульона, сгустив его вываренным из водорослей агар-агаром, получите питательную основу и размажьте по ней колонию стафилококка, добытую из собственного носа. В разные чашки с бактериальной культурой добавьте столько видов плесени, сколько найдете, — из кондиционерных фильтров, из земли, с гнилых фруктов и овощей. Через неделю-другую проверяйте, какие плесени (а вернее, новые бактериальные колонии, ведь многие антибиотики выделяются бактериями в процессе эволюционной гонки вооружений против других бактерий) замедлили рост культуры вокруг себя. Соберите их, изолируйте и попробуйте размножить в жидком бульоне, чтобы получить секретируемый ими антибиотик. Таким способом ученые обнаружили множество веществ-антибиотиков, выделяемых грибами и бактериями, однако грибок Penicillium настолько обычен в окружении человека, что, вероятнее всего, именно его первым откроют заново после апокалипсиса. Этот грибок — один из главных виновников порчи съестного; строго говоря, основная масса пенициллиновых антибиотиков, выпускаемых сегодня во всем мире, происходит от одного штамма, взятого с гнилой дыни-канталупы на иллинойсском рынке.

Между тем даже в полевой постапокалиптической терапии нельзя просто впрыснуть больному насыщенный антибиотиком «сок плесени», потому что содержащиеся в нем примеси вызовут у пациента анафилактический шок. Химическая технология очистки пенициллина, разработанная в конце 1930-х гг. группой Говарда Флори, основана на том, что молекулы антибиотика лучше растворяются в органических растворителях, чем в воде. Процедите культуру, чтобы удалить частички плесени и детрит, добавьте в отфильтрованную жидкость немного кислоты, а затем смешайте ее с эфиром (ранее в этой главе мы разбирали, как получить этот неустойчивый раствор) и взболтайте. Б?льшая часть пенициллина перейдет из питательной жидкости в эфир. Дайте смеси отстояться, чтобы пенициллин оказался наверху. Слейте нижнюю водянистую фракцию, а затем взболтайте эфир с небольшим количеством щелочной воды, чтобы переместить вещество-антибиотик обратно в водный раствор, на сей раз свободный от мусора, насыщавшего питательную жидкость.

Для получения средней дневной дозы пенициллина для одного пациента приходится переработать до 2000 л плесневого секрета, так что производство антибиотиков в постапокалиптическом мире потребует высокого уровня координации усилий. Группа Флори к концу 1941 г. довела продукцию пенициллина до объема достаточного для клинических испытаний, но военное время и нехватка оборудования заставляли ученых обходиться подручными средствами. Культуру плесени выращивали в расставленных на стеллаже больничных утках, а установку для экстрагирования собрали, использовав старую ванну, мусорные урны, молочные бидоны, где-то подобранные медные трубки и дверные звонки, и все это было смонтировано на станине, сделанной из старого дубового книжного шкафа, выброшенного университетской библиотекой. Быть может, это вдохновит вас на сбор утиля и использование подручных средств: без этого в постапокалиптическом мире не обойтись.

Одним словом, хотя открытие пенициллина изображают как случайное и легкое, наблюдение Флеминга было лишь первым шагом на долгом пути изучения, опытов, разработки и оптимизации, приведшем к получению из «плесенного сока» чистого пенициллина, пригодного для создания надежного и безопасного лекарства. После этого США предоставили мощности для ферментации в промышленных масштабах, чтобы обеспечить широкое применение препарата. Точно так же и постапокалиптическое человечество, даже понимая научную основу процесса, должно будет сначала достичь определенного уровня развития и лишь потом сможет производить столько антибиотиков, чтобы это сказалось на демографии.

Оглавление книги


Генерация: 0.249. Запросов К БД/Cache: 3 / 1