Толщину среза можно было измерить, наблюдая за отраженным от него светом: если свет серебристый, значит срез слишком толст. А вот если он отливает всеми цветами радуги, тогда достигнута нужная толщина в пределах нескольких молекул.
Именно такой должна быть толщина среза для исследования под электронным микроскопом.
Выбрав лучший срез, Стоун осторожно поднял его пинцетом и положил на небольшую круглую медную сетку. Затем вставил сетку в плоскую металлическую капсулу-пуговку, вложил пуговку в электронный микроскоп и, наконец, герметически закрыл его.
В распоряжении группы «Лесной пожар» был электронный микроскоп тина BVJ модель JJ-42, с большой интенсивностью электронного излучения и с разрешающей приставкой. Принцип действия электронного микроскопа достаточно прост - он действует точно так же, как и простой оптический, однако вместо световых лучей фокусирует пучки электронов. Свет фокусируется при помощи линз - выпуклых и вогнутых стекол, электроны - при помощи магнитных полей.
Во многих отношениях электронный микроскоп не слишком отличается от телевизора, и изображение проецируется на обычный телевизионный экран - поверхность, покрытую слоем, который под ударами электронов светится. Преимущество электронного микроскопирования перед оптическим в том, что здесь достигается гораздо большее увеличение. Объяснение этому дает квантовая механика и волновая теория радиации, а наилучшую из популярных аналогий нашел специалист по электронной микроскопии Сидней Полтон, по совместительству еще и любитель автомобильных гонок.
- Представьте себе, - говорил Полтон, - что перед вами дорога и на ней крутой поворот. Предположим, что по дороге едут два автомобиля - спортивная машина и большой грузовик. Грузовик при попытке преодолеть этот крутой поворот сползает с дороги, спортивная же машина поворачивает без труда. Почему, спрашивается? А потому, что спортивная машина много легче, меньше, быстроходнее, она лучше приспособлена для крутых, резких поворотов. Плавные повороты обе машины преодолевают одинаково легко, но на крутых спортивная держится гораздо лучше.
- Точно так же, - продолжал Полтон, - и электронный микроскоп «держит дорогу» легче, чем оптический. Любой объект состоит из углов и краев, а длина волны электрона меньше, чем светового кванта. Электроны точнее «срезают углы», следуют по «дороге», повторяя все ее изгибы. Оптический микроскоп - как грузовик: пригоден лишь для езды по большой дороге с плавными поворотами. В данном случае под такой дорогой мы подразумеваем крупные объекты с крупными гранями и плавными кривыми линиями - клетки и ядра. Электронный же микроскоп может следовать по самым узким дорожкам и тропкам, выявляя контуры самых мелких внутриклеточных структур - митохондрий, рибосом, мембран, сетчатых структур…
Однако у электронной микроскопии есть и существенные недостатки, до известной степени уравновешивающие преимущества большого увеличения. Во-первых, так как вместо светового луча применяется пучок электронов, внутри микроскопа нужно поддерживать вакуум, а это значить, что рассматривать под микроскопом живые объекты нельзя. Но наиболее серьезный его недостаток связан с требованиями к срезам - они должны быть чрезвычайно тонкими, а это крайне затрудняет ясное трехмерное представление об изучаемом объекте. Тут Полтон тоже предложил простую аналогию:
- Допустим, вы разрежете автомобиль пополам по его продольной оси. В этом случае вы еще можете составить себе представление о нем в целом. Но если вы сделаете тонкий срез автомобиля, да еще под каким-нибудь неудачным углом, ваша задача сильно осложнится. На вашем срезе может оказаться лишь кусочек бампера, резиновой шины, стекла. По такому срезу определить, что представляет собой машина в целом и как она действует, прямо скажем, мудрено…
Стоун, разумеется, прекрасно помнил обо всех недостатках электронной микроскопии, когда заправил металлическую пуговку в микроскоп, загерметизировал его и включил вакуумный насос. Он все знал, но выбора у него просто не было. При всех своих недостатках электронный микроскоп оставался самым мощным инструментом, каким они располагали.
Притушив в лаборатории свет, он включил электронный пучок. Повернув несколько рукояток, сфокусировал пучок, и изображение на экране стало совершенно четким, черное и зеленое…
Он не сразу поверил в то, что увидел.
Перед глазами Джереми Стоуна возник элемент организма - идеально правильный шестиугольник, каждой своей стороной примыкающий к другим шестиугольникам. Внутри шестиугольник был рассечен клиньями, которые сходились в самом центре структуры. Все это производило впечатление какой-то математической точности, никак не вязавшейся с земными представлениями о жизни.
Это было похоже на кристалл.
***
Стоун улыбнулся, представив себе, как порадуется Ливитт - уж очень тот был падок на всякие эффектные, головоломные вещи. К тому же Ливитт и раньше высказывал мысль, что жизнь может основываться на тех или иных кристаллических формах, что она может подчиняться какой-либо строго упорядоченной схеме.
«Позову-ка я Ливитта», - решил Стоун.
Едва войдя в комнату, Ливитт сказал:
- Ну, вот вам и ответ…
- Ответ на что?..
- На вопрос, как функционирует этот организм. Получены результаты спектрометрии и аминокислотного анализа…
- Ну?..
- Организм состоит из водорода, углерода, кислорода и азота. Никаких аминокислот. Ни одной. А значит, никаких известных нам белков или ферментов. Я ломал голову, как же он может существовать на безбелковой основе. Теперь я знаю.
- Кристаллическая структура…
- Похоже на то, - Ливитт уставился на экран. - В трех измерениях каждая единица, вероятно, предъявляет собой шестигранную пластину, нечто вроде кафельной плитки в миниатюре. Восьмигранник, и каждая из двух больших граней - шестиугольник. А внутри сходящиеся к середине клиновидные отсеки…
- Отсеки могут отлично служить для разделения биохимических функций..
- Вот именно… - и Ливитт нахмурился.
- Что с вами?..
Ливитт мучительно думал, припоминал что-то такое забытое… Сон! Про дом и про город. Он сделал еще одно усилие - и все начало всплывать в памяти. Как дом живет, когда он сам по себе, и как - в составе целого города.
Он вспомнил все до конца.
- Знаете, - сказал он, - самое интересное, как эта отдельная единица связана с другими…
- Вы думаете, это, быть может, лишь часть более сложного организма?
- Вот именно. Жизнеспособна ли эта единица, как, например, бактерия, или же это лишь кирпичик более крупного органа, более крупного существа? В конце концов, когда вы смотрите на одну, отдельно взятую клетку печени, вы же не в состоянии догадаться, откуда она. И что толку в изолированной клетке мозга без остального мозга?
Стоун долго смотрел на экран.
- Довольно необычная аналогия. Ибо печень может восстанавливаться, регенерировать, а мозг-то не может…
- «Теория посланца», - с улыбкой напомнил Ливитт.
- Да, тут задумаешься, - пробормотал Стоун.
Автором «теории посланца» был инженер-связист Джон Р. Сэмюэльс. Выступая на Пятой ежегодной конференции по космонавтике и проблемам связи, он рассмотрел некоторые гипотезы относительно того, какие способы может применить внеземная цивилизация для установления контактов с другими цивилизациями. Он заявил, что самые передовые достижения техники связи на Земле для этой цели непригодны и что более развитые внеземные культуры найдут лучшие способы.
- Предположим, какая-то цивилизация хочет прозондировать Вселенную, - говорил Сэмюэльс. - Предположим, она пожелала, скажем, формально заявить о своем существовании в галактическом масштабе. Она хочет послать информацию, свидетельство своего существования, во всех направлениях одновременно. Каким образом лучше всего это сделать? По радио? Вряд ли - слишком медленно, слишком дорого, да и сигналы слишком быстро угасают. Самый мощный сигнал угаснет через несколько миллиардов километров. Телевидение еще хуже. Генерировать световые лучи фантастически дорого. Даже если научиться разрушать целые звезды, взрывать солнца, чтобы подать о себе сигнал, очень уж дорого это обойдется…
Кроме чрезмерной стоимости, все эти методы страдают и другим, естественным для всякого излучения недостатком: с расстоянием сила сигнала резко уменьшается. Лампочка, невыносимо яркая на расстоянии трех метров, достаточно мощная в трехстах метрах, видимая за пятнадцать километров, через миллион километров совершенно неразличима. Лучистая энергия затухает пропорционально четвертой степени расстояния. Простой, но непреодолимый закон физики.
Так что для надежной передачи сигнала придется прибегнуть вовсе не к физике, а к биологии. Только биология может создать такую систему связи, которая не слабеет на расстоянии, а в миллионах километров остается столь же мощной, как и рядом с источником. Короче говоря, создать организм, который служил бы передатчиком вашего сообщения, самовоспроизводящийся, дешевый, легко размножаемый в фантастических количествах. Затратив минимальную сумму, можно изготовить триллионы таких посланцев и направить их во все концы космического пространства. Это будут стойкие, неприхотливые козявки, способные противостоять суровым условиям космоса; они будут расти, плодиться и размножаться. Через несколько лет бесчисленные множества их будут нестись во все стороны галактики в ожидании контакта с жизнью.
А что произойдет, когда они встретят чуждую жизнь? Каждый такой посланец потенциально способен развиться в полноценный орган или полноценный организм. Вступив в контакт с иной жизнью, они начнут разрастаться в законченный механизм связи. Это все равно что разбросать миллиард клеток мозга, каждая из которых способна при соответствующих условиях вырасти в целый мозг. И выросший из одной-единственной клетки мозг сумеет уже разговаривать с иной цивилизацией, сообщить ей о существовании своей родной цивилизации и подсказать пути установления контактов…
Ученые-практики, присутствовавшие на конференции, нашли теорию козявки-посланца весьма забавной. Теперь ею больше нельзя было пренебрегать как курьезом.
- Вы полагаете, что эта козявка у нас на глазах превращается в какое-то средство связи? - спросил Стоун.
- Быть может, посевы культур помогут нам найти ответ на ваш вопрос, - откликнулся Ливитт.
- Или рентгенокристаллография. Я сейчас же распоряжусь…
***
На пятом уровне была установка для рентгенокристаллографии, хотя при подготовке программы «Лесной пожар» вопрос о том, нужна ли она, вызвал жаркие споры. Рентгенокристаллография - наиболее новый, сложный и дорогой метод структурного анализа в современной биологии. В нем есть нечто общее с электронной микроскопией, но по сравнению с ней это еще один шаг вперед. Метод рентгенокристаллографии еще более чувствителен, он проникает в тайны живой материи еще глубже, но ценой огромных затрат времени, оборудования и человеческих сил.
Биолог Р. А. Янек заметил однажды: «Чем ближе к истине, тем дороже обходится каждый шаг». Он подразумевал при этом, что цена установок, позволяющих человеку видеть глубже и точнее, растет быстрее, чем их разрешающая способность. Эту жестокую закономерность первыми из ученых открыли астрономы, на собственном горьком опыте убедившиеся в том, что сделать шестиметровое зеркало для телескопа неизмеримо труднее и дороже, чем трехметровое.
Но прежде всего сказанное Янеком справедливо для биологии. Оптический микроскоп, к примеру, - небольшой прибор, который легко переставить с места на место одной рукой. В такой микроскоп можно рассмотреть клетку, и обходится он ученому примерно в тысячу долларов.
При помощи электронного микроскопа можно рассмотреть мелкие структуры внутри клетки. Но это уже большой аппарат стоимостью до ста тысяч долларов.
Рентгенокристаллография способна на большее: она позволяет исследовать отдельные молекулы; это максимальное приближение к наблюдению отдельных атомов, какое вообще доступно современной науке. Но зато такая установка величиной с добрый грузовик; она занимает целую комнату, требует специально подготовленных операторов, и для расшифровки выдаваемых ею результатов нужна ЭВМ. Дело в том, что рентгенокристаллографическая установка не дает прямой визуальной картины исследуемого объекта. В этом смысле она совсем не похожа на микроскоп, и принцип ее действия отличается от принципа действия как оптической, так и электронной микроскопии. Вместо изображения здесь на фотопластинке получается дифракционный рисунок, геометрический узор из точек, для непосвященного совершенно загадочный. С помощью ЭВМ можно проанализировать расположение точек и получить картину молекулярной структуры объекта.
Наука эта относительно новая, хотя название у нее старомодное.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34