Карл Саббаг - Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки

• Название: Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки
• Автор: Карл Саббаг
• Издательство: Ломоносовъ
• Жанр: Научпоп
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-91678-144-1

Есть детские вопросы, на которые не каждый взрослый ответит: почему ночью небо темное? почему мы не проваливаемся сквозь пол? кто изобрел колесо? почему зеркало меняет местами только лево и право, а не верх и низ? Карл Саббаг подробно разбирает эти и многие другие загадки (да-да, загадки, причем Большой Науки!), и не просто разбирает, а легко, доходчиво, с хорошим юмором рассказывает об окружающих нас чудесах физики, химии, биологии, психологии и даже космологии. Вот еще вопросы: как работает Гугл? можно ли увидеть нейтрино? что такое пятый вкус, о котором никто не знает, кроме японцев? обижаются ли на нас собаки? кто был автором первого в истории мультфильма? Интересно? При чтении этой книги будет еще интереснее! Потому что именно с такой целью она и писалась: напомнить нам, что мир вокруг таинствен и удивителен.

Карл Саббаг (р. 1942) — британец палестинского происхождения, писатель, журналист, телевизионный продюсер. Автор многих научно-популярных книг, документальных фильмов и научно-популярных телесериалов.

---

На практике оптимальная для представителей растительного и животного мира стратегия создания семьи заключается в поисках партнера, который генетически отличается от вас, но не слишком сильно. Интересно, что тот же самый подход применим к суждениям из области эстетики: наиболее привлекательными нам кажутся те объекты, которые отличаются от привычного стандарта, но не разительно. В ходе недавнего исследования взаимосвязи между родством и плодовитостью у человеческих пар выяснилось, что наибольшими репродуктивными способностями обладают пары, приходящиеся друг другу троюродными или четвероюродными братьями и сестрами, а не более близкие родственники или партнеры, вовсе не связанные узами родства.

На чем же основаны эти наши суждения о генетическом сходстве? Конечно, на внешности — другое недавнее исследование пар, состоящих в близких отношениях, выявило, что мужчины с большей вероятностью выбирают женщин, по конституции напоминающих их матерей, а женщины точно так же выбирают партнеров, напоминающих им отца. Некоторые пары производят впечатление брата и сестры, хотя на самом деле между ними нет кровного родства. Но дело не только во внешнем виде. Оказывается, мы обладаем удивительной способностью, о которой даже сами не подозреваем, — способностью улавливать по запаху специфический молекулярный маркер, который указывает на генетическое сходство или различие.

На поверхности белых кровяных телец есть молекулы, которые позволяют иммунной системе организма распознавать «чужаков» — бактерии или вирусы. Чем многообразнее эти молекулы, тем прочнее защита от возбудителей болезней. Приказ о создании этих молекул исходит от группы генов, носящих название «главный комплекс гистосовместимости», или ГКГ.

Итак, одно из последствий связи с партнером, чей ГКГ сильно отличается от вашего, — появление потомства с более разнообразными генами ГКГ и, как следствие, с более крепким иммунитетом. Также, выбрав партнера с совершенно другим ГКГ, вы уж точно избежите близкородственного скрещивания. Изучение пар, существующих в условиях изолированных религиозных сообществ, показало, что пар со сходным ГКГ на деле гораздо меньше, чем можно было бы ожидать. И последним недостающим фрагментом мозаики, объясняющим законы любви и привлекательности, пожалуй, стал тот факт, что маркер ГКГ содержится еще и в слюне, то есть поцелуй есть не что иное, как выяснение статуса ГКГ партнера, прежде чем предпринять решительный шаг.

Население внутренней стороны локтя

Думаю, мало найдется более скучных тем для изучения, чем сгиб человеческого локтя. Эта часть тела не подвержена каким-то особым, свойственным только ей заболеваниям, редко травмируется, и никто никогда не просил сделать ему пластическую операцию на локте, чтобы тот стал еще краше. Однако группа ученых из Национального научно-исследовательского института генома человека (США) посвятили аж несколько лет доскональному изучению этой части тела, — надо думать, исследования они проводили друг на друге, потому что изучать сгиб собственного локтя довольно проблематично. В особенности их интересовали бактерии, живущие в этом труднодоступном месте и являющиеся участниками более масштабного процесса, охватывающего все человеческое тело.

Ученые обнаружили, что на внутренней стороне локтя живут шесть отдельных сообществ бактерий, которые существенно отличаются от других сообществ, обитающих всего в нескольких сантиметрах — на внутренней стороне предплечья (этими бактериями, в свою очередь, занималась совсем другая команда исследователей). Сколько бы вы ни пытались, совсем избавиться от этих бактерий вам не удастся. Даже после тщательного мытья на каждом квадратном сантиметре внутренней стороны локтя остается миллион крепко держащихся за кожу бактерий.

Эти бактерии выполняют определенную работу и не готовы от нее отказаться только потому, что мы захотели принять душ. Их задача — действовать в роли увлажнителей кожи, перерабатывая потребляемые нами жиры и выводя их через кожу. Это яркий пример того, насколько важную роль в жизни человека играют бактерии. Мы привыкли слышать о них только как о причинах заболеваний и мишени для антибиотиков, но, как подчеркивают результаты исследований Национального института генома человека, без них мы попросту не выживем.

Представление о том, сколь много функций они выполняют, возникло благодаря открытию: все бактерии, живущие на человеческом теле, в совокупности имеют в сто раз больше активных генов, чем человек. Поскольку каждый ген отвечает за какую-то биологическую функцию, а бактериям для поддержания собственной жизнедеятельности нужно совсем немного генов, остается предположить, что остальные гены связаны с задачами, которые бактерии ежедневно выполняют для нас.

Как выяснилось, на разных участках тела встречаются специализированные группы бактерий, которых нигде больше не найдешь. Внутри человеческого организма обитают семьдесят «племен» бактерий. Вы наверняка решите, что значительная их часть населяет пищеварительный тракт — ведь бактерии играют жизненно важную роль в пищеварении, однако на самом деле сообществ пищеварительных бактерий всего два. Остальные шестьдесят восемь или около того населяют другие органы и выполняют специфические биохимические задачи.

И вот вам еще пища для размышлений: в каждом из нас (внутри и снаружи) столько бактерий, что их общее число в 20 раз превышает количество клеток в нашем теле. Это не бактерии живут за счет нас, это мы живем за счет наших бактерий.

Почему ДНК похожа на схему для вязания?

Вот отрывок схемы для вязания:

18 петель, или по 6 на спицу. Набрать один ряд синими нитками, потом еще 5 целиком синих рядов, а затем по следующей схеме:

6-й ряд: 2 желтых, 3 синих, 2 желтых, 2 синих

7-й ряд: 3 желтых, 2 синих, 3 желтых, 1 синий

8-й ряд: 4 желтых, 1 синий, 4 желтых

Ряды с 9-го по 13-й набираются целиком желтыми, связка между рядами желтая. Набрать один ряд оранжевыми нитками, потом еще 5 целиком оранжевых рядов, а затем по следующей схеме:

6-й ряд: 1 зеленый, 3 оранжевых, 1 зеленый, 3 оранжевых, 1 зеленый

7-й ряд: 2 зеленых, 1 оранжевый, 3 зеленых, 1 оранжевый, 2 зеленых

Ряды с 8-го по 13-й набираются целиком зелеными, связка между рядами зеленая.

Любой, кто хоть раз брался за вязальные спицы, сталкивался с подобными инструкциями. Если правильно им следовать, моток шерсти превратится в замысловатое узорчатое трехмерное изделие. По схеме можно связать практически любой предмет одежды, мягкую игрушку, грелку для чайника или шарф, причем все схемы устроены одинаково: вяжущий должен следовать инструкциям шаг за шагом, ряд за рядом, пока у него (точнее, у нее) в руках не окажется законченный предмет.

ДНК — субстанция, содержащаяся в каждой живой клетке; это очень длинная молекула, состоящая из серии «инструкций», которые считываются из конца в конец, прямо как схема для вязания. Ниже вы видите строчку «инструкций» из молекулы ДНК. Она состоит из трехбуквенных сочетаний (триплетов), каждое из которых «притягивает» одну из маленьких молекул в нижней строчке (здесь даны сокращенные названия этих веществ латиницей). Так, триплет GCG, вытянутый вдоль спирали ДНК, притягивает молекулу аланина, GTG — лейцина и так далее. (Рассматривая строчки, вы заметите также, что аланин притягивается еще и к GCA, а лейцин — к СТА, но об этом как-нибудь в другой раз.)

GCG-CTG-GGG-ACG-GGC-GGT-GTT-GGA-GCA-GAG-CTC-TGC-AAT-TTC-TGC–CAA —

Ala-Leu-Gly-Thr-Gly-Gly-Val-Gly-Ala-Glu-Leu-Cys-Asn-Phe-Cys-Gln —

Если инструкции на одной из двух нитей ДНК выполняются по порядку, то в результате образуется последовательность крошечных молекул, называемых аминокислотами, соединенная в одно целое, как во второй из вышеприведенных строк. Эта последовательность подобна вязаной одежде, возникающей из клубков шерсти, если вяжущий точно следует схеме. Объект, описываемый ДНК, становится одним из трехмерных компонентов, участвующих в процессах жизнедеятельности организма, — гормоном, антителом, ферментом или одной из миллионов других молекул, на которые возложена функция каждодневного поддержания жизни.

Как и в случае со схемой для вязания, при одном взгляде на последовательность аминокислот неясно, что получится, если точно следовать инструкциям. Чтобы это узнать, требуется выполнить все указания. На деле, конечно, все обстоит несколько сложнее, чем может показаться из моих объяснений. Информация, заложенная в ДНК, позволяет образовать очень длинную молекулу, именуемую белком и состоящую из цепочки соединенных аминокислот. В зависимости от схемы ДНК, лежащей в его основе, этот белок приобретает ту или иную трехмерную форму, — но как именно это происходит, для ученых по-прежнему остается загадкой. Продолжая аналогию с вязанием, это как если бы при работе спиц петли образовывали длинную шерстяную нить, которая по собственной воле прямо у вас на глазах превращалась бы в пару перчаток, шапку с помпоном, разноцветный шарф или даже в младенца.