Клітини і енергія. Частина перша.
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Велика справа – точка зору. Інший раз вона потрібніше точки опори. Адже досліджувати – значить бачити те, що бачили всі і думати так, як не думав ніхто. Тут свіжий погляд на речі, мабуть, дорожче найдосконалішої апаратури. У всякому разі, світ не раз вже був перевернутий без архімедового важеля – силою людського розуму. І перевернутий – чи не дивно? – здавався нам куди розумніше звичного.
Переворотами останнім часом особливо славиться біологія. Тут часто що ні крок – прорив у невідоме. Видно, динамізм, стрімкий біг життя захопив нині і саму науку про життя. Ще вчора повна загадок і домислів, вона проникла в молекулярну гущу клітини і, розкривши її живу механіку, наповнила давнє слово «життя» новим, відчутним змістом.
Зруйнувавши клітину, біохімік дістався, нарешті, до її найтонших деталей, дав мікроскопісту перший начерк цієї живої машини. Так, саме машини: грудочка плоті, таємниче що світится в окулярі мікроскопа, виявилася відмінно сконструйованим автоматом. Розбитий вщент, розщеплений до молекул, він немов ожив, вперше постав перед думкою дослідника не грудою уламків, а цілою системою на рідкість злагоджених механізмів.
Тут все в русі, в невпинному, ні на секунду не завмираючої праці. Чи дробиться клітина надвоє, чи заготовлює про запас добротний білок, чи мандрує по всьому організму в пошуках собі подібних, щоб в співдружності з ними побудувати міцну тканину – завжди і скрізь її молекулярні механізми працюють чітко, ритмічно, з повним навантаженням і, головне, в неймовірно складних умовах.
Адже клітина, як будь-яка машина, потребує постійного притоку енергії, її надтонкі деталі і з місця не зрушать без належних калорій. А де добути їх?
Інженер чинить просто – спалює вугілля, бензин, користується силою води, вітру, нарешті, розщепленого атома. Клітина таких джерел не знає, та й були б у неї, скажімо, свій бензин або антрацит, спалити їх вона все одно не змогла б: згоріла б разом з пальним. Ось і доводиться їй добувати їжу в жорстких, раз назавжди заданих умовах: при звичайній температурі і низькому тиску. До того ж клітинне нутро водянисте, в такій вогкості, здається, іскри не висічені… Але клітина і в цій студенистій рідині примудряється добувати калорії.
Немов факір, спалює вона свій сніданок у воді. І засвоює більше половини вивільненої енергії. А це вже чудо технічне: кращий двигун внутрішнього згоряння не може використовувати за призначенням і половини спаленого палива. Так що жива клітина і тут поки утримує рекорд: це, дійсно, найдосконаліша машина в світі. І все-таки у неї є один дуже великий недолік: вона не вміє сама синтезувати пальне, живе на готовому, просто кажучи, паразитує на великій працьовитості – зеленому листі.
Це він, вловивши на льоту сонячний промінь, запасає, як би консервує енергію, щоб потім забезпечити нею все, що живе на землі. Крихке, ніжне створіння, а якась могутня влада дана йому від народження!
Без енергії згине розум, згасне на півдорозі нервовий імпульс, сама думка не народиться в людському мозку. Так будь-яка клітина, весь її білковий завод, кожен рух цілком залежать від швидкої, безперебійної доставки палива до робочих механізмів. Словом, життя – це сонячний промінь, дивом перетворений в живу, теплу плоть. І хоч шлях його довгий, лежить через тисячі злигоднів і метаморфоз, енергія справно доходить до найдрібніших деталей клітини, до всіх її молекулярних конвеєрів. І запускає їх на повну потужність.
Далі буде.
Автор: А. Шварц.