Незвичайні магніти

Ми вже розповідали в перших статтях нашого журналу про дивовижний електронний приладі – ЕПРспектрометр, завдяки якому вчені проникають всередину живої клітини. Цей своєрідний радіолокатор дозволив припустити, що молекули білка, наприклад, мають властивості напівпровідника, так як під час хімічної реакції в них з’являються вільні – неспарені електрони. Не так давно в тій же лабораторії Інституту хімічної фізики, стали досліджувати цим методом нуклеїнову кислоту. Несподівано на екрані спалахнув яскравий сигнал. Неспарені електрони? Але звідки вони тут взялися?

Це ніяк не вкладалося в сучасні уявлення про структуру нуклеїнових кислот, в молекулах якої не повинно бути неспарених електронів. Ні, до речі сказати, в загальноприйняте вчення про магнетизм. Адже електрони – це магнітні частинки. А магнетизм вважався можливим лише в кристалічних речовинах, що містять метали з неспареними електронами. Науковці взялися уважно, крок за кроком перевіряти свої досліди.

Склали штучні суміші з нуклеїнових кислот і білка – магнітні властивості виявлялися і тут. Відокремлювали нуклеїнові кислоти – сигнал зникав. Вводили знову – з’являвся. Спробували нуклеїнову кислоту прокип’ятити – знову зник і вже більше не відновлювався. Так все більше і більше переконувалися, що магнітні властивості не просто притаманні нуклеїновій кислоті, а й залежать від її внутрішньої структури. Порушується вона, і електрони в цих молекулах перестають бути одинаками, знову з’єднуються попарно.

І все-таки настільки важко було з цим погодитися, що дослідники, які працювали з клітинним радіолокатором, зробили ще одну контрольну перевірку. Може бути, насправді і немає ніякої хмари електронів. Адже приймають ж іноді океанологи, які обмацують товщу води ультразвуковим локатором, скопище мікроскопічних рачків за зграю риб? Звернемося до фахівців – магнетохіміків, – вирішили вони і понесли нуклеїнову кислоту в іншу лабораторію.

Там на їх прохання виміряли магнетизм нуклеїнових кислот спеціальними магнітними вагами. І отримана цифра дуже близько збіглася з тим числом, яке показав клітинний радіолокатор. Хмара магнітних електронів, мабуть, все-таки існувала.

Нарешті, взяли не чисту нуклеїнову кислоту, а шматочки тканин організму, де вона міститься у великих кількостях – кістковий мозок, молоді зростаючі клітини, шматочки кори головного мозку, частини мозочка, і обстежили їх. Вони теж виявилися магнітними.

Чим же це викликається? Цього пояснити вчені ще не можуть. Зате абсолютно ясно, що хмари таких відібраних у окремих атомів і перетворених на колективну власність всієї молекули магнітних частинок повинні надати цим молекулам зовсім нові властивості.

До сих пір вважалося, наприклад, що на наш організм, як і взагалі на тварин, магнітне поле не робить ніякої дії. Адже спеціальних органів для уловлювання магнетизму у нас немає, а сама жива речовина в силу своїх немагнітних властивостей має бути невідчутною до такого роду впливів.

Спостереження, здавалося, підтверджували це. Наша Земля – величезний магніт. А ми і не відчуваємо того, що живемо всередині магнітного поля. Правда, іноді все-таки виникала підозра, що живі організми якимось чином можуть відчувати вплив земного магнетизму. Як, наприклад, знаходять дорогу під час перельотів птахи або риби, що добираються з морів до гирл далеких річок?

Існувала підозра, нічим, втім, не підтверджена, що вони орієнтуються по розташуванню магнітних силових ліній. Спробували якось прив’язати до голубів магніт, щоб перевірити, чи зміниться від цього їх здатність орієнтуватися. Результати, начебто, вийшли позитивні. Але виробити у тих же голубів рефлекс на включення магніту не вдавалося.

Біологи Московського університету вирішили провести більш складні досліди з рибами і птахами, яким приписується ця підвищена чутливість до магнетизму. Для цього акваріум з карасями або клітку з голубами поміщали всередину електромагніта. На цей раз вирішили визначити, чи не має магніт побічної дії на утворення інших рефлексів.

По дзвінку або включеній лампочці карась смикав намистинку, а голуб клював спеціальний важіль, за що їм тут же давали їжу. Коли перед тим, як запалити світло або натиснути дзвінок, включали електромагніт і тримали його включеним, поки не гасло світло або переставав дзвеніти дзвоник і карасі, і голуби набагато довше «роздумували», перш ніж зробити те, що від них вимагалося. Дія магніту як би загальмувала вироблений умовний рефлекс на світло або дзвінок.

Вийшло, що магнітне поле якимось чином впливає на нервову систему. Дослідники, які ставили цей досвід, спробували навіть визначити, на яку саме частину конкретно. Вони повторили той же експеримент, по черзі видаляючи у тварин передній мозок, проміжний, мозочок. Так вдалося з’ясувати, що вплив магнітного поля на рефлекси переставав проявлятися після видалення проміжного мозку. В інших випадках все залишалося без змін. Значить, чутливою до дії магнетизму у риб виявилася саме ця частина головного мозку.

Тепер, коли виявилася дивовижна магнітна сприйнятливість живої речовини, можуть знайти пояснення і багато розрізнених спостережень, які проводилися безпосередньо на людині, але в силу незвичайності якось не знайшли свого місця в наукових теоріях.

Багато років тому вчені проробили, наприклад, таке. Вони піднесли магніт до потилиці людини – туди, де поміщається зорова область кори. Людину, над якою вироблялося випробування, за допомогою гіпнозу змусили уявити собі певні зорові образи. Мова, таким чином, йшла не про «фотографічне» зображення видимих предметів на світлочутливому шарі очного дна, а про зорові відчуття, що виникають вже безпосередньо в головному мозку, в тому його відділі, куди передається повідомлення про видиме від очей.

Коли загіпнотизована людина уявила собі якісь фігури, до її голови піднесли магніт. І тут сталася дивна річ: зорові образи, які виникли у корі її мозку, незалежно від нього і без жодних «вказівок» гіпнотизера зрушили, спотворилися, як якщо б їх притягнуло до магніту.

Тоді цей феномен так і залишився загадкою. Але зараз… Ви пам’ятаєте, що вчені, які виявили магнітні властивості нуклеїнових кислот, досліджували, в тому числі і шматочки кори головного мозку, в клітинах яких ця речовина міститься у великих кількостях. Може бути, «притягнутими» і виявилися магнітики, укладені всередині клітин мозку?

Нервові клітини, досягнувши зрілості, більше не ростуть і не розмножуються. Але нуклеїнові кислоти беруть участь у поділі й інших, постійно оновлених клітин організму, і тих, що дають початок цілому новому організму. Та й у побудові основних молекул нашого тіла – білків вони грають не останню роль. Чому б не припустити, що саме магнітні властивості надають нуклеїновим кислотам ті специфічні здібності, якими вони володіють і як «матриці», штампують необхідні організму білки, і як передавачі зашифрованих повідомлень у спадок?

Деякі дослідження в цьому напрямку вже зроблені. Нещодавно з’ясувалося, що нуклеїнову кислоту в ядрах клітин вдається замінити великими молекулами, синтезованими штучно. Подібність полягає тільки в тому, що як справжні, так і штучні молекули були електрично заряджені і зовні схожі одна на одну. Тим не менш, клітина «не помітила» підміни. Дізнавшись про це, співробітники Інституту хімічної фізики поставили новий експеримент. Вони взяли речовину, яка послужила американським вченим замінником нуклеїнової кислоти, і направили на неї промінь свого радіолокатора. І на екрані виникла крива, дуже схожа на ту, яку давала справжня нуклеїнова кислота. Так підтвердилося, що замінник був схожий на нуклеїнову кислоту не тільки своєю формою і тим, що його молекула володіла електричним зарядом, а й магнітними властивостями.