Как продлить быстротечную жизнь

Оказывается, очень соленую воду мы не можем пить по закону осмоса. Я попытаюсь кратко пояснить, в чем заключается суть осмоса. Этим термином обозначается вообще процесс смешивания двух жидкостей, разделенных полупроницаемой перегородкой. В нашем случае речь будет идти о переходе растворителя (воды) из одного раствора в другой через полупроницаемую перегородку, разделяющую эти два раствора. Например, если взять сухую, сморщенную изюминку и бросить ее в воду, то через непродолжительное время эта ягода наполнится водой и сделается шаровидной и напряженной, наподобие резинового мячика. Содержимое изюминки, а это в основном сахар, осталось в ней, но внутрь этой ягоды вошла еще и вода, да еще и с некоторым напором. На примере оболочки этой изюминки мы видим перегородку, проницаемую для воды и практически непроницаемую для сахара и прочих веществ, находящихся внутри ягоды. Подобные перегородки называются полупроницаемыми. Такие перегородки достаточно часто встречаются в растительном и животном мире, где их значение весьма велико. А люди даже научились изготавливать такие перегородки искусственно и используют их для очистки или разделения растворов, как, например, для очистки воды с помощью мембранных фильтров.

Так вот, если разделить два раствора, растворителями в которых является вода, полупроницаемой перегородкой, через которую может пройти вода, но не могут пройти растворенные в ней вещества, то вода начнет переходить из менее концентрированного раствора в более концентрированный. И такой переход будет продолжаться до тех пор, пока более концентрированный раствор не окажется под некоторым давлением, которое и воспрепятствует переходу новых порций воды из менее концентрированного раствора в более концентрированный. Это дополнительное давление, которое остановило переход воды через полупроницаемую перегородку, и называется осмотическим. А теперь, если мы решим воспользоваться такой полупроницаемой перегородкой для очистки воды, нам необходимо будет заставить воду идти против естественного осмоса, то есть из более концентрированного раствора в менее концентрированный, то есть мы вынуждены будем в резервуаре с более концентрированным раствором создать искусственно давление, превышающее осмотическое, и тогда чистая вода станет перетекать через полупроницаемую перегородку. А в нашей исходной воде с множеством растворенных в ней солей, из которой мы решили получить чистую воду, будут оставаться практически все растворенные в ней соли, то есть все то, что нам не нужно в питьевой воде. И такой переход молекул воды из водного раствора, содержащего в себе множество солей, через проницаемую для воды и непроницаемую для растворенных в ней веществ перегородку называется обратным осмосом.

Но природа обратным осмосом не пользуется, а пользуется просто осмосом. А это означает, что если мы выпьем океаническую воду, то через полупроницаемую перегородку нашего кишечника из нашей крови, содержащей в себе меньше растворенных веществ, чем выпитая нами вода, начнет переходить вода в кишечник в более соленую воду. И организм наш начнет стремительно обезвоживаться. А нам, наоборот, необходимо его наполнить водой. Поэтому и приходится потерпевшим кораблекрушение людям собирать или дождевую воду, находясь длительное время в океане, или вылавливать рыб и пить содержащуюся в них жидкость, а иначе они погибнут от жажды, находясь среди океана воды.

Теперь нам ясно, почему люди не могут пить морскую воду. А как же в морской воде живут рыбы и те же акулы, или они не испытывают жажды и им не нужна вода? Или даже если и нужна вода, то, возможно, они могут пить и соленую воду? На эти вопросы мы можем ответить так: и рыбам, и акулам нужна вода, но не соленая, а как и нам, тоже пресная. Ведь и у них может произойти обезвоживание организма, если они начнут пить соленую воду.

Как же они добывают пресную воду?

По-разному. Это многоплановая тема, но сейчас нас интересует только один вопрос: как акулы решают эту проблему?

Акулы разрешили осмотическую проблему очень простым способом. Как большинство животных, они поддерживают концентрацию необходимых в крови солей на уровне, приблизительно в три раза ниже, чем в морской воде, но при этом сохраняют осмотическое равновесие с морской водой. Достигается это следующим образом. В крови акул содержится много мочевины, вследствие чего осмотическая концентрация крови может быть равной или несколько выше концентрации морской воды. Кроме мочевины, осмотически важным веществом в крови акул является также окись триметиламина.

Мочевина является конечным продуктом белкового обмена у млекопитающих и выводится с мочой. А у акул почки возвращают (реабсорбируют) мочевину обратно в кровь. Содержание мочевины в крови акул в сто с лишним раз больше, чем у млекопитающих. Млекопитающие не могли бы переносить таких высоких концентраций мочевины в крови, а у акул мочевина является нормальной составляющей всех жидкостей тела, и без ее высокой концентрации ткани акул не могут должным образом функционировать.