Бионическая фильтрация имеет по крайней мере два аспекта: во-первых, получение вещества, не содержащего примесей, задерживаемых фильтром; во-вторых, получение вещества, которое избирательно накоплено в фильтре. Множество биологических систем успешно осуществляет разного рода фильтрацию, и задолго до появления бионики это явление практически использовалось в промышленных масштабах. Известно, что в годы второй мировой войны в США добывалось значительное количество селена из трав, хорошо его усваивающих. На почвах, содержащих менее 0,001% селена, произрастают некоторые растения, в золе которых содержится около 5% селена, и гектар таких трав дает в год около 25 кг селена. Не менее эффективно селективное накопление ряда веществ у некоторых морских водорослей.

В последние годы способность к селективному накоплению веществ неожиданно стала вызывать серьезное беспокойство. Дело в том, что при интенсивном использовании химических удобрений и ядохимикатов все больше и больше ядовитых веществ попадает со сточными водами в водохранилища, озера и моря. Там яд проникает и накапливается в тканях рыб, кормящихся у побережья. По данным ряда лабораторий рыбного хозяйства, яд подобного происхождения обнаружен у многих промысловых рыб, например у тунца, который кормится у калифорнийского побережья. Подсчитано, что в Калифорнии в почве содержатся ядохимикаты в таком количестве, которое достаточно для уничтожения всего населения земного шара. Следует отметить, что рыбам (тем же тунцам) накапливаемый в тканях яд не причиняет вреда. Он опасен только для людей, употребляющих эту рыбу.

Работа замечательных по своему совершенству биофильтров, их тонкие механизмы селективного накопления различных элементов остаются пока во многом загадочными. Не ясны до конца информационно-энергетические механизмы катализаторов, закономерности действия ферментов и многое другое. Давно вызывает интерес, но непонятен такой факт, как способность специальных органов животных выделять и накапливать агрессивные вещества – гидрохинон, перекись водорода и ряд других. Даже такой орган, как желудок, является одной из загадок подобного рода. Известно, что стенки желудка десятки лет успешно противостоят действию желудочного сока, но кусок стенки того же желудка, попавший внутрь желудка по пищеводу, переваривается тем же желудочным соком и так же быстро, как обычная пища.

Сегодня еще нельзя относиться серьезно к идее искусственного создания системы, позволяющей непосредственно из зоопланктонного корма китов (криля и других рачков) добывать соединения, близкие по химическому составу к китовому жиру. Но более простые виды биохимической деятельности, связанные с опреснением воды, селективным накоплением ряда веществ, фильтрацией воздуха и т. д. могут составлять объект бионических исследований.

Помимо изучения механизмов фильтрации на микроуровне различных организмов, практически полезными могут оказаться результаты, полученные при исследованиях макроуровня организации коллективов животных, например колоний двустворчатых моллюсков, фильтрующих взмученную воду, колоний бактерий, очищающих газовый состав от определенных примесей и т. д.

Наконец, небезынтересен тот уровень естественной фильтрации, который мы назовем суперуровнем. Пояснить суть этого феномена поможет пример, так образно обрисованный в книге Ж.-И. Кусто и Д. Дагена «Живое море. Авторы названной книги исследовали атолл Альдабра (главный остров одноименной группы островов Сейшельского архипелага в экваториальной части Индийского океана). Этот атолл представляет собой сильно вытянутый остров длиной около 40 км и шириной около 20 км. Большая лагуна в центре острова (обычный фрагмент атоллов, которые возникают как следствие многолетней жизнедеятельности гигантской колонии коралловых полипов) в период отливов усыхает почти на две трети и вновь заполняется водой во время прилива. Через проходы в кольцевом гигантском рифе течет огромное количество воды. Как пишут авторы: «лагуна – сердце атолла, только вместо крови она перекачивает морскую воду». Вода, уходящая из атолла, зеленая от планктона и мельчайших водорослей – обитателей верхнего приповерхностного слоя. Отступая в океан, она окрашивает окрестности атолла в серо-зеленый цвет, так как выносит из атолла помимо живого фитопланктона мириады мертвых организмов. В период прилива лагуну заполняет чистая морская вода. Так осуществляется периодическая приливная фильтрация этой огромной саморегулирующейся системы, своего рода «гудробиотрона». Так или примерно так осуществляется «самоочищение» и в других гигантских подсистемах биосферы нашей планеты.

Однако практические достижения бионики в области создания фильтров пока невелики. В этой главе будут коротко рассмотрены некоторые аспекты проблемы фильтрации.

Предыдущая глава: Манипуляторы в океанических организмах

Следующая глава: Опреснение морской воды