Знание-сила, 2000 № 05-06 (875,876) - [25]
Используют ученые и другую особенность поведения насекомых — кооперацию. Рональд Куб и Хонг Зханг сумели построить группу роботов, которые совместно перемещают круглую коробку к цели. У каждого из них были простые инструкции — найти коробку, установить с ней контакт и толкать коробку к цели. А в результате они, не сообщая друг другу о своих намерениях, смогли скооперироваться и быстро достичь намеченной цели.
Ученые предлагают на сегодняшний день еще много вариантов использования организации жизни у муравьев или пчел от анализа банковской информации с помощью метода сортировки личинок муравьями до перенастройки сборочных линий по подобию организации и разделения труда обитателей пчелиных колоний.
Правда, системы, построенные на таких принципах «коллективного разума», вряд ли смогут справиться с нестандартными проблемами. С другой стороны, выглядят очень впечатляюще картины, которые рисуют некоторые специалисты, когда в результате соединения многочисленных небольших и недорогих устройств рождается решение той или иной проблемы.
По материалам зарубежной печати подготовил Никита Максимов.
Обзор новейших открытий в молекулярной биологии автор построил так, чтобы осветить общие проблемы развития жизни на планете: родства всех организмов, добычи и транспорта энергии, симбиоза и образования высших форм.
Игорь Лалаянц
В борьбе за энергию используется все: агрессия, симбиоз
Сатана там правит бал,
Люди гибнут за металл.
Все войны ведутся за энергию… Эта мысль приходит в голову автору, писавшему данные строки под грохот натовской канонады в Сербии и Косово. На фоне этого постоянного апрельско-майского рефрена радио сообщило об удивительном открытии, сделанном в глубинных водах Атлантики у берегов Намибии: там у придонных горячих серных источников обнаружили микроб-Гулливер, видимый невооруженным глазом! Оно и неудивительно, если микроорганизм достигает в своем продольном размере почти миллиметра!
Новый микроб назвали «перламутровкой намибийской», поскольку в лучах падающего света он похож на эдакий продолговатый контейнер, набитый мелкими бисеринками жемчуга. На самом деле, это сферические «капельки» элементарной серы, которая отливает перламутровым блеском. «Капельки» восстановленной из сероводорода серы собираются под мембраной-оболочкой микроорганизма, в глубине же его цитоплазмы располагаются «компартменты» с азотом, преобразования которого также дают ему энергию.
Оба процесса энергетического преобразования азота и серы довольно давно известны науке. Да и каждый, кто был на «водах» где-нибудь в Мацесте, помнит желтый «налет» по берегам ручьев и протоков, представляющий собой чистую серу, «выделившуюся» из сероводорода под действием атмосферного кислорода. Человечество начало вносить в почву азотные удобрения не так уж давно — всего каких-то сто лет назад. В почве же микроорганизмы вот уже более миллиарда лет «переводят» неусвояемый растениями аммиак в азотные и азотистые соли, которые «на ура» усваиваются растительными корнями. И в наших высокоорганизованных клетках есть древний «осколок» бескислородного начала энергетического обмена — анаэробный гликолиз.
Анаэробное расщепление глюкозы весьма неэффективно Чистый «навар» составляет каких-то две молекулы АТФ — аденозинтрифосфорной кислоты, из почти что 40, которые клетка добывает в конечном итоге, окисляя молекулу глюкозы с помощью кислорода.
И «золы» в такой анаэробной «топке» очень много: без кислорода образуется молочная кислота, которая ядовита для клетки. Мы ощущаем это, когда на следующий день после неожиданной физической нагрузки у нас «ломит» буквально все тело. Это накопившаяся в мышцах молочная кислота сдвигает нормальную реакцию в кислую сторону, делая невозможным какое бы то ни было движение (очень хорошая майская метафора: поясница после вскапывания земли на даче просто не разгибается).
АТФ называют «энерговалютой» клетки, поскольку живые клетки могут использовать энергию только в виде этого трифосфорного соединения. «Голова» молекулы АТФ представлена аденозином, то есть «буквой» ген-кода с сахаром, и «хвостом» из трех фосфоров: Аденин + Рибоза + Р-Р-Р Последний фосфор отщепляется ферментом, а это приводит к высвобождению энергии, которая идет на различные клеточные процессы. Так оказывается «сопряженным» обмен нуклеиновых кислот (генов) и энергии.
Очень разумное соединение функций, поскольку ген ведь тоже своего рода регулятор, только информационных потоков. Это доказывается существованием специальных клеточных регуляторов, в основе которых лежит ГТФ, то есть гуанозинтрифосфат — другая буква ген-кода с тремя фосфорами. ГТФ регулирует реакцию клетки на действие различных стимуляторов — гормонов, митогенов, ростовых факторов и так далее, а также, как выяснилось совсем недавно, и деление клетки.
Деление это невозможно без тубулина, основного белка микротрубочек (от лат. «тубула» — трубочка) веретена делении, с помощью которых «растаскиваются» к полюсам хромосомы. При раке тубулин начинав! вести себя не так, как «положено», что приводит к нарушениям в делении. Известный противораковый препарат таксол связывается с молекулой тубулина в непосредственной близости от места «прикрепления» ГТФ. Другой ГТФ-связывающий белок р21 «рас», о котором писал журнал «Знание — сила», часто изменен в раковых клетках, что приводит к выключению его функции расшепления ГТФ.
