5 марта 2017 г.

Глава 30. Очередная гипотеза о тайне Л. Пастера.

Глава 30. Очередная гипотеза о тайне Л. Пастера

Как мир меняется!
И как я сам меняюсь!
Н. Заболоцкий.
Я читаю одну и ту же книгу, статью несколько раз, с промежутком в несколько месяцев и начинаю понимать значительно больше, чем понимал ранее. Это же относится и к привычным понятиям. Меня очень интересует вопрос нарушения зеркальной симметрии, возникновения жизни.
Могут сказать - ведь этим вопросом занимались крупные ученые и все же картина осталась достаточно туманной. Куда уж тебе, технологу, лезть? А все же охота попробовать! Я много на эту тему думал и начал писать этот параграф, даже не назвав его. В процессе написания я читал, думал, записывал и поэтому он не образует законченного сюжета, а скорее представляет наброски, впечатления и в конце идею, гипотезу, которую я хочу найти.
ИКР в технике - это идеальный конечный результат. Пусть техническая система сама дополнительно выполняет некую функцию без ухудшения выполнения других функций. Что же кроется под этим термином? Я должен придумать нечто - либо конструктивно, либо энергетически, чтобы это действие вынуждено выполнялось.
С этой точки зрения эффект Тваймана на пластине из стекла, кремния и т.д. осуществляется идеально - пластинки сами изгибаются, деформируются, если у них разная обработка поверхностей, большой диаметр и малая толщина:
L » 2pRDs / d,
где L - прогиб, d - толщина, Ds = s1 ± s2
Выше уже говорилось, что L прямо пропорционально Ds. Я уже писал, что мембраны клетки, имеющую малую толщину и разные заряды по обе стороны мембраны, должны подчиняться постулату о диссимметрии. Т.о. все мембраны в клетке следует рассматривать как идеальные с точки зрения их колебания. Они сами вынуждены колебаться - сжиматься и растягиваться.
Приведем пример из [118].
"Во всех изученных плазматических мембранах две половины бислоя поразительно различаются по липидному составу. Например, в мембране эритроцитов человека большинство липидных молекул оканчивается холином (CH3)3N+CH2CH2OH, т.е. фосфатидилхолин и сфингомиелин, располагаются во внешней половине бислоя, а основная часть фосфолипидов, несущих на конце аминогруппу (фосфатидилэтаноламин и фосфатидилсерин) - во внутренней. «Хвосты» жирных кислот, входящих в состав фосфатидилхолина и сфингомиелина более насыщены, чем те, которые находятся в составе фосфатидилэтаноламина и фосфатидилсерина. В связи с этим асимметрия в распределении полярных «голов» сопровождается асимметрией распределения углеводородных «хвостов».
Это может привести к тому, что текучесть внутреннего монослоя будет несколько больше, чем внешнего. Известно также, что отрицательно заряженный фосфатидилсерин локализован во внутренней половине бислоя, следовательно, две стороны бислоя существенно различаются и по заряду. Большинство мембран эукариотических клеток, включая плазматическую мембрану, синтезируются в эндоплазматическом ретикулуме. Это значит, что асимметрия в распределении фосфолипидов является следствием работы транслокаторов фосфолипидов из одного монослоя в другой.
Несмотря на то, что функциональный смысл асимметричного распределения липидов во многом непонятен, показано, что существуют мембранносвязанные ферменты, использующие этот «феномен»". Я считаю, что этот «феномен» приводит к деформации мембраны - за счет разности или суммы сил поверхностного натяжения с обеих ее сторон. Отметим, что асимметрия зарядов Na+ и K+ также должна приводить к деформации мембраны. А это, в свою очередь, может влиять на ее проницаемость.
Если посмотреть «Молекулярную биологию клетки» [118], то мы почти на каждой странице встречаемся с описанием процессов, где авторы говорят о том, что клетка саманачинает делиться, РНК сама вырезает из себя некоторые фрагменты, а затем остатки сшивает.
Что же Природа придумала такое, что так ловко все живые организмы используют ИКР? Конечно, есть много конструкторских и других удивительных решений, например, вход и выход молекул через мембрану ядра клетки, но, очевидно, есть еще что-то, что заставляет атомы, ионы собираться в молекулы с левой и правой плоскостью вращения поляризации. Более того, правые все - сахара и ДНК, а левые - аминокислоты. Это «что-то» вынуждает молекулы белков принимать форму различной конформации, вынуждает ДНК (она всегда несет отрицательный заряд) закручиваться в спираль и хранить многочисленную информацию и не только хранить, но и передавать РНК, а РНК - формировать белки. А что происходит в клетках , в цитоплазме, в ядре и т.д.? Это тысячи реакций, которые протекают с высокой точностью, как утверждают, с точностью немецкого железнодорожного ведомства, в котором поезда двигаются - отходят и приходят - с точностью до секунды. Чтобы удовлетворить любопытство об устройстве клетки, можно было бы порекомендовать читателю прочесть 3 тома «Молекулярной биологии клетки». Но и этого мало - существует громадный архив накопленной информации, который ежесекундно пополняется публикациями сотен журналов в различных странах мира в области строения и функционирования живого. Я написал "мало" для чего? Для того, чтобы получить ответ: что заставляет живое быть живым? Где кнопка жизни? Как произошло первое деление клетки и т.д. и т.п.? Ни в коем случае не претендуя на полноту изложения или даже правдивость утверждения, что только так можно ответить на поставленные вопросы, я рискну сделать попытку представить свой взгляд и подход к этой проблеме как к отдельным небольшим проблемам.
Как-то так сложилось, что мне пришлось заниматься некоторыми вопросами, которые, как мне представляется, могут быть привлечены для объяснения возникновения живого. Это - эффект Тваймана, эффект Рассела, омагниченная вода, перенапряжение водорода на катоде, решение научных задач (в части выдвижения гипотез с использованием и углублением понятий из теории решения изобретательских задач - ТРИЗ Г.С. Альтшуллера). Это ИКР - идеальное конечное решение, противоположный эксперимент, законы развития ТС, ресурсы в системе и надсистемах, противоречие и принципы эквивалентности и компенсации.
Фактически все эти вопросы изложены выше, а сейчас я изложу их под другим углом зрения.
Из эффекта Тваймана я вывел диссимметрию (асимметрию) и принял следующий постулат: там где есть диссимметрия - процесс может пойти самопроизвольно. Это диффузия, осмос, ток, напряжение и т.д. Очевидно, если диссимметрия изменяется непрерывно, то и самопроизвольный процесс также меняется. Пример из биологии приведен выше. Этот эффект мог способствовать возникновению живого.
Еще раз хочу подчеркнуть, как я понимаю диссимметрию, асимметрию, хиральность. Это, по-моему, неравенство во всех своих выражениях. Это неравенство масс ядра протона и электрона; это неравенство сил поверхностного натяжения на разных сторонах пластинки кремния (стекла); это неравенство давлений, температур и т.д. Поэтому дальше я буду прибегать к термину «неравенство».
Из эффекта Рассела следует, что атомарный водород при соединении с другим H, образует возбужденную молекулу H2*, которая при отдаче энергии другому - третьему атому, например ртути, сама переходит в H2, а энергия возбуждает атом ртути. Эта энергия возбуждения атома ртути затем излучается в виде электромагнитного излучения, превращая ион ртути в нейтральный. Энергия образования H2 из H2* составляет порядка 4эв. Аналогично ведут себя атомы кислорода и азота. В живом организме все три элемента - H, O, N - присутствуют в достаточном количестве, в частности, в виде ионов H+, O+, N+. При образовании H+ из H затрачивается энергия, а при образовании H из H+ выделяется, причем она не такая маленькая - ее величина порядка 13 эв. Этот процесс можно представить формулой:
Hn.+ + e       H + h
Мне представляется, что эта энергия, выделяющаяся при образовании H, O и N должна использоваться в живом организме. Отметим, что при фотосинтезе, растения выделяют молекулярный водород. А на что же тратится энергия образования H2 из H2*?
Исследуя омагниченную воду с помощью семи «нот», мы пришли к выводу о том, что в магнитном поле вода насыщается атомарным кислородом за счет явления кавитации, которое должно разрушать молекулы воды. Это разрушение зависит от предела прочности воды, а прочность зависит от концентрации в воде газов и изменяется на много порядков. Если живое состоит из 70-80% воды, то, по-видимому, можно предположить, что отдельные участки тела имеют различную прочность из-за разной прочности воды и между этими участками могут протекать самопроизвольные процессы диффузии ионов, атомов, молекул.
Не могут ли возникать двойные электрические слои между жидкостями с разными e, с разными концентрациями H+ и OH-? Так, ДНК имеет отрицательный заряд, а цитоплазма, в которой она находится? А гистон, на котором располагается ДНК? Нет ли в живом органических полупроводников?
Какие выводы можно было бы сделать из главы 26 («Перенапряжение водорода на катоде»)?
а) Самый важный - чистая поверхность металлов в воде и на воздухе самоокисляется. Этот процесс зависит от энергии Гиббса.
б) Построенные зависимости приведены на рис.46. Они прекрасны, т.к. все они отрицательны, и процесс идет без затраты энергии.
в) Изменение DG0 для окислов соответствует элементам в таблице Д.И. Менделеева с определенной тенденцией: два пика и провал.
г) Если все процессы, протекающие в живых организмах, окислительно-восстановительные, с участием ферментов и т.п., то нельзя ли по аналогии с табл.3 (к рис. 46) построить таблицу для всех сахаров, нуклеотидов и т.д. и график их зависимость от G0? Очевидно, речь идет о тех участках молекул, которые непосредственно принимают участие в реакциях. Тогда, возможно, удалось бы увидеть, какие процессы, кроме тех, которые уже известны, протекают самопроизвольно, идеально. А по ним, возможно, удастся проследить, каким образом самообразовались первичные нуклеотиды. Мне представляется, что можно было бы составить таблицу типа периодической таблицы Д.И. Менделеева, взяв за основу массу молекул и энергию G0.
Все ли реакции протекают только в контакте между поверхностями молекул? Нет ли явлений, протекающих подобно окислению металлов, т.е. связанных с работой выхода электронов из молекул, образованием термопар, источников тока и напряжений? Как ведет себя ДНК в сжатом и спиральном виде?
Если рассмотреть ДНК и гистон с позиций ЗПЧС (считая их рабочими органами полной системы, как показано на рис. 58), то можно ли указать, что является и где находятся остальные элементы схемы? Возможно, все они содержатся в самих ДНК и гистоне. В любом случае обязан выполняться закон энергетической и информационной проводимости, но энергия может передаваться не только объемом, как по трубам, но и по поверхности молекул.
Рис. 58. Вепольная схема ДНК, совмещённая со схемами ЗПЧС.
(ДНК1 и ДНК2 - нити ДНК, гистон – основание, на котором расположено ДНК; П1, П2, П3 – некие поля, возникающие от взаимодействия ДНК1 и ДНК2; ДНК1 - гистон; ДНК2 - гистон).
Во многих работах, начиная от Л. Пастера, обсуждается вопрос, о том, как произошло разделение рацемической смеси молекул на L и D. Однако можно предположить, что такого разделения не было, а была иная картина. Мы привыкли рассматривать все эти процессы последовательно, но вполне возможно, что они шли параллельно последовательно.
Грубо можно представить такую аналогию, подсмотренную на рисунке, нанесенном на стекло.
Показан кустик земляники, на котором есть листики, цветочки, ягодки и бутончики - то есть весь цикл образования ягодки приведен в развернутом виде.
Можно привести и более сложную аналогию - представить себе, что из песка на берегу моря изготавливают кремний, на котором после изготовления слитка последовательно и параллельно изготавливают интегральную схему.
Если в начале есть пластинка и ее окисляют, то в то же время идут операции фотолитографии, травления, диффузии, наконец, одновременно идет сборка кристаллов в корпуса и испытания приборов. Очевидно, это фантастика, но в Природе, вполне возможно, так шло образование молекул, биостимуляторов, сахаров и т.д. И все время происходили реакции, вынужденные, идеальные, самоорганизующиеся без затраты энергии, либо с передачей энергии одних молекул другим определенными порциями и, наконец, произошло образование отрезка ДНК
”Нуклеотидные последовательности, называемые плазмидами и транспозонами: у них нет белковой оболочки, и потому они могут реплицировать только в одной единственной клетке или в ее потомстве. Еще более примитивны некоторые последовательности ДНК, которые можно предположительно рассматривать как мобильные генетические элементы на том основании, что в хромосомах клеток они встречаются во многих копиях, однако эти последовательности перемещаются или размножаются столь редко, что трудно решить, представляют ли они собой отдельные генетические элементы.
Возможно, что первые РНК плазмиды напоминали собой вироиды, встречающиеся в некоторых растительных клетках. Эти небольшие кольцевые молекулы РНК (не более 300-400 нуклеотидов) размножаются, хотя они и не кодируют никаких белков. Не имея капсида, вироиды существуют лишь как голые молекулы РНК и переходят от растения к растению только в том случае, когда и донорная клетка, и клетка - реципиент оказываются повреждеными, т.е. когда между ними не существует мембранного барьера, который вироид не способен преодолеть”. [118].
Самое главное - они размножаются!
Одновременно образовывались пузырьки с мембранами, белки, нуклеиновые кислоты и т.д. И все это вынужденно!
Для этих образований должны произойти ослабление и разрыв молекулярных связей и формирование новых молекул. Я предполагаю, что на эти процессы влияют диэлектрическая постоянная воды, гравитационные и магнитные поля земли, электромагнитные излучения и магнитные бури.
Далее, у меня возникает вопрос: "Что происходит в живых организмах с квантами света, если они возникают в переходах электронов при образовании атомов?" У меня ответа нет.
Вот мысли, пришедшие мне на прогулке при обдумывании тайны Пастера.
1) Ресурсы - это все существующие, но незадействованные внешние и внутренние поля и вещества в организме (например, запах, элементы из таблицы Менделеева и т.д.).
2) В живом организме могут происходить «самопротекающие» процессы, сопровождающиеся выделением энергии или различными действиями. Например, сжатие за счет поверхностной энергии, лапласово давление в клетках и в каплях, содержащих сигнальное вещество, диффузия-редиффузия, осмос, гравитация и т.д.
3) Вся выделенная энергия затрачивается на процессы с поглощением энергии и поддержание постоянной температуры тела.
4) Все живое имеет L-аминокислоты и D-сахара, и их существование поддерживается энергией. Как только живое становится мертвым, постепенно появляются D-аминокислоты и L-сахара, т.е. рацемическая смесь. Считают, что L- и D-молекулы имеют одинаковую энергию связи. На самом деле она несколько различается. А вообще одни и те же вещества, имеющие L- и D-молекулы, могут резко отличаться по своим свойствам (например, никотин, который может быть и ядом).
5) При обучении научно-техническому творчеству у некоторых слушателей есть сопротивление восприятию предлагаемой методики. Чтобы снизить этот барьер, необходимо, чтобы они хотели овладеть соответствующими знаниями, чтобы была нужда именно в этих знаниях, а если этого нет, то овладение материалом очень слабое.
6) Теперь о взаимодействиях между L- и D-молекулами. Чтобы хоть как-то представить себе эти взаимодействия, пробую привлечь аналогии взаимодействий между другими объектами. Рассматриваю:
1) притяжение и отталкивание параллельных проводников с током,
2) рекомбинацию электронов и дырок в полупроводниках,
3) взаимодействия положительных и отрицательных зарядов и ионов.
Прочел еще раз «Облик молекулы» [117], которая посвящена изомерам, и увидел то, что сначала не замечал:
”Ведь известен рецепт: если конкретная задача не решается, то надо ее обобщить!
В качествепобочного результата обнаружилось, что для шестичленных колец при фиксированных межатомных расстояниях и валентных углах свойства соответствующих пространств допускают существование только двух семейств форм молекулы: кресло и ванна.
Она показывает, что причины, определяющие форму молекул, глубоки, может быть глубже, чем мы себе сейчас представляем.
Основное понятие современной стереохимии - конформация, то есть произвольное расположение атомов молекулы в пространстве в данный момент времени.
(Я читал эту книгу 7 раз, а в восьмой, как мне кажется, у меня еще больше открылись глаза на изомерию. Я уже под другими углами стал смотреть на содержание и процесс изложения этой книги. Я изменился, мое понимание стало глубже. - В.М.)
В наши дни для «замазывания» этого провала в химии имеется такая великолепная вещь, как принцип наименьшего движения.
Действительно, трудно себе представить, что в мире молекул могут единовременно происходить многочисленные согласованные изменения. Так, что предпосылки стереохимической логики XIX века были вполне обоснованы, но вот всегда ли совпадают взгляды на простое и сложное у нас и у природы? Не слишком ли часто мы исходим из того, что молекулы, или бактерии, или горы ведут себя сообразно с человеческими представлениями?
Одно из характерных свойств целеустремленной творческой личности - способность длительное время держать в уме и всесторонне осмысливать идею, прежде чем появится возможность взяться за ее реализацию. Таким был Вудворт.
Культура настоящего исследования (труды Вудворта в этом отношении удовлетворяли наивысшим стандартам) требуют, чтобы новые соединения, даже если они в чем-то обманули ожидания химика, были выделены, очищены и охарактеризованы хотя бы простейшими способами. Когда непрореагировавшее вещество, выделенное из раствора фенола в воде, расплавили (точку плавления определил помощник Вудворта - тривиальная операция - В.М.), ожидавшаяся ранее циклизация неожиданно произошла, но, как выяснилось, ориентация заместителей при C-2 оказалась обратной.
Этот незапланированный результат повлек за собой цепочку других стереохимических неожиданностей. (Пошел в Индию открыл Америку! - В.М.)
За синтез витамина В12 осенью 1961г. берется Вудворт, а несколько ранее - швейцарский химик Альберт Эшенмозер. Вскоре они объединили свои усилия. В Гарварде Вудворт с сотрудниками строили блок, состоящий из колец А и D («западная» часть молекулы витамина), а в Цюрихе группа Эшенмозера собрала заготовку В-С. Синтез витамина В12 был гигантским научным проектом: только в Гарварде, сменяя друг друга, работали около 70 аспирантов и стажеров в течение 11 лет!
Использование реакции этого типа здесь, как и во многих других синтезах, не случайно. Во-первых, любимая с детства реакция эта была едва ли не основной в обширном вудвордовском «репертуаре» и часто изучалась им."
Итак, могут ли L- и D-молекулы переходить друг в друга сразу или только постепенно, эволюционно?
Я читал, размышлял, ставил некоторые вопросы и вдруг мгновенно пришел к идее, которую я изложу дальше. Но прежде я привожу некоторую интересную информацию, полученную из разных источников.
Американские ученые в течение нескольких лет обследовали метеорит с Марса, оказавшийся в Антарктиде, и обнаружили на нем следы жизни. Тут же последовало сообщение, что российские ученые при бурении льда в Антарктиде обнаружили ДНК.
Где зародилась жизнь в водах первичного океана: на поверхности, на дне или в другой его части?
Вспомнил слова Бриджмена о том, что можно обновить всю физику, добавив к названию любого опыта слова «под высоким давлением». А если эти слова добавить для химии?
Теперь я изложу свою идею. Действительно, молекулы L и D должны взаимодействовать друг с другом, даже несмотря на то, что у них свободная энергия одинакова, но ведь они поляризуют луч света по-разному! Значит, что-то не равно. Противоречие: они должны, но не взаимодействуют. Что надо сделать, чтобы они начали взаимодействовать? Надо рацемическую смесь поместить под большое давление, надо молекулы приблизить друг к другу, надо затратить энергию на преодоление сил отталкивания (перенапряжение), надо их деформировать. Возможно, молекулы под давлением будут взаимодействовать, и L перейдет в D, а может это произойдет после снятия давления. Мне представляется, что на заре возникновения жизни в океане, под давлением, образовались L- и D-молекулы, которые и были вынуждены использовать белки и РНК (ДНК), а уж затем обратного пути нет. Таким образом, используя перенапряжение и постулат, удалось найти гипотезу. Очевидно, любой, кого интересуют эти проблемы, может высказать свои идеи, как я уже говорил, - для себя. Однако, если бы была возможность осуществить проверку этой гипотезы, это было бы интересно.
Меня удивил и еще один факт. Я открыл книгу “Молекулярная биология клетки” и, листая ее, обнаружил, что в главе об исследовании клеток приводятся сведения об использовании центрифуг. Несомненно, можно воспользоваться центрифугой, чтобы создать давление адекватное морской глубине.
Если я прав, то тот диссимметрический фактор, о котором писал Л. Пастер, является давлением.
Теперь, найдя гипотезу, я могу сказать - почему же я сразу не использовал принцип перенапряжения и диссимметрии для получения идеи использовать давление? Действительно, почему? Я ведь их знаю, но ...
Очевидно, после получения гипотезы о том, что давления может преобразовывать L-молекулы в D-молекулы и наоборот, я хотел бы найти какое-нибудь подтверждение этой мысли. Случайно (но, скорее, закономерно) я снял с полки книгу И.С. Шкловского «Вселенная, жизнь, разум.» [119] и просмотрел в ней все, что связано с возникновением и развитием жизни на Земле. И вот что мне чрезвычайно понравилось.
"Например, можно предположить, что после формирования гидросферы, образовавшиеся в ее поверхностных слоях органические соединения путем конвекции переносились на достаточную глубину, куда уже разрушительное излучение не доходило (Здесь идет речь об ультрафиолетовом излучении Солнца. - В.М.)
Кроме того, в области подводного вулкана имеется широкий диапазон давлений, что весьма существенно, так как (высокие давления) необходимы для повышения выхода продукта в ряде реакций.
Отсюда следует важный вывод, что первичные живые организмы могли организоваться и развиваться только на достаточно большой глубине под водой. Слой воды в несколько десятков метров уменьшает поток ультрафиолетового излучения в десятки миллионов раз и тем самым обеспечивает необходимую для развития живых организмов "броню". Это является еще одним важным аргументом в пользу утверждения, что жизнь на нашей планете возникла и развивалась первоначально в воде, причем на достаточно большой глубине!
И.С. Шкловский также затрагивает вопрос «левой симметрии» белковых соединений и приводит исключительно наглядную картинку «левых» и «правых» органических молекул (рис 59). Ниже я привожу этот текст, т.к. он мне представляется важным.
"Мы остановились только на некоторых основных вопросах возникновения жизни на Земле и, по аналогии, на других планетах. В этой проблеме еще очень много неясного. Например, все белковые соединения, входящие в состав живого вещества, имеют «левую асимметрию». Что это означает? Дело в том, что большое количество органических соединений может существовать в двух формах. Эти формы отличаются одна от другой противоположной ориентацией отдельных группировок атомов - некоторая группировка атомов в одной форме является зеркальным изображением соответствующей группировки в другой.
Рис.59. «Левые» и «правые» органические молекулы [119]
Когда происходит лабораторный синтез такого соединения, всегда «правые» и «левые» формы присутствуют в одинаковом количестве, так как «наращивание» молекул путем присоединения атомов и атомных группировок происходит случайным образом. Почему же в «живых» органических соединениях всегда присутствуют только «левые» формы?
Еще Пастер указал, что «асимметрический синтез» может происходить при наличиикакого-либо природного асимметрического фактора. И действительно, если в лабораторных условиях синтезировать некоторые органические соединения под воздействием поляризованного по кругу света, то в зависимости от направления вращения вектора поляризации получаются преимущественно «правые» или «левые» формы синтезируемых веществ. К сожалению, таким способом трудно объяснить асимметрию «живых» молекул, так как в солнечном излучении отсутствует сколько-нибудь значительная составляющая, поляризованная по кругу. Впрочем, нельзя исключать того, что после прохождения значительной толщи первобытного океана, вода которого, быть может, обладала соответствующими оптическими свойствами, такая составляющая и возникала. Этот вопрос требует специального исследования.
Другой возможный путь асимметрического синтеза был указан Берналом. При синтезе некоторых органических веществ на поверхности оптически активных кристаллов (например, кварца) могут возникать формы определенной симметрии. Следует, однако, отметить, что в природе распространены как «правые», так и «левые» кристаллы. Поэтому не совсем ясно, каким образом в живом веществе молекулы имеют асимметрию только одного знака и вряд ли асимметрический синтез в естественных условиях первобытной Земли мог происходить таким способом. Так или иначе, вопрос о причине асимметрии живой субстанции пока остается открытым".
Меня вдруг посетила идея сходить на крейсер «Аврора», показать внуку корабль изнутри. Он не очень хотел идти, но я его уговорил. Добирались довольно долго, но все же попали. Пришли на корабль, походили по верхней палубе, зашли в музей, а затем я услышал, как экскурсовод предложил желающим приобрести билет, на экскурсию в машинное отделение. Очередь небольшая, и я встал за билетом. Купив билет, я вдруг увидел человека, который, по-моему, мне был знаком, но убей не помню, где я его видел. Тем не менее, я подошел к нему и, извинившись, спросил - "Вы меня не помните? Мы где-то встречались, я Вас помню, но не помню где?" Этот человек, осмотрев меня с ног до головы, ответил: "нет. Я Вас не знаю!" Я извинился и отошел. Буквально, через несколько минут мой «знакомый» подошел ко мне и произнес: "Вы - изобретатель из Ленинграда Митрофанов Волюслав Владимирович. Я Вас вспомнил. Я к Вам приезжал в Народный Университет в составе редакции журнала «Знание-Сила»." Я был и обрадован и потрясен - такая встреча, нарочно не придумаешь! Это оказался Рэм Щербаков - писатель, журналист, исследователь. Действительно, он к нам приезжал и выступал перед слушателями. Это блистательный оратор. Он нас покорил своим глубоким знанием творчества Брюсова, тонким юмором и формой общения - равноправием. После встречи он поехал с С. Литвиным, блестящим знатоком литературы, и они провели почти всю ночь за разговорами о писателях, журналах.
Каково же было мое удивление: Рэм перенес инсульт, с громадным трудом выкарабкался, и вот, фактически после нескольких лет домашнего ареста, ему разрешили поехать в другой город. Он с женой и внуком приехал на неделю в Ленинград, и я его встретил в последний день, в день отъезда. В разговоре он мне рассказал, что его и Т. Чеховскую буквально почти одновременно поразил инсульт. Ей не повезло. Он погрузнел и погрустнел. Немного рассказал, как он живет, чем занимается. Я взял у него телефон. Несомненно, если бы такая встреча произошла бы много раньше, мы могли бы сходить куда-нибудь, вспомнить прошлое, но жена его увела, и мы расстались. Придя домой, я позвонил С. Литвину рассказал о встрече и попросил его позвонить Рэму в Москву, подбодрить его, сказать ему, что мы его помним, знаем, любим.
Прошел месяц, а может быть, и больше, и как-то утром, встав, я сразу подошел к полке и начал искать книгу, которую, я, помню, купил когда-то давно, когда еще можно было купить научно-популярные книги - о воздействии больших давлений на металлы. Я ее искал несколько минут, не нашел, но увидел полностью забытую мной книгу “Ошеломляющее разнообразие жизни” авторов Т. П. Чеховской и Р. Щербакова [120].
После ее приобретения я ее прочитал, поставив свои заметки, но теперь я ее стал читать снова, но не просто читать, а искать ответы на вопросы которые, стояли передо мной - как же зарождалась жизнь? Приведу буквально несколько фраз, которые мне очень понравились.
"Последний, хотя и был, по выражению Линнея, «нежным другом денег», ради счастья дочери раскошелился. (Это, конечно, не относится к зарождению жизни. - В.М.).
«Экономична мудрость бытия, все новое в нем шьется из старья.» - справедливо утверждал Шекспир. (Вспомните Ф. Жакоба. - В.М.).
Мир Жизни не пожелал объясняться одними лишь законами физики и химии. Те же скромные «живые» молекулы, когда их расчленяли для мысленного или вещественного анализа, превращались в химические вещества, никак не складывающиеся обратно в живое. Однако биохимические и биофизические взгляды оказали влияние на биологов, вместе с методикой перенявших и несколько упрощенные представления, обещающие в скором будущем объяснение тайны природы. (А, возможно, «живые» молекулы находятся в некоем поле и, вынув их из поля, мы и теряем «живое»? - В.М.).
«Новые» идеи тоже подвергаются естественному отбору.
Хотя мне предстоит больше пинков, чем пенсов, я не откажусь, если только жизнь позволит, от своего труда (Ч. Дарвин).
А ведь любопытство, - как справедливо отметил Уолтер Кеннон, - первый реквизит карьеры ученого.
Парадоксальное выражение, принадлежащее математику Гауссу: "У меня уже есть результат, но я не знаю, как его получить." - в данном случае правомерно сплошь и рядом.
Кювье сыграл в науке парадоксальную роль: своими трудами он подготовил победу той эволюционной идеи, против которой боролся всю свою жизнь. Автор прекрасной современной монографии о Кювье И.И. Канаев приводит его любимую фразу: "Я только Перуджино". Сравнивая себя с учителем Рафаэля, замечательный французский ученый словно предрекал будущий расцвет естествознания, предвидя появление гения, открывающего перед биологией новые горизонты.
Часто утверждают, что систематика - это искусство. А искусству нельзя научить - ему можно только научиться.
Жизнь на нашей планете прежде всего характеризуется дискретностью: она представлена дискретными особями, причем все огромное число этих отдельных особей может быть разбито на характерные группы, в целом образующие систему дискретных совокупностей - таксонов."
Следующая цитата взята (Чеховской и Щербаковым) из книги "Очерк учения о популяции" известных эволюционистов Н.В. Тимофеева-Ресовского, А.В. Яблокова и Н.В. Глобова.
"Ему было тогда уже более шестидесяти лет. Со знанием дела, как всегда, он писал: "Так как старики прожили долго и во многом были обмануты и ошиблись, и большинство дел человеческих дурно, они ничего не утверждают с достоверностью. И все они полагают, но ничего не знают; в своей нерешительности они всегда прибавляют: может быть и пожалуй (Аристотель)."
Очевидно, я не могу точно оценить влияние этой книги на меня с точки зрения оказания помощи для выдвижения гипотез, но я думаю, что после ее прочтения во мне что-то добавилось, и я записал следующее: "Еще раз прихожу к выводу: асимметрия, диссимметрия должны играть громадную роль на каждом шаге рождения живого. Я предположил, что молекулы L переходят в D (и наоборот) при повышенных давлениях в океане. Но почему не посмотреть на образование «живых» молекул и под другими углами зрения. Конечно, в те времена Солнце должно было греть Землю сильнее. Испарение воды шло достаточно интенсивно, но одновременно с влагой в облака могли попадать и молекулы L и D.
Воздействие света, электромагнитных волн в самом широком диапазоне, на молекулы должно было их изменять. Падение этих молекул на землю в каплях воды сопровождалось воздействием гравитационного поля на капли и молекулы, сопровождалось ударами - механическим взаимодействием с Землей, водой. Часть молекул могла находиться над Землей, где также могли протекать реакции взаимодействия. В образовании «живых» молекул играли роль вулканическая деятельность, высокие давления от действия воды, удары, высокие и низкие температуры и т.д.
Но все же встает один вопрос - что значит живая молекула? Что появилось вначале - питание молекул (голод, жажда, необходимость питания, поглощения, присоединение других молекул, их взаимодействие) или их деление? Что же раньше - питание или деление? Или одновременно то и другое?"
Открыл газету «С. Петербургские ведомости» от 28.08.96 и обнаружил статью «Третье царство органического мира». Цитирую:
"Огромное по своей значимости открытие сделали американские ученые. Расшифрован генетический код, или геном, обнаруженных около 20 лет назад на океанском дне организмов. Они выяснили, что те представляют совершенно новую группу населяющих планету живых существ, которая образует как бы «третье царство» органического мира.
Ранее всегда считалось, что на Земле сосуществуют два царства живых организмов: прокариоты (к ним, в частности, относятся бактерии и сине-зеленые водоросли), характеризующиеся отсутствием оформленного клеточного ядра, и эукариоты (высшие организмы, включая человека, животных и большинство растений); клетки которых имеют оформленное ядро.
Чтобы сделать столь серьезный вывод, ученым пришлось «прочесть» 1739933 химических букв, образующих молекулу ДНК метанококка - именно так называется выловленное на тихоокеанском дне создание - и выделить 1682 гена. Исследователи были просто поражены, выяснив, что треть генов метанококка абсолютно не похожа на гены бактерий или эукариотов. Эти гены являются совершенно новыми для науки вообще и биологии в частности. Из оставшейся трети генов, часть напоминает гены человека и других эукариотов, хотя другие больше похожи на гены бактерий. Таким образом, новая группа живых существ оказывается как бы «недостающим звеном» между бактериями, у которых нет клеточного ядра, и эукариотами.
Как отмечают специалисты, открытие доказывает, что около 3 миллиардов лет тому назад на нашей планете возникли три, а не две, как до настоящего момента считалось, ветви одноклеточных организмов, из которых впоследствии возникло все многообразие жизни на Земле".
Что поразило меня в этой статье? Третья ветвь живых существ на дне океана!
Я, как постоянный подписчик журнала «Химия и жизнь», конечно, не остался в стороне, когда журнал начал выпускать свою библиотеку. Я приобрел, и внимательно проработал одну из книг этой библиотеки - «Мастеровые науки» Валерия Полищука [34]. В этой книге есть статья-рассказ о Морозове, которую я прочитал много раз. Прошло время, я выдвинул свою гипотезу о взаимодействии L- и D-молекул. Однажды я дал почитать эту книгу своему приятелю, и, после того, как он вернул ее мне, я решил еще раз прочитать ее и просмотреть: а может Морозов и Полищук писали о давлении? Приведу несколько высказываний Л. Пастера, взятых из книги Полищука. Считаю, что они очень красноречивы!
"Если мы будем рассматривать форму и повторения идентичных частей в каких-либо материальных предметах, то мы сразу же увидим, что все эти предметы можно разделить на два больших класса, характеризующихся следующими свойствами: одни, расположенные перед зеркалом, дают изображение, которое может быть с ними совмещено; изображение же других не может быть совмещено, несмотря на то, что оно с точностью воспроизводит все их детали.
Было бы весьма удивительно, если бы природа, столь многообразная в своих проявлениях, не позволила нам обнаружить в группах атомов сложных молекул эти два типа, на которые распадаются все материальные предметы.
У меня возникла предвзятая идея о возможной связи между гемиэдрией и вращением плоскости поляризации солями винной кислоты.
Кристаллы кварца гемиэдричны - отличаются друг от друга ненормальной, скошенной когда влево, когда вправо гранью.
Не является ли необходимым и достаточным предположение, что в момент образования в растительном организме различных соединений, в наличии имеется диссимметрическая сила? В самом деле, правые молекулы отличаются от левых лишь в одном случае, а именно - когда они подвергаются воздействию диссимметрического характера.
Эти воздействия, может быть, находятся под космическим влиянием, обусловленным светом, электричеством, магнитными силами или теплотою. Находятся ли они в зависимости от движения Земли или электричества, с помощью которых физики объясняют существование магнитных полюсов Земли?
В настоящее время мы не можем высказать по этому поводу ни малейших догадок.
Но я считаю необходимым сделать вывод о наличии диссимметричных сил в момент образования органических соединений, сил, которые отсутствуют или не оказывают никакого влияния на реакции, происходящие в наших лабораториях, или благодаря кратковременности этих реакций или же вследствие каких-то других неизвестных нам причин".
Полищук далее пишет: “Диссимметрические силы, действительно, тут налицо, они заложены в конструкции управляющих всеми этими делами ферментов, и Леня, не дочитав еще текст, начал понимать, в какую сторону следует поворачивать свои спектроскопические изыскания. На асимметричную молекулу влияют молекулы же.
С атомом углерода, у которого все четыре привязанные к нему группы - разные."
Еще высказывание Л. Пастера:"Если бы таинственные силы, обуславливающие диссимметрию естественных соединений, изменили свое значение и направление, то диссимметрия составляющих элементов всех живых существ приняла бы противоположное значение. Перед нами, может быть, возник бы новый мир."
Я думаю, что это не так, но Л. Пастер применял мысль о противоположном эксперименте, что мне чрезвычайно импонирует.
И еще два отрывка из книги Полищука [34], которые, как я полагаю, льют воду на мельницу нашей гипотезы.
"Новые опыты, совсем уж нехитрые, для них не требуется даже оптика. Прибор - простая трубочка с оттянутым концом, из которого время от времени падают капли. Измеряя средний их вес и давление столба жидкости, вычисляют силу, именуемую поверхностным натяжением (обратите внимание, что эта сила - сила сжатия! - В.М.).
Эксперимент, который обычно предлагается студентам третьего курса, и они проделывают его без особой натуги. Методику, впрочем, пришлось усовершенствовать - она обернулась каторжными затратами труда. И снова на кривых появились изломы. Их нельзя было объяснить ничем другим, кроме зарождения на поверхности доменов пятен из чистых антиподов добавляемого вещества.
Жидкость покрывалась как бы леопардовой шкурой."
Если я правильно понял, то речь идет о том, что в капле была смесь изомеров, а на поверхности образовывались пятнаL- или D-антиподов.
С моей точки зрения, силы поверхностного натяжения или, лучше сказать, под действием этих сил сжатия целые области поверхностного слоя переходят изL-молекул в D-молекулы, или наоборот, образуя целые области, которые, возможно, при определенных условиях могут занять всю поверхность. По-видимому, здесь может играть роль и давление Лапласа, которое связано с силой поверхностного натяжения выражением:
P » 2s/R,
где Р - давление Лапласа,s - сила поверхностного натяжения; R - радиус капли.
Чем меньше R, тем больше давление.
Т.о., возможно, превращение одного антипода в другой происходит внутри капли.
Завершим цитирование книги Полищука так: "Задавшись таким удачным сравнением, они увидели, что можно пустить в ход и математический аппарат, разработанный для теории образования кристаллов-зародышей. Добавили к нему ранее выведенное Лёеней кубическое уравнение, задались еще кое-какими допущениями, совершили несколько преобразований - и пришли к новому уравнению. Оно связывало время ожидания «кристаллизации» с величинами, описывающими физические свойства среды: давлением, температурой и пр. Это далось довольно легко, но содержание уравнения оказалось весьма богатым."
Итак, в этой книге Полищука приводятся два высказывания
(Л. Морозова) о влиянии давления на преобразования антиподов. Поэтому я считаю, что выдвинутая нами гипотеза в какой-то степени перекликается с взглядами Морозова.
Вопросу зарождения жизни на земле посвящается много работ. Ниже приведены две интересных статьи, опубликованных в газете «Санкт-Петербургские Ведомости» в октябре-ноябре 1996г.
"Секретные опыты с неизвестными науке бактериями ведут британские ученые в ряде лабораторий английских университетов. Согласно появившимся в научных кругах Англии сведениям, бактерии были получены не так давно в ходе бурения дна Атлантического океана на глубине 4 тысячи метров от его поверхности.
Первые опыты с микроорганизмами показали, что принципы их генетического строения полностью отличаются от всех известных на Земле видов.
Сейчас бактерии содержатся в Бристольском университете в специальных камерах под большим давлением. Как стало известно, ученые стараются добиться их размножения в лабораторных условиях.
Однако, ряд специалистов считает, что новые бактерии, никогда не имевшие контакта с человеком, могут представлять для последнего огромную опасность и способны вызвать неизвестные прежде болезни.
Работающие с бактериями ученые делают вывод, что Земля обитаема не только на ее поверхности, но и в глубинах. По их мнению,«планета просто нашпигована жизнью, однако ее формы различны»" (Виталий Макарчев, «Кто живет внутри планеты?»).
"Загадочный Марс... Он волнует астрономов не меньше, чем литературоведов личность Шекспира. Трудности проникновения в его тайну объясняют по-разному: несовершенством современной техники, влиянием неизученных космических факторов, кознями «марсиан»...
Результаты исследований метеорита, обнаруженного специалистами НАСА в Антарктиде, натолкнули американского физика профессора Пола Дэвиса на новую мысль: наши поиски марсиан потому были безуспешными, что мы сами и есть те самые марсиане, переселившиеся с Марса на Землю в виде бактерий в незапамятные времена, приблизительно три миллиарда лет назад, когда обе планеты находились в «более родственных» отношениях и гораздо чаще обменивались «почтой» - метеоритами. В толще этих небесных тел, укрывшись от губительных космических излучений, словно в прочном межпланетном корабле, путешествовали микроорганизмы, приспособившиеся к суровым внешним условиям.
Чтобы проверить эту гипотезу, нужно для начала выбрать одну из теорий происхождения жизни на Земле. Одни ученые считают происхождение жизни на Земле космической аномалией, химическим парадоксом, который никогда больше не повторится. В этом случае «марсиане» навсегда останутся легендой, и никаких реальных следов жизни на других планетах мы не обнаружим.
Другие же придерживаются точки зрения, что жизнь автоматически начинает зарождаться там, где для этого складываются наиболее подходящие условия. Иными словами, необходима определенная «химическая смесь» и наличие определенных внешних факторов. По мнению Пола Дэвиса, результаты изучения антарктического метеорита говорят в пользу второй теории. Если с Марса на Землю мог прилететь окаменевший микроб, то вполне допустимо, что и живой организм выдержал бы такое путешествие.
Не исключены полеты в «обратном направлении». Астрофизики утверждают, что с промежутками в несколько миллионов лет на Землю падает астероид или комета. От таких столкновений в космос с Земли катапультируются, в свою очередь, куски земной породы, в которых могут находиться микроорганизмы. Расчеты показывают, что на Землю ежегодно «падает» около 500 килограммов «марсианской материи». Три с половиной миллиарда лет назад планеты Солнечной системы подвергались как раз интенсивной бомбардировке астероидами, во время которой мог произойти обмен формами жизни между Марсом и Землей.
Шведский химик Сванте Аррениус сто лет назад предложил, что микробы могут мигрировать от одной Солнечной системы к другой. Эту теорию развивает сейчас британский астроном Фред Хойль и его коллеги, полагающие, что микробы путешествуют «зайцами» внутри комет. Приближаясь к Солнцу или другой звезде, комета «высаживает» пассажиров в открытый космос. Если Земля или другая планета в это время проходит через облако, оставшееся от испарившейся кометы, «десант чужеземцев» благополучно опускается на нее" («Мы и есть марсиане?»).
Заканчивая, я хочу отметить, что высказанная гипотеза не претендует на новизну, но для меня она ценна потому, что я для себя сделал открытие, и по проблеме L- и D-молекул у меня появилось своё представление.
Чуждый суете, вдали от шума,
Сам себе непризнанный предтеча
Счастлив я все время что-то думать,
Яростно себе противореча.
Игорь Губерман [146]