Текст книги "Фантастика 1984"

Автор книги: Владимир Щербаков

Соавторы: Михаил Грешнов,Юрий Медведев,Юрий Моисеев,Эрнест Маринин,Людмила Овсянникова,Игорь Мартьянов
сообщить о нарушении

Текущая страница: 24 (всего у книги 28 страниц)

Право, даже обидно, что чемпионский титул принадлежит веществу, в природе почти не встречающемуся. Неужели искусственный чемпион непобедим? Тогда почему вода на поверхности земли замерзает при 0°? А пока одними из наиболее активных природных ядер можно назвать сажевые частицы, во множестве находящиеся в околоземном слое атмосферы.

Мы не случайно столько внимания уделили крохотным ядрам. В нашей истории они должны сыграть главную роль.

ДИРИЖЕР НЕБЕСНОГО ОРКЕСТРА

Зимой синоптики обычно предсказывают осадки в виде снега, и, как правило, их предсказания сбываются. Летом сложнее. Летом может быть все, что угодно, кроме снега, конечно.

И тогда можно ошибиться. Почему из совершенно одинаковых мельчайших капелек тумана образуется то снежная крупа, то дождь, то град?

С тех пор как на смену аграрной магии пришла -наука, человек пытался понять природу осадков. Исследовали характер тучи, измеряли скорость ее движения, запускали в нее десант и даже, как герой повести Даниила Гранина “Иду на грозу”, пытались на самолетах проникнуть в самое ее сердце. История науки вписала немало драматических страниц в книгу познания природных процессов, но не так-то просто было понять тучу.

Обычное облако питается восходящим потоком, наполненным микроскопическими частичками песка, почвы, минералов, пыли и т. д. Эти частицы не обладают уникальными достоинствами йодистого серебра легко образовывать ледяные кристаллы, и если их количество к тому же невелико, облако промчится над вашей головой, не обронив ни одной капли. Такие облака – спутники хорошей погоды и, по определению синоптиков, являют собой наглядный прлмер переменной облачности.

А теперь горизонт затянуло сплошными тучами. Они зловеще тянутся к полям, накрывая их гнетущим холодом. Поднимается сильный ветер. Мы уже знаем, что это включился гигантский пылесос. Восходящим потоком в тучу затягивает несметное количество аэрозольных частиц. Если среди них много льдообразующих ядер, то, переступив свой холодовый барьер, они немедленно примутся за работу, образовывая кристаллы льда. Влаги вокруг много, кристаллы растут быстро, тяжелеют и падают на землю, тая в теплых слоях воздуха. Так из тучи идет дождь. Но если в облаке мало льдообразующих ядер, это может оказаться весьма серьезной опасностью. Те немногие ядра, которым удалось добраться до облака, соберут на себя всю влагу и вырастут до огромных размеров, иногда с голубиное яйцо. Так рождается разрушительный град.

Поведением туч управляют льдообразующие ядра. На многие тысячи и даже миллионы частиц приходится лишь одно активное ядро. Сначала оно носится по полям и дорогам, влекомое всеми воздушными потоками, а потом попадает в трубу гигантского пылесоса, и начинается его восхождение. Стоит ему попасть в облако, как оно немедленно и точно так же, как мы это видели в лаборатории, соединяется с только что возникшим ледяным зародышем.

В облаках средней полосы нашей страны обычно бывает много влаги. Ее больше, чем может вместить атмосфера. Избыток влаги создает туман, облака и тучи. В небольшой туче, размером всего в один километр, запрятаны сотни и тысячи тонн избыточной влаги. Она так и будет носиться в воздухе.

Влажность более ста процентов не редкость: трудно дышать, воздух пахнет грозой, а ее все нет. Влага как бы заперта на замок. Чтобы “отворить” тучу, нужны льдообразующие ядра.

Но их мало, вернее, мало активных – тогда жди беды. Опустошающий град в любую минуту может обрушиться на землю.

Человек не хочет ждать. Он может сам отвести беду: в его руках мощное противоядие, точнее, противоградие – ядра йодистого серебра. Стоит им попасть в перенасыщенную влагой атмосферу, как они быстро, соревнуясь друг с другом, поделят между собой всю влагу на небольшие ледяные кристаллы. Града не будет. Будет дождь, который очень нужен будущему урожаю. А пушки, вы помните, – зенитные орудия в начале нашего рассказа, – это лишь транспорт для ядер, лифт, который доставит их на небо.

Так льдообразующие ядра помогают человеку в борьбе с градом. Но это не единственная их профессия.

СИЛЬНЕЕ ОГНЯ И ТУМАНА

Люди давно заметили, что во время страшных лесных пожаров, когда дым поднимается до самого неба и закрывает горизонт, а столетние сосны и кедры выбрасывают под облака трескучие искры и пепел, откуда ни возьмись появляются огромные дождевые тучи и опрокидывают тонны воды на гррящий лес. Природа встает на защиту своих богатств. И этим, на первый взгляд необъяснимым явлениям, о которых в старину слагали легенды, ученые смогли найти разгадку. Здесь тоже не обошлось без льдообразующих ядер.

Когда горит лес, в воздух устремляется несметное количество сажевых частиц – мельчайших кусочков не сгоревшей до конца древесины. Горячий восходящий поток подхватывает их, а что происходит дальше, вы уже знаете сами.

На знаменитом полотне Карла Брюллова “Последний день Помпеи” задний план картины затянут зловещей тучей. Она пытается накрыть гибнущий город. Сверкают молнии. Кругом огонь и пепел. Неровная цветовая гамма хорошо передает состояние общей тревоги, усиливающейся приближением грозы.

Туча, которая, по замыслу художника, должна обострить ощущение опасности, верный спутник не только лесных пожаров, но и извержения вулканов. Вырывающиеся из-под земли струи горячего газа выносят на поверхность огромное количество вулканического пепла и микроскопических кусочков минералов.

Они станут ядрами тех дождевых капель, которые упадут на Помпею, когда город будет уже мертв.

Теперь вернемся в наше время. Как говорится, ложка дорога к обеду; чтобы помочь природе, самолеты пожарной авиации по сигналу тревоги вылетают в зону лесного пожара. Оснащенный специальными приспособлениями самолет в несколько мгновений засеет атмосферное пространство над пожаром льдообразующими ядрами. Теперь не долго ждать дождя, который быстро сделает свое дело.

Мельчайшие, не видимые глазом частицы лучше справятся с пожаром, чем пожарная часть вместе со своей многочисленной и блестящей техникой. Один самолет с небольшим грузом на борту может потушить пожар на площади в десятки и сотни квадратных километров.

Иногда облака опускаются на землю, и тогда земля окутывается туманом. Если ты рано утром идешь на речку ловить рыбу, туман – признак хорошего клева, но если надо посадить самолет на взлетную полосу, скрытую от глаз туманом…

Рассеяние туманов над взлетно-посадочными полосами – еще одна профессия льдообразующих ядер. Над полосой медленно пролетает вертолет, распыляя ядра. Через несколько минут вся влага осядет на бетонную полосу. Пилот, ведущий самолет на посадку, сообщает диспетчеру: “Иду на посадку. Видимость отличная”.

КАК НАПОИТЬ ОЗЕРО

Воздействие человека на природу не остается без последствий. Чем больше мы отвоевываем у нее, тем искуснее прячет она от нас свои богатства. Человек – царь природы! Это знает каждый ребенок, но мы бываем по-царски расточительны, что совсем не украшает нашу человеческую породу. Потом нам приходится проводить воду в пустыни, созданные нашими собственными руками.

Кто бы еще в середине нашего столетия мог подумать, что ученым придется решать задачу возвращения воды в озеро Севан – жемчужину высокогорного Кавказа? Севан мелеет катастрофически быстро. Жаль красоту, воспетую поэтами, но не только это тревожит ученых. Столица Армении, почти миллионный город Ереван может остаться без воды. Если не остановить процесс, то и прекрасный климат, которым славится горная Армения, может испортиться.

Как снова наполнить Севан водой? Если перекрыть вытекающую из Севана реку Раздан, уровень воды в озере восстановится. Но сможет ли ждать город? Раздан – основной источник, питающий его. Ученые подумали и довольно решительно объявили, что льдообразующие ядра могут помочь Севану. Прогноз утешителен. Окажутся ли ученые правы, покажет недалекое теперь будущее. А сейчас по скалистым берегам озера расположились небольшие генераторы льдообразующих ядер, засевающие пространство над Севаном зародышами дождя.

Но бывает так, что атмосферный пылесос не действует, тогда и льдообразующие ядра бессильны. Представьте себе полный штиль на суше: даже травинка на шелохнется, а под ногами лежат обычной пылью драгоценные ядра, не способные начать свое восхождение. Чтобы помочь им, на возвышенности, расположенной неподалеку от обезвоженной местности, устанавливают прибор – метеотрон. Изо всех сил гонит он мощную струю горячего воздуха в неподвижное небо, делая ему искусственное дыхание. И вот зашевелились, задышали сонные массы воздуха, подул легкий ветерок. Откуда ни возьмись появились белоснежные шапки облаков. Теперь “поле” готово для засева.

Это дорогое удовольствие. Чтобы расшевелить небеса, одновременно работает более десятка мощных турбореактивных двигателей. Представляете, какая нужна энергия, чтобы околоземный пласт воздуха поднять на высоту в несколько километров? Вместе с теплым воздухом в верхние слои атмосферы доставляются и ядра, делающие погоду.

МУДРОСТЬ ТЫСЯЧЕЛЕТИЙ

Издалека площадка с метеотронами напоминает гигантский костер. А если приглядеться поближе – точно так же горячий воздух устремляется в небо, прихватив с собой сажевые частицы, мелкие пылинки трав, цветов, земли. Точно так же в верхних слоях атмосферы их ждет зародыш ледяного кристалла, чтобы… Нам думается, что дальше можно не рассказывать. Кажется, теперь мы можем смело заявить, что предок метеотрона – гигантский ритуальный костер.

Интересно, подозревали ли древние люди о том, что они в самом деле управляют погодой? Чаще всего небеса их слушались, подчиняясь строгим физическим законам, а не пляскам и заклинаниям. Результат ритуала заставлял их еще больше верить в божественную природу огня. Вероятно, постепенно забывалось изначальное знание о том, что большой костер – это большой дождь.

А может быть, никакого знания и не было. Может быть, человек совершенно безотчетно пользовался подарком цивилизации еще более древней, чем земная, по своему невежеству и не подозревая о теореме урожая: огонь+облако=дождь. Был ли наш предок великим физиком или пришельцы из космоса научили его фокусам, сейчас мы вряд ли сумеем ответить. Это второй этап разгадки, который мы оставим фантастам и историкам. Наша гипотеза основана на физической сути природных явлений. Но то, что “богу – богово, а кесарю – кесарево” ложный научный принцип – это мы, кажется, доказали. Путь к истине часто проходит по границе самых разных наук.

Многим суевериям и ритуалам современная наука смогла найти рациональное объяснение. Наша история в ее физическом преломлении не только фантастов может натолкнуть на мысль о том, что идея управления осадками подсказана нашим предкам разумом, превосходящим их на несколько цивилизаций. Оттого они, возможно, и не подозревали об истинной сути обряда, сохраненного многими поколениями людей до наших дней. Как видите, наш способ управления атмосферными процессами не так уж и нов.

Кто знает, какие еще неведомые тайны скрыты за отжившими, как мы привыкли считать, обрядами и поверьями. Журнал “Вокруг света” рассказал однажды интересную историю.

Огромную глыбу камня, изображавшую бога огня Тлалока, перевезли с гор, где она простояла, в столицу Мексики. Местные индейцы долго сопротивлялись переселению своего божества, но в конце концов смирились. В тот день, когда монолит весом 167 тонн устанавливали в столице, разразилась невиданная гроза. Многие увидели в этом божественное провидение.

Что это – случайное совпадение или тоже физическая закономерность, скрытая от глаз современников? Может быть, эта глыба, по преданию “обслуживающая” целую провинцию, действительно обладала свойством привлекать дожди?

Большинство их суеверий может оказаться замаскированными научными истинами. Кто и зачем рядил законы природы в волшебные одежды магии – нетрудно догадаться: когда фокус известен всем, фокусник рискует остаться без работы. Затем было мрачное средневековье, похоронившее многие научные открытия под черной сутаной. После него человечеству пришлось заново открывать законы и истины, хорошо известные еще в Древнем Риме, но преданные анафеме Римом средневековым.

ПОГОДА ПО ЗАКАЗУ

Насколько мы опередили своих предков в осуществлении дерзкого замысла – управление погодой? И опередили ли?

Мы только подбираемся к решению этой проблемы, постепенно нащупывая пути, удовлетворяющие “заказчика” и не нарушающие экологического равновесия. Мы уже умеем бороться с градом, тушить лесные пожары, рассеивать туманы, но перераспределение осадков в масштабах больших аграрных территорий остается пока мечтой.

А если древние умели то, что пока недоступно нам? Почему они зажигали свои костры-гиганты в одно и то же время сразу на большой территории? В Европе “взошло” уже не одно поколение неверующих, а обряд со всеми аксессуарами сохранился, несмотря на его трудоемкость, повышенную пожарную опасность и полную бесполезность в глазах современников.

Может быть, кострища, пламенеющие одновременно на больших пространствах, – это и есть ключ к управлению погодой?

Мы знаем, что погода зависит от перемещения воздушных масс. Как обидно бывает слышать в разгар уборочной страды неумолимый голос диктора: “Циклон, зародившийся в Северной Атлантике, принес с собой похолодание и обильные дожди на большую часть европейской территории Советского Союза”.

Не только дождь, но и ясная солнечная погода, ураганные ветры, затяжные туманы, длительная засуха – все это гримасы своенравных циклонов и антициклонов. Укротить буйный нрав свирепых атмосферных вихрей, сделать их покладистыми и поставить на службу человеку – вот задача, волнующая сейчас многих ученых во многих странах мира.

А если попробовать объединить наши знания и многовековой опыт предков? От праздников огня мы можем взять их масштабность и одновременность и попытаемся сразу на большой территории засеять облака ядрами. И сделать это тогда, когда урожаю нужна влага. Тогда у нас появятся основания ждать хорошего урожая. Это так, но если бы еще не было этих неуправляемых циклонов и антициклоне! Если бы могли ими распоряжаться так же свободно, как и дождем.

Можем ли мы это сделать уже сегодня? Теоретически – да.

Для этого достаточно перекрыть фронт атмосферного вихря заслоном из современных костров – метеотронов. Они пропустят только те вихри, в которых в этот момент нуждаются поля, изнывающие от зноя и жажды. Пока это “бумажное” решение проблемы управления погодой, гипотеза, которой, мы считаем, принадлежит будущее. Для управления циклонами понадобится намного больше льдообразующего реагента, чем для борьбы с градом или тушения лесных пожаров. Атмосферный вихрь иногда простирается на многие сотни километров, захватывая моря, океаны и целые материки. Чтобы укротить циклон размером тысяча на тысячу километров, понадобится не менее сотни тонн йодистого серебра. Будем надеяться, что очень скоро на смену йодистому серебру придут достойные, но, не в пример ему, дешевые заменители, а количество аэрозоля, выстреливаемого в атмосферу, удастся свести до минимума.

Остаётся открытым вечный вопрос науки: насколько допустимо вмешательство человека в природные процессы? Не повлияет ли на биосферу огромное количество аэрозольных веществ, распыленных в воздухе? А вдруг “необращенные” ядра проскочат слой, в котором они должны были превратиться в ледяные кристаллы, и, вырвавшись в верхние слои атмосферы, нарушат ее сложившуюся структуру, продырявят ее и оставят нас беззащитными перед солнечной радиацией? И не получится ли, что, напоив, например, засушливые районы Поволжья, мы иссушим одну из важнейших житниц страны – Кубань?

Блестящие перспективы – это прежде всего гигантская ответственность перед наукой, природой, человеком, самой жизнью на земле. Любая научная гипотеза должна сопровождаться самым точным расчетом, а любая стратегия воздействия на природные процессы должна иметь несколько альтернативных сценариев и хорошо проверена экспериментом.

Ученые считают, что управление циклонами станет возможным уже в нашем столетии, и тогда безоблачное небо и яркое солнце будут добрыми помощниками в уборочную страду, а обильные дожди в разгар лета будут поливать поля по нашему заказу.

ВИКТОР ЯГОДИНСКИЙ ЧАСЫ ВНУТРИ НАС

Отечественные ученые внесли большой вклад в хронобиологию. Академик А. Н. Бах и профессор Д. А. Сабинин стояли у колыбели исследований внутриклеточных ритмов. Академик И. П. Павлов открыл условные реакции на время и показал их роль в формировании биологического ритма.

Вот результаты последних опытов советского хронобиолога М. М. Атаева. Моллюск получает через каждые пять минут удары слабым электротоком. На некоторое время он скрывается в раковине, но затем продолжает движение. Прекратим воздействие тока. Однако ровно через пять минут улитка снова скрывается в своей раковине. Как от электроудара! Это не условный рефлекс. Нет! В простейшем организме, видимо, существует система отсчета времени, своеобразные часы, пригодные для ориентации и изменения поведения в зависимости от внешних раздражителей.

Или другой, более сложный опыт. Воздействуем тем же электрополем на мозг кошки. На энцефалограмме обнаружится своеобразная картина. Животное поспешит уйти из сферы действия электротока, для чего ему нужно нажать на педаль, открывавшую дверцу. Ровно тридцать секунд – ни секундой менее или более, иначе дверь не откроется. Животное быстро ориентируется в задании и выбирает необходимый интервал времени. Дверь открывается!

Это показывает, что ритмы самого различного масштаба и разной сложности могут формироваться повседневно под влиянием внешних раздражителей.

Действительно, свойство ритма у животных может быть приобретено в результате обучения, которое начинается с момента рождения: новорожденный как бы “запечатлевает” те или иные временные последовательности и далее оперирует ими всю жизнь. Это подобно тому, как только что вылупившиеся в инкубаторе утята или гусята начинают считать своей матерью кормившего их человека, не обращая внимания на присутствующих здесь же взрослых своих сородичей. Может быть, и некоторые биоритмы “запускаются” еще с первых суток жизни, когда ребенок постепенно закрепляет ритмы питания, сна, физической активности.

Но внутренние часы не смогли бы достигнуть большой точности и универсальности у разных особей только в результате обучения. Предполагается, что внутренний биохронометр “вмонтирован” в клетки живого организма задолго до его ррждения, он запрограммирован природой. По мнению советского физиолога Н. А. Аладжаловой, источник колебаний – регуляторные процессы как на макромолекулярном и клеточном уровнях, так и на уровне ансамблей клеток и далее – на уровне взаимодействия живых систем.

Согласно этой концепции в образовании биоритмов непосредственное участие принимают клеточные мембраны, периодически меняющие потоки ионов в клетку. Изменения ионного градиента переводят мембрану из пассивного со4стояния в активное. Периодические колебания концентрации ионов вызывают скачкообразные изменения состояния мембраны.

Мембранная г.ипотеза биологических часов, по данным мировой литературы, обобщенной советским биоритмологом С. А. Чепурновым, наиболее обоснована и тесно связана с генезом физиологических ритмов, с биохимическими процессами, обеспечивающими ионный транспорт.

Исследователь приводит очень интересные в этом отношении данные. У большинства низших, позвоночных эпифиз остается связанным с мозгом в процессе эмбриогенеза и содержит клетки, сходные с фоторецепторами, то есть чувствительными к свету образованиями. Клетки эпифиза амфибий реагируют на изменение внешней освещенности. Но оказывается, что такая фоторецепция присуща и птицам. Например, если ослепить попугаев, то их циркадный ритм уже не будет совпадать с периодами освещенности и затемнения. Однако после выщипывания перьев на голове, то есть увеличения светового потока, поступающего через кожу головы и череп к тканям мозга, ритм сразу же восстанавливался. Введение туши под кожу головы птицам приводило к исчезновению синхронности циркадного ритма. Таким образом, доказано прямое действие света на эпифиз. Следовательно, эпифиз трансформирует световую ритмику и подчиняет ей весь организм благодаря своей эндокринной функции.

У млекопитающих в процессе эмбриогенеза эпифиз теряет анатомическую связь с мозгом (за исключением стебля), и его фоторецептирующие свойства исчезают. Сигналы об освещенности организма эпифиз высших позвоночных животных получает от сетчатки глаза. Эта железа выделяет физиологически активные вещества – мелатонин, серотонин, норадреналин; их накопление в эпифизе и выделение зависят от освещенности.

Именно днем или при освещении происходит освобождение серотонина из депо. На суточные колебания серотонина в эпифизе оказывают влияние также стрессовые воздействия, но наибольшая роль в регуляции его уровня все же принадлежит световому периодизму.

Таким образом, центральные звенья временной структуры позвоночных – нервная и эндрокринная системы. Они основа биологических часов организма в целом. Благодаря нейроэндокринным воздействиям осуществляется модификация и интеграция клеточных ритмов и тем самым обеспечивается их взаимодействие, целостное функционирование организма, его адаптация к изменяющимся условиям внешней среды. Суточный ритм является основной временной единицей' работы живою организма. Ритмикой определенных гормональных изменений можно объяснить также околомесячные – лунные и сезонные циклы.

При этом временные и пространственные стороны жизни настолько взаимосвязаны, что разделить их в биоритмологии не удается, и мы только условно говорим о временной динамике, подразумевая, что развитие процесса одновременно совершается и в пространстве. Как периодические волны моря оставляют на зыбком песке свой четкий след, так и на раковинах моллюска навсегда запечатляются резкие полосы – следствие его жизненных циклов.

Годичные кольца встречаются на деревьях, рогах животных, скелетах карбонатных водорослей и даже на чешуе рыб.

А на некоторых ископаемых объектах обнаруживаются не только годовые, но даже и суточные циклы. Так, на морщинистом. известковом покрове – эпитеке кораллов можно найти и просчитать своеобразные гребни или “струйки”, число которых точно соответствует числу дней в году. Это позволило с величайшей точностью установить, что в кембрийском периоде год содержал не 365, как сейчас, а более 400 дней, в девонском он был равен 396, в каменноугольном и пермском 393-385, в юрском – 377 дней. Рассчитано, что длительность суток в девонскую эпоху была около 21 часа, а затем из-за замедления движения Земли (в основном лунным влиянием) достигла сегодняшней продолжительности в 24 часа.

Как видим, за природными сдвигами зорко следят живые организмы, сообразуя с ними свою ритмику – как многолетнюю, так и суточную. Очевидно, это и привело в процессе эволюции к выработке соответствующей цикличности биологических процессов.

Но каковы же глубинные механизмы образования ритмов биосферы? Оказалось, что у животных, растений и одноклеточных организмов существует весьма совершенный способ измерения времени, основанный на циклическом течении жизненных процессов. Причем в основе измерения времени лежат не одиночные импульсные “подсказки” со стороны внешних факторов (хотя и это влияет на ход биологических часов), а цепные процессы. Центральным звеном в этих процессах является упорядоченность химических реакций. Предполагается, что солнечный свет – смена дня и ночи – способствовал эволюции биоритмов за счет фотосинтетических, фотохимических' процессов. Такую же роль могли играть и морские приливы-отливы.

Вероятно, возникновение жизни было бы невозможно без формирования в простейших биологических системах колебательных химических и других процессов с их упорядоченностью времени. Биоритмы разной периодичности способствуют регуляции функций организма. Их наличие создает возможности приспособления к множеству циклических изменений во внешней среде, то есть позволяет организму легче адаптироваться к среде. Химический механизм может быть наиболее вероятной основой организации чувства времени, то есть речь идет не о физическом, как мы привыкли считать, глядя на маятник часов, а о химическом метрономе.

Какие же конкретные химические процессы обеспечивают ход наших внутренних часов?

За тысячелетия цивилизации человечество изобрело множе;, ство счетчиков времени. Сегодня в службе времени предпочтение отдается атомным часам, которые отстает не более чем на одну секунду за три тысячи лет. Это время продиктовано молекулами и атомами. То есть ритм движения времени в природе связан с самой основой существования материи – атомом. А нет ли чего подобного и в основе биологических часов?

Оказывается, еще в IX веке существовали хронометры, которые состояли из двух спирально перевитых кусков каната, пропитанных пчелиным воском и свечным салом. Эти куски горели с постоянной скоростью, так что на сжигание определенной их части уходило практически одно и то же время. Соответствующая разметка позволяла довольно точно различить отрезки времени в 20 минут.

Чарлз Эре из Аргонской ляборатории при Комиссии по атомной энергии США сопоставил в 1967 году эти часы с моделью ДНК, имеющей подобную же двойную спираль. Как известно, структура нуклеиновых кислот – носителей наследственных признаков – была открыта Д. Уотсоном и Ф. Криком в 1952-1953 годах, за что они совместно с М. Уилкинсом были удостоены Нобелевской премии по медицине в 1962 году.

Давайте вспомним кратко строение нуклеиновых кислот.

ДНК представляет собой две закрученные в виде спирали нити, построенные из множества нуклеотидов. Прообразом ДНК может служить винтовая лестница, где “перилами” будут элементы ортофосфорной кислоты и углеводов, а соединения из органических оснований служат “ступеньками”. РНК построена более просто – в виде одинарно закрученной полинуклеотидной спирали, которая, однако, способна “вкрапливать” небольшие участки двойной спирали – как бы отдельные пролеты лестницы.

Отличительной особенностью ДНК является способность к самовоспроизведению и сохранению генетической информации.

Процесс репродукции сводится к разрушению водородных связей между основаниями двух закрученных нитей, в результате чего освобождается энергия для присоединения других подобных оснований. В-этом процессе немаловажную роль играет физико-химическое состояние среды, равновесие ионной структуры клетки. Атомная решетка нуклеиновых кислот способна выбирать и ориентировать в пространстве находящиеся вокруг нее “заготовки”. В результате при разделе нитей ДНК на две части каждая из них формирует новый цельный экземпляр, абсолютно идентичный исходной ДНК.

Но не будем вникать дальше в этот интимный акт зачатия новых ДНК. Отметим лишь свойства, с помощью которых потомство получает необходимую наследственную информацию.

Вот эта статья написана с использованием тридцати двух букв русского алфавита и нескольких знаков препинания.

Но тот же смысл можно изложить и азбукой Морзе, построенной всего из сочетаний двух знаков – точки и тире. Внешне текст будет выглядеть несколько однообразнее, но сохранит все оттенки авторской мысли и даже недостатки его стиля. Зато какая экономия шрифта! А если еще слова заменить символами, подобно тому, как мы сокращаем длинное слово “дезоксирибонуклеиновая кислота” на краткое “ДНК”, то тогда вся эта книга уместилась бы на нескольких страницах. И наконец, очень трудно даже самыми подробными и точными выражениями описать внешний вид ДНК, а вот если приложить схему или маленькую фотокопию, то можно мгновенно представить ее характерные черты. И все это только с помощью одного символаобраза.

Вся информация о миллиардах частиц будущего вируса или клеток человека записана сочетанием всего лишь четырех знаков, вернее, на основе чередования двух пар нуклеотидов: адениц – тимин (А-Т) и цитозин – гуанин (ЦТ). ДНК – это язык живой материи, а сочетания А/Т – Ц/Г – две буквы азбуки.

По шаблону ДНК строится пространственное распределение и подбор определенных аминокислот. Связь между ДНК и белка-ми можно представить переводом книги на другой язык – с кода пуриновых и пиримидиновых оснований на субстрат аминокислот.

Теперь проследим ход рассуждений Ч. Эре. Спираль ДНК – большая молекула, имеющая, например, в ядре клетки человека до метра в длину, но она столь микроскопически тонка и так плотно упакована в хромосоме, что занимает совсем немного места даже в миниатюрной клетке. Если же вообразить ДНК той самой спиралевидной свечой IX века, а ее нити равными по диаметру корабельным канатам, то длина такой свечи-ДНК составила бы около восьми километров. Но есть одно важное преимущество ДНК перед свечой-часами. Если свеча сгорает и требует замены, то живая свечка ДНК продолжает копировать самое себя в течение всей жизни клеток.

Давайте подумаем, а не выполняет ли ДНК функцию счетчика времени на самом глубинном уровне иерархии живых систем? Может быть, клетки “используют” каким-то образом периодическое строение ДНК для отсчета времени? Если да, то каким образом?

В самом деле, периодичность расположения аминокислот в молекуле ДНК вполне может выполнить роль “разметки” или “стрелок” биологических, вернее молекулярных часов.

Но эта догадка породила столько вопросов, что на первых порах их было даже трудно пересчитать. Ну хотя бы такой вопрос: какую роль в отсчете времени может играть информационная РНК, синтезируемая в ядре и переходящая в цитоплазму, где она связывается с РНК рибосом и работает как матрица для синтеза белков, ферментов и т. п. И следующий, вытекающий отсюда вопрос: существует ли связь между синтезом белков из аминокислот и течением времени? Может быть, любой биохимический и даже биофизический процесс в организме, имея свои единицы развития, служит для отсчета времени? Разве не может быть датчиком микровремени клеточная мембрана, пределы проницаемости которой строго лимитированы? Но вернемся к ДНК.

В истории биоритмологии, как и любой другой науки, огромное значение имеют объект и метод исследования. В данном случае также необходимо было найти подходящий биологический объект и метод, которые бы были оптимальны при решении возникших вопросов. В качестве объекта была выбрана парамеция – известная всем нам с первых уроков биологии простейшая туфелька. У нее существуют свои ритмы, в частности конъюгация происходит в дневное время с циркадным периодом. Биочасы парамеции легко сдвигаются при воздействии света. Но главное, часы туфельки сильно меняют свой ход под действием ультрафиолета. Предполагалось, что ультрафиолет повреждает спираль ДНК, но клетка может исправить положение, если после подействовать обычным белым светом. Это соответствовало другим опытам, в частности, применению антибиотика актиномицина-Д, подавляющего синтез ДНК в клетке и останавливающего часы водорослей.