Андрей Несмеянов - Радиоактивные изотопы и их применение

Русским исследователям удалось также обнаружить, что источником углерода для растений является не только углекислый газ воздуха. Подкормка растений солями угольной кислоты, содержащими радиоактивный углерод, показала проникновение радиоактивного углерода через корни в ткани растений, тем самым удалось установить новое назначение корневой системы для построения углеродистого скелета растений.

Советскими учеными были найдены сложнейшие пути образования углеродистых веществ в растениях и роль углерода, поступающего из воздуха в листья и из земли через корни. Углекислый газ воздуха в листьях превращается в сахар, который спускается в корни растения, где он переходит в пировиноградную кислоту. Последняя с углекислотой, извлекаемой корнями из земли, дает щавелево-уксусную и затем яблочную кислоту. Яблочная кислота идет вверх: в листья, плоды и т. д. и превращается в них в белок и углеводы.

В то же время углекислота почвы, превращаясь в органические кислоты, проникает во все уголки растения и под влиянием хлорофилла разлагается и выделяет кислород. Таким образом осуществляется кислородное питание растений.

Питание растений азотом и фосфором также осуществляется за счет углекислоты, извлекаемой корнями растения из почвы. Это происходит следующим путем: углекислота превращается в щавелево-уксусную кислоту, которая соединяется с почвенным аммиаком, содержащим азот, и превращается в аспаргиновую кислоту. Образование щавелево-уксусной кислоты идет только в присутствии фосфора, поэтому при недостатке фосфора питание растений азотом не осуществляется.

Советские ученые установили также, что свет с различной длиной волны вызывает различное действие. Так, красный свет вызывает образование углеводов, а синий — белков.

Движение поваренной соли в организме.Путь различных веществ в организме животных еще более сложен, чем путь их в растениях. С пищей различные элементы попадают в желудок и кишечник животного, а из него в кровь. Кровь поставляет их во все уголки тела. Проследить за движением веществ, путь которых интересует исследователя, невозможно без радиоактивных элементов. Метод меченых атомов дает возможность отличить вновь пришедшие в организм атомы от тех, которые в нем были ранее.

Вы выпили стакан воды, в которой растворена столовая соль, то есть хлористый натрий (соединение натрия и хлора). Куда же попадают молекулы хлористого натрия из желудка? Ответ может дать радиоактивный натрий, который легко ввести в состав молекул соли.

Если вы выпьете раствор такой соли и зажмете в руке счетчик, то уже через несколько минут он покажет, что в руке появились атомы радиоактивного натрия, которые распадаются с испусканием электронов и гамма-лучей. Радиоактивный натрий принесла в вашу руку кровь, что легко доказать, взяв пробу крови и проверив в ней присутствие радиоактивного натрия с помощью того же счетчика.

В течение часа бóльшая часть попавшего в желудок хлористого натрия проникает в кровь. Затем хлористый натрий разносится кровью по всему телу и из нее попадает в так называемую межклеточную жидкость, далее постепенно уходит в почки и выделяется из организма. В моче с помощью счетчика можно обнаружить небольшие количества радиоактивного натрия уже через 10 минут после того, как он попал в желудок. Хлористый натрий всегда находится в живом организме; вновь поступающий хлористый натрий заменяет собой тот, который был в организме раньше.

Куда идет фосфор.Попробуем теперь проследить с помощью меченых атомов за движением фосфора в организме животного и установить его роль в питании. Для этого необходимо соединение фосфора — соль фосфорной кислоты, содержащую радиоактивный фосфор, — ввести в желудок. Можно ввести соль фосфорной кислоты и путем подкожного впрыскивания. Она быстро всасывается в кровь и распределяется по всему организму. Для опыта используют животных, например мышей или крыс. Через некоторое время после подкожного впрыскивания крысу умерщвляют.

От различных частей ее тела отделяют по одному грамму ткани и сжигают. Затем с помощью счетчика определяют величину радиоактивности золы, полученной после сжигания каждого вида ткани. Радиоактивность, или, как мы будем говорить в дальнейшем, активность выражают числом импульсов, отмеченных счетчиком в единицу времени. Зная вес и активность 1 грамма ткани, вычисляют активность всей ткани. Полученные активности складывают и, приняв их за 100%, рассчитывают процент активности в каждом виде ткани. Результаты одного из таких опытов приведены в таблице.