Драгоценности моря

Микродизайн

По эволюционному представлению о биосфере царство Протисты, в которое входят эукариотические одноклеточные организмы (протозоа, морские водоросли и миксомицеты), является примитивным относительно "высших" форм жизни - многоклеточных животных и растений. Но все же, среди ее членов обнаруживается одна из наиболее сложных известных на сегодняшний день структур клетки.. Примерами, подтверждающими эту точку зрения, являются диатомовые морские водоросли (Bacilliariophycea), цитоархитектоника которых демонстрирует, возможно, самую изящную в мире природы геометрию.1

Диатомовые водоросли - это микроорганизмы, слишком мелкие для того, чтобы быть замеченными невооруженным глазом. Со средним диаметром 25 микронов (микрон - 10^-6 метров), четыре отдельных диатомовых водоросли можно положить поперек человеческого волоса.

Однако, выражаясь терминами популяционных чисел, диатомовые водоросли – это огромный компонент биоты Земли, составляющий приблизительно 90% всех живых организмов в океане (есть также другие разновидности диатомовых водорослей, населяющих пресную воду). Эти и другие виды фотосинтетического фитопланктона составляют трофическую основу цепей питания в океане, ответственных за производство приблизительно 130 000 миллионов тонн органического углерода ежегодно. Диатомовые водоросли играют жизненно важную роль в экологии Земли. И всем, кто изучает природу и является восприимчивым к этому, они дают урок философии дизайна и его значения.

Диатомовые водоросли были чудом для ученых-биологов, начиная с первых описаний Эрнста Геккеля в середине 19 столетия. Он описал микроорганизмы, которые сегодня насчитывают приблизительно 10 000 разновидностей, живых и ископаемых.

Удивление вызвала геометрически сложная структура стенки клетки. Стенка клетки диатомовых водорослей содержит целлюлозу. Специальная ориентация микрофибрилл целлюлозы направляется множеством микроканальцев в корковой цитоплазме, которая в свою очередь становится определяющим фактором формы клетки. Вместе с отложением кремнезема (кремнёвая кислота, Si[OH]4, взятая из экологической среды) образуется топография тщательно проделанных образцов углублений, гребней и шипов; поскольку они выстилаются гидро-кремниевой окисью, образуются опаловые раковины диатомовых водорослей. Эта узорчатая структура неоднократно перфорируется мелкими порами или отверстиями (рисунок 2,3), через которые в ходе питания и передвижения проходят псевдоподиальные цитоплазматические процессы. Результатом является удивительная и прекрасная симметрия, от вершины до основания, слева направо, от передней до задней части, множество геометрических форм, кругов, квадратов, треугольников, овалов, звезд и прямоугольников. (Примечание: кремнезем, кварц - материал, из которого сделаны опалы [более распространенные вещества, сделанные из кварца - песок, кварц, сланец и стекло]. Биогенная опаловая структура тестов диатомовой водоросли указывает на то, что для формирования этих драгоценностей не обязательно нужны миллионы лет, как это обычно считается.) Подобно другим морским водорослям диатомовые водоросли содержат зеленый пигмент хлорофилл, но присутствие дополнительных пигментов, особенно желтоватого ксантофилла, дают этим организмам богатый золотисто-коричневый оттенок. Поражает также способ воспроизведения диатомовых водорослей, которое происходит посредством деления клетки, но с определенным ухищрением. Стенки клетки диатомовой водоросли состоят из почти идентичных половинок, которые соответствуют друг другу, как коробка соответствует своей крышке. При делении каждая половинка отделяется и производит немного меньшую раковину, которая соответствует старой. Эта схема напоминает российские матрешки. Последующие деления приводят к появлению еще меньших дочерних клеток, пока не будет достигнут минимальный размер. Затем активизируется процесс полового размножения посредством спор (гамет), давая начало диатомовым водорослям первоначального размера.

В целом, диатомовые водоросли очень точно названы драгоценностями моря. Самые прекрасные творения Фаберже бледнеют в сравнении с подобными творениями Создателя!

Структура раковины диатомовой водоросли имеет определенные разновидности, то есть, все организмы тех же самых разновидностей обладают, по существу, той же самой формой раковины и инфраструктурой (хотя есть незначительные индивидуальные разновидности, то есть, две диатомовых водоросли не будут абсолютно подобны), но образец отличается от каждой разновидности. Таким образом, в плане характера таксономического значения, можно сделать вывод, что структура раковины диатомовой водоросли определена, в конечном счете, генетической информацией. Тем временем, показанное геометрическое разнообразие, кажется, является неадаптационным, т.е. не уменьшенным естественным выбором. Это красота ради самой красоты, освобожденная от эволюционного прагматизма!

Тем не менее, кроме их эстетических качеств, диатомовые водоросли – это также практический экологический ресурс. Как фотосинтетические автотрофы, они готовят собственную пищу, которая в свою очередь представляет собой значительный процент ежегодного производства органического углерода земли. В этом процессе они являются существенными потребителями углекислого газа и ответственны за производство большой части атмосферного кислорода Земли. Их синтез включает синтез высококачественного масла (сопоставимого с арахисовым, льняным и хлопковым маслом), занимающим до 10 % объема клетки (диатомовые водоросли используют это масло как метаболический запас энергии). Хотя окаменелости диатомовых водорослей и отличаются по химическому составу от найденной в месторождениях нефти, но, судя по содержащихся в них миллиардах кубических футов микробов, скорее всего эти водоросли внесли немалый вклад в формирование залежей углеводорода на Земле.

В качестве первичных производителей диатомовые водоросли являются главным источником пищи для многих рыб (поставляет также среди других питательных веществ большинство витамина D, найденного в рыбьем жире) и других водных животных, включая наибольших из всех – китов. Диатомовые породы (залежи их осажденных кремнистых тестов – диатомитовые породы из окаменелостей) имеют промышленное применение в качестве прекрасного абразива и используется при фильтровании и в изоляционных материалах.

При поглощении диатомитом (который Альфред Нобель называл Kieselguhr), нитроглицерин становится более устойчивым, и таким образом, мы получаем динамит. Диатомовые водоросли оказались чрезвычайно полезными для геологов как направляющие окаменелости в нахождении нефтяных залежей для нефтегазовой промышленности. Экологически они значительно воздействуют на концентрацию неорганических химических веществ в водной среде, особенно кварца, нитратов и фосфатов, играя главную роль в их циркуляции между живыми и неживыми компонентами биосферы. При определенных обстоятельствах (например, утечке удобрений, вытекающем загрязнении фосфатами и расцвете микробов), это может иметь добавочную функцию очищения загрязненного водоснабжения.

Помимо диатомовых водорослей, планктоническими организмами, для которых кварц служит структурным компонентом, являются кремнефториды и некоторые из радиоляриевых. Polythalamian Foraminifera – это группа протистов, имеющая сходство с диатомовыми водорослями по форме. Они отличаются от диатомовых водорослей наличием карбоната кальция. Очевидной функцией этих раковин, кремнистых или известковых, является поддержка системы экзоскелета, возможно, вдобавок к их плавучести, хотя большинство простистов прекрасно обходится и без них.

Геометрическая форма также наблюдается в простых физических (неживых) системах, как, например, в кристаллах. Действительно, самое твердое вещество имеет упорядоченное расположение атомов и кристаллическую структуру, когда твердое тело постепенно сформировано из жидкости (заметное исключение – это стекло). Внешний вид ограничен гладкими, плоскими, симметрично устроенными поверхностями, которые появляются вследствие действия направленных сил непосредственно в пределах растущего кристалла.

Каждый химический элемент (или соединения, например, соли и оксиды) имеет тенденцию кристаллизоваться в определенную и характерную форму. Очевидно, бесконечная изменчивость формы, демонстрируемая снежинками - каждый снежный кристалл уникален в его точной конфигурации - происходит из-за неограниченного изменения в определенных микропогодных условиях, при которых они образовываются (комбинационно, число и распределение ледяных центров образования ядра в развивающейся снежинке являются бесконечно переменными, таким образом, шанс на повторение становится математически невозможным).

Инженеры, в отличие от биологов-теоретиков, менее склоны к полетам эволюционного воображения. И поэтому они отмечают, что одна из особенностей функционального дизайна – это элегантность. В 1, где естественные системы берутся за пример, упоминание существенной элегантности есть еще одно фундаментальное проявление; красивая внешняя форма – это отражение экономичного дизайна. При рассмотрении принципа дизайна важно то, что геометрия, демонстрируемая диатомовыми водорослями, выходит далеко за пределы вышеупомянутых характерных свойств материи, например, кристаллической геометрии - в ее информационных составляющих, которые, как это показано в генетике организмов (см. выше), являются чуждыми для непосредственных компонентов структур раковины. Запутанная микроморфология этих организмов не содержится в их физических качествах ее составных элементов. Информация – это качество, которое при накладывании на динамическую систему сокращает неопределенное число возможных результатов к своеобразности, что и наблюдается у определенных форм разновидностей раковин диатомовой водоросли.

Во всем нашем человеческом опыте есть всего лишь один источник информации, и это - интеллект. Для эволюциониста, который отрицает влияние созидательного разума на мир природы, дизайн биологических систем объясняется свойствами материи, или стохастическим методом проб и ошибок в развитии генетической основы в процессе эволюции. Тот же самый эволюционист не имеет никаких проблем с идентификацией артефактов, например, наконечников стрел, и соответственно, отнесением его к интеллектуальному источнику, с убеждением, что такие геометрические формы, менее сложные, чем у диатомовых водорослей, не формируются благодаря бессмысленной случайности.

При всей своей эстетической сложности, диатомовые водоросли являются визитной карточкой Главного Дизайнера.

Ссылки и примечания

1. М. Армитадж, Creation Research Society Quarterly, том 31 (1994): 167-160. С этой статьей нужно ознакомиться для библиографии по пунктам, к которым обращаются в существующей статье. Также см. М. Френч, Изобретение и Развитие: Дизайн в Природе и Инженерия (Cambridge University Press), C. Фрейд CRSQ 32:11, и П. Трегер и др., Science 268:375-379. Вернуться к тексту.

Источник-www.designanduniverse.com