Знание-сила, 2002 №09 (903)

С «тенсегрити точки зрения» клетка есть совокупность структур, которые в свою очередь образованы сплетением бесчисленных волокон.

Клетка – достаточно прочная вещь (конечно, в той же степени, в которой могут быть прочными дорогие колготки). Ее цитоскелет, то есть дословно «клеточный скелет», состоит из паутины микроволокон, которая создает центростремительное напряжение внутри клетки. Цитоскелету противостоит целый арсенал средств: внеклеточный матрикс, микротрубочки и крупные пучки поперечно связанных микроволокон. Но и цитоскелет не прост: в нем есть промежуточные волокна – «великие интеграторы», связующие между собой сжимающие микроволокна, микротрубочки, поверхностную клеточную мембрану и ядро клетки. Промежуточные волокна также создают растяжку между клетками и различными компонентами ткани. Эта функция необходима для деления клеток, особенно когда ткань должна затянуть свежую рану. В этой экстремальной ситуации стремительно размножающиеся клетки в ткани ведут жестокую борьбу за место, стремясь с помощью вышеописанных структур принять наиболее выгодную сферическую форму. В результате формируется нормальная ткань. И это благодаря тенсегрити!

Понимание этих процессов может привести к новым подходам влечении рака и заживлении ран, а может быть, и к созданию искусственной ткани. Ведь что такое ткань? Совокупность клеток и межклеточного матрикса, выполняющего роль цемента. Поиск и исследование тенсегрити-структур на уровне тканей были проведены Ингбером и его американскими коллегами – Вангом и Стаменовичем. Исследователи обнаружили, что применение стресса, более сильного, чем молекулярное притяжение, к клеточной поверхности органов чувств, участвующих в обмене веществ, никак не влияет на «внутреннюю жизнь» клеток.

Это открытие заставляет по-новому увидеть реакцию клеток на стимул извне.

Купол Фуллера

Внутренние элементы клетки, создающие напряжение, которое поддерживает целостность клетки

Главное, чтобы костюмчик сидел!

Хотя изменения в структуре ДНК порождают биологическое разнообразие, гены – всего лишь продукт эволюции, а не ее движущая сила. Геодезические сооружения, наподобие тех, что есть у вирусов, ферментов и клеток, мирно существовали в неорганическом мире у кристаллов и минералов, когда генов еще и не существовало.

Вот немного измышлений о началах живого. Раньше ученые говорили о возникновении жизни в древнем океане. Сейчас многие высказываются в пользу появления живого в глине. Любопытно, но факт: микроструктура глины – решетка атомов, упорядоченных в восьми- и четырехгранные структуры… Так-так, а вам это ничего смутно не напоминает? Как насчет… Да-да-да, тенсегрити-структур? Поскольку эти октаэдры и тетраэдры упакованы неплотно (микроструктура пористая), они могут двигаться одни относительно других. Отсюда пластичность глины, что, видимо, дает ей возможность катализа химических реакций. Скорее всего, давным-давно, во глубине миллионолетий, на поверхности глинистого минерала образовались первые строительные кирпичики органической жизни… Шло время, самосборка делала свое дело, образовывались предвестники клеточных органелл, а за ними и первая живая клетка. Потом по цепочке: ткань, орган, организм. Кстати, развитие эмбриона из яйцеклетки – тот же процесс.

Возникает вопрос: каким образом из неорганических компонентов образуются органические вещества? Или вот есть, например, натрий, взрывоопасный металл, и хлор, ядовитый газ. А вместе они образуют безобидный хлорид натрия, или поваренную соль. Все дело, оказывается, в способе образования структуры.

Если уж на то пошло, любое вещество, а по-философски – материя, есть предмет определенного пространственного напряжения безотносительно к ее расположению или размерам. Тенсегрити – наиболее экономичный и действенный способ постройки на молекулярном, макроскопическом и промежуточных уровнях. Тенсегрити-структуры были отобраны в ходе эволюции из-за их эргономичности: минимум материалов плюс высокая механическая прочность.

Шестигранная форма пчелиных сот оказалась очень прочной конструкцией, к тому же ячеистое поэтапное строительство весьма рационально. Початок кукурузы – идеальная форма для многоэтажного здания. Необычно прочную форму раковин некоторых моллюсков также используют при строительстве зданий.

«Ребристость», характерная для многих раковин, взять, например, черноморских гребешков, придает таким зданиям дополнительную прочность.

Александр Зайцев.

Чудеса пустыни

Значительная часть суши покрыта пустынями- Их мир враждебен человеку, но он бесконечно грандиозен. пустыня – это окаменевшее море, это свободная, но грозная стихия. пока еще она мало понята человеком. Нам нужно приглядеться к этой бескрайней дали, занесенной песком, чтобы обнаружить там чудеса.

Симфония песка