Но в действительности все не так просто. Взаимодействие циркулярно поляризованного ультрафиолета с хиральными молекулами сложнее, чем это кажется на первый взгляд. Оказывается, правополяризованный свет не всегда разрушает правые молекулы, а левополяризованный — левые. На самом деле эффект может быть прямо противоположным: все зависит от того, к какой полосе частот принадлежит излучение. Таким образом, если свет излучается в достаточно широкой полосе частот, никакого избирательного эффекта мы не получим: число правых и левых молекул будет примерно одинаковым. Однако Кларку и его коллегам удалось показать теоретически, что в данном случае диапазон излучения звезд достаточно узок для того, чтобы свет той или иной круговой поляризации разрушал только один определенный тип энантиомеров.
Чем определяются границы этого диапазона? С одной стороны, для того чтобы энергии света хватило на разрушение связей в органических молекулах, его длина волны должна быть меньше 230 нанометров. С другой стороны, основная часть излучения звезд имеет длину волны, превышающую 200 нанометров. На меньших длинах волн звезды излучают сравнительно мало: интенсивность светового потока с длиной волны 150 нанометров падает на два порядка по сравнению с излучением на 220 нанометрах. Следовательно, основной вклад в излучение дает свет в узком диапазоне от 200 до 230 нанометров. Лабораторные эксперименты подтвердили, что оно действительно обладает избирательным воздействием на молекулы. Следовательно, подобный механизм должен действовать и в космосе.
Возможно, избыток тех или иных энантиомеров впервые появился на нашей планете примерно 5 миллиардов лет назад, когда ее поверхность подверглась мощной бомбардировке кометами и астероидами. По мнению геохимиков, именно в этот период на Землю попали вода, газы и большая часть летучих соединений, в результате чего образовалась атмосфера. Вероятно, тогда же на Землю из космоса были занесены и органические молекулы с преобладанием тех или иных зеркальных антиподов: L-аминокислоты, D-caxapa и т. д. Хотя органические молекулы могли появиться на Земле и на более ранних этапах ее формирования, однако в отсутствии атмосферы большая часть из них должна была бы погибнуть. Казалось бы, в ходе мощных столкновений метеоритов с поверхностью Земли хрупкие органические молекулы также должны были бы разрушиться, но обилие органических соединений, найденное в Мерчисонском метеорите, свидетельствует об обратном.
Гипотезу о космическом происхождении земной жизни можно будет подтвердить (или опровергнуть), получив пробы грунта с других планет. Не исключено, что в глубинных слоях почвы Марса, Луны или спутников Юпитера сохраняется какая-то органика, защищенная от губительных излучений толщей грунта.
И тут возникает еще один вопрос: обязательно ли циркулярная поляризация звездного света должна приводить к появлению L-аминокислот земного типа? Быть может, в других галактиках проживают наши углеводородные зеркальные двойники, белки которых состоят из правых аминокислот, а сахара там — левые.
А. ШИШЛОВА
По материалам журнала «American Scientist» и Интернета.
Легко ли быть молодым
Поведение подростков взрослые часто находят по меньшей мере странным, непонятным, нелогичным и прямо-таки вызывающим. Теперь оказалось, что для этого есть и другие причины кроме гормонального взрыва, школьных стрессов и отсутствия жизненного опыта. Нейрофизиологи обнаружили, что родители бывают правы, когда обращаются с подростками, как с несмышленышами. Их мозг еще не достиг зрелости даже в анатомическом отношении.
В утробе матери мозг ребенка ежечасно приобретает 15 миллионов нейронов. У пятилетнего ребенка вес мозга составляет около 95 процентов от веса взрослого мозга. Поэтому нейрофизиологи всегда полагали, что самое позднее годам к десяти мозг оказывается сформированным полностью. Науке уже давно известно, что в первые два года жизни в мозге происходят значительные перестройки связей разных клеток и отделов между собой и что еще несколько лет строение этих внутренних связей остается пластичным. И, как считалось, к подростковому периоду все уже заложено на всю жизнь.
Выполненные в прошлом году с помощью ЯМР-томографа исследования коры головного мозга у подростков показали, что это не так. Метод ядерно-магнитного резонанса — нечто вроде высокосовершенного рентгена, в котором небезопасное ионизирующее излучение заменено магнитным полем и радиоволнами. ЯМР-томограф позволяет измерять с точностью до миллиметра толщину коры у живого человека на разных участках. В одном исследовании такие измерения проводили на группе детей несколько лет, в другом — сравнивали группу 14-летних подростков с группой 25-летних.
Оказалось, что размеры тех участков коры, которые отвечают за сравнительно простые функции: обработку информации от органов чувств, управление мышцами, — стабилизируются уже в детстве. Но теменные и лобные участки коры бурно растут в возрасте между 10 и 12 годами, незадолго до начала полового созревания. Теменная кора дает нам представление о положении предметов в пространстве, а лобная отвечает за планирование и самоконтроль, а также за социальные контакты. У девочек рост этих участков происходит немного раньше, чем у мальчиков.
Затем эти части мозга начинают уменьшаться, и такое уменьшение продолжается до начала третьего десятка, когда мозг окончательно принимает взрослые размеры.
Элизабет Соуэлл из Калифорнийского университета, автор одного из исследований, говорит, что изменения толщины коры численно невелики — всего несколько процентов. Но, учитывая, что они происходят у почти уже взрослого человека, это очень много.
С ней согласен автор второго исследования, Джей Гидд из Монреальского института неврологии (Канада): «Этот результат ошеломил нас. Некоторое время мы пытались найти, где же мы ошибаемся, из-за чего получается такая ерунда — не может мозг так расти в этом возрасте!»
Но заметить аномалию в развитии мозга у подростков было гораздо легче, чем понять, что она означает. Считается, что гены содержат очень грубый набросок строения мозга, его «принципиальную схему» с основными «проводами», а в ходе первых лет жизни под действием накапливающегося опыта общения с окружающей средой постепенно устанавливаются все соединения между отделами мозга и между всеми нервными клетками. Причем организм ведет «подрезку» мозга, как опытный садовник, обрезающий фруктовые деревья, чтобы придать им нужную форму. В первый же год жизни, по мере того как складываются нервные пути, почти половина нейронов, образовавшихся в ходе эмбрионального развития, отмирает. Мозг сам проверяет, какие клетки находятся в нужных местах, чтобы маленький человечек мог слышать и видеть, затем — двигаться и мыслить, а все ненужные безжалостно отсекает.
После этого ведется тонкая настройка тысяч соединений, завязанных каждым нейроном, и завершается все это так называемой миелинизацией — образованием белого слоя миелиновой изоляции, состоящей из жиров, вокруг каждого нерва. Показано, что миелинизация участков мозга, отвечающих за речь, завершается лишь в последние годы детства. На этом, как полагали до сих пор ученые, крупные изменения в мозге заканчиваются.
Считается, что такое медленное развитие человеческого мозга (остальные животные рождаются с уже готовым или почти готовым мозгом) оставляет человеку больше места для усвоения тех знаний, которые накоплены предыдущими поколениями и передаются не в виде генов, а из уст в уста, наглядным обучением или (в последние тысячи лет) путем письма и чтения.