Техника - молодёжи 2005-09, страница 20

СМЕЛЫЕ ГИПОТЕЗЫ

ОТЧЕГО ТРАВА ЗЕЛЕНАЯ?

Окончание. Начало см. в «ТМ» 8 - 2005

Олег МИТРОФАНОВ

Ответ на вопрос заголовка получен, и тема плавно перетекает в область чувств: устройство, предназначенное для создания энергетического фундамента жизни, шагая по ступеням эволюции, достигло органов восприятия -стало приемником информации. Обсуждение неизбежности смены промышленного этапа информационным, оставим философам, а сами займемся чем попроще - глазами.

Зеркалу души тоже необходим фотоприемник, правда, под латинизированным названием «фоторецептор» (recipere - получать). Действительно, если занимающая пятачок диаметром 0,4 мкм Х-антенна успешно работает в хлорофилле, ее грех не использовать в зрительном аппарате. Но не ломимся ли мы в открытую дверь — физиология зрения тщательно изучена?

Так-то оно так, но, судя по упорно привлекаемому фотоэффекту, на котором якобы работают палочки и колбочки, здесь прошлась та же бригада мучеников фотосинтеза. Конечно, если очень хочется, то к цветному зрению можно привязать фотоэффект, однако реализация навязчивой идеи потребует оснастить индивидуальным светофильтром каждую из шести миллионов колбочек, и как-то объяснить нашу слепоту в жестких лучах. Ну, ладно, допустим роговица, хрусталик и стекловидное тело задерживают ультрафиолет, но рентгеновский аппарат сиял бы, как Солнце, даже если закрыть глаза и повернуться к нему спиной. Нет, казенная модель не выдерживает не то, что прикосновения — взгляда. Вернемся к радиотехнике.

Функции фотоприемникэ, созданного для электролиза воды и фоторецепторэ, одинаковы - превратить свет е постоянный ток. Детектирование - необходимая операция в работе органа зрения, поскольку нервные волокна, связывающие глаз с мозгом, обладают ионной проводимостью и не могут канализировать высокие частоты. Кроме того, повышение чувствительности достигается соединением отдельных фоторецепторов в груп

пы, а групп в рецептивные поля, что так же удобнее делать на постоянном токе. 8 этих переключениях («коммутационными шинами» служат так называемые горизонтальные клетки) суть темновой адаптации, которая само собой ухудшает разрешающую способность.

Широкополосная Х-антенна, как и положено рецептору сумеречного зрения, собирает энергию всего оптического диапазона в единый сигнал. А то, что в этом случае нельзя узнать, из какого участка спектра сигнал получен, подводит теоретический базис под утверждение «ночью все кошки серы». В свою очередь, зеленый провал объясняет наблюдаемое (например, в свете фар) желтовато-зеленое свечение глаз животных с хорошим ночным зрением: это не поглощенное Х-антеннами и кол-лимированое хрусталиком отражение от внутренней поверхности склеры.

Кстати, и с цветным зрением у радиотехнического фоторецептора нет проблем. Для приема в цвете используются узкополосные Х-антенны с вибраторами одинаковой длины (рис. 1 б, а) или одиночные вибраторы (рис. 16, б). Так же становится понятно «железное» ограничение видимого спектра - бесперспективность попыток выйти за пределы октавы (380 мм- 760 нм) рассматривалась применительно к широкополосной антенне (рис 8)

И наконец, все рассмотренные антенны поляризационно зависимы, поэтому даже при их произвольной ориентации в сетчатке глаз должен реагировать на изменение поляризации света. Об этом авторитетно свидетельствует Физическая энциклопедия: «если плоскость линейно поляризованного света медленно вращается, га в центре поля зрения глаза возникает фигура, похожая на вращающийся пропеллер с темными лопастями». Темные лопасти - секторы поляризационной диаграммы (выделено голубым на рис. 16), попадая в которые вектор Е электромагнитной волны не может возбудить а антенне сигнал, превышающий порог восприятия.

Узкополосные (цветовые) фоторецепторы

Модернизация антенны

Совместными усилиями сказочников и популяризаторов науки сформирован образ сокровенной истины, упрятанной под замок. Два замка, видать не самых хитрых, поддались радиотехнической отмычке, может, уступит и механизм распознавания запахов? Правда, ходят слухи, что предмета для обсуждения уже нет: «Этой чести (Нобелевской премии) они (Р. Аксель и Л. Бак) были удостоены за изучение механизма обоняния» («ТМ» №2/05). В подкрепление С. Славин цитирует представителей (?) Нобелевского комитета: «Всего двое ученых всесторонне и подробно исследовали данное явление и прояснили его механизм до конца», а затем рассказывает о шведских кронах, Лукреции Каре, Брю-сове, трудностях исследования, волнующем запахе прошлогодней девушки, вот только о механизме - ни гу-гу. Неужели редакция скрывает от читателей самое интересное?

Разумеется, нет. В действительности премия присуждена «За открытие обонятельных рецепторных белков и организации обонятельной системы». Аксель и Бак сделали многое, а сверх того лишний раз подтвердили предложенную полвека назад структурную схему Легро-Кларка (Le Gros Clark), но не добрались до механизма взаимодействия рецептора с одорантом. Это нормально — к механизму не токмо подобраться, его и в лицо узнать нельзя, оперируя уводящими от сути понятиями: обонятельный белок, вторичный мессенджер, связывающий белок... Микробиологи мыслят в рамках собственной парадигмы, и перейти на радиофизические представления им труднее, чем Василь Иванычу вообразить квадратный трехчлен.

Так что подсказки ждать не откуда -придется самостоятельно выяснять, как устроены рецепторы, и каким образом они вырабатывают сигналы? Хотя чего выяснять-то, просто проверим, справится ли с этой ролью электромагнитный вибратор, Коли мы обнаружили электролизер в траве, почему не поискать инфракрасный спектрометр в носу?

Изолированная молекула, как любой материальный объект, обладает, по крайней мере, одной резонансной частотой, а уж ароматическая со сложной разветвленной структурой — полным набором. Под воздействием тепловых шумов (-310"К) звенья такой молекулы дребезжат на собственных резонансных частотах с амплитудой, превышающей шумовую подсветку в Q (коэффициент добротности) раз. Совокупность этих частот

ДЬИ ТМ 2005'9 1