Техника - молодёжи 1978-06, страница 14
космос и мы ГРАВИТАЦИЯ И ЖИЗНЬ Биопогичесние эксперименты на борту „Сапюта-Б" АЛЕКСАНДР КАМИН, кандидат биологических наук Во время одного из сеансов телесвязи со станцией «Салют-6» «Тай-мыр-1» — таковы были позывные командира экипажа Юрия Романен-ко — сообщил: — На днях, наблюдая Землю, мы вдруг обнаружили на иллюминаторе муху — маленькую, красивую, очень необычную, с золотыми крылышками. Вначале мы очень обрадовались, но потом, увидев вторую, удивились. А когда появилась третья, нам стало ясно, что это неспроста, что, по видимому, возникла какая-то неполадка в системе, в которой проводился биологический эксперимент с дрозофилой... Космонавты запросили Землю о возможных причинах неполадки и вскоре получили ответ: мухи вылетели через воздуховод. — Надо сделать так, — сказал Георгий Гречко, — чтобы и волки были сыты, и мухи целы. Несколько дней потратили «Тай-мыры» на отлавливание мух, но не остановили важного биологического эксперимента, одного из многих, проводившихся в декабре—марте этого года на станции «Салют-6»... * * * Находящийся в орбитальном полете космический корабль позволил ученым приступить к уникальным экспериментам, невозможным в земных условиях, — к исследованию влияния гравитации на эволюцию живой природы. Вот почему биологические опыты уже давно занимают большое место в программах полета многочисленных орбитальных станций. Принято считать, что внутри такой станции царит полная невесомость. Но в действительности это не так. Аэродинамическое торможение в разреженных верхних слоях атмосферы, световое давление и другие силы оказывают пусть небольшое, но заметное действие. Кроме этих внешних сил, на аппарат действуют и внутренние, возмущающие силы: маневры и коррекции орбиты, толчки при стыковках, перемещения и тренировки экипажа, местная гравитация, создаваемая взаимным притяжением отдельных масс корабля. Конечно, эти перегрузки невелики — всего 10—5-н 2-10-2g — направлены в разные стороны и разновременны, и тем не менее даже они влияют на развитие живых организмов. Например, вероятная пороговая величина для побегов ра стений составляет l,4-10_3g, а для корней — 10~3 — 10~4g. Порог гравитационной чувствительности для мелких позвоночных и беспозвоночных организмов, по-видимому, составляет около 10—3 g> -Таким образом, изучение влияния невесомости на организмы на борту орбитального аппарата требует создания приборов и устройств, в которых бы компенсировались даже такие небольшие перегрузки. Вот почему на «Союзе-22», пилотируемом В. Быковским и В. Аксеновым, эксперимент с проростками кукурузы проводился в приборе «Биогравитат», с помощью которого удалось показать: при демпфировании перегрузок проростки развиваются гораздо медленнее. Такой результат, указывающий, что невесомость отрицательно влияет на рост высших растений, стал важным дополнением к первым опытам по физиологии растений, проведенным на советских и американских космических кораблях. Эти опыты показали, что кратковременный космический полет не замедлил прорастания семян пшеницы и гороха и первоначального роста проростков. Форма основных органов, тканей и клеток существенно не изменялась, а уровни мутаций (изменений) и хромосомных аберраций не повышались. Однако некоторые изменения возникали; нарушилась пространственная ориентация проростков, листьев и корней. Изменялась активность некоторых ферментов и интенсивность дыхания. Клетки корешков пшени цы делились медленнее, зато растягивались они быстрее, чем у контрольных растений на Земле. В микроспорах традесканции в клетках зародышевого мешка и кончиков ее корней увеличивалось число ядер с нарушенным веретеном, а также число многоядерных клеток. У гороха увеличивалось число двухъядерных клеток и появились трехъядерные клетки. Все это свидетельствовало о нарушении процессов клеточного деления в условиях невесомости. Почему стебли растут вверх, а корни тянутся вниз? Где, в каком месте растительной клетки спрятан гравирецепторный аппарат? Соглас но одной из гипотез, секрет геотропизма скрыт в статолитах — гранулах крахмала, находящихся внутри клеток. Под действием гравитации статолиты как бы оседают на нижние мембраны клеток и становятся центрами биохимических реакций, в которых, в частности, синтезируются молекулы ростового вещества — индолилуксусной кислоты, определяющей направление роста. В невесомости статолиты распределяются равномерно во всем объеме клеточной цитоплазмы, не давят на нижние мембраны, не способствуют выработке именно здесь ростового вещества. Возможно, именно поэтому возникает пространственная дезориентация и нарушение цитоге-неза: по достижении определенной 6 7 12 стадии развития растения гороха начинают погибать. Можно даже представить, как это происходит. Уменьшение содержания индолилуксусной кислоты приводит к изменению ионного состава клетки. Ионы калия и кальция выделяются из клетки. А при уменьшении содержания этих ионов в клетках устьиц происходит их закрытие, в результате чего нарушаются процессы газо- и водообмена, и растение погибает. Как же ведут себя другие организмы, активно развивающиеся в условиях космического полета? О водородных бактериях мы уже писали («ТМ», 1974, № 4). Их рост был даже лучше, чем на Земле: в условиях невесомости нет осаждения клеток, они все время во взвешенном состоянии, поэтому условия их газоминерального питания в невесомости лучше, чем на Земле. Хлорелла не новичок на орбите: она уже экспонировалась на «Кос-мосе-573», на космическом корабле «Союз-13» и на других космических объектах. Интерес ученых к этой микроскопической водоросли не случаен: хлорелла — один из лучших биологических объектов для исследований в космосе. Она легко выращивается; нетрудно получить 12 |
