ხედავთ უხილავს: წყალი, რთული მოლეკულები, უჯრედები, საოცარი შეკვეთა

ამ სტატიაში აღწერილია, თუ როგორ უნდა ნახოთ უხილავი. თქვენ გაეცნობით რთულ მოლეკულებს, ხაზებს, საოცარ ბრძანებას და ა.შ.

კმაყოფილი

რა ხდება, როდესაც ადამიანები, ახალი გამოგონებების გამოყენებით, ფარდის ზღვარს ზრდის ადრე უხილავი? მათ საშუალება აქვთ გაეცნონ უფრო მეტს, თუ რა იყო ოდესღაც უცნობი.

წაიკითხეთ საინტერესო სტატია ჩვენს ვებგვერდზე რატომ არის ცხელი წყლის გაყინვა უფრო სწრაფად, ვიდრე სიცივე. თქვენ გაარკვევთ, რატომ მოედნებსაც კი დაასხით ცხელი წყლით.

ერთ დროს ხალხს სჯეროდა, რომ დედამიწა სამყაროს ცენტრია. მოგვიანებით, ტელესკოპის წყალობით, აღმოჩნდა, რომ ის და სხვა პლანეტები ბრუნავს მზის გარშემო ორბიტებში. ჩვენს დროზე უფრო ახლოს, ძლიერი მიკროსკოპის გამოგონებით, ადამიანებმა კი დაიწყეს ატომის შესწავლა და დაინახეს, თუ როგორ აერთიანებს სხვადასხვა სახეობის ატომები ერთმანეთთან, აყალიბებს მოლეკულებს, უჯრედებს და ეს ყველაფერი საოცარ ბრძანებას ქმნის. დაწვრილებით ქვემოთ.

"სასწაული ვოდა" ხდის უხილავს

განვიხილოთ, თუ როგორ აშენებულია წყლის მოლეკულა - სასიცოცხლო ნივთიერება. ერთი ასეთი მოლეკულის ფორმირებისთვის - და თითოეულ წვეთში არის მათი მილიარდები - ორი წყალბადის ატომები, მათი სტრუქტურის გამო, სპეციალურ რეჟიმში არის დაკავშირებული ერთი ჟანგბადის ატომთან. რა შეგიძლიათ გაიგოთ წყლის მოლეკულის შესწავლისას და სხვადასხვა პირობებში მის თვისებებზე ასახვისას?

მიუხედავად იმისა, რომ წყლის ინდივიდუალური წვეთები ძალიან მარტივია, სინამდვილეში ეს წარმოუდგენლად რთული ნივთიერებაა. ზუსტად "სასწაული ვოდა" ხდის უხილავს. ჯონ ემლი, ლონდონის საიმპერატორო კოლეჯის სამეცნიერო სტატიების ავტორი, ამბობს, რომ ეს არის "ერთ -ერთი ყველაზე შესწავლილი ქიმიური ნაერთი, რომელიც ყველაზე ნაკლებად გასაგები რჩება". ჟურნალმა "New Saientist" თქვა:

”მიუხედავად იმისა, რომ წყალი დედამიწაზე ყველაზე ცნობილი სითხეა, ის ყველაზე საიდუმლოებითაა სავსე.”

ემლი განმარტავს, რომ წყლის მარტივი მოლეკულური სტრუქტურის მიუხედავად, "მისი თვისებები ძალიან უჩვეულოა". მაგალითად, ის ამბობს:

”H2O უნდა იყოს გაზი, მაგრამ არის სითხე. გარდა ამისა, როდესაც წყალი იყინება, ყინული, მისი მყარი ფორმა, არ იძირება, (როგორც მოსალოდნელი იყო), მაგრამ ზედაპირზე ბანაობს ".

ამ საოცარ თვისებებთან დაკავშირებით, დოქტორ პოლ ე კლოპსტეგმა, მეცნიერების განვითარების განვითარების ამერიკული ასოციაციის ყოფილმა პრეზიდენტმა, აღნიშნა:

როგორც ჩანს, ეს დაგეგმილი იყო სპეციალურად წყალში სიცოცხლის შენარჩუნებისთვის, მაგალითად, თევზი.
იფიქრეთ იმაზე, თუ რა მოხდებოდა, თუ წყალს, რომელიც გაყინვის წერტილამდე გაცივდა, სხვა თვისებები ჰქონდა.
უფრო და უფრო მეტი ყინული ჩამოყალიბდებოდა მანამ, სანამ ის მთელ ტბას შეავსებდა, რაც გამოიწვევს ზღვის ფლორისა და ფაუნის ყველა ან უმეტეს წარმომადგენელს.

დოქტორ კლოპსტეგის თქმით, წყლის ეს უჩვეულო თვისებები " მიუთითეთ, რომ დიდი გონება მიზანმიმართულად მოქმედებს სამყაროში”. New Sainchable ჟურნალის თანახმად, დღეს მკვლევარებმა თვლიან, რომ მათ იციან წყლის ასეთი უჩვეულო თვისებების მიზეზი. მათ შეიმუშავეს პირველი თეორიული მოდელი, რომელიც ზუსტად გულისხმობს წყლის გაფართოების ხარისხს. ”საიდუმლოებების შემცირება, - მკვლევარებმა მიხვდნენ, - ამ სტრუქტურებში ჟანგბადის ატომების განთავსების მეთოდია».

ან ეს არ არის სასწაული? მოლეკულა, რომელიც, როგორც ჩანს, ასე მარტივია, ადამიანის გაგებისთვის არ ექვემდებარება. მაგრამ წყალი ჩვენი სხეულის წონის უმეტესი ნაწილია. ან ხედავთ ამ საოცარ მოლეკულაში, რომელიც აშენებულია მხოლოდ ორი ქიმიური ელემენტის სამი ატომისგან, მტკიცებულება იმისა, რომ ”დიდი გონება მიზანმიმართულად მოქმედებს”? მიუხედავად ამისა, წყლის მოლეკულა ძალიან მცირე და ბევრად უფრო ადვილია, ვიდრე მრავალი სხვა.

რთული მოლეკულები: ხილული და უხილავი ცოცხალი ორგანიზმები

ზოგიერთი მოლეკულა შედგება ჯგუფის მიკუთვნებული სხვადასხვა სახეობის ათასობით ატომისგან 88 ქიმიური ელემენტიშეხვედრა დედამიწა ბუნებრივ მდგომარეობაში. მაგალითად, დნმ -ის მოლეკულა (Deoxyribonucleic მჟავის შემცირება), რომელიც შეიცავს თითოეული ცოცხალი ორგანიზმის კოდირებულ მემკვიდრეულ ინფორმაციას, შეიძლება აშენდეს მილიონობით ატომის რამდენიმე ელემენტისგან. ეს ძალიან რთული მოლეკულებია.

წარმოუდგენელი სირთულის მიუხედავად, დნმ -ის მოლეკულას აქვს ზომები - 0.0000025 მილიმეტრიასე რომ, მისი ნახვა მხოლოდ ძლიერ მიკროსკოპში შეიძლება.
-ში 1944 მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ დნმ წყვეტს ადამიანის სხეულის მემკვიდრეობას.
ამ აღმოჩენამ საფუძველი ჩაუყარა ამ წარმოუდგენლად რთული მოლეკულის დაძაბულ შესწავლას, რაც ადამიანის თვალისა და უხილავი ცოცხალი ორგანიზმებისთვის თვალსაჩინო კომპონენტია.

ამასთან, დნმ და წყლის მოლეკულები მხოლოდ მრავალი ტიპის მოლეკულიდან მხოლოდ ორია, საიდანაც აშენებულია სამყარო. იმის გამო, რომ მრავალი მოლეკულა არის როგორც ცოცხალი, ასევე არაანთური მატერიის ნაწილი, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ცხოვრებასა და არაადამიანურ შორის მხოლოდ ერთი უმნიშვნელო ნაბიჯია. ან იქნებ, პირიქით, მარტივი გადასვლა?

დიდი ხნის განმავლობაში, ბევრს სჯეროდა, რომ ეს იყო. ”განსაკუთრებით 1920-1930-იანი წლები ბიოლოგიისა და ქიმიის ბევრმა ავტორიტეტულმა პირმა გამოთქვა იმედი, რომ ბიოქიმიის ცოდნის გაზრდის წყალობით, შესაძლებელი იქნება სიცოცხლის ჯაჭვისა და არაანთების უფსკრული აღმოფხვრა. ” - განმარტავს მაიკლ დენტონის მიკრობიოლოგი. მაგრამ ეს, რა თქმა უნდა, დროთა განმავლობაში არ გახდა ნათელი.

სამყარო ჩანს და უხილავია - ცხოვრება: რაღაც განსაკუთრებული და გამონაკლისი

მიუხედავად იმისა, რომ მეცნიერები იმედოვნებდნენ გარდამავალ ბმულებს, ან მრავალ შუალედურ ფორმას ცხოვრებასა და არაადამიანურ შორის, დენტონმა აღნიშნა, რომ " 1950 -იანი წლების დასაწყისში მოლეკულურ ბიოლოგიაში გაკეთებული რევოლუციური აღმოჩენების შემდეგ, საბოლოოდ დადასტურდა მკაფიო უფსკრული არსებობა ”. ამ საოცარ ფაქტზე საუბრისას, რომელიც ახლა მეცნიერებისთვის ახლა აშკარა გახდა, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ჩვენ გარშემორტყმული ვართ სამყაროში, როგორც ჩანს და უხილავი. დენტონმა განმარტა:

« ახლა ჩვენ ვიცით არა მხოლოდ სიცოცხლისა და არაანთეზის სამყაროს შორის უფსკრულის არსებობის შესახებ, არამედ ისიც, რომ ეს არის ყველაზე გასაოცარი და ფუნდამენტური უფსკრული ბუნებაში. არსებობს უფსკრული ცოცხალ უჯრედსა და ყველაზე მაღალ ორგანიზებულ არა -ბიოლოგიურ სისტემას შორის, მაგალითად, ბროლი ან ფიფქია, და ისეთივე ღრმა და აშკარაა, როგორც მხოლოდ წარმოიდგენთ ”.

ეს, რა თქმა უნდა, არ ნიშნავს რომ მოლეკულის შექმნა მარტივია. ცხოვრება რაღაც განსაკუთრებული და გამონაკლისია. Წიგნში " მოლეკულებიდან ცოცხალ უჯრედებამდე"(ინგლისური), განმარტავს, რომ:

« მოლეკულების მცირე სამშენებლო ბლოკების სინთეზი უკვე საკმაოდ რთული პროცესია ”.

და შემდეგ ემატება, რომ, თუმცა, ასეთი მოლეკულების შექმნა - "ბავშვთა თამაში შედარებით, რაც უნდა მოხდეს მაშინ, რომ პირველი ცოცხალი გალიაში წარმოიქმნა".

უჯრედები შეიძლება არსებობდეს დამოუკიდებლად, როგორც ინდივიდუალური ცოცხალი ორგანიზმები, როგორიცაა ბაქტერიები, ან იყოს მრავალუჯრედული ორგანიზმის ნაწილი, მაგალითად, ადამიანი. ამ წინადადების დასასრულს შეიძლება მოერგოს 500 უჯრედი საშუალო ზომის. აქედან გამომდინარე, გასაკვირი არ არის, რომ შეუიარაღებელი თვალით შეუძლებელია იმის დანახვა, თუ როგორ მოქმედებს უჯრედი. რა იხსნება მიკროსკოპის საშუალებით, გადახედეთ ადამიანის სხეულის ცალკეულ უჯრედს?

ხილული და უხილავი ხაზები - გალიაში: მოხდა ეს შემთხვევით თუ აშენდა?

უპირველეს ყოვლისა, უნდა აღიაროთ, რომ ცოცხალი უჯრედების სირთულე უბრალოდ საოცარია. თუნდაც უმარტივესი ცოცხალი უჯრედის ნორმალური ზრდისთვის, აუცილებელია, რომ ათობით ათასი ქიმიური რეაქცია მოხდეს ჰარმონიულად. როგორ შეიძლება ერთი პატარა გალიაში ერთდროულად წასვლა 20,000 რეაქცია?

მაიკლ დენტონის თანახმად, ყველაზე პატარა ცოცხალი უჯრედებიც კი ჰგავს:

« ნამდვილი მიკროსკოპული ქარხანა, რომელიც ათასობით დაგეგმილია რთული მოლეკულური მექანიზმის ათასობით სრულყოფილად დაგეგმილ ნაწილს, რომელიც აშენებულია ზოგადად, ასი მილიარდი ატომიდან. ეს მექანიზმი ბევრად უფრო რთულია, ვიდრე პირის მიერ აშენებული ნებისმიერი მანქანა და მას არ აქვს თანაბარი უნებლიე საგნები მსოფლიოში».

მეცნიერები არ წყვეტენ გაკვირვებას უჯრედის სირთულესთან და ჩვეულებრივ ადამიანებს აქვთ კითხვა: წარმოიშვა თუ არა უჯრედი შემთხვევით, ან შეიქმნა? გაზეთში New York Times, 2000 წლის 15 თებერვალს აღინიშნა:

« რაც უფრო მეტი ბიოლოგები სწავლობენ ცოცხალ გალიაში, მით უფრო წარმოუდგენლად ისინი, როგორც ჩანს, ამოცანაა, რომ გაიგონ ყველაფერი, რაც მასში ხდება. საშუალო ზომის ადამიანის უჯრედი ძალიან მცირეა ამის სანახავად, მაგრამ ნებისმიერ დროს, 3 მილიონი წრე. მისი გენები ჩართულია და გამორთულია, აკონტროლებს ფიჭურ ეკონომიკას ან რეაგირებს სხვა უჯრედების გზავნილზე».

როგორ შეგიძლიათ გამოიძიოთ ასეთი პატარა და ამავე დროს ასეთი რთული მექანიზმი? როგორ მოახერხეს მეცნიერებმა ექსპერიმენტების ჩატარება თვალსაჩინო და უხილავი ხაზებით? და მაშინაც კი, თუ დიდი ძალისხმევის წყალობით, შესაძლებელი გახდა ადამიანის სხეულის ერთი უჯრედის სტრუქტურა და ფუნქციები, მაშინ მინიმუმ კიდევ 200 მილიონი სხვა ტიპის უჯრედი დარჩებოდა დაუდგენელი.

ჟურნალში "ბუნება" (ინგლისური), სტატიაში "რეალური ქმნილების ძრავები" ნათქვამია ჩვენი სხეულის თითოეულ უჯრედში პატარა ძრავების გახსნის შესახებ. ისინი ქმნიან ადენოზინერულ მჟავას - უჯრედულ ენერგიას. ერთი მეცნიერი დასაბუთებული იყო:

”რისი მიღწევა შეიძლებოდა, თუ ვისწავლეთ ფიჭური მსგავსი მოლეკულური სისტემების შემუშავება და აშენება?”

ყოველთვის, როდესაც უჯრედი გაიყოფა, ყველა ეს ინფორმაცია გადადის ახალ გალიაში. როგორ, თქვენი აზრით, ეს მონაცემები თითოეულში ჩავარდა 100000000000000 უჯრედები ადამიანის სხეული? ეს ხდება შემთხვევით თუ მადლობა რამდენიმე შესანიშნავი "დიზაინერის"? ალბათ, თქვენ იმავე დასკვნას გამოიტანთ, რომ ბიოლოგი რასელ ჩარლზ მხატვარი. Მან თქვა:

”თუ თქვენ უარი თქვით გონივრულ და ლოგიკურ აზრს, რომ უჯრედი გამოჩნდა გონების მოქმედების შედეგად, მაშინ მისი მოვლენის და შემდგომი ფუნქციონირების ახსნის მცდელობებში, ჩვენ ვხვდებით უზარმაზარი, უბრალოდ გადაულახავი სირთულეებით”..

უბრალოდ იფიქრეთ უჯრედის შემოქმედებით შესაძლებლობებზე. დნმ -ში, ჩვენი სხეულის მხოლოდ ერთი უჯრედი შეიცავს იმდენ ინფორმაციას, რომ მას შეუძლია შეავსოს მილიონი ასეთი გვერდი ამ სტატიაში.

საოცარი ბრძანება: უხილავში ხილული რომ ნახოთ

მრავალი წლის წინ, კერტლი ფ. მეტერი, რომელიც იმ დროს იყო ჰარვარდის უნივერსიტეტის გეოლოგიის პროფესორი, მივიდა ამ დასკვნამდე:

”ჩვენ ვცხოვრობთ სამყაროში, სადაც ეს არ არის შემთხვევა ან ცვალებადობა, მაგრამ დომინირებს კანონი და წესრიგი. მისი მენეჯმენტი აბსოლუტურად გონივრულია და იმსახურებს უდიდეს პატივისცემას. მოდით ვიფიქროთ ბუნების მშვენიერ მათემატიკურ სისტემაზე, რომლის წყალობით შეგვიძლია თანმიმდევრული ატომური რიცხვები მივცეთ მატერიის თითოეულ ელემენტს. ”

მოდით ვიფიქროთ ერთი წუთით ამ "ბუნების მათემატიკური სისტემის" შესახებ. ის საოცარ ბრძანებას ქმნის. ჩვენ ვხედავთ ხილული უხილავი. ძველ დროში ხალხმა იცოდა მხოლოდ ისეთი ელემენტების არსებობის შესახებ, როგორიცაა ოქრო, ვერცხლი, სპილენძი, კალის და რკინა. შუა საუკუნეებში ალქიმიკოსებმა გახსნეს დარიშხანი, ბისმუტი, ხოლო მოგვიანებით, მე -18 საუკუნეში, იგი ცნობილი გახდა მრავალი სხვა ელემენტის შესახებ. 1863 წელს, ინდოეთის იდენტიფიცირების მიზნით, მათ გამოიყენეს სპექტროსკოპი, რომელთანაც შეიძლება განასხვავონ თითოეული ელემენტის უნიკალური სპექტრი. ინდოეთი იყო 63 -ე ღია ელემენტი.

ამავდროულად, რუსი ქიმიკოსი დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევი მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ ელემენტების მოწყობილობა არ არის ბრმა საქმის საკითხი. 1869 წლის 18 მარტის ბოლოს, რუსული ქიმიური საზოგადოების შეხვედრაზე, წაიკითხეს მისი ტრაქტატი "ნარკვევი ელემენტების სისტემაზე". მასში მან თქვა:

« მე მომიწია უბრალო ორგანოების ასეთ სისტემაზე, ისე, რომ მათ განაწილებაში იგი არ იხელმძღვანელოს შემთხვევითი მოსაზრებებით, არამედ სპეციფიკური და ზუსტი დასაწყისით».

ამ ცნობილ ტრაქტატში, მენდელეევმა იწინასწარმეტყველა:

« ჩვენ უნდა ვიმედოვნოთ კიდევ მრავალი უცნობი ჩვეულებრივი ორგანოს აღმოჩენა; მაგალითად, მსგავსი ალუმინი და სილიკონი, ატომური მასების ელემენტები 65 -დან 75 -მდე».

მენდელეევმა დატოვა უფასო ადგილები 16 ახალი ელემენტი. როდესაც მას ჰკითხეს, ჰქონდა თუ არა რაიმე მტკიცებულება მისი ვარაუდების დასადასტურებლად, მან უპასუხა:

”მე არ მჭირდება მტკიცებულებები. ბუნების კანონები, გრამატიკის წესებისგან განსხვავებით, არ იძლევა გამონაკლისს. ”.

მენდელეევმა დაამატა:

« მე ვფიქრობ, რომ როდესაც ჩემი უცნობი ელემენტები გაიხსნება, უფრო მეტი ადამიანი მოგისმენს».

ეს არის ზუსტად ის, რაც მოხდა. მომდევნო 15 წლის განმავლობაში აღმოაჩინეს გალიუმი, სკანდიუმი და გერმანია და ამ ელემენტების თვისებები ზუსტად შეესაბამებოდა მათ, რაც მენდელეევმა უზრუნველყო. ამან დაადასტურა პერიოდული სისტემის სისწორე და მის ავტორს დიდება მოუტანა. XX საუკუნის დასაწყისში, ყველა არსებული ელემენტი უკვე გაიხსნა.

უდავოდ, როგორც ქიმიის სფეროში მკვლევარმა ელმერ ვ. მაურერმა აღნიშნა, რომ "ეს მშვენიერი სისტემა არ შეიძლება იყოს საქმე." მთავარია ხილული უხილავი დანახვა. ქიმიის პროფესორმა ჯონ კლივლენდ კორენმა ისაუბრა ელემენტების ამ საოცარი წესრიგის შემთხვევითი მოვლენის ალბათობაზე:

« ყველა ელემენტის შემდგომ პერიოდში აღმოჩენამ, რომლის არსებობაც პროგნოზირებდა (მენდელეევი) და მათ თვისებებში ჩართვა, თითქმის ზუსტად მათთვის გათვალისწინებული, მთლიანად აღმოფხვრა ეს შესაძლებლობა. მენდელეევის დიდ განზოგადებას არასოდეს უწოდებენ "პერიოდულ უბედურ შემთხვევას", მაგრამ, პირიქით, "პერიოდული კანონი».

ელემენტების დეტალური შესწავლა, ისევე როგორც მათი შერწყმა, ჩვენს გარშემო ყველაფერი ქმნის, აიძულა Dirac Field– ის ცნობილმა ფიზიკოსმა, რომელიც იყო კემბრიჯის უნივერსიტეტის მათემატიკის პროფესორი, რომ ეთქვა:

« ეს სიტუაცია შეიძლება აღწერილი იყოს იმით, რომ ღმერთი დიდი მათემატიკოსი არის და მან გამოიყენა უახლესი მათემატიკური ცოდნა სამყაროს შექმნისას.».

მართლაც, რა დიდი აღფრთოვანებაა უხილავი სამყაროს, წარმოუდგენლად პატარა ატომების, მოლეკულებისა და ცოცხალი უჯრედების, ისევე როგორც გიგანტური ვარსკვლავური გალაქტიკებისადმი, რომლებიც შეუძლებელია შიშველი თვალით დანახვა. ამის შემდეგ, ადამიანი უკეთესად აცნობიერებს თავის მოკრძალებულ როლს სამყაროში. წარმატებებს გისურვებთ ახალ ცოდნას!