Электрический симбиоз
Все эти наблюдения указывали, что изменение концентрации кислорода в омывающей верхнюю часть отложений воде стимулирует протекание неких химических реакций как в верхних, так и в нижних слоях. Реакции начинались очень быстро, поэтому вариант, что их причиной была диффузия какого-либо компонента из верхних слоев к нижним, отпадал. Ученые предположили, что процессы в различных частях отложений связаны друг с другом не химически, а электрически (хотя точнее будет сказать — электрохимически).
Чтобы разобраться, что именно предположили авторы, необходимо более детально описать реакции, протекающие в поднятом со дна датского залива грунте. Бактерии, населяющие верхние слои отложений, способны восстанавливать молекулы кислорода, превращая их в воду. Для этого микроорганизмам необходимо добавить к одной молекуле кислорода четыре протона и четыре электрона. Это превращение сопрягается еще с несколькими реакциями, и его конечным итогом является накопление энергии.
Для бактерий, живущих в нижних слоях отложений, кислород является ядом. Они получают энергию, окисляя сероводород и превращая его в серу или сульфат-ионы. Другими продуктами этой реакции являются протоны и электроны.
Осадок крупным планом
Теперь вернемся к электричеству. Согласно определению, ток — это направленное движение заряженных частиц. В данном случае движущимися заряженными частицами являются электроны (точно так же, как в обычных проводах). Бактериям из верхних слоев отложений для восстановления кислорода необходимы лишние электроны, которые очень удачно образуются в реакции превращения (а точнее — окисления) сероводорода. И именно эти электроны путешествуют из нижних слоев в верхние. С другой стороны, кислород помогает бактериям из нижних слоев эффективнее окислять сероводород. Но прямо использовать его они не могут, поэтому организуют электрохимическое сопряжение с обитателями верхних этажей.
Фактически это сопряжение позволяет двум различным и к тому же разделенным в пространстве организмам вместе осуществлять один процесс — окислять сероводород при помощи кислорода. Этот процесс выгоден обоим его участникам, но проводить его поодиночке они не могут.
Окисление какого-либо субстрата при помощи кислорода называется дыханием (иногда, чтобы избежать путаницы, говорят «клеточное дыхание»). Обычно кислород и субстрат, дающий электроны для его восстановления, находятся в одной клетке. Можно сказать, что субстрат — это «пища», а кислород — прибор для ее употребления. В данном случае получается, что бактерии, живущие в верхних слоях отложений, дышат за себя и за своих нижних соседей, а те в свою очередь поглощают двойную порцию «пищи» — за себя и обитателей верхних этажей.
Исследователи полагают, что обнаруженный ими «канал» передачи электронов может работать не только для совместного окисления сероводорода. Ученые оценили, что передаваемых по цепям электронов с лихвой хватает на переработку всего H2S и еще немало остается. Избыток электронов вполне может использоваться для стимулирования каких-либо еще реакций.
Хорошо забытое старое
Идея о существовании такой электрической проводки в живых системах впервые была сформулирована еще в 60-е годы прошлого века, однако тогда она не была воспринята серьезно. Работа Нильсена и коллег дает серьезные доводы в пользу правомерности подобной гипотезы. Механизм транспорта электронов пока не ясен. Вероятнее всего, элементарные частицы перемещаются при помощи особых белков, встроенных во внешние мембраны бактерий. Не исключено, что бактериальные клетки соединяются друг с другом в сети длинными тонкими выростами — своеобразными нанопроводами. Наконец, транспорт электронов может осуществляться при помощи пирита -минерала, входящего в состав донных отложений и являющегося хорошим проводником тока. Вполне вероятно, что бактерии одновременно используют несколько механизмов.
Многие коллеги авторов новой работы уже назвали ее результаты «выдающимися» и «потрясающими». Восторг ученых можно понять: если данные Нильсена и его команды подтвердятся, это будет означать открытие совершенно нового типа взаимодействий между бактериями. В живой природе, а особенно в случае бактерий, очень часто выполняется правило: «если что-то теоретически возможно и выгодно, то, скорее всего, оно где-то уже используется». Поэтому у новой работы отличные шансы войти в учебники.
Ирина Якутенко
www.nature.com/nature/journal/v463/n7284/abs/nature08790.html
Философ-профессионал или публичный интеллектуал
Николай Воронов
Может ли философ быть профессионалом? И кем он может быть, кроме как профессионалом? Почему вообще возникают такие вопросы — ведь философские факультеты есть во многих вузах нашей страны. Об этом рассуждает аспирант философского факультета МГУ Николай Воронов.
Подготовка по специальности, а соответственно и профессиональная пригодность определены соответствующими документами. Философы получают дипломы, где ясно написано, что они — «Философы. Преподаватели философии» и могут работать по специальности. Тем не менее, в случае вопроса о роде занятий ответ, что ты философ, часто вызывает недоумение.
Так, например, мои друзья, не понимая моего выбора, когда я пошел на философский факультет МГУ интересовались моей дальнейшей деятельностью — и вариант «философ» их не устраивал. Такой ответ вызывал улыбки, а возможно, и смех; ситуацию отчасти спасало то, что я уточнял, что также могу преподавать философию. В конце концов я придумал шуточный ответ, что буду философом-грузчиком, и образ рассуждающего «о жизни» маргинала устраивал большинство.
Так или иначе, но эта шутливая ситуация повторялась не раз; стоит ли говорить о том, что в общении с людьми, вообще скептически относящимися ко всякой науке, я старался избегать упоминания о собственной специальности. Всякий раз я ощущал глубокое непонимание, будто бы натыкался на глухую стену. К моему удивлению, когда я уже пошел в аспирантуру и окончательно признался сам себе в любви к философии, я столкнулся с тем, что многие люди, включенные в структуру академической науки, довольно снисходительно относятся к философам, — и речь шла не только о представителях естественных наук.
Оказывается, что вопрос есть и он возникает не только среди людей, которые вообще скептически относятся к фундаментальной науке, не видя ее практической, конкретной пользы, но и среди академической среды. В целом я могу сказать, что в обществе существует недоумение по поводу деятельности философа. Нынешняя ситуация в России показывает, что в большинстве своем люди не могут ясно, однозначно ответить на вопрос: «Что делает философ?». Дело не в том, что они дают неправильные ответы, а в том, что у них вообще нет ответа. Проблема усугубляется тем, что сами философы часто не могут ответить себе на этот вопрос и тем самым множат сомнения. В результате обширно произрастают мифы, которые дают возможность хоть как-то закрепить философов в социальной действительности.
В этих мифах философы предстают некими «мудрецами» из средневековых сказок — безобидные чудаки, произносящие малопонятные вещи, живущие в изоляции от мира. Безусловно, такой образ может возникать относительного всего научного сообщества у многих людей, но так или иначе каждая область имеет определенный туз в рукаве, который ее представители достают в крайних ситуациях. Физики — чудаки? Извольте, вот вам атомная энергия, что греет ваш дом! Биологи? Помилуйте, вот новые органы и генная инженерия! Социологи? Вот вам перепись населения! Особенно забавным здесь кажется мне то, что «оправданием математики» выступает арифметика с пресловутыми процентами.
Почему так не происходит с философами? Мне кажется, здесь есть две основные причины.
Первая заключается том, что, как и любая область знания, философия может пересматривать собственный предмет и основания — то же самое мы видим в психологии, социологии, математике, физике и т.д. Однако, в отличие от большинства наук, где этот процесс интересует небольшое количество исследователей, а большинство могут функционировать уже в рамках сложившейся парадигмы, философы вопрошают об основаниях и предмете философии значительно чаще — собственно говоря, это одна из основных философских тем. Тем не менее такая ситуация не означает, что философы не знают, чем занимаются, ведь они могут обсуждать и другие проблемы в рамках определенного понимания того, что такое философия, в рамках определенной парадигмы. К примеру, лингвистическая философия концентрируется на прояснении выражений обыденного языка, считая, что в этом и состоит задача философии.
