Жизненные процессы и гидростатическое давление - Крисс А.Е.
Скачать (прямая ссылка):
экологических факторов.
В отношении высших форм жизни действие гидростатического давления
испытывали главным образом для того, чтобы определить степень их
выносливости, особенно обитателей водной среды, к этому экстремальному на
суше фактору. Среди обследованных беспозвоночных и позвоночных животных
наблюдали различную чувствительность к давлению и отмечали, что при
умеренном давлении возможно стимулирующее действие его на дыхание,
эмбриональное развитие, сокращение мышц, а у растений - на прорастание
семян. В последнее время расширились
исследования поведения морских животных при изменении гидро-статического
давления.
Целью данной книги является рассмотрение всего накопленного
экспериментального материала по биологическому действию высокого
гидростатического давления. Это первый опыт такого рода, в зарубежной
литературе можно встретить только несколько обзоров и сборники статей, и
поэтому совершенно очевидны трудности создания монографии в столь
разносторонней области исследований. Естественно, неизбежны недочеты,
однако они искупаются уверенностью в том, что книга не только подведет
итоги уже сделанному, но и будет способствовать развитию научных усилий в
познании многообразия реакций живого на гидростатическое давление и
механизмов, лежащих в их основе.
ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, г ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ
По изучению физических и химических явлений при высоком давлении
имеются подробные сводки Бриджмена (1948) и Гоник-берга (1960). Высокое
давление оказывает влияние на сжимаемость газов, жидкостей и твердых тел,
на фазовые переходы, на вязкость и пластичность. Многие работы описывают
термические, электрические, магнитные и оптические эффекты высокого
давления.
В химии высокое давление значительно влияет на обратимые реакции,
смещая химическое равновесие в сторону реакций, идущих с уменьшением
объема. Гоникберг (1960) приводит многочисленные примеры, характеризующие
химическое равновесие при высоком давлении в газовых смесях, в жидкой и
твердой фазах, в системах газ - жидкость и газ - твердое тело, а также в
многофазных системах.
В числе этих примеров представлены данные по смещению химического
равповесия в сторону большого выхода продукта реакции с увеличением
высокого давления при синтезе аммиака, метилового спирта, в процессах
гидратации этилена, алкилирова-ния парафиновых и ароматических
углеводородов, гидрирования ароматических углеводородов. Высокое давление
приводит к смещению ионного равновесия, увеличивая константу диссоциации,
влияет на растворимость газов в жидкости и жидкости в газах, твердых тел
в жидкостях и газах, на адсорбционное равновесие.
Накопленные за последние годы экспериментальные материалы также
позволяют судить о возрастании при высоком давлении скоростп целого ряда
химических реакций в газовой, жидкой и твердой фазах и в системе газ -
жидкость.
Исключительное значенпе имеет высокое давление в процессах
полимеризации. Гоникберг в своей монографии (1960) описывает реакции
полимеризации под давлением свыше 1000 атм мо-нолефинов, виниловых
соединений, диеновых, полиеновых и крем-нийорганических соединений,
альдегидов, кетонов и нитритов. Давление приводит не только к ускорению
полимеризации, но и к появлению полимеров с новыми свойствами, когда
участвуют различные вещества.
Действие высокого давления прослеживается и в реакциях
окисления углеводородов - метана, этана, пропана, причем изменения
давления влияют на состав образующихся продуктов. Высокое давление
способствует синтезу углеводородов, спиртов, альдегидов и ряда других
соединений из окиси углерода и водорода. Здесь также наблюдается
зависимость состава продуктов от величины давления. Выяснилось также, что
под давлением в несколько тысяч атмосфер окись углерода может
восстанавливать некоторые органические соединения.
Развитие техники сверхвысокого давления, позволяющее получать давление
свыше 100 000 атм, привело к новым открытиям. Оказалось, что под очень
высоким давлением приобретают металлические свойства такие
неметаллические элементы, как кремний, иод, сера, селен, фосфор.
Капустинский (Kapustinsky, 1958) высказал предположение, что высокая
плотность в центре Земли определяется тем, что вещества там переходят под
давлением около двух миллионов атмосфер в металлизированное состояние.
Имеются данные о возможности перестройки электронных оболочек атомов с
изменением валентности у цезия и церия.
Верещагин (1957) указывает, что после достижения некоторого давления,
когда выбираются все свободные расстояния между молекулами, должно
начаться сжатие самих молекул или атомов, составляющих вещество; при
давлении в десятки и сотни миллионов атмосфер будет происходить переход к
так называемому "раздавленному атому".
ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ НА БЕЛКИ И НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Давление в несколько тысяч атмосфер вызывает значительные изменения в
физико-химическом состоянии и свойствах белков и нуклеиновых кислот.
