Предыстория человеческого парадокса

Строительные материалы

Мы познакомились с удивительными асимметриями человеческого мозга. Их открытие вызвало среди врачей и биологов настоящую сенсацию, но не поколебало широко распространенного мнения, что Земля – царство симметрии. Даже в наши дни среди биологов широко бытует представление, что принципы биологической симметрии распространяются на все многообразие свойств живых организмов, а случаи асимметрии являются исключением из этого правила и, как все исключения, лишь подчеркивают его действенность.

Вернемся к началу нашего повествования и попробуем самостоятельно решить вопрос, является ли исключительным или закономерным явлением асимметрия в развитии живых организмов. Если при рассмотрении этого вопроса спуститься на молекулярный уровень организации живой материи, посмотреть, из каких кирпичиков строят живые организмы органы и клетки своего тела, какие вещества продуцируют сами, то мы окажемся в царстве асимметрии.

Многие органические вещества могут быть образованы молекулами-близнецами, похожими друг на друга, как любой предмет на свое отражение в зеркале, как правая и левая перчатки. Если бы симметрия была насущной потребностью живых организмов, они, очевидно, создавали бы любые вещества из равного числа обоих типов асимметричных молекул. Однако живая материя безапелляционно игнорирует эту возможность и использует для собственной жизнедеятельности только один их тип.

Молекулы, имеющие одинаковый химический состав, но отличающиеся по форме, называют изомерами. Растворы изомеров обладают способностью отклонять проходящие сквозь них световые лучи, поэтому их называют оптическими. Одни отклоняют световой луч влево и называются левыми, при прохождении сквозь растворы других изомеров луч света отклоняется вправо, и изомеры называются правыми.

Все вещества, участвующие в построении нашего тела, белки, углеводы и жиры, а также биологически активные вещества – ферменты, гормоны, витамины, медиаторы имеют асимметричное строение, и живые организмы используют лишь один определенный изомер. Молекулы белков построены из левых аминокислот, а все животные сахара состоят лишь из правых молекул.

Зеркальные изомеры гормонов, витаминов, ферментов теряют свою активность и становятся для организма бесполезными, а иногда даже и вредными. Например, при добавлении к пище 1-фенилаланина развивается нарушение психики. Использование d-фенилаланина не оказывает на организм человека ощутимого воздействия. Со специфичностью биологических реакций на оптические изомеры связана эффективность действия некоторых антибиотиков на бактериальные клетки. Впрочем, известны микроорганизмы и даже более развитые живые существа, у которых ни один из изомеров не отбраковывается как ненужный, но предварительно направленно перестраивается. Только тогда он может быть использован по назначению.

Психология bookap

Известно совсем немного случаев, когда оба изомера используются без переделок. Некоторые микроорганизмы вырабатывают одновременно право- и левовращающий аланин. Однако каждый изомер используется ими для строго определенных целей, и никакой путаницы в его применении не происходит.

Закон об асимметричности живой материи настолько незыблем, что позволил решить вопрос о происхождении внеземных аминокислот метеоритов. Из двух больших небесных камней, упавших на землю, удалось извлечь свыше 30 аминокислот. Каждая была представлена равным количеством обоих видов молекул. Следовательно, они возникли не биологическим путем. Впрочем, это доказательство не абсолютно. Оптически активные изомеры при длительном хранении могут менять свою конфигурацию и в конце концов окажутся в одинаковых количествах. Однако этот процесс требует очень много времени. Для свободных аминокислот из костей динозавров и даже более древних животных он еще не закончился. А в аминокислотах, входящих в состав белков, такие превращения идут еще медленнее.