Кости: внутри и снаружи - Рой Милз

Писателей давно интересует тема исследования космоса, и вскоре научная фантастика может стать научной былью. Не исключено, что в ближайшие десятилетия нас ждет колонизация Луны и реализация программы пилотируемых полетов на Марс. Технически возможно? Да. Готова ли к этому человеческая психика? По всей видимости, готова. Выдержат ли наши кости? Пока нет. Невесомость – это большая проблема для человеческого организма. В космосе скелету не надо сопротивляться гравитации, и он начинает разрушаться. Кальций, словно ненужный кости элемент, поступает в кровоток. Возникает избыток кальция в крови, который превышает все потребности сердца, и почки усиленно отфильтровывают этот элемент. Из-за повышенной концентрации кальция в моче в почках и мочевом пузыре образуются камни.

Космонавты пытаются бороться с этими нежелательными эффектами мобилизации кальция из костей с помощью физкультуры, тренируясь по несколько часов в день. Поднятие тяжестей в космосе не поможет, ведь штанга ничего не весит. От бега и ходьбы на обычной беговой дорожке толку тоже нет – астронавт улетит после первого шага. Вместо этого гравитацию симулируют эспандерами – большими растягивающимися резинками, которыми соединяют тренажер и ремни на плечах и бедрах астронавта. Несмотря на все усилия, за месяц астронавты теряют от одного до двух процентов костной массы – столько же за год теряет пожилой мужчина на Земле. Таким образом, за полгода пребывания на Международной космической станции человек лишается примерно десяти процентов костной массы, а три-четыре года путешествия на Марс он просто не выдержит.

Были предложения сделать обувь с сильными магнитами, но проблем от такого решения больше, чем пользы, – взять хотя бы помехи для бортовой электроники. Инженеры подумывают об искусственной гравитации, которую можно было бы создать, вращая космическую капсулу подобно большой центрифуге. Теоретически это сработает, но такая кабина должна либо иметь в диаметре тридцать метров, либо очень быстро вращаться, пожирая энергию. В настоящее время ни то ни другое невозможно. Более того, на Луне притяжение в шесть раз меньше земного. Гравитация на Марсе составляет примерно одну треть земной гравитации. Никто не знает, хватит ли такой гравитации для поддержания здоровья костей. Если космические путешественники захотят взять с собой на Марс семью, неизвестно, как подействует на растущие кости нулевая гравитация во время полета. Правда, дети наверняка будут всю дорогу весело ходить колесом и кувыркаться.

Судя по всему, задачу сохранения костной массы космонавтов решат не физические упражнения и не искусственная гравитация, а усовершенствованные препараты, аналогичные тем, которые уже используются для профилактики и лечения постменопаузального остеопороза. Может быть, мы найдем ответ, изучив сложные метаболические изменения, благодаря которым медведи не теряют костную ткань во время спячки.

Если мы встретимся с инопланетными существами, будет крайне интересно узнать, как им удается справляться с гравитацией. Я говорил, что кость – лучший строительный материал в нашем мире, но не обязательно во всей Вселенной.

* * *

На этом первая часть моей книги, «Скрытая кость», подходит к концу. Мы редко видим живую кость, и это нас вполне устраивает. Однако у кости есть вторая жизнь, и рассказ об этом прекрасном материале продолжается. Обнаженная кость выполняет за пределами организма самые разные функции и ведет летопись истории планеты и человеческой культуры.

Почти в каждом музее естествознания и антропологии есть копия скелета Люси – нашего предка, жившего три миллиона двести тысяч лет назад. Скелет далеко не полный, однако сам факт его обнаружения в 1974 году в Эфиопии и дальнейшее исследование находки стали важнейшей вехой в понимании эволюции человека. Люси позволила нам сделать одно из величайших научных открытий современности: оказалось, что древние люди начали вставать и ходить еще до того, как у них развился большой головной мозг. Люси – настоящее сокровище. Образец сохранился так хорошо, что ученые смогли определить пол особи, размер мозга и положение туловища во время ходьбы. Правда, для обычного посетителя музея этот бесценный объект всемирного наследия просто груда костей. Пять пар ребер из двенадцати? Всего один палец на руке и один на ноге? Половина таза? Как ты вообще ходила, если у тебя одна нога, и та неполная? В целом палеоантропологи откопали примерно сорок процентов скелета Люси – в музейной витрине лежит нечто вроде «Лю». Что же случилось с «си»?

Тафономия (от греческих слов «погребение» и «закон») – это раздел палеонтологии (науки о древней жизни), который занимается изучением процессов, происходящих с умершим растением или животным до его полного разложения или обнаружения в виде окаменелости. Когда речь заходит о костях наших древних предков, тафономисты задают вопрос: «Как эти останки оказались здесь и где все остальное?» К сожалению, время и капризы природы лишают кость возможности поведать нам связную историю, и задача тафономии – решить эту головоломку.

Под действием воздуха и солнечного света кости разрушаются так же, как кожа и внутренние органы, только гораздо медленнее. В течение года-двух испаряется влага и расщепляется жир внутри костей. Затем на поверхности кости образуются трещины, кость начинает расслаиваться, и на ней появляются борозды, число которых со временем растет. В конце концов кость распадается на хрупкие кусочки. Если кость не тревожить, весь процесс займет от шести до пятнадцати лет в зависимости от температуры, влажности, интенсивности освещения и размеров бывшего владельца. Если обнаженная кость защищена от прямых солнечных лучей, она может продержаться сотни и даже тысячи лет: об этом свидетельствуют скелеты, обнаруженные в пещерах и гротах.

Однако обнаженным костям редко удается оставаться в покое, вот почему мы находим фрагменты скелетов в самых неожиданных местах. Гиена проглатывает кость целиком, преодолевает значительное расстояние и избавляется от нее в другом месте. Вороны приносят бараньи кости в свои гнезда, а годы спустя части скелета съеденной добычи дождем просыпаются, казалось бы, в неподходящем месте. Выдры затаскивают пойманную рыбу на камни в десятках метров над водой, и кости могут пролежать там долго-долго.

От скелета Люси – нашего предка, жившего более трех миллионов лет назад, – осталось примерно сорок процентов. Копию этого мирового сокровища можно увидеть во многих музеях, а оригинал находится в Эфиопии и усиленно охраняется

Музей естественной истории округа Лос-Анджелес

Первобытные люди бросали кости за очагом, а индейцы загоняли мамонтов на утесы и убивали их целыми группами – до тех пор, пока бедные мамонты не вымерли. Потом они взялись за бизонов. У подножия обрыва с метким названием Хэд-Смешт-Ин – «Разбитая голова» – в канадской провинции Альберта слой с осколками костей бизонов достигает двенадцати метров в толщину. Похожее место расположено во Франции неподалеку от Лиона – это холм, где покоятся остатки приблизительно ста тысяч диких лошадей.