Техника - молодёжи 1961-06, страница 9

имя. Например, белки и другие сложные органические вещества под действием ультрафиолетовых лучей разлагаются на свои составные части — полипептиды и аминокислоты, зргостерин превращается в витамин Д и т. д. Позтому ультрафиолетовые лучи названы химическими.

Но и ультрафиолетовые лучи неоднородны. Одни из них вызывают покрас-нение кожи — эритему; другие способствуют образованию загара (так что в принципе можно сконструировать лампу, которая будет давать исключительно «загарные» лучи), третьи убивают микробов. Есть лучи, которые при длительном действии вызывают рак кожи, лучи, ускоряющие образование витамина Д, и лучи, разрушающие его.

Земли достигает только ничтожная и наиболее длинноволновая часть ультрафиолетового излучения солнца. Основную массу поглощает и рассеивает атмосфера. С помощью спутников и ракет, выходящих за пределы плотных слоев атмосферы, ученые усиленно изучают особенности зтого участка спектра.

Установлено, что та его часть, которая поглощается воздухом, обладает еще более значительным химическим и биологическим действием, чем достигающая земной поверхности. Если бы в один отнюдь не прекрасный день атмосфера перестала задерживать этот губительный поток, то довольно быстро было бы уничтожено асе живое. К счастью, такие лучи обладают ничтожной проникающей способностью. Не только атмосфера, но одежда, даже простое оконное стекло (не говоря уже о крышах и стенах домов) почти полностью их поглощают. Позтому они представляют для будущих космонавтов гораздо меньшую опасность, чем, ске-жем, лучи космические — потоки заряженных частиц, несущиеся к ним из космоса с огромной скоростью.

«СНАРЯДЫ СОЛНЕЧНОЙ АРТИЛЛЕРИИ»

В чем сущность резличия между лучами отдельных участков солнечного спектра? Ведь цвет не может служить достаточно серьезным показателем различия хотя бы потому, что большая часть лучей спектра невидима. Да и сам цвет, как и длина волны, является следствием более глубокой и общей закономерности.

Современная наука представляет свет как поток сгустков знергии — квантов, или фотонов, обладающих одновременно свойствами и волн и частиц. Чем больше величина и энергия кванта излучения, тем короче длина его волны. А от энергии зависит цвет лучей и особенности их действия на живые клетки и ткани.

Кванты инфракрасных лучей обладают наименьшей энергией. Ударяясь об атомы и молекулы облучаемого тела, поток инфракрасных квантов лишь слегка расшатывает нх, увеличивает амплитуду колебаний. А это и есть тепловое действие, так как температура тела зависит от средней энергии колебания его молекул.

Чем больше величина квантов — «снарядов солнечной артиллерии», — тем больше сдвигов, изменений, нарушений онм могут вызвать. В присутствии особых веществ, так называемых фотосенсибилизаторов (таких, как хлорофилл), энергии красных лучей оказывается до-

Солнечный свет губительно действует на микроскопические живые существа — возбудителей опасных болезней.

статочно для того, чтобы вызвать некоторые химические реакции.

Ультрафиолетовые лучи, несущие кванты с большой энергией, не нуждаются в веществах-посредниках для проявления своего химического действия. Энергия ультрафиолетовых лучей, поглощаемая белками и нуклеиновыми кислотами, вызывает е них ряд сложных перестроек. При интенсивном и длительном облучении изменения t клетке могут оказаться несовместимыми с жизнью. В более легких случаях клетка не погибает, но она может вследствие необратимых фотохимических сдвигов приобрести новые свойства: начнет быстро рести н размножаться, прорастать в соседние ткани, то есть превратится е раковую. Ультрафиолетовые лучи, действуя на одноклеточные организмы или на половые клетки многоклеточных, могут вызвать мутацию — необратимое и передающееся по наследству изменение какого-либо признака организма.

Подсчитано, что молекула, поглотившая квант ультрафиолетовых лучей с длиной волны около 0,25 микрона, приобретает энергию, соответствующую средней энергии теплового движения при 38 тыс. градусах Цельсия. Естественно, что такая большая энергия значительно увеличивает химическую активность молекулы, расширяет круг возможных реакций, включая и те, которые ведут к гибели клеток.

Убивающее, или, как говорят в науке, бактерицидное, действие ультрафиолетовых лучей используют для дезинфекции воздухе е операционных, в больничных палатах, для обеззараживания питьевой воды, пищевых продуктов. Используются они и для получения экспериментального рака или для получения мутаций у подопытных организмов. Ультрафиолетовые лучи наиболее эффективны именно в больших дозах, близких к смертельным. Поэтому задача борьбы с их губительным действием становится актуальной.

НОВАЯ ОБЛАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ

К ак же вести эту борьбу? Ученые пытались повысить сопротивляемость облучаемых бактерий, грибков н других организмов, подкармливая их аитамина-

ми и другими питательными веществами, тренируя их сначала более слабыми облучениями.

Но самое простое и интересное решение пришло неожиданно. . В 1949 году советский ученый Иван Федорович Ковалев и независимо от него американец Альберт Кельнер открыли, что вредоносное действие ультрафиолетовых лучей не живое можно значительно уменьшить, если тут же осветить организмы лампами дневного света или солнечными лучами.

Работая в Одессе, в Институте глазных болезней имени В. П. Филатова, И. Ф. Ковалев изучал действие ультрафиолетовых лучей на мелкие, едва видимые простым глазом организмы — инфузории, получившие из-за необычной формы тела название туфелек. Лучи с длиной волны около 0,25 микрона или задерживали, или останавливали деление инфузорий, а при более длительном облучении туфельки обычно гибли. Но ученый заметил: если облученных

Кванты энергии увеличивают движение внутри молекулы, как бы раскачивают ее, и молекула полимера разрушается.

инфузорий поместить не в темный шкаф, а поставить на свет, количество погибших особей окажется е 2—3 раза меньше.

Кельнер получил такой же результат, работая с культурами кишечной палочки и грибков актиномнцетоа. Новое явление получило название фотор««хти-в а ц и и.

Итак, лучи против лучей!

Новое открытие вызвало большой интерес в научном мире. Раньше, чем удалось приблизиться к пониманию его сущности, явление фотореактивации было использовано для практических целей.

Ультрафиолетовые лучи уже много лет применяются при выведении культур грибков актин ом ицетов, необходимых для получения антибиотиков. Грибки, в которых под влиянием облучения образовались мутации, отбирают и выделяют из них самые продуктивные. Но гибель массы актиномицетов после облучения сильно затрудняет работу. Советские ученые Алихаиян, Гольдат, Ерохина и другие значительно уменьшили процент гибели актиномицетов, черв-

в