Далее в начале 70-х годов работы советских ученых были подвергнуты тщательному анализу зарубежными специалистами. Так, американцы Р.Филд, Е.Корос и Р.Ноуес нашли, что среди множества факторов, определяющих режим взаимодействия веществ в пульсирующих реакциях, можно выделить три главных: бромисто-водородную кислотную концентрацию, бромидную ионную концентрацию и окисление металлических ионов катализатора. Все три фактора были объединены в новое понятие, которое американские биологи назвали орегонским осциллятором, или орсгонатором, по месту своей работы. Именно орегонатор многие ученые считают ответственным как за существование всего периодического цикла в целом,, так и за его интенсивность, скорость колебаний процесса и другие параметры.
Индийские ученые, работавшие под руководством А.Винфри, спустя еще некоторое время нашли, что процессы, происходящие при таких реакциях, имеют большое сходство с процессами в нервных ячейках. Более того, тому же Р.Филду в сотрудничестве с математиком В.Траем удалось математически доказать сходство процессов орегонатора и явлений, происходящих в недавно открытой нервной мембране. Независимо от них подобные же результаты получили при помощи комбинированной аналогово-цифровой ЭВМ наши соотечественники Ф.В.Гулько и А.А.Петров.
Но ведь такая нервная мембрана представляет собой оболочку нервной клетки. И в составе мембраны есть "каналы" - очень крупные белковые молекулы, которые довольно схожи с молекулами ДНК, находящимися в ядре той же клетки. И если процессы в мембране имеют биохимическую основу - а это установлено на сегодняшний день достаточно уверенно, - то почему должны иметь какую-то иную основу процессы, происходящие в ядре?
- Таким образом как будто начинает довольно отчетливо прорисовываться химическая основа биоритмов. Сегодня уж можно не сомневаться, что материальной основой биологических часов, их "шестеренками" являются биохимические процессы. Но вот в каком порядке одна "шестеренка" цепляется за другую? Как именно протекает цепь биохимических процессов во всей их полноте и сложности?.. В этом еще предстоит досконально разобраться - так прокомментировал в беседе со мной положение дел в биоритмологии один из ведущих специалистов нашей страны в этой области, заведующий лабораторией Института медико-биологических проблем Б.С.Алякринский.
И хотя в химии биоритмологии действительно еще очень много неясного, проведены уже первые опыты практического использования таких химических часов. Так, скажем, несколько лет назад инженер-химик Е.Н.Москалянова при изучении химических реакций в растворах, которые содержат одну из необходимых человеку аминокислот - триптофан, открыла еще одну разновидность пульсирующих реакций: жидкость меняла свой цвет в зависимости от времени суток.
Реакция с добавками красителя интенсивнее всего протекает при температуре около Зб°С. При нагреве свыше 40° краски начинают тускнеть, молекулы триптофана разрушаются. Приостанавливается реакция и при охлаждении раствора до 0°С. Словом, напрашивается прямая аналогия с температурным режимом химических часов нашего организма.
Москалянова сама провела более 16 тысяч опытов. Пробирки с растворами были разосланы ею для проверки во многие научные учреждения страны. И вот теперь, когда собран огромный фактический материал, стало ясно: действительно растворы, содержащие триптофан и краситель ксантгидрол, способны менять свою окраску с течением времени. Таким образом, в принципе, появилась возможность создания совершенно новых часов, которым не нужны ни стрелки, ни механизм...
Ботаники с гальванометром
Живые батареи. "Всем известно, как любят популяризаторы подчеркивать роль случая в истории великих открытий. Поплыл Колумб осваивать западный морской путь в Индию и, представьте, совершенно случайно... Сидит себе Ньютон в саду, и вдруг случайно падает яблоко..."
Так пишут в своей книге, название которой вынесено в заголовок этой главы, С.Г.Галактионов и В.М.Юрин. И далее утверждают, что история открытия электричества в живых организмах не является исключением. Во многих работах подчеркивается, что открыто оно было совершенно случайно: профессор анатомии Болонского университета Луиджи Гальвани прикоснулся отпрепарированной мышцей лягушки к холодным перилам балкона и обнаружил, что она дергается. Почему?
Любопытный профессор немало поломал себе голову, пытаясь ответить на этот вопрос, пока в конце концов не пришел к заключению: мышца сокращается потому, что в перилах самопроизвольно наводится небольшой электрический ток. Он-то, подобно нервному импульсу, и отдает команду мышце сократиться.
И это было воистину гениальное открытие. Ведь не забывайте: на дворе стоял всего лишь 1786 год, и прошла только пара десятилетий после того, как Гаузен высказал свою догадку о том, что действующее в нерве начало есть электричество. Да и само электричество оставалось для многих еще загадкой за семью печатями.
Между тем, начало было положено.
И со времен Гальвани электрофизиологам стали известны так называемые токи повреждения. Если, например, мышечный препарат разрезать поперек волокон и подвести электроды гальванометра - прибора для измерения слабых токов и напряжений - к срезу и к продольной неповрежденной поверхности, то он зафиксирует разность потенциалов величиной около 0,1 вольта. По аналогии стали измерять токи повреждения и в растениях. Срезы листьев, стеблей, плодов всегда оказывались заряженными отрицательно по отношению к нормальной ткани.
Интересный опыт по этой части был проведен в 1912 году Бейтнером и Лебом. Они разрезали пополам обыкновенное яблоко и вынули из него сердцевину. Когда же вместо сердцевины внутрь яблока поместили электрод, а второй приложили к кожуре, гальванометр опять-таки показал наличие напряжения - яблоко работало, словно живая батарейка.
Впоследствии выяснилось, что некоторая разность потенциалов обнаруживается и между различными частями неповрежденного растения. Так, скажем, центральная жилка листа каштана, табака, тыквы и некоторых других культур обладает положительным потенциалом по отношению к зеленой мякоти листа.
Затем вслед за токами поражения наступила очередь открытия токов действия. Классический способ их демонстрации был найден все тем же Гальвани.
Два нервно-мышечных препарата многострадальной лягушки укладываются так, чтобы на мышечной ткани одного лежал нерв другого. Раздражая первую мышцу холодом, электричеством или каким-либо химическим веществом, можно увидеть, как вторая мышца начинает отчетливо сокращаться.
Понятное дело, нечто подобное попытались обнаружить и у растений. И действительно, токи действия были обнаружены в опытах с черешками листьев мимозы - растения, которое, как известно, способно совершать механические движения под действием внешних раздражителей. Причем наиболее интересные результаты были получены Бердон-Сандерсом, исследовавшим токи действия в закрывающихся листьях насекомоядного растения - венериной мухоловки. Оказалось, что в момент сворачивания листа в его тканях образуются точно такие же токи действия, как в мышце.
И наконец выяснилось, что электрические потенциалы в растениях могут резко возрастать в определенные моменты времени, скажем, при гибели некоторых тканей. Когда индийский исследователь Бос соединил внешнюю и внутреннюю части зеленой горошины и нагрел ее до 60°С, гальванометр зарегистрировал электрический потенциал в 0,5 вольта.
Сам Бос прокомментировал этот факт таким соображением: "Если 500 пар половинок горошин собрать в определенном порядке в серии, то конечное электрическое напряжение может составить 500 вольт, что вполне достаточно для гибели на электрическом стуле не подозревающей об этом жертвы. Хорошо, что повар не знает об опасности, которая ему угрожает, когда он готовит это особенное блюдо, и, к счастью для него, горошины не соединяются в упорядоченные серии".