почему жизнь без воды невозможна
Что произойдёт с организмом, если три дня не пить воду? Опасный эксперимент и мнение врача
Каждый из нас знает, что жизнь невозможна без воды. Она способствует хорошему самочувствию и участвует во множестве важнейших процессов в организме человека. Но мало кто действительно представляет, каково это — лишиться драгоценной жидкости на день, а то и на несколько суток. Зато YouTube-блогер и один из создателей канала «Всё по Маслу» Александр Лихошерстов ощутил на личном опыте, чем может обернуться столь рискованный эксперимент.
Почему питьевая вода так важна для нашего организма?
Для начала разберёмся, почему нам так необходимо пить достаточное количество воды каждый день. Об этом нам рассказал спортивный врач Ибраим Чибичев.
Вода — это в первую очередь активный транспорт для организма человека. Она как приносит питательные вещества, так и выводит все продукты распада и шлаки. При сильном обезвоживании в организме происходит достаточно серьёзное закисление: продукты распада не выводятся, происходит отравление. Это приводит к тому, что клетки начинают активно погибать. В связи с тем, что в организм не поступает правильное количество питательных веществ, те же клетки по тем же причинам тоже погибают. То есть вода — это основной элемент нашей жизни, и на фоне него происходит большинство физиологических процессов.
Какое количество воды необходимо выпивать в день?
Раньше, по стандартам Всемирной организации здравоохранения, нужно было выпивать не меньше 2-2,5 литров чистой воды в сутки — общая норма, необходимая для жизнедеятельности человека. Но буквально два года назад я читал статью, выпущенную ВОЗ. Учёные выяснили, что определённых цифр не существует, потому что для каждого человека они индивидуальны.
Считается, что пить воды нужно столько, сколько хочется. Главное — не заменять чистую питьевую воду какими-то напитками. Человек может предпочитать выпивать несколько чашек кофе или чая и 1-2 стакана воды в день. Этот вектор нужно менять, пить как можно меньше всевозможных напитков, горячих или холодных, и всё-таки склонять весы в сторону чистой питьевой воды.
В среднем получается, что каждый человек выпивает 1-1,5 литра при обычном образе жизни. Спортсмен будет, естественно, потреблять больше. И нет показателя «нужно пить», единственное что нужно — утолять жажду. В обычном тренировочном режиме рекомендуется пить каждые 15 минут по 100-150 мл воды небольшими глотками. Это гарантия того, что человек не получит обезвоживания. В циклических видах спорта — беге, триатлоне, плавании — в обязательном порядке нужно употреблять не меньше 0,5 литров в конце тренировки. А после стартов необходимо пить до полутора литров за один приём. Естественно, не большими глотками, а постепенно, в течение короткого промежутка времени.
72 часа без жидкости: как прошёл эксперимент YouTube-блогера?
Александр Лихошерстов не в первый раз подвергался жестоким испытаниям. До этого он ради практического интереса не спал трое суток. В прошлом году мужчина и его друг решили проверить, что будет с состоянием Александра, если он откажется от воды на 72 часа. На этом правила эксперимента не ограничились.
Блогер должен был провести три дня в одной комнате, в пределах которой ему позволялось делать всё что угодно, только не пить. Выходить из спальни можно было три раза, а за каждое подобное послабление предусматривалось наказание: плавание в бассейне, тарелка крекеров и бег на дорожке. Единственным мотивирующим бонусом были три чайных ложки воды, их Александр мог выпить в любое время по собственному желанию.
При этом от еды блогер не отказывался. Вдобавок каждый день ему измеряли артериальное давление и температуру тела, а также проводили тест на внимательность и брали анализ мочи. Друзья изначально изучили все возможные последствия обезвоживания. Александр знал, что у него с большой вероятностью начнутся головные боли, повысится температура тела и давление.
Биологи выяснили, почему жизнь не может существовать без воды
МОСКВА, 21 июн – РИА Новости. Биологи из США пришли к выводу, что уникальная роль воды в формировании жизни обусловлена тем, что она критически важна для свертывания молекул белков и приобретения ими правильной формы, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS.
«Долгое время наши коллеги пытались понять, как вода взаимодействует с белками. Этот вопрос является фундаментальной проблемой в биологии, который касается того, как устроены белки, насколько они стабильны, как они меняются и как они работают. Мы полагаем, что у нас есть основания считать, что вода управляет флуктуациями белковых молекул на временных промежутках порядка пикосекунды», — заявил Дунпин Чжун (Dongping Zhong) из университета штата Огайо в Коламбусе (США).
Чжун и его коллеги пытались найти ответ на главный «вечный» вопрос биологии и истории развития жизни на Земле – почему именно вода стала тем «растворителем», в котором происходят все реакции внутри нашего организма и внутри всех живых клеток. На этот вопрос есть множество философских ответов, однако конкретного объяснения того, почему вода является уникальной для жизни молекулой, у ученых пока не было.
Авторы статьи нашли один из вариантов того, почему вода стала главной «жидкостью жизни», наблюдая за тем, как один из самых сложных и важных белков в наших клетках – ДНК-полимераза – чинит и копирует спирали генетического кода. Их интересовал не сам процесс сборки молекул ДНК, а то, как перемещались молекулы воды вокруг ДНК-полимеразы.
Последняя капля На планете заканчивается вода. Это может привести к катастрофе
Если нефть закончится, то люди найдут, чем ее заменить. Автомобили могут работать от электричества, а его в свою очередь возможно получить как из атомной энергии, так и из возобновляемых природных источников. С водой же куда труднее — замены для нее быть не может. «Лента.ру» и производитель премиальной питьевой воды Petroglyph рассказывают, почему у воды такое особое положение не только в жизни человека, но и в самом феномене жизни.
Оделл Бэкхем — американский футболист Национальной футбольной лиги. Его отвращение к воде так велико, что он предпочитает вводить ее внутривенно.
В таком непонятном отношении к воде футболист не одинок. Есть немало мужчин, которые отказываются от воды, потому что ее питье считается ими немужественным или же не нравится ее вкус. Бывает, что мужчины отказываются от воды в пользу других жидкостей по причине того, что у них есть «комплекс Супермена» — мол, такая ерунда как постоянное питье им не нужно, — объясняет журналу Fatherly психолог Джон Мур.
В таких случаях вместо потребления воды непосредственно с помощью рта, мужчины могут ставить себе водяные капельницы.
Однако, бывают и те, кто идет дальше, отказываясь в том числе от них. Питер Филак, актер и медбрат, утверждал, что вообще не принимал никакой жидкости с 2012 года просто потому, что это бессмысленно. Как дела Питера сейчас неизвестно, потому что уже пару лет его сайт и ютуб-канал неактивны.
Врачи утверждают, что такие эксперименты не просто вредны, но очень опасны. Не зря же NASA, исследуя возможность внеземной жизни, в ее поисках руководствуется принципом «следуй за водой».
Но что в воде такого особого, что жизнь без нее невозможна? Есть несколько основных причин ее важности: во-первых, вода эффективно передает вещества как внутри клетки, так и от клеток в окружающую среду; во-вторых, состав молекулы воды (два атома водорода и атом кислорода) делает воду замечательным универсальным растворителем, позволяя большому количеству веществ растворятся в ней.
С водой связана и одна из теорий о причинах возникновения жизни на планете, называемая панспермией. Ее сторонники утверждают, что в Землю врезалось огромное количество ледяных комет, которые принесли на поверхность планеты воду, в которой были заморожены органические молекулы, ставшие основой жизни.
Автор романов «Машина времени» и «Война миров», Герберт Уэллс, в 1894 году писал: «Представим кремниево-алюминиевые организмы — или, может, сразу кремниево-алюминиевых людей? — которые путешествуют через атмосферу из газообразной серы, положим так, по морям из жидкого железа температурой в несколько тысяч градусов или вроде того, чуть выше температуры доменной печи».
И его фантазии были не беспочвенны.
Другая возможная форма жизни — на основе мышьяка. В 2010 году NASA объявило, что нашло бактерию GFAJ-1, которая могла включать мышьяк вместо фосфора в клеточную структуру без всяких последствий для себя. GFAJ-1 живет в богатых мышьяком водах озера Моно в Калифорнии. Вещество ядовит для любого живого существа на планете, кроме нескольких микроорганизмов, которые нормально его переносят или дышат им. GFAJ-1 стала первым случаем включения организмом этого элемента в качестве биологического строительного блока.
Зачем вода человеку
Вода важна не только в глобальных масштабах, но и на уровне каждого отдельного организма. На это есть несколько причин.
Вода помогает в регуляции температуры тела Тело теряет жидкость через пот во время физической активности и жары. Выход пота позволяет сохранить телу нужную для жизнедеятельности температуру.
Вода защищает мышцы, спинной мозг и суставы Вода также сохраняет ткани вашего тела влажными. Совершенно неприятно, когда во рту пересыхает — можно представить, какие ощущения возникли из-за пересушенных мышц или суставов.
Вода очищает организм Почки и печень с помощью воды выводят отходы жизнедеятельности вместе с потоотделением, мочеиспусканием и испражнением. Без этого очищения организма мы бы довольно быстро пришли в негодность, ведь отходы токсичны.
Вода помогает в пищеварении Процесс пищеварения начинается с обработки пищи слюной, основой которой является вода; ферменты, содержащиеся в слюне, запускают процесс переваривания. А переваривание нужно для того, чтобы питательные вещества были получены организмом в полной мере.
Вода доставляет питательные вещества по всему организму Помимо того, что вода растворяет пищу, она доставляет полученные вещества по всему организму с помощью кровотока. Без жидкости ваш мозг не получал бы сахара.
Вода переносит кислород Вообще, жидкость, которая появляется в организме с помощью воды, — один из основных компонентов крови, которая в том числе разносит по организму кислород. А без него никуда.
Поэтому воду пить, конечно, необходимо. Но полезное можно совместить с приятным — например, если вы пьете хорошую, вкусную воду из приятной бутылки. Компания Petroglyph добывает как раз такую воду на Алтае. Место по-своему удивительное: в округе растут персики, арбузы, виноград, что говорит о высоком содержании полезных веществ в почве, через которую проходит добываемая вода. Также Petroglyph разливает воду в удобные бутылки, не раз отмеченные дизайнерскими премиями. Это премиальная упаковка, которая ко всему прочему оптимизирована так, чтобы идеально поместиться в холодильнике.
Зачем вода планете
Земля — это тоже организм, и ей без воды не менее плохо, чем человеку. Почва была бы сухой и безжизненной, ничего бы не росло, повсюду лежали бы песок и камни. То, что мы видим на Марсе, могло бы быть и на Земле, если бы вода каким-то случаем исчезла.
Человек бы долго не протянул на такой планете не только потому, что ему нечего было бы пить. Вода — это не только реки и моря, она как бы растворена в воздухе. Представьте, что было бы, если бы влажности не осталось — в том числе исчезли бы облака? Солнце палило бы беспощадно. Ко всему прочему это был бы мир без запахов, ведь именно влага воздуха переносит их.
Температура на планете быстро росла бы из-за метана, который сейчас заточен во льдах и океанах, но тогда выделялся бы и увеличивал нагревательный эффект солнца. Таким образом станет просто экстремально жарко. А спрятаться будет негде — деревьев не останется, только разгоряченный камень зданий и горячий песок. Жидкость контролирует не только температуру тела человека, но всей планеты.
Моря и океаны оказывают амортизирующее действие при землетрясениях. Если бы не они, разрушительная сила стихии была бы куда более значительной.
Ну и, конечно, мы ничего бы не вырастили без воды — не только ввиду отсутствия ресурса для полива, но и потому, что питательные вещества не насыщали бы почву, а без этого никакое растение расти не станет.
Но не стоит экономить воду, когда речь заходит про то, что нужно ее пить. Миф про два литра воды — не совсем миф, человеку требуется немало жидкости, чтобы поддерживать жизнедеятельность. Поэтому сбалансируйте расход воды: меньше зря проливать, больше пить. Это особенно актуально, учитывая, что пресной воды на планете становится все меньше и меньше.
Источник воды Petroglyph находится в месте с уникальной девственной природой и абсолютно собственным микроклиматом. Этот нетронутый уголок природы дарит кристально чистую воду с минерализацией, которая наполнена силой и энергией Алтая. Бутылки для воды Petroglyph сделаны таким образом, что их удобно держать в руке. Ее не нужно запрокидывать над головой — она сбалансирована так, что пить можно, не отрывая взгляда от собеседника. Узнать больше можно здесь.
Почему вода может закончиться
Потребность населения планеты в пресной питьевой воде растет. По данным счетчика countrymeters.com, население Земли на момент написания текста достигло приблизительно 7 миллиардов 712 миллионов человек, а ежегодный прирост составляет примерно 90 миллионов человек. А это значит, что ежегодно людям становится нужно на десятки миллионов кубометров воды больше для того, чтобы продолжать жизнь. Уже сейчас каждому шестому человеку на планете не хватает воды.
В 2015 году ученые сообщили, что две трети главных источников пресной воды на планете восстанавливаются медленнее, чем истощаются. Ученые давно подозревали, что рост населения планеты, использование пресной воды для нужд сельского хозяйства и некоторых отраслей промышленности, может привести к такому результату.
Антропогенный фактор является ключевым в этой проблеме, а если проще — виноват человек. Но не только он.
а Увеличения светимости Солнца — это еще одна проблема. Говоря кратко, чем звезда старше, тем выше температура ее поверхности и количество излучаемого света. Из-за этого в далекой перспективе на Земле могут испариться океаны, моря, озера и реки.
Но — говорят ученые — все не так уж плохо, как может показаться. Вступая в спор со многими другими учеными, поддерживающими позицию надвигающейся катастрофы из-за недостатка воды, американский вулканолог Джим Вебстер объясняет, что Земля содержит огромное количество воды в океанах, озерах, реках, атмосфере и грунте. В течение миллионов лет большая часть этой воды циркулирует между ними. Земля также очень эффективно удерживает эту воду. Вода, будучи паром, потенциально может «сбежать» в космос, но этого не происходит, потому что некоторые области атмосферы очень холодные. Например, на высоте 15 километров температура атмосферы составляет минус 60 градусов по Цельсию. При таком холоде вода превращается в атмосферные осадки.
Учитывая то, что вода никуда не девается с планеты, круговорот воды в природе позволит источникам воды восполняться вечно — или образует новые.
Однако в то же время Джим Вебстер не говорит, что делать, если людей станет в два или три раза больше — будет ли вода в таком случае успевать восполняться? Скорее всего выход из положения будет найден с помощью опреснения морской воды. Тогда еще много лет можно будет спать спокойно, зная, что утром для кофе найдется вода.
Почему без воды не может существовать жизнь?
Тот факт, что именно вода является основой жизни, ни для кого не является секретом. На нашей голубой планете ее невероятно много. Она в океанах и морях, в реках и ледяных шапках, в гейзерах, и даже под землей. Ну а там где вода, всегда существует жизнь. Даже в горячих источниках, где, казалось бы, жизни не может быть, ученые находят микробов. Вот и получается, что без воды жизнь существовать не может.
Ученые давно задаются вопросом, почему именно вода является основой жизни, и есть ли иные вещества, которые могли бы ее заменить? Ответ на этот вопрос значительно упростил бы задачу поиска внеземных цивилизаций. Но, увы, пока на него ответ не найден.
Но вернемся к воде, и попробуем разобраться в ее уникальных свойствах, благодаря которым и возникла жизнь. И так, начнем с того, что вода может находиться в трех состояниях — жидком, твердом и газообразном, причем, в узком температурном диапазоне. В твердое состояние она превращается при нулевой температуре, а в пар — при нагреве до 100 градусов. В диапазоне от нуля до 100 градусов она жидкая.
Живые организмы существуют за счет той энергии, которую получают в процессе переработки полезных веществ (растительной и животной пищи). При этом все токсичные вещества и отходы, возникающие в процессе переработки пищи, выводятся из организма естественным путем. Без воды этот процесс происходить не может, так как все полезные вещества, находящиеся в пище, должны быть предварительно растворены в жидкости, то есть в воде, которая является универсальным природным растворителем. Только в этом случае минералы и витамины попадут в клетку, а шлаки и отходы будут выведены из организма.
Что собой представляет вода?
Это химическое соединение, состоящее из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Столь универсальная формула как раз и делает воду уникальной, позволяя ей растворять любое вещество, передавать его в клетку живого организма, и вымывать из нее шлаки и отходы.
Мы говорили, что вода может находиться в трех состояниях, в узком температурном диапазоне. Другие вещества на это не способны. Они могут оставаться жидкими в тех условиях, которые совершенно неприемлемы для живых организмов. Поэтому для поддержания жизни Природа и выбрала воду.
Вода оказывает существенное влияние на климат планеты. Ледники охлаждают атмосферу, а пар ее согревает. В результате создаются зоны с разнообразными климатическими условиями, которые позволяют существовать многочисленным видам животного и растительного мира. Отсюда вывод, что именно вода явилась тем строительным материалом, который и был использован Природой при строительстве жизни.
Но каким образом на нашу планету попала вода?
На этот счет существуют различные гипотезы. Одна из них утверждает, что это могло произойти в результате столкновения с Землей ледяных комет, которые и принесли на нашу планету органические молекулы, из которых, впоследствии, и зародилась жизнь. Хотя, с этим можно и поспорить. Ведь космическое пространство наполнено радиацией, при которой органические вещества выжить не могут. Но и на этот счет у ученых есть объяснение. Оказывается, вода не только могла содержать органические вещества, но и надежно защищала их от радиации. И здесь опять же таки важную роль сыграло свойство воды переходить в твердое состояние. В результате, органические молекулы могли просто вмерзнуть в лед, который и спас их от разрушения.
Могла ли жизнь возникнуть без воды?
При попытке понять происхождение жизни на Земле исследователи сталкиваются с парадоксом. Известно, что вода является незаменимым растворителем для всех известных форм жизни, существующих сегодня. Но в то же время она препятствует образованию цепочек полимеров нуклеиновых кислот, таких как РНК. Которые были, вероятно, предвестниками жизни. Возникает вопрос: как же тогда образовались первые нуклеиновые кислоты? Одно из решений этого «водного парадокса» может быть таким — жизнь могла возникнуть на основе чего-то другого. Не воды. И позже адаптировалась к ее присутствию.
«Мы взволнованы возможностью того, что жизнь на водной основе может возникнуть вообще без воды»,- сообщил порталу Phys.org исследователь из Гарвардского университета Захари Адам.
Вместо воды — формамид
Адам и его коллеги исследовали свойства основного претендента на альтернативную замену воде под названием формамид. Это прозрачная жидкость, состоящая из водорода, кислорода, углерода и азота. Формамид способствует образованию полимерных связей даже больше, чем вода. А также реагирует с другими молекулами с образованием нуклеотидов, аминокислот и некоторых других основных соединений. Необходимых для получения нуклеиновых кислот.
Но для этого предположения есть серьезная проблема: формамид не встречается на Земле в естественном виде в каком-либо значительном количестве. Хотя формамид широко используется в промышленности в качестве растворителя при изготовлении фармацевтических препаратов и пестицидов, весь его объем производится синтетически.
Но формамид был обнаружен в космосе. И это мотивировало исследователей предполагать, что возможно он попал на Землю с кометами или метеоритами. Но вряд ли этот сценарий мог бы создать большие концентрированные резервуары формамида, необходимые для формирования молекул, предшествующих появлению жизни.
В новой научной публикации группа исследователей, возглавляемая Адамом и его соавтором Масаси Аоно из Университета Кэйо и Токийского технологического института, продемонстрировала возможность того, что формамид, возможно, производился в больших количествах с участием излучения в некоторых районах ранней Земли.
В своих экспериментах исследователи облучали гамма-лучами цианид водорода и ацетонитрил. Эти два химических вещества присутствовали на ранней Земле. И обнаружили, что формамид является одним из основных продуктов такого процесса.
Радиация
В своих экспериментах исследователи использовали изотоп кобальта-60 для создания гамма-лучей. Они считают, что на ранней Земле излучение могло быть получено от радиоактивных месторождений полезных ископаемых. (Обнаруженных сегодня по всему миру). В которых происходило деление урана. В настоящее время только один регион содержит доказательства существования небольшого участка урановых зон, которые существовали в ранней геологической истории Земли — в районе Окло, Габон, Африка, — но эти зоны стали активны уже только после того, как возникла жизнь.
Исследователи подсчитали, что если бы подобные зоны существовали 4 миллиарда лет назад, то один такой участок мог бы производить на 6 порядков больше формамида, чем тот объем, который был получен при оценке доставки вещества кометами и метеоритами. Полученные результаты показывают, что радиоактивные минеральные отложения могут образовывать достаточное количество формамида для накопления его до высоких концентраций, образовавших крупные формамидные резервуары, в которых нуклеиновые кислоты могли синтезироваться в качестве предшественников первых живых организмов.
«Считается, что проблема происхождения жизни станет решаемой, если мы смогли бы понять, как прототипные строительные блоки жизни, такие как биополимеры и метаболиты, смогли сформироваться в существовавших условиях ранней Земли», — сказал Аоно. «Но нас не устраивает такой образ мышления. Жизнь не следует рассматривать как мешок, полный строительных блоков. Ее следует понимать как сложную сеть химических реакций».
Как поясняют исследователи, излучение особенно уникально в качестве источника энергии для возникновения истоков жизни. Если сравнивать с окислительно — восстановительной химией или простым нагревом. Как заявил Адам, это связано с тем, что радиация «управляет экспансивной сетью реакций, а не просто множеством продуктов, составляющих массив всех входных данных».
Конечно, исследователи только показали, как это могло произойти, а не то как это произошло. В будущем они планируют продолжить изучение всех возможных сценариев возникновения жизни. И изучить возможности каждого происходящего процесса и оценить, куда их приведут полученные доказательства.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.