Новые гибриды, это не островки, а целый материк!

Световые, рентгеновы, гамма-лучи… Бета- и альфа-частицы, протонные и нейтронные пучки…

Кванты и корпускулы… В биологии, как и в физике, они стали тонким инструментом преобразования природы. А химические агенты?

В Институте химической физики АН СССР, в лаборатории, которой руководит профессор И. А. Рапопорт, обнаружены новые мощные средства активного воздействия на хромосомы и гены: этиленимин, нитрозоэтилмочевина, диалкилсульфаты и другие препараты. Используя ультрафиолетовые лучи и этиленимин, советские ученые С. И. Алиханян, Л. Н. Борисова, Ф. С. Клепикова и С. 3. Миндлин получили новую «породу» микроорганизмов, вырабатывающих пенициллин. Продуктивность ее вдвое выше, чем у зарубежного штамма, который считался наилучшим: он образует антибиотик в сотни раз быстрее, чем исходная природная плесень. Новые штаммы плесневого грибка, выведенные в СССР, производят пенициллин на заводах Чехословакии, Румынии, Болгарии, Венгрии.

Академик Семенов, директор Института химической физики, где решаются также и биологические проблемы, говорит: «Открытия, свидетелями которых мы являемся, знаменуют собой поистине фантастические перспективы. Вероятно, сначала мы научимся вызывать по желанию направленные мутации, меняя свойства существующих видов, а в будущем, может быть, биолог будет создавать новые виды, как физики, познав строение атомного ядра, создали новые химические элементы, продолжив таблицу Менделеева».

Опустившись на молекулярный уровень, наука о живой материи поднялась на новую ступень. И это относится не только к генетике.

В 1939 году начался важный этап в становлении молекулярной биологии — была расшифрована химическая природа мускульного сокращения.

Советские ученые В. А. Энгельгардт и М. Н. Любимова провели изящный эксперимент: выделяли из мышцы белковые волоконца, затем действовали на них кислотой. Миозиновые ниточки тотчас укорачивались, будто напрягались. И снова вытягивались, как бы расслаблялись, когда раствор становился более щелочным. Происходило прямое преобразование химической энергии в механическую. Позднее у нас и за рубежом были сконструированы небольшие моторчики — в них движителями служили синтетические полимеры, то удлинявшиеся, то вновь сжимавшиеся при изменении кислотности среды.

Классическая работа Энгельгардта и Любимовой заложила основы механохимии. Оказалось, что аналогичными процессами обусловлены движения самых различных, порой весьма несхожих организмов.

Например, мимозы, этой зеленой недотроги, складывающей свои листья и поникающей долу в ответ на прикосновение. Или клетки: когда она делится, ее вещества, в том числе ее хромосомы, перемещаются внутри оболочки. Даже вируса — ведь он действует на манер шприца: его белковая оболочка способна сокращаться, впрыскивая внутрь атакованной бактерии собственную нуклеиновую кислоту — генетическую матрицу, которая навязывает пораженной клетке иную программу белкового синтеза и приводит свою жертву к гибели.

Да, физиологические явления при всем их своеобразии вполне объяснимы без апелляции к пресловутой «вис виталис» («жизненной силе»); их суть сводится к физико-химическим, в частности, к механохимическим процессам.

«Жизнь есть сложный химический процесс», — говаривал лауреат Нобелевской премии И. П. Павлов.

Еще полвека назад, когда почти ничего не было известно о химических механизмах сложных явлений в нервных тканях, он пришел к убеждению, что тайну мыслей и чувств, материалистическую подоплеку психической деятельности раскроют именно химия и физика. Правда, сам Иван Петрович не культивировал химический подход к физиологическим проблемам. Пробел этот восполнили ученики Павлова — прежде всего П. К. Анохин, ныне академик, воспитавший собственную научную школу.

В лаборатории Анохина установлено, что отрицательные эмоции — скажем, тоска, страх, связаны с чрезмерно интенсивным поступлением в кровь особого гормона, выделяемого надпочечниками, — адреналина. Возникает угнетенное, подавленное состояние. Оно особенно устойчиво при некоторых психических расстройствах, а многие из них передаются от родителей к детям. Как вернуть человеку душевный покой, жизнерадостное мироощущение? Вернуть даже вопреки наследственной закваске? Оказывается, зловредное влияние избыточных количеств адреналина можно нейтрализовать введением аминазина — химический препарат способен противостоять недугу, запрограммированному в генетическом коде!

Не только физико-химические, но даже математические методы (вероятностно-статистический подход, теория информации, машинные вычисления) пришли в биологию. Не рождается ли на наших глазах новый научный «гибрид»?

Вот что писал несколько лет назад известный советский математик, член-корреспондент АН СССР Б. В. Гнеденко: «Я не считаю, что уже имеется необходимость создавать особую дисциплину „математическая биология“ наподобие математической физики.

Но для меня нет сомнений в том, что назрела пора, когда коллективы математиков и биологов должны начать совместную работу над разрешением коренных биологических проблем».

Такая работа уже началась, и партнеры, заключившие этот союз, извлекают из нее обоюдную пользу. Что ж, биологии есть чем поделиться и с кибернетиками, и с физиками, и с химиками.

Изучение фотосинтеза позволит создать новые катализаторы, столь же эффективные, как и ферменты; тогда химические реакции пойдут без помощи сильного сжатия и нагревания. Электронщики собираются позаимствовать у хлорофилла некоторые технологические секреты для дальнейшего развития физики полупроводников.

Инженеры моделируют мышцу искусственными полимерами, надеясь построить столь же экономный механохимический мотор.

Уже есть приборы, построенные по патентам природы, воплощенным в конструкциях органов живых существ, — их изучением занимается бионика.

Еще Сеченов считал мысль о машинности мозга настоящим кладом. В 1935 году советские ученые П. К. Анохин и Н. А. Бернштейн, исследуя поведение животных и человека, впервые, сформулировали принцип обратной связи. Лишь через 12 лет этот фундаментальный вывод сделал краеугольным камнем кибернетики ее творец Норберт Винер.

Биологию и впрямь можно сравнить с огромным садом, который разросся и расцвел после того, как под него подвели прочные сваи точных наук.