Если бы вы хотели законсервировать Вильгельмину в гигантском герметичном чане, полном этого вещества, то тело сохранилось бы… Ну, на самом деле никто точно не знает, на какой срок. Формальдегид был впервые использован для бальзамирования трупа в 1899 году, и это тело все еще не разложилось. Учитывая это, Вильгельмина могла бы пролежать как минимум 120 лет. Зная о природе этого соединения, можно предположить, что она сохранилась бы на гораздо больший срок.
Итак, теперь мы можем установить теоретические границы нашего мысленного эксперимента с мертвыми коровами. Я называю это континуумом Берты и Вильгельмины:
Еда портится из-за жизни, которая остается в клетках, после того как организм умирает, и завладевает мертвым телом. Ее уничтожение предотвращает разложение.
Поскольку этот континуум относится ко всем мертвым телам, а не только к коровам и потому, что вся еда когда-то была живой, мы можем добавить еще одну строку:
Быстрое разложение Берты, описанное слева, является результатом того, что многие микроскопические формы жизни делают все возможное, чтобы размножаться как можно активнее[53]. Корова могла бы стать пищей для человека, но микробы добрались до нее первыми, и ее туша сгнила. Тело Вильгельмины сохранилось, потому что формальдегид чрезвычайно эффективно останавливает жизнь в каждой клетке ее тела, а также в клетках организмов, которые пожирали труп.
Формальдегид был впервые использован для бальзамирования трупа в 1899 году, и это тело все еще не разложилось.
Прежде чем сохранение еды стало наукой, оно было искусством. Нужно было найти золотую середину между Бертой и Вильгельминой: сохранить достаточно правильных форм жизни, чтобы пища оставалась съедобной, но не слишком много, чтобы она не испортилась. Такая цель непременно предполагает изменение продуктов в достаточной степени, чтобы остановить или замедлить жизнь в клетках или сделать их непригодными для нежеланных микробов, но не настолько, чтобы они превратились в музейные экспонаты. Чтобы увидеть некоторые странные и удивительные способы сохранения еды, придуманные людьми, нам всего лишь нужно добраться до огромного склада, где царит свободная торговля, – супермаркета. Некоторые техники: свежие фрукты и овощи охлаждают, чтобы замедлить движение молекул и, соответственно, гниение. Заморозка – это экстремальная версия того же способа. Другие методы сложны и в значительной степени невидимы. Так, для сохранения молока и апельсинового сока используется технология под названием «манотермосоникация»[54]. Однако большинство способов, используемых для сохранения продуктов в современных супермаркетах, стары и невероятно – почти таинственно – эффективны. Главным среди них является сушка.
Люди сушат еду тысячелетиями, и, вероятно, они начали делать это еще до того, как научились готовить. В супермаркете полно очевидно сухих продуктов, таких как мука, какао, сухое молоко, картофельные чипсы, начос, овощи, крупы, орехи и т. д. Но там также много еды, которая кажется влажной, но на самом деле таковой не является. Варенье, патока, кукурузный сироп, сгущенное молоко, сливочное масло и мед на самом деле гораздо суше, чем обычно считается. Сушка – это удаление воды, поэтому давайте поговорим о Н2О. Если раньше вы особо не задумывались о воде, то эта тема может показаться… банальной.
Повседневной. Химик даже может посчитать это скучным. В отличие от большинства химических веществ, о которых любят говорить в интернете, прозрачная вода, не имеющая ни цвета, ни вкуса, ни запаха, может показаться не заслуживающей внимания. Вы можете оставить ее на несколько лет, и она не изменится. Она почти безопасна (если, конечно, вы в ней не утонули) и не слишком коррозионна. И все же, несмотря на эти унылые характеристики, вода необходима для всех известных форм жизни.
Прежде чем мы пойдем дальше, я попрошу вас выбросить из головы все ассоциации, которые возникают у вас со словом «вода»: ручьи, реки, ледники, моча, океаны, дождь. Все они не только не помогут лучше понять написанное, но и будут активно препятствовать этому, потому что вы будете думать о воде как о жидкости. Вы наверняка уже видели эту иллюстрацию:
Ее задача показать, сколько воды в вашем теле. К сожалению, ее скрытый смысл в том, что вода наполняет вас, словно кружку. Но если вы посмотрите на ее поведение в живых существах в масштабе отдельных белков или ДНК, то поймете, что этот рисунок очень далек от истины.
Представьте себе собрание крошечных роботов, напоминающих по форме локоть, каждый из которых оснащен двумя маленькими магнитами, притягивающими или отталкивающими других роботов. Каждый из них обладает способностью отрезать одну треть от другого и прикреплять эту часть на себя или с легкостью терять треть тела ради своих собратьев. Две эти способности позволяют роботам, число которых в наперстке превышает количество звезд во Вселенной, формировать, разрушать и снова образовывать расширенные трехмерные сети, состоящие из триллионов машин, миллиарды раз в секунду.
Невероятно, да?
Когда вы перестаете думать о воде как об абсолютно пустой жидкости и начинаете воспринимать ее как (по большей части) доброжелательную, гиперактивную, но нечувствительную механическую цивилизацию, вам становится проще понять, почему она так необходима клеточным механизмам (и бактериям, намеренным испортить нашу еду) для нормальной работы.
Магнитоподобное поведение воды не является уникальным[55]. На самом деле большинство молекул ведут себя так, словно в них встроены крошечные магниты[56]. Полярные молекулы, как называют их химики, могут взаимодействовать друг с другом гораздо активнее, чем с неполярными (без выраженного магнитоподобного поведения). Если вам это не совсем понятно, не беспокойтесь. Если говорить простым языком, то вода и ДНК притягиваются друг к другу так сильно, что последняя фактически покрыта несколькими слоями молекул H2O.
А теперь пришло время изменить ваш взгляд на мир. Представьте, что человеческое тело покрыто слоем воды: гладкой, блестящей, скользкой поверхностью. Не на молекулярном уровне. Представьте миллиарды крошечных роботов, которые свободно прикрепляются к цепи ДНК в один слой. Затем визуализируйте второй слой малюсеньких роботов, прикрепляющихся к первому. А теперь третий. Вот так вода увлажняет ДНК. Они похожи на подвижный рой пчел, облепляющий шляпу пчеловода, у которого находится пчелиная матка. Насекомые постоянно отлетают и снова садятся, но сохраняют форму головного убора.
Как человек под пчелами, структура ДНК проглядывает под одним или двумя слоями молекул воды. Это означает, что белки, которые должны считывать генетический код (например, копировать его, когда клетка делится, или устранять повреждения), могут распознавать основную последовательность без необходимости полностью присоединяться к ней. Поскольку молекулы воды способны относительно легко образовывать и разрушать соединения, белки, считывающие наследственную информацию, могут перемещаться вдоль слоя воды в форме ДНК, окружающего настоящие макромолекулы. При этом они не тратят энергию на то, чтобы останавливаться и связываться с ней самой.
Это лишь один из примеров удивительных способностей воды. Она определенно не обладает чувствительностью, но иногда кажется, что это неправда. Ни одна другая молекула (из тех, что я знаю, а мне известны многие) не может делать все, что умеет вода. В 2004 году физик Бертил Галле сказал: «Есть только один способ получения белков, один способ фотосинтеза и один способ хранения и передачи информации. Все формы жизни используют одни и те же молекулярные механизмы». Это означает, что всем известным нам организмам необходимо хотя бы немного воды, чтобы продолжать существовать. И именно поэтому ее устранение позволяет сохранить пищу на более долгое время.
Таким образом, неудивительно, что многая пища в Храме сохраненных продуктов питания, также известном как супермаркет, сухая. Практически все, что находится в отделе закусок, является высушенным. (При производстве чипсов картофель или кукуруза погружаются в сложную смесь жидких жиров, нагретых до 150 °C. При такой температуре бо́льшая часть воды в клетках овощей испаряется. Такой метод называется «жарка».) Большинство кукурузных хлопьев и различных закусок странной формы (кукурузные палочки, например) тоже нагреваются (соответственно, высушиваются) до тех пор, пока не станут хрустящими. Даже замороженные продукты суховаты, по крайней мере с точки зрения микробов. Заморозка – это двойной удар. Во-первых, она замедляет движение молекул и жизнедеятельность микробов. Во-вторых, замерзшая вода имеет очень жесткую кристаллическую структуру, которая может разрушать клетки и неспособна поддерживать рост микроорганизмов.
Все известные нам формы жизни нуждаются в воде, но разным организмам требуется разное ее количество. Если бы вы хотели удостовериться, что в вашей пище никто не живет, вам пришлось бы полностью высушить ее, выжав последнюю молекулу воды из ее холодного мертвого тела. К сожалению, единственный способ это сделать – сжечь каждую клетку, пока от еды не останется лишь пепел. К счастью, вам не нужно удалять из пищи абсолютно все молекулы воды, чтобы сделать ее неподходящей для тех форм жизни, которые могут испортить ее или сделать опасной для употребления. Для этого всего лишь необходимо убрать достаточно воды. Что значит «достаточно»? Ну, это зависит от того, кого вы собираетесь убить.
Давайте предположим, что вы боретесь с кишечной палочкой (Escherichia coli), также известной как «кто-то здесь покакал», потому что она практически всегда происходит из кишечника млекопитающих