Роланд Глазер Биология в новом свете

Перевод с немецкого канд. биол. наук К. М. Близник и С. В. Беневоленского

под редакцией д-ра биол. наук Ю. Г. Капульцевича

ИЗДАТЕЛЬСТВО "МИР" МОСКВА 1978

ИБ № 1010

Редактор А. Кондрашова

Художник Ф. Инфанте

Художественный редактор Л. Безрученков

Технический редактор Н. Манохина

Корректор Н. Матюхина

Предисловие редактора перевода

Последние два-три десятилетия биология переживает период бурного развития. Замечательные успехи, достигнутые во многих областях этой науки, привели к "информационному взрыву". Количество биологической литературы лавинообразно растет с каждым годом, так что даже специалисты, непосредственно занимающиеся биологией, не в состоянии уследить за развитием всех многочисленных биологических дисциплин. Представители других наук чувствуют себя еще более беспомощными перед этим морем информации. В особенно трудном положении оказывается молодежь, желающая посвятить себя науке. Современная наука, и биология в частности, многогранна, а в учебниках находят отражение лишь твердо установленные факты и теории, выдержавшие проверку временем. Как же выбрать свой путь? Здесь на помощь должна прийти научно-популярная литература.

За последние годы наши издательства выпустили немало научно-популярных книг по биологии, но все они были посвящены каким-то отдельным ее разделам, в основном вопросам генетики, молекулярной биологии и микробиологии.

Предлагаемая вниманию читателя книга Роланда Глазера, профессора Берлинского университета им. Гумбольдта, выгодно отличается от других научно-популярных изданий на эту тему по крайней мере в двух отношениях.

Во-первых, автор рассматривает биологию как науку в целом, а не какие-то отдельные ее области. Читатель знакомится с различными процессами, протекающими на разных уровнях биологической организации, — от молекул до животного и даже целых сообществ живых организмов, так называемых биоценозов.

Во-вторых, основное внимание в книге уделено вопросам, которые в научно-популярной биологической литературе, как правило, вообще не обсуждаются, а в обширных курсах по общей биологии упоминаются лишь мимоходом. Это вопросы, связанные с использованием в биологии физики и математики. Книгу Р. Глазера можно было бы назвать "Жизнь с точки зрения физика", если бы сходное название не было уже использовано выдающимся австрийским физиком Э. Шредингером для своей известной книги, носящей более специальный характер^[1].

Глазер предлагает взглянуть на биологию по-новому. Он обращает внимание читателя на целый ряд биологических явлений и процессов, механизмы которых можно понять и объяснить, привлекая на помощь математический аппарат, физические законы и теории. Проблемы эти довольно сложны, многое в их решении остается неясным и по сей день, но автор ведет свой рассказ увлекательно, в доступной для непосвященного читателя форме. И это, несомненно, большое достоинство книги.

Первые же ее страницы буквально интригуют читателя: автор приводит удивительные результаты сопоставления биологических и технических объектов. Телевизионная башня кажется нам очень высокой и стройной. Как, наверное, трудно спроектировать и построить такое сооружение! Отношение высоты башни к ее диаметру составляет примерно 20. Много это или мало? Оказывается, не так уж много, ибо у обыкновенного тростника это отношение равно 200! Муха-журчалка за одну секунду пролетает расстояние, в 1000 раз превышающее длину ее тела. Если бы скорость самолета находилась в таком же соотношении с его длиной (равной, скажем, 30 м), то она должна была бы достигать 30 км/с — в 100 раз больше скорости звука! Значит ли это, что технические объекты безнадежно отстают от живых организмов? Прочитав книгу, читатель получит ответ и на этот, и на многие другие вопросы, подчас совершенно неожиданные.

Наивные детские "почему?", от которых столь часто с досадой отмахиваются взрослые! Почему из мухи нельзя сделать слона? Почему слон не больше, а мышь не меньше, чем они есть на самом деле, и т. д. Автор призывает не бояться таких вопросов. Часто они помогают нам взглянуть на привычный мир иначе и увидеть в нем что-то новое...

Математика поистине всесильна. Оказывается, она помогает нам описать форму живого организма и проследить ее изменение в процессе эволюции. В настоящее время много говорится о теории оптимальных процессов, которая позволяет решать сложные вопросы экономики, управления народным хозяйством. Но эта же теория находит широкое применение и в биологии.

Современная биология использует и термодинамику. Законы термодинамики позволяют объяснить, откуда живые организмы берут необходимую энергию, как эта энергия преобразуется в процессе жизнедеятельности организмов, в каких формах она накапливается в биологических системах и как расходуется ими.

Читатель вместе с автором совершает увлекательное путешествие в царство молекул, где перед ним открывается совершенно иной, не знакомый ему мир — мир, в котором многие привычные представления теряют смысл. Читатель узнает, как происходит синтез белковых молекул в клетке, какое важное значение имеет хаотическое тепловое движение молекул для протекания биохимических реакций, для самой жизни.

В книге Р. Глазера затронут чрезвычайно широкий круг вопросов, и вполне естественно, что отнюдь не на все из них автор мог дать исчерпывающие ответы. Подробное изложение всех этих вопросов потребовало бы чрезмерного увеличения объема книги. Кроме того, многие из них еще ждут своего решения. Однако главная задача автора — пробудить у читателя интерес к тем проблемам биологии, для решения которых необходимо знание физики и математики.

И нам кажется, что с этой задачей он удачно справился.

Книга "Биология в новом свете" адресована в первую очередь школьникам старших классов, перед которыми стоит большая и трудная проблема — найти свой путь в жизни" И мы надеемся, что, ознакомившись с этой книгой, многие школьники с математическим складом ума поймут, что и в биологии перед ними открываются широкие возможности для применения своих способностей, Эту книгу с интересом прочтут и специалисты — как биологи, так и представители других наук, а преподавателям биологии она несомненно принесет особую пользу.

Ю. Капульцевич

Введение. Тем, кто хочет изучать биологию, хотя и не собирается стать директором зоопарка

Биология вчера, сегодня, завтра. Кто такой биолог? Нужны ли ему математика и физика? Является ли биология точной наукой? Должен ли биолог только собирать и сравнивать или можно подойти к изучению биологии как-то