Почему идет снег?
Вы оглядываетесь вокруг… Что из того, что вы видите, относится к деятельности живых существ? Нет, нет, я не делаю это в вагоне метро с журналом в руках или в офисе на экране. В такой среде почти вся окружающая нас среда связана с последствиями нашей деятельности и в конечном итоге является частью жизни на Земле. Представьте, что вы находитесь в сельской местности. Что вы видите?
В вашем поле зрения много разных существ: птицы в небе, насекомые в листьях, коровы на лугах.
Зелень и сами деревья также являются живыми существами. Но остальные являются частью неживой природы, которая существует без тканей, верно?
Это не так. Большая часть рельефа нашей планеты сформирована жизнью. Ровные «контуры» земной поверхности — результат накопления почвы, которое является результатом деятельности всех живых организмов — растений, бактерий, грибов и животных. Без их деятельности земля была бы покрыта остатками твердых пород и большими низменными участками от эрозии и продуктов резервации. Практически невозможно найти участок поверхности под нашими ногами, который не был бы преобразован живыми организмами, а небо над нами — само по себе? А что мы видим над собой? Голубое небо, желтое солнце, белые облака … Кислородная революция сделала небо голубым — накопление избыточного кислорода в атмосфере фотосинтезирующими организмами. Кислород делает синюю часть спектра более сильно рассеянной. Синяя часть спектра извлекается и рассеивается из солнечного света. Это то, что приходит к нам, и оно приходит к нам с неба со всех сторон. Прямой свет, из которого удалена большая часть синей составляющей, на закате становится желтым и красным, поскольку лучи проходят через расстояние, проходящее через наклонную атмосферу. А до кислородной революции небо над нашей планетой было коричневым, а солнце — голубым …
А облака? Белый (и серый, и мористый, когда слишком толстый) в любом случае. Но их биология также влияет на них.
Джеймс Лавлок, создатель теории Геи, который когда-то рассматривал планеты как целостную, намеренно созданную систему, был поражен этим фактом. В ответ на повышение температуры и избыток ультрафиолетового излучения гибкие водоросли выделяют выделения, которые переходят из воды в воздух и способствуют конденсации облачного пара. Увеличение почечного покрова улучшает условия жизни фитопланктона. А на суше ничто так не влияет на испарение воды, как растительность. Листья больших деревьев выделяют в воздух большое количество воды в виде годового водяного пара. Поэтому образование облаков может регулироваться, в определенной степени, живыми организмами.
А осадки?
Специалисты Университета штата Луизиана взяли свежий снег из разных уголков Земли, растопили его, а затем поместили в воду примеси, чтобы определить, какие из них могут выступать в качестве центров кристаллизации.
Большинство (69-100%) этих центров кристаллизации имели биологическое происхождение, даже в образцах снега, собранных в относительно еще не родившейся Антарктике.
Бактерии, грибки и водоросли, таким образом, оказывают большое влияние на атмосферные воздушные потоки, влияющие на климатические процессы. Их перемещения носят глобальный характер, но в значительной степени остаются неизученными. Без них больше водяного пара задерживалось бы в атмосфере, а снег мог бы падать дальше, чем сейчас, в океан. Мы не знаем точно, как живые организмы контролируют формирование и разрушение облаков над головой, но уже понимаем, что они оказывают значительное влияние на эти процессы.
Говорят, что предстоящая зима будет холоднее … Интересно: снег или нет?
Кальций.
Разве не следовало есть мел, когда вы учились в школе или не видели, как это делают другие? И почему студенты должны жевать толченые бруски босиком? Очевидно, что соли кальция необходимы для создания быстрых скелетов. Действительно ли дети знают, что им необходим кальций и что его много в меле? Сомнительно. Выявили ли дети взаимосвязь между помещением мела в рот и ослаблением дефицита кальция? Также маловероятно.
Мел едят не только студенты. Годовалый ребенок, только что ввалившийся в квартиру, с радостью сдирает обои со стен и слизывает известь со спины.
В этом случае должен существовать механизм оценки количества кальция в пище.
То, что мы любим сладкое, не случайно. Наш организм предпочитает пищу, содержащую растворимые углеводы, которые легко усваиваются, и рецепторы для этих соединений есть во вкусной щелочи. Это рецепторы сладкого вкуса.
Из них получается сахар. Если мел, который не является ни сладким, ни кислым, ни соленым, ни горьким, приятен на вкус, существует несколько механизмов оценки содержания кальция в этом веществе.
Такие рассуждения могут лечь в основу открытий, о которых мы говорим, основанных на попытках понять поведение человека в целом. Однако современный человек считает, что молекулярно-биологические данные более интересны для науки, и поэтому склонен игнорировать повседневные наблюдения и опыт.
Исследователи из Химического центра Монелла для изучения описанной проблемы обнаружили у крыс два гена (CASR и TAS1R3), участвующих в восприятии вкуса кальция.
Подобные гены известны у человека, поэтому у ученых теперь есть все основания подозревать существование рецепторов кальциевого аромата.
Возможно, мы даже сможем использовать их для понимания жесткости воды в определенных пределах.
В «начальной школе» сладкий, кислый, соленый и горький вкусы уже добавляют «белок» и «кальций». Вы когда-нибудь слышали о том, как дикие млекопитающие (и домашние собаки) выбирают лекарственные травы, необходимые им для лечения конкретных недугов? Возможно, это могут сделать люди, которые не засорили свою чувствительность рецепторов вкуса и запаха пищевыми добавками, горячей и острой пищей, табаком и алкоголем. Если это так, то, возможно, скоро к уже известному числу вкусных телят добавятся новые дегустационные телята.
Важные эволюционные скачки
Рассматривая обширное древо эволюции животных, можно обнаружить некоторые основные эволюционные приобретения. По-настоящему многоклеточные (или, точнее, многоклеточные) организмы могут развиваться по определенному структурному плану, если существует механизм, контролирующий это развитие. Детали этого механизма — это гены, функция (формула) которых вызывает образование определенной структуры. Наибольшего эволюционного успеха достигли трехслойные животные, у которых в процессе индивидуального роста три примордия разделяются на три стеблевых листа, образуя различные ткани тела. Чтобы успешно двигаться в одном направлении, нашим предкам пришлось стать билатерально (двусторонне) симметричными, распределяя функции между передним и задним концами тела и между вентральной и дорсальной сторонами тела. Первые два симметричных трехслойных организма напоминали современных свободноживущих празисконов.
Поверните лист кувшинки где-нибудь в озере или реке, отогните листья побега, и вы обнаружите маленьких никкетов или темных насекомых, разбросанных по поверхности листа. Таков план. Их кишечник внутри полупрозрачный, с одним ртом, открывающимся внутрь и наружу. На побережье можно встретить платформы без кишок — конволюты. Клетки в средней части тела действуют как анальное отверстие, принимая пищу изо рта, переваривая ее и возвращая остатки в рот. Когда-то давно (около 600 миллионов лет назад) мы были очень похожи на них. И одним из самых важных приобретений стало появление ануса. Пища, проходящая по определенным путям от рта до ануса, может по-разному обрабатываться различными частями пищеварительной системы. Шланги более эффективны, чем мешковина.
Как возникло анальное отверстие? Есть две основные возможности. Первый: отверстие, выходящее во внешнюю среду из части кишечника. И рот, и анус появляются в период внутриутробного развития. Кстати, рот и анус изменили свое положение в ходе нашей эволюции. Что касается направления главной оси развивающегося зародыша, то передний конец (голова) соответствует заднему концу тела насекомого, а вентральная сторона — его заднему концу. Второй возможный путь возникновения ануса — это двухступенчатое разделение ротового отверстия на два входа и два выхода. Кишечник приобрел форму петли вместо формы мешка, а рот и анус были «разнесены» по разным концам тела. Сторонники мнения о том, что эволюция идет небольшими шагами, склоняются ко второй версии.
Биологи из Гавайского университета опубликовали статью в журнале Nature, в которой они утверждают, что первую версию анала можно рассматривать как «маленький шаг», при этом первая версия является «маленьким шагом». Речь идет о сравнении генов, контролирующих развитие пищеварительной системы на уровне червя в кишечнике Convolutriloba Longifisura и у различных продвинутых групп животных. Авторы утверждают, что те же гены контролируют рост рта у этих примитивных животных, у которых отсутствует анус и его прогрессивное потомство. Таким образом, анус не произошел от рта, а появился независимо в разных эволюционных рядах в животном царстве!
Ситуация не так проста, как кажется. Некоторые специалисты считают перестройку механизмов контроля развития причиной эволюционных изменений, другие — следствием. Схожи ли механизмы формирования рта у нас и у платформы? Вопрос, пожалуй, остается открытым. И даже тем, кто так же необычен, как и огражденный платформой, не стоит смотреть надменно на нашего родителя-родственника.
В. Сабанов. Почему идет снег? // Москва, Компьютерра. 2008.-№ 33 (749) Д. Шабанов. кальций // Москва, Компьютерра. 2008. -№ 34 (750) Д. Шабанов. самый важный эволюционный скачок // Компьютерра, Москва. 2008.- № 36 (752)
