Войти в систему

Home
    - Создать дневник
    - Написать в дневник
       - Подробный режим

LJ.Rossia.org
    - Новости сайта
    - Общие настройки
    - Sitemap
    - Оплата
    - ljr-fif

Редактировать...
    - Настройки
    - Список друзей
    - Дневник
    - Картинки
    - Пароль
    - Вид дневника

Сообщества

Настроить S2

Помощь
    - Забыли пароль?
    - FAQ
    - Тех. поддержка



Пишет ivanov_petrov ([info]ivanov_petrov)
@ 2006-02-08 11:50:00


Previous Entry  Add to memories!  Tell a Friend!  Next Entry
Разговор физика и биолога (3)
Письмо третье, где физик пытается услышать хоть какой-то ответ, а биолог счастливо избегает этой ловушки

flying_bear
Вся беда с междисциплинарным общением, что мы оба, задавая вопросы, домысливаем задачу, чтоб сделать её "понятнее" собеседнику. Вот и я наступил на те же грабли. Лучше я задам исходный вопрос. Он такой.

Меня сильно ушибла эта мысль, что большая система общего положения (в том числе биологическая) есть стекло. Мы проделали кое-какие симуляции упрощенной (но разумно упрощённой) модели целлюлозы. Мотивация - здешние ботаники, которые изучают механические свойства клеточных стенок + вроде, самый простой полимер из биологически важных и распространённых. Так вот. Мы обнаружили некий переход с понижением температуры из "гибкого" состояния в "стекольное", с замерзшим беспорядком в ориентации волокон. Небольшой такой беспорядок - градусов 20 разворот... Сейчас - классическая проблема "Кому нужен бильярдный шар с растущими на нем волосами". Нет, работу-то мы сделаем, химикам это, безусловно, интересно, да и не только к целлюлозе относится, а к любым системам из жестких стержней, соединенных гибкими нитями - таких много...

Вопрос в лоб: может этот фазовый переход быть биологически релевантным?

ivanov_petrov
Долго думал, что такое "биологически релевантным"

Про траву. Я сказал, как она размораживается. А не почему не растет зимой. Тропическая. ясное дело, растет. В умеренном климате - нет. Почему? Адаптация к холодному времени. Потому что предки выяснили, что зимой не растется. Кто рос - дох. Как узнают о зиме? Не по температуре, а по длине светового дня. Температура может колебаться слишком хаотично, и растения напрямую воспринимают длину св. дня, ориентируются, и даже при тепле начинают при сокращении светового дня готовиться к зиме – листья красные, питательные вещества в корень, кору менять - камбию делиться реже и т.д. Наследственная адаптивная реакция.

Вроде это уже не важно - Вы уже другой вопрос задали. Но, может, и важно. Как я понял - Вы спросили: значимы ли эти изменения целлюлозы? Мне кажется, там всё время будет ответ: они не "имеют" смысл, они "наделяются смыслом".

Растения наделили смыслом укорочение светового дня и сделали это сигналом зимы. Выбрали из многих факторов, и сейчас он очень значим. И запускает – в частности - наверное, и переструктурацию целлюлозы в стенках клеток. Может оказаться, что это переструктурированное состояние в стенке - полезно, скажем, прочнее или энергии меньше жрёт, не надо поддерживать. На него могут быть завязаны толпой какие-то еще реакции - поскольку целлюлоза все равно такой станет. можно использовать это как сигнал и наворотить... Ну, например, если она при размораживании меняет структуры на обычную, можно сделать изменение структуры целлюлозы сигналом о повышении температуры, который что-то там запускает.

Вы не в этом смысле про релеватность спросили?

Непосредственный интерес... Ну, что бы сказали физиологи растений - наверное, Ваши институтские ботаники лучше скажут.


(Добавить комментарий)


[info]zvantsev@lj
2006-02-08 08:03 (ссылка)
 
      Задача, так сказать, шутка: клетчатка химически весьма похожа на хитин. Не меняются ли свойства хитина с понижением температуры; сказывается ли это на поведении членистоногих, в том числе и даже в первую очередь представителей прекрасного отряда Hemiptera; как это связано с освещенностью? По-моему, можно подавать тему на грант.

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


[info]ivanov_petrov@lj
2006-02-08 08:42 (ссылка)
Угу. И готов сразу отчет по гранту: с понижением температуры насекомые переставали двигаться, и свойства их хитина не были критичны...

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]zvantsev@lj
2006-02-08 08:53 (ссылка)
 
      Как знать... А освещенность? Может, тех тараканов (пардон, клопов) морозили на свету, а в темноте они бы еще пошустрили. И вообще: бильярдный шар с волосами очень нужен народу.

(Ответить) (Уровень выше)


[info]katpyxa@lj
2006-02-08 12:00 (ссылка)
прочитал ваш очень интересный диалог. чуть подправив физика скажу - что все-таки в биологии превалируют гели, а не стекла. с точки зрения физики это еще более неудобно.

если есть возможность, порекомендуйте физику книгу "Cells, gels and engines of life" (http://www.cellsandgels.com/) Поллака.
или вот хотя бы рецензию (http://www.bioparadigma.spb.ru/files/Etzkorn.pdf) на нее.

(Ответить) (Ветвь дискуссии)


[info]ivanov_petrov@lj
2006-02-08 12:03 (ссылка)
Кгм... Уф-ф... Ну, я надеюсь. физик прочтет Вашу рекомендацию... Хотя у меня есть такое ощущение, что - того... Этот Ваш совет возник из сокращенной передачи мысли физика, в которой я повинен, и физик - как это будет сказать помягче? - знает про гели.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]katpyxa@lj
2006-02-08 12:29 (ссылка)
прочитал первую и вторую части и понял, что контекст совсем не тот, а мой коммент совсем скоропалительный и дурацкий.

пошел обдумывать :)

p.s. забавно, в задачах по физике, если электрон влетает в магнитное поле, вопрос: "зачем он туда влетает?" неуместен. а в биологии ответ, получается, в большинстве случаев есть?

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)


[info]ivanov_petrov@lj
2006-02-08 14:42 (ссылка)
Вот об этом дальше и будет. Разговор о стеклах - это оказалось затравкой к гораздо более глубоким взаимным непониманиям, и особенно - про вопрос о цели. Так что в следующих письмах мы как раз будем об этом.

(Ответить) (Уровень выше)

Glass transition and bacteria
[info]shkrobius@lj
2006-02-08 14:46 (ссылка)
I do not know about plants, but acetobacteria do make cellulose that undergoes phase transition
http://edu.ioffe.ru/conf/ferro2002/abstr/sf_p090.pdf
at around 260 K. The purest cellulose has always been bacterial rather than plant (they do not make lignin). Cellulose was not invented by green plants and it is not used solely by such plants. In the animal kingdom, Tunicates make it and recent genome sequencing suggests that they stole the genes from the bacteria. This means that all "wood" making organisms (that have cellulose synthase) are traceable to such bacteria; the property of the phase transition is very ancient. In fact, Malcolm Brown (UT Austin) discovered that even cyanobacteria have this enzyme. The transition might well have been biologically relevant for these bacteria for all that we know. You have to guess "why" the frist aceto- and cyano- bacteria might have "needed" such a feature. It might well have been an adaptation to stiffen the bacterial cell before the encystment. I would not discount "bilogocal relevance" off hand. The grass is neither here nor there.

(Ответить) (Ветвь дискуссии)

Re: Glass transition and bacteria
[info]flying_bear@lj
2006-02-08 17:37 (ссылка)
Большое спасибо за ссылку. Извините за моё немедленное обнагление (вот и помогай после этого людям...) - а что-то более подробное было?

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

Re: Glass transition and bacteria
[info]shkrobius@lj
2006-02-08 17:59 (ссылка)
I really do not know if more studies have been carried out. The point is that the best place to start looking for biological significance of a phase transition in cellulose films is in aceto- and cyano- bacteria, where such films have originated. The last time I've looked into the issue was 12 years ago, so I would not be able to help you. Back then the function of cellulose in bacteria has not been identified (food storage? strucutral element?). I know that since then there were many studies of bacterial cellulose, from all kinds of angles. Malcolm Brown of the University of Texas at Austin has made a career out of it (he was an early enthusiast for making paper out of this type of cellulose; there must be a lot of money in such studies). Bacterial cellulose was a hot topic 10-15 years ago. Brown would make a much better consultant than me. Why don't you give him a call? He is the best specialist in this field in the US.

(Ответить) (Уровень выше)