Сколько людей жило на Земле?

С тех пор, как на Земле появились люди, родилось более 78 миллиардов человек. В настоящее время на нашей планете живет почти 6 миллиардов. Это составляет примерно 4% от числа всех людей, живших на Земле за время существования человечества. Подсчеты американских ученых Р.Веллмейера и Ф.Лоримена начаты от времени 600 000 лет до нашей эры и проследили его до нашего времени.

"Человек не может дышать, это не согласуется с известными законами физики" - заявил в 1929 году шведский ученый К.Неергард. В чем тут дело?

Ученый провел соответсвующие расчеты и пришел к выводу, что давление в легких человека должно превосходить имеющееся в действительности и экспериментально измеренное почти в 10 раз, а имеющиеся у него дыхательные мыщцы не позволят человеку сделать даже один вдох.

Для того, чтобы разобраться в причинах такого парадокса, необходимо обратиться к эволюции. Для маленьких примитивных организмов, имевших к тому же низкую температуру тела, было вполне достаточно того количества кислорода, которое поступало в их организм через внешние покровы. Но с ростом размеров, а следовательно, и массы организмов потребность в кислороде стремительно нарастала. Так, на каждый килограмм массы тела теплокровного животного необходимо не менее 1м2 поверхности газообмена. Для удовлетворения этой потребности был сформирован специальный орган - легкие.

Далее ...






В обычном представлении это некое подобие воздушных мехов, которые при вдохе наполняются воздухом, а при выдохе этот воздух их легких выходит. Оказалось, что это полностью справедливо, если говорить о птицах.Но для человека площадь газообмена должна составлять примерно 75 м2. Грудная клетка при этом должна быть неимоверных размеров, почти достигающих железнодорожного вагона. Легкие же человека имеют дендритовую структуру, то есть, напоминают собой дерево с ветвящейся кроной. От главной трахеи, ветвясь 24 раза, отходят все более мелкие трубочки. На конце каждой такой трубочки находится пузырек - альвеола. Радиусы альвеол малы и не превышают 0,05 мм, а число - до 300 миллионов.

Эта структура приводит к тому, что легкие при при их малом объеме имеют огромную поверхность газообмена, которая, если ее прсуммировать, покрыла бы собой теннисный корт.

Но уменьшение диаметра альвеол вступает на определенном этапе с силами поверхностного натяжения. Еще Пьер Симон Лаплас исследовал эти силы, почему они и получили наименование лаплассовых. Так, для раздувания мыльного пузыря надо преодолевать тем большее сопротивление этих сил, чем меньше радиус пузырька.

Неергард предположил, что при реальных размерах альвеол должны сказваться силы поверхностного натяжения имеющейся в легких воды. Положив коэффициент поверхностного натяжения жидкости альвеол (= 50 дин/см, радиус альвеолы r равным 5*10-3см, ученый получил величину давления, необходимого для поддержания альвеолы в расправленном состоянии - 20 000 дин/см2.

Этот курьезный вывод никто в серьез не принимал, пока этим вопросом не заинтересовался англичанин Пэтл. Он обратил внимание на то, что пузыри пены, выступающие на губах людей, например, эпилептиков во время припадка эпилепсии, сохраняются долгое время, намного дольше обычных мыльных пузырей. Исследуя эту жидкость, Пэтл пришел к выводу, что в альвеоальной жидкости содержатся поверхностно активные вещества. Эти вещества - сурфактанты - понижают поверхностное натяжение в несколько раз. Именно они сильно понижают противодействующее дыханию лаплассово давление, позволяют сосуществовать в структуре лёгких пурькам различного диаметра. Все альвеолы, к тому же, соообщаются между собой, вследствие чего в них поддерживается одно давление. Если бы не сурфактанты, то вследствие лаплассового давления маленькие альвеолы стремились бы еще больше уменьшить свои размеры, а большие вследствие этого непомерно бы раздулись.

Эксперименты показали, что сурфактанты уменьшают поверхностное натяжение при уменьшении поверхности пузыря. Эти исследования позволили иначе взглянуть на такое явление, как трудность первого вдоха у новорожденного младенца. Повинным в этом оказался недостаток сурфактанта. Предусмотрительное введение этих веществ в организм матери еще до рождения ребенка позволяет справиться с этой трудностью.

Почему трещат пальцы?

Привычка в минуты волнения трещать пальцами довольно распространена среди людей. Но лишь недавно стала известной причина этого явления. Предполагалось, что этот треск порождают кости, по другой версии - стяжки суставов. Для исследования природы этого явления английские ученые сконструировали специальное устройство, которое тянуло пальцы с определенной скоростью и силой. Это было нечто вроде средневековой камеры пыток, на которой прошли испытания около двадцати добровольцев. Но в отличие от жертв инквизиции, с испытуемыми ничего страшного не случилось. При растяжении пальцев производилась рентгеновская съемка суставов.

Исследования показали, что при растяжении сустава увеличивается объем суставной сумки; давление в ней падает. Это приводит к эффекту "вскипания" жидкости, вследствие чего в ней появляются пузырьки газа. Давление продолжает падать по мере растяжения суставов, пузырьки лопаются. Но выхода для газа нет, так как сустав герметичен. При возвращении сустава в прежнее положение газ вновь растворяется в жидкости. Возвращение в исходное положение занимает около 15 минут. Сустав должен "отдохнуть" перед тем, как он вновь приобретет способность к "стрельбе".

Зачем человеку нос?

Ведь у всех животных, птиц имеются только ноздри, расположенные на пасти или клюве, а носа, как отдельного органа нет.

Надо сказать, что сама постановка подобного вопроса вызывает у многих недоумение. Тем более этот необычный вопрос заслуживает подробного рассмотрения. Обычно говорят, что этот орган предназначен для обоняния, для предварительного нагрева вдыхаемого воздуха, хотя такие же функции существуют и у других животных, у которых есть ноздри, более развитое обоняние, но нет такого отдельного органа, как нос. Не было его у предков человека, нет носа и у современных обезьян, в том числе и человекообразных.

Человека от животных отличает присущая только ему вторая сигнальная система, роль которой в деятельности мозга исключительно велика.

У животного раздражения воспринимаются только через первую сигнальную систему - через физическую боль. У человека сильное негативное воздействие на мозг может оказать слово, которое порой ранит сильнее любой боли. Мозг для демпфирования, смягчения сильных негативных воздействий использует индукционный принцип. При воздействии сильной боли, при испуге, сильном нервном потрясении включается защитная система. Животные бегают, мечутся, кричат, визжат, прыгают. Аналогично ведет себя и человек. Он тоже или ходит с место на место, кричит, стискивает зубы, кусает губы или каким-либо другим образом причиняет себе боль. Эти напряжения снижают воздействие на пораженный участок. Именно поэтому днем, когда много посторонних раздражителей, боль переносится легче, чем ночью.

Если раздражение или поражение выше порога выносливости, то возникает "запредельное" торможение, с помощью которого клетка может вообще перестать принимать сигналы о внешнем воздействии. Это может быть обморок, частичный или общий паралич или болевой или нервный шок. Истерический паралич может длиться годами, а то и всю жизнь.

Очень важную роль здесь играют слезы, механизм действия которых состоит в том, что в случае стрессовых ситуаций возникает новый мощный компенсирующий основной очаг раздражения. Активизированная сильным раздражением кора головного мозга усиливает самые различные функции организма: дыхательные, двигательные, желез внутренней и внешней секреции. Расслабляется гладкая мускулатура мочеиспускательных каналов, прямой кишки. Именно поэтому при сильном испуге может произойти невольное мочеиспускание или "медвежья болезнь".

Но прежде всего в любом подобном случае включаются слезы. Выделяясь из слезных желез, они по слезно-носовым каналам поступают в полость носа и обильно орошают там слизистую оболочку. Последняя же насыщена рецепторами тройничного и обонятельного нервов. Раздражение этих рецепторов порождает сигналы, которые поступают в мозг, создавая там дополнительные очаги возбуждения. При особо сильных потрясениях люди плачут, рыдают или кричат, что тоже снижает возбуждение коры мозга.

При слабой выносливости нервной системы в случаях более или менее сильных возбуждений человек падает в обморок. При этом, если сильно раздражить рецепторы внутренней полости носа, например, давая человеку понюхать нашатырный спирт, то человек приходит в себя.

Люди со слабой деятельностью корковых нейронов плаксивы; то же может происходить с возрастом, когда выносливость нейронов ослабевает, люди становятся эмоционально более чувствительными.

Быстро утомляются многие нейроны коры головного мозга, и когда человек спит, то нейроны отключаются. Если их длительное время не отключать, то человек все равно рано или поздно уснет, даже в самом неудобном положении.

Но такие нейроны, как те, что ответственны за деятельность дыхательного центра, отключаться не могут и работают всю жизнь без остановки. Тут следует отметить, что и эти нейроны периодически отдыхают, так их деятельность могут подменить работа других нейронов. Но если нагрузка на нейроны слишком велика, то и резервных нейронов может оказаться недостаточно, и дыхательный центр может резко снизить свою деятельность или вообще прекратить ее. Именно поэтому останавливается дыхание при перегрузках, особенно у нетренированных людей. Дело в том, что голосовые складки гортани, которые в обычном состоянии прижаты к стенкам гортани, при переутомлении ослабляются, чем резко затрудняют дыхание.

Эти явления могут наблюдаться и при нарушениях носового дыхания. Заложенный нос может стать причиной отставания развивающегося ребенка как в физическом, так и в умственном развитии. Может появиться в случае хронического нарушения носового дыхания то, что называется "аденоидной маской".

Из сказанного можно видеть, что раздражения носовой полости должны быть постоянно, и что опасен как их избыток, так и недостаток. Порой даже рекомендуется умеренно дополнительно раздражать эти нервные окончания химическими или электрическими раздражителями. Нельзя не вспомнить нюханье табака, благотворное, умиротворяющее действие запахов морского воздуха, богатого ионами воздуха хвойных лесов, аромата цветов и пр.

Кроме того, как стало известно в настоящее время, нос обеспечивает рефлекторную регуляцию дыхания и дополнительно регулирует кровообращение.

Так как нос - непременная принадлежность современного человека как следствие возникновения второй сигнальной системы, то не исключено, что по величине носовой кости можно судить о той высоте ступени в развитии, на которой стояли древние предки человека, ископаемые останки которых попадают в руки исследователей.

Вопрос о крови:

Как при такой вязкости, какая свойственна крови, сердцу удается прогнать ее по всем, даже по самым мелким капиллярам? Ведь сопротивление движению жидкости обратно пропорционально четвертой степени радиуса трубы, по которой она протекает.

Действительно, кровь человека и животных имеет вязкость, сопоставимую с вязкостью глицерина.

Еще в 1661 году Марчелло Мальпиги, а спустя некоторое время и Антони Левенгук обнаружили в живой ткани микроскопические капилляры, а затем красные кровяные тельца, которые так и были названы по-гречески - эритроциты - "красные клетки". Они-то и составляют основной объем клеток, содержащихся в крови, и придают ей красный цвет. Кровь, таким образом, является суспензией, где ее клетки составляют почти половину объема, что является показателем гематокрита или гематокритом. Для человека эта объемная норма равна 45.5%.

Течение суспензий не может быть удовлетворительно описано методами обычной гидродинамики. Будь упомянутые клетки твердыми частицами таких же размеров, вязкость крови возросла бы в 500 раз.

Но удивительным является то, что кровь течет; и при указанном гематокрите ее вязкость лишь втрое превышает вязкость воды, а при гематокрите 85% она лишь в 50 раз превышает вязкость воды.

Красные кровяные тельца в обычном состоянии имеют вид двояковогнутой линзы, то есть, представляют собой диск диаметром в 8 микрон, вогнутый с обеих сторон в середине. Максимальная толщина диска - 4, минимальная - 2 микрона. Внутри оболочки эритроцита находится его жидкое содержимое - цитоплазма. Ядра у эритроцита нет.

Это строение клетки позволяет ей по мере надобности менять свою форму в процессе движения. Особенно при движении в узких капиллярах, диаметр которых меньше диаметра эритроцита. Здесь она принимает обтекаемую форму пули и движутся согласованно, друг за другом.

В обычных кровеносных сосудах движение эритроцитов опережает движение крови в целом. Это происходит вследствие того, что эритроциты при движении крови концентрируются в центральной, наиболее быстрой части канала.

Живет эритроцит только 4 месяца, после чего погибает, и печень и селезенка изымают их из кровообращения. Стареющий эритроцит не способен пластично менять свой объем, как это делают молодые или зрелые, поэтому с возрастом попадание старых клеток в узкие каналы становится все менее вероятным. Погибающие клетки током крови относятся к селезенке - "кладбищу эритроцитов".

Мембрана эритроцита очень прочна и пластична; она способна как бы переливаться, приобретая ту или иную форму. Таким образом, клетка оказывается псевдожидкой, что при ее движении не оказывает сильного сопротивления движению.

Так как при нормальном движении крови скорость движения максимальна в центре и практически нулевая у стенок, то разные части диска эритроцита оказываются под действием слоев, движущихся с разными скоростями, то эритроцит начинает катиться. Но движется эритроцит не как колесо, а как гусеница трактора.

Таким образом, текучая мембрана практически не создает гидродинамического сопротивления, и кровь имеет гораздо более низкую вязкость, чем следовало бы ожидать, будь эритроцит твердым или эластичным.

Исследования показали, что красные и белые кровяные тельца и другие элементы крови несут на своей поверхности отрицательный электрический заряд. И на внутренней поверхности кровеносного сосуда образуется заряд такого же знака. Таким образом, частички крови и ее элементов не соприкасаются со стенками сосудов.

В случае если сосуд нарушается, как в этом месте заряд меняется на противопложный, и отрицательно заряженные частицы крови немедленно оседают на этом месте и закупоривают дырку. Более того, создающаяся разность потенциалов приводит к коагуляции коллоидных частиц, что процес заживления еще больше ускоряет.

В дополнение к сказанному следует отметить, что в последнее время установлена еще одна подробность движения крови. Оказалось, она движется не прямым потоком, как до этого считалось, а ее частицы в процессе движения имеют спиральные траектории, то есть, ее поток закручивается. Этот поток, как считают авторы этого открытия др м.н. В.Захаров и академик РАМН В. Шумаков, не позволяет частицам крови слипаться и предотвращает образование тромбов. Установлено также, что потоки в большом и малом кругах кровообращения вращаются в разные стороны.

Источник: han-samoilenko.narod.ru