Скан

Евгений Михайлов| опубликовано в номере №1109, Август 1973
  • В закладки
  • Вставить в блог

К микромиру у человека особый интерес: наука там издавна хранит ключи от многих тайн и загадок природы. Недаром писал два столетия назад известный русский микроскопист Мартын Тереховский: «Каждый, кто причастен к наукам о природе, понимает, как много света пролило на природу созерцание ее при помощи микроскопа. Глазами, вооруженными чечевицей, еще недавно более слепыми, чем Тересий, а ныне более зрячими, чем Аргус, изыскатели чудес природы постигли так много удивительного в невидимом мире». Но до самых недавних пор этот поразительный мир малого оставался плоским. Мир срезов и планов. Увидеть так, как мы видим глазом, объемно, стереоскопично, под микроскопом не удавалось. Скан решил проблему объемности. А с нею открыл поистине новый, удивительный мир для глаз современного ученого. В лаборатории биофака МГУ мы смогли лично убедиться в огромных возможностях Скана. О них и пойдет речь.

Что такое Скан! Это сканирующий микроскоп, то есть микроскоп, в котором луч как бы осматривает, «ощупывает» поверхность, В отличие от просвечивающего микроскопа в Скане электронный пучок отражается от поверхности, проходит через усилитель и оживает зримо на трех телеэкранах. Оживает г прямом смысле этого слова, ибо, пробежав по поверхности образца, электронный луч «прощупал» ее мельчайшие детали, шероховатости, выемки и зазубринки. Стереоскопичность, объемность, рельефность — вот три главные, важные особенности Скана, Мы уходим из плоского мира срезов. Перед нами — ущелья, впадины, горы. Молекулярные, разумеется. Размеры их — в сотни ангстрем. Но порой пейзаж на небольшом экране настолько причудлив и фантастичен, что в самом деле кажется: попал ты в удивительную, загадочную страну, где усик комара смотрится грибом-гигантом, спора — туго набитым саквояжем...

«Есть нечто особливое в удовольствии тех, кои имеют у себя микроскопы». — писал в «Экономическом магазине» 1787 года первый русский популяризатор микроскопии А. Болотов.

Не удовольствие удовольствием, а где же дело! Ведь не для эстетического наслаждения операторов создали сложную и умную машину Скан! Конечно, нет. Объемность и рельефность — это новые качества. А новое качество прибора всегда означает новые возможности для исследователя. И приложения этих возможностей у Скана почти безграничны. Глаза Скана обращены к самым различным объектам. Застыли на экране. напоминая рваные четырехугольные раны, дефекты металлической поверхности. Блестящая, отполированная гладь предстает под лучом Скана нагромождением причудливых выступов и пропастей. Вот он, тонкий, скрытый в простой формуле механизм сипы трения. Для дефектоскопии поверхностей сканирующий микроскоп поистине стал чудесным оружием. Тут же его использовали ученые, которые занимаются полупроводниками и вообще физикой твердого тела. Ведь от мельчайших особенностей, микродефектов поверхности полупроводника зависят очень важные его свойства. Но нигде так не пригодился рельефный, объемный отпечаток на экране Скана, как в живом — в биологии и зоологии, в гистологии... одним словом, везде, где мы соприкасаемся с жизнью, растительной и животной. Ухо комара, микроструктура пыльцы на крыле бабочки. Тонкие, чувствительные волоски на ножках насекомых — поистине энтомологи, заполучив Скан, все равно что начали жить по-новому. Конечно, кое-что знали о насекомых и их органах и двести лет назад. Вот что пишет А. Болотов в наставлении, как пользоваться микроскопом тех дней и что в него рассматривать: «..Голова Комарова, Поскольку весь комар слишком; велик, к тому ж в ногах, в крыльях и е туловище его нет ничего в особливости примечания достойнаго, то довольно одной головы для разсматривания: в ней можно усмотреть глаза, хобот, а особливо хохолок на голове, имеющий подобие пушка, но в самом деле состоящий из нежнейшей кожицы, сложенной наподобие опахала...» И там же чуть подальше: «Ощущательные рожки, или усики бабочкины. Сии представляются превеликими дубинами и не недостойны зрения». «Не недостойны» — так велеречиво испытатель XVIII века выразил идею того, как важно нам знать устройство этих удивительных, до недавних пор загадочных органов насекомых. Словом, бионикой сегодня никого не удивишь. Бионика — это моделирование живого. Но раньше надо понять, как работает это живое, которое так хочется позаимствовать. Ведь для того чтобы определить направление и расстояние до летящего самолета, мы строим очень дорогие и громоздкие радары. А у комара все совмещается в одной микроантенке. Выяснилось, что эта микроантенна не только частотный анализатор и приемник, принимающий звуковой сигнал в строгом диапазоне частоты биения крыльев именно этого вида, своих, так сказать, комаров, но это и прибор для точного определения направления. Ибо система особых групп молекул учитывает поляризацию звука [поляризация — плоскость, в частности, преимущественного колебания), а значит, в принципе мы способны были бы определить направление на источник этого звука.

Ну, а усики бабочки — это орган, которому остается только завидовать. Хотя некоторые современные анализаторы запаха обладают уже огромной чувствительностью, но сравниться им с чувствительностью антенн шелкопряда, которые срабатывают от одной-двух молекул, пока трудно. И понять, почему трудно, в чем принципиальная сила возможностей этих чудесных устройств у живых существ, помогает Скан. Полистаем еще «Микрографические очерки» А. Болотова: ведь новое особенно хорошо познается в сравнении со старым. А двести лет назад микроскопия, по сути дела, только начиналась. Начиналась, скажем, так же и казалась такой же удивительной, как сегодня голография, объемное кино... «Пыль с крылышек бабочки, которую снимать надобно, прижав палец к крылышку и отняв от него, прижимая паки к слюдбе. Сей объект докажет всякому, что мнимая сия пыль не что иное есть, как настоящия и особаго сложения перышки».

Далеко шагнула современная наука. И под электронным лучом Скана эти «особаго сложения перышки» оказались очень сложной, причудливого строения конструкцией, которая исполняет роль голограммы. И здесь, видимо, природа постаралась и опередила нас. Поистине великим мастером она была и есть — великая природа. Конечно, не у всех бабочек чешуйки исполняют роль голограммы. Но как бы там ни было, а без Скана очень трудно было бы вообще говорить обо всем этом. Скан действительно не только показывает, но и объясняет нам то удивительное, что пропадало раньше от глаз ученого, пропадало в плоской, невыразительной фотографии. О чем может сказать нам форма! Вопрос по меньшей мере странный. Любому ясно, что форма, внешний облик — начало любого знания. По отпечаткам пальцев или в последнее время по характерным отпечаткам зубов можно распознать преступника. По форме и внешнему, объемному изображению зернышка пыльцы растений можно распознать растение. Здесь мы вступаем разом в удивительный мир живого, которое пошло когда-то в самом начале эволюции по иному, отличному от насекомых и животных пути развития. Мы вступаем в мир растений. Пыльца. Ее вид в самом деле подобен отпечатку пальца, это визитная карточка нашего зеленого собрата. Спрятанная в породе, в минералах высохшая микропылинка может пролежать тысячелетия, миллионы лет. Осторожен ученый, который извлек древний, несостоявшийся цветок. Вот зернышко под острым, скользящим лучом Скана. Кто она, эта пришелица! К какому виду растений относится эта странного вида визитка! Когда, в какой миг она, упав, не проросла и застыла! Ведь стоит все это узнать, и в наших руках довольно точный метод датировки. Геолог сразу получает ответ о том, каков возраст породы, в которой сохранилась эта пылинка древнего живого. Без Скана здесь делать нечего. Только благодаря ему наука палеоботаника (ботаника, которая занимается ископаемыми растениями) как бы обрела второе дыхание. В наш век вообще науки стремятся войти в контакт, объединиться. Палеоботаника, геология... А каким был климат в ту древнюю эпоху, когда упало невидимое глазу зернышко! Быть может, оно относится к неизвестному, давно вымершему виду! Но отчего исчез этот вид!

Увиденные на Скане детали поверхности этой ничтожной пылинки принадлежат жесткой, детерминистской цепочке событий микромира. Узоры на оболочке пыльцевого зернышка — не прихоть морозная на стекле. У них свое предназначение и телеологический смысл. От формы зерна зависит многое, в том числе быть или не быть данному виду растений. Ведь можно проследить причинные связи рельефа оболочки пыльцы с многосложным механизмом выживания растительного организма. В перефразе известного стихотворения В. Брюсова поистине есть тонкие, властительные связи не только между контуром и запахом цветка, но и между контуром и жизнеспособностью малого, рельефного, выпуклого зернышка пыльцы, несущей внутри будущее всего вида растений. Причудливый, неповторимый мир поверхностей. Не мертвый срез, а интригующая внешность микроприроды отражается в Скане. Удивляет! Да, и это удивление подготовлено всей историей просвечивающих микроскопов. Что-то сходное ожидалось, предполагалось в фантастических произведениях. Человек действительно уменьшился и видит «простым» глазом, видит привычно микромир. Но, к сожалению, пока это застывший мир. В вакууме, в безжизненной пустоте, где скользит стремительно электронный глаз по металлизированной поверхности усика комара или зерна пыльцы, нет жизни. Время остановилось здесь. И трудно сейчас сказать, когда задвигаются, зашевелятся недвижные фотоизображения и превратятся в увлекательный фильм. И можно ли в принципе человеку заглянуть в таинственную микрожизнь молекул, проследить тонкую работу микроорганов, не уничтожая жизни и движения! Или невидимое глазу царство малых размеров всегда будет представать пред нами застывшим и безжизненным! Иначе не увидеть его вообще. Трудно сказать. Этот шаг будет не менее революционным, /чем переход от фотографии к кино, к живому движущемуся изображению на экране. Хочется верить, что ждать придется недолго. И быть может, скоро в обычном киножурнале увидим мы заснятую беспощадную схватку лимфоцитов с бактериями, стремительное рождение клеток, самое интимное и сокровенное, что скрыто пока от нас. Но скрыто на этот раз не масштабом, не недостатком разрешающей способности электронного глаза и глубиной резкости, а временем. Невозможностью сохранить хотя бы несколько секунд живое живым. Но верить в это хочется.

  • В закладки
  • Вставить в блог
Представьтесь Facebook Google Twitter или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.

В 8-м номере  читайте о «Фаусте петровской эпохи» загадочном Якове Брюсе, об Александре Ланском - одном из фаворитов Екатерины II, о жизни и творчестве Михаила Лермонтова, о русском и американском инженере-кораблестроителе Владимире Ивановиче Юркевиче, о популярнейшем актере Андрее Мягкове. О жизни и творчестве русского художника Ореста Кипренского и многое другое



Виджет Архива Смены