«Наука и жизнь» № 11, 2010.

Умная девочка Никки - героиня научно-фантастических романов Ник. Горькавого «Астровитянка», «Теория катастрофы» и «возвращение астровитянки» - выросла на астероиде под присмотром искусственного сверхинтеллекта, а потом попала в человеческое общество, как жук в муравейник. Прочитав трилогию, вы узнаете о том, какие приключения выпали на долю этой бесстрашной девочки и кто помог ей выжить в самые трудные моменты. Один из критиков даже назвал Никки «героиней нашего времени», под впечатлением от ее образа он написал: «Если хотите преуспеть в этой жизни, жаждете добиться чего-нибудь стоящего, учитесь, мечтайте, дерзайте».

Автор этих книг Николай Николаевич Горькавый (Ник. Горькавый - это его псевдоним) - астрофизик, доктор физико-математических наук, писатель, соавтор двух детских энциклопедий: «Энциклопедия для детей. Том 8. Астрономия» и «Большая детская энциклопедия. вселенная». Он убежден, что мир принадлежит умным и образованным. Сейчас Ник. Горькавый заканчивает работу над сборником «Звездный витамин». И мы предлагаем вам познакомиться с некоторыми «научными сказками» из этой книги.

Сегодня время интересной воде, - так начала свою традиционную вечернюю историю принцесса Дзинтара, которая была не только принцессой, но и ученым-биологом.

- Что в воде может быть интересного? - удивленно спросила младшая Галатея. - Вода - она и есть вода, мокрая и пить можно.

- Вода - одно из самых загадочных веществ на Земле, - возразила Дзинтара. - Например, при какой температуре вода замерзает?

- При нуле градусов! - выкрикнул старший Андрей. - Так учитель говорил.

- Учитель прав и неправ одновременно, - кивнула принцесса. - На самом деле, если поставить воду в холодильник, то она может остаться жидкой и при нескольких градусах ниже нуля. Такая переохлажденная вода нестабильна и мгновенно превращается в лед при легком встряхивании. А если взять очень чистую, дистиллированную воду, то она может не замерзнуть даже при морозе в минус двадцать градусов, а то и ниже.

- Оказывается, воду не так-то просто заморозить? - удивился Андрей.

- А в учебнике написано - ноль градусов!

- Лучше называть ноль градусов не точкой замерзания воды, а точкой плавления льда, - ответила Дзинтара.

- Мелкие капельки дистиллированной воды в облаках замерзают с еще большим трудом, они остаются жидкими даже при минус тридцати. Такие облака очень опасны для самолетов и вертолетов: переохлажденные капли разбиваются о винт и крылья и мгновенно превращаются в прочный лед, а обледенение самолета может привести к крушению. Зимой нередко случается дождь, тогда капли переохлажденной воды вызывают обледенение проводов и ветвей деревьев.

- Я видела такие деревья-сосульки! - заявила Галатея.

- Это мы говорим о чистой воде. Еще труднее замораживается вода, в которую добавлены соль или спирт. В листьях растений много воды, но она не замерзает при очень низких температурах, поэтому почки азалий, например, выдерживают холода до минус пятнадцати, а древесина вязов может охлаждаться даже до минус сорока пяти градусов.

Но такое случается далеко не со всеми растениями. Ботаник Джон Лукас провел измерения и показал, что лимоны могут замерзать даже при слабом морозе всего в минус полтора градуса. Впоследствии агроном Пауль Хоппе доказал, что нестойкость к легким заморозкам у кукурузы может передаваться от растения к растению как инфекция! Началась охота за неизвестным микробом, который поражает растения болезнью «хладонестойкости».

Бактерии Pseudomonas syringae мастерски владеют холодным, вернее, ледяным оружием. Как можно представить этот микроорганизм? Специально для читателей «Науки и жизни» профессор Андрей Каява, внесший важный вклад в исследование, прислал вот такую собственноручную иллюстрацию, за что мы выражаем ему искреннюю благодарность. Фотографии бактерии (справа) сделаны: верхняя - в Университете Беркли (автор Гордон Врдоляк), нижняя - в Объединенном институте генома в Калифорнии.

Студент- биолог Стивен Линдоу из Висконсинского университета охотился очень методично: он делал многочисленные растворы из листьев и травы, наносил их на кукурузу и проверял ее на морозоустойчивость в специальной холодильной камере. Полтора года экспериментов ни к чему не привели: поймать невидимый микроб не удавалось. Но Линдоу, несмотря на молодость, проявил себя настоящим ученым -он, совмещая учебу и эксперименты (как говорят, ел быстро и спал мало), проводил все новые и новые серии тестов. Однажды зимой друзья вытащили Линдоу из лаборатории покататься в выходные дни на лыжах. Студент отправился на прогулку с неохотой, прервав эксперимент на середине.

Вернувшись в лабораторию в понедельник, Стивен разразился ругательствами в адрес своих беспечных друзей: экстракт из листьев, который он приготовил, но еще не испытал на кукурузе, стал за несколько дней мутным и явно испортился.

Линдоу все-таки довел тест до конца и поразился тому, что увидел: половина листьев кукурузы, обработанной «испорченным» экстрактом, оказалась повреждена самым незначительным заморозком. Значит, микроорганизмом, за которым он охотился, оказалась бактерия, за несколько дней размножившаяся в экстракте из листьев. При тестах она выдала себя «с головой».

- Вот как полезно отдыхать! - сказала весело Галатея. Дзинтара улыбнулась…

Линдоу быстро провел лабораторные исследования и идентифицировал коварную бактерию как Pseudomonas syringae - Псевдомонас сирингае. Это была победа. Враг найден, но как он ухитряется понизить сопротивляемость растения морозам? Это оставалось загадкой.

Исследователи отметили еще одну интересную особенность: чашки с культурой различных бактерий хранились в холодильнике. Как-то он забарахлил и остудил образцы чуть ниже нуля. Все растворы оказались жидкими, за исключением чашек с культурой пойманной бактерии, которая замерзла.

Свойства загадочной бактерии стали проясняться после того, как ботаники узнали о независимых исследованиях метеорологов, занимавшихся проблемой образования града при сравнительно теплых температурах. Действительно, почему капли воды одного облака превращаются в град при почти нулевой температуре, а капли другого облака остаются жидкими даже при минус тридцати?

Специалисты знали, что вода замерзает при появлении в ней центров кристаллизации, в качестве которых могут выступать, например, частицы пыли. Метеоролог Габор Вали исследовал замерзание воды, добавляя к ней вулканический пепел и другие порошки. Самая высокая температура замерзания оказалась у воды, полученной из грязного снега с детской площадки. Ученый доказал, что легче всего вода замерзает при добавлении в нее обычной почвы, содержащей органические вещества. Но какие именно?

Эстафету охоты на таинственное органическое вещество, которое вызывает опасный град, перехватил ученый Рассел Шнель из университета Вайоминга. Он добавлял в замерзающую воду различные почвы, растертые свежие, а также сухие листья тополя и ольхи - и измерял, измерял… Удивительно, но в его исследования тоже вмешался случай. Однажды Рассел спешил на вечеринку и не успел проверить на замораживаемость один из образцов - воду с измельченной травой. Экспериментатор оставил образец в пластиковом мешке. Несколько дней спустя он увидел, что вода в нем сильно помутнела. Шнель протестировал жижу - температура ее замерзания оказалась всего минус полтора градуса!