Первая система безопасности, а точнее оповещения об утечке метана, в угольных шахтах не отличалась высокотехнологичностью, но была крайне эффективна. Просто в шахтах держали канареек. Если птица умирала, то это был знак всем покинуть шахту.
Угледобыча развивалась, и шахты становились все глубже. Это, в свою очередь, ставило новые проблемы. Утечки газа стали постоянной угрозой при добыче угля. Да и при нехватке кислорода шахтеры также могли погибнуть. Тогда у горняков еще не было специального оборудования, которое бы отслеживало уровень содержания разных (в том числе и опасных для человека) газов в воздухе. То есть невозможно было определить, когда уровень кислорода опасно падал.
Но решение проблемы было найдено. Шахтеры стали брать с собой под землю канареек. Эти птицы удивительно чувствительны к угарному газу. Если канарейка умирала, то утечка газа была на лицо и шахтеры незамедлительно поднимались на поверхность.
Маленькая ярко-желтая птичка стояла на страже жизни шахтеров. Благодаря крайне чувствительному метаболизму птицы вели себя по-разному в зависимости от процентного содержания метана и угарного газа в воздухе. Если уровень кислорода был оптимален, то птицы весело пели и чирикали. А если канарейка замолкала и начинала раскачиваться на жердочки, а потом падала замертво, то это означало всегда одного и то же – уровень угарного газа опасно поднялся. Это помогало предотвращать взрывы и спасать жизни.
Помимо канареек в некоторых шахта использовали мышей, но птицы более явно реагировали даже на небольшое содержание угарного газа в воздухе. Именно по этой причине шахтеры предпочитали брать с собой в забой именно канареек.
На протяжении нескольких веков британское горное законодательство в обязательном порядке предписывало держать в шахтах канареек для обнаружения газа. Птичек использовали в такой роли до 1986 года, а соответствующая статья оставалась в правилах безопасности для горных работ вплоть до 1995 года.
Многие угольные компании США и Великобритании специально разводили канареек либо покупали отбракованных птиц в зоомагазинах. В основном использовались самки канареек, из-за менее красивого пения стоившие дешевле. Для компаний это было выгоднее, чем обеспечивать шахтёров дорогостоящими лампами Деви.
Помимо шахтёров канареек часто использовали горноспасатели, спускавшиеся в аварийные шахты. С их помощью они обнаруживали загазованные выработки, чтобы перенаправить туда воздушную струю. При этом птички не обязательно погибали. Вынесенные на свежий воздух, они приходили в себя и использовались повторно. Позже стали применяться специальные безопасные клетки. При обнаружении газа они герметично закрывались, а внутрь пускался кислород, что позволяло канарейке выжить.
Даже в наши дни ещё не существует прибора, так же тонко и быстро реагирующего на присутствие газа, как организм канарейки.
Прошло время. На место маленьких птичек пришли высокие технологии. Но мы должны помнить о подвиге канареек, которые многие десятилетия умирали в угольных шахтах, но спасали жизнь человеку.
Учитывая фантастическую чувствительность живых организмов к различным химическим соединениям, можно попытаться не моделировать их, а прямо, непосредственно подключить к электронным схемам. Как здесь не вспомнить стихотворение Н. Заболоцкого под названием «Царица мух»:
Муху странную бери,
Муху в банку посади,
С банкой по полю ходи,
За приметами следи.
Если муха чуть шумит —
Под ногами медь лежит.
Если усиком ведет —
К серебру тебя зовет.
Если хлопает крылом —
Под ногами злата ком.
О высокой чувствительности насекомых знали уже средневековые схоласты и даже пытались использовать их при отыскании кладов или месторождений драгоценных металлов. Именно писания одного из них и вдохновили поэта Н. Заболоцкого к созданию стихотворения. Звали его Агриппа Неттесгеймский (он жил в начале XVI века). Каких только легенд не ходило об этой странной личности. Вплоть до того, что якобы он даже мог вызывать к себе дьявола. Он действительно отыскивал и клады, и месторождения драгоценных металлов и проводил необычайные алхимические опыты. Не исключено, что в его руках были секреты использования «живых приборов». Агриппа знал, что древние индусы отыскивают клады с помощью какой-то таинственной мухи, он назвал ее царицей мух. Мало того, сам он, видимо, имел такую муху и даже оставил рецепт, как обращаться с ней: «Когда будете иметь в своем распоряжении одну из таких мух, посадите ее в прозрачный ящичек. Ее помещение надо освежать два раза в день и давать ей растение, на котором ее поймали.
Она может жить при таких условиях почти месяц. Чтобы узнать направление скрытых на глубине сокровищ, надо, чтобы была хорошо установившаяся погода. Тогда, взяв ящичек с мухой, отправляйтесь в путь, постоянно подсматривая и подмечая ее движения. Если в недрах скрыты драгоценные камни, вы заметите содрогание в лапках и усиках. Если же будете находиться над местом, содержащим золото или серебро, муха замахает крыльями, и чем ближе вы будете, тем сильнее будут ее движения. В том случае, если там находятся неблагородные металлы — медь, железо, свинец и прочие, муха будет ходить спокойно, но тем быстрее, чем ближе к поверхности они находятся».
Н. Заболоцкий вспоминает, что подобные курьезные предания он слышал и в русских деревнях.
Может быть, можно по описаниям Агриппы определить вид мухи, о котором идет речь? Имея в руках такую муху, нетрудно проверить правдоподобность опытов схоласта. Пусть мало шансов, что «кладоискательный прибор» заработает. Но вдруг… Агриппа пишет, что таинственная муха величиной с крупного шмеля любит садиться на водные растения. Мало сведений, но какая-то нить в руках есть. Вся трудность в том, что мух и их родственников 80 000 видов. Видимо, Агриппа ничего не знал еще о мимикрии: существуют, например, бабочки, принявшие вид мух. Где гарантия, что именно не одну из них содержал у себя средневековый ученый.
Современные ученые занялись исследованием «живых приборов», их колоссальной чувствительности еще в 20-е годы. Известный уже в то время биолог Н. К. Кольцов даже организовал лабораторию физико-химической биологии. Вот один из опытов, проведенный в ней. В большой, на 200 литров, аквариум, наполненный водой, помещались одноклеточные существа-сувойки. Их можно увидеть в микроскоп. Они похожи на колокольчики, сидящие на тонких ножках. При воздействии на сувоек неблагоприятных факторов ножки быстро сворачиваются в пружинки, а сам колокольчик закрывается. Кольцов добавлял в сосуд лишь одну каплю слабого раствора с ионами кальция. Через некоторое время (его всегда можно было рассчитать) первые ионы достигали сувоек. И их ножки тотчас же сворачивались. Значит, эти существа способны реагировать на отдельные заряженные атомы вещества.
В научных журналах того времени можно найти описание другого опыта Н. К. Кольцова. В банку с водой, где сидит лягушка, опущено золотое кольцо. И через некоторое время ее брюхо становится розовым. Кровеносные сосуды расширились и стали просвечивать сквозь тонкую кожицу. А много ли золота за это время растворилось в воде? Ничтожное количество.
Изучением чувствительности живого увлекся и фармаколог Н. П. Кравков. В 1926 году его труд о действии лекарственных препаратов посмертно был удостоен Ленинской премии. В опытах Кравкова индикатором тоже были кровеносные сосуды, но только не лягушки, а кроличьего уха. В ухо, отрезанное от тела животного (точнее, в кровеносные сосуды), лаборант впрыскивал физиологический раствор. Пройдя по системе сосудов, жидкость вытекала через открытые концы вен, и ее капли падали на чашку очень точных весов.
Когда в раствор добавляли немного адреналина, сосуды сужались, скорость истечения капель уменьшалась. «Живой прибор» работал безукоризненно. Самое любопытное, что он сигнализировал о некоторых веществах даже на расстоянии. Стоило поднести к уху свинцовую пластинку — и эффект был таким же, что и при введении раствора с адреналином.
Биолог А. Л. Чижевский сконструировал сверхчувствительный аппарат, который предупреждал о всплесках солнечной активности за неделю до их появления. Главной «деталью» прибора были бактерии, способные изменять свою окраску. На что они реагируют — на изменение электромагнитных полей или летящие от солнца частицы — до сих пор не выяснено.
Многие специалисты скептически относятся к созданию «живых» и «полуживых» приборов. Конечно же, инженеры не сомневаются в высокой чувствительности бактерий, мух, рыб и лягушек, их волнует другое — можно ли однозначно определить, что живой организм реагирует именно на изучаемое вещество. Сколько реакций у различных растений и животных на воздействие внешней среды? Ответ может получиться очень размазанным. А физический прибор всегда покажет правильный ответ, если он исправен и точно проградуирован.
Это вполне понятное сомнение. Конечно, прибор должен гарантировать воспроизводимость результатов при повторных измерениях. Биологи отдают себе в этом отчет и уже пытаются преодолеть эту трудность. Так, взят на вооружение условный рефлекс.
Скажем, у рыб условный рефлекс формируется на отдельные молекулы примеси веществ, попавших в воду. При попадании исследуемых концентраций веществ в воду рыбу можно научить уходить от сетки, через которую пропускается ток. А как доказать, что рыба реагирует именно на это вещество, а не на какой-либо другой раздражитель? Стереть память к этому веществу. Возможно ли это? Вполне. Найдено, что, если карасю после обучения ввести антибиотик пуромицин, он забудет рефлекс на это вещество, хотя все другие рефлексы у него сохранятся.
Сейчас способы регистрации биопотенциалов достигли такого совершенства, о которых в 20-е годы приходилось только мечтать. Теперь экспериментаторы научились отводить биотоки как от нервных ядер и узлов, так и от отдельных клеток. С помощью тончайших платиновых и золотых электродов можно снимать потенциалы с оболочек клеток и с нервных волокон. Так что подключиться к «живому прибору» или отдельному его датчику не представляет особого труда, хотя это ювелирная работа, выполняемая под микроскопом. Современным электрофизиологам удается регистрировать разность потенциалов порядка десятых долей милливольта.
На службе биологов уже стоят микроскопические по размерам световоды, фотосопротивления и фотоэлементы, с помощью которых можно следить за изменением цвета бактерий и формы клеток. А их можно применять как отдельные узлы «живых» или «полуживых» приборов.
Возможно, применение электронных и живых узлов даст новое поколение измерительной аппаратуры, способной избавиться от посторонней информации и различных помех. Сколько приходится ставить различных фильтров в приборах, чтобы выделить, например, нужное вещество, а это все усложняет анализирующие устройства и удорожает их. В то же время живые организмы умеют с помощью своих «датчиков» отсеивать лишнюю информацию. Так, глаз лягушки, особенно сетчатка, выбирает только нужные для животного сведения. Подобные механизмы переработки информации найдены в анализаторах животных, занимающих другое систематическое положение. Например, насекомые и пауки прекрасно «понимают» показания своих органов чувств. Органы обоняния у паука находятся не на голове, а на ногощупальцах (педипальпах) и кончике брюшка. Природный водоем паук обнаруживает на большом расстоянии. Но не находит банку с дистиллированной водой, поставленную почти рядом. По-видимому, пауки реагируют на ничтожные примеси солей в воде.
Говорят, что на вкус и цвет товарищей нет. Но ни одну муху не проведешь на сахарине. Она уверенно отличит его от сахара, прикоснувшись к порошку лапками. Оказывается, пространственный анализ веществ и их химический состав муха определяет одним только прикосновением лапок. Попробуем представить себе и биоприбор — отведем с помощью электродов потенциалы с нервных клеток мухи, а после усиления передадим на осциллограф, на экране которого каждому веществу будет соответствовать определенная осциллограмма. Имея набор кривых, полученных ранее от различных веществ, можно за одну минуту исследовать несколько веществ.
Недавно группа сотрудников кафедры энтомологии биологического факультета МГУ предложила способ записывать на осциллографе сигналы, идущие от вкусовых щетинок самки комара-пискуна. Оказалось, что любому химическому соединению соответствует строго определенная последовательность электрических импульсов. И это при концентрации в сотые доли миллиграмма в одном литре воды! Ученые ищут ключи к расшифровке осциллограмм. Если поиски будут успешными, можно надеяться на создание средства эффективного экспресс-анализа для химических лабораторий.
Науке известно 600 видов животных и 400 видов растений, выполняющих роль барометров, индикаторов влажности и температуры, предсказателей бурь и штормов.
Перед дождем выползают на берег пресноводные раки, перед бурей морские крабы также ведут себя. Мухи и осы перед ненастьем залетают в окна домов, пчелы сидят в улье и гудят. Если на лугу не видно бабочек-крапивниц, значит, через несколько часов начнется ливень. Кузнечики своим усиленным стрекотанием сообщают о хорошей погоде, на следующий день.
Посаженная в стеклянную банку с водой обычная пиявка, может стать настоящим барометром. К хорошей погоде она спокойно лежит на дне. Перед ненастьем присасывается к стеклу, ближе к поверхности, иногда даже немного высовывается из воды. Перед грозой она нервно плавает.
Люди заприметили, что накануне землетрясений, змеи и ящерицы покидают норы, птицы становятся беспокойными, коровы мычат, жалобно и надрывно блеют козы и овцы, глубоководные рыбы всплывают к поверхности. И сигнализируют они об опасности, за несколько дней до нее. Каким же образом им это удается? Есть предположение, что перед землетрясением увеличивается количество подземного газа радона. С больших глубин он поднимается к верхним слоям. Животные и растения ощущают это и соответственно реагируют. К тому же в земной коре происходят сильные электромагнитные колебания, к которым представители фауны весьма чувствительны.
Хотя человек и придумал много разных приборов, не нужно забывать о живых барометрах и термометрах. Внимательно приглядывайтесь к ним, узнавайте их повадки, ведь они не знают, сбоя и поломок.
Современные технологии позволяют отслеживать первые малейшие колебания земной коры, ее деформацию, изменение уровня грунтовых вод. Все это косвенные признаки, не дающие информации о времени наступления катастрофы. Точное же время можно установить за 10-15 секунд до его начала. Что уже не может помочь своевременной эвакуации людей из опасной зоны.
А вот животные начинают чувствовать приближение катастрофы гораздо раньше, проявляя признаки беспокойства, которые усиливаются по мере приближения землетрясения или цунами.
Животные, как дикие, так и домашние, начинают странно себя вести, почувствовав приближение опасности. У них встает дыбом шерсть, кошки громко мяукают, собаки воют и кусаются, кролики бегают по клеткам, коровы испуганно мычат. По мере приближения опасности, или находясь ближе к ее эпицентру, животные предпринимают попытки спастись, точно выбирая безопасные места. Их действия идеально правильны, как в учебнике по безопасности жизнедеятельности.
Так кошки уходят на открытые пространства, унося котят. Норные звери покидают свои норы. При угрозе цунами животные поднимаются вверх на холмы или удаляются от берега на безопасное расстояние. Перед землетрясениями бегемоты выходят на сушу, а перед цунами уплывают на глубину, чтобы их не выбросило гигантской волной.
В 2004 году в Тайланде за несколько часов до цунами целое стадо антилоп в панике убежало с побережья на ближайшие холмы, слоны кричали, разрывали цепи и убегали на возвышенности. Фламинго оставили низины, в которых традиционно живут и питаются, и улетели на возвышенности. Из 2000 обитателей одного из индийских заповедников во время цунами в декабре 2004 года погиб лишь один дикий кабан.
Сегодня ученые многих стран изучают возможность прогнозирования катастроф, основываясь на поведении животных. Большое внимание этому уделяется в Китае и Японии.
Японские древние легенды гласят, что мир создал сом. И, когда люди нарушают законы природы, сом начинает волноваться, бить хвостом и плавниками, что обязательно влечет за собой землетрясение.
Сегодня Токийские ученые изучают поведение сомов перед катастрофами, и утверждают, что сомы действительно проявляют признаки беспокойства накануне землетрясений.
На японских кораблях следят за поведением находящихся в аквариумах маленьких рыбок. Их поведение подсказывает, что приближается шторм.
Китайские ученые имели опыт всенародного отслеживания нестандартного поведения домашних и диких животных, что позволило в 1975 году в провинции Ляопин эвакуировать большое количество людей за несколько часов до землетрясения. Пока это единственный случай, когда результатом наблюдений за поведением животных стали конкретные действия по предотвращению гибли людей.
Ученые пока не могут дать точный ответ на вопрос, каковы механизмы чувствительности животных. Безусловно, они более тонко могут чувствовать совсем незначительные изменения в магнитном поле земли, электрическом поле, изменения давления воздуха и уровня шума, запах газа, идущий из недр земли.
Науке известны случаи, когда животные предугадывали схождение лавин.
Во время извержения вулкана Мон-Пеле на острове Мартиника за 30 секунд был уничтожен город Сен-Пьер, погибло 300 тысяч жителей и… только одна кошка. Домашние животные покинули город за несколько дней до катастрофы!
В Англии есть памятник кошкам. Во время Второй Мировой войны они своим поведением предупреждали о бомбардировках.
Эти, и многие другие факторы, дают право говорить не только о более тонких аппаратах чувствительности животных, но и о наличии у них некоего шестого чувства. Возможно именно оно помогает им абсолютно точно оценивать степень грозящей опасности, находить безопасные места, принимать решения в обстановке угрозы жизни, помогать людям.
Кстати, люди тоже наделены определенной чувствительностью, и в преддверии катастроф у человека учащается пульс, возбуждается нервная система. Но эти признаки могут быть вызваны чем угодно, и потому не могут быть использованы при прогнозировании катастроф. Исследования же поведения животных могут принести ощутимую пользу людям. Для этого нужно быть чуть-чуть более внимательными к окружающему нас миру и его обитателям. Которые инстинктивно или сознательно предупреждают нас об опасности, и, частенько, показывают путь к спасению.
При помощи сверчка можно определить температуру в помещении. Чем теплее – тем быстрее они стрекочут. Если сосчитать сколько звуков издает сверчок за 14 секунд и прибавить сорок, то получится температура помещения по фаренгейту.
В Южной Америке издавна следят за поведением стрекоз. Эти насекомые сбиваются в стаи и улетают перед ураганом.
Пингвины ложатся на снег и направляют свои клювы в ту сторону, откуда грядет ненастье.
Пчелы залепляют леток на голодную зиму или оставляют его открытым, если зима будет теплой.
Медведь устраивается в берлогу тем выше, чем более снежной будет зима, и, следовательно, более высокий паводок.
Перед дождем муравьи забираются повыше, коровы ложатся, лягушки чаще квакают, а кольца овечьей шерсти распускаются.
Почему крысы бегут с корабля?
Во все времена, если моряки замечали, что крысы покидают корабль перед отплытием, это считалось дурным знаком. Корабль, покинутый грызунами, непременно попадал в шторм или натыкался на рифы. Каким образом хвостатые чувствуют опасность? Современная наука пока не может этого объяснить. Согласно одной из версий, крысы чувствуют низкочастотные колебания, которые происходят в водной среде незадолго до начала шторма. Подобными способностями обладают медузы – на краю купола у них расположены органы слуха, чувствительные к колебаниям. Купол, подобно рупору, усиливает низкочастотные звуки, что позволяет медузам вовремя уйти на безопасную глубину.
Однако в случае с крысами все далеко не так очевидно. Еще во время Второй мировой войны было замечено, что грызуны предчувствуют не только надвигающийся шторм, но и другие несчастья, которые ожидают корабль в будущем. Например, торпедные атаки. В то время в Мурманске было предпринято целое расследование – военное начальство пыталось выяснить, почему моряки то и дело пытаются перевестись с одного корабля на другой, порой хуже вооруженный и менее быстроходный. Оказалось, что люди пытаются покидать корабли вслед за крысами: моряки заметили, что суда, брошенные грызунами, непременно встречаются с немецкими подлодками и никогда не возвращаются в порт назначения. Несмотря на попытки командования доказать, что крысы не могут знать будущего, люди любой ценой старались перевестись с обреченного судна.
Каким образом крысам удавалось предвидеть гибель кораблей – загадка. Еще один пример, подтверждающий феноменальные способности грызунов, – массовый исход крыс из Сталинграда незадолго до того, как город подвергся немецкой атаке.
Живые локаторы
Способностью предчувствовать приближение беды обладают не только крысы. Звание «живых локаторов» по праву досталось домашним кошкам. Во время Второй мировой войны мурок использовали в качестве предсказателей авиаударов. Перед вражескими налетами кошки вели себя необычно – шипели, прятались, пытались покинуть дома. Хозяева смекнули, что странное поведение домашних любимцев предупреждает о необходимости отправляться в бомбоубежище. За свои необыкновенные способности кошки даже получали специальную награду. В военное время в Великобритании и Франции кошкам, которые помогли спасти человеческие жизни, вручали медаль с гравировкой «Мы тоже служим Родине».
Кошачьи способности предвидеть катастрофы используются и по сей день. Так, в сейсмоопасных районах трудно найти дом, в котором не было бы кошки. Жители опасных мест заметили, что мурки знают о будущих землетрясениях и извержениях вулканов не хуже ученых.
Но что же чувствуют кошки? По одной из версий, они обладают более тонким, чем у людей, слухом, поэтому могут улавливать микросейсмические колебания в земной коре, по другой версии – животные чувствуют изменения магнитного поля земли перед извержением вулканов или подземными толчками. Однако ни та, ни другая версия так и не нашли подтверждения. Скептики же и вовсе считают, что все описанные примеры, когда животные предупреждают людей о надвигающейся беде, – не более чем случайность.
Но, несмотря на то, что удивительные способности животных так и не получили подтвержения от официальной науки, люди стараются использовать такие приметы. Так, в 1975 году, заметив необычное поведение обитателей зоопарков и домашних любимцев, китайские власти эвакуировали население целого города, который вскоре был полностью разрушен семибалльным землетрясением. Такая «наблюдательность» животных позволила спасти более 90 тысяч жизней.
Хозяин, я с тобой!
Кошки, собаки, грызуны способны предчувствовать не только природные катастрофы, но и беду, угрожающую хозяину. Так, в США, Канаде и Европе существуют специальные школы для собак, где животных обучают помогать людям, страдающим эпилепсией. Собаки могут предчувствовать надвигающийся приступ по незначительному изменению запаха, цвета кожи и величины зрачков хозяина. Специально тренированные животные не дают своим владельцам перед началом припадка выйти на проезжую часть, подставляют тело под падающего хозяина и «напоминают» человеку о том, что нужно заблаговременно лечь или сесть. Собак также обучают сидеть рядом с потерявшим сознание хозяином и оберегать его от грабителей.
Один из таких псов – пудель по кличке Сейко – не раз спасал жизнь своей хозяйке Сью Хофман, уберегая ее от падений на автостраде. А однажды Сейко почуял, что с хозяйкой случилась беда в ванной. Громким лаем пудель позвал на помощь родных Сью, тем самым не дав ей утонуть.
Есть примеры и того, когда животные чувствуют угрожающую человеку беду на расстоянии. Описан случай, когда кот пришел на кладбище, чтобы сказать последнее «прости» хозяину, разбившемуся на машине в другом городе. В день похорон усатый друг уселся рядом с могилой, будто зная, кому она предназначена.
Другой кот, по кличке Оскар, в свое время живший в одном из американских домов престарелых, получил зловещее имя умеющего чуять смерть. Обычно дикий и нелюдимый, он неизменно приходил к постели пациента, которому суждено было умереть. По свидетельствам медсестер, Оскар никогда не ошибался. Когда его силой пытались выставить из палаты с обреченным, он начинал истошно мяукать и царапать дверь. Что заставляло Оскара вести себя подобным образом, неизвестно.
Источники:
http://www.zyblik.info/pticpos/kanpodvig.htm
http://biologylib.ru/books/item/f00/s00/z0000019/st002.shtml
http://www.bibliotechnaya-tusovka.ru/glavnaya/k-uroku/zhivye-pribory.html
http://mag-x.ru/%D0%B6%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B5/
http://www.aif.ru/health/psychologic/26509