Отличными подводными пловцами считаются многие другие насекомые. Это легко заметить, сидя в ясный день на берегу обычного пруда: то там, то здесь быстро движутся из стороны в сторону маленькие шарики воздуха. На самом деле это живые существа. Воздух застрял в волосках на их теле. У других устроено еще более хитро — воздух застревает под крылышками. Когда насекомые ныряют, такой пузырек, как акваланг, снабжает их воздухом. Но самое важное — сквозь воздушную пленку из воды начинает процеживаться кислород. Правда, кислород расходуется быстрее, чем добывается. Поэтому рано или поздно воздушный шарик опадает и уже не вбирает кислород…
Пленка, идею которой подсказала серебрянка, поможет обитателям подводных домов и подводных лодок — она будет снабжать их кислородом и пресной водой.
Но еще бóльшую помощь подводным жителям, возможно, окажет… пресноводная одноклеточная водоросль хлорелла. Каждый из вас, конечно, не раз видел, как «цветут» стоячие пруды и озера. Это дает о себе знать хлорелла.
В последние годы хлореллу изучают десятки научных институтов и лабораторий во многих странах мира. Дело в том, что это простейшее растение является настоящей фабрикой питательных веществ. Оно вырабатывает почти все аминокислоты, столь необходимые для жизни человека, белки, жиры, различные витамины.
Не удивительно, что ученые рассматривают хлореллу как возможный источник питания для космонавтов в будущих межпланетных полетах. О создании космических оранжерей мечтал еще К. Э. Циолковский, и хлорелла самая подходящая для них кандидатура. Но сегодня эта водоросль уже не раз поднималась в космос, и, как говорится, она вполне оправдала оказанное доверие. И в космических условиях растение, оставаясь весьма неприхотливым, давало большие урожаи.
Но для океанавтов, пожалуй, самым ценным качеством хлореллы является ее исключительная способность выделять большое количество кислорода. Водоросль «выдыхает» столько кислорода, что объем его в двести раз превышает ее собственный объем.
Однажды ученые поставили такой опыт. В герметическую камеру, куда предварительно поместили хлореллу, была посажена белая мышь. В такой обстановке мышь прожила шестьдесят шесть дней. Она могла пробыть там и больше, но выпила всю воду, и опыт пришлось прекратить. Количество же кислорода в камере, несмотря на то, что там жила мышь, увеличилось за это время с двадцати одного до шестидесяти трех процентов.
А недавно подобный эксперимент был проведен с участием человека. Сотрудница одного сибирского института — Галина М. — прожила целый месяц в изолированной кабине. Кислород для дыхания человека поставляла хлорелла.
Миллиарды клеток этой водоросли поглощали углекислый газ, выделяемый при дыхании, и в процессе фотосинтеза превращали его в кислород. Никаких других источников снабжения воздухом и аппаратов для его очистки не было.
Хлорелла прекрасно справлялась со своими обязанностями, и Галина за все тридцать дней ни разу не испытывала недостатка в кислороде. Отличное самочувствие подтвердили и показания медицинских приборов, установленных в ее «отдельной квартире». Водоросль чутко реагировала на поведение человека, и если Галина засыпала, то и хлорелла тоже замедляла ритм своей жизни…
Оранжерея, в которой росла водоросль, напоминала собой тщательно закрытый фонарь, в котором горела мощная ксеноновая лампа. Стенки оранжереи, зеркальные с внутренней стороны, почти не пропускали наружу свет — энергию, необходимую для фотосинтеза.
«Грядка» с хлореллой — пачка тонких кювет из оргстекла, расположенных через каждые пять миллиметров. Оранжерея с кюветами общей площадью восемь квадратных метров, где находилось всего полкилограмма хлореллы, вырабатывала кислорода, которого вполне хватало для одного человека.
Успешное завершение сибирского эксперимента открывает хлорелле «зеленую улицу» и в космические дали и в просторы гидрокосмоса. Океанавты, очевидно, смогут использовать кислород, вырабатываемый хлореллой, не только в помещении, но, быть может, и заряжать им свои акваланги. Быть может, в самом недалеком будущем чудесные водоросли избавят экипаж автономных домов под водой и от части громоздких стальных баллонов с газовой смесью и от дорогостоящей аппаратуры по очистке воздуха.
Вальдемар Эйрес — человек с жабрами
Но вернемся к воздушным мембранам Вальтера Робба, которые позволяют черпать кислород для дыхания непосредственно из воды. Для этого, считает Робб, достаточно иметь всего два — два с половиной квадратных метра пленки, которая будет отгораживать пространство, заполненное воздухом, от окружающей воды. Конечно, еще немало придется поработать, прежде чем будут созданы надежные подводные домики с такой мембраной.
Во всяком случае, первые искусственные жабры уже созданы! Их изобрел инженер Вальдемар Эйрес из США. Рассказывают, будто ему пришлось с головой залезть под воду, чтобы развеять опасения недоверчивых экспертов патентной службы.
Около десяти лет, независимо от Вальтера Робба, трудился Эйрес над воплощением своей мечты. Изучал работу жабр и механику дыхания рыб, подыскивал подходящие материалы, провел сотни опытов, строил одну модель за другой, выходил на испытания в море…
Что же представляют собой искусственные жабры Вальдемара Эйреса? Этот аппарат действует по тому же принципу, что и продемонстрированная Роббом подводная клетка со зверьком. Поглощает из окружающей воды кислород и отдает отработанные газы. Лицо «человеко-рыбы» защищено маской. «Жабры» и маска соединены шлангом. У побережья одного из нью-йоркских пляжей Эйрес проплавал под водой в течение целого часа!.. Правда, почти у самой поверхности.
Пока еще слишком рано судить о реальных возможностях и надежности таких «жабер». Может быть, самое лучшее — создать комбинированные «легкие-жабры» и к добытому из воды кислороду в случае чего добавлять то или иное количество газового коктейля или сжатого воздуха из баллонов. А то и вовсе, когда надо, переходить с жаберного дыхания на легочное или наоборот. Особенно при работе на больших глубинах, где чистый кислород опасен, становится ядовитым.
Кашалот дает идею
Морякам хорошо известно, что у китов некоторых видов мышцы не красные, как у прочих млекопитающих, а почти черные. Оказалось, что кит запасает воздух не только в легких, но и во всех мышцах своего тела. Точнее, в самих легких скапливается воздух, а в мышцах — только чистый кислород.
В китовых мышцах содержится огромное количество дыхательного пигмента миоглобина. Он-то и придает им черный цвет. Кислород связывается в молекулах миоглобина и по мере надобности поступает во все органы животного. Что касается углекислого газа, выделяющегося в процессе дыхания, то он до поры до времени — пока кит плавает под водой — «консервируется» в крови, не попадая в мозговые центры.
Исполины океана — киты изучаются ныне учеными очень настойчиво. Нельзя сказать, что уже полностью известно, почему могут они так долго путешествовать под водой. Однако исследователи называют ряд причин. Первое — это безотказная система мощных регуляторов и клапанов, препятствующих выжиманию воздуха из легких, как бы глубоко ни нырнул кит. После такого нырка отработанный воздух, который выдыхает животное, почти лишен кислорода.
Но, пожалуй, самое изумительное, поистине «фантастическое» свойство кита — это умение запасать кислород в мышцах. Особенно замечательны в этом отношении зубатые киты, например кашалоты.
Когда кашалот показывается на поверхности, шумное дыхание его слышно за сотни метров. Это он вентилирует свои легкие. Не только в старину, но даже совсем недавно, когда еще не было гидролокаторов, «сопенье» кашалотов, как надежный ориентир, помогало китобоям выслеживать добычу в темноте и в тумане.
