Единица
Сложно устроена «наименьшая единица жизни», ничего не скажешь. И необыкновенно многообразна — от микроскопической, но вполне самостоятельной амебы, упрятавшей в свою оболочку целое хозяйство, до эритроцита и нейрона, умеющих выполнять только одну функцию. Но какой бы клетка ни была, кому бы ни принадлежала, для достижения своих целей она всегда пользуется одними и теми же «инструментами». Случайно ли это поразительное сходство?
Нет. Оно, прежде всего, свидетельствует о единстве жизни, ее происхождении от общего корня. Процессы, протекающие в разных клетках, удивительно похожи. Для накопления и передачи энергии все клетки живых существ пользуются одним и тем же соединением — аденозинтрифосфатом.
Энергия
Получают они его тоже одним и тем же путем — за счет дыхания, окисления органических веществ. Грубо говоря — это энергия, выделяющаяся при сгорании, соединении углерода с кислородом. Существуют так называемые анаэробные организмы, для которых молекулярный кислород — яд. Тем не менее, они «дышат», хотя и не так эффективно, как любители кислорода. Анаэробы, по-видимому, научились это делать, когда на Земле еще не было свободного кислорода.
«Сжигая» внутри себя органические вещества, они были вынуждены останавливаться где-то на середине. Примерно так же, как получают древесный уголь — при недостатке кислорода. Поэтому, используя глюкозу, анаэробы высвобождают только десятую долю заключенной в ней энергии. Подавляющее большинство обитателей Земли не довольствуется теми жалкими крохами, которые дает дыхание в бескислородной среде.
Кислород
Они получают из той же глюкозы половину ее калорий. Но не думайте, что они изобрели что-то новое. «Любители кислорода» сначала получают тем же путем те же десять процентов энергии и лишь, затем пускают в ход еще несколько десятков реакций. «Дожигая» остатки, они выкраивают в несколько раз больше энергии. А разве нельзя было придумать для них что-нибудь более оригинальное? На месте господа бога хороший биохимик именно так бы и поступил.
Природе свойствен принцип «совершенствования». Она редко забывает собственные достижения. Шаг за шагом она продвигается вперед, «дополняя» и «доделывая», прибавляя новые детали к уже проверенному, устоявшемуся процессу. Это касается не только дыхания. Впрочем, могло ли случиться иначе при той системе записи и контроля, которой подчиняется клетка?
Конечно, нет. Генетические шифровки консервативны. Ошибки в них возможны, но лишь в крайне редких случаях мутировавший организм способен выжить, и в еще более редких случаях он получает преимущество перед своими собратьями. Слишком сложна система регулировки, чтобы она могла выдерживать частые потрясения. Сравнительно недавно, на стыке прошлого и нынешнего веков, содержимое клетки представлялось простой смесью многих веществ.
Сейчас в ней различают великое множество самостоятельных органов, целую сеть перегородок — мембран, которые делят клетку на изолированные друг от друга объемы. Где-то здесь гнездятся основные инструменты клетки — ферменты, ведающие определенными реакциями. Мембраны — не просто стенки. Они активно участвуют во всех процессах, ограничивают активность ферментов или, напротив, подгоняют их.
Цеха
Но как поддерживается равновесие между этими самостоятельными «цехами» клетки? Ученые только начинают постигать великолепно отработанный автоматизм клетки, ее умение не просто пользоваться законами химии и физики, но и находить в них «слабые места». До сих пор еще неизвестно, как отграничена клетка от окружающего пространства. Чем детальнее изучается самая, казалось бы, простая ее часть — оболочка, тем более странные и противоречивые качества у нее выявляются. Оболочка не гладкая, она снабжена какими-то ворсинками и фибриллами. По-видимому, не зря она имеет столь сложное устройство. Ведь оболочка клетки способна отличить ионы калия от ионов натрия (это с трудом делается даже в химическом анализе). Больше того, оболочка не просто отличает их — натрий она выталкивает из клетки, а калию, напротив, помогает попасть внутрь. И это при толщине в стотысячную долю миллиметра! Клеточная мембрана играет огромную роль и в переносе питательных веществ внутрь клетки — от этого зависит и наша с вами жизнь, и существование одноклеточной амебы.
Программа
Но сказать точно, как это происходит, мы не можем. Однако наше незнание вовсе не означает, что кто-то руководит жизнью клетки, «программирует» ее. Нет ни одного процесса в клетке, которому нельзя было бы найти объяснение. Пусть через год это объяснение покажется примитивным — на смену ему придет другое. И обязательно основанное на законах физики и химии. Никаких других законов, ничьей воли, выраженной как-нибудь иначе, клетка не признает.
