Эволюция без отбора: Автоэволюция формы и функции - Лима-де-Фариа А.
ISBN 5-03-001929-4
Скачать (прямая ссылка):
1. Создана классификация видов минералов. Их определяют по химическому составу и по форме кристаллов точно так же, как виды живых организмов определяют по биохимическим данным, по констелляции генов и по анатомическому строению.
2. Для всех минералов существуют общие принципы строения. Об этом свидетельствует их принадлежность к семи кристаллографическим системам. Простейшая из них — кубическая— представляется первичной.
3. Образование производных структур указывает на вторичные факторы упорядоченности, обусловленные взаимодействиями на атомном уровне.
4. Число различных форм ограниченно.
5. Все формы одного минерала, подобно кальциту или кварцу, являются вариантами одного и того же образца — соответствующей кристаллической системы — жесткой матрицы, отклонений от которой не наблюдается.
6. В процессе комбинирования возникают тысячи вариантов конфигурации минералов на основе одной системы.
7. Минералы различного химического состава могут давать кристаллы, принадлежащие к одной и той же кристаллографа ческой системе. При этом, однако, в их химическом строении обнаруживается неявное сходство.
8. Симметрия кристаллов бывает только 1, 2, 3, 4 и 6-го порядков. У квазикристаллов она может быть и 5-го порядка, что, как ранее считалось, является отличительной чертой живых организмов.
Глава 9
Изоморфизм и минеральное происхождение биологических форм
Форма неотделима от функции
Форму невозможно отделить от функции так же, как энергию от вещества. В обоих случаях мы имеем две стороны единой сущности. Энергия и вещество неразделимы по той простой причине, что масса преобразуется в энергию и обратно в строгом соответствии с уравнением Эйнштейна. Как мы вскоре увидим, точно так же и форма неотделима от функции. Нет возможности уловить границу, где кончается одна и начинается другая. Форма определяет функцию, а от функции зависит форма.
Ранний эксперимент Пастера, выявляющий связь формы с функцией
Одна из первых работ Пастера уже отмечена талантом выдающегося ученого, каким ему суждено было стать. Наблюдая за ферментацией вин, он начал изучать осадки винного камня, который он выделил и кристаллизовал. Пастер заметил, что вопреки ожидаемому натрий-аммониевая соль винной кислоты образует два рода кристаллов, которые он тщательно разделил. Они различались только расположением граней и каждый из них был зеркальным отображением другого. Наибольшее впечатление на Пастера произвело то, что форма здесь обусловливает функцию в двух процессах.
1. Водный раствор одной из двух форм кристаллов — «левой»— ‘поворачивал плоскость поляризации света влево, а раствор «правой» формы — вправо. Растворенная смесь обеих форм кристаллов на поляризованный овет не влияла. Такая существенная физическая функция, как изменение свойств светового луча, порождалась асимметрией и не проявлялась, когда асимметрию компенсировали.
2. Пастер пошел дальше: он обнаружил, что фермент гриба Penicillium glaucum атакует винную кислоту, но в смеси кристаллов двух видов он действует только на правую их форму, но не на левую, легко выделяемую с помощью такой обработ-
ки. И в этом случае такая важная функция, как действие фермента, оказывается неотделимой от свойств формы — от асимметрии.
Пастер понял, что соприкоснулся с сутыю вопроса о происхождении жизни и ее эволюции. Всю свою дальнейшую научную деятельность он посвятил поиску причин взаимосвязи формы и функции. Как указывает Мэзон (Mason, 1984), Пастер был глубоко убежден в том, что открытое им явление обусловлено универсальными эффектами асимметрии на более глубоком уровне основных физических закономерностей. Понадобилось сто лет, чтобы подтвердилась его правота. Мы уже говорили о том, что в последние годы было обнаружено существование асимметрии аналогичного типа у нейтрино и других частиц, а также у галактик (Mason, 1987).
Принцип Пьера Кюри: асимметрия порождает явление
Имя Пьера Кюри широко известно: вместе с Марией Кюрн он открыл радиоактивность. Менее известны его работы по симметрии кристаллов. Он обнаружил, что при сжатии кристалла кварца в нем возникает электрический ток, а при пропускании тока через такой кристалл изменяется его форма. Пропускаемый ток вызывает вибрацию кристалла. При прохождении тока через кристалл его симметрия изменяется, причем это изменение зависит от направления тока. Такой пьезоэлектрический эффект наблюдается у многих минералов (Nelson, 1981). На основании этих опытов Кюри сформулировал принцип: асимметрия порождает физические процессы.
Симметрия создает форму, асимметрия порождает функцию
Наблюдения, сделанные Пастером и Кюри, показывают, что 1) асимметрия порождает функцию, а 2) симметрия исключает ее. Недавно обнаружили, что в таком фундаментальном биологическом процессе, как фотосинтез, асимметрия является обязательной предпосылкой функции. В активном центре имеются две спиральные структуры, расположенные симметрично по обе стороны центральной белковой молекулы. Однако при фотосинтезе электроны, несмотря на указанную симметрию, транспортируются только вдоль одной из этих спиралей (You-v-an, Marrs, 1987).
