Правші і лівші. Або цікава асиметрія.
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.
КРАСА І… АСИМЕТРІЯ
Прочитавши цей заголовок, деякі читачі, мабуть, мимоволі посміхнуться і подумають про себе: «Між словами цього заголовку такий ж зв’язок, як і між голкою та левом, трояндою та потягом» . Але… почекайте посміхатися. Погляньте на обличчя оточуючих вас людей: одне око трішки більше примружене, інше менше, одна брова вигнута більше, інша – менше; одне вухо вище, інше нижче, носи і лінії рота помітно зрушені набік, причому ліва ніздря, як правило, вужче правої і більш чутлива до запахів. До сказаного додамо, що людина більше користується правим оком, ніж лівим. Поспостерігайте, наприклад, за людьми, які стріляють з рушниці або луку, дивляться в мікроскоп або щілину паркану.
Якщо штучно знищити цю асиметрію людського обличчя, наприклад, відфотошопити фотознімки цілого обличчя з двох тільки правих або тільки лівих половинок, то вийде не схоже на природне, нове обличчя, яке не впізнає навіть його володар, якщо змусити його відшукувати свій фотознімок серед чужих. Причому, як правило, це нове обличчя менш красиве, ніж природне. Тому художники й письменники вже давно в несиметрії, як це не парадоксально, бачать мало не головну причину краси людського обличчя.
Всім, звичайно, відомо, що серед людей існують правші і їх дзеркальні зображення – лівші, а також те, що правші зустрічаються приблизно раз на двадцять частіше, ніж лівші. Але мало, мабуть, кому відомо, що якщо стосовно своїх рук ми переважно правші, то відносно півкуль мозку лівші.
Виявляється, що у правшів ліва півкуля мозку функціонально більш розвинена через наявність там центру мовлення; а у лівшів (природжених), навпаки, більше розвинена в силу тих же причин права півкуля. До сказаного можна додати, що права половина тіла людини керується лівою півкулею, а ліва – правою.
І наша права нога зазвичай розвинена краще лівої. Згадайте, якою ногою частіше вам доводилося бити по футбольному м’ячу, гальмувати велосипед, відштовхуватися при стрибку. Але права нога володіє і зрадницькими по відношенню до свого «господаря» властивостями. Через більш широку ходу правої ноги в порівнянні з лівою буває, що ми іноді кружляємо на одному місці в лісі або степу.
Як бачимо, в будові тіла людини, її звичках ясно виражена тенденція до порушення, розладу симетрії і до різкого виділення одного з напрямків – правого або лівого. Це – не випадковість. Аналогічні явища можна відзначити також і у рослин, тварин і мікроорганізмів.
Асиметрію рослин кожен відзначав і сам. Звичайні в’юнки, наприклад, в’ються тільки вправо. Лівшів серед них зовсім немає. З іншого боку, хміль і всі бобові воліють витися вліво. Асиметрія у рослин може проявлятися й інакше. Автором цієї статті систематично досліджені з цієї точки зору листя, квіти і плоди рослин.
Листя рослин можна образно назвати їх руками: їх праві і ліві половинки здебільшого виявляються неоднаковими. Причому рослини в основному лівші. Так, у звичайної мальви лівого листя, в якого ліва половина більша, приблизно в п’ять разів більше, ніж правих, у липи – на одну чверть, у малини – на три чверті, у квасолі – в два рази. У звичайної сосни лівих голок, закручених вліво, приблизно на половину більше, ніж правих.
Ліві, найчастіші листя у квасолі, наприклад, володіють в той же час і великою вагою, об’ємом, площею; вони менше хворіють. За іншими показниками, скажімо, накопиченню міченого фосфору або змістом амінокислот, перевага, навпаки, на стороні правого, а не лівого листя.
Правизна або лівизна квітів яскраво проявляється, наприклад, при накладанні пелюсток, подібно пластинкам віяла, один на одного – за або проти годинникової стрілки. У звичайних флоксів, за нашими даними, квіти тільки праві, у фуксії у величезній більшості випадків ліві, у китайської троянди більше правих, у мальви незначна перевага лівих квітів.
Прикладом асиметрії плодів можуть служити правоспіральні стручки люцерни. Асиметрія у тварин краще всього вивчена на прикладі молюсків. Ще наприкінці XVIII століття Бернарді де Сен П’єр – вчений і письменник, який мабуть, першим встановив асиметрію в живій природі, писав, що всі моря наповнені одностулковими молюсками незліченної безлічі видів, у яких всі завитки спрямовані зліва направо, подібно до руху Землі, якщо поставити їх отворами на північ і гострими кінцями до Землі. «Лише мале число видів становить виняток. Їх форми повернені справа наліво», – повідомляв він.
У мікроорганізмів асиметрія проявляється у спірально правому або лівому розташуванні на їх тілі війок. Причому воно у більшості інфузорій (наприклад, у туфельки), таке, що вони енергійно пересуваються в крапельці води, вбуравліючись в її масу переважно лівим штопором. Інфузорії, що пересуваються в товщі води по правому штопору, зустрічаються рідко.
Ми привели лише нікчемну кількість фактів, відомих науці. Але вже з наведених прикладів ясно, що відзначене нами вище порушення симетрії для тіла людини і виділення одного з напрямків – лівого або правого – не якийсь одиничний, що стоїть особняком факт, а, навпаки, одна з типових для живої природи закономірностей.
Ми маємо право запитати, якою є та причина, яка закручує тіла інфузорій, стебла рослин і раковини молюсків, виділяючи при цьому один з напрямків – правий або лівий?
ЗАГАДКА ПРОТОПЛАЗМИ
У пошуках відповіді нам доведеться зробити невеликий екскурс в глиб організму і розглянути його «фундамент» – протоплазму і в ній молекули білків, амінокислот, вуглеводів та інших сполук.
Вивчаючи просторову будову молекул білків, виділених з найрізноманітніших за рівнем свого розвитку організмів – мікробів, рослин, тварин, людини, вчені з подивом повинні були констатувати, що білки всіх цих організмів ліві, тобто атоми і групи атомів, утворюють в них щось на кшталт лівої спіралі. «Правоспіральних» білків в природі досі не знайдено. Правда, цілком можливо, що вони можуть виникати в ракових клітинах, обумовлюючи тим самим їх особливу природу.
Надзвичайно складні молекули білків побудовані з сотень і навіть тисяч у багато разів більш простих молекул амінокислот. Амінокислоти також зустрічаються в природі переважно у вигляді лівих за своєю просторовою конфігурацією хімічних сполук. Головним чином у лівій формі в самих різних організмах зустрічаються також молекули азоту і фосфоровмісних жирів, більшості алкалоїдів. Праві їх форми в організмах зустрічаються багато рідше або зовсім не зустрічаються.
Зате вуглеводи зустрічаються головним чином у формі правих, а не лівих сполук. Звичайний цукор, наприклад, який отримують з цукрового буряка або цукрової тростини, має праву форму. Здатність живої протоплазми будувати себе асиметрично була відкрита незалежно один від одного в 1848 році двома французькими вченими – Анатолем Бешаном і Луї Пастером.
Після цього логічно було припустити, що аналогічно як зовнішня форма витікає з крана струменя води обумовлена головним чином безперервним внутрішнім переміщенням її молекул, зовнішня морфологічна асиметрія живих організмів зумовлена внутрішньою молекулярною. Така відповідь на поставлене вище питання.
Проведені з цієї точки зору досліди вельми цікаві. Так, німецькому зоологу В. Людвігу вдалося правозавиті колонії одного виду бактерій під впливом правої винної кислоти перетворити на ліві. І навпаки, лівозавіті колонії під впливом лівої винної кислоти – у праві. Але як виникла сама асиметрія протоплазми, притаманна всім без винятку живим організмам?
Про це вже читайте в продовженні нашої статті, завтра.
Автор: Ю. Урманцев.