Жду новый пост

Серия «Химия Древнего мира»

Когда вы учились в 5 классе, школьный учитель, почти наверняка, рассказывал вам легенду, о том, как финикийские торговцы изобрели стекло, выложив куски белого вещества вокруг костра на песчаном берегу. Но эта история, не так проста, как может показаться. Она таит в себе загадки даже для современных учёных – историков, лингвистов и химиков. Ответы на эти загадки могут перевернуть наши представления о технологиях Древнего мира.

Финикийцы. Иллюстрация из игры Humankind.

О чём будет пост.

В данном посте мы познакомимся с последними исследованиями археологов и химиков, а также проведём небольшое расследование, открывающее поразительные факты о древних технологиях. Мы отправимся с вами в бронзовый век и совершим путешествие с группой финикийских купцов, побываем в оазисах Египта, на побережье Ливана, в мастерских древнего Шумера, перенесёмся во Францию XVIII века, расшифруем таинственные римские записи и с помощью археологов, историков и лингвистов откроем тайны древних гениев. Мы узнаем, как египетский жрец на тысячелетия опередил французского учёного в создании важнейшей химической технологии; узнаем что делали древние охотники за ископаемыми с костями мифических чудовищ; из чего раньше делали соду; как переводчики перепутали её с селитрой, и как это сделало современные названия химических элементов слегка нелепыми; почему химические заводы были самыми высокими сооружениями в XIX веке; а также почему учебники химии и Википедия умалчивают о первенстве российского академика в изобретении наиболее важного метода промышленной химии, и называют первооткрывателем французского врача?

Гавань финикийского города Библос, кедровую древесину доставляют на берег. Иллюстрация Balage Balogh с сайта Archaeology Illustrated.

Древняя легенда и трудности перевода.

Ученикам 5-х классов обычно рассказывают легенду об изобретении стекла финикийскими моряками. Авторам школьного курса она известна из книги "Естественная история" римского писателя букв стилосом по восковой табличке Плиния Старшего. Давайте посмотрим на оригинальный текст. Нас интересует параграф 191 книги XXXVI, где Плиний пишет:

История, как говорят, такова — судно, груженое nitri, бросило на этом месте якорь; купцы, собираясь приготовить на берегу пищу и не найдя поблизости никаких камней, чтобы поставить на них котелки, использовали для этих целей несколько кусков nitri, принесенных с корабля. Когда nitri подверглась действию огня, перемешавшись с песком побережья, купцы увидели прозрачные натеки некой жидкости, до сих пор неизвестной; таким образом и было изобретено стекло…

Слово nitri в русском переводе Г.М. Севера интерпретируется как "селитра". Аналогично в переводе Вестника древней истории - это селитра. Селитрой называют нитрат калия (KNO3) или натрия (NaNO3); стекло из неё не делают (#comment_220486655). Химику вполне очевидно, что речь в данной легенде шла не о селитре, и везли финикийцы вовсе не её. Да и стекло финикийцы не изобретали, как то утверждают Плиний и учебник истории Древнего мира для 5 класса (кто изобрел стекло и как учёные химики и археологи это поняли, мы узнаем ниже). Тем не менее, история про финикийцев имеет правдивые основания. Они действительно перевозили через море некое белое вещество, которое пользовалось огромным спросом в Древнем мире (и тогда это был не героин). А описанный Плинием торговый путь был крайне важен для технологического развития человечества. Место добычи белого камня nitri имело такую огромную значимость, что дало название многим современным химическим веществам. Что же это за вещество, откуда, куда и зачем возили его финикийцы?

Карта Ближнего Востока эпохи бронзового века. Показано место открытия стекла, описанное Плинием Старшим - устье реки Белос (сегодня Нааман). Источник.

Вади-эн-Натрун. Ливийская пустыня. Египет. Около 1500 год до н.э. (место на карте).

Перенесёмся в Ливийскую пустыню, в долину в 100 км на западе от столицы древнего Египта Мемфиса. Там есть цепочка из 10 озер, расположенных на 23 метра ниже уровня моря. Египтяне ещё до эпохи Нового царства (1550—1069 годы до н. э.) отжали это местность у ливийских племён. Долина была крайне примечательным местом. Древние путешественники находили здесь кости мифических существ. По мнению историка античной науки Адриенны Майор многие кости вывозились и выставлялись в храмах в качестве пруфов, доказывающих правдивость мифов о грифонах, гигантах и монстрах (у неё есть целая книга на эту тему - The First Fossil Hunters, очень захватывающее чтиво).

Берега водоёмов выглядели как Чудское озеро после  Ледового побоища. Они были как будто покрыты снегом и льдом с кровавыми подтёками. Хотя вокруг жара, словно кто-то решил приготовить из тебя запеканку на ужин. Настоящий фантастический пейзаж.

Толстая корка белого едкого вещества толщиной до полуметра, покрывающая берега, это вовсе не поваренная соль. Египтяне называли это вещество nṯrj, что означает чистый, божественный. От этого название и происходит слово nitra, которое использовал Плиний, финикийцы и все народы ойкумены. Вещество было настолько важно для египтян, что всю долину назвали в честь него – долина Натрона (Вади-эн-Натрун по-арабски).

Юго-восточный край озера Фазда. Источник.

Египетские жрецы нуждались в этом веществе. Натрон отличался исключительной гигроскопичностью (впитывал воду) - хорошее подспорье для изготовления мумий. А охотники и рыбаки использовали его для сушки рыбы. Но ещё большее значение натрон сыграл в развитии ремесла и новых технологий бронзового века. Белые и красные куски собирали с помощью шестов и лопат и раскладывали для просушки на берегах. Затем натрон в корзинах доставляли на Нил, где его отправляли потребителям. Натрон пользовался огромным спросом у купцов и был очень важным товаром. И именно натрон везли финикийские купцы из рассказа Плиния Старшего. Но для чего он был нужен, куда и зачем его везли - это мы обсудим позже. Для начала выясним, что же представляла из себя эта бесценная субстанция?

Нил, Боковой канал. Иллюстрация Balage Balogh с сайта Archaeology Illustrated.

Химический контекст. Парадокс натрона.

Тут будет немножко сложно. Минерал натрон это декагидрат карбоната натрия (Na2CO3*10H2O). Что-то вроде соды. Минерал, не сложно догадаться, назван в честь озера. И считалось, что озеро было одним из главных источников, таких минералов как натрон (Na2CO3*10H2O) и трона (Na2CO3*NaHCO3*2H2O) или, проще говоря, природной соды. Но недавние исследования химического состава показали, что отложения вокруг содержат очень мало карбоната натрия. Белое вещество в основном состоит из буркеита (Na6CO3*2SO4) и галита (NaCl). Иными словами, "натрон" состоит из натрона меньше чем наполовину. Можно было предположить, что за тысячи лет просто поменялся состав озера. Но проблема в том, что проведённые анализы древнего "натрона", собранного из гробниц, дали аналогичные результаты и показали присутствие сложного состава из карбонатов, сульфатов и хлоридов натрия. Таким образом, как утверждают британские исследователи, финикийцы не могли получать стекло, используя сырьё из Вади-эн-Натрун. Если только египтяне не...

Впрочем об этом потом. Давайте сначала узнаем, куда и зачем могли везти натрон финикийские купцы.

Сара, жена Авраама и служанка торгуются за ткань. Том Ловелл. Напомню, что действие происходит в шумерском городе Уре согласно Библии.

Шумер. Южная Месопотамия. Ранее 2500 года до н.э. (место на карте).

Кроме плодородной почвы и стад овец в Шумере было скудно с ресурсами. Шумер был производственным центром Древнего мира, в который стекалось сырьё и вытекала продукция перерабатывающей промышленности: в первую очередь бронзовые изделия и ткани.

Текстильное производство было одной из наиболее важных отраслей в Месопотамии. Ткани делали из шерсти овец и льна. Но в первую очередь из шерсти овец. Шерсть овец содержит ланолиновые жиры, чтобы ткань можно было покрасить, жир следует удалить. И для этого нужны были щёлочные растворы. В дальнейшем совершенствование этой практики привело к изобретению мыла в 2500 году до н.э. (об этом я расскажу в следующем посте). Но пока мыла не было, приходилось его делать, так сказать, in situ, то есть непосредственно в процессе обработки ткани при взаимодействии щёлочного раствора с жиром. Щёлочной раствор можно было бы приготовить из того самого натрона, но торговля с Египтом ещё не была налажена. Да и Египет едва ли тогда так хорошо контролировал Вади-эн-Натрун. Где же взять натрон? И здесь шумеры сделали революционный скачек эквивалентный неолитической революции, когда добыча еды (присваивающая экономика) сменилась производством еды (производящим сельским хозяйством). Вместо добычи сырья из природы люди стали его производить.

Ур, Шумер, Южная Месопотамия, Великая гавань и Зиккурат. Archaeology Illustrated.

Химический контекст. Зола.

Зола это минеральный остаток после горения древесины, растений и другого топлива. Она состоит из различных компонентов, таких как карбонат кальция, фосфатов, сульфатов. Многие из них нерастворимы в воде. Но значительную часть составляют карбонаты калия (K2CO3) и натрия (Na2CO3). Первое называется поташ, второе сода. Оба вещества гидролизуются в воде, давая щёлочной раствор. В дальнейшем оба вещества стали основой для производства мыла и стекла во всём мире. И мыло, и стекло можно делать как из соды, так и из поташа. Но сода лучше – из поташа получается жидкое мыло, а стекло слишком тугоплавкое и хрупкое.

Проблема в том, что в золе большинства деревьев и трав преобладает именно карбонат калия (поташ). Но в случае некоторых травянистых растений и водорослей зола преимущественно содержит карбонат натрия. Одно из таких растений солянка содоносная (она же барилла) - основной источник кальцинированной соды вплоть до середины XIX века.

Раньше даже считалось, что слово "сода" происходит от арабского названия этого растения. Но в те времена это вещество называлось во всех языках Ближнего Востока словом nitra. Именно от этого слова происходит название элемента "натрий". Состава веществ никто не знал, поэтому в Средние века слово nitre стали использовать и для селитры (нитрат калия или натрия; видимо по принципу того, что это легко растворимые в воде соли), а в XVI веке, когда селитра для производства пороха стала актуальнее соды, слово nitre как обозначение солей азотной кислоты окончательно вытеснило первоначальный смысл Помните странные переводы легенды о финикийских купцах, где стекло делали из селитры? Именно этим объясняется ошибка в русских переводах "Естественной истории" Плиния Старшего, где латинское nitre перевели как селитра. В итоге и "натрий" и "нитрат" восходят к египетскому "божественному" nṯrj. А латинское название азота (nitrogen) можно скорее перевести как “порождающий соду”, что с точки зрения химии звучит немного абсурдно.

Шумер, Типичный пейзаж с каналом. Archaeology Illustrated.

Изобретение стекла. Месопотамия или/и Египет, 3000-2500 года до н.э.

Жители Шумера активно торговали шерстью и тканями, меняли их на медную и оловянную руду. Металлургия была второй по важности отраслью местной экономики. Шумер родина бронзы. Руда, из которой выплавляли металл, содержит примеси, такие как кварц и алюмосиликаты. И они очень плохо плавятся. Например, температура плавления кварца 1728 °C. Для древних печей достичь такой температуры было не реально. Нужен флюс. Флюс это добавка, которая способствует плавлению примесей. И угадайте, что использовали в качестве флюса? Древние металлурги к плавильной смеси добавляли ту же самую золу. Выглядело это как на картинке ниже.

Основной процесс плавки: A) руда, флюс и древесный уголь смешиваются в плавильной печи и обжигаются; B) При нагревании образуются несмешивающиеся слои расплавленного металла и шлака; C) Летка (отверстие для выпуска металла и шлака) открывается. Металл/шлак, собираются в накопителе; D) Жидкий шлак снимается, а металлу дают остыть. Из книги Chemical Technology in Antiquity.

Таким образом, кроме целевого продукта получался красивый блестящий материал. Иногда он выкатывался отдельными шариками. Они не были прозрачными. Из-за меди они имели красивый синий оттенок. Такие шарики были похожи на полудрагоценные камни – лазурит и бирюзу, которые обожали древние египтяне. Именно такие бусинки находят в Египте и Месопотамии. В частности сетчатые платья служанок фараонов делали из подобного материала (про эти платья я писал отдельный пост).

Именно древние металлурги, как считают современные историки, археологи и химики, изобрели стекло, а вовсе не легендарные финикийские купцы. Есть и альтернативная версия появления стекла, связанная с древним производством керамики и фаянса. Но это другая история, которую я расскажу в следующем посте.

Позднее стекольное производство в Египте достигнет больших масштабов. К эпохе Нового царства (XVI-XI века до н.э.) стеклянные сосуды станут обычной вещью. А в период Античности наступит золотой век стекла. В Александрии будет создан один из наиболее известных шедевров стекольной индустрии древности – кубок Ликурга. Благодаря применению древних нанотехнологий достигался удивительный оптический эффект: кубок имеет зеленый цвет в отражённом свете и красный в проходящем (об этом я писал в одном из прошлых постов). Известно, что для производства стекла использовался карбонат натрия из Вади-эн-Натрун. Помните? Тот, из которого невозможно сделать стекло. Если только египтяне его каким-то образом предварительно не обрабатывали, чтобы превратить хлориды и сульфаты в карбонат натрия.

Бегемот "Уильям". Среднее царство, ок. 1961–1878 годов до н.э. Гробница B3 номарха Сенби II. Сделан из египетского фаянса. Египетский фаянс конечно же не имеет отношения к фаянсу. Египетский фаянс это материал, сделанный из кремнезёма, щелочи (либо зола, либо натрон), извести и придающей голубую окраску примеси меди. В процессе обжига щелочь (действующая как флюс) и известь (действующая как стабилизатор) реагируют с кремнезёмом, образуя глазурь на поверхности. Ядро остаётся рыхлым. Метропόлитен-музей.

“Хлеб насущный” промышленной революции в химии.

Давайте теперь перенесёмся в Европу XVIII века. Англия, Франция и их соседи переживают невиданный рост экономики и производства. Как и 3000 лет до этого сода остаётся незаменимой в текстильной промышленности, при производстве мыла и стекла. Спрос на данное сырьё рос небывалыми темпами, и к XVIII веку потребности превзошли возможности производства соды, сжиганием водорослей и галофитов.

К концу XVIII века десятки тысяч тонн соды, полученной сжиганием водорослей и бариллы, поставлялись из Шотландии и средиземноморского побережья. Чтобы удовлетворить потребности промышленности приходилось сжигать миллионы тонн растений.

В 1775 году французская Академия наук предлагает премию в 2400 ливров (среднегодовая заработная плата в Париже была равна 452 ливра) за разработку способа получения соды из соли. К этому времени многие химики работали над этой проблемой.

Например, российский академик Эрик Лаксман в 1764 году открыл способ получения соды спеканием сульфата натрия (мирабилит) с древесным углем. Способ был успешно опробован на стекольном заводе в городе Тальцинск (около Иркутска) в 1784 году. Но по сложившейся традиции в России это было никому не интересно (настолько, что об этом не упоминает даже Википедия), изобретение никакого развития не получило и было благополучно забыто.

Поэтому первым разработчиком действительно практически значимого в промышленных масштабах процесса считается Николя Леблан - врач герцога Орлеанского. Леблан предложил свой способ в 1787 году.

Вначале морскую соль обрабатывали серной кислотой при температуре 800—900 °С, так что образующийся хлороводород улетал, делая процесс весьма неприятным для тех кому не повезло жить рядом с производством. Поэтому трубы заводов в последствии достигали 140 м в высоту и являлись одними из самых высоких сооружений в мире на тот момент. На следующей стадии смесь сульфата натрия, карбоната кальция (известняк или мел) и древесного угля запекали при температуре около 1000 °C. Уголь восстанавливал сульфат натрия до сульфида, который реагировал с карбонатом кальция. Полученный продукт содержал растворимую соду и нерастворимый сульфид кальция. Поэтому целевой продукт просто вымывали водой и чистили перекристаллизацией.

В 1791 году Леблан получил патент на свой метод, открыл несколько заводов в Сен-Дени, Руане и Лилле, производя в год по 320 тонн кальцинированной соды. В 1794 завод был конфискован французским революционным правительством. Позднее Наполеон попытался вернуть Леблану заводы, но тот, вероятно от радости, застрелился.

По мнению специалистов в области истории технологии Т. Дерри и Т. Уильямса метод Леблана оставался одним из наиболее важных промышленных процессов в течение столетия. Первый завод по производству соды методом Леблана в России открылся в 1864 году. Ровно через 100 лет после того как этот способ изобрел Лаксман… и через 3 года после того как был предложен более современный способ получения соды по методу Сольвье.

Assassin Creed Unity, Леблан вполне бы мог быть героем этой игры. Интересно, кем бы он был, ассасином или тамплиером?

Таинственный отрывок из книги Плиния Старшего.

В "Естественной истории" Плиния Старшего есть фрагмент, которой долго не могли объяснить. Плиний считал, что египтяне смешивали натрон с «известью».

Nitri probatio... adulteratur in Aegypto calce,

Книга XXXI, 114.

Кроме того, похоже, что натрон плавили с серой на угольном огне.

faciunt ex his vasa nec non et frequenter liquatum cum sulpure coquentes, coquentes in carbonibus,

Книга XXXI, 111.

Таким образом, Плиний, кажется, обсуждает обработку натрона в сочетании со словами «известь», «сера», «древесный уголь» и нагревание. Что-то это описание напоминает...

В 2011 году группа британских учёных показала, что описанный Плинием метод позволяет получить хорошее стекло, близкое по составу к римскому стеклу. Возможно, что ранняя версия процесса Леблана применялась для очистки натрона из Вади-Натрун, чтобы сделать его пригодным для использования в стекольном производстве. Это могло произойти более чем за 2000 лет до получения Лебланом своего патента.

Знаменитая картина Карла Брюллова "Последний день Помпеи". Этот день, вероятно, стал последним и для Плиния Старшего, он умер в 79 году во время извержения Везувия отравившись серными испарениями, решив понаблюдать за редким явлением природы вблизи. Это случилось всего через год после издания его монументального труда "Естественная история".

Заключение.

В качестве заключения приведу одну из любимых цитат из Библии, которая была написана примерно в ту же эпоху и в том же регионе, о которых шла речь в посте.

Что было, то и будет; и что делалось, то и будет делаться, и нет ничего нового под солнцем.
Бывает нечто, о чем говорят: "смотри, вот это новое"; но это было уже в веках, бывших прежде нас.

Еккл 1, 5-10

На этом у меня всё.

Благодарю за внимание!

Римские леди наслаждаются прохладительными напитками из стеклянных сосудов. Archaeology Illustrated.

Рекомендуемая литература:

- Chemical Technology in Antiquity, 2015, Seth C. Rasmussen

- Материалы и Ремесленные Производства Древнего Египта,1958, А. Лукас

Прошлые мои посты по истории химии:

- У истоков химии: 5 древних химических превращений, проводившихся еще людьми каменного века

- Биотехнологии каменного века. Алкоголь у истоков человеческой истории

- Боевые нейротоксины на службе первобытных племен. Чем травили врагов за тысячи лет до "Новичка" и Скрипалей?

- Наркотики древности. Что использовали ведьмы, чтобы “улетать” на мётлах

- 5 артефактов древнего мира созданных с применением нанотехнологий

Наркотики - бич современного общества, используются людьми в качестве стимуляторов и для получения мистического опыта на протяжении всей человеческой истории. Наиболее древние археологические свидетельства взаимоотношения человека с основными растительными источниками психоактивных веществ относятся ещё к каменному веку. Но является ли наркомания уникальным явлением для homo sapiens? Когда и где люди стали употреблять наркотики в рекреационных целях и какие вещества для этого использовали? Какие химические соединения отвечают за удивительные изменения, происходящие с человеческим сознанием? Какой опыт переживали люди, имевшие дело с таинственными растениями? Какую роль псилоцибиновые грибы могли сыграть в появлении у человека языка и культуры? Данный пост даст ответы на эти вопросы в форме исторического "трипа" по 7 наиболее древним и важным психоактивным веществам с описанием времени и места знакомства с ними древнего человека, их химии и влияния на человеческое сознание.

Наркотики до появления человека

У историков есть разные версии о том, когда люди начали употреблять психоактивные вещества. Явление наркомании и увлечение опьяняющими субстанциями традиционно рассматривается  как некая отличительная черта людей. Часто начало употребления наркотических веществ относят к эпохе неолита. Но давайте взглянем на этот вопрос со стороны другой области знаний. Увлечение психоактивными веществами и рекреационное употребление наркотиков в дикой природе описано у самых разных животных.

Например, в книге Лона Льюиса Feeding and Care of the Horse, посвященной уходу за лошадьми, описано их пристрастие к астрагалу. Лошади ищут его даже при наличии обычных кормов. Животные, которые пробуют астрагал, могут возвращаться к месту его произрастания снова и снова, несмотря на его негативные эффекты. Содержащийся в астрагале токсин свейнсонин (swainsonine) приводит к повреждению нервных клеток, вызывая заболевание известное как локоизм. Наиболее заметная особенность локоизма - изменение нормального поведения пораженных лошадей. Несогласованность, высокая шагающая походка, покачивание головой, выраженное возбуждение и чрезмерная реакция на различные раздражители типичны для локоизма.

Подобное пристрастие к токсичным веществам наблюдалось и у северных оленей. Олени прилагают много усилий, лишь бы найти галлюциногенные грибы-мухоморы (Amanita muscaria). Поедание поганки вызывает у оленей состояние опьянения. Они бесцельно бегают и издают странные звуки, часто сопровождая это подергиванием головы.

В тропических лесах Южной Америки были сняты на видео ягуары, которые ведут себя как игривые котята после того, как они грызли горькие корни и кору местной галлюциногенной лианы аяуаски (Banisteriopsis caapi). Местные племена также используют это растение для приготовления галлюциногенного напитка Аяуаска в ритуальных церемониях. Некоторые антропологи считают, что человек впервые мог научится употреблять наркотик после наблюдения за ягуарами.

Гармин -  один из бета-карболиновых алкалоидов, который содержится в аяуаске. Данные алколоиды являются ингибиторами фермента моноаминоксидазы, который содержится в нервных окончаниях. Таким образом бета-карболиновые алколоиды препятствуют разрушению этим ферментом ключевых нейромедиаторов моноаминов (серотонина, норадреналина, дофамина, фенилэтиламина) и тем самым способствуя повышению их концентрации в синаптической щели.

Наркомания это не исключительная особенность человека. И вряд ли было время, когда люди впервые пережили наркотический трип, также как и не было времени, когда люди впервые заработали кишечную инфекцию или получили удовольствие от вкусного плода. Редактор журнала Популярная механика Олег Макаров отмечает в своей статье "Наркомания у животных: как она выглядит", что пристрастие к «веществам» глубоко укоренено в эволюционных процессах, происходивших в животном и растительном мире на протяжении миллионов и миллионов лет.

А итальянский исследователь Джорджио Саморини в своей книге Animals and Psychedelics: The Natural World and the Instinct to Alter Consciousness на на основе множества малоизвестных примеров употребления психоактивных веществ в мире животных предполагает, что желание испытать измененные состояния сознания присутствует далеко не только у людей, но и является естественным побуждением, разделяемым всеми живыми существами. Эти факты Саморини считает несомненным свидетельством наличия у животных развитого сознания. Прав или нет Саморини, но очевидно, что биологические основы наркомании возникли задолго до зарождения человеческой цивилизации.

Уже в эпоху неолита люди на всех континентах (кроме Антарктиды разумеется) использовали наркотические растения и грибы. К этой эпохе 5000-10000 лет назад относятся археологические свидетельства употребления веществ, которые и в XXI веке формируют основу рынка наркотиков по всему миру (с учётом химических производных данных веществ). Ниже мы рассмотрим в хронологическом порядке источники наркотических веществ, которые использовались людьми эпохи неолита, а также химию и эффекты действующих веществ.

Первые наркотики в истории человечества

1. Мескалин

Время: 8600 г. до н.э.

Место: Перу

Сырьё: Кактус Сан-Педро (Trichocereus spp.)

Время: 8440 г. до н.э.

Место: Техас

Сырьё: Техасский мескальбин (Sophora secundiflora)

Среди пустынных гигантов, James Ayers. На картине изображены воины апачи, пересекающие пустыню Сонора мимо гигантских кактусов сагуаро. Липан-апачи были одним из племен традиционно, использующих мескалин-содержащие растения в своих религиозных ритуалах.

Исторический контекст

Самые древние свидетельства использования психоактивных растений человеком связаны с Новым Светом: с двумя регионами, расположенными на значительном расстоянии друг от друга, но которые и сегодня являются горячими зонами наркотрафика. Независимо друг от друга 10 тысяч лет назад древние люди догадались использовать два очень непохожих друг на друга растения - кактус Сан-Педро в Перу и бобы мескаля на Юго-Западе современного США. Эти растения объединяет наличие в них одного из самых известных психоделических веществ - мескалина.

Самая старая находка кактуса Сан-Педро обнаружена в пещере Куэва-дель-Гитарреро (место на карте) в Перу. Пыльца, присутствовавшая в пещере в большом количестве и фрагменты растения, которые были найдены археологами, оказались остатками вида Trichocereus peruvianus. Данные находки были датированы самым ранним периодом заселения пещеры человеком с 8600 г. до н.э. О почитании кактуса свидетельствуют многочисленные изображения растения на рельефах, стелах, керамике, относящиеся к разным культурам андского региона, таких как Куписнике, Чавин,  Салинар, Наска (те самые, которые деформировали черепа и рисовали гигантские силуэты животных), Моче, Ламбаеке, Чиму, и наконец известные всем Инки.

На другом конце Америке в пещере Horseshoe Ranch, что в Техасе, археологи нашли древнюю "аптечку", наполненную различными предметами, используемыми в магических и ритуальных целях, а также бобами мескаля. Данная находка датируется 8440 г. до н.э. Чуть менее древние (7500 г. до н.э.) находки бобов мескаля были сделаны неподалеку в соседней Мексике в пещерах бассейна Cuatro Cienegas. В глубокой древности уроженцы Великих равнин Северной Америки употребляли в пищу бобы мескаля во время сложных мистических обрядов. Но этот культ давно исчез. Его сменил культ пейота (об этом в следующих постах).

Таким образом, на данный момент мескалин может считаться самым древним доказанным психоактивным веществом, применявшимся человеком.

Кактусы, содержащие мескалин: I. Lophophora williamsii (Пейот), II. Echinopsis terscheckii (Кардон Гранде), III. Echinopsis_peruviana (Перуанский факел или дикий Сан-Педро), IV. Echinopsis scopulicola (Скопуликола), V. Echinopsis lageniformis (Боливийский факел) VI. Echinopsis pachanoi (Сан-Педро).

Мескальбин (Sophora secundiflora) - кустарник семейства бобовых, произрастающий на Юго-Западе США (Техас, Нью-Мексико) и в Мексике.

Как работает

Мескалин представляет собой фенилэтиламин с тремя метокси-группами, таким образом являясь структурным аналогом, таких важных нейромедиаторов как дофамин и норадреналин. Известно, что как и другие психоделики мескалин является агонистом (активатором)  серотониновых 5-HT(2A) рецепторов. Активация данных рецепторов вероятно приводит к возбуждению нейронов префронтальной коры головного мозга, участвующих в сенсорном восприятии и познании.

LD50 (макаки-резус, внутривенно) мескалина составляет 130 мг/кг. Это значит, что человек весом в 100 кг умрет с вероятностью 50% при попадании в кровь ~13 грамм вещества. При этом средняя эффективная доза гидрохлорида мескалина 300 мг. Для сравнения LD50 кофеина составляет 200 мг/кг (в литре чая или колы ок. 100 мг кофеина). SR (отношение средней летальной дозы к эффективной) для мескалина равен 24. Для сравнение SR алкоголя равен 10. То есть вероятность умереть от передозировки водки сравнительно больше, чем от мескалина. Стоит иметь ввиду, что LD50 и SR не учитывают попытки выйти в окно.

Структурная формула мескалина

Влияние на сознание

Один из пользователей Reddit так описывает свой опыт употребления отвара кактуса Сан-Педро:

Сразу после приёма отвара я почувствовал небольшую тошноту. Затем я как будто потерял чувство времени, но думаю, что еще через 30 минут я уже видел, как облака движутся и принимают различные формы. Всё казалось таким живым... Даже деревья дышали и казались живыми. Я продолжал говорить об этом своему другу и просто повторял: “Вау...”. Прошло около 90 минут после первого глотка. У меня также появились CEV (галлюцинации с закрытыми глазами), множество паттернов и фракталов, бесконечные цвета, некоторые из них похожи на значок в этом сабреддите. Радуги пересекали все мои видения, а в некоторых узорах я мог идентифицировать символы майя…
Я лёг и начал немного беспокоиться о своем сердце, я всё время просил друга проверить мой пульс. Он продолжал уверять меня, что всё в порядке... В этот момент я начал терять сознание. Не думаю, что всё стало черным, но я просто не могу вспомнить, где было моё сознание или что я видел.
Время от времени моё сознание возвращалось, и я напоминал себе, что у меня есть тело. Было так приятно положить ноги на песок, что я схватил немного песка и растер его по лицу... Я видел, как пролетал самолет, и видел его в будущем, прошлом, во всех трех версиях сразу. Трудно выразить словами, на что это было похоже. Глядя на разноцветные деревья, я видел одну из самых красивых вещей в своей жизни. Движущиеся узоры на них напомнили мне картину Ван Гога.

2. Марихуана

Время: 8200 г. до н.э.

Место: Япония

Сырьё: Конопля (Cannabis)

Скифская женщина-воительница, Евгений Край. Марихуану находят в захоронениях по всему скифскому миру от черноморского побережья до Горного Алтая и Синьцзяна, что свидетельствует о важной роли, которую она играла в ритуалах индоевропейских племен Евразии (1,2). В Истории Геродота  (440 г. до н.э.) есть следующее описание: "Скифы берут часть семени конопли и, проползая под войлочными покрытиями, бросают его на раскаленные камни; они сразу же дымятся и выделяют такой пар, которого не может превзойти ни одна греческая паровая баня; радостные скифы кричат от радости, и этот пар служит им вместо водяной бани". Предполагается, что именно миграции скифов ответственны за распространение культивирования конопли среди кельтских, славянских и финно-угорских племён в более позднюю эпоху.

Исторический контекст

Несмотря на предполагаемое позднее, постнеолитическое появление культивирования конопли, люди начали взаимодействовать с этим растением в более ранние времена. Древнейшее свидетельство, подтверждающее использование каннабиса связано с археологическими раскопками стоянки Окиносима (место на карте) культуры Дзёмон, где были обнаружены макрофоссилии растений, включая плоды Cannabis sativa, прикрепленные к фрагментам керамики датируемой 8200 г. до н.э.  Примерно в эту же эпоху с каннабисом познакомились европейцы. Семянки этого растения были обнаружены при раскопках археологической культуры Кукутень B в Фрумушице (место на карте) в Румынии. Находки датируются VII-VI тыс. до н. э. Старейшие археологические свидетельства сжигания конопли также были обнаружены в курганах Румынии датированных 3500 г. до н.э. К тому же хронологическому горизонту принадлежат и находки семянок растения на стоянке Тайнген-Вейер (место на карте) в Швейцарии.

Скорее всего существовало несколько центров знакомства людей с марихуаной с последующим её культивированием и распространением, по крайней мере одно в Европе, а другое в Восточной Азии. Некоторые исследователи предполагают, что препарат был впервые использован в ритуальных церемониях прото-индо-европейских племен, живущих в понтийско-каспийских степях в период энеолита.

Конопля посевная (Cannabis sativa), ботаническая иллюстрация из книги Köhler’s Medizinal-Pflanzen, 1887

Как работает

(-)-транс- Δ⁹-тетрагидроканнабинол (ТГК) - это основное психоактивное вещество марихуаны, которое является липидом. Из-за хорошей жирорастворимости ТГК сохраняется в организме в течение длительных периодов времени и может быть обнаружен спустя длительное время даже после однократного употребления. Если в случае большинства психоактивных веществ исследования показывали их воздействие по отношению к рецепторам уже известных нейромедиаторов (серотонин, дофамин, ГАМК), то в случае с ТГК ситуация была обратная. Попытка определить механизм его работы привела к открытию нового класса рецепторов и нейромедиаторов - эндоканнабиноидов. До 1980-х годов считалось, что каннабиноиды вызывают свои физиологические и поведенческие эффекты через неспецифическое взаимодействие с клеточными мембранами, а не со специфическими мембраносвязанными рецепторами. Теперь известно, что ТГК являются частичными агонистами каннабиноидных рецепторов СВ1 и СВ2. Рецепторы CB1 находятся в основном в головном мозге, а также в некоторых периферических тканях, а рецептор CB2 обнаруживается в основном в периферических тканях.  Психоактивные эффекты ТГК в первую очередь связаны с активацией CB1 рецепторов. Это приводит к снижению концентрации молекул вторичных мессенджеров цАМФ (отвечает за передачу сигналов внутри клеток от таких гормонов как глюкагон и адреналин) за счет ингибирования аденилатциклазы. Через активацию рецепторов CB1 ТГК косвенно усиливает высвобождение дофамина, что приводит к психотропным эффектам.

LD50 (ингаляция, крысы) для ТГК составляет 106 мг/кг. У собак и обезьян однократные пероральные дозы Δ9 -ТГК от 3000 до 9000 мг/кг не были смертельными (для сравнения LD50 поваренной соли 3000 мг/кг). Марихуана может содержать от 3 до 20% ТГК. При курении используется обычно порядка 0,5 грамм травки. Таким образом, получить передозировку марихуаны не самая простая задача.

Структурная формула тетрагидроканнабинола

Влияние на сознание

В качестве примера действия также приведу описание с Reddit:

Сели в трамвай. Людей было не так уж и много. Именно тогда и началось серьезное дерьмо. Я надел наушники и, прежде чем даже включить музыку, начал отключаться. Я почувствовал очень расслабляющее и покалывающее ощущение, проходящее по всему телу до кончика носа, шея и лоб начали мерзнуть. Я запаниковал и подумал, что это смерть... я начал выходить из тела. Это был действительно потрясающий опыт. Было такое ощущение, что трамвай остановился на месте и не двигался.
Я немного успокоился и посмотрел на свой свитер. В считанные секунды мне показалось, что моя одежда обнимает меня. Я почувствовал легкое затруднение дыхания, но меня это не сильно беспокоило. Это очень расслабляло, и мне казалось, что я засыпаю.

3. Бетель

Время: 7000 г. до н.э.

Место: Таиланд

Сырье: Бетелевая пальма (Areca catechu)

Несмотря на откровенный сексуальный наряд красотки, которая договаривается о цене с мимо проезжающими водителями, не стоит думать о девушке чего-то предосудительного. Она всего лишь продаёт наркотики (а точнее бетель) в одном из бетельных киосков Тайбея. Всего 3$ за пачку в 12 орехов.

Исторический контекст

Мало кто слышал о бетеле в России и странах СНГ. В тоже время бетель с древних времён чрезвычайно популярен в Южной, Юго-Восточной Азии и на Тайване. В данном регионе бетель занимает ту же нишу, что кокаиновые листы в Латинской Америке, насвай в Средней Азии, кат на Ближнем Востоке, а табак в Европе. На Тайване бетель породил целый культурный феномен. Бетель продают в красочных киосках молодые девушки в крайне откровенных коротких платьях – это так называемые Betel Nut Girls.

Бетель состоит из трёх ингредиентов: листьев бетеля (Piper betle), кусочка ореха бетелевой пальмы (Areca catechu, которая не имеет никакого ботанического родства с растением с названием бетель) и гашёной извести. Эти три ингредиента объединены в болюс, который держится во рту, где активные вещества двух растительных компонентов вступают в реакцию с гашёной известью, чтобы абсорбироваться через слизистую оболочку щёк, синергетически производя стимулирующий эффект.

Бетель широко используется на трёх континентах: в Азии, Океании и Африке. К последним эта вредная привычка пришла относительно недавно, возможно, примерно в VII в. н. э., после миграции австронезийцев из Юго-Восточной Азии на Мадагаскар (не все знают, что в расовом и этническом отношении жители Мадагаскара ближе к малайцам, чем к африканцам), которые принесли с собой эту привычку.

Самыми древними находками, датируемыми VIII тыс. до н. э., являются фрагменты пальмы арека, раскопанные в пещере Духов (Таиланд, место на карте), где жили люди, принадлежащие к культуре Хоабин. Однако в Индокитае дерево не встречается в дикой форме, а ботанические и лингвистические данные свидетельствуют о том, что орех арека произрастал в Малайзии; следовательно, происхождение его использования в качестве психоактивного вещества, вероятно, предшествует этой дате. Второй тип доказательств основан на исследовании зубов с типичной окраской, вызванной совместным жеванием ореха арека с гашёной известью. Самая старая находка этого типа - скелет человека из пещеры Дуйонг (Филиппины, место на карте), датируемый 2600–2800 гг. до н.э. Рядом с этим захоронением были обнаружены ракушки, служившие емкостями для извести; это можно рассматривать как предварительную дату начала добавления гашеной извести к ореху арека.

Бетельная пальма (Areca catechu), ботаническая иллюстрация из книги Köhler’s Medizinal-Pflanzen, 1887

Как работает

Семена арека содержат такие алкалоиды как арекаидин и ареколин. Ареколин является частичным агонистом мускариновых ацетилхолиновых рецепторов М1, М2, М3 и М4, что, как полагают, является основной причиной его парасимпатических эффектов. Тем не менее, этот эффект вряд ли является основным, так как известь гидролизует почти весь ареколин до арекаидина, который является конкурентным ингибитором захвата ГАМК. ГАМК является одним из главных нейромедиаторов центральной нервной системы, ингибирующим нервные импульсы и отвечающим за синаптическое торможение в центральной нервной системе (ЦНС).

Употребление бетеля связано со значительным увеличением вероятности развития рака полости рта.

Структурная формула арекаидина

Влияние на сознание

Один из путешественников так описывает свой опыт.

Для непосвященных жевание орехов бетеля - неприятное занятие. Когда вы будете жевать, орех начнет «кровоточить», и ваш рот наполнится красной жидкостью. Я был ленив и не сплевывал столько, сколько следовало. Я подумал про себя: «зачем беспокоиться» и «какая разница, если я сохраню его еще какое-то время, прежде чем выплюнуть».
Первые два ореха я почти ничего не чувствовал. К тому времени, как я добрался до третьего, я начал ощущать обещанное ощущение теплого пылания (warm glowing sensation). Это не ощущение жара от крепкого напитка, а близкое к медленному нарастанию тепла.
Мой мир начал вращаться, и у меня закружилась голова. Я подозреваю, что виновата моя лень (то что я не сплевывал регулярно), поскольку у соков было больше времени, чтобы творить чудеса, когда я держал их во рту. Моя девушка после долгого душа застала меня ссутуленным в кресле с бутылкой воды в руке.

4. Голубой лотос

Время: 6000 г. до н.э.

Место: Египет

Сырьё: Кувшинки (Nymphaea)

Сбор цветов лотоса в Древнем Египте, H.M. Herget.

Исторический контекст

Некоторые виды кувшинок или водяных лилий (Nymphaea spp., Nymphaeaceae) содержат психоактивные соединения в лепестках и корневищах. Психоактивные свойства этих компонентов были открыты двумя великими древними культурами - египетской и майянской.

В Древнем Египте самые ранние остатки кувшинок были найдены на неолитической стоянке Набта-Плайя (место на карте) и датируются 6000 г. до н.э. К сожалению нельзя точно определить цели использования частей найденных растений - будь то в пищу или в психоактивных целях. Но поскольку психоактивные эффекты возникают просто при съедании лепестков, вероятно, удивительные свойства кувшинок были обнаружены одновременно с его использованием в качестве источника пищи.

Нет сомнений в использовании голубого лотоса (Nymphaea caerulea) в качестве психоактивного растения в эпоху фараонов. Почитание данного растения выражено в иконографии и иероглифических текстах Древнего Египта. Изображения лотоса встречаются в связи с праздничными сценами, танцами или важными духовными или магическими обрядами. Цветы этого растения были обнаружены в изобилии в гирляндах и среди повязок мумий многочисленных фараонов и придворных сановников. Согласно гелиопольской версии мир возник, когда бог солнца Ра появился из цветка лотоса, растущего в «первозданных водах».

Голубой египетский лотос (Nymphaea caerulea), ботаническая иллюстрация из Spach, E., Histoire naturelle des végétaux, Atlas (coloured version) (1834-1847)

Как работает

Психоактивные свойства лепестков и корней кувшинок обусловлены присутствием апорфиновых алкалоидов, таких как нимфеин, нимфалин, нуфарин, α- и бета- нуфаридин. Апорфины являются хинолиновыми алколоидами. R-изомер апорфина является антагонистом (то есть блокирует действие агонистов рецепторов) дофаминового рецептора D1, и антагонистом дофаминового рецептора D2. Еще одним хинолиновым алколоидом, выделенным из голубого лотоса и структурно связанным с апорфирином, является нуциферин. Нуциферин является антагонистом ряда серотонинергических рецепторов: 5-HT2A, 5-HT2C и 5-HT2B, обратным агонистом 5-HT7, частичным агонистом рецепторов D2, D5 и 5-HT6, агонистом 5-HT1A и D4 рецепторов, а также является общим дофаминергическим соединением, работающим через ингибирование переносчика дофамина.

Указанные выше дофаминовые рецепторы играют важнейшую роль в функционировании ЦНС, в обеспечении когнитивной деятельности, формировании привязанности, мотивации и чувства удовлетворения. В свою очередь сератониновые рецепторы (5-HT) модулируют высвобождение многих нейромедиаторов, включая ГАМК, дофамин, адреналин и ацетилхолин, а также многие гормоны, включая окситоцин, кортизол и многие другие. Рецепторы серотонина расположены во многих частях мозга, включая кору головного мозга и влияют на различные биологические и неврологические процессы, такие как регуляцию настроения, аппетита, мотивации, познания, память, либидо, тошноту, сон и терморегуляцию.

LD50 (мыши, внутрибрюшное) нуциферина составляет 289 мг/кг. Для сравнения, LD50 нитрита натрия, который добавляют в колбасу для придания ей красивого розового цвета составляет 150 мг/кг.

Структурная формула апорфина

Влияние на сознание

Голубой лотос даёт очень мягкий психоделический эффект. Один из пользователей Reddit с нашего любимого subreddit'а так описал свой опыт пития чая с голубым лотосом:

Я просто чувствую себя более расслабленным и умиротворенным. Мои мысли текут легче, чем обычно, и обычно я больше сосредотачиваюсь на негативе, но теперь я вижу больше возможностей. У меня в голове такое странное чувство, как будто в голове что-то гудит, это сложно описать. Моё тело кажется немного тяжелым, но я не очень устаю (вероятно, из-за кофеина в зеленом чае). Это похоже на кайф от одной единственной затяжки косяка, но даже более тонкий, как просто небольшое фоновое гудение.
Я выхожу на небольшую прогулку. Моя прогулка была приятной, и я чувствую связь с природой. Во всем моем теле теплее, чем обычно. Я чувствую себя чрезвычайно ленивым и испытываю легкую эйфорию.

В 2010 году оборот голубого лотоса в России был запрещен Постановлением Правительства РФ  N 934 "Об утверждении перечня растений, содержащих наркотические средства или психотропные вещества". Теперь главным эффектом от голубого лотоса может стать длительный тюремный срок.

5. Псилоцибин

Время: 6000 г. до н.э.

Место: Сахара

Сырьё: Псилоцибиновые грибы

Знаменитое изображение грибного шамана  Маталем-Амазара из пещеры в Тассили н'Аджер. Видны грибовидные структуры, которые поднимаются от плеч и бёдер. Две белые ноги и кружок белой краски над головой позволяют предположить, что эта фигура была наложена на другую. British Museum. Вот вы видите здесь свидетельство употребления галлюциногенных грибов? А они есть... Но это не точно.

Исторический контекст

Самые старые археологические свидетельства применения психоактивных грибов, по-видимому, были обнаружены в географической области, где сегодня грибы найти трудно: пустыня Сахара. Изображения грибов присутствуют на доисторических рисунках в Тассили-н’Аджер (Алжир, место на карте) и в других горных районах Сахары, датируемых 6000–4500 гг. до н.э. Неопровержимое свидетельство энтеогенной интерпретации наскальной живописи - это человеческие фигуры, держащие в руках грибы, от которых пунктирные линии переходят к голове. По крайней мере, так считает исследователь психоделиков Джорджио Саморини. Он отмечает, что линии отходящие от головы указывают на то, что художник намеревался передать впечатления от психоактивных эффектов, которые гриб оказывает на человеческий разум. Другие большие антропоморфные фигуры, вероятно, божественной природы, полностью окружены грибами.

Вдохновленный находками в Сахаре Теренс МакКена, американский торчок философ и этноботаник, в своей книге Food of the Gods: The Search for the Original Tree of Knowledge A Radical History of Plants, Drugs, and Human Evolution сформулировал так называемую теорию упоротой обезьяны, согласно которой псилоцибиновые грибы были «эволюционным катализатором», с помощью которого возникли язык и культура.

МакКенна утверждал, что в чуть более высоких дозах гриб вызывает рост либидо, приводя к более высокому уровню внимания, большей энергии в организме и потенциальной эрекции у мужчин, что способствовало увеличению количества потомства и как следствие биологической эволюции популяции древних людей. При еще более высоких дозах, по предположению МакКенны, действие гриба приводило к «разрушению границ», способствуя сближению сообщества и групповой сексуальной активности. Следовательно, происходило смешивание генов, большее генетическое разнообразие и общее чувство ответственности за групповое потомство.

Но МакКенна совершал ещё более удивительные открытия (1, 2):

МакКенна размышлял над идеей, что псилоцибиновые грибы могут быть разновидностью высокого интеллекта, который, возможно, попал на нашу планету в виде спор, мигрирующих в космосе в целях которых, в том числе, установление симбиотических отношений с людьми.

Поэтому трудно сказать, дают ли книги МакКенны и Саморини больше информации о влиянии галлюциногенных грибов на древних людей или на представителей андеграундной тусовки XX века.

Псилоцибиновые грибы. Psilocybe yungensis (1,2, 3), Psilócybe semilanceáta (4, 5), Panaeolus cyanescens (6). Шляпки некоторых грибов очень похожи на ведьмины колпаки.

Как работает

Псилоцибин является основным психоактивным веществом грибов рода Psilocybe, а также некоторых других грибов. В грибах содержится от 0,1 до 2% действующего вещества. Псилоцибин является алкалоидом, фосфорилированным производным триптамина. Таким образом, псилоцибин близок по структуре к такому важному нейромедиатору как серотонин, который также относится к классу триптаминов. При попадании внутрь человека псилоцибин быстро дефосфорилируется до псилоцина, который является агонистом некоторых рецепторов серотонина в ЦНС. О роли рецепторов серотонина смотрите выше в разделе про голубой лотос. Также псилоцибин может вызывать регионально-зависимые изменения глутамата, которые могут приводить к субъективным переживаниям растворения эго.

LD50 (мыши, внутрибрюшное) псилоцибина составляет 285 мг/кг. Эффективная доза 6 мг. SR псилоцибина равна около 1000. Умереть от передозировки псилоцибина крайне сложная задача.

Структурная формула псилоцибина

Влияние на сознание

Одна из немецких бизнес-леди Надежда Таранчевски в своей статье I went on a Trip: My Magic Mushroom Experience так описывает свой опыт общения с галлюциногенными грибами:

Большую часть 7-часового трипа я была полностью погружена в «Разум» - море самых захватывающих изображений и красок. Всё было геометрией, фракталы, миры, разворачивающиеся, схлопывающиеся, окутывающие меня, проходящие через меня... Время от времени возникало абсолютное блаженство в том, чтобы «найти» часть тела, осознание того, что там есть ступня, ощущение руки на полу. Каждый физический опыт был невероятно интенсивным и в то же время бестелесным, потому что я с трудом могла соотнести его с собой. Наконец, я отправилась в центр вселенной, источник всего сущего.

Спасибо, что  дочитали до конца!

Всех с Новым годом! Ярких впечатлений и волшебного настроения в наступившем 2021 всем читателям пикабу

Пост направлен на удовлетворение исключительно научных и исторических интересов. Хранение и оборот веществ и растений, описанных в посте, является уголовным преступлением. Их употребление может оказывать негативный эффект на здоровье и быть опасным для жизни.

to be continued...

Мои прошлые посты на тему первобытной химии:

- Алкоголь у истоков человеческой истории

- 5 древних химических превращений, проводившихся еще людьми каменного века

- Боевые нейротоксины на службе первобытных племен

- 5 артефактов древнего мира созданных с применением нанотехнологий

При словах "биотехнологии" и "микробиология" мы представляем учёного в белом халате, который смотрит в микроскоп с кучей ручек, кнопок и мигающих лампочек. Удивительно, но первые биотехнологические эксперименты и манипуляции с культурами микроорганизмов люди стали проводить ещё в каменном веке, и выглядели они скорее как на картинке ниже. В эпоху неолита 5 - 10 тысяч лет назад произошли революционные изменения в образе жизни людей и развитии технологий. Особенно важным достижением стало приготовление первых в истории алкогольных напитков. В данном посте я расскажу о 7 самых древних алкогольных напитках, свидетельства приготовления которых сохранились в поселениях каменного века по всему миру. Вы узнаете, как алкоголь способствовал выживанию нашего вида, а позднее появлению цивилизации, а также, где сегодня можно попробовать самые древние алкогольные напитки, которые варили в Китае и Латинской Америке ещё в доисторические времена.

Девушка вручную перемалывает зёрна в поселении неолитической эпохи. Многие исследователи считают, что люди, возможно, начали выращивать зерно для приготовления пива, а не для хлеба. Самое старое зерновое пиво, по-видимому, датируется возрастом 13 000 лет. Его изготовление происходило на горе Кармель (Израиль), в натуфийской стоянке пещеры Ракефет. Анализ гранул крахмала, обнаруженных на внутренней поверхности некоторых ступок, выявил морфологические дефекты, типичные для тех, что образуются на этапах пивоварения (прорастание, измельчение и ферментативный гидролиз).

Пост является продолжением моего прошлого поста по истории химии каменного века, и освещает исторические темы через призму химических реакций и химических технологий, которые применялись на заре человеческой истории.

На заре человечества

В 2014 году профессор Калифорнийского университета в Беркли Роберт Дадли опубликовал книгу "Пьяная обезьяна: почему мы пьем и злоупотребляем алкоголем". Ученый выдвинул гипотезу о том, что влечение к этанолу и его потребление различными приматами может продолжаться десятки миллионов лет. Дрожжи, растущие на тропических плодах и внутри них, превращают глюкозу и другие сахара, содержащиеся в плодах, в этанол путем ферментации (более известной как брожение). Запах созревших фруктов, в которых уже начался процесс брожения, помогает приматам находить дефицитные калории в тропических дождевых лесах.

Таким образом, человек был знаком с алкогольным опьянением на протяжении всего своего существования.

В 2015 году ученые описали, как дикие шимпанзе систематически употребляли алкоголь из пальмы Рафии  в Босу в Гвинее. Более того, обезьяны использовали специальный инструмент для распития спиртного - губку из листьев (видео пруф). Шимпанзе часто пили свой напиток в больших количествах - в среднем около литра забродившего сока с концентрацией этанола от 3,1 до 6,9%.

Косвенным свидетельством употребления алкоголя человеком в первобытнообщинную эпоху служит то, что коренные американцы доколумбового периода ферментировали семена и корни, а также плоды диких растений. Причём речь идет о наиболее примитивных доземледельческих племенах Запада США, Большого бассейна, Аляски и Калифорнии. Кроме того, австралийские аборигены толкли камнем крупные плоды Пандануса, а затем опускали в воду на некоторое время так, что иногда там успевало начаться брожение. Получался своеобразный фруктовый сидр; потребление его в больших количествах на праздниках вызывало легкое опьянение.

Тем не менее, первые примеры приготовления алкоголя можно проследить только с эпохи неолита не ранее 10 000 лет назад, когда люди сменили образ жизни бродячих охотников на оседлую жизнь земледельцев. Целенаправленное приготовление алкогольных напитков было долгое время затруднено из-за отсутствия керамических сосудов, в которых можно хранить жидкие вещества и готовить пищу (об этом подробнее в прошлом посте).

Молодой шимпанзе использует губку для питья пальмового вина в Гвинее в Западной Африке. (Фото by Gaku Ohashi)

Химический контекст

Молекула сахарозы, которую содержат сладкие плоды, представляет собой глюкозу связанную с фруктозой. Это основной углевод, делающий спелые плоды сладкими.

Алкогольная ферментация (она же брожение), представляет собой биологический процесс, который ряд микроорганизмов (главным образом некоторые виды дрожжей) используют для генерации клеточной энергии, превращая сахара, такие как сахароза, глюкоза, фруктоза, в этанол и диоксид углерода в качестве побочных продуктов.

Спиртовое брожение в большинстве случаев обеспечивают дрожжи, относящиеся к родам Schizosaccharomyces, Saccharomyces, а также Kloeckera, вызывающие спонтанное брожение виноградного сока. Дрожжи могут выдержать до 9—12% этанола по объёму. Большая концентрация этанола приводит к разрушению клеточных мембран. Хотя дрожжи расы sake, применяемые при приготовлении рисовой водки сакэ, могут выдержать до 18% этанола.

В упрощенной форме химическую модель процесса брожения я изобразил на картинке ниже, а также процесс метаболизма алкоголя в организме человека.

Схемы химических реакций, показывающие основные этапы метаболических превращений этанола. Серые шарики – углерод, красные – кислород, белые – водород. Глюкоза в процессе брожения превращается в этанол через пируват в виде промежуточного продукта (верхняя схема). Когда животные потребляют этанол, они расщепляют его на углекислый газ и воду (нижняя схема). Ацетальдегид это то вещество, по которому гаишник и начальник понимает, что гражданин не так давно употреблял алкоголь. Именно ацетальдегид отвечает за запах перегара и токсичное действие алкоголя на организм.

Ниже я более детально описал химизм образования алкоголя из сахаров в организме дрожжей. Те кто не любил в школе химию и биологию пропустите этот раздел до картинок с кувшинами.

Этап 1. На первом этапе спиртовой ферментации фермент инвертаза расщепляет гликозидную связь между молекулами глюкозы и фруктозы.

Этап 2. Затем каждая молекула глюкозы распадается на две молекулы пирувата в процессе, известном как гликолиз.

Если для нас алкопотребителей в данном уравнении важно образование двух молекул пирувата, из которых на следующем этапе появляется этанол, то для самих микроорганизмов в этом уравнении важно превращение АДФ (ADF, аденозиндифосфат) в АТФ (ATP, аденозинтрифосфат). АТФ это энергетическая валюта клеток, которая запасается в форме фосфатных связей (для этого там нужны два фосфата Pi). Именно в форме АТФ из глюкозы и извлекается энергия в клетках всех животных, грибов и растений. Похожие процессы окисления глюкозы с образованием пирувата и АТФ происходят и в человеческих клетках и служат основным источником энергии для жизнедеятельности. Только вот в человеческом организме глюкоза полностью окисляется до CO2 и H2O (аэробный гликолиз) или до лактата (анаэробный гликолиз), но не до этанола (к сожалению для многих).

Этап 3. В дрожжах же пируват вначале превращается в ацетальдегид. Реакция катализируется ферментом пируват декарбоксилазой (катализатор над стрелкой). При этом выделяется углекислый газ CO2. Это тот углекислый газ, который делает шампанское игристым.

Этап 4. Образовавшийся ацетальдегид присоединяет к себе водород, отщепляемый от НАДН, восстанавливаясь при этом в этанол. На этом же этапе регенерируется окисленный НАД+, необходимый для гликолиза (этап 2). Заметьте, что реакция катализируется ферментом алкоголь дегидрогеназа (катализатор над стрелкой). То есть тем же ферментом, что в организме человека отвечает за расщепление алкоголя. В дрожжах этот фермент работает в обратную сторону.

Первые алкогольные напитки в истории

1. Древнейшая китайская брага

Время: c.7000 - 6600 до н.э.

Место: неолитическая деревня Цзяху, Китай

Сырьё: рис, мёд, плоды боярышника и/или винограда

Сосуды раннего неолита с высокими горлышками и краями из поселения Цзяху в Китае. (Фото by Z Juzhong, University of Science and Technology in China). Источник.

Химический анализ древней органики, впитавшейся и сохранившейся в глиняных кувшинах из неолитической деревни Цзяху в провинции Хэнань Северного Китая показал, что смешанный ферментированный напиток из риса, мёда и фруктов производился еще 9 000 лет назад. Примерно в то же время, когда ячменное пиво и виноградное вино начали производиться на Ближнем Востоке.

Интересно отметить, что деревня Цзяху может быть родиной самой древней в мире письменности возрастом в 8600 лет. Для сравнения иероглифы Египта и шумерская клинопись появились не ранее 5300 лет назад. Жители этой китайской деревни знали толк в инновациях.

Оказывается вкус напитка, который готовили жители неолитического Китая 9000 лет назад можно оценить и сегодня.  В 2005 году пивоварня Dogfish Head Brewery в Милтоне, штат Делавэр, США воссоздала этот напиток эпохи неолита и назвала его Chateau Jiahu. Расскажите как на вкус, если кто попробует.

Этикетка и бутылка напитка Chateau Jiahu (Шато Цзяху) от компании Dogfish Head Brewery. В соответствии с историческими данными, пивовары Dogfish используют мёд из апельсиновых цветов, мускатный виноградный сок, ячменный солод и плоды боярышника. Сусло ферментируется около месяца на дрожжах для саке, пока пиво не будет готово.

2. Самое древнее вино

Время: ок. 6000 - 5800 до н.э.

Место: Шулавери-гора и Гадахрили-гора, Грузия

Сырьё: виноград

Основание кувшина эпохи неолита, обнаруженного в Грузии. Исследователи нашли остатки вина на черепках керамики на двух грузинских памятниках, датируемых 6000 годом до нашей эры. Источник.

Самые ранние свидетельства о виноградном вине и виноградарстве на Ближнем Востоке в эпоху раннего неолита ок. 6000 лет до н.э. было получено путём применения современных археологических, археоботанических, климатических и химических методов для анализа недавно раскопанных материалов, найденных в Грузии в древних поселениях Гадахрили-гора и Шулавери-гора. Древние люди Гадахрили-гора считаются первыми в мире виноделами. Существуют убедительные доказательства того, что они уже производили вино в больших масштабах уже в 6000 году до нашей эры. В восьми кувшинах были обнаружены химические маркеры вина.

Вино являлось важнейшим элементом западной цивилизации, где использовалось как лекарство, социальная смазка, вещество, изменяющее сознание, и высоко ценимый товар; вино стало центром религиозных культов, фармакопеи, кухни, экономики и общества на древнем Ближнем Востоке. Впоследствии винная культура распространилась по всему миру. Виноградарство иллюстрирует человеческую изобретательность в разработке методов садоводства и виноделия, таких как культивация, селекция желаемых качеств, разработка винных прессов и так далее. В дальнейшем эти технологии способствовали развитию сельского хозяйства в целом, а также развитию торговли и, как следствие,  культурному обмену между древними цивилизациями.

3. Вино Хаджи Фируз Тепе

Время: ок. 5400 - 5000 до н.э.

Место: Хаджи Фируз Тепе, Иран

Сырьё: виноград

Винный кувшин из археологического места Хаджи Фируз Тепе, в Иране, около 5400 г. до н.э. Керамика, 32 х 33,4 см. Фото из коллекции Penn Museum.

До недавнего открытия более старых вин из Грузии (см. выше) вино, найденное на археологических раскопках Хаджи Фируз Тепе в Иране, считалось самым ранним вином в мире. После раскопок Хаджи Фируз Тепе исследователи проанализировали желтоватый осадок внутри кувшина и установили, что когда-то кувшин был наполнен виноградным вином.

Кувшин был найден вместе с пятью другими подобными сосудами в помещении, которое могло быть кухней неолитического здания из сырцового кирпича. В кувшинах также были следы смолы теребинтового дерева или сосны, которую добавляли в вино в качестве консерванта. Есть также свидетельства того, что жители Хаджи Фируз производили как красное, так и белое вино.

4. Ячменное пиво

Время: ок. 3400 - 3000 до н. э.

Место: Годин Тепе, Иран

Сырьё: ячмень

Кувшин из Godin Tepe с накладным декором в виде "веревка" (Courtesy Royal Ontario Museum). Источник (1), (2).

Ячменное пиво, найденное в Годин Тепе в Иране, является одним из самых ранних примеров пива, изготовленного из зёрен хлебных злаков. Археологи проанализировали кувшин, датируемый 3400-3000 гг. до н.э. и обнаружили следы компонентов самого раннего известного ячменного пива. В кувшине находилось желтоватое вещество, которое оказалось пивным камнем (оксалатом кальция), побочным продуктом производства ячменного пива.

Ячменное пиво производили и шумеры в соседней Месопотамии - большие любители пива. Фактически, одна из самых распространенных пиктограмм на шумерских артефактах - это символ пива. Пиво было одним из самых важных напитков в шумерской культуре. Пиву поклонялись. Гимн Нинкаси, "светлоструйнорождённой" шумерской богини алкоголя, содержит самый старый рецепт пива в мире и датируется ок.1800 г. до н.э.

На подстилки из тростника ты сусло кидаешь,
Ты спечённое сусло прохладою обдаёшь.
О Нинкаси, на подстилки из тростника ты сусло кидаешь,

Ты спечённое сусло прохладою обдаёшь.
Ох, и знатное пиво готовишь ты,
Мёд, вино смешав, ты по капле льёшь,

О Нинкаси, ох, и знатное пиво готовишь ты,
Мёд, вино смешав, ты по капле льёшь.
Пивоваришь воистину отменно ты,

Для цежения пива ты чаны берёшь.
О Нинкаси, пивоваришь воистину отменно ты,
Для цежения пива ты чаны берёшь.

(Фрагмент гимна Нинкаси, пер. Вероники Афанасьевой, 1933, Полная версия гимна)

Шумеры и другие цивилизации Месопотамии производили не менее 19 сортов пива, в том числе светлое, темное и янтарное, а также сладкое пиво и пиво с особой фильтрацией.

Вавилонская глиняная табличка, изображающая девушку, которая наслаждается вкусом пива, в то время как мужчина сзади… ковыряет у себя в носу пальцем. Не только в носу. Не только у себя. Не только пальцем. (Изображение из Музея Израиля). Существует целая серия подобных ближневосточных изображений, где девушка пьёт пиво через тростниковую трубочку в компании мужчины, тыкающего в неё половым членом. В работе Джулии Ассанте вы можете узнать подробности того, чем занимается эта пара. Народы Месопотамии знали толк в развлечениях.

5. Древнеегипетское травяное вино - первые лекарственные настойки.

Время: 3150 г. до н.э.

Место: Умм эль-Кааб, Верхний Египет

Сырьё: травы, древесные смолы и виноградное вино.

Роспись из гробницы Нахта TT 52 (ок. 1390 гг. до н.э.) с изображением сбора винограда и процесса прессования.

Травяные вина древнего Египта были алкогольными напитками, использовавшимися скорее как лекарство, чем для отдыха и развлечения. Эти вина показывают, что люди использовали спирт для приготовления лекарственных настоек на протяжении тысяч лет. Египтяне добавляли травы и древесные смолы в виноградное вино или пиво, чтобы создать эффективные растительные лекарственные средства.

В 1988 году археологи раскопали гробницу Скорпиона I (а я думал это вымышленный персонаж из фильмов Мумия возвращается и Царь скорпионов), одного из первых правителей Древнего Египта, и обнаружили клад из более чем 700 кувшинов. Они проанализировали один из кувшинов, в котором был желтоватый хлопьевидный осадок, и обнаружили присутствие винного камня, основного маркера вина. Химический анализ кувшина согласуется с письменными свидетельствами, оставленными на медицинских папирусах, датируемых ок. 1850 г. до н.э. Эти папирусы дают представление о том, как египетские «врачи» ставили диагнозы и проводили лечение, в том числе, травяными винами.

6. Какао-вино

Время: ок. 1400 г. до н.э.

Место: Пуэрто-Эскондидо, Гондурас

Сырьё: какао

Кувшин из элитной гробницы майя в Рио-Асуль, Гватемала, V век. Кувшин, определяемый в иероглифическом тексте как сосуд для подачи какао, содержит следы теобромина, соединения содержащегося в какао. Источник(1, 2).

Шоколад появился не в том виде, в каком мы его знаем сегодня. На самом деле это был алкогольный напиток, который готовили в Мезоамерике. По мнению исследователей, открытие естественной ферментации плодов какао, скорее всего, повлияло на культивирование дерева какао в древних культурах Мезоамерики (аналогично как культивацию ячменя на Ближнем Востоке связывают со спросом на пиво).

Исследователи проанализировали черепки керамики относящейся к 1400 году до н.э., которые в итоге дали положительный результат на теобромин - химическое соединение, содержащееся в какао. Это раннее какао-вино было приготовлено из сладкой мякоти, окружающей какао-бобы. Как и другие древние вина, вино из какао было признаком богатства и использовалось в религиозных церемониях. Какао было настолько ценно для мезоамериканских индейцев, что бобы использовались в качестве основной валюты. У майя за 10 какао-бобов можно было купить секс с проституткой или кроликаом.

7. Чича

Время: ок. 800–250 г. до н.э.

Место: Полуостров Тарако, Боливия

Сырьё: кукуруза

Модель подноса для изготовления чичи, Перу, Чанкай-Чиму, c. 1400 г. н.э., посеребренная медь, Художественный музей Краннерта. Источник.

Чича, один из самых важных культурных и церемониальных напитков в регионе Анд в Южной Америке. Чича в основном готовилась из кукурузы, которую предварительно пережёвывали и выплевывали. Внезапно, археологические данные и здесь подтверждают вероятный приоритет использования кукурузы в качестве источника алкогольных напитков по сравнению с её использованием в качестве источника пищи (выше вы могли видеть аналогичные утверждения для ячменя и какао). Первые данные о выращивании кукурузы относятся к 4200 г. до н.э. в регионе Мексики, тогда как её роль в рационе питания стала приоритетной лишь после 1000 г. до н.э. Следовательно, мы можем гипотетически использовать эту условную дату как самую древнюю для производства чичи. Хотя самые старые прямые доказательства, обнаруженные на сегодняшний день, находятся в районе озера Титикака (Боливия) и датируются 800–250 гг. до н.э.

По словам исследователей, инки использовали чичу так же, как сегодня мы используем кофе. Рабочие, которым было поручено возделывать самую важную культуру инков - кукурузу, - пили чичу во время и после работы. Инки также использовали чичу в качестве подношения своим богам и предкам. Кроме того, перед церемонией человеческих жертвоприношений жертвы натирались чичей.

Помимо вышеупомянутого китайского эля пивоварня Dogfish Head Brewery готовит и перуанскую чичу из аутентичных ингредиентов. В 2018 году компания привлекла более 100 сотрудников для приготовления основного ингредиента пива - пережёванной пурпурной кукурузы :-|

Вывод.

Почти во всех учебниках и энциклопедиях по химии рассказ об истории химии начинают с банального применения различных веществ в Древнем Египте. Но химия, химические технологии и даже биотехнологии имеют намного более древние корни. Они играли огромное значение для развития человечества ещё до первых цивилизаций в долинах Нила, Ефрата и Тигра.

Представления о роли алкоголя в истории за последние пару десятков лет коренным образом поменялись. От восприятия алкоголя как одного из напитков для легкомысленных развлечений исследователи перешли к осознанию огромной важности алкоголя в становлении человеческой цивилизации. Алкоголь сыграл не последнюю роль в выживании нашего вида, затем в появлении сельского хозяйства, которое произвело революцию в человеческом обществе, обеспечив невероятный рост численности населения, а позднее алкоголь стал социальным инструментом, сближающим человека не только с соплеменниками на праздничных фестивалях и пришельцами из далёких стран на приморских рынках, но и с самими богами во время мистических церемоний.

Спасибо, что дочитали до конца!

Если пост понравится и выйдет в горячее, то скоро напишу продолжение про химические технологии бронзового века: откуда люди узнали секреты получения соды, стекла, мыла и первого синтетического красителя; как древние биотехнологические эксперименты с микроорганизмами, которые привели к синтезу этанола (описанного в данном посте), получили дальнейшее развитие, позволив создать ещё в Античности, возможно, первую в истории электрическую батарейку; какой вклад верблюжья моча и египетский бог Аммон внесли в современную химическую номенклатуру?

Если пост не выйдет в горячее, то моя печаль может оказаться столь велика, что её смогут скрасить только шлюхи и наркотики. Я имею ввиду, что следующие посты будут посвящены обзору цен и услуг сладострастных блудниц Вавилона, Греции, Индии, Китая и Мезоамерики, или же психоактивным веществам, которые помогали людям каменного века устанавливать связь с богами и духами.

Другие мои посты про древние технологии:

Прошлый пост был посвящен химическим технологиям каменного века, связанным с превращениями неорганических веществ, которые проводили люди каменного века для получения древесного угля, пигментов, керамики и строительных растворов.

- Боевые нейротоксины на службе первобытных племен. Чем травили врагов за тысячи лет до "Новичка" и Скрипалей? Часть I

- Боевые нейротоксины на службе первобытных племен. Чем травили врагов за тысячи лет до "Новичка" и Скрипалей? Часть II.

- Боевые нейротоксины на службе первобытных племен. Чем травили врагов за тысячи лет до "Новичка" и Скрипалей? Часть III.

- 5 артефактов древнего мира созданных с применением нанотехнологий.

- Когда появились нанотехнологии и кто их придумал? Вперед в прошлое!

Итак, дорогой читатель, в двух прошлых постах (1), (2) мы познакомились в общей сложности с дюжиной самых популярных ядов, которыми первобытные охотники смазывали свои стрелы, чтобы без труда завалить огромного слонопотама. Удивительно тонкие знания окружающей природы помогали выживать и быть самодостаточными даже самым небольшим группам людей в самых суровых и диких условиях от ледяных пустынь Аляски до тропических джунглей Борнео. В былые времена даже тщедушный паренёк или милая девочка с "игрушечным" луком могли принести мучительную смерть недоброжелателю. Возможно, когда-нибудь и тебе, comrade, пригодится это знание, будь ты одинокий сталкер на развалинах мегаполиса, или отшельник, выживающий после зомби-апокалипсиса в  химкинском лесопарке холодной тайге.

Читай быстрее, пока не удалили из интернета! Ведь именно этим постом может заинтересоваться Роскомнадзор, потому что...

Ведь речь пойдет одновременно о наиболее опасных и наиболее доступных в нашей стране ядах. Роскомнадзор, обещаю, здесь не будет традиционной рубрики "как готовить", но наоборот, я расскажу как от них спастись. 

Из-за ограниченности размера постов на Пикабу мой прошлый топ 7 прервался на пятом пункте. Данный пост посвящен двум несомненным лидерам, которых вы так долго ждали. Самый смертоносный яд из зоомагазина и "bestseller", пользовавшийся спросом с начала цивилизации по всему миру.

2. Аконит

Регион: почти везде севернее 40-й параллели северной широты

Борец клобучковый (Aconítum napéllus). Ботаническая иллюстрация из книги Köhler’s Medizinal-Pflanzen, 1887.

Исторический контекст.

Принеси мне одну из разноцветных стрел,
Я держу и опускаю ее в яд,
Пронзенный ею человек будет лежать.
Махабхарата, I тыс. до н.э.

Аконит (в России больше известен как борец) - травянистое многолетнее растение с пурпурно-синими цветками, которое растет до метра в высоту. Его листья и корни чрезвычайно токсичны и использовались древними как яд. Греки называли это растение akoniton (без грязи), потому что он растет на каменистой почве, и lykoktonon (убийца волков), потому что он традиционно применялся при изготовлении отравленных стрел для охоты на волков. Борец стал основой для стрельного яда наиболее распространенного как в географическом, так и в хронологическом смысле. Его использование известно еще с I тыс. до н.э. Аконит был распространен по всей Евразии и в Северной Америке: от Римской империи и Галлии на западе до Китая и Японии на востоке, от Индии на юге до Чукотки и Аляски на севере.

Аконит воистину легендарный яд, воспетый еще в классическую античность. Аконит и отравленные стрелы популярное средство решения проблем у персонажей греческой мифологии (1), (2), (3), (4). Аконит неоднократно упоминается у древнеримского историка Тацита как средство решения династических проблем. Так, в 50 г. до н.э. Агриппина, жена римского императора Клавдия, отравила его аконитом, чтобы привести к власти своего сына, Нерона. В итоге в 117 году император Траян запретил выращивать аконит из-за частых инцидентов с подозрительными смертями от отравлений.

Несколько видов Aconitum, принадлежащих к семейству лютиков, использовались для изготовления яда для стрел. Aconítum napéllus наносили на свои стрелы для охоты на сибирского козерога в Ладакхе (Индия). Айны в Японии применяли разновидность Aconitum для охоты на бурого медведя. Китайцы использовали яды из растений Aconitum как для охоты, так и для военных действий.

Яд бик (Bikh или Bish), был известен на Востоке, в особенности в Индии, как один из самых ужасных. Он добывался не только из Aconitum ferox, как то предполагали прежде, но, согласно новейшим исследованиям, также и из Aconitum palmatum, Aconitum Napellus и Aconitum luviduum. Корни всех названных видов служат в Индии для добывания страшного яда для стрел, употребляемого в особенности индийцами дигароа, которые с этою целью смешивают растертые корни аконита с соком Dillenia speciosa.

Celtic Warriors by Jeff Chapman. Ну как-то так современные художники представляют кельтских воинов. Не уверен по поводу исторической достоверности, но мне нравится: вероятно, в центре Боудикка, а слева её подружка Картимандуя [Табличка сарказм]. Кельты не редко использовали отравленные аконитом стрелы в военном деле. Мотив отравленных стрел часто встречается и в кельтской мифологии. Так, один из персонажей валлийского цикла «Мабино́гион» Бендигайд Вран был ранен в ногу отравленной стрелой.

Как готовить… не надо

Аконит входит в список ядовитых веществ для целей статьи 234 и других статей Уголовного кодекса Российской Федерации. Незаконный оборот этого вещества является уголовно наказуемым правонарушением. Аконит до сих пор является причиной смертей людей как непреднамеренных (1), (2), (3), (4), так и криминального характера (1), (2), а также самоубийств (1). Поэтому я не буду здесь писать как готовить яд. Лучше я расскажу как его готовить не надо.

Дело в том, что существует один прямой антагонист аконитина (алколоид аконита), который, однако, не разрешен к применению. Что не удивительно, учитывая, что этот антогонист один из героев прошлого поста.

В реальной криминальной драме, разыгравшейся в Японии, супруг решил отравить свою жену аконитином. Для большей надежности он добавил в пищу жене кроме аконитина ядовитую печень рыбы фугу. Для создания алиби он ушел из дома сразу после еды. Однако по возвращении домой он был арестован полицией, так как жена осталась живой. Дело в том, что тетродотоксин, содержащийся в печени рыбы фугу, блокирует натриевые каналы в активном состоянии, являясь фактически прямым антагонистом аконитина. Источник.

Как работает.

Во всех частях аконита содержится нейротоксичный алколоид аконитин. Аконитин связывается с натриевыми каналами клеток проводящей системы сердца, увеличивая время их открытого состояния, что приводит к вхождению значительного количества избыточных ионов натрия в цитозоль клетки. Это сопровождается увеличением входа ионов кальция за счет системы обмена Na+/Ca2+ и кальциевых каналов L-типа. В результате повышается локальная триггерная активность, что приводит к возникновению сердечных аритмий. Возникающие аритмии носят полиморфный характер и включают практически весь спектр нарушений ритма сердца – преждевременные сокращения желудочков, желудочковая тахикардия, пируэт, фибрилляция желудочков. Источник.

Смерть обычно возникает в результате паралича дыхательной системы или остановки сердца. Полулетальная доза LD50 аконитина всего 0,1 мг/кг при внутрибрюшном введении мышам (LD50 цианида калия - 6 мг/кг).

Диагностика и лечение отравлений аконитином и сегодня сохраняют свою актуальность. Дело не только в криминальном использовании этого вещества. В настоящее время аконитин входит в гомеопатические средства и в состав растительных сборов (особенно в традиционной китайской медицине) как анальгетик при мышечных и суставных болях. Будьте осторожны с традиционной медициной и со "всем натуральным".

Вывод.

Аконит выглядит как красивые цветочки, но по сути является реально опасной штукой. Аконит получил заслуженное признание у наших предков как смертоносное орудие убийства.

Структурная формула аконитина.

1. Палитоксин

Регион: Гавайские острова

Кораллы зоантарии (Zoantharia). Эти декоративные кораллы, которые обычно называют «полипами пуговицами», «солнечными полипами» или «зоами». Кораллы-зоантарии часто рекомендуют новым владельцам морских аквариумов, поскольку они красивы и их относительно легко содержать. Владельцы этой красоты могут даже не подозревать какую смертельную опасность представляют эти "морские цветочки". Австралийский постер-безопасности для владельцев аквариумов.

Мифологический контекст.

Согласно древней гавайской легенде, на острове Мауи недалеко от гавани Хана была деревня рыбаков, преследуемая проклятием. По возвращении из моря один из рыбаков пропал бы без вести. Однажды, разгневанные очередной потерей, рыбаки напали на горбатого отшельника, который считался виновником несчастий в поселении. Сорвав плащ с отшельника, жители деревни были потрясены, потому что они обнаружили ряды острых треугольных зубов в огромных челюстях. Бог-акула был пойман. Было ясно, что пропавшие жители деревни были съедены богом во время их путешествий к морю. Люди безжалостно разорвали бога акулу на части, сожгли его и бросили в водоем, оставленный приливом возле гавани Ханы. Вскоре после этого на берегах водоёма начал расти густой коричневый «мох». Поражение копьями, смазанными мхом, приводило к мгновенной смерти жертв. Таковым было зло демона. Мох, растущий в водоёме проклятого прилива, стал известен как «limu-make-o-Hana», что буквально означает «водоросли смерти от Ханы». Гавайцы верили, что проклятие обрушится на всех, если кто попытается собрать смертоносные «водоросли».

К 1961 году исследователи Гавайского университета, заинтересованные в местных природных продуктах, обнаружили записи о ядовитом гавайском коралле Limu Make O Hana. Когда биологи собрались взять образцы, группа местных жителей прервала их. Они объявили, что согласно древним преданиям пруд был «капу», и предупредили, что если что-то будет нарушено, зло проклятия будет активировано. Улыбаясь, ученые сказали: «Мы не верим в суеверия» и взяли  образцы. По совпадению, в тот же день бог-акула пожар уничтожил главное лабораторное здание Гавайского института морской биологии на острове Кокос в заливе Канеохе, Оаху. Сайт Гавайского университета дает зуб, что легенда чистая правда.

Образцы мифического «limu-make-o-Hana»  оказались новым видом, который был назван Palythoa toxic. Это кораллы Зоантарии, вырабатывающие палитоксин, который является одним из самых сильных нейротоксинов не белковой природы.

Несмотря на свою экзотичность, палитоксин и его аналоги становятся всё ближе к нам. Летом 2005 года около 200 человек, которые проводили время на пляжах северо-западного побережья Италии в окрестностях города Генуя, обратились за медицинской помощью с такими симптомам, как ринорея, кашель, лихорадка, бронхостеноз с затрудненным дыханием. Из них 20 человек пришлось госпитализировать. В 2010 году в научном журнале Phytochemistry Reviews вышла статья под названием "Палитоксины: все еще преследующее гавайское проклятие". В статье описывалось ранее неизвестное производное палитоксина - ovatoxin-a, производимое в виде морского аэрозоля тропическим динофлагеллятом Ostreopsis ovata.

Современное фото, сделанное под ретро. Девушка на пляже с леей из плюмерии на шее, танцующая гавайский танец хула. Спустя 100 лет груди местных красавиц были лишены свободы европейскими колонизаторами и закованы в полоски ткани, скрывающие  соблазнительные формы (см. в прошлом посту как выглядели танцовщицы хула 100 лет назад в разделе про тетродотоксин). Девушки в венках из плумерии, танцующие танец хула, стали визитной карточкой гавайских островов и знакомы многим по американским фильмам.

Как применяли.

Токсическое воздействие Palythoa toxic было известно ещё ранним обитателям Гавайев, и кораллы-зоантарии наносились ими на кончики их оружия. Cообщается об использовании гавайцами для смазывания оружия одного из видов коралловых полипов, которого местные полинезийцы называли limu-make-o-Hana. Нанесение limu-make-o-Hana из легендарного водоёма в местечке Хана на наконечники копья гарантировало смерть врагов воинов. На Гавайях в начале XIX века у короля были слуги, hamo-hamo или smearers, задача которых заключалась в том, чтобы нанести на кончики копий этот красноватый «ядовитый мох», чтобы сделать их оружие смертельным. Источники (1), (2).

Как работает.

Палитоксин еще более смертоносен чем тетродотоксин. Измеренный для него LD50 составляет 0.00015 мг/кг (на мышах). LD50 тетродотоксина  - 0,01 мг/кг, цианида калия - 6 мг/кг. По этому показателю палитоксин превосходит лидера нашего прошлого рейтинга батрахотоксин, чей  LD50 составляет 0,002 мг/кг, а также знаменитый яд Новичок, чей LD50 0,0022 мг/кг.

Палитоксин связывается с внешней частью Na+/K+-АТФазы, вырубая натрий-калиевый насос. Натрий-калиевый насос необходим для жизнедеятельности всех клеток организма. Таким образом, палитоксин воздействует на все клетки жертвы. Нарушение ионного градиента приводит к гемолизу красных кровяных тел, усиленному сокращению сердца и других мышц.

Палитоксин может вызвать серьезные отравления даже при контакте с кожей, а также может распространяться в водяном паре и вызывать отравление при вдыхании. Часто жертвами палитоксина становятся любители экзотической аквариумистики.

Симптомами у людей являются горький/металлический привкус, спазмы в животе, тошнота, рвота, диарея, легкая или острая летаргия, покалывание, замедление сердечного ритма, почечная недостаточность, нарушение чувствительности, мышечные спазмы, треморная миалгия, цианоз и респираторный дистресс. В смертельных случаях палитоксин обычно вызывает смерть от остановки сердца из-за повреждения миокарда.

Антидота для палитоксина не существует.

Выводы.

Палитоксин один из самых сильных и опасных ядов. Палитоксин смертоноснее лидера нашего прошлого рейтинга батрахотоксина. Если раньше палитоксин был далекой экзотикой, то сейчас шансы столкнуться с ним сильно увеличились. Палитоксин получает в нашем рейтинге заслуженное первое место и награждается леей из плюмерии.

Структурная формула палитоксина. Оцените название палитоксина по номенклатуре IUPAC:  (2S,3R,5R,6E,8R,9S)-10-[(2R,3R,4R,5S,6R)-6-[(1S,2R,3S,4S,5R,11S)-11-{[(1R,3S,5S,7R)-5-[(8S)-9-[(2R,3R,4R,5R,6S)-6-[(2S,3S,4E,6S,9R,10R)-10-[(2S,4R,5S,6R)-6-[(2R,3R)-4-[(2R,3S,4R,5R,6S)-6-[(2S,3Z,5E,8R,9S,10R,12Z,17S,18R,19R,20R)-20-{[(2R,3R,4R,5S,6R)-6-[(1Z,3R,4R)-5-[(1S,3R,5R,7R)-7-{2-[(2R,3R,5S)-5-(aminomethyl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]ethyl}-2,6-dioxabicyclo[3.2.1]octan-3-yl]-3,4-dihydroxypent-1-en-1-yl]-3,4,5-trihydroxyoxan-2-yl]methyl}-2,8,9,10,17,18,19-heptahydroxy-14-methylidenehenicosa-3,5,12-trien-1-yl]-3,4,5-trihydroxyoxan-2-yl]-2,3-dihydroxybutyl]-4,5-dihydroxyoxan-2-yl]-2,6,9,10-tetrahydroxy-3-methyldec-4-en-1-yl]-3,4,5,6-tetrahydroxyoxan-2-yl]-8-hydroxynonyl]-1,3-dimethyl-6,8-dioxabicyclo[3.2.1]octan-7-yl]methyl}-1,2,3,4,5-pentahydroxydodecyl]-3,4,5-trihydroxyoxan-2-yl]-2,5,8,9-tetrahydroxy-N-[(1E)-2-[(3-hydroxypropyl)-C-hydroxycarbonimidoyl]eth-1-en-1-yl]-3,7-dimethyldec-6-enimidic acid.

Как видим, палитоксин может одним своим названием убить человека, страдающего гиппопотомонстросесквипедалиофобией.

Прошлые посты по стрельным ядам:

Часть I

Часть II

Спасибо, что прочитал до конца, Comrade!

Надеюсь пост будет тебе полезен. Кто знает, какие приключения ждут нас впереди!

Итак, дорогой товарищ, в прошлый раз мы узнали, как можно нейтрализовать неугодного супостата в дальней, но очень гордой тропической стране, используя только лук, стрелы и натуральные лесные травы. Никакой химии, лишь то, что дала матушка-природа. Сегодня в связи со сложной геополитической обстановкой каждый патриот должен быть готов к длительной партизанской войне. Ты должен знать, как в условиях ядерной зимы при отсутствии снабжения быстро сделать смертоносное оружие из говна и палок, которое поможет тебе завалить мамонта, даже если ты голодный щуплый ботаник... В первую очередь, если ты ботаник! Тебе поможет старый дедовский рецепт. Тебе нужно всего лишь…

Это вторая часть поста о стрельных ядах, использовавшихся первобытными племенами. Здесь первая часть поста о батрахотоксине, кураре, уабаине, анчаре и других стрельных ядах. В этом посте топ 7 самых опасных боевых нейро- и кардиотоксинов, которыми пользовался для изготовления отравленного оружия еще твой прадед.

7. Рицин и первые стрельные яды

Регион: Южная и Восточная Африка

Клещевина обыкновенная (Ricinus commúnis). Ботаническая иллюстрация из книги Köhler’s Medizinal-Pflanzen, 1887.

Исторический контекст.

Использование стрельных ядов, вероятно, началось примерно тогда же, когда люди стали применять лук и стрелы. Глубокое знание ядов первобытными племенами позволило производить и использовать микролитические наконечники. Последние открытия в Южной Африке указывают на то, что лук и стрелы с наконечниками из камня и кости стали применяться уже 64 000 лет назад. То есть еще на заре современного человечества.

В своей статье 2012 года Francesco d’Errico сообщил, что археологические раскопки в пещере Border (Южная Африка) могут свидетельствовать о самом раннем известном применении стрельного яда 24 000 лет назад. Археологи нашли тонкие деревянные палочки, состоящие из 4 частей, и похожие на современные бушменские аппликаторы, которыми аборигены Калахари наносят яд на наконечники стрел (см. прошлый пост). Более того ГХ-МС анализ показал присутствие следов рицинолевой кислоты на этой палочке, что может свидетельствовать об  использовании рицина как стрельного яда. Об этом открытии нам сообщает в частности портал antrogenez.ru.

Однако, археолог Adrian Anthony Evans сомневается в выводах, сделанных d’Errico. Он отмечает, что рицин ни разу не упоминался в качестве стрельного яда, но часто встречается как лекарственный препарат у аборигенов. Кроме того, рицинолевая кислота и рицинелаидная кислота (кислоты, указанные в качестве доказательства изготовления яда) не являются ядовитыми, но являются основными компонентами касторового масла, которое, кстати, упоминалось как вещество, используемое в технологии изготовления шкур в районе Border Cave.

Также Evans заметил, что рицин является белком и не эффективен после нагревания; в то время как d’Errico утверждал, что вещество было нагрето, что, по-видимому, противоречит их аргументам относительно его использования.

Тем не менее, в другой работе 2016 года сообщается о свидетельствах использования стрельных ядов около 13 000 лет назад на основе данных полученных из пещеры Kuumbi (Занзибар, Танзания). Авторы отмечают, что существует тесная связь между костяными наконечниками и использованием яда в этнографической литературе. По сообщениям, ядовитые стрелы народа Hadza покрыты тонким куском кожи, обернутым вокруг острия, чтобы защитить людей от случайного пореза и отравления, а также чтобы защитить яд от высыхания на солнце или намокания и, следовательно, его разбавления. Важно понимать, что отравленные стрелы - это не скорость, длина или толщина стрелы, а яд, убивающий животное. Таким образом, наконечники такого размера, как найденные в пещере Куумби, не могут смертельно ранить большое или даже среднего размера животное без использования яда.

Фото by Carol Beckwith и Angela Fisher из книги African Twilight-Vanishing Rituals and Ceremonies. Северная Танзания является домом для народа Hadzabe, одного из последних оставшихся племён охотников-собирателей на Земле. Hadza, известные своими скромными материальными ценностями и социальной иерархией, бродят по саванне в поисках дичи, клубней и лесных ягод. Цивилизация наступает на территории Hadza, угрожая сохранению их традиционного образа жизни. Hadza представляют существенный научный интерес как модель для реконструкции образа жизни первобытно-общинных сообществ стоявших у истоков человечества. Так было показано, в том числе на примере Hadza, что 80% пищи первобытной общине даёт собирательство, которым занимаются женщины. Таким образом, мужчины-охотники выступают главным образом, как материал для естественного отбора (последнее – мое собственное измышление). Кроме того, Hadza являются носителями уникального изолированного инопланетного языка , имеющего подобно койсанским языкам щёлкающие звуки.

Как работает.

Если Francesco d’Errico прав, то рицин мог быть первым стрельным ядом в истории человечества. Несмотря на свою нестабильность, не стоит недооценивать рицин в качестве потенциального охотничьего яда. Белковая природа яда гарантирует безопасность мяса убитого животного после приготовления.

Рицин это белок, который состоят из двух разных белковых цепей, которые образуют гетеродимерный комплекс. Рицин является рибосом-инактивирующим белком (RIP) II типа, который не позволяет клеткам собирать различные аминокислоты в белки в соответствии с сообщениями, получаемым от матричной-РНК. Каждая молекула рицина выводит из строя до 1500 рибосом в минуту.

В каждом орешке растения содержится от 1 до 5% рицина. А LD50 (полулетальная доза) оценивается в 0,022 мг/кг при внутрибрюшном введении мышам. Для сравнения LD50 цианида калия оценивается в 6 мг/кг. Взрослому человеку достаточно яда от 2 до 20 орешков чтобы отправиться на тот свет. Яд касторовых бобов может вызвать острые и потенциально смертельные расстройства функций печени и почек в дополнение к разрушению мембран эритроцитов и неврологическим нарушениям, проявляющимся в нервно-судорожных эффектах. На поздних фазах отравления осложнения связаны с разрушающим (цитотоксическим) действием рицина на клетки печени, центральной нервной системы, почек и надпочечников; это обычно происходит через 2-5 дней после воздействия. Поскольку симптомы вызваны нарушением способности вырабатывать белок, их появление может занять от нескольких часов до нескольких дней, в зависимости от пути введения и дозы. Возможно, это одна из причин почему рицин не получил широкого распространения как стрельный яд.

Вывод.

Рицин чрезвычайно ядовит. Один из опаснейших ядов. Хорош для запугивания американских политиков и убийства болгарских диссидентов, но вряд ли так уж эффективен для  охоты на бегемотов. Скорее всего, стрельные яды действительно использовались на протяжении десятков тысяч лет. Но вероятнее всего яд готовился из других растений, например, таких как растения родов Strophanthus и Strychnos (читай ниже).

Пространственная структура рицина. Состоит из двух белковых цепей: цепь А изображена синим цветом, цепь B — золотистым.

6. Тетродотоксин и яд рыбы-смерть

Регион: Гавайские острова

Иглобрюхи и кузовки. Сверху вниз и слева направо: бурый фугу или бурая собака-рыба (Takifugu rubripes); раздувшаяся флоридская собака-рыба (Spheroides nephelus); не раздувшаяся флоридская собака-рыба; двузуб или ёж-рыба (Diodon histrix); шар-рыба (Cyclichthys orbicularis) в раздутом виде; двузуб в раздутом виде; четырёхногий кузовок (Acanthostracion quadricornis); горбатый кузовок (Tetrosomus gibbosus); безрогий кузовок (Ostracion lentiginosum).

Исторический  контекст.

Тетродотоксин - это нейротоксин, который чаще всего встречается у ряда морских животных. Среди них самые известные это иглобрюхи — одно из наиболее загадочных морских созданий. Возможно, это самые ядовитые рыбы в Мировом океане. Наиболее отличительный признак их — способность раздувать свое тело, превращая его в шар, ощетиненный колючками. Некоторые из них являются основой популярного японского деликатеса фугу. В Японии каждый год несколько человек получает отравления рыбой фугу. Часто смертельное.

Но европейцы познакомились с ядом иглобрюхов вовсе не в Японии. Первыми европейскими жертвами отравления тетродотоксином стала команда капитана Джеймса Кука на Гавайях в 1774 году. Британские путешественники решили поесть местную тропическую рыбу (pufferfish). После этого команда почувствовала онемение и одышку. Но вроде как все выжили.

Старая открытка с гавайскими девушками танцовщицами хулу, 1910-е. На их шеях традиционные гавайские леи - ожерелья из цветов плюмерии. Хула это форма полинезийского танца, появившегося на гавайских островах. Хула обычно сопровождается распевами (оли) или песнями (меле). Как видно, европейские поработители еще не успели лишить свободы груди горячих аборигенок, заключив их в тесные оковы европейской одежды.

Как готовить.

Рыба фугу содержит большое количество тетродотоксина во внутренних органах, особенно много яда в печени и яичнике, также некоторое количество яда содержит кишечник, кожа и семенники. Одна рыба фугу содержит количество яда способное убить 30 человек. В журнале Вокруг света в статье от 1985 года говорится, что иглобрюх, который водится у Гавайских островов, известен под названием «рыба-смерть». Его желчь употреблялась для смазывания наконечников стрел: яд нес врагу верную гибель.

Кроме как в журнале Вокруг света, данный факт мне нигде найти не удалось. При этом гавайцы не использовали лук и стрелы на войне. Лишь для охоты (а охотится на Гавайских островах особо не на кого) или как игрушку. Может секрет в том, что этот номер журнала вышел 1 апреля?

Как работает.

Тетродотоксин действует путем блокировки натриевых каналов и снижает возбудимость мембран жизненно важных тканей, миоцитов сердца, скелетных мышц и центральной и периферической нервной систем. Это приводит к параличу мышц тела, при этом жертва остаётся в сознании и через некоторое время умирает от удушья. Тетродотоксин вызывает онемение языка и губ, головокружение, рвоту, а затем онемение и покалывание по всему телу, учащенное сердцебиение, снижение артериального давления и наконец мышечный паралич.

Смерть обычно наступает в течение пары часов. Тетродотоксин действительно очень смертоносный яд. Его LD50 намного ниже, чем у других описанных в этом посту веществ и составляет всего 0,01 мг/кг для мышей при внутрибрюшном введении (LD50 цианида калия - 6 мг/кг).

По прежнему десятки человек по всему миру умирают от отравления тетродотоксином при употреблении в пищу различных морских гадов. Антидота к яду не существует. Тем не менее, это не значит, что в случае отравления вы обречены. Большинство отравившихся выживают. Если вы пережили первые сутки после отравления, то скорее всего вы выживите. Несмотря на то, что предоставление пострадавшему респираторной поддержки или искусственной вентиляции легких до полного выведения яда или промывания желудка являются единственными доступными методами лечения интоксикации тетродотоксином, эти меры в значительной степени снижают смертность. Источник.

Вывод.

Яд иглобрюхов - отличное средство, чтобы совершить “сэппуку”. Но насколько он хорош в качестве стрельного яда остается не ясным.

Структурная формула Тетродотоксина.

5. Чилибуха и стрихнин

Регион: Южная и Юго-Восточная Азия

Чилибуха (Strychnos nux-vomica). Ботаническая иллюстрация из книги Köhler’s Medizinal-Pflanzen, 1887.

Чилибуха (также известна как Рвотный орех) – небольшое (до 12 м) листопадное дерево произрастающее в Южной и Юго-Восточной Азии. Имеет изогнутый, короткий, толстый ствол и растет на открытых пространствах. Семена дерева – рвотные орешки - являются источником ядовитого алкалоида стрихнина. В Юго-Восточной Азии широко использовались яды для стрел и дротиков изготовленные из этого растения. Особенно популярны в этом регионе специальные духовые трубки сумпитаны, которые делаются из целого куска борнейского железного дерева, и которые могут также использоваться в качестве копья. Заряжаемые в сумпитаны дротики смазываются ядом.

Как готовить.

Основным источником яда в большей части региона, от Бирмы до Китая и Индонезии, является латекс высокотоксичного Antiaris toxicaria (см. прошлый пост), но корни или стебли различных видов растений рода Strychnos являются еще одним важным источником, и среди них наиболее известны Strychnos ignatii и Strychnos nux vomica.

В статье Seligmann’а 1903 года описываются методы приготовления яда племенем Kenyah (одной из групп воинственных даяков острова Борнео, он же Калимантан). По свидетельствам местных знатоков высушенный сок двух деревьев, одно из которых ipoh (анчар, о котором говорили в прошлом посте), а другое, кустарник, по его описанию мог считаться разновидностью Strychnos.

Недавний анализ некоторых ядов для дротиков из Малайзии подтвердил, что основными активными соединениями в таких ядах являются карденолиды из алкалоидов растений рода Antiaris toxicaria и Strychnos (вероятно, из Strychnos ignatii, наиболее распространенного растения рода Strychnos). Листья и плоды некоторых видов (Strychnos nux vomica и Strychnos potatorum в Индии, Strychnos ignatii на Филиппинах) использовались в качестве рыбных ядов. На Яве яд для стрел дает еще один представитель рода - Strychnos tieute. Strychnos tieute - вьющийся куст, растущий на Яве. Его сок используется местным населением для изготовления яда для стрел, который вызывает смерть от судорог и остановки сердца.

Мужчины племени Penan (одного из племен даяков Борнео) c сумпитанами охотятся на птиц и обезьян с помощью ядовитых дротиков в тропических лесах Саравака, Борнео. Традиционно люди Penan были кочевыми охотниками джунглей Саравака на острове Борнео вплоть до 1950-х. Считаются лучшими охотниками и знатоками джунглей Калимантана. Вырубка лесов и миссионерская деятельность привела к разрушению их традиционного образа жизни. Тем не менее, пару сотен пенанцев до сих пор предпочитают стиль жизни своих предков, бегая по лесам и делая blowjob охотясь с духовыми ружьями на туристов.

Как работает.

Рвотные орехи содержат 2-3% индольных алкалоидов, из которых почти половина (47 %) приходится на стрихнин и почти столько же на бруцин.

Описаны два совершенно разных токсических механизма, связанных с алкалоидами растений Strychnos: стрихнин и его производные вызывают судороги, в то время как ряд четвертичных алкалоидов обладает скорее парализующим действием и работают в ядах кураре (см. прошлый пост). Источник.

LD50 стрихнина составляет 0,98 мг/кг при внутрибрюшном введении мышам (LD50 цианида калия - 6 мг/кг). Стрихнин конкурентно ингибирует связывание с глициновыми рецепторами, чувствительными к стрихнину, и, таким образом, усиливает возбуждение нейронов, блокируя опосредованное глицином ингибирование. В малых дозах стрихнин резко повышает рефлекторную возбудимость.

Пациенты, которых лечили семенами Strychnos nux-vomica, привезенными из Малабара в XIX веке, иногда изгибали свои спины в мышечных конвульсиях, настолько сильно (пациенты держались исключительно на пятках и голове), что их кости ломались. Это, в сочетании с распространенным ощущением надвигающейся гибели и смерти, сопровождающим прием Strychnos nux-vomica, было настолько неприятным, что лишь немногие пациенты хотели повторить лечение. Большинство (кто выжил) заявили, что они полностью излечены от любого недуга, и врачи считали Strychnos nux-vomica чудотворным тоником.  Источник.

Вывод.

Растения рода Strychnos применялись в качестве одного из компонентов стрельных ядов по всему тропическому поясу обоих полушарий (см. кураре в прошлом посту). Как будто природа создала чилибуху специально для того, чтобы южные аборигены могли изготавливать смертоносное оружие для охоты и наведения ужаса на супостатов. Тем не менее, обычно яды Strychnos'ов используют в сочетании с другими ядовитыми субстанциями и конечно же магическими заклинаниями.

Структурная формула стрихнина.

4. Чемерица

Регионы: Европа, Северная Америка

Чемерица белая (Veratrum album), Flora von Deutschland Österreich und der Schweiz, 1885.

Исторический контекст.

Чемерица (род. Veratrum) - это высокие (от 60 до 200 см) многолетние травы с белыми или желто-зелеными цветами. Растения рода veratrum широко распространены в Северном полушарии: белая чемерица (Veratrum album) встречается в Европе и Западной Азии; родиной родственного вида - зеленой чемерицы (Veratrum viride) является Северная Америка. Чемерица зеленая имеет тенденцию расти в низменных, болотистых областях, в то время как белая чемерица встречается на альпийских лугах. Источник.

Хотя североамериканские индейцы применяли широкий ассортимент различных растений для изготовления ядов, они рассматривали Veratrum viride как один из ключевых ядов наравне с цикутой (Cicuta), священным дурманом (Datura wrightii) и аконитом (Aconítum). Среди различных индейских племен чемерица в качестве компонента стрельных ядов была популярна у таких народов как Southern Carrier, Bella Coola, Haisla и Hanaksiala, Nootka, Okonagan-Colville, Oweekeno, Salish, Shuswap, Blackfoot, Cherokee, Cowlitz, and Nlaka'pamux.

Не последнюю роль чемерица играла и в Европе: чемерица была вторым по популярности стрельным ядом после аконита. Использовали чемерицу в Европе с древности. Когда средневековый испанский егерь использовал арбалет для охоты на представителей крупных видов дичи, он доставал особую самую легкую стрелу, сделанную из дерева Jara (современное название - ладанник, скальная роза). Эти стрелы летели очень далеко, но из-за легкости втыкались слабо - имели низкую поражающую способность. Крупное животное - волка, вепря, оленя - такой легкой стрелкой убить было проблематично. Поэтому в ход шел токсин растительного происхождения. Облегченная стрела jaras, названная так по имени дерева, обмазывалась специальным ядом. Именно по этой причине белая чемерица до сих пор жителями Испании называется yerta da ballestero, или трава арбалетчиков.

Европейские колонизаторы принесли народу Nootka не только болезни и смерть, но и возможность носить современную удобную одежду для плавания в Тихом океане, а девушкам аборигенкам Британской Колумбии (Канада) возможность заработать в качестве моделей, рекламируя бренд купальников, названных в честь маленького, но гордого племени морских охотников на китов Nootka, применявших в своем деле растительные яды из чемерицы.

Как готовить и применять.

Индейцы Северо-западного побережья, такие как Nootka предпочитали использовать корень Veratrum viride для изготовления яда. Индейцы Nootka делали отравленные пули обмакивая их в ядовитую пасту.

Отравленные стрелы готовились путем смачивания наконечников стрел в выжатом соке чемерицы, собранной в августе. Европейские арбалетчики обмазывали стрелы jaras ядом на расстоянии 5-6 см у наконечника. Сверху древко в этом месте обертывалось тонкой тканью, приклеенной лишь в одном месте, чтобы можно было безопасно держать отравленную стрелу в руках. В 1644 году в Мадриде испанский королевский арбалетчик Alonso Martinez de Espinar публикует книгу Arte de Ballestería y Monteria, где описывает использование яда на охоте. Охотнику достаточно было попасть в любой участок тела жертвы, чтобы токсин подействовал. De Espinar предостерегает лишь от стрельбы в туловище, в район желудка, так как желудочный сок обладает способностью частично нейтрализовывать действие этого яда. При ранении в ногу олень погибает через несколько секунд. Как бы незначительно животное не было ранено, действие яда настолько быстрое, что жертва никогда не пробегает дальше 150-200 шагов и умирает через несколько минут. Симптомы, предшествующие смерти - кашель и обильная рвота. Животные, обладающие "холерическим темпераментом" (по-видимому, быстрым метаболизмом), такие, как вепрь или волк, умирают еще быстрее. Источники (1), (2).

Как работает.

Все части чемерицы содержат токсичные алкалоиды; однако луковица и цветы чаще всего вызывают отравление. Семена и листья плодов менее токсичны для человека. Алкалоиды чемерицы химически похожи на стероиды и включают протовератрин, вератридин и джервин. Среди этих стероидных алкалоидов наиболее эффективным является вератридин. Вератридин действует как нейротоксин, повышая нервную возбудимость. Он связывается с участками на потенциал-зависимых натриевых каналах (тот же участок связывается с батрахотоксином, аконитином), что приводит к их постоянной активации. Вератридин ингибирует инактивацию натриевых каналов, сдвигая порог активации в сторону более отрицательного потенциала. В результате приток ионов Na+ также приводит к увеличению внутриклеточных концентраций ионов Ca2+, вызывая перепроизводство активных форм кислорода, ответственных за повреждение нейронов. Источник.

Вератрабин замедляет частоту пульса, снижает артериальное давление и затрудняет дыхание. Зарегистрированные токсические эффекты вератридина включали боль и вздутие живота, слюноотделение, угнетение дыхания, желтые или зеленые скотомы, парестезии, повышение мышечного тонуса, судороги. Высокие дозы, вводимые животным, приводят к остановке сердца. Полулетальная доза LD50 вератридина составляет 1,35 мг/кг при внутрибрюшном введении мышам (LD50 цианида калия - 6 мг/кг).

Другой алколоид чемерицы джервин подавляет кровообращение, центральную нервную систему и раздражает двигательные центры в мозге, вызывая судороги. Но джервин имеет меньшую токсичность (LD50 - 100 мг/кг при оральном употреблении мышами).

Яды чемерицы могут быть очень коварными: ухудшать функции организма, вызывать мучительные боли в течение нескольких недель при дозах, не превышающих смертельных, но могут убивать быстро и мучительно. Джервин и другие стероидные алкалоиды, найденные в растениях рода Veratrum ответственны за тератогенность растения, вызывая врожденные уродства у потомства пораженных ядом животных.

Вывод.

Может показаться, что токсины чемерицы не такие уж и сильные по сравнению с экзотическими тетродотоксином и батрахотокисном. Но сочетание доступности и убойной силы делает его очень убедительным средством. Даже если он не убьет, то оставит массу ярких впечатлений.

Структурная формула вератридина. Хорошо видно стрероидное ядро (система из четырех конденсированных колец). Сравните с другими стероидными токсинами, такими как антиарин из анчара или уабаин из прошлого поста и строфантином-K из этого поста.

3. Комбе

Регион: Восточная Африка

Строфант Комбе (Strophanthus kombe). Иллюстрация из Monographieen afrikanischer Pflanzenfamilien u Gattungen, 1898-1904.

Исторический контекст.

Ареал использования яда комбе лежит в основном в Восточной Африке и в районе Великих озер, простираясь на юг до Замбези и южной Анголы. Многие народы Восточной Африки, такие как бантуязычные племена Yao, Chewa, Nyanja, использовали яд комбе для изготовления отравленных стрел. Яд получали из растения Строфант Комбе. Это деревянистые лианы или ползучие кустарники, а на открытых местах — просто обычные кустарники. Strophanthus kombe обычно встречается на изолированных холмах, известных как монадок, вблизи источников воды, таких как прибрежные леса, галерейные леса, прибрежные заросли и редколесья. Обычно встречается на высотах от уровня моря до 1100 метров.

Стрельный яд комбе был открыт шотландским ботаником Кирком, членом экспедиции Дэвида Ливингстона 1858-1864 года на территории современного Малави. Местные воины в нагорье Шира на озере Наджасаси использовали яд, чтобы убивать людей. После того как Кирк много раз наблюдал использование отравленных стрел многими местными племенами, он решил узнать об этом яде и растительном материале от людей Nyanja. Но никто не хотел раскрывать секрет приготовления зелья. Кирк собрал много образцов растений и в итоге ему пришлось положить личные вещи в сумку, где он хранил образцы. В итоге семена строфанта из местечка Комбе в тогдашней Манганьяне (сейчас Малави) попали на зубную щетку, а затем и в рот самому Кирку, когда он утром чистил зубы. Через минуту он почувствовал сердцебиение (которое можно расценить как экстрасистолию). Осмотрев сумку Кирк нашел нужный образец. В итоге он смог подробно описать растение в 1861 году. Источники (1),(2),(3),(4)

Молодая мама народа Yao пытается защитить своего ребенка с помощью амулета, который носят на шее. Фото by TimCowley. Народ Yao с XIX века населял территорию современных Мозамбика и Малави, и в частности Ширское нагорье (Shire Highlands), где экспедиция Дэвида Ливингсона впервые описала яд комбе. Yao заимствовали технику использования яда комбе у местных племен Nyanja. Народ Yao сохранил свою культурную самобытность и в XXI веке. Источник.

Как готовить.

Исторически как семена, так и корни растения использовались при изготовлении ядовитых наконечников стрел, используемых для охоты. Yao варили семена, кору и реже корни растения.

Nyanja смешивали тертые маслянистые семена с красной латеритной землей до красноватой пасты и намазывали позади треугольного наконечника (кто угадает почему мазали заднюю часть наконечника получит плюс) .

Еще один способ заключался в том, что собранные семена измельчали и смешивали со слюной или другими добавками для формирования пасты. А затем пасту оставляли на ярком солнечном свете на несколько часов перед использованием. Смоченные в сильно концентрированных ингредиентах стрелы должны были оглушить добычу. Но правильно приготовленный яд может убить крупное животное буквально за 20 минут. Источник.

Дэвид Ливингстон писал:

"отравленные стрелы состоят из двух частей. Железный шип прочно прикреплен к одному концу небольшой палочки из дерева, десять дюймов или фут длиной, с другой стороны она вставлена в полость тростника. Древесина непосредственно под железным шипом смазывается ядом. Когда стрела выстреливается в животных, тростниковая часть либо падает на землю сразу, или очень скоро зацепившись за кусты; но железный шип и отравленная верхняя часть стрелки остаются в теле".

Ливингстон отмечал, что строфант использовался бушменами для охоты, для боевых действий использовался яд, получаемый из гусениц (см. прошлый пост).

Как работает.

Семена растений рода Strophanthus содержат сердечные гликозиды, которые обозначают начальными буквами видовых названий растения: строфантин-К, строфантин-Н и строфантин-G. Действие строфантина аналогично действию уабаина (см. прошлый пост). Строфантин-К блокирует транспортную Na+/К+-АТФ-азу, в итоге содержание ионов натрия в кардиомиоцитах возрастает, что приводит к открыванию кальциевых-каналов и вхождению ионов кальция в кардиомиоциты. Таким образом, строфантин влияет на сердечную мышцу и окончания блуждающего нерва сердца. Вначале вещество усиливает сердечные сокращения, замедляет ритм, повышает давление крови. (Книга Высокоэффективные лекарственные растения. Большая энциклопедия, Мазнев Н.И.)

Все сердечные гликозиды, и строфант не исключение, могут способствовать мышечной слабости, головной боли, психическим расстройствам, выраженным в повышенной возбудимости и галлюцинациях, нарушению цветового восприятия и зрения.

LD50 строфантина-К оценивается в 1,1 мг/кг при внутрибрюшном введении мышам (LD50 цианида калия - 6 мг/кг).

Вывод.

Комбе - яд, который поразит Вас прямо в сердце. Яды из растений рода Strophanthus, такие как комбе (Strophanthus kombe), уабаин (Strophanthus gratus) и онайе (Strophanthus hispidus) были визитной карточкой племён Черной Африки. Но также как и его "гликозидные собратья" комбе не отличался особой силой, поэтому получает третье место только ради политкорректности.

Структурная формула К-строфантина-β - стероидной части гликозида без aльфа-D-глюкозы. Рисовал сам в ChemDraw. Сравните с формулами других ядов: уабаина, вератридина, антиарина - природа не особо фантазировала.

Упс. У меня кончился лимит на текст, отведенный Пикабу для написания поста. Придётся сделать два самых интересных яда отдельным постом. Кто угадает в комментариях, какие яды оказались на 1 и 2 месте, тот молодец!

Прошлый пост с 7 действительно самыми классными оружейными ядами здесь.

Продолжение поста...

Спасибо, что прочитал до конца, Comrade!

Теперь ты знаешь, чем “угостить” неприятеля, когда родина будет нуждаться в тебе!

Что было, то и будет; и что делалось, то и будет делаться, и нет ничего нового под солнцем.
Бывает нечто, о чем говорят: "смотри, вот это новое"; но это было уже в веках, бывших прежде нас.
Еккл. 1:9-10

Для начала я хотел бы поблагодарить модераторов за то, что они не отправляют меня в вечный бан сразу после прочтения названия поста. Я стараюсь держать планку и не уступать в сенсационности и мракобесности заголовков самым нашим лучшим газетам и телеканалам. На самом деле многие сенсации и невероятные факты даже не нужно выдумывать, они годами могут лежать под рукой незамеченными широкими массами населения. Вот о парочке таких удивительных фактов я сегодня и расскажу.

Люди считают нанотехнологии чем-то невероятно передовым, недоступным для простых смертных, признаком недостижимых знаний, гранью отделяющей наступившее будущее от дремучего прошлого.

Принято считать, что такое явление как нанотехнологии появились в конце XX века с появлением современной исследовательской техники. Само слово «нанотехнология» впервые было введено в оборот в 1974 году Норио Танигучи, который определил его как 

"технология производства, обеспечивающая сверхвысокую точность и сверхтонкие размеры, то есть точность и размеры порядка 1 нм (нанометра) или 10^−9 м. Название «нанотехнология» происходит от термина нанометр."

Другие отнесут появление концепции нанотехнологий к провиденческому выступлению нобелевского лауреата по физике Ричарда Фейнмана, который произнес в 1959 году:

“Насколько я понимаю, принципы физики не говорят против возможности манипулирования вещами атом за атомом".

Фейнман также заявил, что в будущем мы сможем написать все тома «Британской энциклопедии» на головке булавки.

Более продвинутые поклонники науки, знают, что первым примером синтеза наночастиц считаются опыты Майкла Фарадея, проведенные еще в 1857 году, в которых были синтезированы коллоидные наночастицы золота.

В одном из прошлых постов я уже показывал, что такое представление о нанотехнологиях как исключительно передовой, современной и сложной сфере науки и техники сильно мифологизировано. На самом деле люди вполне себе применяли нанотехнологии, ну, примерно с... палеолита. В данном посте вашему вниманию будут представлены 5 древних нанотехнологий от железного века и античности до средних веков.

1. Армированная керамика с Корсики

Кувшины с одной ручкой из некрополя Алалия/Алерия, V-IV века до нашей эры (фото: музей Алерия). Источник.

Время создания: V век до н.э. – I век н.э. (или 1940-е гг.)

Место создания: Корсика

Тип частиц: асбестовые волокна диаметром от 20 нанометров.

Функции наночастиц: армирование композитной керамики.

Исторический контекст

Контролируемое усиление керамической матрицы натуральными асбестовыми нановолокнами практиковалось еще тысячи лет назад. Итальянские ученые утверждают, самый старый настоящий нанокомпозит был «разработан» на Корсике во времена железного века с использованием натуральных асбестовых волокон из северо-восточной части острова. Наличие асбеста фактически предполагает определенный детерминизм, связанный с доступностью сырья. Найденные артефакты встречаются только в асбестовых районах северо-востока острова. Хронологически, изготовление этого типа керамики характерно для конца раннего железного века и становится доминирующим к концу III века до нашей эры, вплоть до периода Августа, когда этот тип керамики, сочетающийся с гребенчатым декором, исчезает.

Интерес к этой древней технологии также давний. Первое научное исследование керамических композитов, армированных длинными волокнами, было предпринято в 1838-1839 годах А. Бронгньяром известным керамистом, стеклодувом и специалистом по химии твердого тела, который основал Французский национальный музей керамики в Севре.

Несмотря на распространенное мнение, армированные композиты с длинными укрепляющими матрицу волокнами не являются современным изобретением, но применялись с древнейших времен. Асбестокерамика была широко распространена также на территории Финляндии и Карелии с V тыс. до н.э. по III век н.э., когда распространение оленеводства привело к переходу местных аборигенов к полукочевому образу жизни.

Армированная асбестом керамика все еще производилась на Корсике в 1940-х годах.

Изображение асбеста (от греческого ἄσβεστος, — неразрушимый) вида сhrysotile (Mg3Si2O5(OH)4) сделанное с помощью просвечивающего электронного микроскопа. Взято с сайта JEOL.

Технология создания.

Корсиканцы использовали смесь 3 к 1 земли (красная, черная или белая глина в зависимости от деревни) и асбеста. Волокна асбеста расщеплялись (но не разрывались) галькой, смешивались руками или ногами с сырой глиняной пастой, а затем смесь обжигалась при низкой температуре (~ 600-700°C) в деревенской печи. Эта технология применялась, чтобы сделать легкую, жесткую и пористую (герметичность достигалась в результате сгорания жира, меда и остатков молока) посуду для приготовления или хранения пищи. Чаще всего черная, эта посуда идеально подходила для бытового применения, и вполне успешно противостояла тепловым и механическим воздействиям.

Древние гончары быстро поняли, что недостаточно смешать лучшие волокна с лучшим матричным материалом. Такое сочетание не обязательно давало лучший композит, потому что правильное включение и расположение армирующей субстанции в матрице является ключевым параметром, который иногда требует компромисса в выборе подходящих компонентов.

Источники.

The fascinating world of nanoparticle research, Materials Today, 2013.

The ideal ceramic-fibre/oxide-matrix composite: How to reconcile antagonist physical and chemical requirements? Annales de Chimie Science des Matériaux, 2005.

The Use of Metal Nanoparticles to Produce Yellow, Red and Iridescent Colour, from Bronze Age to Present Times in Lustre Pottery and Glass: Solid State Chemistry, Spectroscopy and Nanostructure. Journal of Nano Research, 2009.

Techological approach of ceramic production at the end of the iron age at I Palazzi (North-Eastern Corsica). The Old Potter’s Almanack, 2015.

2. Египетский рецепт для окрашивания волос

Реконструкция облика египетской женщины Меритамун (возлюбленная бога Амона), возраст 2000 лет. Университет Мельбурна.

Время создания: I век

Место создания: Египет

Тип частиц: наночастицы PbS диаметром 5 нм.

Функция наночастиц: окрашивание волос.

Исторический контекст.

Окрашивание волос с использованием соединений свинца практиковалось в Египте еще 4000 лет назад. Древние египтяне серьезно относились к уходу за волосами, а профессия парикмахера была достаточно уважаемой. Считалось, что древнеегипетский парикмахер должен уметь избавлять от вшей, чистить и ароматизировать волосы, скрывать признаки старения, окрашивая седые волосы, лечить от облысения и заставить выпасть волосы у врага. Египтяне использовали натуральные красители, которые могут проникать в глубь 6–14 слоев кутикулы волоса. Натуральные растительные красители не дают постоянного оттенка, хотя при частом применении можно добиться достаточно стойкого цвета. Основной цвет, который египтяне хотели бы достичь, был черный, имитирующий темно-коричневый цвет их юных волос. Одним из рецептов была мазь из ягод можжевельника и двух неопознанных растений, замешанных в пасту с маслом, а затем нагретых.

Исследовательская группа возглавляемая доктором Филиппом Вальтером, химиком из Национального научного центра в Париже, изучила древний рецепт окрашивания волос относящийся к греко-римскому периоду. Этот исследование было вдохновлено одним из их ранних проектов в сотрудничестве с L'Oreal по изучению древнеегипетской косметики. В рамках проекта анализировали образцы, хранящиеся в Лувре. Они показали, что египтяне использовали "мокрую химию" для синтеза соединений хлорида свинца, которые добавлялись в черный пигмент сульфида свинца (PbS), также известный как галенит, для придания лечебных свойств макияжу глаз и для лечения глазных болезней. Эта практика описана в римских текстах, датируемых I веком нашей эры.

Наблюдение и идентификация с помощью электронной микроскопии (HRTEM) кристаллитов PbS внутри кортекса. (A) Электронная дифрактограмма: расстояние d соответствует элементарной ячейке PbS. (B) Микрофотография высокого разрешения типичного нанокристалла PbS. (C) Продольный разрез волос спустя 3 дня после окрашивания по египетскому рецепту. Источник.

Технология создания.

Авторы решили проверить конкретную египетскую формулу времен античности: на волосы наносится смесь оксида свинца PbO и гашеной извести Ca(OH)2 с небольшим количеством воды для образования пасты. Последовательное нанесение на седые или светлые волосы приводит к появлению черного цвета. Известно, что почернение волос происходит из-за осаждения кристаллов галенита (PbS) во время химической обработки. Источником свинца является окрашивающая паста, которую наносят на стержни волос, а сера, участвующая в реакции, получается из аминокислот кератина волос. Нанокристаллы PbS в среднем имеют размер около 5 нанометров, но слипаются в глобулярные агрегаты размером 200 нм.

Наблюдения продольных разрезов с помощью TEM (просвечивающая электронная микроскопия) показывают, что частицы PbS имеют тенденцию располагаться по линиям вдоль оси волосяного волокна.  Эти линии находятся на расстоянии около 8-10 нм друг от друга, что приблизительно соответствует расстоянию между длинными тонкими кератиновыми волокнами или «микрофибриллами» в коре волоса. Таким образом, оказывается, что организация микрофибрилл индуцирует выравнивание нанокристаллов галенита в волосе.

Данный процесс окрашивания является замечательной иллюстрацией синтетической наноразмерной биоминерализации с использованием формулы, датируемой античностью.

Источники.

Hair in Egypt, Encyclopaedia of the History of Science, Technology, and Medicine in Non-Western Cultures, 2008.

Early Use of PbS Nanotechnology for an Ancient Hair Dyeing Formula, Nano Lett., 2006.

Ancient Hair-Dyeing – A Nanoscience? Репортаж на Phys.org.

3. Кубок Ликурга

Кубок Ликурга в отраженном (слева) и проходящем (справа) свете. Коллекция Британского музея.

Время создания: IV век н.э.

Место создания: Александрия, Римская империя.

Тип частиц: наночастицы золота и серебра диаметром 50-100 нм.

Функции наночастиц: создание оптических эффектов.

Исторический контекст.

Кубок Ликурга это стеклянная римская диатрета с фигурным рисунком, сделанная из дихроичного стекла и датируемая IV веком н. э. Кубок способен кардинально менять свой цвет в зависимости от освещения: в проходящем свете сосуд приобретает глубокий красный оттенок, а в отраженном свете становится непрозрачным зеленым.

Мифологические сцены на чаше изображают смерть Ликурга, царя фракийского племени эдонов от рук Диониса и его последователей. Ликург, человек гневного характера, напал на Диониса и одну из его менад, Амброзию. Амброзия позвала Мать-Землю, которая превратила ее в виноградную лозу. Менада в виде виноградной лозы обернулась вокруг царя. Чаша показывает момент, когда Ликург опутан лозой  метаморфозной нимфы Амброзии, а Дионис со своим тирсом вместе с пантерой, Паном и сатиром мучают его за его злое поведение.

Вероятно артефакт долгое время был частью церковной утвари или захоронен в саркофаге. Первые упоминания о нем относятся к середине XIX века, когда сокровище было приобретено семьей Ротшильдов. В 1958 году лорд Виктор Ротшильд продал его Британскому музею за 20 000 фунтов стерлингов.

Технология создания.

Химический анализ показал, что стекло относится к обычному натриево-известково-кремнеземному типу стекол, аналогичному большинству других римских стекол (и современному оконному и бутылочному стеклу). Стекло также содержало дополнительно около 0,5% марганца, а также примерно 0,3% серебра и 0,04% золота. Определенную роль в коллоидном восстановлении металлов из раствора могла сыграть сурьма (0,3% в стекле), которую римляне добавляли при изготовлении стекла в качестве замутнителя и окислителя для обесцвечивания.

Дихроичный эффект достигается благодаря тому, что по всему материалу стекла рассредоточено небольшое количество наночастиц золота и серебра в форме коллоида. Частицы имеют лишь около 70 нанометров в поперечнике. При таком размере наночастицы приближаются к размеру длин волн видимого света, что порождает эффект поверхностного плазмонного резонанса.

Используемый при производстве процесс остается неизвестным. Скорее всего, сами производители не понимали технологию, и, вероятно, столкнулись с нужным эффектом в результате случайного «загрязнения» мелко измельченной золотой и серебряной пылью.

Источники.

Nanotechnology: from the ancient time to nowadays, Foundations of Chemistry, 2015.

Древнеримский кубок-хамелеон, Статья на сайте Элементы, 2017.

The Lycurgus Cup — A Roman nanotechnology, Gold Bulletin, 2007.

The Rothschild Lycurgus Cup, The Antiquaries Journal, исследование 1959 года.

4. Средневековая люстровая керамика

Редкая люстровая ваза, Кашан, Персия, XIII век.

Время создания: IX-XVI века

Место создания: Ближний Восток, Средиземноморье.

Тип частиц: наночастицы серебра и меди размером 5-10 нм

Функции наночастиц: создание оптических эффектов.

Исторический контекст.

Люстр это одна из важнейших декоративных техник средневековой и ренессансной керамики, представляющая собой металлическое напыление на оловянно-матовую свинцовую глазурь. Такое декорирование приводит к появлению блестящих металлических отражений разных цветов (в основном, красных и золотых), иногда сопровождающихся переливающимися или дихроичными эффектами.

Техника нагрева стекла, покрытого прекурсором на основе серебра, была изобретена коптскими стеклодувами в Египте (и/или сирийскими стеклодувами?) в VI или VII веке. Металлическое декорирование люстром глазурованной керамики появилось в Месопотамии в течение IX века. Техника, позднее использовавшаяся в других странах Ближнего Востока (к X веку), распространилась по всему Средиземноморскому бассейну вместе с распространением исламской культуры (X–XIV века). Максимальное развитие техника люстра достигла в Испании, с XIV по XVI века, с производствами в Paterna и Manises, а затем в Италии, с XV по XVI век, с производствами Deruta и Gubbio.

Считается, что производство персидских люстровых изделий началось примерно в X веке, хотя основное развитие происходило при сельджуках в середине XII века. Материалы персидской глиняной керамики описаны в знаменитом Трактате о керамике Абула Касима (1301 год). Абу-Касим принадлежал к последнему известному поколению семьи Абу-Тахир, которая доминировала в люстровом гончарном производстве города Кашана не менее четырех поколений.

Рецепты создания люстра также описаны итальянцем Cipriano Piccolpasso в второй книге «Li tre libri dell'arte del vasajo» (Три книги о гончарном искусстве, 1557 год). Сравнение двух книг показывает, что ближневосточный и европейский люстр создавались аналогичными методами.

Микрофотографии полученные методом TEM (просвечивающая электронная микроскопия) для перпендикулярных срезов поверхности глазури: а) месопотамский люстр (Аббасидский халифат, IX век, предоставлен доктором Ph. Sciau), b) Фатимидcкий красный люстр из Фустата (предшественник Каира) с) Копия современного гончара из Франции Eva Hundum, сделанная под золото и d) современный материал, разработанный для микроволновой адсорбции. Источник.

Технология создания.

По существу, нанесение меди/серебра производилось путем помещения смеси оксидов меди, серебра и солей (вероятно, сульфидов и сульфатов), вместе с уксусом, охрой и глиной на поверхность ранее глазурованной керамики. Затем система нагревалась примерно до 600◦C в восстановительной атмосфере, создаваемой путем введения коптящихся веществ в печь.  В этих условиях ионы металлов диффундировали в первый слой глазури и восстанавливались до металла.

Недавние работы показали, что люстр представлен гетерогенной нанокомпозитной пленкой металл-стекло толщиной несколько сотен нанометров. Квазисферические наночастицы серебра и меди диспергированы во внешних слоях глазури, что придает всей системе специфические оптические свойства. Аналогичные материалы сегодня синтезируются для возможного применения в оптоэлектронике.

Анализ методом просвечивающей электронной микроскопии (TEM) выявил двойной слой наночастиц серебра с меньшими размерами (5–10 нм) во внешнем слое и более крупными (5–20 нм) во внутреннем слое. Расстояние между двумя слоями является постоянным и составляет около 430 нм, что вызывает интерференционные эффекты. Свет, рассеянный вторым слоем, имеет фазовый сдвиг относительно света, рассеянного первым слоем, и, поскольку фазовый сдвиг зависит от длины волны входящего света, каждая длина волны рассеивается по-разному.

Люстровое декорирование демонстрирует удивительные оптические свойства благодаря наличию отдельных наночастиц диспергированных во внешних слоях глазури. Такие структуры создают красивый эффект радужности при зеркальном отражении с блестящими синими и зелеными цветами.

Источники.

The Use of Metal Nanoparticles to Produce Yellow, Red and Iridescent Colour, from Bronze Age to Present Times in Lustre Pottery and Glass: Solid State Chemistry, Spectroscopy and Nanostructure, Journal of Nano Research, 2009.

XAFS study of copper and silver nanoparticles in glazes of medieval middle-east lustreware (10th–13th century), Applied Physics A, 2006.

Примеры средневековой люстровой керамики на сайте Британского музея.

5. Дамасский меч Assad’ullah Isfahani

Персидский шамшир (сильно изогнутая сабля), XVII век. Клинок, изготовлен, вероятно, самым известным персидским кузнецом Ассадуллой Исфахани (Лев Аллаха из города Исфахан). Шаги в вихревых узорах дамаска обозначают использование “Mohammeds ladder” wootz стали, или «kirk narduban». В картуше в виде слезы на персидском языке: عمل اسد الله اصفهانی «Работа Асада Аллаха Исфахани». В картуше в форме ромба на персидском языке: بنده شاه ولایت عباس «Раб шаха Trusteeship Abbas». Из коллекции Runjeet Singh.

Время создания: 1600-1628 года.

Место создания: Исфахан, Персия.

Тип частиц: углеродные нанотрубки и нанопроволоки цементита диаметров 40-50 нм.

Функции наночастиц: армирование композитной стали.

Исторический контекст.

Средневековые дамасские клинки были необычайно прочными, но при этом достаточно гибкими, чтобы изгибаться от рукояти до кончика. Согласно легенде они были настолько остры, что могли рассечь шелковый шарф, так же легко, как тело противника. Дамасская сталь, вопреки высокому содержанию углерода, придававшему ей твердость, оставалась невероятно пластичной. Способ достижения такого эффекта долго оставался загадкой. Другой характерной особенностью дамаска является необычный узор на поверхности в виде тонких изогнутых линий.

В 2004 Вернер Кохманн и Марианна Рейбольд из Дрезденского технического университета проводили исследование образцов дамасских сабель XVII века с помощью просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (HR TEM). Именно тогда ученые совершили невероятное открытие, обнаружив в структуре исследуемых материалов цементитные (Fe3C) нанопроволоки и углеродные нанотрубки. Уникальной особенностью нанотрубок является сочетание прочности на растяжение и эластичности.

Исследуемая немецкими учеными сабля была предоставлена Бернским историческим музеем в Швейцарии. Эта дамасская сабля была создана в начале XVII века легендарным исфаханским кузнецом Ассадуллой Исфахани (1587- 1628) в Персии. Дамасские лезвия были выкованы из маленьких стальных брикетов, называемых «wootz». Руда, используемая для производства wootz, была добыта в индийских шахтах, истощенных в XVIII веке. Поскольку конкретная комбинация металлических примесей стала недоступной, способность производить дамасские мечи была утрачена.

Прямая однородная слоистая частица с межплоскостным расстоянием 0,349 нм, что характерно для углеродных нанотрубок в этом случае многостенных, найденная в дамасской стали. Источник.

Технология создания.

Не ясно, как древние кузнецы производили обнаруженные наноструктуры. Немецкие исследователи полагают, что ключ к этому процессу лежит в небольших следовых количествах ванадия, хрома, марганца, кобальта и никеля в исходной руде. Чередование горячих и холодных фаз в процессе производства приводило к тому, что примеси никеля и кобальта действовали как катализаторы для образования углеродных нанотрубок, что, в свою очередь, способствовало бы формированию цементитных нанопроводов. Эти структуры формировались вдоль плоскостей, соответствующих распределению примесей. Это объясняет характерные волнистые полосы, придающие дамасским лезвиям необычный вид. Сочетание углеродной нанопроволоки из цементита, отличающейся невероятной твердостью, и углеродных нанотрубок, компенсирующих хрупкость стали, привели к появлению невероятного композитного материала древности.

Источники.

Nanowires in ancient Damascus steel, Journal of Alloys and Compounds, 2004.

Microstructure of a Damascene sabre after annealing, International Journal of Materials Research, 2006

Structure of several historic blades at nanoscale, Crystal Research and Technology, 2009

Discovery of Nanotubes in Ancient Damascus Steel, Physics and Engineering of New Materials, 2009

Carbon nanotechnology in an 17th century Damascus sword, Статья в National Geographic, 2008.

Примеры других работ Assad Ullah (если такой человек вообще существовал, а не является собирательным образом кузнецов Исфахана XVII века.)

Sabre or shamshir by Assad Ullah.

Булатная сабля работы Ассадулы Исфахана, XVII век, Персия.

Бонусы.

6. Фрески дворца майя Cacaxtla

Mural del Templo Rojo, Cacaxtla, сайт с 3D моделями фресок дворца.

Время создания: 650-900 года н.э.

Место создания: Какаштла, Мексика.

Тип частиц: игольчатые и пластинчатые частицы палыгорскита диаметром ок. 50 нм;

металлические наночастицы размером 4.0+-0.6 нм.

Функции наночастиц: обеспечения резистивных свойств по отношению к окружающей среде;

создание оптических эффектов.

Исторический контекст и технология создания в моем прошлом посте Когда появились нанотехнологии и кто их придумал? Вперед в прошлое!

Заключение.

Наночастицы имеют удивительно долгую историю. Расцвет древних нанотехнологий приходится на позднюю Античность и Средние века. Особенно долгие традиции создание предметов с использованием разнообразных наночастиц имеет Египет, что однозначно свидетельствует о создании их цивилизации анунаками с планеты Нибиру.

Создание наночастиц не является ни эксклюзивным результатом современных исследований, ни ограничено искусственными материалами. Встречающиеся в природе наночастицы включают вирусы, органические (белки, полисахариды, и др.) и неорганические (оксигидроксиды железа, алюмосиликаты, металлы и др.) соединения, которые вырабатываются выветриванием, извержениями вулканов, лесными пожарами или микробиологическими процессами. Наночастицы не обязательно производятся современными синтетическими лабораториями, но, очевидно, существуют в природе в течение длительного времени, и, следовательно, их использование может быть прослежено до древних времен.

Спасибо, что дочитали до конца!

Если пост понравится, то попробую сделать продолжение про нанотехнологии в древней китайской керамике, средневековых европейских витражах, средневековой медицине и много других интересностей.