И в самом деле. Конечно, в воде есть растворенный кислород. Но его всего семь миллилитров в одном литре жидкости, тогда как литр воздуха содержит около двухсот миллилитров кислорода. Разница! Да и устройство легких отличается от устройства жабр.
Тем не менее Килстри не был ни сумасшедшим, ни фантазером. Ведь, прежде чем родиться, человек дышит не воздухом, а околоплодной жидкостью. Сами легкие, хотя и отличаются от жабр, имеют сходную функцию: в обоих случаях кислород проникает в кровь сквозь тонкие клеточные мембраны, а углекислый газ выводится при выдохе.
Чтобы решить проблему водного дыхания человека, рассудил Килстри, надо устранить два препятствия. Во-первых, как мы уже говорили, в воде при атмосферном давлении растворенного кислорода содержится в 30 раз меньше, чем в том же объеме воздуха. Следовательно, человек должен пропускать через легкие в 30 раз больше воды, чем воздуха. Чтобы удалить из организма выделяющийся углекислый газ, надо, в свою очередь, «выдохнуть» вдвое больше жидкости, чем воздуха. Учитывая, что вязкость воды в 36 раз больше, чем воздуха, надо затратить на это примерно в 70 раз больше усилий, что может привести к истощению сил. Во-вторых, морская и пресная вода по химическому составу отличаются от крови, и при вдыхании можно повредить нежные ткани легких, изменить состав жидкостей, циркулирующих в организме. Чтобы преодолеть перечисленные препятствия, Килстри приготовил специальный соляной раствор, близкий по своим свойствам к плазме крови. В нем растворили химическое вещество, вступающее в реакцию с выдыхаемой двуокисью углерода. Затем в раствор был введен под давлением чистый кислород.
Первые опыты были проведены на белых мышах. Подопытных животных помещали в замкнутый, наполненный соляным раствором резервуар. Туда же под давлением в 8 атмосфер нагнетался кислород (при таком давлении животное получало столько же кислорода, сколько и при дыхании воздухом). После погружения мыши довольно скоро освоились в непривычной обстановке и как ни в чем не бывало начали дышать подсоленной и обогащенной кислородом водой! И дышали ею десять-пятнадцать часов. А одна мышь-рекордсменка прожила в жидкости 18 часов. Более того, в одном из экспериментов Килстри маленькие, ничем не защищенные зверьки были подвергнуты давлению 160 атмосфер, что равносильно спуску под воду на глубину 1600 метров!
И все же, когда мышей вернули к нормальным условиям дыхания, большинство животных погибли. По мнению экспериментаторов, причина гибели мышей в том, что у них слишком миниатюрные органы дыхания; когда зверьки выходят на воздух, остатки воды застревают в легких, и животные умирают от удушья.
Тогда Килстри перешел к опытам над собаками. Как и мыши, собаки после первых минут растерянности начинали дышать водой, словно всю жизнь только этим и занимались. Через определенное число часов собаку извлекали из аквариума, откачивали из ее легких воду, а затем, массируя ей грудную клетку, заставляли снова дышать воздухом. Легочное дыхание у собаки восстанавливалось без каких-либо вредных последствий. Позднее Килстри и его коллеги поставили ряд опытов в камере с повышенным давлением, где находились и животные, и экспериментаторы. Собак не погружали в жидкость; их просто заставляли дышать через специальное приспособление соляным раствором с растворенным в нем под давлением кислородом. Семь собак остались живы без каких-либо осложнений здоровья. Одна из них через 44 дня родила 9 здоровых щенят.
Наконец Килстри решился испробовать водяное дыхание на человеке. Добровольцем вызвался американский водолаз-глубинник Фрэнсис Фалейчик. Из соображений безопасности испытания проводились только с одним легким. В дыхательные пути был введен двойной шланг. Концы его находились в бронхах. Таким образом, каждое легкое могло дышать отдельно. Обычный воздух поступал только в левое легкое. В правое легкое водолаз вдыхал через шланг обогащенную кислородом соленую воду. Никаких осложнений не было. Фрэнсис Фалейчик не испытывал затруднений при дыхании. Он... Впрочем, вот как пишет об этом сам Килстри: «Фалейчик, находившийся в течение всей процедуры в полном сознании, рассказал, что он не заметил значительной разницы между легким, дышащим воздухом, и легким, дышащим водой. Он не испытывал также неприятных ощущений при вдохе и выдохе потока жидкости из легкого...»
Однако, несмотря на успех первого опыта с Фалейчиком, Килстри прекрасно понимает, что торжествовать рано. Хотя дыхательная жидкость и хорошо снабжала легкое кислородом, не повреждая при этом его нежные ткани, при выдохе она в недостаточной степени удаляла двуокись углерода.
Но дыхательной жидкостью может быть не только соленая вода; есть и другие, более подходящие. Для решающего опыта, когда человек будет обоими легкими дышать жидкостью, подготавливается специальная синтетическая жидкость — флюркарбон, способная содержать в себе втрое больше углекислого газа и в пятьдесят раз больше кислорода, чем воздух. Следующий этап — полное погружение человека в жидкость. Если все пойдет успешно, то человек сможет опускаться на тысячу метров и подниматься оттуда без всякой декомпрессии.
Проблема водного дыхания в последние годы увлекла многих ученых. Ряд интересных опытов с «подводными собаками» поставил американец Э. Лампьер. Значительных успехов в экспериментах с мышами достигли советские ученые, сотрудники киевской лаборатории гидробионики В. Козак, М. Иродов, В. Демченко и другие. Энтузиасты не сомневаются в том, что в недалеком будущем снабдят акванавтов таким дыхательным прибором, в котором роль воздуха будет выполнять жидкость.
Реализм фантастики
Когда в 30-х годах писатель-фантаст А. Беляев вывел в романе подводного человека — Ихтиандра, то специалисты были единодушны в своих комментариях: «Красивая выдумка, которая никогда не сбудется». Прошло время, и выяснилось, что фантаст увидел то, чего не видели специалисты: земноводный человек — это реальность будущего.
И не столь уж далекого. Так, еще в начале 60-х годов в американской печати было опубликовано сообщение, что одна из фирм США разрабатывает конструкцию миниатюрного аппарата для насыщения крови кислородом. Идея такова. Искусственные жабры прикрепляются к поясу ныряльщика, идущие от них шланги соединяются с аортой. Легкие акванавта заполняются стерильным несжимаемым пластиком, таким образом, они как бы выключены, и человек, опустившийся в морские глубины, дышит через «жабры», точнее, он вообще перестает дышать, кровь насыщается кислородом с помощью искусственных жабр.
Узнав об американских разработках «искусственных жабр», Жак-Ив Кусто заявил с трибуны Международного конгресса подводников.
«Если этот проект осуществится, искусственные жабры дадут возможность тысячам новых Ихтиандров погружаться на глубины в 2 километра и более на неограниченное время!»
Не менее интересно следующее заявление Кусто: «Чтобы человек мог выдержать давление на больших глубинах, следовало бы удалить у него легкие. В его кровеносную систему включили бы патрон, который химически питал бы кислородом его кровь и удалял из нее углекислоту. Человек уже не подвергался бы опасности декомпрессии, он мог бы совершать восхождение на Джомолунгму с песней на устах. Он чувствовал бы себя одинаково хорошо и в море, и в космосе. Мы над этим работаем. Первые хирургические опыты на животных будут проведены в 1975 году, а на человеке — в 1980-м...»
С тех пор прошло около десяти лет. Идею Кусто пытаются реализовать. Но дело тут не только в технических сложностях проблемы. Превратить «человека сухопутного» в «человека подводного», допустим, можно. А надо ли? Гуманно ли? К каким последствиям приведет искусственное разделение людей на две расы?
Заманчивей и перспективней путь, предложенный американским инженером Уолтером Роббом. Сегодня этот исследователь может продемонстрировать сидящего в аквариуме хомяка. Это не подводный житель, его организм не переделан. И все же у него и у снующих рядом рыбок есть нечто общее: и хомяк и рыбы дышат растворенным в воде кислородом. Роль жабр выполняет силиконовая пленка, которой окутан хомяк. Тончайшая силиконовая пленка обладает одним замечательным свойством: она не пропускает воду, но сквозь нее устремляются молекулы растворенного в ней кислорода; она же отводит в воду молекулы выдыхаемого углекислого газа.
Независимо от Робба искусственные жабры, на этот раз уже для человека, создал инженер Вальдемар Эйрес. По виду эти жабры напоминают объемистые, соединенные шлангами мешки, принцип их действия схож с только что описанным. Поданная Эйресом заявка долгое время игнорировалась Бюро патентов США; никто не хотел верить в возможность создания жабр для человека. Чтобы убедить недоверчивых чиновников, Эйрес пригласил их на пляж, нацепил на себя жабры и нырнул. Он пробыл под водой полтора часа, и скептикам пришлось сдаться.
