Техника - молодёжи 1958-10, страница 38

В науке много положений не только новых, но и дискуссионных, положений необщепринятых, вызывающих разноречивую их оценку. К таким, в частности, относятся идеи о симметрии и несимметрии, «правизне» и «левизне», «положительной» и «отрицательной» полярности в природе.

Целый ряд открытий в различных областях науки — в кристаллографии и цитологии (учении о клетке), в биохимии и физике [вспомните, например, опровержение «принципа четности», см. наш журнал Hs 1, 1958 г.] приковал внимание ученых к этому кругу понятий, совсем еще недавно находившихся за пределами внимания науки.

Является ли энантиоморфизм, иначе говоря, деление на правое и левое, в природе игрой слепого случая,

1ПРОБЛЕМ [Н А У К И

следствием того, что природа наделила нас двумя (а не тремя, не четырьмя и т. д.) руками! Или этот энантиоморфизм — проявление какой-то общей закономерности, объективных свойств природы! Различал бы человек «пра-визну» и «левизну», если бы он рыл' наделен, предположим, тремя руками) Или он придумал бы другие — три вместо двух — направления!

Если энантиоморфизм — объективное свойство природы, проявляет ли он себя и как в многообразии жи

вых тел — животных, растений, простейших органических образований, вирусов, белков, аминокислот и т. д.!

Асимметричны или симметричны тела живой природы, и в чем выражается у них отношение к такой асимметрии или симметрии!

В статье Ю. Урманцева есть спорные положения. Не все, возможно, согласятся с его выводами. В статье нет более или менее широкого охвата интереснейшей проблемы. Она затрагивает лишь частности, оставляя в стороне универсальное, всеобщее.

И все же, как бы ни относиться к статье молодого научного работника, нельзя ей отказать в наличии любопытных фактов и мыслей.

Поэтому мы и решили опубликовать эту статью.

„П Р А В И 3 H А" И „ЛЕВИЗНА" В ПРИРОДЕ

Ю. УРМАНЦЕВ

ГЕОМЕТРИЯ ЖИВЫХ СУЩЕСТВ

W же простое наблюдение и сравнение даже чисто внеш-~ них пространственных форм гела коров, лошадей, собак, коз, разнообразных птиц и рыб, насекомых и червей и т. д.; пшеницы, овса, ольхи, сосны, ели, прибое, водорослей — словом, различных животных и растений сразу же убеждают нас в том, что организмам присущи свои пространственные формы, свои пространственные отношения. Индивидуальные и общие черты формы и строения организмов уже давно используются учеными-морфоло-гами при сведении всего многообразия мира живых существ в царства, типы, классы, порядки, семейства, роды и виды.

Когда ученые изобрели микроскоп, они смогли детально изучать строение организмов на более тонком — клеточном — уровне. Уже первые ученые, изучавшие форму и строение клеток, вынуждены были отметить большое разнообразие размеров, форм и строений их, зависящих от обмена ве-. ществ, функции клеток, фазы развития, разнообразных условий. Они же отметили сходство клеток с кубом, шаром, диском, нитью, призмой, звездой и т. д., а со сходством также и различие. Недаром биологи, описывая форму клеток, к указанным выше словам стали прибавлять окончание: «видные», «образные» — дисковидные, шарообразные и т. д. Детальное же изучение строения клеток с привлечением современных методов электронной и ультрафиолетовой микроскопии, а также ряда новейших биохимических методов окончательно установило резкое своеобразие пространственного их строения. Образующая клетку оболочка, протоплазма и ядро с их слоями, разнообразные органоиды и включения, ферменты, гормоны, витамины, важнейшие химические соединения — белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры — оказываются расположенными не как попало, хаотически, а определенным, вполне закономерным образом, образуя ту пространственную организацию, кото^ рая отсутствует в неживой природе, но столь характерна для живой природы.

Когда же ученые занялись исследованием важнейших соединений, строящих организм, — белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот, — выявились новые существенные особенности пространственной формы и строений тел живой природы.

34

Особенно любопытно устроены белки. Их многообразие, по существу, бесконечно. Но точно так же, как и десятки тысяч слов русского языка образованы из определенного сочетания и порядка всего лишь тридцати двух букв, все неиссякаемое многообразие белков образуется в результате определенного сочетания и чередования всего лишь 20, ставших уже стандартными, аминокислот.

Как показывают успехи биохимии последних лет, столь же сложно и своеобразно устроены и нуклеиновые кислоты.

Изучение геометрических законов форм и строений организмов вскрыло новые и неожиданные обстоятельства. Законы эти предстали как законы симметрии. Нашими знаниями в этой области мы прежде всего обязаны известным московским кристаллографам — Ю. В. Вульфу и его ученику А. В. Шубникову, а также голландскому физико-химику Ф. Егеру. Их трудами установлено, что среди представителей живой природы чаще всего встречаются как раз простейшие виды симметрии — пятерная, семерная, восьмерная и т. д.

Прежде чем рассмотреть эти виды симметрии, познакомимся с тем, что такое ось и плоскость симметрии.

Осью симметрии называется линия, при полном обороте вокруг которой фигура несколько раз приходит в совмещение сама с собой. Число совмещений при полном обороте называется порядком оси. Например, ось симметрии квадрата, проведенная через его центр, 4-го порядка, круга — бесконечного, так как последний совмещается сам собой при любом угле поворота, и т. д.

Воображаемая плоскость, которая делит фигуры на две зеркально равные половины, называется плоскостью симметрии. Пятерной симметрией, например, обозначаемой символически (5-гп), называется симметрия, характеризующаяся одной осью 5-го порядка и пятью пересекающимися в ней плоскостями симметрии. Невозможная для мертвого затвердевшего окристаллизованного вещества симметрия вида (5*т) ярко проявляется на цветках отдельных представителей семейств лютиковых, кувшинковых, колокольчиково-цветных, синюховоцветных, бурачниковых, пасленовых, гвоздичных, кисличных, розоцветных, горчавкоцветных и других. Этой же симметрией характеризуются поперечные разрезы яблок, а также некоторые морские звезды и медузы. Виды симметрии (7.m), (8.т), (9.т), (Ю.т) и т. д., куда входят оси 7, 8, 9, 10-го и т. д- порядков, присущи поперечным разрезам плодов лимонов, апельсинов, мандаринов, хурмы и т. д. У самого высокоорганизованного семейства растений — сложноцветных — мы сталкиваемся и с более сложными видами симметрии, с осями симметрии 15, 20, 30-го и т. д. порядков, не встречающихся в неживой природе. Так, корзинки ромашки, или златоцвета, характеризуются осями симметрии 30-го порядка и выще. По-видимому, по мере эволюции растений их симметрия также усложнялась.

Среди животных также встречаются организмы, симметрия которых характеризуется видами, присущими только для живой природы. Так, для животного с латинским наименованием ботриллус геллеборус присуща симметрия вида (9.т), для кокколитофоридов — (18.ш), иглокожих — (5.т), (9-т) и т. д.

Для внешнего строения тела человека, млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, земноводных, рыб, ракообразных, насекомых и многих растений типична симметрия, характе-

♦