Сборник - Фантастика, 1984 год
Именно днем или при освещении происходит освобождение серотонина из депо. На суточные колебания серотонина в эпифизе оказывают влияние также стрессовые воздействия, но наибольшая роль в регуляции его уровня все же принадлежит световому периодизму.
Таким образом, центральные звенья временной структуры позвоночных - нервная и эндрокринная системы. Они основа биологических часов организма в целом. Благодаря нейроэндокринным воздействиям осуществляется модификация и интеграция клеточных ритмов и тем самым обеспечивается их взаимодействие, целостное функционирование организма, его адаптация к изменяющимся условиям внешней среды. Суточный ритм является основной временной единицей' работы живою организма. Ритмикой определенных гормональных изменений можно объяснить также околомесячные - лунные и сезонные циклы.
При этом временные и пространственные стороны жизни настолько взаимосвязаны, что разделить их в биоритмологии не удается, и мы только условно говорим о временной динамике, подразумевая, что развитие процесса одновременно совершается и в пространстве. Как периодические волны моря оставляют на зыбком песке свой четкий след, так и на раковинах моллюска навсегда запечатляются резкие полосы - следствие его жизненных циклов.
Годичные кольца встречаются на деревьях, рогах животных, скелетах карбонатных водорослей и даже на чешуе рыб.
А на некоторых ископаемых объектах обнаруживаются не только годовые, но даже и суточные циклы. Так, на морщинистом. известковом покрове - эпитеке кораллов можно найти и просчитать своеобразные гребни или “струйки”, число которых точно соответствует числу дней в году. Это позволило с величайшей точностью установить, что в кембрийском периоде год содержал не 365, как сейчас, а более 400 дней, в девонском он был равен 396, в каменноугольном и пермском 393-385, в юрском - 377 дней. Рассчитано, что длительность суток в девонскую эпоху была около 21 часа, а затем из-за замедления движения Земли (в основном лунным влиянием) достигла сегодняшней продолжительности в 24 часа.
Как видим, за природными сдвигами зорко следят живые организмы, сообразуя с ними свою ритмику - как многолетнюю, так и суточную. Очевидно, это и привело в процессе эволюции к выработке соответствующей цикличности биологических процессов.
Но каковы же глубинные механизмы образования ритмов биосферы? Оказалось, что у животных, растений и одноклеточных организмов существует весьма совершенный способ измерения времени, основанный на циклическом течении жизненных процессов. Причем в основе измерения времени лежат не одиночные импульсные “подсказки” со стороны внешних факторов (хотя и это влияет на ход биологических часов), а цепные процессы. Центральным звеном в этих процессах является упорядоченность химических реакций. Предполагается, что солнечный свет - смена дня и ночи - способствовал эволюции биоритмов за счет фотосинтетических, фотохимических' процессов. Такую же роль могли играть и морские приливы-отливы.
Вероятно, возникновение жизни было бы невозможно без формирования в простейших биологических системах колебательных химических и других процессов с их упорядоченностью времени. Биоритмы разной периодичности способствуют регуляции функций организма. Их наличие создает возможности приспособления к множеству циклических изменений во внешней среде, то есть позволяет организму легче адаптироваться к среде. Химический механизм может быть наиболее вероятной основой организации чувства времени, то есть речь идет не о физическом, как мы привыкли считать, глядя на маятник часов, а о химическом метрономе.
Какие же конкретные химические процессы обеспечивают ход наших внутренних часов?
За тысячелетия цивилизации человечество изобрело множе;, ство счетчиков времени. Сегодня в службе времени предпочтение отдается атомным часам, которые отстает не более чем на одну секунду за три тысячи лет. Это время продиктовано молекулами и атомами. То есть ритм движения времени в природе связан с самой основой существования материи - атомом. А нет ли чего подобного и в основе биологических часов?
Оказывается, еще в IX веке существовали хронометры, которые состояли из двух спирально перевитых кусков каната, пропитанных пчелиным воском и свечным салом. Эти куски горели с постоянной скоростью, так что на сжигание определенной их части уходило практически одно и то же время. Соответствующая разметка позволяла довольно точно различить отрезки времени в 20 минут.
Чарлз Эре из Аргонской ляборатории при Комиссии по атомной энергии США сопоставил в 1967 году эти часы с моделью ДНК, имеющей подобную же двойную спираль. Как известно, структура нуклеиновых кислот - носителей наследственных признаков - была открыта Д. Уотсоном и Ф. Криком в 1952-1953 годах, за что они совместно с М. Уилкинсом были удостоены Нобелевской премии по медицине в 1962 году.
Давайте вспомним кратко строение нуклеиновых кислот.
ДНК представляет собой две закрученные в виде спирали нити, построенные из множества нуклеотидов. Прообразом ДНК может служить винтовая лестница, где “перилами” будут элементы ортофосфорной кислоты и углеводов, а соединения из органических оснований служат “ступеньками”. РНК построена более просто - в виде одинарно закрученной полинуклеотидной спирали, которая, однако, способна “вкрапливать” небольшие участки двойной спирали - как бы отдельные пролеты лестницы.
Отличительной особенностью ДНК является способность к самовоспроизведению и сохранению генетической информации.
Процесс репродукции сводится к разрушению водородных связей между основаниями двух закрученных нитей, в результате чего освобождается энергия для присоединения других подобных оснований. В-этом процессе немаловажную роль играет физико-химическое состояние среды, равновесие ионной структуры клетки. Атомная решетка нуклеиновых кислот способна выбирать и ориентировать в пространстве находящиеся вокруг нее “заготовки”. В результате при разделе нитей ДНК на две части каждая из них формирует новый цельный экземпляр, абсолютно идентичный исходной ДНК.
Но не будем вникать дальше в этот интимный акт зачатия новых ДНК. Отметим лишь свойства, с помощью которых потомство получает необходимую наследственную информацию.
Вот эта статья написана с использованием тридцати двух букв русского алфавита и нескольких знаков препинания.
Но тот же смысл можно изложить и азбукой Морзе, построенной всего из сочетаний двух знаков - точки и тире. Внешне текст будет выглядеть несколько однообразнее, но сохранит все оттенки авторской мысли и даже недостатки его стиля. Зато какая экономия шрифта! А если еще слова заменить символами, подобно тому, как мы сокращаем длинное слово “дезоксирибонуклеиновая кислота” на краткое “ДНК”, то тогда вся эта книга уместилась бы на нескольких страницах. И наконец, очень трудно даже самыми подробными и точными выражениями описать внешний вид ДНК, а вот если приложить схему или маленькую фотокопию, то можно мгновенно представить ее характерные черты. И все это только с помощью одного символаобраза.
