Правши и левши. Или интересная асимметрия.

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

КРАСОТА И… АСИММЕТРИЯ

Прочтя этот заголовок, некоторые читатели, по-видимому, невольно улыбнутся и подумают про себя: «Между словами этого заголовка такая же связь, как и между иголкой и львом, розой и паровозом». Но… подождите улыбаться. Взгляните на лица окружающих вас людей: один глаз чуточку больше прищурен, другой меньше, одна бровь изогнута более, другая — менее; одно ухо выше, другое ниже, носы и линии рта заметно сдвинуты набок, причем левая ноздря, как правило, уже правой и более чувствительна к запахам. К сказанному добавим, что человек больше пользуется правым глазом, чем левым. Понаблюдайте-ка, например, за людьми, которые стреляют из ружья или лука, смотрят в микроскоп или щели забора.

Если искусственно уничтожить эту асимметрию человеческого лица, например, отфотошопив снимки целого лица из двух только правых или только левых половинок, то получится не похожее на естественное, новое лицо, которое не узнает даже его обладатель, если заставить его отыскивать свой фотоснимок среди чужих. Причем, как правило, это новое лицо менее красиво, чем естественное. Поэтому художники и писатели уже давно в несимметрии, как это ни парадоксально, видят чуть ли не главную причину красоты человеческого лица.

Всем, конечно, известно, что среди людей существуют правши и их зеркальные изображения — левши, а также то, что правши встречаются примерно раз в двадцать чаще, чем левши. Но мало, по-видимому, кому известно, что если в отношении своих рук мы преимущественно правши, то в отношении полушарий мозга левши.

Оказывается, что у правшей левое полушарие мозга функционально более развито из-за наличия там центра речи; а у левшей (прирожденных), наоборот, более развито в силу тех же причин правое полушарие. К сказанному можно добавить, что правая половина тела человека управляется левым полушарием, а левая — правым.

И наша правая нога обычно развита лучше левой. Вспомните, какой ногой чаще вам приходилось бить по футбольному мячу, тормозить велосипед, отталкиваться при прыжке. Но правая нога обладает и предательскими по отношению к своему «хозяину» свойствами. Из-за более широкого шага правой ноги по сравнению с левой бывает, что мы иногда кружим на одном месте в лесу или степи.

Как видим, в строении тела человека, его привычках ясно выражена тенденция к нарушению, расстройству симметрии и к резкому выделению одного из направлений — правого или левого. Это — не случайность. Аналогичные явления можно отметить также и у растений, животных и микроорганизмов.

Асимметрию растений каждый отмечал и сам. Обыкновенные вьюнки, например, вьются только вправо. Левшей среди них совсем нет. С другой стороны, хмель и все бобовые предпочитают виться влево. Асимметрия у растений может проявляться и иначе. Автором этой статьи систематически исследованы с этой точки зрения листья, цветы и плоды растений.

Листья растений можно образно назвать их руками: их правые и левые половинки большей частью оказываются неодинаковыми. Причем растения в основном левши. Так, у обыкновенной мальвы левых листьев, у которых левая половина больше, примерно в пять раз больше, чем правых, у липы — на одну четверть, у малины — на три четверти, у фасоли — в два раза. У обыкновенной сосны левых иголок, закрученных влево, примерно на половину больше, чем правых.

Левые, наиболее часто встречающиеся листья у фасоли, например, обладают в то же время и большим весом, объемом, площадью; они меньше заболевают. По другим показателям, скажем, накоплению меченого фосфора или содержанию аминокислот, преимущество, наоборот, на стороне правых, а не левых листьев.

Правизна или левизна цветов ярко проявляется, например, при накладывании лепестков, подобно пластинкам веера, друг на друга — по или против часовой стрелки. У обыкновенных флоксов, по нашим данным, цветы только правые, у фуксии в громадном большинстве случаев левые, у китайской розы больше правых, у мальвы незначительный перевес левых цветов.

Примером асимметрии плодов могут служить правоспиральные стручки люцерны. Асимметрия у животных лучше всего изучена на примере моллюсков. Еще в конце XVIII столетия Бернарден де Сен Пьер — ученый и писатель, по-видимому, первым установивший асимметрию в живой природе, писал, что все моря наполнены одностворчатыми моллюсками бесчисленного множества видов, у которых все завитки направлены слева направо, подобно движению Земли, если поставить их отверстиями к северу и острыми концами к Земле. «Лишь малое число видов составляет исключение. Их формы повернуты справа налево»,— сообщал он.

У микроорганизмов асимметрия проявляется в спирально правом или левом расположении на их теле ресничек. Причем оно у большинства инфузорий (например, у туфельки), таково, что они энергично передвигаются в капельке воды, вбуравливаясь в ее массу преимущественно левым штопором. Инфузории, передвигающиеся в толще воды по правому штопору, встречаются редко.

Мы привели лишь ничтожное количество фактов, известных науке. Но уже из приведенных примеров ясно, что отмеченное нами выше нарушение симметрии для тела человека и выделение одного из направлений — левого или правого — не какой-то единичный, стоящий особняком факт, а, наоборот, одна из типичных для живой природы закономерностей.

Мы вправе спросить, какова та причина, которая закручивает тела инфузорий, стебли растений и раковины моллюсков, выделяя при этом одно из направлений — правое или левое?

ЗАГАДКА ПРОТОПЛАЗМЫ

В поисках ответа нам придется совершить небольшой экскурс в глубь организма и рассмотреть его «фундамент» — протоплазму и в ней молекулы белков, аминокислот, углеводов и других соединений.

Изучая пространственное строение молекул белков, выделенных из самых разнообразных по уровню своего развития организмов — микробов, растений, животных, человека, ученые с удивлением должны были констатировать, что белки всех этих организмов левые, то есть атомы и группы атомов, образуют в них нечто вроде левой спирали. «Правоспиральных» белков в природе до сих пор не найдено. Правда, вполне возможно, что они могут возникать в раковых клетках, обусловливая тем самым их особую природу.

Чрезвычайно сложные молекулы белков построены из сотен и даже тысяч во много раз более простых молекул аминокислот. Аминокислоты также встречаются в природе преимущественно в виде левых по своей пространственной конфигурации химических соединений. Главным образом в левой форме в самых различных организмам встречаются также молекулы азот- и фосфорсодержащих жиров, большинства алкалоидов. Правые их формы в организмах встречаются много реже или совсем не встречаются.

Зато углеводы встречаются главным образом в форме правых, а не левых соединений. Обыкновенный сахар, например, который получают из сахарной свеклы или сахарного тростника, имеет правую форму. Способность живой протоплазмы строить себя асимметрично была открыта независимо друг от друга в 1848 году двумя французскими учеными — Анатолем Бешаном и Луи Пастером.

После этого логично было предположить, что подобно тому как внешняя форма вытекающей из крана струи воды обусловлена главным образом непрерывным внутренним перемещением ее молекул, внешняя морфологическая асимметрия живых организмов обусловлена внутренней молекулярной. Таков ответ на поставленный выше вопрос.

Проведенные с этой точки зрения опыты весьма интересны. Так, немецкому зоологу В. Людвигу удалось правозавитные колонии одного вида бактерий под влиянием правой винной кислоты превратить в левые. И наоборот, левозавитные колонии под влиянием левой винной кислоты — в правые. Но как возникла сама асимметрия протоплазмы, присущая всем без исключения живым организмам?

Об этом уже читайте в продолжении нашей статьи, завтра.

Автор: Ю. Урманцев.