Станислав Зигуненко - Величайшие загадки человека
Мех животных, шерсть и даже перья — не что иное, как модификация волос — тоже помогают исследователям познать немало тайн и секретов. Каких именно? Давайте разберемся…
Исследователи рассказывали мне как‑то, что волосяной покров, свойственный только млекопитающим, служит отличительным признаком класса. Сравнивая строение волос у того или иного вида, можно выяснить, как он менялся, места его обитания.
Разобравшись, скажем, в механизме сезонных линек, нам удастся, быть может, не только предотвращать «линьки» на головах мужчин, но и найти куда более подходящие материалы для париков, накладок и трансплантантов. Или — что еще более важно — найти наилучшие синтетические материалы для искусственных шуб и дубленок, сохраняя таким образом катастрофически уменьшающееся поголовье тех или иных видов ценных животных.
Именно этим и занимается в Институте эволюционной морфологии и экологии животных лаборатория, которой долгое время руководил академик В. Е. Соколов. Там мне показали фотоснимки, на которых было изображено что‑то похожее на виды каких‑то инопланетных пейзажей с горами, пропастями, кольцевыми кратерами, поверхностями, напоминающими пчелиные соты…
На самом же деле на всех фотографиях были запечатлены самые обыкновенные волосы. Так они выглядят под электронным микроскопом.
Рассматривают же их столь пристально ученые вот зачем.
Согласитесь, мех морского котика, щетина дикого кабана, иглы ежа — все это волосы животных, ведущих различный образ жизни. Один и тот же объект в разных условиях — это уже само по себе интересно для науки. Кроме того, не будем забывать, что одна из основных функций волосяного покрова — теплозащита. Каким же образом волосы удерживают тепло? Ведь теплопроводность рогового вещества, из которого состоят волосы, относительно велика… И еще: волосы при относительно малой толщине имеют большую длину и тем не менее выдерживают довольно большие механические нагрузки — модницы нещадно треплют их, сооружая замысловатые прически, кабан, не задумываясь, вламывается в заросли, словно танк, тюлени и котики ползают по жесткому, словно наждачная бумага, слежавшемуся снегу и льду, нещадно мочат свои великолепные шубы в морской воде — и ничего, волосы все выдерживают…
Чтобы разобраться во всех этих тонкостях, группой академика Соколова и были проведены исследования внутренней архитектоники волос различных существ.
Не думайте, что это такая уж легкая работа. Уже сама по себе подготовка препаратов к исследованию — довольно сложная технологическая задача. Вот что рассказала о тонкостях этого дела старший научный сотрудник института, доктор биологических наук Татьяна Петровна Евгеньева.
Сначала микроскопический кусочек кожи с волосами промывают 12—14 часов в проточной воде. Потом волосы обезжиривают в трех спиртовых ваннах. Затем помещают в ксилол, а после этого заливают парафином.
Парафин обеспечивает необходимую жесткость клеток, чтобы они не сминались при резке волоса под нужным углом специальным резаком — микротомом.
После резки парафин нужно удалить, чтобы он не скрадывал полноту наблюдаемой картины. И потому те же операции повторяют в обратном порядке: ксилол, спирт, вода… После этого препарат сушится, укрепляется на специальной подставке, помещается в вакуумную камеру для окончательного обезвоживания и, наконец, покрывается тончайшим слоем золота.
Из золота, как оказалось, хорошо выбиваются так называемые вторичные электроны, а кроме того, молекулы этого химического элемента имеют очень маленькие размеры, позволяют получить более четкую картину под электронным микроскопом.
Затем эти препараты помещаются в вакуумную камеру электронного микроскопа, подбирается нужное увеличение, ракурс и фотографируют. Так были получены те фотографии, о которых упоминалось выше.
Что же удалось выяснить, рассмотрев их хорошенько?
* * *Свободная часть волоса, расположенная над поверхностью кожи, называется стержнем. Он образован тремя слоями рогового вещества. Наружная пленка называется кутикулой. Внутренняя часть — сердцевиной. Между ними промежуточный, корковый слой. Этот слой, как правило, не имеет внутренних полостей, он состоит из плотных клеток, прилегающих друг к другу. А вот сердцевину составляют большие, рыхлые клетки с внутренними полостями. Есть в этом слое и полости между клетками.
В зависимости от категории волос — вибриссы ли это, направляющие, остевые или пуховые — от их местоположения на теле животного, времени года и некоторых других причин соотношение толщины корки и сердцевины может меняться, вплоть до исчезновения сердцевины вообще.
Это и понятно. Например, для остевых волос, несущих на себе основные механические нагрузки, характерны большая упругость, значительная толщина, предельная длина. Их стержень у различных животных может иметь разную форму. У грызунов и хищников — ланцетовидную, с расширенной верхней частью; круглую или овальную в плане, одинаковую по всей толщине — у копытных… Но одно остается неизменным — сердцевинный слой имеет небольшую толщину. И чем жестче ость, тем сердцевина тоньше. В иглах ежа, ехидны этого слоя вообще нет. А ведь именно сердцевина с ее многочисленными воздушными полостями играет главную роль в сохранении тепла.
И вот интересно наблюдать, как природа «конструировала» волосяной покров того или иного животного в зависимости от условий его обитания. Взять, к примеру, зубра. Живет он в лесу, в некоторых районах Беларуси, Украины, Подмосковья. Зима в этих районах не такая жестокая и длительная, как, скажем, в Заполярье. Сами зубры тоже нрава относительно спокойного, в чащобу особо не лезут. И вот результат: шерсть у зубров густая, с пропорционально развитыми корковым и сердцевинным слоями.
А вот в щетине кабана сердцевина почти отсутствует. Потому что живут кабаны в густых зарослях, беспрестанно трутся о кустарник, о камыши… От остевых волос в этом случае требуется прежде всего высокая прочность. Теплозащиту обеспечивают подшерсток и толстый слой подкожного жира.
Примерно такое же устройство имеет и волосяной покров гренландского тюленя. Ведь и здесь, несмотря на разные условия обитания, у волосяного покрова та же задача: прежде всего защитить шкуру от повреждений.
Идеальный вариант мы видим, рассматривая строение волоса морского котика. Как известно, у этого животного очень красивый, прочный и теплый мех. За счет чего? Прочная кутикула обеспечивает красивый вид и водозащитные свойства. Довольно толстый подкорковый слой не позволяет волосам легко ломаться. А большие воздушные полости клеток сердцевинного слоя обеспечивают отличную теплозащиту.
Какие же выводы можно сделать из исследований ученых?
Количество натуральных мехов как в нашей стране, так и во всем мире явно недостаточно. А искусственные меха, что ни говорите, уступают натуральным по многим показателям. Возможно, полученные выводы относительно натуральных мехов помогут технологам в создании новых видов мехов искусственных.
* * *Ну и, конечно, ученые продолжают исследования, так сказать, в традиционной области. Лабораторный анализ волос, как мы уже говорили, может очень многое рассказать об их хозяине: здоров ли, хорошо или питается, нормально ли развивается и даже… отчего он умер.
Вот несколько тому примеров.
«Анастасия… цвела юностью и здравием; но в июле 1560 года занемогла тяжкою болезнию, умноженною испугом… В сухое время загорелся Арбат; тучи дыма с пылающими головнями неслися к Кремлю. Государь вывез больную Анастасию в село Коломенское; сам тушил огонь, подвергаясь величайшей опасности. Царице же от страха и беспокойства сделалось хуже. Искусство медиков не имело успеха и, к отчаянию супруга, Анастасия 7 августа, в пятом часу, преставилась».
Так описывает Н. М. Карамзин в своем объемистом труде по истории России последние дни и смерть первой жены Ивана IV, более известного нам под именем Грозный, Анастасии Романовны, урожденной Захарьиной.
То, что шестнадцатилетний царь выбрал себе в жены дочь Романа Юрьевича Захарьина, человека незнатного, говорит о многом. Хотя бы о том, что, видно, уж действительно была хороша собой девушка.
Так или иначе, но 3 февраля 1547 года, через две недели после коронации молодого царя, состоялась его свадьба.
Однако то, что царь выбрал себе жену не из знатного княжеского рода, сразу же настроило против нее придворные круги. Скажем, князь Семен Лобанов–Ростовский обвинил Ивана Васильевича в том, что «их всех государь не жалует, великих родов бесчестит, а приближает к себе молодых людей, а нас ими теснит; уже тем нас истеснил, что женился, у боярина своего дочерь взял… рабу свою»…
Но царь не обращал особого внимания на подобные охи. С малых лет отличался он нравом вспыльчивым и твердым и предпочитал жить своим умом. Уж если с кем и советовался, то с несколькими приближенными друзьями, да еще с… женой.