Открытия и гипотезы, 2015 №02 - [19]
* * *
Группа инженеров под руководством Штефани Мюэллер из Института Хассо Платнера сконструировала аппарат, который пересылает через интернет физические объекты (вернее информацию о них). Небольшие предметы (например, фигурки из пластмассы) машина нарезает на слои, сканируя каждый из них. Получившаяся компьютерная модель шифруется и передаётся в виде файла через интернет — на другую машину, которая печатает фигурку на 3D-принтере. Вся эта сложная работа скрыта от пользователя, которому нужно лишь положить объект в аппарат отправления, указать адрес получения и нажать кнопку «переместить». Таким образом близкие люди, находясь в разлуке, могут делать подарки друг для друга.
Однако пока есть ряд ограничений, из-за которых изобретение еще не может быть использовано в быту. Так, пересылаемый объект должен быть обязательно чёрного цвета, чтобы создать необходимый для сканера контраст. Самые мелкие детали при сканировании и пересылке «теряются», и «копия» получается уже не идентичной оригиналу. Но авторы обещают, что каждая новая модель будет точнее предыдущей и работать всё в большем разрешении.
НЕИЗВЕСТНОЕ ОБ ИЗВЕСТНОМ
Первый вопрос
Первый вопрос, который задает любой о новорожденном ребенке: «Мальчик или девочка?»
Если вы поинтересуетесь, когда именно определяется пол ребенка, то ответ может вас сильно удивить.
Все животные, кроме простейших, производят специальные клетки, которые при благоприятных обстоятельствах имеют способы развиваться в новые индивидуумы. Такие клетки, произведенные животными женского пола, известны как яйцеклетки. Яйцеклетку часто называют латинским словом ovum, что и означает «яйцо». Куриное яйцо — яйцеклетка, с которой мы все хорошо знакомы. На этом примере вы сразу можете увидеть, как сильно яйцеклетка отличается от других клеток. Посмотрите на куриное яйцо и вспомните, что это всего лишь единственная отдельная клетка. А теперь сравните его с клетками, которые настолько малы, что их можно увидеть только в микроскоп.
На самом деле, живым является только микроскопическое пятнышко на поверхности желтка яйца. Все остальное — просто запас продовольствия. Цыпленку потребуется три недели, чтобы вырасти из этого микроскопического пятнышка в маленькое существо, заполнившее собой скорлупу. Для этого яйцо должно содержать все калории, витамины и минералы, в которых цыпленок будет нуждаться в течение этих трех недель.
У людей (как и у других млекопитающих) ситуация несколько отлична. Яйцеклетка развивается внутри материнского тела. Вскоре после того, как оплодотворенная яйцеклетка начинает расти, формируется орган, известный под названием плацента. В плаценте кровеносные сосуды развивающегося ребенка очень близко подходят к кровеносным сосудам матери. Питательные вещества, витамины, кислород — в общем, все необходимое для поддержания жизни — попадают из крови матери в кровь ребенка.
Именно таким способом мать кормит ребенка. (Обратите внимание на то, что кровеносные сосуды матери и ребенка не соединяются. Никакого смешивания крови не происходит!)
Так как именно мать питает развивающийся плод, нет никакой потребности в том, чтобы человеческая яйцеклетка содержала много питательных веществ. Поэтому она намного меньше куриного яйца. Фактически размер человеческой яйцеклетки — всего лишь 0,13 мм в диаметре. Но даже и в этом случае это всё еще самая крупная клетка во всем человеческом теле.
Самцы также производят специальные клетки, которые вносят вклад в развитие новых индивидуумов. Их называют сперматозоидами. Они намного меньше, чем яйцеклетки. 600 или несколько больше сперматозоидов весят столько же, сколько единственная яйцеклетка.
Человеческий сперматозоид — очень необычный вид клетки, потому что она может двигаться самостоятельно. Он направляется к яйцеклетке с помощью длинного хвоста, словно головастик. Лишь один из сперматозоидов проникает в яйцеклетку через слой маленьких клеток, окружающих ее. Как только сперматозоид попадает в яйцеклетку, никакой другой сперматозоид уже не может сделать то же самое.
Теперь мы можем задать себе сразу множество вопросов. Почему именно две клетки требуются для производства нового индивидуума? Почему у него одного должны быть и отец и мать? Чтобы ответить на эти и другие подобные им вопросы, давайте обратим наше внимание на хромосомы.
Маленькое пятнышко на желтке и есть будущий цыплёнок.
Сперматозоид и яйцеклетка в момент оплодотворения.
Человеческие клетки содержат 48 хромосом. Эти 48 выстроены парами. Каждая человеческая клетка поэтому содержит 24 пары хромосом. Гены в любой хромосоме подобны генам в хромосоме, находящейся с ней в паре. Если одна хромосома содержит ген, формирующий тирозиназу, ее хромосома-близнец — тоже. Этот ген даже расположен в одном и том же месте в каждой хромосоме. Гены могут быть не идентичны; то есть один из них, например, может быть способен к формированию большего количества тирозиназы, чем другой. Однако оба они связаны с тем же самым ферментом.
