ПРАБАБАТА
НА МЕДУЗАТА
ЛЕНТАТА НА
МЬОБИУС: МЕЖДУ ЖИВОТА И СМЪРТТА
В началото на миналия век* расте интересът към
тъй наречената „неевклидова” геометрия. Имената на Риман, Гаус, Лобачевски,
Мелкадер и на други изтъкнати математици получават световна известност. Сравнително по настрани от тях стои немецът
Мьобиус, посветил се, между другото, на геометрията на повърхнините само с една
страна, най-известен представител на които е лентата, носеща неговото име –
едно ексцентрично построение, по общо мнение не обещаващо никаква полза
За да добиете представа за лентата на Мьобиус,
вземете книжна ивица, оцветена от двете страни различно и я залепете
пръстеновидно след усукване на 180 градуса.Така бялата страна ще се съедини с
черната. Ако разцепим надлъжно лентата на Мьобиус, тя ще увеличи двойно
дължината си, като се усуче още веднъж. След второто разцепване се получават
два двойно усукани пръстена, включени неотделимо един в друг. След третото разцепване
те вече са 4 и т.н., а общата им дължина S можем да намерим по формулата S=2nS1, където S1 е дължината на
мьобиусовата лента преди делението, а n – броят на деленията.
Но да минем към същината на въпроса.
Според съвременното схващане появата и развитието
на живота се предшества от милиарди години химико-биологична еволюция. Според
Джон Бърнал „животът на Земята е най-вече функция от взаимодействието на
нуклеиновите киселини и белтъците” (Произхождение жизни, Москва, 1969). Обаче
идеята за едно тъй дълго качествено усъвършенстване на материалните системи
крие подводни философски камъни. Трудно приемливо
е в продължение на милиарди години върху планетата да са се появявали тъкмо
онези условия, които са били необходими, за да се мине към следващата фаза на
усъвършенстването или с други думи – че в една точка от Вселената законът за
ентропията по неизвестна причина е престанал да действа по отношение на
определен вид саморазвиващи се системи за извънредно дълъг период от време.
Стойността на ДНК като генетичен код се определя
от броя на нуклеотидите в молекулата. По хода на еволюцията, вървейки към
по-сложни многоклетъчни организми, количеството им нараства многократно, което
в структурно отношение се изразява с удължаване на ДНК-молекулата.
Къде е началото?
Д. Голдсмит и Т. Оуен сочат, че „задачата е да се
заставят молекулите да се обединят в
повтарящи се структури, т. е. да се осъществи процес на полимеризация. В
случая с ДНК процесът би трябвало да доведе до развитието на удивителната
двойна спирала. Как е станало това? Ние не знаем.” (Поиск жизни во вселеной,
Москва, 1983).
Бихме могли да си представим една от възможните
схеми на този процес, като се върнем към онази предполагаема фаза от историята
на Земята, която академик Опарин нарича „първичен бульон”. Между множеството
други органични съединения тогава са могли да се образуват и сравнително къси
вериги ДНК със способност за реплициране чрез надлъжно разцепване и склонност
към образуване на пръстеновидни молекули. Ако не като косвено доказателство, то
поне като основание за предположение можем да възприемаме пръстеновидната
молекула ДНК у някои фаги, вируси и едноклетъчни организми. Особено широко е
разпространена двойноверижната осукана пръстеновидна молекула при плазмидите.
Вижда се, че подобни структури не са редки.
Ако си представим, че една коацерватна капка,
плуваща в първичния бульон, включи в себе си къса молекула от прото-ДНК, чиито
краища се съединят във формата на мьобисуова лента и ако в началото тя е имала
само 100 нуклеотида, след първото деление те
ще са 200, след второто – двата неотделими един от друг усукани пръстена
ще съдържат общо 400 и т. н. На шестото деление нуклеотидите ще бъдат вече
6400, петнайсетото ще ни предложи комплекс с повече от 3 милиона нуклеотиди,
способен при благоприятни обстоятелства да превърне една коацерватна капка в
прабаба на амебата. При това в изчезващо кратък срок ние прескачаме от мъртвото
в живото, което природата, според досегашните ни представи, е смогнала да
направи по пътя на еволюция, траяла стотици милиони години.
Всъщност, колкото и да е голям броят на
нуклеотидите в такъв комплекс, възникнал след репликацията на ДНК във формата
на мьобиусова лента, той ще се състои от вплетени една в друга молекули. На
определен етап от съществуването си комплексът
ще се разпадне, тъй като делението му, респективно неговото обемно нарастване
не би могло да продължава безкрайно. Разкъсаните пръстени с еднаква подредба на
нуклеотидите твърде е възможно да наподобят хромозомната картина на клетка по
време на делене и копулация. Впоследствие отделните вече освободени вериги ДНК
биха могли да се свържат в нови
конфигурации. От тук нататък думата има еволюцията, чийто вървеж ще се
осъществява чрез разстройване на тази донякъде унила повторяемост в подредбата
на нуклеотидите. Подчертаваме този момент, тъй като в него намираме едно от
сериозните основания да предполагаме, че първоначалното възникване на живота е
осъществено по мьобиусовата схема: съгласно последните проучвания в
наследствената молекула нееднократно се откриват дълги участъци, в които
подредбата на нуклеотидите се повтаря напълно.
Що се отнася до плазмидите и мьобиусовото деление,
ако изобщо това деление е осъществимо в днешни условия, това би могло да стане
навярно в динамичната фаза от съществуването им, например при тяхната
репликация, при взаимно кръстосване на два плазмида, при досег с антибиотик или
друг неблагоприятен агент и пр. Условието е броят на полуусукванията (на 180
градуса) в пръстеновидната им молекула да стане нечетно число, за да се
задейства посоченият механизъм за стремително увеличаване на техния генетичен
материал. Очевидно за клетката гостоприемник, в която е внедрен микробът с
„дефектиралия”плазмид последиците ще бъдат съдбоносни. Хистологическото
изследване за ядрени малформации (уголемено ядро, повече от две ядра в клетката
и пр.) би ни отговорило дали механизмът на мьобиусовото деление не би могъл да
ни даде и ключ към разбиране на скритата природа на рака.
Веселин КАСАБОВ
*Статията
е писана в края на ХХ век, така че става дума за предходния ХIX
Приживе този текст на Веселин Касабов (1937-2012)
не е публикуван. В архива на писателя съпругата му Люба Касабова пази и ред
други невидели бял свят научни разработки от различни области на знанието.
Касабов освен великолепен майстор на словото бе и енциклопедичен ум с широки
интереси в областта на теоретичната физика, биологията, химията, библеистиката…
Не бих нарекъл тази негова теза хипотеза, тъй като тя едва ли подлежи на
експериментална проверка – какъв точно е бил първичният „бульон” не ни е
известно, а и едва ли е възможно той да бъде „възпроизведен”. Макар след Опарин
да са правени такива безплодни опити. По-скоро тук става дума за една според
мене гениална догадка на Касабов.
Въпреки строго научния си стил, статията представлява
интерес и за неспециалисти. Публикувам я и с надеждата, че може да подскаже на
специалистите в тази област път към решаването на най-голямата загадка –
загадката за произхода на живота на Земята.
Тошо Лижев
