Химия и жизнь 2014 №7

внимания на некоторые биологические феномены, по своему строению перекликающиеся с той литературной формой, которая очень интересовала Б.Н., — палиндромами.

Вот маленький фрагмент из книги.

Но колонне мил именно локон, Не завили вазон И края арки,

А то барокко работа. Нет сводов, стен и нет тени, камень не мак, но и он, он розов озорно.

Как специалист в области молекулярной биологии, Б.Н. обратил внимание на то, что подобная инкрустация прямыми

иобратными повторами составляет непременную часть так называемых мобильных, или прыгающих, генов, а также геномов ряда вирусов, в том числе вируса СПИДа. Эти палиндромные повторы-сигналы опознаются особыми ферментами, которые вырезают и перемещают по геному прыгающие гены или вирусы. Так клетка может перестраивать свой геном и быстро эволюционировать. В 1978 году Б.Н. опубликовал статью, где детально проанализировал это удивительное сходство обычного

игенетического языков. Статья была иллюстрирована авторскими палиндромными блестками. Многие из них уже давно вошли в фольклор:

Не гни папин (мамин) ген. Изредка так дерзи. Рислинг сгнил, сир. Отчаян я, а что?

Ум за рамки и к маразму.

Уж редко рукою окурок держу.

Или вот две строчки из его поэмы:

Лидер бодро гордо бредил, А масса налево повела нас сама.

Блеск!

Молекулярная биология уделяет большое внимание палиндромоподобным конструкциям в «текстах» ДНК и РНК (см. рисунок внизу). Правила тут не такие, как в русском или английском тексте: читать последовательность нуклеотидов задом наперед нужно не по той же самой нити, а по другой, противоположно направленной. При этом из-за комплементарности нитей (соответствию нуклеотидов А-Т, G-C)

GATC как раз оказывается палиндромом. Участки (1) одной и той же нити комплементарны друг другу, а значит, могут образовывать структуры, называемые шпильками (2).

Относительно короткие взаимно комплементарные участки ДНК, имеющие «зеркальные» последовательности нуклеотидов, могут образовывать дуплексы. Общее число таких «перевертышей» в геноме человека оценено от 100 тысяч до 1 миллиона, при этом они распределены по ДНК неравномерно. Палиндромы способны обеспечить увеличение объема информации без увеличения числа нуклеотидов. Важную роль играют палиндромные последовательности в формировании некоторых типов нуклеиновых кислот, например транспортных РНК.

Будет ли после сказанного рискованным утверждение, что научные и литературные интересы Бориса Наумовича пересекались или, скажем так, перекликались?

Приведем в заключение отрывок поэмы Б.Гольдштейна, написанной палиндромами, чтобы дать более полное представление о жанре.

УКОЛ БЛОКУ

поэма

1 Ветер ретив.

Кармин и мрак. Ретив ветер!

Атака заката.

Ине тихи тени,

Ине сини сени!

Летел, летел

Радости жизни

Ретив ветер —

Игород, и дороги,

Итупики пути — Нежен,

Колок Ледок одел.

Холод — идол, ох! Тот, этот Ходил и дох! Атака заката —

Так ал плакат!

Имя — и над зданиями! От кого, кто?

Нам атаман?

Имя леденили неделями!

Абабушка: Как шуба, ба! Так ал, пламенем ал плакат! Или шубу, шубу шили?

Или шили

Убор гробу? Шёлка — на клёш,

Атут — а!

Я и ты босы — события!

—Аж «Учредилка», как лидер, чужа!

—Матушка! Нам атамана — к шутам! Ветер ретив!

Мороз один — и дозором! Иди — И буржуя уж руби,

И так окати — Мором!

И так далее. Не знаю, как Блоку, а Хлебникову определенно бы понравилось.

«Химия и жизнь», 2014, № 7, www.hij.ru

Была корона

у Гиерона...

Всем известна историческая легенда о том, как царь Сиракуз Гиерон II поставил перед Архимедом анали-

тическую задачу о составе материала короны, изготовленной по его заказу: чистого ли она золота или мастер добавил серебра? Архимед эту задачу решил и стал первым в мире экспертом-криминалистом, пионером применения физических методов в анализе, а наш словарный запас обогатился словом «Эврика!».

Эта история об Архимеде дошла до нас благодаря Марку Витрувию и его сочинению «Десять книг об архитектуре». В девятой книге Витрувий пишет:

«Что же до Архимеда, то из всех его многочисленных и замечательных открытий приводимое мною является, несомненно, доказательством прямо-таки безграничной его изобретательности. А именно, когда Гиерон, достигший царской власти в Сиракузах, после удачного завершения своих предприятий решил по обету бессмертным богам поместить в одном из храмов золотой венец, он заказал сделать его за определенную плату и отвесил нужное количество золота подрядчику. В назначенный по договору срок тот доставил царю тонко исполненную работу, в точности, видимо, соответствовавшую весу отпущенного на нее золота.

После же того как сделан был донос, что часть золота была утаена и при изготовлении венца в него было примешано такое же количество серебра, Гиерон, негодуя на нанесенное ему оскорбление и не находя способа доказать покражу, об-

ратился к Архимеду с просьбой взять на себя разрешение вопроса. Случилось так, что в то время как Архимед над этим думал, он пошел в баню и, садясь в ванну, заметил, что чем глубже он погружается в нее своим телом, тем больше через край вытекает воды. И как только это указало ему способ разрешения его вопроса, он, не медля, вне себя от радости, выскочил из ванны и голый бросился к себе домой, громко крича, что нашел то, что искал; ибо на бегу он то и дело восклицал по-гречески: ευρηκα, ευρηκα.

Тогда, исходя из открытия, он, говорят, сделал два слитка одинакового веса с венцом — один из золота, другой из серебра. Сделав так, он взял объемистый сосуд, наполнил его до самых краев водой и опустил в него серебряный слиток, при погружении которого вода вытекла в количестве, равном величине слитка. Вынув затем слиток, он долил воды, отмерив ее секстарием, так, чтобы она опять сравнялась с краями, как и раньше. Так он определил, что серебро по весу соответствует известному количеству воды.

Проделав этот опыт, он подобным же образом опустил в наполненный сосуд золотой слиток и, вынув его, нашел посредством прежнего измерения, что воды убавилось не столько же, а меньше, насколько меньше был объем золотого слитка сравнительно с равным ему по весу серебряным. После же этого, вновь наполнив сосуд и опустив в то же количество воды самый венец, он нашел, что воды вытекло больше, чем при погружении золотого слитка такого же веса; и таким образом, исходя из того, что венец вытеснил больше воды, чем слиток, он показал примесь в золоте серебра и обнаружил покражу подрядчика».

Отметим, что это написано через две сотни лет после жизни Архимеда. Написано подробно в каких-то несущественных деталях: здесь и секстарий (мерная кружка на 0,55 л), и последовательное опускание слитков в наполненный до краев сосуд с водой. Однако не сказано ни о весе венца, ни о

предосторожностях, с которыми было бы нелишне опускать слитки в этот самый сосуд, ни о том, как затем из него слитки доставать без пролития воды. Наконец, во всем изложенном действе отсутствует убедительность. Ну в самом деле, трудно представить себе эту суету с измерениями пролитой воды в присутствии царя со свитой.

Возникает ощущение, что автор, скорее всего, излагает свою идею решения задачи. Марк Витрувий был архитектором и военным инженером у Юлия Цезаря и императора Августа и, как он сам пишет в книге первой, «архитектор не должен быть исключительным знатоком в науках и искусствах — лишь бы не был в них невеждою». Скажем ему спасибо за его рассказ. А сами подумаем, каким способом изобретательный Архимед мог решить задачу. Только не будем измерять объемы воды — мы и сейчас это делаем с довольно большой относительной ошибкой. Будем только взвешивать. Но сначала несколько замечаний.

Замечание 1. Плотность золота (rAu) равна 19,3 г/см3, а серебра (rAg) 10,5 г/см3. Зависимость плотности сплава «золотосеребро» от концентрации в нем золота показана на рис. 1.

Замечание 2. «Чистое золото» в Древней Греции содержало 70—90% золота, а в монетах его было 40—55%. Таким образом, золото Гиерона исходно могло быть сплавом золота с серебром с содержанием золота 40—50% (переплавленные монеты) или сплавом с содержанием золота 70—90%. Если предположить, что Гиерон решил пожертвовать такое «чистое» золото, то плотность у этого металла могла быть в диапазоне от 15,5 до 17,9 г/см3.

Сценарий решения задачи Гиерона, который нам кажется наиболее убедительным, таков. Архимед сообщает царю и свидетелям происходящего: «Недавно я открыл, что менее плотные тела при погружении в воду становятся более легкими, чем тела более плотные. Вот два слитка из серебра и золота одинакового веса (демонстрирует уравновешенные весы). При их погружении в воду колено весов со слитком серебра идет вверх (показывает).

расследование

Заменим теперь золотой слиток венцом и посмотрим, что будет: он идет вниз.

Ага, плотность материала венца больше, чем у серебра! В нем есть золото.

Au Au

Художник Манфред фон Папен

Короткие заметки

О квадратном подбородке

Выдвинутая в 1954 году гипотеза о том, что чрезмерно развитая нижняя челюсть появилась у древнего человека из-за постоянного поедания орехов, рухнула в 2013 году: анализ следов микроизноса зубов и изотопный анализ костей австралопитеков показал, что жесткую пищу они ели редко. Да и явный половой диморфизм в строении лица, а точнее, отсутствие квадратных челюстей у женщин, в эту гипотезу не укладывался. И вот Дэвид Каррье и Майкл Морган из университетаЮты(«BiologicalReview»,9июня2014года;doi:10.1111/ brv.12112)предположили,чтолицанашихпредковпомужскойлинии эволюционировалиподвлияниембанальногомордобоя:укреплялись кости, которые больше всего страдали от удара кулаком по лицу.

Начали они издалека — с пропорций кисти. У современного человека она сжимается таким образом, что превращается в грозное оружие — кулак. Кисти далеких предков сильно отличаются от наших, однако их пропорции свидетельствуют: кулаки у австралопитеков были. Но заниматься кулачным боем, стоя на четырех лапах, трудно. Нужно подняться с земли. Так ли было у предков? Так, говорят Морган и Каррье: время появления кисти с нужными пропорциями совпадает со временем появления первых признаков хождения на задних конечностях.

Встав на ноги и сжав кулаки, что предок сделал? Правильно, врезал противнику, и не куда-нибудь, а по лицу. Во всяком случае, современные англичане поступают именно так: на лицах участников драк криминалисты находят 53% всех синяков, 66% — ссадин и 83% переломов. У датских драчунов на область лица приходится 68,5% повреждений, при этом больше всего переломов челюсти, скул и носа. А вот кисть или запястье бьющего страдает в десять раз реже.

И начались измерения лиц австралопитеков. Оказывается, кости челюстиискулыунихивабсолютном,ивотносительномвыражении больше и прочнее, чем у шимпанзе или орангутанов, и соответствуют костям гориллы, а то и превосходят их. Есть еще и мощные желваки

—двигающиечелюстямимышцы.Это,конечно,можнобылосписать на пресловутые орехи, но глазницы с выдающимися надбровными дугамикжеваниюникакогоотношениянеимеют.Авоткакзащитаот удара то и другое очень даже подходит: крупная кость его выдержит, а мышца смягчит. Нос же у австралопитека был маленький, как у шимпанзе, — такой не сломаешь. Со временем лица становятся все более вытянутыми вертикально — это уменьшает момент от скользящего удара и соответственно нагрузку на шею.

Однако у человека прямоходящего и у современного человека наблюдается постепенное снижение толщины всех перечисленных костей. По мнению авторов гипотезы, причина в том, что у предков уменьшилась сила удара из-за общего похудания. Но хочется верить, что все было иначе: создав механизмы социального регулирования, Homo sapiens пересталрешатьпроблемыкулакоминачалпользоваться головным мозгом. Надобность в надбровных дугах и желваках отпала,

Пишут,что...

...число пожароопасных дней за год в 2041—2060 годах почти на всей европейской территории России и на юге Сибири может увеличиться на 10 и более, а в 2080—2099 годах — на 20—29 дней («Метеорология и гидрология», 2014, 5, 17—30)...

...из двунитевых и однонитевых ДНК и молекул ферментов построен наноконвейер, выполняющий последовательные биохимические превращения, причем однонитевая ДНК, как рычаг, переносит протон от одного фермента к другому («Nature Nanotechnology», 2014, doi:10.1038/nnano.2014.100)...

...зрительная кора мозга также обрабатывает информацию от органов слуха, благодаря чему звуки могут вызывать зрительные образы («Current Biology», 2014, 24, 11, 1256—1262)...

...немецкие ученые впервые создали ген- но-модифицированных пчел («Proceedings of the National Academy of Sciences USA», 2014, 111, 24, 9003—9008)...

...обнаружены генетический вариант и молекулярный механизм, отвечающие за светлую окраску волос у европейцев («Nature Genetics», 2014, doi:10.1038/ ng.2991)...

...установлена структура комплекса важнейших белков циркадианных ритмов мыши — криптохрома CRY и Period, или PER («Cell», 2014, 157, 5, 1203—1215)...

...у норных животных по сравнению с наземными в очищающей зоне дыхательных путей оседает больше аэрозольных частиц, что защищает обонятельный эпителий от пыли, а мозг — от ионов марганца («Журнал общей биологии», 2014, 3, 214—225)...

...тетрагидроканнабинол, основной психотропный компонент марихуаны, обладает свойством подавлять иммунный ответ и может быть использован для лечения аутоиммунных заболеваний («Journal of Biological Chemistry», 2014, doi:10.1074/ jbc.M113.545210)...

...у интернет-аддиктов, то есть людей, испытывающих непреодолимое

Пишут, что...

желание пользоваться Интернетом, зафиксированы нарушения функций памяти и мышления, отвечающих за смысловую обработку информации, гедонистическое и фаталистическое отношение к жизни, стремление уклоняться от принятия решений («Психологический журнал», 2014, 35, 3, 58—67)...

...риск электронных сигарет как альтернативы обычным неоправданно занижают («New Scientist», 2014, 2974, 7)...

...в формировании вирулентности и устойчивости к антибиотикам бактерий в больничных условиях существенную рольиграютбактериофаги,переносящие генетическийматериал(«Журналмикробиологии», 2014, 3, 100—102)...

...употребление в пищу дикорастущих грибов и ягод Мурманской области практически не влияет на поступление в организм техногенных радионуклидов; образцы из Северной Финляндии показывают несколько большие дозы из-за последствий Чернобыльской аварии («Доклады Академии наук», 2014, 455, 5, 589—594)...

...прочтен геном эвкалипта, он содержит наибольшее количество повторяющихся белок-кодирующих генов среди всех растительных геномов («Nature», 2014, 7505, 510, 356—362)...

...вводится понятие конфессионального геопространства как объекта изучения географии религий («Известия РАН. Серия географическая», 2014, 2, 21—30)...

...64% видов крупных млекопитающих после ледникового периода вымерло из-за человека и лишь около 30%

— из-за климатических изменений («Proceedings of the Royal Society B», 2014, 281, 178720133254)...

...использование в формуле изобретения ненаучных понятий, таких, как «квантовое сознание» или «биофотоны», недопустимо, содержащие их заявки на выдачу патента могут быть отозваны («Интеллектуальная собственность. Промышленная собственность», 2014, 3, 9—14)...

Художник Ульрих Форшнер

КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ

Эффект спортсмена-наемника

Спецификапериодаглобализации—легкийперетокрабочейсилы.Сейчас вмире2,9%людейтрудитсяневтойстране,вкоторойродились,иэточисло непрерывнорастет.Ачто,еслинадооценитьрольименновысококлассных специалистов? Джонатан Оровиц и Стефан Мак-Дэниэл из Мэрилендского университета («International Journal of Sport Policy and Politics», 30 апреля 2014; doi:10.1080/19406940.2014.885910) такой индикатор нашли. Это спорт. Его рынок глобализован, и покупателя не интересует ничего, кромеквалификацииспортсмена.НаиболеепоказательныОлимпийские игры: каждая страна гордится успехами своих олимпийцев и делает все, чтобызавоеванныхимимедалейбылобольше.Оноипонятно.Всезнают: подготовка спортсмена стоит дорого, и, если в стране много олимпиоников, значит, она достаточно богата, чтобы позволить себе такую роскошь.

Но вот появился класс спортсменов-наемников — тех, кто иной раз получаютпаспортстраны,закоторуюбудутвыступать,лишьспустившись с трапа самолета. Очевидно, что они сыграют на престиж своей новой родины, однако с качеством подготовки спортсменов в этой стране их успех связан явно не будет. Много ли таких наемников?

63

В.ДОРОФЕЕВУ, электронная почта: Длительности полураспадов изотопов можно найти в Химической энциклопедии, однако некоторые из них могут быть изменены с учетом новых экспериментальных данных.

Е.Н.КРАСИЛЬНИКОВУ, Санкт-Петербург:

Растворимость карбоната кальция в воде невелика, она зависит от присутствия других солей и снижается при нагреве; например, знаменитое канадское озеро Литл-Лаймстон мутнеет в теплую погоду из-за кристалликов кальцита CaCO3.

М.Н.УДОВИЧЕНКО, Москва: Монтан-воск, или буроугольный воск, экстрагируют бензолом или бензином из бурого угля, а используют его в качестве модельного состава для литья, в средствах ухода за обувью, защитных покрытиях для автомобилей и др.

А.В.БОЛЬШАКОВУ, Томск: Порошковый алкоголь существует на самом деле и представляет собой этанол, инкапсулированный в циклодекстринах; получить из такого продукта водку едва ли возможно, но низкоградусные алкогольные напитки — вполне.

Ю.А.СЕРБИНОЙ,Лыткарино:Если бумажную этикетку, наклеенную на стеклянную или фарфоровую посуду, не удается отмочить в воде, попробуйте жидкости на спиртовой основе или растительное масло.

Э.В.НИКИТИНОЙ: Новосибирск: Репеллентами от насекомых считаются многие эфирные масла: цитронелловое, лавровое, гвоздичное, масло герани, эвкалипта, чайного дерева и другие; эфирные масла нельзя наносить на кожу, их используют, например, в аромалампе, добавляют в крем, наносят на плетеное украшение или деревянную бусину.

Л.С.ЕРШОВОЙ, Вологда: Овсяный корень — то же, что козлобородник Tragopogon porrifolius; корни этого растения можно варить, тушить и жарить; в них много полисахарида инулина, рекомендованного при диабете.

ВСЕМ ЧИТАТЕЛЯМ: Информацию о том, где купить книгу Б.Е.Штерна «Прорыв за край мира» (см. рецензию в предыдущем номере), можно найти по ссылке http://trv-science.ru/proryv/.

64

О подписке

Напоминаем, что на наш журнал с любого номера можно подписаться в редакции. Стоимость подписки

на второе полугодие 2014 года с доставкой по РФ — 870 рублей,

при получении в редакции — 540 рублей. Об электронных платежах см. www.hij.ru. Справки по телефону (495)722-09-46.

Об архиве

Архив «Химии и жизни» за 45 лет — это более 50 000 страниц, рассказывающих о науке, о том, как ее делают, кто ее делает и зачем, а также антология фантастики и собрание великолепных рисунков. Стоимость — 1350 рублей с учетом доставки.

Реквизиты:

Получатель платежа: АНО Центр «НаукаПресс», ИНН/КПП 7701325151/770101001 Банк: АКБ «РосЕвроБанк» (ОАО) г.Москва,

Номер счета: № 40703810801000070802, к/с30101810800000000777, БИК 044585777 Назначение платежа: подписка на журнал «Химия и жизнь—XXI век»

ОАО «КОМПОЗИТ» имеет специализированную научно-производственную базу по работе с бериллиевыми материалами, работающую более 45 лет.

Выполнено более 35 проектов с российскими предприятиями и заказчиками из КНР, Германии, Швейцарии (ЦЕРН), США.

Специалисты ОАО «КОМПОЗИТ»

по документации заказчика:

-проведут технологическую проработку чертежей, -разработают технологические процессы обработки деталей и узлов, -изготовят и поставят детали и узлы.