Закономерные чудеса

Какой бы из теорий происхождения жизни ни придерживался исследователь, ему приходится учитывать, что все процессы формирования первых клеток происходили при определенном радиационном фоне. Ионизирующая радиация — и земная, и космическая — была всегда важным моментом эволюционного процесса.

Этот процесс шел медленно, но неотступно.

Прошло около 2,5 миллиарда лет — почти половина всей истории Земли, — и наконец из одноклеточных организмов стали образовываться многоклеточные.

Предполагают, что сначала один одноклеточный организм просто заглатывал другой одноклеточный организм. Потом установилась определенная форма сожительства между ними, мирное и взаимовыгодное сосуществование. И это сосуществование в конце концов стало просто необходимым для обоих организмов.

В ходе биологической эволюции медленно, но неотвратимо Земля была завоевана многоклеточными организмами. Нуклеиновые кислоты стали основным генетическим материалом.

В процессе эволюции живых существ ионизирующая радиация продолжала играть не меньшую роль, чем во время химической эволюции. Судите сами. Если облучать нуклеиновые кислоты, то в них могут происходить некотбрые химические превращения. Иными словами, проникающие лучи вызывают изменения в генетическом материале клетки. Это должно привести к появлению новых признаков в потомстве. Большинство их будут вредными для организма, но некоторые, наоборот, приведут к образованию форм, более приспособленных к изменяющимся условиям среды. А это и является важным моментом эволюционного процесса.

В чем был прав физик?

В начале главы мы познакомились с молодым физиком, который излагал свое представление о радиационной биохимии.

"Все ясно, — начал тогда он свой рассказ. — Сначала квант энергии должен поглотиться тканью..."

В этой части своего повествования молодой ученый был прав, потому что радиационная биохимия всегда начинается с радиационной физики и радиационной химии.

В принципе и при действии ионизирующей радиации в очень небольшой дозе (например, природный радиационный фон) и при облучении большими дозами (облучение злокачественной опухоли) всегда происходят одинаковые процессы.

Радиационная химия и физика в ряде случаев настолько тесно связаны между собой родственными узами, что отделить одну от другой просто невозможно.

Посудите сами. В результате взаимодействия гамма-кванта с веществом энергия передается электронам. Последние отрываются от атомов и молекул и начинают двигаться с большими скоростями. Это так называемые вторичные электроны. Они расходуют свою энергию на ионизацию и возбуждение атомов и молекул.

Все эти процессы происходят чрезвычайно быстро. Житейское слово "быстро" должно иметь конкретный физический смысл. Время, расходуемое на поглощение кванта энергии, измеряется невероятно малой величиной. Необходимо одну секунду разделить на единицу с 16 нулями.

Если облучать чистую воду, будут образовываться . осколки молекул воды. Осколки молекул, обладающие повышенной способностью вступать в химические реакции, называют радикалами. Примером химического преобразования воды может служить перекись водорода.

В состав нашего тела входит много воды. В теле взрослого человека ее от 43 до 61 процента, у новорожденных детей еще больше. При поглощении квантов энергии молекулами воды, входящими в состав тела человека, также будут образовываться радикалы и продукты ее химического преобразования. В опытах на животных и простейших организмах это заключение подтверждается экспериментальным путем.

А что получится, если облучать не чистую воду, а раствор? Например, что образуется, если подействовать гамма-лучами на раствор органического вещества в воде?

Сначала образуются радикалы воды, ионизованные и возбужденные молекулы органического вещества. А потом в результате сложных взаимодействий между собой возникают два основных типа соединений: радикалы органического вещества и продукты химического преобразования этого соединения.

Избыток энергии, который заключен в возбужденных молекулах, может выделиться в виде тепла. После этого молекула "успокаивается" полностью.

В живом организме, помимо воды, огромное количество органических и неорганических молекул. После облучения из них образуется большое количество разнообразных радикалов, ионизованных и возбужденных молекул. И вот что важно: между ними возможны такие еакции, которые в здоровой клетке никогда не идут.

Статистика нередко пользуется термином "усредненный человек". Почему бы в таком случае и нам не оспользоваться термином "усредненная живая клетка"?

Специалисты по радиационной биохимии рассчитали: осле облучения в дозе 1000 бэр в усредненной клетке животного образуется три миллиона возбужденных и онизованных молекул, а в усредненном ядре клетки.

В ядре сконцентрированы основные запасы наследственного материала — ДНК. 900 тысяч беззвучных адиационных выстрелов по ядру клетки, конечно, представляют для нее смертельную опасность.