Истоки латеральной асимметрии.

Корни зеркальной и цис-транс асимметрии уходят в изомерию молекул. Атом углерода с 4-мяразными радикалами образует два объемныхзеркальных изомера: Lи D, а атом Pt (с координационным числом 4), с двумя разными радикалами Pt(NH3)2Cl2, образует два плоских цис-транс изомера. В неживой природе L и D-изомеры перемешаны. В живых системах, при полимеризации мономеров, происходит их сегрегация: молекулы ДНК строятся только из D-сахаров (Dc), а молекулы белков, только из L-аминокислот (La). Теоретически, стереоизомеры сахаров и аминокислот могли бы образовать четыре типа нуклеопротеида: DcDa, LcLa, LcDa и DcLa, но живые системы используют только последний вариант. Почему эволюция не применила первые два варианта понять можно: видимо, они не удовлетворяли каким-то стерическим условиям, а почему не возникла жизнь на основе третьего варианта – понять труднее. Может быть, это – фундаментальная асимметрия аналогичная асимметрии между элементарными частицами и античастицами во вселенной? Или, не исключено, что впервые это произошло чисто случайно, а дальше уже закрепилось. Тогда непонятно почему существование четвертого варианта исключает возникновение третьего? Интересно, что после смерти организмов происходит постепенная обратная рацемизация и, зная скорость этого процесса, по соотношению изомеров, [L]/[D], можно определить возраст ископаемых останков.

Есть существенная разница между L-D и цис-транс изомерами. Первые по большинству физических и химических свойств неотличимы друг от друга, но резко отличаются по вращению плоскости поляризации света, и по физиологической активности. Вторые отличаются друг от друга и в термодинамическом плане, т.е. структурно. Тогда возникает вопрос – нельзя ли использовать известные термодинмические особенности цис-транс изомеров для понимания свойств цис-транс организмов? Удивительно, но оказывается можно!

Известно, что у транс молекул, как более симметричных (упорядоченных), меньше энтропия и больше энтальпия, т.е. выше устойчивость при низких температурах, тогда как, у цис изомеров, все наоборот: молекулы более асимметричны (разупорядоченны), поэтому больше энтропия,меньше энтальпия и выше устойчивость при высоких температурах.

Изоморфизм структур, независимо от уровня организации и конкретного воплощения, позволяет думать, что аналогичное соотношение должно существовать и между транс и цис организмами. Даже технические системы, допускающие цис-транс структуры (4-х лопастной пропеллер, центрифуга, 4-х рожковая люстра и др.) также проявляют более высокую устойчивость транс-структур. Следовательно, разная устойчивость связана именно с цис-транс структурой. На рис. 9 сопоставлены три типа организмов с изоморфными по структуре системами. Видно, что транс-структура (правшество), как более симметричная, должна иметь узкую дисперсию фенотипов (аналог энтропии) и проявлять более высокую приспособленность (устойчивость) в стабильной среде (аналог низких температур), а цис-структура, левшество, наоборот, как более асимметричная, должна иметь широкую дисперсию и высокую приспособленность в изменчивой среде (аналог высоких температур). Предвижу, возражения скептиков по поводу суждений о дисперсии и адаптивности левшей и правшей в популяции на основе общей структурной асимметрии с цис-транс изомерами, но ведь никто не мешает, основываясь на них, сделать, предсказания и проверить. К тому же, многие, приведенные выше факты по леворукости, прекрасно согласуются с такими выводами. Например, повышенный процент левшей (как и мужчин) среди гениев и слабоумных (дети неспособные научиться читать и писать – леворукие мальчики), их более короткая длительность жизни (на целых 9 лет!) и низкий индекс размножения (в среднем 1,62 ребенка к 45 годам, у правшей – 2,03!) и др.

О том же говорят результаты 7-летних антропометрических исследований частоты крайних фенотипов в зависимости от рукости и пола у 6.000 детей по трем признакам (рост, вес, окружность головы). По всем трем типам измерений дисперсия у леворуких (статистически достоверно) слегка превосходила дисперсию праворуких. Из 42 групп (2 пола, 3 признака, 7 возрастов) леворукие имели более высокую дисперсию в 33, праворукие в 5, а дисперсии были равны в 4-х группах (Yeo & Gangestad, 1993). Если бы эти авторы левшами считали не леворуких, а цис-руких, то их результат был бы четче, т.к. ~ 10% леворуких были правши (т.е. транс).

Из двух аналогий левшей и правшей по полу и с изомерами молекул вытекают важные выводы–предсказания. 1. Норма реакции цис особей (левшей) должна быть ýже, значит, фенотипическая дисперсия (разнообразие) – шире, чем транс особей (правшей). 2. В стабильной среде должна быть выше адаптивность правшей, а в изменчивой – левшей. 3. Экологическая информация об изменениях среды попадает сначала к левшам, потом от них, к правшам. 4. Левши являются эволюционным авангардом, т.е. левши – оперативная подсистема, аналог мужчин, правши – консервативная, аналог женщин.

6.3. Не лево-право рукость, а цис-транс рукость.

У подавляющего большинства людей в норме, существует,генетически обусловленная, доминантность ЛП, например, там находится центр речи свыше 95% праворуких и около 80% леворуких (Bryden, 1987). Доминантное ПП встречается, примерно, у 1% людей. Примерно столько же, имеют симметричные полушария. Эти аномалии, обычно, объединяют во вторую группу. Внутри этих групп, в свою очередь, транс рукость, бывает примерно в 10 раз чаще, чем цис рукость. Цис-транс позиция доминантности может быть и по другим парным органам. Обычно мозаиков (неполных цис) присоединяют к “полным” (по всем органам). Тогда примерные частоты: ЛТ_р ~ 90%, ЛЦ_р ~ 9%, ПТ_р ~0,9% и ПЦ_р ~ 0,1% (см. рис.5). Из этого можно сделать следующие выводы.

1. Латеральная асимметрия развивается на фоне двух предшествующих асимметрий: верх–низ (от медузы) и перед–зад (от опоссума)

2. В основе латерализации лежит: зеркальная (внутрипарная) асимметрия, функций, полушарий и рук. Это – базовые векторы, образующие новые виды межпарной асимметрии на уровне организма: цис-транс, и три асимметрии субпопуляций транс и цис особей: численности, дисперсий и диморфизма.

3. Полушарность, лево-право рукость(отнесенная к телу) и их производная цис-транс рукость(отнесенная к D полушарию) вносят разный вклад в феномен левшества–правшества. Из рис. 6 видно, что отношение частот доминантности: ЛП : ПП»100 : 1, транс : цис » 10 : 1, тогда как ПР : ЛРто »10 : 1, то »1 : 10 ! Это говорит о том, что после полушарности, существенное значение имеет цис-транс рукость, а вовсе не лево-право рукость, которая не играет никакой роли! Поэтому термины правша-левша, характеризующие асимметрию организма, необходимо рассматривать, как синонимы транс-цис руких особей, а не право-лево руких.

4. Тогда строгие понятия (термины), отражающие подлинную суть явления, должны быть: транс тип (~ 99% ПРи ~1% ЛР) и цис тип(~ 99% ЛРи ~ 1% ПР), значит применение терминов “правша” (вместо транс тип) и “левша” (цис тип) включает, и там и там несовпадение с рукостью ~ 1%. Тогда как применение термина “правша”, вместо “ПР” несовпадение с рукостью падает до 0,1%, а “левша”, вместо “ЛР” – ошибка растетдо 10%, т.е. каждый десятый ЛРокажется транс, т.е. правшой!Такая “асимметрия” терминологической ошибки усложняет и без того сложную картину и приводит к неразберихе. Именно поэтому многие авторы отмечают, что в отличие от праворуких, представляющих собой гомогенное множество, леворукие неоднородны (понятно, 10% транс!). Предлагают необоснованные классификации: ЛРна “генетических” – “негенетических”, “естественных” – “патологических” (Satz, 1972), ПРна “умеренных” и “крайних” (0,1% цис!) и т.д. При этом, оказывается что у “крайних” ПР, как у ЛР, выше вероятность иметь ЛРродителя (Yeo & Gangestad, 1987) (теперь понятно почему – это цис!). Из рис. 6 совершенно очевидно, что “дисквалификация” рукости, как основного фенотипа и замена её в этой роли на цис-транс, устраняет все эти методологические трудности и вносит ясность. Например, генотипическими следует считать транс-рукость (почти всех ПР и 10% ЛР), а фенотипическими – цис-рукость (90% ЛР и 0,1% ПР), т.е. в пределах 1%-ной ошибки, ПР – генотип, а ЛР – фенотип! Это в корне меняет картину.

5. Аналогами мужскихи женскихособей, также являются, не ЛП и ПП, а всегда, соответственно, D и S полушария, не леворукие и праворукие, а, циси транс рукие особи. Чтобы не было путаницы, следует четко отличать понятия: “полушарие” – “полушарность”, “рука” – “рукость”. Первые – название органа (курсив), вторые – название D-органа (векторы, полужирный).

6. Если правополушарными вариантами, как редкими явлениями (~1%), пренебречь (что я и делал до сих пор, см. п. 4), то термины “правша” и “левша” приобретают однозначность с рукостью, но все равно среди леворуких будет 10% транс (т.е. правшей). Стало быть, во избежание этих трудностей, необходимо выбрать из трех вариантов терминалогий. 1. “Транс ” и “цис” (строго научно, точно отражает суть явления по новой концепции, но к ним надо привыкнуть, и для их определения необходимо знать и рукость и полушарность). 2. “Правша”–“левша” – синонимы “транс”–“цис” (придерживался я, удобно, но остается по ~ 1% праворуких левшей и леворуких правшей). 3. “Правша”–“левша” – синонимы “праворукий”–“леворукий” (общепринято, но по моему, наихудший вариант, с “асимметричной” погрешностью ~ 10%!). Поэтому целесообразно исключить третий вариант.