Какой степени гениальность потребовалась самым последним неандертальцам, что бы, в кромешном ледяном аду, изобрести и свести в единую систему все элементы современной кухни — я тупо не могу представить. Если верить путеводителю родной Кунсткамеры — там хранятся элементы более чем 137 тысяч скелетов... В том числе — сотни черепов, как "натуральных", так и слепков оригиналов из иностранных коллекций. Часть из них выставлена в своем исходном виде, часть — в виде реконструкций по методу профессора Герасимова. Я там ходила... И думала. Только сейчас — начала понимать. Именно в описываемое "смертное время" — размеры черепов и объемы головного мозга представителей вида Homo Sapiens достигли рекордных, никогда более не превзойденных величин. По сравнению с этими гигантами мысли, современные люди — жалкие деграданты.
Опять таки, чисто в порядке сравнения. За все миллиарды лет биологической эволюции природа горшка с кипятком так и не изобрела. Причем, совсем не потому, что живые организмы нагрева до температуры кипения воды не выдерживают. Ещё как выдерживают! На дне океана, в рифтовых долинах срединных океанических хребтов, сквозь толщу донных отложений, рвутся под давлением струи очень горячей воды. Эта вода содержит огромное количество растворенных соединений серы, при контакте с обычной морской водой превращающихся в мелчайшую темную взвесь. Постепенно, в процессе охлаждения, твёрдые частицы оседают и формируют вокруг водяных фонтанов конические трубы. Их высота достигает нескольких десятков метров. Пейзаж — напоминает огромную фабрику на дне океана, из многочисленных труб которой валит густой чёрный дым. За это подводные гидровулканы зовут "черными курильщиками".
Вплоть до сенсационного открытия "черных курильщиков" в 1977 году, рифтовые зоны с горячими вулканическими газами и высокими концентрациями ядовитых химических соединений считались долинами смерти среди и так не слишком богатых жизнью морских глубин. Однако первые же фотографии, сделанные исследователями через иллюминаторы подводных аппаратов — показали колоссальное изобилие живых существ вокруг "черных курильщиков". Все вместе они обычно образуют целостную иерархическую экосистему, в которой различные виды животных связаны между собой "пищевой цепочкой". Как и везде.
В самой верхней части дымохода "курильщика" — температура воды превышает 150-200 градусов Цельсия. Там практически никто не живёт. Пониже, где стенки трубы имеют толщину 4-6 см, а температура падает до 100-120 градусов, живут бактерии. Сплетения миллиардов бактериальных клеток, способных, как ни странно, процветать при столь высоких температурах, образуют так называемые маты или "подушки", площадью до нескольких квадратных метров и толщиной в несколько сантиметров. Ниже, при температуре 70-80 градусов, бактерии вытесняются "помпейскими червями". Это черви единственные многоклеточные животные Земли, способные жить практически в кипятке. Тело червя находится в трубке и имеет длину около 12 сантиметров... Они окрашены в ярко-красный цвет, что обусловлено чрезмерно высоким содержанием гемоглобина в их крови. Сверху на них постоянно сыпется "пепел" курильщика. А между "помпейскими червями" ползают мелкие кольчатые черви, которые выискивают покинутые хозяевами пустые трубки, чтобы поселиться в них. Ещё ниже, в отдалении от устья "курильщика" где температура опускается ниже 50-60 градусов — сплетения белых трубок гигантских (до 2,5 м) червей с ярко-алыми щупальцами. Эти черви живут в хитиновых или белковых трубках, которые нижней частью прикреплены к поверхности трубы "курильщика". Их яркие щупальца, наполненные алой кровью, висят сверху наподобие бороды. Отсюда и название такого типа червей: "погонофоры" или "несущие бороду".
Остальное пространство у трубы "курильщика", в радиусе нескольких десятков метров — заселено огромными двустворчатыми моллюсками длиной до 30-40 сантиметров. Между ними и в зарослях трубок ползают тысячи белых крабов, слепых раков, миллионы креветок. На вершине "пищевой пирамиды" каждого подводного мирка находятся хищники — глубоководные осминоги и хищные рыбы "термарцесы" или "адские церберы". Всего открыто более 500 различных видов "высокотемпературных" животных и для 80% из них нет аналогов на поверхности океана. Так что "жизнь в кипятке" — вполне возможное дело.
Невозможно активное существование жизни за пределами весьма узкого температурного диапазона. Несмотря на то, что его теоретические границы простираются от отрицательных температур до как минимум полутора сотен градусов Цельсия и совпадают с границами существования жидкой воды, каждая разновидность живых существ нормально себя чувствует в очень узкой "тепловой области". А за её пределами, как минимум — теряет сознание. У человека, при норме 36,6 градуса Цельсия (это точка минимальной теплоемкости воды) — нервная система относительно хорошо работает в пределах от 30-32 до 40-41 градуса Цельсия). У хладнокровных рептилий в пределах от 10-15 до 35-40 градусов Цельсия.
За порогом названных значений — холодное оцепенение (чреватое смертью) или просто смерть. Особенно опасна жара. Жизнь — сложная каталитическая реакция... Чем выше температура, тем хуже сбалансированы идущие в живых клетках процессы, выше "активность" ферментов и неустойчивость промежуточных соединений. На этом эффекте основана "пастеризация". Процесс однократного нагревания пищевых продуктов до 60 градусов в течение 60 минут или до 70-80 градусов в течение 30 минут. Она была предложена, в середине XIX века, французским микробиологом Луи Пастером и широко применяется для обеззараживания молока, вина, соков и других органических веществ, а также для продления срока их хранения. Вся активная микрофлора после "пастеризации" дохнет. Споры остаются, "стерилизацией" процедура не является. Но, если хранить "пастеризованное" добро в прохладном месте — оно долго не портится, так как и холод, и жара одинаково неблагоприятны для развития всех "нормальных" микробов.
У "ненормальных" (а бывают микроводоросли отлично себя чувствующие на поверхности льда и не менее уверенные обитатели крутого кипятка в вулканических гейзерах) — та же самая беда. За пределами "своего" температурного диапазона — им резко плохеет, вплоть до неспособности как-то размножаться. Стандартный набор ферментов-катализаторов перестает обеспечивать нужды организма. За всю историю планеты, преодолеть описанный температурный барьер — не сумел никто. Кроме человека...
В чем заключается эпохальная гениальность самого примитивного кухонного горшка для варки супа? Во-первых, это самый древний, простой и безотказный "продуктовый мультиплиатор". Дрянь животного происхождения и несъедобные растительные компоненты — он превращает в полноценную еду... Во-вторых, это универсальный инструмент "внешнего пищеварения", не требующий знания биохимии. Без хитрых ферментов — разлагающий на питательные составляющие съедобную органику и разрушающий почти любые органические яды (ну, кроме совсем уж ядреных, вроде токсина бледной поганки). А в-третьих — любая кастрюлька с кипящей похлебкой, это, не много ни мало — химический реактор на макроквантовых эффектах. Изобретенный в незапамятные времена, методом тыка и от великой нужды, но именно он. Всё величие данного изобретения безымянных жителей верхнего палеолита — люди поняли только к концу ХХ века. Раньше, для его внятного описания — даже не существовало подходящей научной терминологии.
Не самокритики ради, но торжества истины для... Вплоть до середины XIX века, что для такой древней науки, как химия — буквально "вчера", все природные явления жестко делили на те, что относятся к "царству минералов" и принадлежащие "органическому царству". Легко догадаться, что и естественные науки (химия, физика, даже астрономия) — делились на "мертвые" и "живые" категории. Физикам — сильно подгадил тот факт, что первые успешные опыты по действию электричества производил врач и анатом Гальвани. Основоположники электротехники его считали "чужаком". У химиков — неистово боролись между собой "механицисты" с "виталистами". Первые (как Ломоносов и Лавуазье) считали, что мир подчиняется единым законам. "Виталисты" (от латинского слова vita — "жизнь") — доказывали, что существует ещё совершенно особенная "жизненная сила", без влияния которой, искусственное получение соединений, из которых состоят живые организмы — принципиально невозможно. Равно, как невозможно искусственное воспроизведение "в пробирке" свойственных живым организмам физиологических процессов.
Смеяться тут совершенно не над чем, так как "виталисты" — доказывали свои тезисы опытным путем и опыты эти часто были весьма убедительными. Например, считалось невозможным добыть из сахара продукты брожжения без использования живых организмов (дрожжей) или контакта сахаров с живыми организмами (пчелами). "Виталистом" до самого конца оставался даже великий Пастер. Ферменты (кстати, термин предложенный Пастером) как очень специфические катализаторы химических реакций, в отсутствии самих живых существ, открыли поздно. Через два года после смерти самого Пастера, в 1897 году (одновременно с открытием электрона!) — Бухнер опубликовал первую работу "Спиртовое брожение без дрожжевых клеток", где экспериментально доказал, что "вполне бесклеточный" дрожжевой сок (по определению "мертвый") — сам по себе осуществляет спиртовое брожение так же, как и живые дрожжевые клетки. В 1907 году за эту работу он получил Нобелевскую премию. А сами ферменты, как очищенные от любых посторонних примесей вещества — впервые выделили только в 1926 году. Очень уж тонкая химия...
Опять же, справедливости ради, надо признать экспериментальную дотошность и общую серьезность аргументации "виталистов". "Органические" катализаторы (к которым относятся ферменты) — на 4-6 порядков (в десятки тысяч и даже миллионы раз) "производительнее", чем "неорганические". В имеющем комнатную температуру водном растворе каждая молекула фермента способна выполнять миллионы операций "каталитического обмена" в секунду. Легче всего проиллюстрировать это явление на примере внешнего пищеварения пауков. Впрыснув в свою жертву буквально несколько микрограммов слюны, паук, через считанные десятки минут — получает вместо пойманного насекомого хитиновый мешок, наполненный питательным бульоном. Все клеточные оболочки внутренних органов его ферменты разрушают с легкостью.
При этом, "сами по себе", ферменты не тратятся. Они продолжает свою разрушительную активность очень долго. Вот почему так болезненно опасны укусы пауков. Даже для людей и животных, многократно больших самого насекомого. Попав в кровоток, "термоядерный катализатор" может критично нарушить работу жизненно важных органов или вызвать парлич нервной системы, хотя судмедэкспертиза — обычно даже не выявляет присутствия "поражающего фактора". Очень уж ничтожна его концентрация. Не случайно открытие ферментов совпало по времени с разработкой сверхчувствительных методов анализа.
Самим паукам, как уже сказано, такая высокая "поражающая способность" вышла боком. После начала процесса "внешнего пищеварения" ни как-то отрегулировать его ход, ни остановить — уже нельзя. В результате, харч получается сильно на любителя. Аналогично, от высокой активности своих биокатализаторов — регулярно страдают пчелы. Как ни старайся, полностью очистить "сырой" нектар, закладываемый в восковые ячейки, от пищеварительных ферментов нельзя. Даже следовые их количества — продолжают работать. И результат печален. Мед в сотах имеет довольно ограниченный срок хранения. Он постепенно меняет химический состав. Разлагается, становится так называемым "пьяным"... Сахара, прямо в герметично запечатанных сотах — самопроизвольно превращаются в этиловый спирт.
Что пчелам — горе, людям — радость. Древнейшим медовым питьём, которое узнали наши предки, был так называемый "ставленный мёд". В русских летописях он впервые упомянут в IX веке, а в истории известен много тысячелетий. Дорогой и долгий в приготовлении — "ставленный мёд" считался лучшим из напитков, его вкушали князья и бояре, его подносили важным гостям, им угощали на пирах. Сырой мед — заливали в дубовые бочки, герметично закупоривали и "ставили на выдержку" в прохладном месте. Часто, для верности — топили в водоемах. На двадцать, тридцать или сорок лет. Без участия дрожжей, одним ферментным катализом, большая часть сахаров, за счет присутствия в меде "следового" количества пчелиных пищеварительных ферментов — превращалась в крепкий этиловый спирт. До открытия технологии дистилляции, это был единственный способ получения высокоградусного спиртного.
Гибнущим с голодухи последним неандертальцам такая высокая химия была, разумеется, недоступна. Природный пищеварительный аппарат человека расчитан на тщательное пережевывание еды и попутное смачивание её частичек слюной, по "силе" и составу ферментов — далекой от идеала. Помочь в переваривании преимущественно растительного сырья — такой вариант кормления вовсе не мог. Он и на мясе работал так себе. Достаточно глянуть в музее на могучие челюсти черепов древнейших людей. Жевать им — приходилось много. Прокормиться привычным образом — они так и не сумели. Выход, тем не менее, нашли.
Кроме "холодного" ферментного катализа, могучим средством ускорения химических реакций в водных растворах является повышение температуры процесса. Согласно эмпирическому правилу Вант-Гоффа — "рост температуры на каждые 10 градусов увеличивает скорость гомогенной элементарной реакции в два-четыре раза". Обычно — втрое. Понятно, что правило действует только в отношении воды и жидких водных растворов. Тем не менее — годится примерно для 90-95% всей "промышленной химии".
Практически это означает, что подняв температуру в котле с водой на 100 градусов — мы ускорим ход химических реакций примерно в 60 тысяч раз. Бросив туда почти несъедобные продукты — можем разложить их на вполне удобоваримые ингридиенты. Мясо, кожу и жилы — превратить в белковый бульон. Содержащие сырой крахмал части растений, в кашу или крахмальный кисель. В приемлимые сроки и без каких-нибудь дефицитных ферментов. Результат, между прочим, парадоксальный и противоречащий некоторым очень важным "теоретическим" постулатам... Дело в том, что число столкновений молекул за единицу времени (важнейший параметр, лимитирующий скорость реакции) — возрастает пропорционально квадратному корню абсолютной температуры реакционной среды. И при нагреве с нуля градусов Цельсия до температуры кипения воды, "по теории" — оно должно увеличиться, ну, максимум, в 1,2 раза... Ха!
Как водится в "академической науке", вопиющего противоречия между теоретическими и практическими данными — старательно не замечали больше ста лет. Раз объяснения нет — зачем думать? Какое-то понимание принципа работы "правила Вант-Гоффа" наметилось только к 50-м годам ХХ века, в связи с прогрессом методов физической химии. Выяснилось, что мелкие, легкие, но сильно заряженные ионы Н+ и ОН— в водных растворах не "дрейфуют", подобно "нормальным" химическим компонентам, а без преувеличения "скачут" между соседними молекулами (как электроны, преодолевающие слой изоляции, за счет квантового по своей природе "туннельного эффекта"). В результате подвижность протонов и ионов гидроксила, даже среднестатистически, на порядок (!) превышает "теоретическую норму". Что приводит к разнообразным чудесам, не объяснимым в рамках классических законов химии. Сходным образом ведут себя протоны в растворах низших спиртов и ряде минеральных кислот. По указанному признаку, данную группу веществ объединяют под общим названием "протонные растворители". То есть, реактивы с очень высокой зависимостью скорости протекающих реакций от колебаний температуры. Простенько, эффектно и потрясающе непонятно, до сих пор. Наверное, один из самых ярких примеров зримого проявления вполне себе "квантовых" свойств самых обычных соединений. Вода — наиболее дешевый и доступный "протонный растворитель". А примитивнейший горшок с кипятком — не менее чем "протонный реактор". Офигеть...
