Разумеется, такой переход к изучению кристаллов с нарушенной структурой стал возможным и истори­чески, и логически только после известного заверше­ния учения об идеальных кристаллах. Он привел, как известно, к обоснованию молекулярной биологии. Опираясь на учение о последних и зная реальные кри­сталлы, стало возможным классифицировать различ­ные типы нарушений. По Б. К. Вайпштсйну, основные их формы следующие: сдвиги, повороты, нарушения сетки и параллельности цепей; остальные их формы выводятся в результате комбинирования основных. К сказанному добавим, что в одних и тех же кристал­лах во времени наблюдаются как процессы увеличе­ния, так и уменьшения нарушений.

В заключение отметим резко проявляющееся в полимерных биомолекулах диалектическое единство асимметричного и симметричного, иррегулярного и регулярного строений. В белках естественного проис­хождения это проявляется, например, в асимметрич­ности и нерегулярности их первичного строения (из-за уникальной линейной последовательности различ­ных L и реже D аминокислот), в симметричности и регулярности их вторичного строения (часто из-за винтового закручивания всей или части полипептид-ной цепи), в резкой асимметричности и нерегулярно­сти их третичного строения (из-за сложения полипеп-тидной цепи — поодиночке или в соединении с други­ми цепями в причудливые извитые трехмерные струк­туры, которые мы знаем как белковые молекулы), в столь же резкой симметричности и регулярности их четвертичного строения (из-за укладки идентичных белковых молекул в кристаллические и в квазнкри-сталлические структуры). Аналогично обстоит дело и с нуклеиновыми кислотами. В частности, первичная структура «молекулы жизни»—ДНК асимметрична и нерегулярна из-за уникальной последовательности нуклеотидов, в то время как ее вторичная структура явно симметрична и регулярна из-за винтовой закру-ченности двух ее цепей.

В итоге сравнения неживой и живой природы на молекулярном уровне неминуем эмпирический вывод о резкой диссимметризации, происшедшей при пере­ходе от неживой природы к живой: 1) величина сим­метрии; 2) число возможных групп сильно уменьшают­ся; 3) наблюдается четко проявляющееся единство асимметрического и симметрического планов строения в основных «молекулах жизни», превращения типа «симметризация диссимметризация». Отсюда не­избежен вывод о специфическом характере биологи­ческой симметрии на молекулярном уровне.

2.3.2.БИОСИММЕТРИЯ СТРУКТУРНАЯ — МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ

Несколько иные закономерности наблюдаются при изучении симметрии биосистем на так называемом «морфологическом», или надмолекулярном, уровне. Симметрия органелл, клеток, тканей, органов, расте­ний, животных, различных совокупностей последних изучена далеко не в одинаковой степени. Пожалуй, наиболее достоверные в этом отношении сведения по­лучены лишь зоологами и ботаниками. Поэтому мы в первую очередь рассмотрим именно эти сведения.

В. Н. Беклемишев в двух томах своих классиче­ских «Основ сравнительной анатомии» приводит об­ширный материал по интересующему нас вопросу. Ниже мы рассмотрим его данные, уточняя их по ходу изложения и заменяя словесные описания видов сим­метрии математическими группами .

Наиболее примитивны среди простейших амебы. В силу неопределенности формы их тела можно гово­рить лишь о преимущественной их асимметричности — группе (1) (анаксонной), хотя эта их асимметрия мо­жет в сущности переходить в любую симметрию, при­сущую конечным фигурам.

Симметрия следующих по развитию организмов — клеток колониальных радиолярий Соllоzооn, взрос­лых кокцидий, покоящихся стадий многих других Рrotozoa—шаровая (¥/¥·т). Им присущи все мыс­лимые элементы симметрии конечных фигур. Эти фор­мы характеризуются лишь одним градиентом свойств — от центра к периферии (у амеб—от глубины к по­верхности).

Большинство солнечников (Неliоzоа), множество радиолярий и других Ргоtоzоа относятся к типу n/m • п' где п—конечная, но неопределенная величина (неопределенно-полиаксонные формы).

Заметная диссимметризация произошла с возник­новением правильных полиаксонных форм, которые наблюдаются прежде всего среди радиолярий. Заме­чательно, что число и вид их симметрии соответствуют числу и виду симметрии правильных многогранников:

m·2/3 (тетраэдр), т·4/3 (куб и октаэдр), т • 5/3 (до­декаэдр и икосаэдр). При учете и физических свойств («штриховки»)граней многогранников "число "групп возрастает до 7 благодаря 4 дополнительным груп­пам: т: 2/3, 4/3, 2/3, 5/3. Этими же группами описывает­ся симметрия 'и равногранников—изоэдров. Интерес­но здесь и то, что радиолярии, характеризуемые сим­метрией додекаэдра и икосаэдра — т • 5/3, обладают и запрещенными для кристаллов пятерными осями. Из­вестно, что среди кристаллов додекаэдры и икосаэдры именно из-за осей (5) невозможны.

Формы с симметрией п: т•2 зоологи называют ставраксонными гомополярными (с перекрывающими­ся осями, неполярными). Из геометрических фигур та­кой симметрией обладают, например, цилиндр, бико-нус, эллипсоид, прямые призмы с правильными много­угольниками в основании и т.д. Среди Рrotozoa такая симметрия, точнее, оо : /т•2 присуща, например, ра­ковине корненожки Orbitolites, имеющей форму ко­роткого отрезка цилиндра вроде монеты, многим вере­тенообразным спорам грегарин, некоторым радиоля­риям прежде всего из отряда Spummellaria. Есть и такие организмы, у которых п = 1, 2, 3, 4, 5 . Во мно­гих случаях, например среди ставраксонных радиоля­рий, удается проследить возникновение форм с опре­деленным конечным /г из форм с неопределенно боль­шим п. Таковы, например, Trigonocyclia симметрии 3 : т • 2, выводимые эволюционио из чечевицеобразных Discoidea с главной осью неопределенно большо­го порядка.

Все названные фигуры характеризуются одной главной осью порядка п с га пересекающимися в ней вертикальными плоскостями симметрии. Последние пересекает одна горизонтальная плоскость с п парал­лельными ей осями симметрии второго порядка. У та­ких фигур есть, таким образом, и центр симметрии. Переход ставраксонно-гомополяриых простейших к сидячему образу жизни или к активному движению в среде привел к исчезновению у них поперечной плос­кости симметрии, а вместе с ней и центра симметрии и всех осей второго порядка. Такая диссимметризация привела к смене симметрии га : т • 2 видом п • т, ко­торую зоологи называют монаксонно-гетерополярным, так как оба полюса организма становятся различными. Часто этот вид биологами обозначается и как радиально-симметричный. Это один из распространеннейших видов симметрии жйвой природе Сюда относятся, например, раковины ряда корненожек, спо­ры некоторых грегарин, скелеты множества радиоля­рий, некоторые Flagellata и т.д. Причем величина п = 1¸¥. Так, раковина корненожки Lagena hispida-(За принадлежит к группе оо. т, радиолярия Medusetta — к 4 • т, споры почти всех Myxosporidia — к 2 • т, наконец, жгутиковые Protomonadina и Роlymastigina, раковины некоторых фораминифер, неко­торые радиолярии — к 1 • т =. т, т. е. у них двусто­ронняя, или билатеральная, симметрия, получающая широчайшее распространение среди многоклеточных. Известно, что в той или иной мере она присуща, на­пример, почти всем хордовым, рыбам, земноводным, млекопитающим.