Сегодня трудно представить работу скорой помощи без современных реанимобилей, оснащенных высокотехнологичным оборудованием. Однако путь от простых носилок и конных повозок до мобильных реанимационных комплексов занял не одно столетие и стал историей постоянного поиска способов быстрее и эффективнее спасать жизни. В День медицинского работника, который отмечается в нашей стране 21 июня, вспоминаем, как развивался санитарный транспорт и какие технологии помогают медикам приходить на помощь в самые критические моменты.

На протяжении тысячелетий медицина была наукой созерцательной, а не оперативной. Вплоть до конца XVIII века существовала суровая аксиома: если с человеком случалась неожиданная беда — перелом, падение с высоты, внезапный сердечный приступ или что-либо в том же роде — он оказывался во власти фатума. Понятия «экстренная помощь» не существовало в принципе, и горожанин, внезапно потерявший сознание на улице, мог рассчитывать разве что на кровопускание от случайного цирюльника. Что касается раненных на поле боя солдат, то их оставляли на произвол судьбы до конца сражения. Вплоть до конца XVIII века во всех армиях мира официально запрещалось оказывать помощь раненым до окончания боя. Считалось, что это отвлекает солдат от сражения и подрывает дисциплину. Помощь начинали оказывать только после того, как дым рассеивался, что часто происходило через сутки или двое. К этому моменту большинство из них находились в состоянии терминального шока или запущенного сепсиса. При этом функции «парамедиков» часто выполняли случайные люди, а о профессиональной эвакуации не было и речи.

Несмотря на общий хаос, история помнит великие имена и организации, которые пытались навести порядок в этом «царстве смерти».

• Капсарии Древнего Рима. Римляне создавали валетудинарии — первые военные госпитали, а в легионах служили капсарии (прим. ред.: от лат. слова capsa — «ящичек», «футляр», так как небольшой ящик с медикаментами и перевязочными материалами они постоянно носили при себе) — солдаты-санитары, которые перевязывали раненых прямо в строю. Однако с падением Римской империи эти практики были утрачены на долгие столетия.
• Орден Святого Иоанна и рыцари-госпитальеры. Этот католический духовно-рыцарский орден возник в XI веке в Палестине. Рыцарями ордена была создана первая системная помощь неимущим, больным и раненым паломникам. Госпитальеры создали сеть приютов и больниц, где помощь оказывалась любому нуждающемуся независимо от веры. Это была первая в истории попытка сделать медицину доступной и круглосуточной, хотя «доставки» больного до врача все еще не существовало.
• Амбруаз Паре (ок. 1510 – 1590). Этот французский хирург и акушер, один из основоположников современной медицины и военно-полевой хирургии, а также личный врач французских королей, совершил революцию на полях сражений своей эпохи. До него раны было принято прижигать кипящим маслом или раскаленным железом. Паре доказал, что щадящая перевязка и перевязывание артерий вместо прижигания спасают больше жизней. Он был одним из первых, кто работал в гуще боя, пытаясь остановить кровотечение «здесь и сейчас».

Лишь в середине XVIII века британские и прусские военные врачи начали задумываться о создании специальных команд для сбора раненых, но эти инициативы были единичными. Лишь в конце XVIII столетия на полях сражений наполеоновских войн произошел тектонический сдвиг: медицина перестала пассивно ждать пациента и сама устремилась к нему на помощь. 

«Летучий амбуланс» — первый шаг к скорой помощи живым

Символом этой революции стали «летучие амбулансы» — прообраз современной скорой помощи, который солдаты со страхом и надеждой окрестили «каретами для мертвых».

В 1792 году молодой французский военный хирург Доминик Жан Ларрей (1766 – 1842), наблюдая за маневрами конной артиллерии, обратил внимание на то, как быстро и слаженно перемещаются пушки по полю боя. Его осенило: если можно так быстро доставлять к передовой орудия, почему нельзя точно так же вывозить оттуда раненых?

Ларрей разработал проект «летучих амбулансов» (прим. ред от латинского глагола ambulare, что означает «ходить», «передвигаться»). Это были легкие двух- и четырехколесные подрессоренные повозки, запряженные быстрыми лошадьми. Внутри кареты были оборудованы выдвижными носилками и матрасами.

Революция Ларрея заключалась в трех фундаментальных правилах, которые легли в основу современной экстренной медицины, и не только военной.

1. Эвакуация прямо во время боя. Повозки забирали раненых из самого пекла сражения, не дожидаясь финала.
2. Помощь всем без разбора. Ларрей приказал подбирать и французских солдат, и раненых солдат противника. «Они все — наши пациенты», — говорил он.
3. Первая помощь на месте. Внутри карет находились перевязочные материалы, спирт и базовые инструменты для экстренной остановки кровотечений.

Несмотря на гениальность идеи, изнутри «летучие амбулансы» мало напоминали современные стерильные реанимобили. Это был настоящий передвижной ад.

• Ампутации «на лету». Анестезии в те годы не существовало: чтобы спасти человека от гангрены, хирурги проводили ампутации прямо в карете или в ближайшем палаточном укрытии. Единственным «наркозом» был глоток рома, бренди или кусок кожи, который давали зажать в зубах. Скорость была главным критерием выживания: Ларрей мог ампутировать конечность менее чем за две минуты.
• Грязь и инфекции. О бактериях и антисептике никто не имел представления. Инструменты вытирали о грязные фартуки, бинты использовались повторно, а руки врачей были покрыты кровью десятков разных пациентов.
• Отсутствие четкой сортировки. Хотя Ларрей старался в первую очередь помогать самым тяжелым, полноценной системы триажа, то есть медицинской сортировки, еще не было. 

Тем не менее, даже в таких условиях появление «летучих амбулансов» дало фантастический результат. Время от момента ранения до операции сократилось с нескольких дней до нескольких часов.

Благодаря каретам Ларрея смертность среди раненых солдат французской армии упала в разы. Наполеон Бонапарт настолько высоко ценил своего хирурга, что назвал Ларрея «самым добродетельным человеком, которого он когда-либо знал», и завещал ему крупную сумму денег. 

Немного позже, во время Крымской войны (1853 – 1856) выдающийся русский хирург Николай Пирогов (1810 – 1881) довел идеи Ларрея до совершенства, внедрив то, без чего сегодня не работает ни одна спасательная служба в мире — медиц++инскую сортировку (триаж). Он разделил всех условных пациентов, пострадавших на поле боя или в результате катастрофы, стихийного бедствия и т.д. на четыре группы:

• смертельно раненные — им облегчали страдания;
• тяжелораненые, требующие немедленной операции;
• менее тяжелые;
• легкораненые.

Кроме того, именно Пирогов впервые в истории войн применил эфирный наркоз прямо на поле боя, избавив людей от болевого шока, и стал использовать прочные гипсовые повязки для пораженных конечностей вместо тотальных ампутаций.

Гражданская скорая: как один несчастный случай изменил все

Однако на гражданскую жизнь весь этот опыт военных медиков был перенесен далеко не сразу. Потребовалась страшная трагедия в самом сердце Европы, чтобы городские власти, наконец, поняли: спасательная служба нужна не только на войне.

8 декабря 1881 года в Вене давали популярную оперу «Сказки Гофмана». Зал нового, роскошного Рингтеатра был забит до отказа — внутри находилось почти две тысячи зрителей. За несколько минут до начала спектакля из-за неисправности газового освещения за кулисами вспыхнул пожар.

Огонь мгновенно перекинулся на сцену, а затем хлынул в зрительный зал. Из-за грубых ошибок охраны — двери открывались внутрь, а запасные выходы были заперты — началась страшная давка. В тот вечер погибло, по разным оценкам, от 400 до 850 человек, сгоревших, задохнувшихся от дыма и попросту задавленных обезумевшей толпой.

Самым ужасным было то, что происходило на площади перед горящим театром. Пострадавших выносили на мостовую, но им некому было помогать. Городские врачи, практиковавшие в своих кабинетах, не имели оборудования для работы на улице. Пожарные тушили огонь, но не умели реанимировать людей. В итоге пострадавшие часами лежали на холодных камнях, умирая от ожогов и удушья на глазах у беспомощной толпы.

Среди свидетелей этого кошмара был выдающийся австрийский военный врач граф Яромир Мунди (1822 – 1894). Потрясенный полной беспомощностью городской медицины перед лицом катастрофы, он на следующий же день заявил, что городу нужна медицинская служба, которая будет мчаться к месту трагедии так же быстро, как мчатся туда пожарные.

Уже через сутки после пожара Мунди вместе с коллегами-медиками создал Венское добровольное спасательное общество. Это была первая в мире профессиональная гражданская служба скорой помощи.

Венский опыт оказался настолько успешным, что в течение следующих десяти лет аналогичные «спасательные общества» по образу и подобию службы Мунди открылись в Берлине, Лондоне, Санкт-Петербурге, Нью-Йорке и Москве.

Рождение реанимобиля

Конец XIX и начало XX века прошли под знаком индустриальной революции, которая подарила медицине спасения скорость, о которой Ларрей, Пирогов и Мунди не могли даже мечтать. На смену конным экипажам пришли бензиновый и электрический двигатели, превратив «карету скорой помощи» в полноценный госпиталь на колесах.

Первый в мире механизированный автомобиль «скорой помощи» появился в 1899 году в Чикаго. Это был тяжелый электрический омнибус, подаренный городскому госпиталю местным бизнесменом. Машина весила почти полторы тонны, передвигалась на литых резиновых шинах и развивала невиданную для того времени скорость — целых 26 км/ч. Но главным было ее медицинское наполнение. Внутри чикагского электромобиля находились:

• баллоны с сжатым кислородом для реанимации задыхающихся больных;
• наборы металлических и деревянных шин для жесткой фиксации конечностей при тяжелых травмах;
• выдвижные носилки, крепившиеся к потолку на специальных пружинах, чтобы минимизировать тряску;
• аптечка с морфием для немедленного купирования болевого шока.

В Российской империи экстренная помощь создавалась по передовым европейским стандартам, но со своей уникальной спецификой. Официальным днем рождения отечественной скорой помощи считается 28 апреля 1898 года. В этот день в Москве при Сущевском и Сретенском полицейских участках открылись две первые станции скорой помощи. 

Санитарные конные кареты для скорой помощи покупались на частные пожертвования и были оборудованы по последнему слову техники того времени. Однако существовало жесткое правило: «скорая» выезжала исключительно на несчастные случаи в общественных местах, в том числе к тем, кто получил травмы на фабриках. К пьяным или к тем, кто занемог дома, карета не ехала — для этого существовали частные врачи.

В 1899 году скорая помощь открылась и в Санкт-Петербурге по инициативе профессора Императорской Военно-медицинской академии Николая Александровича Вельяминова (1855 – 1920). Здесь систему экстренной помощи подняли на новый уровень: в городе открыли 5 станций, внедрили дежурство дипломированных врачей, а не просто санитаров, и связали станции телефонной сетью. Если на улице происходила трагедия, свидетель бежал к ближайшему телефону, диспетчер принимал вызов, и уже через 2 минуты карета выезжала на место.

Однако, несмотря на автомобилизацию, вплоть до Первой мировой войны главная концепция скорой помощи оставалась прежней — «бери и неси». То есть главная задача скоропомощной бригады сводилась к тому, чтобы как можно скорее довезти пациента до больницы. 

Первыми подвергли эту концепцию сомнению в 1920-е гг. в Германии. Здесь санитарные службы постепенно переходили от конных повозок к моторизованным автомобилям, которыми чаще всего управляли организации Красного Креста и местные пожарные бригады. Однако такие машины еще не были полноценными реанимобилями. Их оснащение включало носилки, шины для фиксации переломов, бинты, марлю, жгуты и перевязочные материалы. Для обработки ран использовались антисептики и простейшие санитарные принадлежности, а в некоторых машинах имелись ранние кислородные ингаляторы или механические устройства для поддержки дыхания. Именно в этот период в Германии появились и первые стандартизированные автомобильные аптечки первой помощи, ставшие прообразом современных наборов экстренной помощи.

Именно такие немецкие спецмашины стали предками современных реанимобилей. 

Золотой час и правило «не двигай»

Однако окончательно философия скорой помощи изменилась только в 1960-е. До этого момента врачи не переставали спорить, что же все-таки эффективнее: быстро везти пациента в больницу или оказывать помощь на месте. Американский военный хирург Р. Адамс Коули (1917 –1991) прекратил эти споры одной фразой, которая стала главным законом реаниматологии: «Между моментом травмы и операционным столом есть только один час. Если вы тяжело ранены, у вас есть менее 60 минут, чтобы выжить».

Так родилась концепция «Золотого часа». Коули доказал: если восстановить функции дыхания и кровообращения у критического пациента в течение первых 60 минут, его шансы выжить превышают 90%. Каждая минута промедления после этого рубежа снижает вероятность спасения в геометрической прогрессии. С этого момента работа скорой помощи превратилась в экстремальный, строго просчитанный бег наперегонки со временем. Именно тогда появилось и известное правило: не двигать пострадавшего после ДТП или падения до приезда медиков. Причина проста — при травме позвоночника неосторожное перемещение может привести к повреждению спинного мозга и параличу. Однако есть исключения: человека необходимо срочно эвакуировать, если ему угрожает непосредственная опасность (пожар, обрушение, движение транспорта) или если он без сознания и рискует задохнуться. Главное правило спасения — сначала сохранить жизнь, даже если ради этого приходится идти на риск осложнения травм.

Как оказывается экстренная помощь в других странах?

Мировая служба скорой помощи устроена совершенно по-разному. Например, в США в бригадах работают парамедики, которые лишь стабилизируют пациента по дороге в госпиталь. Напротив, в Германии и Франции на вызов выезжает врач, готовый проводить сложные манипуляции прямо на месте. В Италии основу экстренной службы составляют специально обученные волонтеры, которые работают абсолютно бесплатно. При этом вся система медицинской помощи строго разделена по цветам в зависимости от тяжести состояния пациента. В Японии скорая бесплатна и управляется пожарными, но парамедики жестко ограничены в правах на лечение, из-за чего машины часто подолгу кружат по улицам, пока диспетчеры умоляют перегруженные больницы принять пациента. В Китае за машину скорой и километраж придется заплатить наличными или через приложение прямо во время поездки. А в Израиле, чтобы окончательно победить дорожный трафик, создали уникальную систему «амбуциклов» — юрких мотоциклов с реанимационным оборудованием, на которых врачи-добровольцы добираются до больного в крупных городах за рекордные две-три минуты.

Что впереди? Беспилотники, искусственный интеллект и дроны с дефибриллятором

Будущее экстренной медицины строится на концепции «нулевой минуты» — когда помощь начинает оказываться еще до того, как диспетчер нажмет кнопку вызова бригады. Довести до совершенства вечную триаду скорой помощи — сделать ее быстрее, доступнее и дешевле — призваны высокие технологии. Среди ключевых трендов:

• дроны-спасатели, способные за считанные минуты доставить автоматический дефибриллятор в любую точку еще до приезда медиков. При этом отсутствие врача рядом больше не проблема: современные портативные аппараты (AED) созданы специально для обычных людей. Они полностью безопасны, сами анализируют ритм сердца — прибор просто не даст разряд, если он не нужен, и пошагово ведут спасателя с помощью простых голосовых подсказок; 
• искусственный интеллект, способный заранее выявлять риск инфаркта или остановки сердца;
• умные носимые устройства, автоматически передающие сигнал SOS и данные о пациенте в экстренные службы.

Главный вызов будущего — не изобрести технологию, а масштабировать ее. Перед создателями систем здравоохранения стоит сложнейшая задача: как сделать так, чтобы доступ к высоким технологиям имели не только жители мегаполисов, и чтобы создание подобной системы не обрушило бюджет страны? Решение этого уравнения и определит, какой будет скорая помощь в ближайшие десятилетия.

Автор текста Анастасия Будаева

Изображение на обложке: Новосильцев Артур/Агентство «Москва»

Яркие, переливающиеся на солнце крапивницы, завораживающие своей красотой махаоны, бледные ночные мотыльки и противные моли, жующие шерстяные свитера в наших шкафах, — все это хорошо знакомые нам представители отряда чешуекрылых, или бабочек. Но знаете ли вы, как выглядит самая крупная бабочка России и где она обитает? А для чего махаонам такие длинные «хвосты» на крыльях? А какая бабочка научилась ловко воровать мед у пчел и как выглядят бабочки-вампиры? Сегодня, в Международный день бабочек поделимся с вами необычными фактами об этих насекомых, а заодно познакомимся с самыми интересными видами чешуекрылых.

1. Когда на Земле появились бабочки? 

Возраст самых древних бабочек, обнаруженных в янтаре, — более 100 миллионов лет. Но палеонтологи полагают, что первые насекомые из отряда чешуекрылых появились на Земле 190–200 миллионов лет назад: в начале юрского периода на планете уже обитали ископаемые формы из семейства первичные зубатые моли. Это были ночные бабочки, которые, предположительно, питались сладкими выделениями голосеменных растений. Особой красоты и изящества в них не было, зато они уже имели признаки насекомых отряда чешуекрылых, в том числе и хитиновые чешуйки, отражающие солнечный свет, которыми покрыты крылья всех современных бабочек. Кстати, эти чешуйки обладают одним ценным свойством: они легко отделяются от крыльев бабочки. И если бабочка коснулась липкой паутины или смолы дерева, то сильный взмах крыла освобождает ее, оставляя в западне оторвавшиеся чешуйки. Вы наверняка замечали, что после соприкосновения с крыльями бабочек на ваших пальцах остаются блестящие следы — это как раз те самые чешуйки.

Эволюция дневных бабочек и рост их разнообразия тесным образом связаны с распространением по планете цветковых растений: бабочки, наряду с другими насекомыми, были опылителями этой группы растений. А без опылителей невозможно завязывание семян и размножение — вот такая тесная взаимозависимость. Первые цветковые или, покрытосеменные растения появились на Земле примерно 150 млн лет назад. Но только 56 млн лет назад, уже после мел-палеогенового вымирания, среди бабочек возникли дневные формы — самые яркие, красивые и разнообразные по внешнему облику. У дневных бабочек уже имелся хоботок — специальный орган для питания нектаром, который они добывали из цветов покрытосеменных растений. 

И в наше время существуют виды растений, опыление и дальнейшее семенное размножение которых зависит от одного-единственного вида бабочек: например, на Мадагаскаре произрастает орхидея вида Angraecum sesquipedale с длиной нектарника до 30 сантиметров, опылителем которой является бражник ксантопан Моргана (лат. Xanthopan morganii praedicta) с невероятно длинным хоботком — до 28 сантиметров. И больше никто эту орхидею опылить не может! Вот такой интересный пример коэволюции (прим. ред.: коэволюция — это совместная эволюция биологических видов, когда изменения у одного вида приводят к ответным переменам у другого).

2. Сколько видов бабочек живет на Земле?

Есть разные цифры. По одним оценкам сегодня на Земле обитает около 165 тысяч видов бабочек, по другим оценкам — около 180 или даже 200 тысяч. Дело в том, что отдаленные уголки нашей планеты до сих пор плохо изучены, а такие существа, как порхающие бабочки, с трудом поддаются обнаружению. Самое высокое видовое разнообразие бабочек наблюдается в тропических регионах нашей планеты, особенно в Южной Америке и в Юго-Восточной Азии. 

Что касается России, то здесь обитает более 9 600 видов различных бабочек. Хотя мы чаще всего встречаем всем известных капустниц, боярышниц, лимонниц, крапивниц и бабочек павлиний глаз. А вот занесенного в Красную книгу аполлона (лат. Parnassius apollo), ареал которого включает европейскую часть России, Кавказ, Урал и юг Сибири, в последние годы удается увидеть крайне редко.

3. Какие бабочки на Земле самые крупные?

Самая крупная бабочка на нашей планете — это совка агриппина, или тизания агриппины (лат. Thysania agrippina) с размахом крыльев до 29,8 сантиметров. Это ночная бабочка, поэтому выглядит она не очень красочно и ярко, а встретить ее можно в тропиках Южной Америки.

А самая крупная из дневных бабочек — это самка вида птицекрылка королевы Александры, или орнитоптера королевы Александры (лат. Ornithoptera alexandrae), размах крыльев которой достигает 26 сантиметров. Эта огромная бабочка обитает на острове Новая Гвинея. Стоит отметить, что у данного вида ярко выражен половой диморфизм: самцы существенно мельче, зато красотой они явно затмевают свою «лучшую половину». 

Самой крупной бабочкой России признана большой ночной павлиний глаз, или сатурния грушевая (лат. Saturnia pyri), которая обитает на юге Русской равнины и на Кавказе. Размах крыльев у самок этого вида достигает 15 сантиметров, а гусеницы питаются листьями груши, яблони, вишни и других плодовых растений.

Среди дневных  бабочек России самым крупным признаны парусник Маака (лат. Papilio maackii) и парусник Ксут (лат. Papilio xuthus), у которых более крупными тоже являются самки с размахом крыльев до 12 сантиметров. Обитают эти виды на Дальнем Востоке нашей страны: их можно встретить, например, в Большехехцирском заповеднике в Хабаровском крае. 

Напоследок расскажем и о крошках в отряде чешуекрылых. Самыми маленькими считаются ночные бабочки с размахом крыльев около 2 миллиметров — ацетозия (лат. Johanssonia acetosea), обитающая на острове Великобритания, и редикулеза (лат. Stigmella ridiculosa), которую можно встретить на Канарских островах.

4. Как из куколки появляется бабочка?

Все бабочки — это насекомые с полным циклом превращений. Это означает, что они проходят все четыре стадии развития:

• яйцо;
• гусеница;
• куколка; 
• имаго, или взрослая особь. 

Из яйца вылупляется гусеница, которая усиленно питается, несколько раз линяет и в итоге переходит к стадии куколки, сама себе сделав кокон. А далее внутри этого кокона начинают происходить процессы на грани волшебства. Специальные гормоны, регулирующие развитие гусеницы, запускают образование ферментов и веществ, которые буквально растворяют тело гусеницы, превращая его в густую жидкую массу, и из этого коктейля создается совершенно новый организм с другими органами и тканями — взрослая бабочка, в облике которой ничто не напоминает гусеницу.

5. Какова продолжительность жизненного цикла бабочки?

Продолжительность жизненного цикла бабочки зависит от вида. Это могут быть недели, а могут быть и годы. Например, павлиний глаз (лат. Aglais io), живущий на юге России, успевает воспроизвести два поколения за летний сезон. А бабочка гинефора гренландская (лат. Gynaephora groenlandica), живущая за полярным кругом в Канаде, Гренландии и на российском острове Врангеля, и способная переносить температуры до минус 50-70 °C, тратит на жизненный цикл от яйца до имаго 7-14 лет. У одних видов в зиму уходят гусеницы, у других куколки, а третьи пережидают холода на стадии имаго. Например, взрослые особи бабочки лимонницы (лат. Gonepteryx rhamni)живут целый год: они появляются из куколок в июне и остаток лета питаются и периодически погружаются в спячку на пару недель. Перезимовав в виде имаго, весной лимонницы откладывают яйца и погибают.

6. Как бабочки защищаются от врагов?

И гусеницы, и куколки, и взрослые бабочки — все они являются привлекательной добычей для хищников, и в первую очередь для птиц. Поэтому бабочки стали одними из самых изобретательных маскировщиков в мире живой природы. На примере бабочек и их гусениц можно познакомиться с разными формами мимикрии (прим. ред.: мимикрия —это адаптивное сходство одного биологического вида с другим или с объектом окружающей среды, которое выражается в имитации внешнего облика, запахов, звуков или поведения).

• Маскировка под глаза хищников. Павлиний глаз (лат. Aglais io), калиго (лат. Caligo) или уже упоминавшаяся сатурния грушевая (лат. Saturnia pyri), как и некоторые другие бабочки, используют узор глаз на внешней стороне крыльев: научные эксперименты показывают, что такая окраска действительно отпугивает мелких пернатых, которые принимают узор на крыльях бабочек за глаза сов или других крупных хищников.
• Маскировка под окружающую среду. Гусеницы иногда принимают облик палочек и веточек, как, например, березовая пяденица (лат. Biston betularia). А окраска крыльев взрослых бабочек этого же вида имитирует березовую кору. И подобных примеров достаточно много.

• Подражание опасному виду. В средней полосе России можно увидеть необычных бабочек стеклянниц: многие представители этого семейства невероятно похожи на ос или шершней — опасных перепончатокрылых. Их крылья темные и полупрозрачные, а желто-коричневое полосатое тело сигнализирует об опасности. Это пример так называемой бейтсовской мимикрии, когда вид подражает опасному животному. Вот так выглядит бабочка стеклянница тополевая большая (лат. Sesia apiformi ). Вы бы узнали в этом насекомом бабочку?
• «Хвосты» для отвода глаз. Эффектные выросты на задних крыльях бабочек из семейства парусников или павлиноглазок появились не столько для красоты, сколько для безопасности. Эксперименты показали, что павлиноглазки из рода Actias используют свои выросты на крыльях как отражатели ультразвуковых сигналов, которые посылают летучие мыши во время охоты. То есть хищник, получив ответный сигнал, атакует не самих бабочек, а их «хвостики». Наблюдения показывают, что многие бабочки этого рода действительно летают с поврежденными крыльями: то есть они успешно пережили атаку, потеряв лишь не самую важную часть крыла.

• Использование яда. Ну а некоторые виды бабочек даже используют яд, синтезируемый ими самостоятельно или накопленный из еды. Такие бабочки часто имеют яркий устрашающий облик, сигнализирующий об опасности, — так называемый апосематический окрас. Например, огромная африканская бабочка парусник антимах (лат. Papilio antimachus) считается одной из самых токсичных. Другой пример — таволговая пестрянка (лат. Zygaena filipendulae), обитающая в том числе и в России. Гусеницы часто поедают бобовое растение ледвенец рогатый, из-за которого в их теле накапливаются цианогенные гликозины, которые затем переходят и в организм имаго. Когда эти вещества попадают в пищеварительную систему, в организме хищника образуется опасная синильная кислота, вызывающая отравление. И если яркого агрессивного вида окажется недостаточно, то благодаря яду хищник точно поймет после первого же знакомства, что таких бабочек не стоит есть.

7. Чем питаются гусеницы бабочек и сами бабочки?

Гусеницы и взрослые бабочки отличаются друг от друга по строению ротового аппарата и всего тела, поэтому и питание у них разное. Гусеницы с грызущим ротовым аппаратом часто специализируются на питании каким-то одним видом растений или близкими видами растений одного рода. И эти «растения-хозяева» иногда отражены в самом названии вида: крапивница, капустница, боярышница, тутовый шелкопряд, крушинница, более известная как лимонница, и т.д. Поэтому ареал обитания бабочки тесно связан с распространением кормовых растений. Но есть и такие виды чешуекрылых, чьи гусеницы питаются вовсе не растениями. Например, бабочки подсемейства грибные моли (лат. Nemapogoninae) специализируются на грибах, большая восковая моль (лат. Galleria mellonella) поедает пчелиный воск, соты и мед в ульях, гусеницы из рода Ceratophaga живут внутри рогов буйволов и антилоп, питаясь кератином, а домашняя моль (лат. Tinea pellionella) является типичным синантропом, чьи гусеницы поедают мех и шерстяные изделия (прим. ред.: синантропный организм —вид растения или животного, образ жизни которого связан с человеком, его жильем).

О том, что взрослые бабочки чаще всего питаются нектаром цветов, слышали все. Однако есть и другие продукты, которые бабочки используют как корм. Например, мертвая голова (лат. Acherontia atropos) из семейства бражников, гусеницы которой живут на картофеле и других пасленовых, имеет слишком короткий хоботок и не может добыть нектар. Зато эта бабочка научилась вырабатывать химические вещества, имитирующие запах медоносных пчел, проникать в улей и воровать мед, высасывая его из сот. А есть и бабочки-вампиры: например, калиптра василистниковая (лат. Calyptra thalictri), обитающая в том числе и в средней полосе России, а также на юге Сибири и Дальнего Востока. Имаго этого вида имеет специальный хоботок с зубцами и крючками для прокалывания кожи и питается кровью млекопитающих, в том числе и человека. 

8. Как бабочки служат человеку?

Тутовый шелкопряд (лат. Bombyx mori), чьи гусеницы поедают листья тутового дерева или шелковицы, и сооружают свой кокон из шелковых нитей, используемых человеком для изготовления тканей, был одомашнен еще в Древнем Китае. Первые письменные упоминания о разведении шелкопрядов в неволе датируются 2600 годом до нашей эры. Китай и сегодня остается главным производителем шелка в мире: на долю этой страны приходится 80% мирового рынка. Но те породы шелкопряда, что разводят в неволе, уже не могут выжить самостоятельно в природе, потому что взрослые особи почти разучились летать и утратили способность находить друг друга для спаривания. 

На фермах гусениц кормят листьями шелковицы, плантации которой специально высаживают для получения листьев. А в конце своего развития, которое занимает 4-5 недель, гусеница плетет кокон, выделяя непрерывную нить, длина которой обычно достигает 200-600 метров. Эти коконы и служат сырьем для получения ценной шелковой нити: их обрабатывают при высокой температуре, а затем разматывают нить, которую используют для производства ткани. Кстати, помимо тутового шелкопряда, похожую нить дают гусеницы китайского дубового шелкопряда (лат. Antheraea pernyi), питающиеся листьями дуба, а также айлантовый шелкопряд (лат. Samia cynthia), гусеницы которого поедают листья деревьев рода айлант. В некоторых странах Азии и Африки гусеницы бабочек считаются ценным продуктом питания с высоким содержанием белка. Например, тех же гусениц тутового шелкопряда, которые остаются после размотки кокона, употребляют в пищу в Китае, Вьетнаме, Индии и других странах. А в Африке живет бабочка Gonimbrasia belina из семейства павлиноглазок, гусеницы которой настолько вкусные и питательные, что являются деликатесом и стоят дороже мясных продуктов.

9. Существуют ли мигрирующие бабочки?

Часть бабочек совершает сезонные миграции, напоминающие миграции птиц. Например, знакомые нам репейницы (лат.Vanessa cardui), живущие летом в Европе, в том числе и в европейской части России, совершают на зиму миграции в северные регионы Африки. Или бабочка адмирал, (лат. Vanessa atalanta), которая из северных районов своего ареала — с севера Европы и из Западной Сибири, мигрирует в Среднюю Азию, Индию и в Африку.  Но, пожалуй, самые масштабные и поражающие воображение миграции бабочек можно наблюдать в Северной Америке. Здесь обитает данаида монарх (лат. Danaus plexippus), которая в конце лета-начале осени мигрирует из умеренных широт континента на юг, в Мексику, где специально для охраны этих бабочек создан биосферный заповедник. Ну а весной перезимовавшие бабочки отправляются на север, по пути откладывая яйца, погибая и вновь возрождаясь в новом поколении гусениц и бабочек. Как бабочки нового сезона узнают, что им надо лететь именно в северные регионы за тысячи километров и как они находят туда путь — это пока загадка для ученых.

10. Как называют ученых, изучающих бабочек?

Для ученых, занятых исследованием бабочек, есть специальный термин: лепидоптеролог. А наука, изучающая бабочек, называется лепидоптерология, от латинского названия отряда чешуекрылых — Lepidoptera. В свою очередь название отряда образовано от греческих слов λεπίς — чешуя, πτερόν — крыло и λόγος — учение. 

Автор текста Ольга Фролова

Изображение на обложке: разработано Magnific

Золото, платина, серебро… Хоть все эти металлы и относятся к драгоценным, по своей стоимости они отнюдь не чемпионы. Цена 1 грамма золота около 9 700 рублей, платины — 4 000 рублей, а за то же количество самого дорогого металла в мире покупателям пришлось бы  выложить около 70 миллионов долларов. Больше того, целый грамм купить не получится, только миллиграмм или микрограмм, ведь этого металла в мире очень и очень мало. Почему же он так дорого стоит и для чего его применяют? Расскажем в нашем материале.

Почему самый дорогой металл называется калифорний?

Удивительный металл носит название калифорний, а о его открытии миру сообщили ровно 75 лет назад — 17 марта 1950 года. Впервые он был синтезирован американскими учеными под руководством Гленна Сиборга в Калифорнийском университете в Беркли, поэтому и получил название в честь американского штата, где расположен университет: калифорний, Cf ⁹⁸.

Вновь открытый элемент занял свое место среди металлов группы актиноидов, то есть оказался  в одном ряду с ураном, плутонием и торием. Вы их найдете в нижней части периодической системы химических элементов Менделеева.

Как и все его соседи-актиноиды, калифорний имеет серебристо-белый цвет, легко вступает  в реакцию со многими элементами, его порошок воспламеняется даже при контакте с воздухом и, конечно, он радиоактивен — то есть не имеет стабильных изотопов.

Почему он был синтезирован, а не найден в природе как, например, уран или торий? Потому что калифорний, как и остальные трансурановые элементы — металлы, стоящие в ряду актиноидов после урана, на нашей планете не встречается в естественных условиях. Этот металл можно получить только из какого-то другого радиоактивного элемента в результате ядерного синтеза в реакторах.

Именно так он и был получен впервые: американские физики проводили работы по бомбардировке альфа-частицами металла кюрия-242, из которого в итоге и был синтезирован калифорний. Можно сказать, что калифорний — результат творения физиков-ядерщиков, а не природы.

Однако астрономы выяснили, что за пределами нашей планеты этот радиоактивный элемент все же существует, что называется, «в готовом виде». Например, на звезде Пшибыльского в созвездии Центавра были обнаружены спектральные линии калифорния и других актиноидов, что стало доказательством присутствия там данных элементов.

Все 20 полученных на настоящий момент изотопов калифорния нестабильны, но период полураспада у всех разный: от нескольких секунд до 900 лет. Изотоп Cf-252, который на сегодняшний день является самым востребованным, имеет период полураспада около 2,6 лет.

Почему калифорний такой дорогой и редкий?

Потому что его не так-то просто получить. Самый дорогой металл на земле не добывают, а получают, то есть синтезируют искусственным путем. Процесс этого синтеза очень долгий и технически сложный, отсюда и дороговизна. Для производства калифорния нужен исходный радиоактивный металл, дорогостоящее оборудование и научно-технические кадры высокой квалификации, поэтому на сегодняшний день только две страны на планете обладают необходимыми возможностями для его синтеза — Россия и США.

Калифорний можно получить несколькими способами. Наиболее распространенные варианты — это синтез элемента из плутония и фермия. В случае, когда цепочка превращений начинается с плутония, калифорний получается по схеме «плутоний → америций → кюрий → берклий → калифорний». Элемент можно также получить из фермия по схеме «фермий → берклий → калифорний». Но в любом случае из-за того, что большинство получаемых ядер нестабильны, на выходе получается очень малое количество ценного металла. Например, из 1 килограмма исходного материала можно синтезировать всего около 1 миллиграмма калифорния, и на это уйдет насколько месяцев. Вот и получается, что металл этот весьма редкий, и стоит в сотни тысяч раз дороже золота.

В нашей стране калифорний-252 синтезируют в Научно-исследовательском институте атомных реакторов — АО «ГНЦ НИИАР», входящем в состав госкорпорации «Росатом». В этом институте, который расположен в Димитровграде Ульяновской области, находится высокопоточный исследовательский реактор СМ-3. Установка служит для проведения различных экспериментов в области ядерной физики и получения трансплутониевых элементов, в том числе и трех изотопов калифорния: Cf-248, Cf-249 и Cf-252. Первые 100 микрограмм калифорния советские физики получили в этом же институте в 1970-м году. Сегодня возможности лаборатории позволяют синтезировать несколько десятков миллиграмм калифорния в год. То есть в год этого металла в России производится менее 100 миллиграмм.

В США работы по синтезу калифорния ведутся в Национальной лаборатории Ок-Риджа в штате Теннеси. Здесь тоже есть высокопоточный реактор, при помощи которого из плутония получают калифорний. Здесь его производят побольше, чем в Димитровграде, около 250-500 миллиграмм в год.

Для чего нужен самый дорогой металл в мире?

Радиоактивный, так сложно и долго синтезируемый, невероятно дорогой… Да вдобавок ко всему еще и с «ограниченным сроком годности», ведь изотопы калифорния, как мы уже сказали, нестабильны, а период полураспада калифорния-252 составляет 2,6 лет. За это время распадается половина от изначального количества атомных ядер вещества — то есть за 5,2 года изотопы калифорния-252 исчезнут полностью. Причем делиться он начинает сразу же после возникновения и во время самого процесса получения.

Так ради чего все эти сложности? Действительно ли нам так нужен калифорний? Где применяют металл с такими необычными характеристиками и неужели нельзя найти что-то попроще?

Ключевая особенность калифорния-252 — это его высокая активность: 1 микрограмм металла испускает 2 миллиона нейтронов в секунду. Благодаря данному свойству этот металл и нашел свое применение в нише высокотехнологичного оборудования, и вот некоторые важнейшие сферы его использования.

• Медицина. Микродозы калифорния применяются для лечения онкологических заболеваний: здесь как раз очень удобно использовать такой элемент, мизерное количество которого производит большое количество нейтронов. Источники излучения для медицинского применения производят в России, США, а также в Китае, куда калифорний экспортирует наша страна.

• Геологоразведочное оборудование. Калифорний применяется в тех случаях, когда требуется определить наличие того или иного элемента во время разведывательного бурения. Оборудование с калифорнием опускается в скважину, нейтроны облучают горные породы, и по отклику на этот процесс геофизики определяют присутствие ценных компонентов, например, золота.
• Контроль целостности материалов. Оборудование с калифорнием служит для выявления дефектов в крупногабаритных конструкциях, например, для обнаружения проблем в космических аппаратах или авиационной технике. Аппараты сканируют объекты и на основании обратного ответа выявляют нарушения целостности материала.
• Запуск ядерных реакторов. Калифорний, как мощный источник потока нейтронов, — подходящий вариант для активизации процесса деления ядерного топлива. Поэтому еще одна сфера его применения – это атомная энергетика, где он используется для запуска ядерных реакторов.

Вот такой необычный металл, который ученые научились создавать и быстро, пока он не успел исчезнуть, применять в уникальной технике. С момента открытия калифорния физики не прекращают работы по синтезу новых элементов и заполнению пустующих ячеек таблицы Менделеева: им уже удалось дойти до оганесона с порядковым номером 118. Но на этом наука  не намерена останавливаться: в российской Дубне в Объединенном институте ядерных исследований в 2029 году планируется запуск нового ускорителя, в котором будут пытаться синтезировать еще не открытые сверхтяжелые элементы под номерами 119 и 120. Возможно, впереди нас ждут не менее интересные и ценные металлы, чем удивительный калифорний.

Ольга Фролова

Изображение на обложке: процесс синтеза калифорния в Окриджской национальной лаборатории (Carlos Jones/ORNL, U.S. Dept. of Energy)