Из скольки атомов состоит вирус

1. Но начнем мы совсем с другой стороны. Прежде чем отправиться в путешествие к глубинам материи, давайте обратим свой взор вверх.

Например, известно, что до Луны в среднем почти 400 тысяч километров, до Солнца — 150 миллионов, до Плутона (который уже не виден без телескопа) — 6 миллиардов, до ближайшей звезды Проксимы Центавра — 40 триллионов, до ближайшей крупной галактики туманности Андромеды — 25 квинтиллионов, и наконец до окраин обозримой Вселенной — 130 секстиллионов.

2. Если на одном конце логарифмической шкалы отложить самое маленькое известное расстояние во Вселенной, а на другом — самое большое, то посередине окажется… песчинка. Её диаметр — 0.1 мм.

3. Если положить в ряд 400 млрд песчинок, их ряд обогнёт весь земной шар по экватору. А если собрать эти же 400 млрд в мешок, весить он будет около тонны.

4. Толщина человеческого волоса — 50–70 микронам, то есть их 15–20 штук на миллиметр. Для того чтобы выложить ими расстояние до Луны, потребуется 8 триллионов волос (если складывать их не по длине, а по ширине, конечно). Поскольку на голове у одного человека их около 100 тысяч, то если собрать волосы у всего населения России, до Луны хватит с лихвой и даже еще останется.

5. Размер бактерий — от 0.5 до 5 микрон. Если увеличить среднюю бактерию до такого размера, что она удобно ляжет нам в ладонь (в 100 тысяч раз), толщина волоса станет равной 5 метрам.

6. Кстати, внутри человеческого тела обитает целый квадриллион бактерий, а их общий вес составляет 2 килограмма. Их, собственно, даже больше, чем клеток самого тела. Так что вполне можно сказать, что человек — это просто такой организм, состоящий из бактерий и вирусов с небольшими вкраплениями чего-то еще.

7. Размеры вирусов различаются еще больше, чем бактерий, — чуть ли не в 100 тысяч раз. Если бы дело обстояло так с людьми, то они были бы ростом от 1 сантиметра до 1 километра, и их социальное взаимодействие стало бы любопытным зрелищем.

8. Средняя длина наиболее распространенных разновидностей вирусов — 100 нанометров или 10^(-7) степени метра. Если мы снова выполним операцию приближения таким образом, чтобы вирус стал размером с ладонь, то длина бактерии будет 1 метр, а толщина волоса — 50 метров.

9. Длина волны видимого света — 400–750 нанометров, и увидеть объекты меньше этой величины попросту невозможно. Попытавшись осветить такоей объект, волна просто обогнет его и не отразится.

11. Вдоль окружности земного шара можно плотно разместить 400 триллионов вирусов. Много. Такое расстояние в километрах свет проходит за 40 лет. Но если собрать их всех вместе, то они легко поместятся на кончике пальца.

12. Примерный размер молекулы воды — 3 на 10^(-10) метра. В стакане воды таких молекул 10 септиллионов — примерно столько миллиметров от нас до Галактики Андромеды. А в кубическом сантиметре воздуха молекул 30 квинтиллионов (в основном, азота и кислорода).

13. Диаметр атома углерода (основы всей жизни на Земле) — 3.5 на 10^(-10) метра, то есть даже чуть больше, чем молекулы воды. Атом водорода в 10 раз меньше — 3 на 10^(-11) метра. Это, конечно, мало. Но насколько мало? Поражающий всякое воображение факт состоит в том, что мельчайшая, едва различимая крупинка соли состоит из 1 квинтиллиона атомов.

Давайте обратимся к нашему стандартному масштабу и приблизим атом водорода так, чтобы он удобно лег в руку. Вирусы тогда будут 300-метрового размера, бактерии 3-километрового, а толщина волоса станет равна 150 километрам, и даже в лежащем состоянии он выйдет за границы атмосферы (а в длину может достать и до Луны).

18. Итак, на размерах 10^(-35) метра нас ждет такое замечательное понятие, как планковская длина, — минимальное расстояние из возможных в реальном мире (насколько это принято считать в современной науке).

20. Наконец мы подошли к самой структуре мироздания — масштабу, на котором пространство становится похожим на время, время на пространство, и происходят разные другие причудливые штуки. Дальше уже ничего нет (наверное)…

Представители царства вирусов – особая группа жизненных форм. Они имеют не только узкоспециализированное строение, но и характеризуются специфическим обменом веществ. В данной статье мы изучим неклеточную форму жизни – вирус. Из чего состоит, как размножается и какую роль он играет в природе, вы узнаете, прочитав ее.

Открытие неклеточных форм жизни

Российский ученый Д. Ивановский в 1892 году занимался изучением возбудителя болезни табака – табачной мозаики. Он установил, что патогенный агент не относится к бактериям, а является особой формой, в последующем названной вирусом. В конце 19 века в биологии еще не использовали микроскопы с высокой разрешающей способностью, поэтому ученый не смог узнать, из каких молекул состоит вирус, а также увидеть и описать его. После создания электронного микроскопа в начале 20 столетия мир увидел первых представителей нового царства, оказавшихся причиной многих опасных и трудно излечимых болезней человека, а также других живых организмов: животных, растений, бактерий.

Положение неклеточных форм в систематике живой природы

Как было сказано ранее, эти организмы объединены в пятое царство живой природы - вирусы. Главный морфологический признак, характерный для всех вирусов, – отсутствие клеточного строения. До сих пор в научном мире не прекращаются дискуссии по вопросу, являются ли неклеточные формы живыми объектами в полном смысле этого понятия. Ведь все проявления метаболизма у них возможны только после проникновения в живую клетку. До этого момента вирусы ведут себя, как объекты неживой природы: у них отсутствуют реакции обмена веществ, они не размножаются. В начале 20 столетия перед учеными возникла целая группа вопросов: что такое вирус, из чего состоит его оболочка, что находится внутри вирусной частицы? Ответы были получены в результате многолетних исследований и экспериментов, послуживших основой для новой научной дисциплины. Она возникла на стыке биологии и медицины и называется вирусологией.

Особенности строения

Если в состав оболочки входят еще и липопротеидные субъединицы, являющиеся на самом деле частью цитоплазматической мембраны клетки хозяина, такие вирусы называются сложными (возбудители оспы и гепатита В). Часто в состав поверхностной оболочки вируса входят и гликопротеиды. Они выполняют сигнальную функцию. Таким образом, как и оболочка, так и сам вирус состоят из молекул органического компонента – протеина и нуклеиновых кислот (ДНК или РНК).

Как вирусы проникают в живые клетки

Ранее мы рассмотрели особенности строения оболочки внутриклеточного паразита. Вирус состоит из молекул органического и биологического вещества, а его поверхностная структура содержит специальные белки, узнающие плазмалемму живой клетки. Поэтому неклеточные формы поражают конкретные типы клеток определенных биологических видов организмов. Например, вирусы чумы собак не представляют опасности для здоровья человека. Внутрь клетки паразит попадает несколькими способами:

1. Слиянием своей оболочки с мембраной клетки (вирус гриппа).
2. Путем пиноцитоза (возбудитель полиомиелита животных).
3. Через повреждение клеточной стенки (вирусы растений).

Размножение вирусов

Как только паразит попал в клетку, молекулы его нуклеиновой кислоты, вклиниваясь в геном ядра, передают информацию о строении протеиновых частиц и запускают процесс биосинтеза собственных белков. При этом используются рибосомы, молекулы АТФ, т-РНК клетки-хозяина. Параллельно в зараженной клетке происходит редупликация наследственной информации. Напомним, что из белка и нуклеиновой кислоты состоят вирусы, называемые простыми. Их частицы содержат РНК, которая сразу же связывается с субъединицами рибосом клетки-хозяина и индуцирует биосинтез молекул протеинов вируса.

Итогом нападения возбудителя на клетку становится соединение ДНК или РНК вируса с собственными белковыми частицами. Таким образом, вновь образованный вирус состоит из молекул нуклеиновых кислот, покрытых упорядоченными частицами протеидов. Мембрана клетки-хозяина разрушается, клетка гибнет, а вышедшие из неё вирусы внедряются в здоровые клетки организма.

Явление обратной редупликации

В начале изучения представителей данного царства бытовало мнение, что вирусы состоят из клеток, но уже опыты Д. Ивановского доказали, что возбудителей невозможно выделить с помощью микробиологических фильтров: патогены проходили через их поры и оказывались в фильтрате, который сохранял вирулентные свойства.

Дальнейшими исследованиями был установлен тот факт, что вирус состоит из молекул органического вещества и проявляет признаки живой субстанции только после своего непосредственного проникновения в клетку. В ней он начинает размножаться. Большинство РНК-содержащих вирусов размножаются так, как было описано выше, но некоторые из них, например вирус СПИДа, в ядре клетки-хозяина вызывает синтез ДНК. Это явление называется обратной репликацией. Затем на молекуле ДНК синтезируется и-РНК вируса, а уже на ней начинается сборка вирусных белковых субъединиц, образующих его оболочку.

Особенности бактериофагов

Что представляет собой бактериофаг - клетку или вирус? Из чего состоит эта неклеточная форма жизни? Ответы на эти вопросы таковы: это вирус, поражающий исключительно прокариотические организмы – бактерии. Строение его достаточно своеобразно. Вирус состоит из молекул органического вещества и делится на три части: головку, стержень (чехол) и хвостовые нити. В передней части – головке - находится молекула ДНК. Далее следует чехол, имеющий внутри полый стержень. Хвостовые нити, прикрепленные к нему, обеспечивают соединение вируса с рецепторными локусами плазматической мембраны бактерии. Принцип действия бактериофага напоминает шприц. После сокращения белков чехла молекула ДНК попадает в полый стержень и далее впрыскивается в цитоплазму клетки-мишени. Теперь зараженная бактерия будет синтезировать ДНК вируса и его белки, что неизбежно приведет к её гибели.

Как организм защищает себя от вирусных инфекций

Природа создала особые защитные приспособления, противостоящие вирусным заболеваниям растений, животных и человека. Сами возбудители воспринимаются их клетками как антигены. В ответ на присутствие вирусов в организме вырабатываются иммуноглобулины – защитные антитела. Органы иммунной системы - тимус, лимфатические узлы - реагируют на вирусное вторжение и способствуют выработке защитных протеинов – интерферонов. Эти вещества угнетают развитие вирусных частиц и тормозят их размножение. Оба вида защитных реакций, рассмотренных выше, относятся к гуморальному иммунитету. Другая форма защиты – клеточная. Лейкоциты, макрофаги, нейтрофилы поглощают вирусные частицы и расщепляют их.

Значение вирусов

Не секрет, что оно в основном негативное. Эти ультрамалые патогенные частицы (от 15 до 450 нм), видимые только в электронный микроскоп, вызывают целый букет опасных и трудноизлечимых заболеваний всех без исключения организмов, существующих на Земле. Так, у человека вирусы поражают жизненно важные органы и системы, например нервную (бешенство, энцефалит, полиомиелит) иммунную (СПИД), пищеварительную (гепатит), дыхательную (грипп, аденоинфекции). Животные болеют ящером, чумой, а растения - различными некрозами, пятнистостями, мозаичностью.

Многообразие представителей царства не изучено до конца. Доказательством служит то, что до сих пор открывают новые виды вирусов и диагностируют ранее не встречающиеся заболевания. Например, в середине 20 столетия в Африке был обнаружен вирус Зика. Он находится в организме комаров, которые при укусе заражают человека и других млекопитающих. Симптомы заболевания свидетельствуют о том, что возбудитель поражает прежде всего отделы центральной нервной системы и вызывает у новорожденных микроцефалию. Люди, являющиеся носителями этого вируса, должны помнить, что они представляют потенциальную опасность для своих партнеров, так как в медицинской практике зарегистрированы случаи передачи заболевания половым путем.

К положительной роли вирусов можно отнести их использование в борьбе против видов-вредителей, в генной инженерии.

В данной работе мы рассказали, что такое вирус, из чего состоит его частица, как организмы защищают себя от патогенных агентов. Также мы определили, какую роль играют неклеточные формы жизни в природе.

Горы, звезды, люди — все, что мы видим вокруг, состоит из крошечных атомов. Атомы маленькие. Очень и очень. С детства мы знаем, что все вещество состоит из скоплений этих крошечных штучек. Также мы знаем, что их нельзя увидеть невооруженным глазом. Мы вынуждены слепо верить этим заявлениям, не имея возможности проверить. Атомы взаимодействуют друг с другом и по кирпичикам составляют наш мир. Откуда мы это знаем? Многие не любят принимать утверждения ученых за чистую монету. Давайте вместе с наукой пройдем путь от осознания атомов до непосредственного доказательства их существования.

Может показаться, что есть простой способ доказать существование атомов: засунуть их под микроскоп. Но этот подход не сработает. Даже самые мощные микроскопы, фокусирующие свет, не могут визуализировать один атом. Объект становится видимым, поскольку отражает световые волны. Атомы настолько меньше длины волны видимого света, что они вовсе не взаимодействуют. Иными словами, атомы невидимы даже для света. Однако атомы все же оказывают наблюдаемые эффекты на некоторые вещи, которые мы можем увидеть.

50 лет спустя, в 1827 году, шотландский ботаник Роберт Броун описал нечто удивительно похожее. Изучая пыльцевые гранулы под микроскопом, Броун обнаружил, что некоторые гранулы испускают крошечные частицы — которые затем удалялись от пыльцы в случайном нервном танце.

Сначала Броун подумал, что частицы были каким-то неизвестным организмом. Он повторил эксперимент с другими субстанциями, вроде каменной пыли, которая явно была неживой, и снова увидел странное движение.

Потребовалось почти сто лет, чтобы наука нашла объяснение. Пришел Эйнштейн и разработал математическую формулу, которая предсказывала тот самый особенный тип движения — тогда названный броуновским движением, в честь Роберта Броуна. Теория Эйнштейна заключалась в том, что частицы пыльцевых гранул постоянно перемещались, поскольку в них врезались миллионы крошечных молекул воды — молекул, состоящих из атомов.

К 1908 году наблюдения, подкрепленные расчетами, показали, что атомы реальны. За десять лет физики существенно продвинулись вперед. Растягивая отдельные атомы, они начали понимать их внутреннюю структуру.

Но как мы узнали, что эти частицы там? Ответ в том, что они хоть и маленькие, но имеют большое влияние. Британский физик Томсон, открывший электроны, использовал прекрасный метод, чтобы доказать их существование в 1897 году.

У него была трубка Крукса — кусок стекла смешной формы, из которого машиной был высосан почти весь воздух. К одному концу трубки подводили отрицательный электрический заряд. Этого заряда было достаточно, чтобы выбить у молекул оставшегося в трубке газа часть электронов. Электроны заряжены отрицательно, поэтому летели к другому концу трубки. Благодаря частичному вакууму, электроны пролетали через трубку, не встречая на своем пути крупные атомы.

Электрический заряд приводил к тому, что электроны двигались очень быстро — порядка 59 500 километров в секунду — пока не врезались в стекло на дальнем конце, выбивая еще больше электронов, которые прятались в его атомах. Удивительно, но столкновение между этими умопомрачительно крошечными частицами производило столько энергии, что порождало фантастическое зелено-желтое свечение.

Поскольку Томсон обнаружил, что может управлять пучками электронов с помощью магнитов и электрических полей, он знал, что это были не просто странные лучи света, — это были заряженные частицы.

И если вам интересно, как эти электроны могут летать независимо от своих атомов, то это благодаря процессу ионизации, в котором — в данном случае — электрический заряд меняет структуру атома, выбивая электроны в пространство поблизости.

В частности, благодаря тому что электронами так просто манипулировать и двигать, стали возможны электрические схемы. Электроны в медном проводе движутся подобно поезду от одного атома меди к другому — потому-то провод передается по проводу. Атомы, как мы уже сказали, это не цельные кусочки вещества, а системы, которые можно модифицировать или разобрать на структурные элементы.

Эксперименты начала 20 века выявили эти положительно заряженные частицы и в то же время раскрыли внутреннюю структуру атома — похожую на солнечную систему.

Эрнест Резерфорд и его коллеги взяли очень тонкую металлическую фольгу и поставили ее под луч положительно заряженного излучения — поток крошечных частиц. Большая часть мощного излучения прошла насквозь, как и полагал Резерфорд, учитывая толщину фольги. Но, к удивлению ученых, часть его отскочила.

Резерфорд предположил, что атомы в металлической фольге должны содержать небольшие плотные области с положительным зарядом — ничто иное не обладало бы достаточным потенциалом, чтобы отразить такое мощное излучение. Он обнаружил положительные заряды в атоме — и одновременное доказал, что все они связаны в плотной массе, в отличие от электронов. Другими словами, он продемонстрировал существование плотного ядра в атоме.

Оставалась проблема. К тому моменту уже могли рассчитать массу атома. Но учитывая данные о том, какими тяжелыми должны были быть частицы ядра, идея того, что все они положительно заряжены, не имела смысла.

Сначала предположили, что в ядре есть шесть других ядерных частиц с массой протона, но заряженных отрицательно: нейтроны. Но никто не смог это доказать. На самом деле, нейтроны не могли найти до 1930-х годов.

За несколько лет до этого другие физики экспериментировали с радиацией. Они запускали положительно заряженное излучение — того типа, который использовал Резерфорд в поисках ядра — в атомы бериллия. Бериллий испускал собственную радиацию: излучение, которое не было заряжено положительно или отрицательно и могло проникать глубоко в материал.

К этому времени другие выяснили, что гамма-излучение было нейтральным и проникало глубоко, поэтому физики считали, что именно его испускают атомы бериллия. Но Чедвик так не считал.

Он самостоятельно произвел новое излучения и направил его на вещество, которое, как он знал, было богатым на протоны. Неожиданно оказалось, что протоны были выбиты из материала словно бы частицами с идентичной массой — будто шарики для бильярда другими шариками.

Гамма-излучение не может отражать протоны таким образом, поэтому Чедвик решил, что искомые частицы должны иметь массу протона, но другой электрический заряд: и это нейтроны.

Все основные частицы атома были найдены, но на этом история не заканчивается.

Хотя мы узнали об атомах много больше, чем знали раньше, их было трудно визуализировать. В 1930-х годах никто не располагал их снимками — и многие люди хотели их увидеть, чтобы принять их существование.

Важно отметить, впрочем, что методы, используемые учеными вроде Томсона, Резерфорда и Чедвика, проложили путь к новому оборудованию, которое в конце концов помогло нам произвести эти снимки. Пучки электронов, которые Томсон генерировал в своем эксперименте с трубкой Крукса, оказались особенно полезными.

Сегодня подобные пучки генерируются электронными микроскопами, и самый мощный из таких микроскопов может на самом деле делать снимки отдельных атомов. Это потому, что электронный пучок обладает длиной волны в тысячи раз короче пучка света — настолько короткой, по сути, что волны электронов могут отражаться от крошечных атомов и выдавать картинку, чего не могут световые пучки.

Нил Скиппер из Университетского колледжа в Лондоне говорит, что такие изображения полезны для людей, которые хотят изучать атомную структуру специальных веществ — вроде тех, что используются в производстве батарей для электромобилей, к примеру. Чем больше мы знаем об их атомной структуре, тем лучше нам удается проектировать батареи, делать их эффективными и надежными.

Можно также понять, как выглядят атомы, просто тыкнув в них. Так, по сути, работает атомно-силовая микроскопия.

Недавно ученые опубликовали прекрасные снимки молекулы до и после химической реакции с помощью этого метода.

Скиппер добавляет, что многие атомные ученые исследуют, как структура вещей меняется при воздействии высокого давления или температуры. Большинство людей знает, что когда вещество нагревается, оно часто расширяется. Теперь можно обнаружить атомные изменения, которые происходят при этом, что зачастую оказывается полезным.

Скиппер и другие физики также могут работать с атомами, используя нейтронные пучки, впервые обнаруженые Чедвиком в 1930-х.

Но атомы не всегда просто находятся там, в стабильном состоянии, ожидая, пока их изучат. Иногда они распадаются — то есть являются радиоактивными.

Существует множество естественных радиоактивных элементов. Этот процесс генерирует энергию, которая легла в основу ядерной энергетики — и ядерных бомб. Физики-ядерщики, как правило, пытаются лучше понять реакции, при которых ядро проходит через фундаментальные изменения вроде этих.

Поскольку в области, где была обнаружена радиация, могут присутствовать все типы атомов, особенно после крупной ядерной реакции, важно точно знать, какие радиоактивные изотопы присутствуют. Такое обнаружение обычно проводится на ядерных станциях или в зонах, где произошла ядерная катастрофа.

Мы мало работали непосредственно с атомами — разве что поняли, что это прекрасные сложные структуры, которые могут претерпевать удивительные изменения, многие из которых происходят в природе. Изучая атомы таким образом, мы улучшаем собственные технологии, извлекаем энергию из ядерных реакций и лучше понимаем природный мир вокруг нас. Мы также получили возможность защищать себя от радиации и изучать, как меняются вещества в экстремальных условиях.

Многие явления, открытые в разнообразных областях науки, проходят и в человеческом теле. От ДНК до атомов, составляющих нас, человеческое тело – чудо с точки зрения науки.

1. Аппендикс


У аппендикса плохая репутация. Его обычно считают частью тела, которая потеряла своё предназначение миллионы лет назад. Похоже – единственным его предназначением является вызов аппендицита. Однако недавно было открыто, что аппендикс очень полезен для бактерий нашей пищеварительной системы. Они используют его, чтоб передохнуть от напряжённой работы в пищеварительном канале и как место для размножения. Уважайте и заботьтесь о своём аппендиксе!

2. Громадные молекулы

Фактически всё, что мы ощущаем, создано из молекул. Они разнятся в размерах от простых пар атомов, таких как молекула кислорода, до сложных органических структур. Самая большая в природе молекула находится в нашем теле. Ею является 1-я хромосома. Обычная клетка тела человека содержит 23 пары хромосом в своём ядре, каждая из которых является одиночной, длинной молекулой ДНК. Первая хромосома – самая большая и состоит из около 10 миллиардов атомов, что позволяет ей хранить большое количество генов.

Сложно представить себе, насколько малы атомы, из которых состоит тело человека до тех пор, пока не узнаешь, сколько их в нас. Взрослый человек состоит из около 7 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (7 октиллионов) атомов.

4. Потеря шерсти


Сложно поверить, но у нас примерно столько же волос на теле, сколько и у шимпанзе, но волоски настолько тонки, что они почти невидимы. На данный момент неизвестно почему люди потеряли свою защитную шерсть. Предположительно это случилось, чтобы позволить древним людям легче потеть, осложнить жизнь таким паразитам, как вши и клещи, или, возможно, потому что наши предки вели частично водный образ жизни.

Однако, самое интересное объяснение состоит в том, что первые люди должны были больше сотрудничать с того момента, как они начали заселять саванны. Когда животных специально выводят для сотрудничества, как когда-то мы сделали с волками, чтобы получить собак, они становятся больше похожими на детей. В 1950-х годах в СССР начался удивительный эксперимент, продолжающийся до сих пор, задачей которого является вывод при помощи селекции наиболее пригодных для обучения лис. Со временем взрослые лисы стали более похожими на больших лисят – они стали больше времени проводить за играми, развили висячие уши, подвижные хвосты и узорные шубки. Люди также похожи на младенцев обезьян – большие головы, маленькие рты и более тонкие волоски на теле.

5. Эволюция мурашек по коже


Мурашки достались нам от предков по эволюции. Они проявляются, когда маленькие мускулы рядом с луковицей каждого волоска напрягаются, и приподнимают волосок. Если бы у нас была шерсть – за счёт этого она бы распушилась и легче пропускала воздух. Но из-за того, что наши волоски слишком тонкие, мурашки просто делают нашу кожу странно выглядящей.

Мы также ощущаем, как наши волосы поднимаются, когда мы испуганы или испытываем сильные эмоции. Многие млекопитающие в случае опасности распушаются, чтоб выглядеть больше и опасней. Люди также когда-то обладали подобным защитным механизмом, но сейчас эффект уже не тот. Мы всё ещё чувствуем, как наши волосы поднимаются, но не становимся больше от этого.

6. Космическая травма


Если верить научной фантастике, с телом человек произойдут ужасные вещи, если оно попадёт без скафандра в космос. Однако это по большей части вымысел. Человек бы испытал некоторый дискомфорт от того, что воздух в теле бы расширился, но человек бы не взорвался, как любят показывать в голливудских фильмах. Да, жидкости в вакууме кипят, но сердечнососудистая система поддерживает кровь под давлением, так что с человеком бы всё было хорошо. И, несмотря на то, что в космосе очень холодно, человек не потеряет тепло слишком быстро. Как доказывают термосы, вакуум отличный изолятор.

На практике человек умрёт в космосе от простой недостачи воздуха. В 1965 году в вакуумной камере NASA в скафандре испытуемого образовалась утечка. Жертва выжила и оставалась в сознании около 14 секунд. Точное время, которое человек способен выжить в открытом космосе, неизвестно, но скорее всего, составляет от одной до двух минут.

7. Сжатие атомов

Атомы, из которых состоят наши тела, по большей части – пустое место. Несмотря на огромное количество атомов в нашем теле, без этого пустого места нас можно было бы сжать в маленький объём. Ядро, которое составляет большую часть вещества атома, настолько меньше всей структуры, что его можно сравнить с мухой в соборе. Если бы мы потеряли всё пустое место атомов, тело можно было бы вместить в куб со стороной в 1/500 сантиметра. Нейтронные звёзды состоят из материи, сжатой именно таким способом. В одном кубическом сантиметре вещества нейтронной звезды содержится около 100 миллионов тонн материи.

8. Электромагнитное отталкивание

Атомы, из которых состоит материя – никогда не касаются друг друга. Чем ближе они друг к другу, тем больше сила отталкивания между электрическими зарядами их компонентов. Это всё равно, что пытаться соединить два сильных магнита одной стороной. Подобное явление происходит даже тогда, когда объекты касаются друг друга. Когда вы сидите на стуле – вы не касаетесь его. Вы парите на небольшой высоте над ним, поддерживаемые силой отталкивания атомов.

9. Звёздная пыль


Возраст любого атома вашего тела – миллиарды лет. Водород, самый распространённый элемент во вселенной и важная часть нашего тела, был создан во время Большого Взрыва около 13.7 миллиардов лет назад. Более тяжёлые атомы, такие как углерод и кислород, были созданы в звёздах 7-12 миллиардов лет назад и были выброшены в космос, когда звёзды взрывались. Некоторые из взрывов были настолько сильны, что они произвели элементы тяжелее железа, которые не могут производить звёзды. Это значит, что состав вашего тела по-настоящему древний. Вы – звёздная пыль.

10. Красная кровь


Когда люди видят кровь, они предполагают, что она красная из-за железа, содержащегося в нём, а ржавчина, как всем известно, обладает красноватым оттенком. Но наличие железа в нашей крови – просто совпадение. Красный цвет обуславливается порфириновым соединением в гемоглобине, к которому прикрепляется железо. Интенсивность красного цвета гемоглобина зависит от того, присутствует ли кислород в данном соединении. Если кислород присутствует – он меняет структуру порфирина и придаёт красным кровяным тельцам более яркий цвет.

11. Вирусы


Удивительно, но не вся ДНК в наших хромосомах происходит от наших предков – некоторая часть была позаимствована из других источников. Наш ДНК включает гены, как минимум восьми ретровирусов. Это разновидность вирусов, которые использует механизмы кодирования ДНК, чтобы захватить клетку. В какой-то момент эволюции человека, эти гены были встроены в наш ДНК. Эти вирусные гены в ДНК сейчас выполняют важные функции в размножении человека, хотя они и полностью чужеродны нашему генетическому наследию.

12. Другая жизнь

Если оценивать по количеству клеток, в нас больше бактериальной жизни, чем нас самих. Тело человека состоит из 10 триллионов клеток, но клеток бактерий в нашем теле в 10 раз больше. Большинство бактерий, проживающих в нас дружелюбны – они не наносят никакого вреда, а некоторые даже полезны.

В 1920-х годах американский исследователь пытался узнать если животные способны жить без бактерий, надеясь на то, что мир без бактерий был бы более здоровым. Джеймс Рейнерс (James Reyniers) посвятил свою жизнь созданию среды без бактерий, где могли бы жить животные. Результат ожидаем. Животные могут жить в такой среде, но многие из них умирали, а те, кто выживал, должны были получать специальный корм. Такое явление обусловлено бактериями в пищеварительном тракте, помогающими переваривать пищу. Человек может существовать без них, но без ферментов, выделяемых этими бактериями, пищеварение будет сильно осложнено.

13. Оккупанты ресниц


В зависимости от вашего возраста, скорее всего у вас, есть железница угревая (ресничный клещ). Эти маленькие существа питаются выделениями сальных желез волосяных фолликул. Обычно они безвредны, но у некоторых могут вызвать аллергическую реакцию. Угревые клещи почти прозрачны и дорастают до размеров 1/3 мм, так что невооружённым глазом увидеть их невозможно. Однако если поместить ресничку или волосок из брови под микроскоп можно заметить этих существ. Клещи имеются у около половины населения Земли, а с возрастом этот коэффициент увеличивается.

14. Датчик фотонов


Наши глаза очень чувствительны и способны заметить всего несколько фотонов света. Если ясной ночью вы посмотрите на созвездие Андромеды, вы сможете разглядеть небольшое пятнышко света, видное невооружённым взглядом. Если вы способны разглядеть это пятнышко – вы видите настолько далеко, насколько возможно без использования технологии. Андромеда – ближайшая к Млечному Пути большая галактика, расстояние до неё составляет 2.5 миллиона световых лет. Фотоны, которые вы увидите, начали своё путешествие ещё тогда, когда человека ещё не было. Первым людям ещё предстояло эволюционировать. Таким образом, вы способны увидеть невообразимо далеко и смотреть в прошлое на 2.5 миллиона лет назад.

15. Число чувств

Вопреки распространённому мнению, у человека больше пяти чувств. Вот простой пример: поднесите руку на несколько сантиметров от горячего утюга. Ни одно из ваших пяти чувств не может предупредить вас, что вы обожжётесь. Однако вы можете почувствовать, что утюг горяч с дистанции и не прикоснётесь к нему. Это дополнительное чувство обеспечивается сенсорами тепла в нашей коже. Аналогичным образом мы можем чувствовать боль или знать, что мы расположены вверх ногами.

Другой быстрый тест. Закройте глаза и дотроньтесь до кончика носа. Вы используете не пять основных чувств, чтобы найти его, а проприоцепцию. Проприоцепция – чувство, позволяющее нам знать, где находятся наши части тела. Это мета-чувство, комбинирующее знание вашего мозга о том, что делают сейчас мышцы, и знание о размерах и форме тела.

16. Настоящий возраст


Как и в случае с цыплёнком, ваша жизнь началась с яйца. Однако есть большая разница между яйцеклеткой человека и куриным яйцом, из-за которой вы можете пересмотреть свой возраст. Человеческая яйцеклетка самая большая клетка организма, достигающая в диаметре около 0.2 мм. Яйцеклетка, из которой вы развились, была сформирована в вашей матери, когда она была ещё эмбрионом. Образование яйцеклетки и половины вашей ДНК, которую вы получили от матери, можно считать первым моментом вашего существования. Причём это случилось ещё до того, как родилась ваша мать. Если вашей матери было 30 лет, когда она вас родила, то на ваше 18-летие вам было около 48 лет.

17. Эпигенетическое наследование

Мы привыкли считать, что гены контролируют то, кем мы являемся физически, но гены составляют небольшую часть нашей ДНК. До недавнего времени остальные 97% ДНК считались мусором, но, как оказалось, эпигенетика – процессы, происходящие вне генов – также сильно влияют на наше развитие. Некоторые части контролируют включение и выключение генов, а другие программируют создание ключевых соединений. Долгое время было загадкой, как 20000 генов (намного меньше, чем в некоторых видах риса) могло хватать для определения того, какими мы будем. Теперь же оказалось, что и остальные 97% нашего ДНК достаточно важны.

18. Сознательное действие


Скорее всего, вы считаете, что ваше сознание находится где-то позади глаз, будто там сидит маленький человечек, управляющий остальным телом. Вы, конечно же, знаете, что там нет никаких человечков, но ощущаете, что сознание ведёт некоторое отдельное существование и раздаёт приказы телу.

На самом деле, многим управляет подсознание. Некоторые часто повторяющиеся задачи выполняются автоматически, что позволяет нам больше думать о более сложных задачах. Когда это случается, процессом управляют одни из самых примитивных частей мозга, расположенных рядом с мозговым стволом. Однако, даже осознанное действие, к примеру, поднятие предмета, начинается с подсознания – мозг активизируется до того, как вы решите выполнить действие. Учёные до сих пор ведут споры о том, когда именно срабатывает сознание, но, несомненно ясно то, что подсознание управляет большим количеством наших действий, чем мы думаем.

19. Оптический обман

Недостаток этого процесса заключается в том, что наши глаза легко обмануть. Существует множество оптических иллюзий, которые заставляют наш мозг видеть то, чего нет.