Помоги проекту - поделись книгой:
Однако до недавнего времени о движении молекул непосредственно «над» барьером не было известно почти ничего. Равно и о том, что представляет собой молекула в процессе такого перехода.
Правда, известный норвежский исследователь Сванте Аррениус (лауреат Нобелевской премии по химии 1903 года), в свою очередь вдохновленный идеями голландца Вант-Гоффа, удостоенного первой в истории Нобелевской премии по химии в 1901 году, предложил простую формулу, где выражена зависимость скорости химической реакции от температуры. Формула была справедлива для макроскопических систем из множества молекул и длительных промежутков времени.
На смену этим феноменологическим представлениям в 1930-е годы пришла первая микроскопическая теория химических реакций.
Американцы Г.Эйринг и М.Полани сформулировали ее для отдельных молекул.
Исследователи в ту пору не могли и мечтать о том, чтобы провести эксперименты за столь ничтожные промежутки времени. И вот спустя полвека Зевайл все-таки провел их. В конце 1980-х годов ему удалось с помощью сверхбыстрой съемочной камеры получить снимки молекул в процессе химических реакций и зарегистрировать их изображения непосредственно в переходных состояниях.
Бог или природа придумали свой конструктор «Лего»
Многие миллионы долларов вложены в расшифровку человеческого генома. Закончив ее, полагают исследователи, мы будем знать о природе человека практически все. Однако проблема оказалась не такой уж простой, как предполагалось поначалу. Работы ведутся уже добрый десяток лет, а сделана едва ли треть.
Но из теории военного искусства известно: если атака в лоб не удается, надо идти в обход. Вот и многие молекулярные биологи ныне считают, что для скорейшего достижения генеральной цели следует сначала изучать более простые организмы — такие, как бактерии, черви, плодовые мушки — дрозофилы. И первые успехи уже сделаны: международному коллективу молекулярных биологов удалось расшифровать ген фруктовой мушки.
Исследователи обнаружили, что природа предусмотрела существование нескольких поразительных механизмов, которые практически идентичны во всем живом царстве, начиная с червей и кончая человеком.
Группа исследователей во главе с доктором Леоном Эвери (Юго-Западный медицинский центр, г. Даллас, США), занимаясь изучением генетических мутаций крохотного прозрачного червячка нематоды, обнаружила, что перестройка гена
Казалось бы, какое нам дело до обеденных проблем какой-то нематоды? Однако дальнейшие исследования показали, что сам механизм расслабления и сокращения мышц глотки червяка имеет точно такую же схему, что и… у сердечных мышц человека! Стало быть, разобравшись с проблемами червяка, исследователи смогут решить и некоторые проблемы сердечной недостаточности.
Еще одним из механизмов, которые действуют аналогично у разных живых существ — жизненно важная система сигнализации, благодаря которой биологические клетки отвечают на сигналы, управляющие ими. Система передачи информации, как оказалось, работает одинаковым образом, определяя и вырабатывая основные биологические функции как в организмах червей, так и у людей.
При этом выяснилось, что молекулы, отвечающие за прием сигналов, могут при сбое выдавать команду на неуправляемый рост клеток, иными словами, способствовать развитию онкологических заболеваний.
— Удивительно, до чего же на самом деле просты те «элементарные кирпичики», из которых строится живой организм, — говорит доктор Джералд Рубин, молекулярный генетик из Университета штата Калифорния в Беркли. — Хоть и очевидно, что человеческое существо значительно сложнее червя или мушки-дрозофилы, но основа везде та же самая.
Это похоже на детский конструктор «Лего» — чем больше у вас элементарных фрагментов, тем более сложную конструкцию вы сможете построить…
Биологам сегодня удалось воссоздать из ряда отдельных и разрозненных фрагментов цельную картину клеточной взаимосвязи.
Главным объектом сигнальной системы, которая, по существу, одинакова для всех изученных организмов, является белок-рецептор, замурованный в стенку клеточной мембраны. Одним концом он выходит наружу, другой находится внутри клетки. Когда внешний сегмент белка получает соответствующий химический сигнал, это служит началом каскада процессов, кульминацией которых становится переключение клетки на тот или иной путь развития.
Доктор Рубин также отметил, что сигнализирующие системы приоткрыли некоторые секреты эволюции.
«Основные элементарные кирпичики всех живых организмов уже были на Земле 500 миллионов лет назад, когда пути развития мушек, червей и будущих гомо сапиенс разошлись. Но типы переключателей и типы «проводки» остались те же самые», — заключил он.
Исследователи были немало удивлены тем фактом, что сигнальные системы сохранились практически неизменными в ходе эволюции. Генетический код оставался прежним все время, сохранялись и фундаментальные биохимические процессы вроде синтеза белка. Однако большинство из нас считало, что по мере перехода к более сложным процессам различия между биологическими видами должны возрастать.
Теперь становится ясным, что наблюдения, оказавшиеся верными для червей и плодовых мушек-дрозофил, по-видимому, дадут верные результаты и для изучения человека. А черви и дрозофилы идеально подходят для экспериментов, поскольку позволяют достаточно легко идентифицировать те или иные гены, специфические способы их функционирования.
Наши соотечественники, ученые Института химической физики Российской академии наук, экспериментируя с мушками-дрозофилами, недавно обнаружили еще одно новое явление в биологии — аритмическую пульсацию количественных признаков жизнеспособности. И теперь мы можем лучше представлять себе механизм старения любых живых организмов, включая человека, знать, как именно влияют на него такие воздействия, как, например, ионизирующая радиация.
Генетик Алексей Акифьев, геронтолог Людмила Обухова и биофизик Дмитрий Измайлов заинтересовались плодовыми мушками — дрозофилами прежде всего потому, что жизнь их коротка: не более трех месяцев. И два года опытов дают возможность проследить за целой исторической эпохой в жизни мушиного «царства».
Для сравнения: аналогичная работа с мышами заняла бы не меньше 10–12 лет, а наблюдения за людьми потребовали бы от двух до трех столетий!
В природной обстановке невозможно исключить множество случайных факторов, каждый из которых по-своему влияет на скорость старения: гены чувствительны к повреждающим их воздействиям.
Однако принято было считать, что средняя для популяции продолжительность жизни практически постоянна и определяется лишь генетической программой.
Так вот ученые установили и доказали: колебания и средней продолжительности жизни, и плодовитости подчиняются какому-то ритму. Пока его природа совершенно не ясна, возможно, он имеет космическое происхождение…
Одно понятно: от поколения к поколению изменяется не генетическая программа старения, а скорость ее осуществления. Вымирание обусловлено ускорением старения, более быстрым бегом жизни.
Проявления загадочного фактора колебания своего рода жизненности сопоставили с воздействием на дрозофил ионизирующей радиации. Оказалось, чтобы в два-три раза уменьшить среднюю продолжительность их жизни, нужна огромная доза облучения — 50 — 100 килорад. Эта доза поражает все компоненты клеток.
Облучение малой дозой (порядка 2 тысяч рад) не отразилось на жизненности взрослых особей, хотя оказалось губительным для большинства эмбрионов. Выжила из них примерно четверть. По общепринятым представлениям последствия облучения должны были бы проявиться в дальнейшем через мутации в первых поколениях. Потом постепенно все должно было бы вернуться к норме. Однако результаты опытов оказались совершенно неожиданными.
Средняя продолжительность жизни первых четырех поколений облученных дрозофил практически не отличалась от продолжительности жизни контрольных насекомых. Но у пятого поколения показатель внезапно упал на 25–40 процентов. Произошла «популяционная катастрофа», неизбежно ведущая к вымиранию.
Таким оказался запоздалый эффект радиационного поражения, испытанного далекими предками вроде бы вполне благополучных дрозофил. И не обязательно в пятом поколении, в любом другом может отозваться «эхо» облучения, записанного в памяти ДНК.
Так что Чернобыль может еще не раз «аукнуться». Потомкам придется расплачиваться за ошибки их далеких предков. И цена расплаты, возможно, будет весьма жестокой, люди станут стареть где-то лет в 25–30.
Ныне врачи изредка встречаются с такой болезнью, называемой синдромом Вернера. Но до сих пор никто не знал, в чем ее причина. Теперь, похоже, механизм ускоренного старения постепенно начинает проясняться. И лечить эту необычную болезнь опять-таки придется на генетическом уровне, исправляя дефекты пораженных генов, заменяя бракованные «кирпичики» другими, качественными.
Исследователи пока учатся сверхтонкому искусству манипулирования отдельными генами и молекулами. И червячки, дрозофилы еще послужат благодарным генетикам в качестве отважных испытателей.
ОКНО В НЕВЕДОМОЕ
А зачем кран в лесу?
Билл Денисон и его коллеги из Орегонского государственного университета (США) решили использовать строительную технику в совершенно ином качестве. Посреди девственного леса они смонтировали кран 250-футовой (около 80 м) высоты с вылетом стрелы до 280 футов. На крюк закрепили специальную люльку, и таким образом биологи получили возможность наблюдать деревья не только снизу, но и сверху.
Новая точка зрения, в свою очередь, позволила ученым изучить особенности расположения ветвей на верхних «этажах» кроны того или иного дерева, выяснить, не больно ли оно, а также собрать богатый урожай семян от самых элитных представителей растительного царства.
Наибольшее внимание исследователи уделили гигантским секвойям — древнейшей породе деревьев, отдельные представители которых могут жить 2000 лет и более.
«Мы остались очень довольны нашим экспериментом, — поделился Билл Денисон. — За несколько дней с помощью современной техники мы смогли собрать столько экспериментальных данных для дальнейшего изучения, сколько раньше удавалось набрать лишь после нескольких месяцев, а то и лет тяжелой, да и опасной работы. Ведь всегда есть шанс упасть с дерева и разбиться, когда под тобой обломится сук…»
СЕНСАЦИИ НАШИХ ДНЕЙ
«Кипятильник атмосферы». Способен ли он «снести крышу мироздания»?
Американские военные вознамерились разогреть ионосферу, целенаправленно облучая ее огромными порциями энергии. Это отнюдь не безобидный исследовательский проект, потому критики и бьют тревогу: в ходе таких испытаний земной ионосфере будет нанесен огромный урон.
Окраина Аляски, медвежий угол, глухомань. Сплошной стеной стоят суковатые ели. В зарослях время от времени мелькают птицы, не видны следы зверей…
Идиллию портят лишь колючая проволока и огромные антенны, выстроившиеся за этой оградой. Их здесь 48. Впрочем, если вдуматься, и в этих антеннах нет ничего удивительного: мало ли где в наше время не возводили разные «ретрансляционные станции»…
На самом деле здесь, в двенадцати милях к северу от городка Гакона, готовятся к проведению в высшей степени спорного и опасного проекта. Исследователи ВВС и ВМС США разрабатывают оружие, способное «снести крышу мироздания» — атмосферный щит, укрывающий нашу планету.
Это супероружие создавалось Пентагоном — министерством обороны США — в обстановке строжайшей секретности. Завеса тайны держалась достаточно долго — вплоть до 1994 года, когда журналист Ник Бегич случайно наткнулся на заметку о готовящемся эксперименте в австралийском журнале «Nexus».
Проект назван HAARP (сокращенно от «
Исследователи намерены с помощью антенн генерировать остросфокусированные радиоволны. Их пучок будет направлен в сторону ионосферы — верхнего слоя атмосферы, лежащего в 60 — 1000 километрах над Землей. В этом очень разреженном слое воздуха снуют ионы — молекулы и атомы, потерявшие или присоединившие к себе электроны, то бишь имеющие электрический заряд. Вот почему эту воздушную «сферу» называют ионосферой.
Во время солнечных вспышек в сторону Земли устремляются целые потоки заряженных частиц. Ионы поглощают это смертоносное излучение. Атмосферный щит, образованный ими, остается для нас обычно невидим. Лишь иногда он выдает себя сполохами полярного сияния. Они вспыхивают всякий раз, когда частицы, истекающие с поверхности Солнца, сталкиваются с ионосферой.
Однако эта воздушная оболочка не только фильтрует космическое излучение, но еще и отражает сигналы в коротко-, длинно- и средневолновом диапазонах. Постоянно отражаясь, эти сигналы снуют между поверхностью Земли и ионосферой и в конце концов достигают приемных антенн. Разумеется, ионосферный слой подвержен изменениям, вот почему качество приема радиосигналов иногда ухудшается.
Прочитав статью о проекте HAARP, журналист Ник Бегич встревожился. Его ужаснуло, что ученые, задумавшие сей «небокрушительный» эксперимент, решили на свой страх и риск, не оповещая общественность, вторгнуться в ту часть атмосферы, которая защищает все живое на нашей планете от смертоносного космического излучения.
Бегич постарался подробнее разузнать об этих таинственных исследованиях. Результаты своих розысков он вместе с Джин Меннинг опубликовал в книге «Дыры в атмосфере», которая стала мировым бестселлером. Вывод, сделанный авторами, таков: «Наше расследование показало, что технология HAARP представляет собой совершенно новую категорию оружия. Это — универсальный военный инструмент, способный вызвать непреходящие изменения во всем нашем мире».
Комплекс соединенных вместе трансляционных мачт, по словам Бегича, представляет собой «сверхмощную лучевую пушку, с помощью которой верхние слои атмосферы можно довести буквально до кипения». В ионосфере будут «выжжены огромные дыры», сквозь которые на Землю ринется вредное космическое излучение. Это может привести к непоправимым повреждениям ДНК живых организмов. Искусственно вызванные «помехи» могут «породить цепную реакцию». Последствия будут катастрофическими: наводнения, засухи, землетрясения.
Воистину сценарий, достойный фильма ужасов! Исполнителем главной роли в сем триллере станет так называемый «ионосферный нагреватель», оснащенный многочисленными антеннами, или, говоря профессиональным языком, «IRI
«Взбаламутив» ионосферу, волны вернутся на Землю. Это будут сверхдлинные волны в диапазоне частот от 0,001 до 40 кГц. Они способны проникать в почву, воду и…
Собственно говоря, подобный ионосферный «кипятильник» вовсе не новое изобретение. Так, близ норвежского города Тромсе такая установка действует вот уже не одно десятилетие, посылая радиоволны в ионосферу, и, как видите, ничего страшного пока не случилось. Немецкие физики из Общества им. Макса Планка тоже соорудили подобный передатчик в исследовательских целях. Новым в проекте HAARP являются его масштабы. К 2002 году будет сооружен самый крупный в истории человечества ионосферный нагреватель. По официальным данным, излучаемая им мощность составит 3,6 миллиона ватт. Активист экологического движения Бегич утверждает, что у военных есть план «взвинтить» мощность этой установки до десяти миллиардов ватт. В таком случае ежечасно в атмосферу будет излучаться такое же количество энергии, как и при взрыве атомной бомбы в Хиросиме.
Вдобавок HAARP будет, очевидно, единственной в мире установкой, излучающей остросфокусированные высокочастотные лучи. Это значит, что небесный «кипятильник» способен направить луч строго в определенную точку ионосферы. Все другие агрегаты такого рода теряют слишком много энергии. Они «распыляют» ее; расходуя на обогрев обширных участков ионосферы.
Вывод таков: «Установка HAARP, словно громадный газовый резак, способна разогревать, а затем и вырезать целые куски ионосферы, которые впоследствии можно приподнять», — пишет Ульрих Хеерд в своей книге «Проект HAARP».
Поделиться книгой: