?

Log in

Quizzing the Anonymous
Ignoramus et ignorabimus
Recent Entries 
13th-Jan-2030 01:37 pm - [sticky post] Contents
thinking
If a man will begin with certainties, he shall end in doubts; but if he will be content to begin with doubts, he shall end in certainties. (Bacon)

Давно кругом меня о нем умолкнул слухCollapse )

Last updated on June 13, 2015
https://sites.google.com/site/shkrobius/table-of-lj-contents
29th-May-2016 02:02 am - Запоздалые открытия
thinking
Смотрел передачу о маньяке, который долго держал трупы в концентрированной серной кислоте
https://en.wikipedia.org/wiki/John_George_Haigh

Оказывается, есть в теле вещь, которая не растворяется. Что за штука, сам догадаться не смог.

***

Не раз попадалась на глаза фотография Ферми у доски. Сегодня она попалась опять, и я заметил, что постоянная тонкой структуры записана неправильно. Оказывается, это общеизвестно...
http://science.energy.gov/fermi/the-life-of-enrico-fermi/formula/



На доске чертеж мелом. О чем он?

***

По слухам, Ферми просил студентов примерно оценить, сколько в Чикаго настройщиков роялей. Метод оценки легко найти на сети; конечное число всегда одинаково, что подозрительно: метод явно подогнан под ответ.

Но можно посмотреть сюда
http://www.wolframalpha.com/input/?i=how+many+piano+tuners+are+there+in+Chicago
и обнаружить, что с 2005-го по 2008-й год число чикагских настройщиков увеличилось с 50 до 350 человек - в семь раз! В Нью Йорке за то же время число настройщиков упало со 140 до 100. В Лос Анжелосе их всего 100, а по всей Америке - 5,600 человек. Кто бы знал, что в Чикаго аномально высокое число настройщиков...

Если набрать "настройщики роялей" на гугле, то Чикаго идет с большим отрывом первым городом (спасибо задаче Ферми, на которую откликаются поисковики). Если бы я был настройщиком роялей, мог бы из этого ошибочно заключить, что Чикаго для настройщиков как Бобруйск для детей лейтенанта Шмидта.

Уж не благодаря ли Ферми у нас в городе столько настройщиков?
28th-May-2016 05:01 pm - Разумный дизайн. 3
thinking
К посту 2 про разумный дизайн задали отличный вопрос: почему память и функция в моем "разумном дизайне" жизни д.б. разделены; ведь не очевидно, что это так. На вопрос можно ответить технически (что я попытался сделать).

С чисто инженерной точки зрения иначе невозможно при нынешней организации клетки. Транскрипционные гены - наиболее консервативные в природе: наш общий далекий предок (LUCA) потому общий, что обзавелся рибосомой, способной точно превращать последовательность нуклеотидов в последовательность аминокислот. Короткий пептид не свернется уникальным образом, не сможет он и связаться со своим субстратом как надо. В клетке тысячи плотно размещенных белков, есть и другие структуры, они не должны с друг другом взаимодействовать нежелательным образом. Это накладывает ограничения на вариацию генома: репликация должна идти с ошибкой менее 10^-4 (это у вирусов). У бактерий это 10^-6, у нас - порядка 10^-9. Для этого нужна исключительная стабильность и воспроизводимость матрицы. Других примеров мы не знаем: наша жизнь посторена на таком калькулюсе. Но никто не запрещает пофантазировать. Одна из таких фантазий - РНК-мир, где РНК и носитель памяти, и катализатор (полимераза).

Произойдет ли в РНК-мире разделение функций. Да! - учит мудрый Кунин, произойдет.
http://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1002024
В таком мире будут РНК-паразиты, которые ничего не катализируют, а только реплицируются за чужой счет. Оказывается, в некоторых допущениях разделение ролей сделает систему более защищенной против быстро эволюционирующих РНК-паразитов. Утверждается, что химическая стабильность для ДНК не важна (да у LUCA ДНК и не было), "ДНК" - это РНК, которая имеет только (или предпочтительно) функцию памяти.

Из других РНК-сценариев мне понравился этот
http://journals.plos.org/ploscompbiol/article?id=10.1371/journal.pcbi.1003936
Идея простая: если участок РНК занимается катализом, он не может одновременно служить матрицей; чтобы сложить РНК в каталитический центр, нужен длинный участок. На это накладывается соображение о разных функциях разнонаправленных РНК-цепочек. Похоже, этого уже хватает для заметного разделения памяти и функции. Это разделение в РНК-мире не может быть полным (то же самое и с другой моделью), так как любая РНК в принципе может быть матрицей, но статистически это возможно.

***

Мне ближе другая идея - прогенот Везе. Это гипотетическая "клетка", в которой и репликация и транскрипция и трансляция идут с большой ошибкой. Современные рибосомы имели несовершенных предшественников. Когда возник совершенный транскрипционный/трансляционный механизм, "клетка" полностью изменилась. Это похоже на задачу конструирования завода, где каждый станок выпускает 10% брака, а в отделе качества - трехлетний мальчик, которому скучно. Естественная реакция: починить станки, мальчика заменить на дядю. Однако, если это невозможно, нужно реорганизовать весь процесс под то, что имеется.

Вот это уже разумно-дизайнерский подход. Существующая организация клетки для прогенота не годится. Например, метаболизм должен быть устроен совсем иначе. Если такие бракованные белки начнут плавать в цитоплазме и с другом взаимодействовать, будет жуткая каша. Никаких взаимодействий, никаких энзиматических комплексов. Все белки дожны быть иммобилизованы. Никакого контакта, кроме предназначенных им субстратов. Если они не работают, то и пусть; лишь бы не мешались. Такой подход избавляет от забот, связанных с неправильным фолдингом, неизбежным при 10% ошибке. Достичь этого можно, например, так: в мембрану засовываем нечто шарообразное. Нечто пакуется в шестигранную решетку. К каждой сфере прикрепляем белок: энзиматическое поле. Подобной реконструкции нужно подвергнуть каждую часть клетки. Сконструировав прогенота, уже можно задаться вопросом, насколько критическим для него является полное разделение памяти и функции.

Сначала мне казалось, что это дурацкая затея (лучше сделать правильно и сразу), но вот уже неделю я думаю урывками... и все более увлекаюсь... Сложность и необычность задачи сама диктует интересные решения. Мой воображаемый прогенот начинает все более смахивать на биохимичекий вариант интегральной платы, и все менее - на привычную клетку, его источник вдохновения.

Подумал - а ведь это интересная задача не только с химической точки зрения. Как, например, программист подошел бы к созданию программы, зная, что только 90% кода будет правильно воспроизведено при выполнении? Возможно ли это - и как?

Разумный дизайнер, слепой часовщик... --- а если так:

Даешь разумный дизайн слепого часовщика!
thinking
...на семинаре Колмогоров пересказывал результаты некой книжки. А на следующей неделе говорит: «Всё я вам неправильно рассказал. Этого там нет, другого. Просто в комнате было довольно плохо видно, я лежал, листал книгу и думал: что в ней могло бы быть?»
http://trv-science.ru/2016/05/17/semjon-schlossman-matematicheskie-progulki/

Счел бы тему исчерпанной, но надоело читать заверения знатоков о том, какой это ужасный "бред". Спросили бы себя лучше по примеру Колмогорова: чем такое пищеварение могло бы быть?

Как можно думать о таком вопросе?

Например, можно посмотреть, что остается в испражнениях. По сухому весу, примерно треть-половина - кишечные бактерии, остальные главные компоненты - жиры и пищевые волокна (для стандартной диеты). Улучшение пищеварения подразумевает лучшую утилизацию этих двух компонент, особенно полисахаридов. Жиры и небольшие углеводы втягиваются в тонком кишечнике; полисахариды гидролизуются бактериями в толстом, превращаясь в ацетат и бутират; в таком виде они попадают в организм. К сожалению, из-за ограничений анаэробного метаболизма, процесс не очень эффективный. У коровы утилизация полисахаридов лучше, но и у нее много остается непереваренным.

Тут стоит сделать отступление, заметив, что аэробное пищеварение не досужая выдумка; оно не только существует в природе, но весьма распространено.

На суше оно практикуется некоторыми насекомыми, например, высшими термитами. В море - морскими ежами. Ежи обогощают кислородом воду, которую гонят в пищевод. У насекомых трахеи подводят воздух к нижнему кишечнику; эта два разных способа достичь одной цели. Как устроено пищеварение у ежей, я не знаю, как у термитов - в общих чертах известно. В кишечнике образуется радиальный профиль концентрации кислорода (который диффундирует через стенки кишки и тут же расходуется аэробными бактериями; в середине кислорода уже мало). Ближе к стенке идут аэробные процессы, в середине - анаэробные. Пища термитов - деградирующая растительная масса, состоящая из целлюлозы и лигнина. Лигнин обволакивает целлюлозу, к которой энзимам трудно подобраться. Саму кристаллическую целлюлозу тоже трудно гидролизовать, т.к. полимерные цепи тесно уложены и между ними прочные водородные связи; гидролазам нелегко подобраться к ним и перекусить цепочку.

Анаэробы не умеют деградировать лигнин. Если лигниновая оболочка не нарушена, углеводы в целлюлозе потеряны для пищеварения. Есть небольшое число грибков и аэробных бактерий, которые это делать умеют, и вот они-то (актиномицеты) живут в кислородной зоне кишечника термитов. Их функция освободить полисахариды для гидролаз. Продукты окисления лигнина (фенолы) используются насекомым как пища, но у них есть и вторая функция: они источник электронов для оксигеназ (которые существуют только у аэробов) для перекусывания цепочек целлюлозы с поверхности кристаллита. Идея - в нарезании этих цепочек на короткие кусочки, которые потом можно оторвать от кристалла и гидролизовать на мономеры. Сколько-то мономеров на этом теряется, но игра стоит свеч. Альтернатива такому методу у анаэробов - специальный гидролитический комплекс
https://en.wikipedia.org/wiki/Cellulosome
который, не смотря на свою изощренность, работает хуже, чем LPMO (lytic polysaccharide monooxygenase) у аэробов. У анаэробов просто нет другого выхода. В последнем номере Science (стр. 1051) как раз описан механизм этих реакций, это все сравнительно недавние открытия. Нарезанная целлюлоза из волокон быстро гидролизуется (аэробами и анаэробами) и в виде ацетата частично передается насекомому - точно так же, как у нас в кишечнике. Ничего нового городить не нужно. Благодаря такой организации пищеварения, термит может питаться древесиной в любой степени деградации. Ни корова, ни человек на такое не способны.

Вероятно, морские ежи тоже используют оксигеназы для полисахаридов трудноперевариемых водорослей. Я не знаю, как можно технически осуществить такой подход для позвоночного, но в том, что это выгодно, сомневаться не приходится. Суммарная биомасса термитов на несколько порядков превышает суммарную массу всех позвоночных (для муравьев это 5-6 порядков). "Бред" проистекает из ни на чем не основанного ожидания, что у аэробов целлюлоза полностью окислится в углекислый газ, и животному ничего не останется. И сами аэробы делятся ацетатом, и анаэробам достается больше углеводов для гидролиза. Градиент кислорода позволяет оптимизировать весь процесс, а аэробные бактерии постепенно втягиваются в более выгодный хозяину симбиоз (тот тоже старается, жует).

***

Теперь можно посмотреть на жиры. Их присутствие в фекалиях кажется биохимическим абсурдом. Как возможно, что самая богатая энергией пища не полностью переваривается?

Жиры частично находятся в эмульсиях, и их так просто в клетку не засосешь. Приходится сначала их гидролизовать с поверхности, превратив в жирные кислоты, потом использовать холестерин, чтобы из кислот сделать мицеллу. Мицелла засасывется в клетку. Потом все идет в обратном порядке: внутри клетки обратно синтезируется триглицерид и пакуется в липопротеин. В таком виде он попадает в организм, где часть жиров сжигается.

Опять таки, процесс не слишком эффективный, в нем много лимитирующих реакций. Если эмульсия достигает толстого кишечника, то там уже нет ни клеток, способных на эту операцию, ни бактерий, способных на превращение жира в ацетат. Так жир оказывается на выходе. В аэробных же бактериях идет быстрое бета-окислениe жирных кислот в ацетат-CoA, который источник ацетата в анаэробной ферментации углеводов. T. e. уже существуют в готовом виде механизмы, необходимые для превращения жиров в ацетат, с которым кишечник знает, что делать; нет необходимого для этого кислорода.

Это не все. Чтобы переварить жир, необходимы соли желчных кислот для мицеллообразования, которые частично делает организм, а частично они идут из пищи. Проблема в том, что мы не умеем использовать растительные стеролы, и они проходят через тракт. Превращать растительные стеролы в обычные умеют только аэробные бактерии. Поэтому переваривание жиров, особенно растительных масел, можно было бы сделать эффективнее, если бы у нас был частично аэробный кишечник как у термитов (которые жирами не питаются). Животных, которые бы пользовались такой возможностью нет, но и ничего безумного тут тоже нет.

А знатокам я желаю приятного пищеварения.
22nd-May-2016 06:42 pm - "Моя первая работа"
thinking
Несколько месяцев назад был флешмоб на эту тему: каких только работ не называли.

Про себя мне рассказать нечего. Зато у моего одноклассника, Олега Б., в бытность его студентом была действительно интересная первая работа: три раза в неделю он спал в Институте космических исследований АН СССР. (Тамошние ученые на нем биотоки мозга изучали и неплохо платили.) Я ужасно завидовал. Как мне хотелось такой работы... Но не заслужил.

И вот, наконец, моя мечта сбылась - сын подрос и нашел первую работу на лето!

У нас в университете есть какой-то философ, который решил разработать курс по европейской философии для американских школьников и даже получил под это грант. Философ решил (совсем как ученые в ИКИ) испытать свой курс на 15-летнем школьнике, и этим избранником стал мой ребенок! За это ему будут прилично платить, что справедливо, так как работа вредная.

Оказалось, философ запросил университетскую школу (где учится его дочка) найти ему подходящий объект, и в качестве морской свинки сына порекоммендовал их учитель истории, большой оригинал (они там пишут сочинения на тему "Ницше и Достоевский" - которую я, например, не потяну).

Интересно, что из этого выйдет...
21st-May-2016 01:24 pm - Расскажи бабушке
thinking
— Есть известное высказывание, которое приписывают Фейнману и много кому еще: если вы не можете за десять минут объяснить своей бабушке, чем вы занимаетесь, скорее всего, вы занимаетесь ерундой. Насколько это высказывание применимо к математике?
— Я бы его ослабил, и тогда оно будет применимо к математике, а в полной форме, конечно, нет. Если предположить, что ваша бабушка закончила хорошую школу и до сих пор помнит, чему ее в этой школе учили, то можно рассказать нечто, что не есть мой собственный результат и даже не есть результат моих учителей, но что есть яркий результат в моей области. Вот рассказать так, чтобы он был понятен, — это я могу. Но все-таки некая база нужна, поскольку даже среди образованного слоя есть люди, которые о математике не знают совсем ничего, даже о школьной; такой «бабушке» уже не расскажешь.

http://trv-science.ru/2016/02/23/o-bublikah-babushkah-i-korrektiruyushchikh-kodah/

***

Пеняют, что плохо народу объясняю. Непонятно и неправильно. Это от того, что мне не повезло с бабушкой. За десять минут объяснить ей ничего не было возможно: допрос с пристрастием продолжался часа два и включал экзаменовку по смежным дисциплинам, после чего бабушка приносила мне несколько книг и списочек задач на усвоение материала. Занимался я ерундой по опредлению, равно как и родители, о чем бабушка заявляла без стеснения. Сожаления о наших загубленных жизнях, впрочем, она не выражала, потому что так мы хотя бы не приносили вреда. Будучи электрохимиком-инженером, она делала исключение только для Лавуазье и Менделеева, и то с оговорками. "Объяснить бабушке" - хаха. В Бруклине и не такое бывает... Будь у меня фейнмановская бабушка...

***

Всвязи с трансгендорно-сортирными разборками прочел в газете душевный стон барышни-тире-мужчины, добившейся допуска в заветный туалет. Оказалось в кабинках нет корзинок для тампонов! Ждет, пока туалет не опустеет и бежит с пакетиком к мусорной корзине. Хотела бы по такому случаю на пару дней раз в месяц обратно, но теперь, когда все поднято на идейную высоту...

У меня на работе тоже уже объявлена победа. Корзинок нет и не будет.

***

Незадолго до исторического события у нас была другая победа светлых сил: по требованию женсовета в здании устроли специальную комнату для лактации недалеко от моего кабинета. Готовили в строжайшей тайне две недели. Заделали кирпичeм окно, установили бронированную дверь (мы думали, секретную комнату сооружают). Сняли номер с двери - как в танковой академии. А через три месяца - это.

Эх, рассказать бы бабушке... У нее был неисчерпаемый запас историй про революционное питерское студенчество времен ее молодости, но я слушал бабушку невнимательно, полагая, что Провидение милосердно избавит меня от подобных наблюдений. Но от судьбы не уйдешь...

Слушать надо было побольше, а рассказывать поменьше.
21st-May-2016 03:44 am - Разумный дизайн. 2
thinking
Платон учил, что высоко в небесных сферах обитает рыба идеальная, вечная и совершенная, а наша земная щука - ее несовершенное подобие. Изучение щуки полезно существу разумному лишь постольку, поскольку приближает к рыбе идеальной, остальное же - забава и суемудрие.

Истинно так, и не надо быть сократиком, чтобы в этом убедиться. Существует ограниченное число принципиально разных способов достижения плавучести в воде. Неважно, как возникла рыба, и что она собою представляет; не тонет рыба потому, что использует один из таких способов. Способы эти определяются законами мира; конкретное решение будет разумным уже потому, что другим быть не может.

***

Платонический ход рассуждения применим и к органической жизни в целом.

Я предложил на прошлой неделе гипотетичекий эксперимент: конструкцию жизни de novo. "Еда" на входе, "фекалии" - на выходе. Цель - ну, например, убыстрение достижения термодинамического равновесия сглаживанием энтропийных градиентов. Предложенное решение - линейный полимер с ограниченным набором функциональных групп (это самое простое решение). Учитывая местные условия, все функционирует в воде. Это упрощает задачу, т.к. позволяет использовать гидролиз связей. Очень удобно.

Далее начинается логика задачи. Почему, например, мономеры такого полимера д.б. хиральными? Потому, что глупо располагать функциональные группы симметрично, независимо от нужды, чтобы избегать хиральных центров. Если начинать соединять такие мономеры как попало, невозможно получить воспроизводимую форму, а узнавание молекул и катализ ее требует. Значит, необходим стереоконтроль на всех этапах сборки. Вот и вся загадка хиральности в природе. Или: почему таких мономеров столько-то? Во-первых, они должны обеспечить столько-то химических функций (каких и сколько можно обсуждать, но 10-15 - минимальный набор). Во-вторых, их должно быть достаточно для того, чтобы полимер свернулся уникальным образом. Если полимер слишком короткий или набор мономеров слишком мал, этого не произойдет, будет путаница. Все это накладывает ограничения на передачу информации - ее с необходимостью будет много (полимер длинный и их много). Естественный вопрос: можем ли мы использовать для ее хранения и обработки те же полимеры, какими мы собираемся устроить метаболизм? Ответ - нет, что бы там не говорили сторонники РНК мира. Это негодное решение.

Химические реакции никогда не идут с 100% выходом. Полимеры-катализаторы будут постепенно деградировать. Если хранить в них информацию, она будет изменяться. Требования к долгосрочному хранению, считыванию и копированию (большого количества) информации и требования метаболической активности слишком разные. Даже в компъютерах функции памяти и обработки разнесены. Их соединение неразумно. Даже если мы начнем с одинаковой структуры, она начнет изменяться в двух противоположных направлениях, потому что так лучше. Одно приведет к оптимизации стабильности, другое - к оптимизации реактивности. Начальная точка значения не имеет, а конечный результат предопределен. Можно продумать, каковы требования к идеальному носителю информации, составить их список. После этого поглядеть на ДНК. Это один из вариантов удовлетворения требований. Он не единственный, но таких способов (с точки зрения общей структуры) не так уж много. Например, рудиментарный способ коррекции ошибок должен существовать с самого начала, следуя из структуры. Ошибка копирования должна быть не больше 1е-4 с самого начала.

В таком духе можно пройти по всем компонентам. Там, где взору ученого представляется тайна, конструктор видит целесообразность. Конечно, есть множество возможностей при каждом выборе, но возможности эти сродни плавучести: выбор есть, но он конечен, хотя и велик.

Может быть, гипотетический слепой часовщик собирает все подряд, да что толку: работает только то, что заранее одобрил разумный дизайнер с его небесным чертежом. Общие принципы конструирования клетки настолько же определены характером нашего мира, сколько плавучесть рыбы. Хаотический перебор возможностей (а этого никто и не предлагает) все равно ведет к разумному дизайну. Другой не работает.

Контрпримером к сему заключению любят приводить разные нерациональности в природе. Я никогда не мог понять, что они должны доказывать.

В любом человеческом творении можно найти недочеты; это не свидетельствует о неразумности их творца. Напротив, многие недочеты рациональны (если сделать "вечную иглу для примуса", новые иглы перестанут покупать). Я могу пенять на отсутствие у нас аэробного кишечника (у термитов он имеется - потому интересно было читать комментарии о том, что это, во-первых, невозможно, а во-вторых, не имеет значения). Но у насекомых есть трахеи; воздуховодные трубки можно подвести к стенкам кишечника. Я не представляю, как достичь подобного у позвоночного без радикального изменения конструкции. Да, это было бы замечательное приспособление, но как из точки А попасть в точку Б? Без продуманного плана на сотню-другую миллионов лет с такими жалобами лучше не спешить, как заметил один иностранец на Патриарших прудах.

Кстати, разум говорит и о том, что платонический взгляд на происхождение жизни неминуемо победит. Всем до чертиков надоели пустые гадания о том, как "сама собою" неизвестно где и как возникла органическая жизнь. Мы не узнаем, что было миллиарды лет назад. Найти другой пример в окрестностях шансов мало, да и не увидим мы, конечно, происхождения и этой другой жизни: вместо одной неразрешимой загадки появятся две. Узнать, что такое жизнь, как она появляется и с чем ее едят, мы можем одним способом: сделать ее самим de novo. Поскольку иначе, чем изпользуя разум, мы сделать это не можем, результат заранее предопределен: это будет разумный дизайн. Hадо и о будущем побеспокоиться: через пол-миллиарда лет планета перестанет быть обитаемой, а превращение других планет в комфортабельное для нас место занимает время.

А если кого-то от этого трясет, то это их проблемы. Могут гордиться чистотой философских взглядов и мешать поварешкою первобытный бульон до посинения.
thinking
Вопрос задали: "Человеческие фекалии источают сложные запахи. Зачем?"

***

Пусть у нас есть органическая жизнь на планете Х. Для нее нужен источник энергии. Какие-то вещества будут этим источником ("еда"), какие-то - конечным продуктом метаболизма ("фекалии"). Извлечение энергии из фекалий возможно, но не для всякого метаболизма. Это м.б. неразумно, т.к. в рамках химического процесса требует больше энергозатрат, чем ее в продукте содержится доступной энергии. Даже если конечным источником еды будет, скажем, свет, его надо превратить в химическую форму, и тогда сразу возникает возможность использовать эту уже готовую форму в виде "еды", что мы, собственно, и делаем.

Как организовать метаболизм? Например так: взять полимер и навешать на него функциональные группы. Такие полимеры можно производить универсальным способом, делать из них структуры, катализаторы и т. п. Групп надо взять на все случаи жизни, прежде всего кислот и оснований. Основания могут быть алифатическими или ароматическими. Берем и те и другие. Как получить последние? Делаем пятиатомное ароматическое кольцо, засовываем туда азот. Больше атомов азота - больше основность и больше способность образовывать связь с ионами металлов. Это хорошо: многие реакции легче катализировать металлоорганическими комплексами, нужны лиганды. Но и плохо: не всегда ведь именно этого надо. Поэтому ароматических оснований нужно как минимум два: сильное и слабое.

Ароматическое основание надо связать с полимером (через кольцо). Такая связь очень прочная, и если ее разбить, можно получить много энергии (из "еды"). Значит, ее надо разбить прежде, чем отправить в "фекалии". С сильным основанием это может выйти себе дороже : свободное основание будет связываться с ионами металлов. Зато более слабое основание можно безнаказанно отщепить. Разбивать ароматические связи дальше - накладное занятие, требует внешний источник энергии.

***

Это были общие рассуждения в мире чистого разума. Переведем их в наш подлунный мир. Многофункциональные полимеры мы называем белками. Ароматических оснований действительно два: триптофан (с одним азотом в пятиатомном кольце) и гистидин (имидазол с двумя азотами). Гистидин - лиганд в огромном количестве металлопротеинов (гемоглобин, например), он же используется как переносчик протонов. Чтобы триптофан не был слишком основным (для этого ведь есть гистидин, аргинин, и т. д.) добавлено еще одно ароматическое кольцо, что добавляет гидрофобности. Из этого можно делать десятки разных соединений - или засунуть триптофан в гидрофобные карманы (чтобы были гидрофобные взаимодействия с молекулами) или каталитические центры. Полезная штука.

Индол в триптофане связан с пептидной цепочкой, и разбивание этой связи - отличный источник энергии. У некоторых из анаэробных бактерий в нашем кишечнике есть триптофаназа, которая делает именно это: превращает триптофан в индол + пировиноградную кислоту. Это восстановительное деаминирование; у аэробов же другой способ избавится от триптофана (окислительный). Триптофаназа не работает в окислительной среде, это изобретение анаэробных бактерий.

***

Теперь начинается чертовщина.

С химической точки зрения, наше пищеварение - безумие. Мы живем на планете, в атмосфере которой 20% кислорода, мы им дышим. Дышим = используем кислород как окислитель для производства энергии из "еды". Безумие заключается в том, что это окисление происходит у нас в тканях, а вовсе не там, куда "еда" сперва попадает. Попадает же она туда, где условия ровно те, которые существовали миллиарды лет тому назад, когда кислорода на Земле не было. Там царствует анаэробная микробная жизнь, которой мы делегировали пищеварение. Вся наша роль в том, чтобы слегка пощепить белки и всосать то, что легче всего всосать. Остальное делают симбиотические бактерии. Мы делимся с ними "едой", они делятся с нами метаболитами, и на этом основан наш симбиоз. Проблема в том, что анаэробная ферментация очень неэффективна, и для нас от такого симбиоза мало проку. Аэробное пищеварение было бы куда более эффективно. По всем законам, Б-жеским и человеческим, от такого союза давно пора отказаться. Но поди от него откажись...

Почему так вышло? Животные начинались в воде. Кислорода в ней мало, еле хватает на дыхание. Использовать его еще и на пищеварение - расточительно, поневоле приходится использовать анаэробное пищеварение. Но это когда было-то... С тех пор мы уж 300,000,000 лет на суше, где кислорода завались, а пищеварение с тех пор не изменилось. Да и как оно может измениться? Наши симбионты в этом не заинтересованы. Если мы попробуем изменить ситуацию, они нас убьют, так как для них мы просто источник "еды" для анаэробной ферментации, и более никакой ценности не представляем. Мы от них полностью зависим, а они могут себе и другой источник еды найти. Поэтому изменить ситуацию теперь может только чудо. Смысла в таком пищеварении мало, но по историческим причинам избавиться от установленного порядка себе дороже. За радость побегать по травке на солнышке приходится платить сотрудничеством с мафиозной компанией внутри.

***

Обратно в царство разума: если бы у нас было аэробное пищеварение, то триптофан бы окислялся в нелетучие соединения, как это и происходит в нашем теле. Но при анаэробном пищеварении это, увы, невозможно: нет источника энергии; остается восстановительное деаминирование с летучим индолом в качестве продукта. Гистидин так метаболизировать ни-ни: кольцо надо разбить, чтоб имидазол не связывался с чем попало. Его превращают имидазолон и расщепляют на глутамат и формамид. Энергии из этого мало, но жизнь дороже. А от индола вреда мало. Можно выкинуть в "фекалии". Анаэробными реакциями из него энергию не извлечь; теперь очередь аэробных бактерий - уже снаружи. Вот, если бы они жили у нас внутри... Но об этом можно только мечтать. Да и кто знает: будут ли те, другие, с нами делиться? С этих разбойников хоть какой-то толк. Черт, которого знаешь, лучше, чем черт, которого не знаешь, ведь так?

***

Фекалии пахнут индолом и его производным - скатолом. Анаэробный рэкет, который мы себе навязали миллиард лет тому назад, дурно пахнет - удивительно ли, что его продукт пахнет не лучше?

Затем фекалии пахнут? Чтоб мы помнили об этом и мотали себе на ус. Одного раза, по-моему, достаточно.

thinking
Обещал написать про клейкие почки.

Предложенные комментаторами догадки - о защите от насекомых ("молоденькие веточки, пожираемые тлями"). Дальнейшая полемика сводилась к тому, насколько эффективна такая мера: много ли насекомых ранней весной и т. д. Этим разговор напоминал там же предложенные гипотезы про соленые огурцы в стеклянных банках. Возможность того, что не банки были придуманы под огурцы, а наоборот, не рассматривалась в принципе, хотя она столь же разумна и допустима, как ее противоположность; именно эта неучтенная возможность подтверждается исторически. Если "научный метод" и существует, то он состоит в том, чтобы не исключать заранее то, что логически допустимо. Если рассматривать лишь одно возможное объяснение, поневоле под него начинаешь подгонять факты, как бы они плохо под него не ложились.

Зачем нужны клейкие почки, я, конечно, не знаю, но знаю другое, более важное: таких ответов м.б. много, и логика этих ответов м.б. разной.

Например, молчаливо предполагается, что "клей" отпугивает насекомых. Между тем, прополис состоит из переваренных смол, которые пчелы собирают с весенних почек; он им необходим для сооружения и дезинфекции гнезд. Нет ничего невозможного в предположении, что одно из назначений смол - дать возможность опылителям построить гнезда неподалеку от дерева. Функция м.б. в привлечении насекомых, а не в их отпугивании.

Другая возможность: смолы предназначены не столько для весенних насекомых, сколько для зимних зверей, обгладывающих веточки. Классический пример тут зайки и арктическая береза. Почки содержат высокую концентрацию тритерпена PA (papyriferic acid) - ингибитора дегидрогеназы янтарной кислоты
https://en.wikipedia.org/wiki/Succinate_dehydrogenase
в митохондриях кишечника заек.

Комплекс-II окисляет янтарную кислоту в фумаровую в цикле Кребса; PA блокирует связывание одной из субъединиц комплекса с убихиноном (который восстанавливается в ходе реакции). Используется то обстоятельство, что растительные митохондрии используют комплекс-II, который лишь наполовину гомологичен этому комплексу у животных, бактерий и грибов. Как это работает, обнаружили только недавно
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22116690
http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10886-009-9702-9
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19838755

По этой теории почки клейкие для того, чтобы вызывать понос у голодных, холодных заек. Про противных тлей подумали все, хотя у бедняжек считанные дни для сосания почек. Про заек, у которых имеется вся осень, зима и ранняя весна, чтобы употребить веточки, как-то не подумали. По-человечески я это понимаю: тлей не жалко, а заек жалко. Но у деревьев нет сердца: им что тли, что зайки, все едино. Тут уместно вспомнить, что когда зайки грызут эти веточки, то терпены из смол попадают в воздух, и по этому запаху заек могут обнаружить другие зверюшки, которым тоже хочется кушать. Веточки они не употребляют, а зайчиков - с удовольствием.

Наконец, есть другая возможность, которая меня увлекла, когда я предложил вопрос: когда лопаются почки, их смолистые чехлы падают под дерево. Возможно, что одна из функций "клея" проявляется на этой стадии. Чехлы "склеиваются" и потому не уносятся дождевой водой далеко, а попадают в почву под дерево или куст. Тепрепены в смоле мешают потере азота из почвы (см. стр. 252
http://priede.bf.lu.lv/grozs/AuguFiziologijas/Augu_resursu_biologija/gramatas/Plant%20Resins.pdf
Идея в том, чтобы ингибировать редуктазы почвенных бактерий, которые могут превратить связанный азот в аммоний; газ теряется из почвы в атмосферу. Насыщая почву терпенами, растение препятствует потере азота из ближнего окружения.

В книжке приводится еще одна возможность: насыщение почвы терпенами способствует лесным пожарам. Старым деревьям не нужна конкуренция.

Ответ не один. Функций клея в почках может быть много, и эти функции могут быть разными сегодня и Х миллионов лет тому назад. Кроме более очевидных таких функций, есть менее очевидные, а есть совсем не очевидные, которые и могут оказаться основными. Про огурцы в стеклянных банках еще не поздно навести исторические справки (которым можно верить, а можно не верить) и убедиться самому, что наиболее очевидные ответы - неверные. Для клейких почек эта возможность отсутствует. Любое приспособление постепенно становится многофункциональным. Первоначальная функция м.б. давно заброшенной; кроме того, она может не существовать.

Резонно спросить: какой же тогда смысл задавать подобные вопросы? Предыдущий параграф - он и про этот вопрос...
thinking
...Машина несется по дороге, мелькают городки. Какие пышные названия! Сиракузы, Помпеи, Батавия, Варшава, Каледония, Ватерлоо, Женева, Москва, чудная маленькая Москва, где в аптеке подают завтрак номер два: горячие блины; облитые кленовым соком; где к обеду полагаются сладкие соленые огурцы; где в кино показывают картину из жизни бандитов, - чисто американская Москва.
http://lib.ru/ILFPETROV/amerika.txt_with-big-pictures.html

Ильф и Петров написали "Одноэтажную Америку" в 1935-м году. По их словам типично американские "сладкие соленые огурцы"
https://en.wikipedia.org/wiki/Pickled_cucumber#Bread_and_butteur
не просто распространены, а полностью вытеснили традиционные соленые огурцы. Такие "сладкие соленые огурцы" огурцы в 50-х станут основой макдональдсовского рецепта. Примечательно то, что эти огурцы начали победное шествие по Америке только в середине 20-х годов. Редко увидишь столь революционную смену предпочтений.

...Bread and Butter Pickles originated with an Omar and Cora Fanning in Illinois. They used a recipe which had been in Omar's family for a few generations, so it may have been a known recipe in their area. Omar and Cora, though, commercialized the pickle with the "Bread and Butter" name in the early 1920s, applying for a trademark on the logo for the pickles in 1923. Bread and Butter Pickles became quickly popular in the 1920s, alternately being marketed as "old-fashioned" and "the latest thing." Other brands such as "Home Garden" elbowed their way onto the market as early as 1925. In the early part of the 20th century Cora and Omar Fanning of Streator, IL found themselves short on cash. What they had going for them, however, was a reliable crop of cucumbers and Mrs. Fanning's great recipe for sweet & sour pickle chips. Mrs. Fanning worked out an agreement with a local grocer, who gave her groceries -- including bread 'n butter -- in exchange for the pickles. The name stuck, and has been used by many companies ... Although Mrs. Fanning's pickles began in the Midwest, they are not widely distributed there, but are more readily found in the Eastern, Southern and Western states." http://www.cooksinfo.com/edible.nsf/pages/breadandbutterpickles

Так вот: в Стреторе, штат Иллинойс, откуда родом эти огурцы, находился крупнейший в Америке завод по производству стеклотары ( = Through the 20th century Streator was known as the "Glass Container Capital of the World.")
https://en.wikipedia.org/wiki/Streator,_Illinois#Glass_manufacturing

Завод искал как сбыть стеклотару. Они уцепились за местный рецепт кисло-сладких огурцов, которые готовят прямо в стеклянных банках, и нашли производителей. Местные фермеры были в восторге, т.к. туда годятся огурцы любых размеров и форм (их режут на ломтики). До этого огурцы в стеклянные банки никто не закатывал, их продавали на развес из бочек и горшков. Такие огурцы (редкая дрянь, как справедливо написано в книге) сразу полюбились амерканскому общепиту, который работает и в холод и в жару; эти огурцы ничто не берет. Так американцы подсели на "сладкие соленые огурцы" в стеклянных банках. Только потом в продаже появились "традиционные" соленые огурцы в тех же банках. Власик начал продажу своих (мичиганских) огурцов в 1937-м году; компания выросла только после войны.

Мои любимые огурцы (местные иллинойские Claussen) так и продавались на развес до 70-х годов. Они требовали охлаждения, которого не было тогда в супермаркетах. В 70-х владельцы решили их продавать в упаковке. Они сначала выбрали пластик. Однако, оказалось, что такие банки плохо покупали. Хотя к предыдущему посту оставили немало замечаний и остроумный соображений (почему стеклотара предпочтительна), реальная причина была иной. Никто, включая меня, не догадался.

Стекло хорошо проводит тепло, и когда берешь стеклянную банку в руку, она холодная и сыроватая на ощупь (из-за быстрой конденсации воды). С пластиком такого чувства нет, и покупатели предпочитали стекло; огурцы казались непривычно теплыми, что было подозрительно. Об этом я нашел упоминание тут
https://books.google.com/books?id=iZQC6pn2jHgC&pg=PA433

Оказывается, известная история.
This page was loaded May 31st 2016, 5:51 pm GMT.