Ассиметрия и наука

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Идеалист Джепп убежденно писал в 1898 году, что асимметрия организмов существовала вечно и поддерживается пресловутой «живой силой» и вне живого не может существовать. Это утверждение Джеппа целиком ложно. Ведь жизнь возникла лишь на определенном этапе развития природы и, следовательно, лишь на определенном этапе должна была возникнуть и ее асимметрия. Кроме того, сейчас экспериментально установлено, что и в мире элементарных частиц, то есть в неживой природе, также существует асимметрия. Так, в нашем мире встречаются почти только правые нейтрино, то есть такие, которые, образно говоря, перемещаются в пространство, описывая только правую спираль. Левые же, как предполагают, должны встречаться в антимире. Как же впервые образовались асимметричные молекулы?

Еще в 1904 году А. Биком было доказано, что обыкновенный солнечный свет, отражаясь от поверхности морей и океанов, приобретает незаметную для глаз преимущественно правую (или левую) «закрученность» — асимметрию. Пользуясь таким светом уже в условиях лаборатории, ученым удалось искусственно синтезировать в правой или левой форме целый ряд органических веществ, например винную кислоту, бромпроизводные пропилена, бутадиена и др.

Естественно было отсюда заключить, что то, что возможно в лаборатории, возможно и в природных условиях: «закрученный» свет, особенно ультрафиолетовый, действуя на безжизненной Земле в течение многих лет, мог привести к возникновению асимметрии протоплазмы.

Раз возникнув, асимметрия протоплазмы должна была наследственно закрепиться и достигнуть высокого совершенства по той же причине, по какой возникли и закрепились толстый слой жира у тюленей, плавники у рыб и иголки у ежей, то есть благодаря естественному отбору, описанному в свое время Дарвином. Подобно иголкам для ежей, асимметричная протоплазма дает весьма ощутимые преимущества своему «хозяину». Оказалось, что в такой протоплазме обмен веществ, согласно расчетам, должен протекать по крайней мере раза в четыре интенсивнее, чем в той, где число левых химических соединений равно числу правых. Стало быть, организм, обладающий асимметричной протоплазмой, будет лучше приспособляться к окружающей среде и активнее противодействовать ее неблагоприятным воздействиям. Именно в этом биологический смысл возникновения асимметрии протоплазмы.

Естественный отбор, отдав предпочтение левым аминокислотам, левым белкам, левым липоидам, левым альдегидам и так далее, тем самым обусловил различие физиологических, биохимических и биофизических свойств правых и левых разновидностей.

ГАЙКА, ВИНТ И АНТИБИОТИКИ

Понять это нам помогут обыкновенные гайки и винтики. В гайки с левой резьбой нельзя ввинтить, не срывая резьбу, правые винты. Подобно этому редко или совсем не встречающиеся в природе (но синтезируемые в лаборатории) правые формы аминокислот, левые углеводы и так далее не дают во многих случаях тех физиологических эффектов, которые вызываются соответственно их противоположными формами.

Возьмем, к примеру, обыкновенный пенициллин. Как известно, этот антибиотик широко применяется в медицине. В чем причина столь пагубного воздействия его на микробов и столь целебного — на человека? Главным образом в правизне пенициллина. Оказалось, что в состав пенициллина входит никогда до него не обнаруженная в природе аминокислота правой конфигурации. Причем, если в состав синтетического пенициллина ввести обычную аминокислоту, то такой пенициллин совершенно не будет подавлять роста бактерий. Точно так же обстоит дело и с грамицидином — антибиотиком, действующим на других бактерий.

Одна из причин лечебного действия другого широко известного антибиотика — стрептомицина, применяемого при лечении туберкулеза, коклюша, пневмонии, — в его левизне. Химическим разложением молекулы стрептомицина доказано, что в его состав входит тоже необычная для живой природы левая глюкоза.

Мы рассмотрели только три важнейших антибиотика. Но закономерности, установленные для них, характерны и для других антибиотиков аналогичной природы. Большинство антибиотиков получают из различных микроорганизмов: пенициллин, например, вырабатывают некоторые виды зеленой плесени, грамицидин С — почвенные бактерии. Сейчас научились синтезировать антибиотики искусственно. Но при этом приходится применять специальные меры, чтобы получить нужное вещество именно в левой, а не в правой форме, и наоборот.

Проблемы, связанные с биологической асимметрией, на этом не исчерпываются. Сейчас ученые нащупывают зависимость от нее природы рака, механизма старения и омоложения, формы и геометрического строения организмов (изучение живой природы с этой точки зрения привело академика В. И. Вернадского к выводу о существовании особой, «биологической», геометрии). Она же привела автора этой статьи к выводу о развитии пространства и времени, о возможности существования новых еще не известных науке явлений. Теории, гипотезы, предположения. Правильны ли они? Время покажет.

Автор: Ю. Урманцев.