Любопытным является тот факт, что фосфор, внесенный в воду в виде солей, проникает в тело рыб через их поверхность, что дает возможность производить подкормку рыб фосфором.
Можно ли было проследить за движением фосфора или других атомов в живых тканях без метода меченых атомов? Конечно, нет.
Откуда берется кальций. В состав скорлупы яиц входит кальций. Предполагали, что кальций непосредственно из пищи поступает в кровь, а из крови в скорлупу яиц. Однако опыты с применением радиоактивного кальция показали, что из пищи весь кальций поступает в скелет, не попадая непосредственно в скорлупу яиц. Из скелета он расходуется, в частности, и на построение скорлупы яиц. Его расходование тем самым регулируется. Оно идет у кур, например, в соответствии с их продуктивностью. У кур, которые за 2 месяца снесли 25 яиц, происходит обновление костяка на 95%, в то время как у ненесущихся кур за то же время костяк обновляется лишь на 25%.
Роль железа. Без элемента железа не могут обходиться живые существа. Железо входит в состав гемоглобина, а гемоглобин является основным веществом, составляющим красные кровяные тельца — эритроциты. Эритроциты переносят кислород от легких во все уголки сложного организма человека и животного. Перенос этот совершается с помощью атомов железа, которые в легких присоединяют кислород, а в тканях тела отдают его.
Как проследить за движением и распределением железа в живом организме? Где накапливаются запасы железа? Меченые атомы помогают ответить на поставленные вопросы.
Для проведения опытов используются радиоактивные изотопы железа, которые вводятся с пищей в желудок животного в виде солей железа. Затем с помощью счетчика измеряется количество радиоактивного железа в крови и различных органах.
В результате многочисленных исследований было установлено следующее.
Железо, поступающее с пищей в организм, всасывается слизистой оболочкой двенадцатиперстной и тонких кишок. Далее оно входит в состав белкового вещества ферритина. Ферритин накапливается главным образом в печени и селезенке.
Если организм здоровый, то кровь, мышцы, печень и другие органы содержат определенное количество железа. В печени и селезенке содержится запас ферритина. Новые порции железа, введенного в желудок, почти целиком выбрасываются организмом. Но стоит взять из вены животного некоторое количество крови, как начинается интенсивное всасывание железа.
Железо ферритина в костном мозгу превращается в гемоглобин, который включается в состав образующихся там же эритроцитов. У малокровных людей идет интенсивное усвоение железа.
Интересен также следующий опыт. Если в вену человека ввести определенный объем крови, эритроциты которой содержат в своем составе радиоактивное железо, то можно определить общий объем крови. Для этого через 24 часа после введения крови у подопытного животного берут кровь в количестве, равном введенному, и измеряют ее активность. Вследствие того что кровь, содержащая радиоактивное железо, смешивается со всей массой крови, полученная активность так относится к введенной, как количество введенной крови к ее общему количеству.
Метод меченых атомов оказался чрезвычайно плодотворным для изучения различных биологических процессов, и тысячи ученых в настоящее время применяют его.
Процессы питания и роста растений, обмена веществ в них и ряд других вопросов, важных для сельского хозяйства, мы уже описали в разделе применения меченых атомов в биологии. В этом разделе мы остановимся на исследовании процессов, непосредственно связанных с выращиванием сельскохозяйственных культур, на изучении возможности повышения их урожайности, на исследовании методов внесения удобрений в почву и т. п.
В полеводстве. Как вносить удобрения в почву, в какие сроки, в каком виде и в каких дозах? Все эти вопросы можно решить, изучая из года в год действие удобрений на опытных участках. Меченые атомы позволяют значительно быстрее и точнее ответить на все приведенные выше вопросы.
Попробуем внести фосфорное удобрение, содержащее радиоактивный фосфор, поверх почвы или с зарыванием в канавку близ корней. В последнем случае растение становится радиоактивным быстрее и в большей степени. Это легко установить с помощью счетчика. Следовательно, при зарывании в канавку удобрение используется быстрее и полнее.