1980 №1

Мини-революция в молекулярной генетике

Так назвал открытия, сделанные генетиками за последние два года, лауреат Нобелевской премии Френсис Крик, известный своей расшифровкой (вместе с Джеймсом Уотсоном) знаменитой «двойной спирали» структуры ДНК. Что же вызвало такие восторженные слова у склонного к сдержанным оценкам ученого?

Новые сведения о строении и функционировании генов высших организмов не только изменяют наши представления о синтезе белка, но и грозят разрушить так называемую «центральную догму молекулярной биологии». Этот постулат, сформулированный еще до открытия роли ДНК в передаче наследственных признаков, гласит: «Один ген — один белок». Сейчас появились данные, позволяющие предположить, что один ген может при синтезе белка давать не один, а несколько разных белков.

Методы изучения живой клетки, сильно усовершенствованные в последние годы, позволяют теперь исследовать строение генов не только бактерий и вирусов, но и высших организмов. А известная сейчас каждому старшекласснику схема синтеза белка разработана именно на основе данных, полученных на несложных микроорганизмах. У них сначала делается копия генетической информации с двойной спирали ДНК на одинарную нить РНК, затем РНК поступает к рибосоме, которая, исходя из скопированной информации, строит молекулы белка. А вот у изученных к настоящему времени птиц и млекопитающих дело обстоит сложнее. Оказалось, что их гены содержат в себе целые участки «бессмысленной» ДНК, не несущей генетической информации. Словно в магнитофонной записи музыки есть куски ленты, на которых записан только шум. Любитель музыки, которому достанется такая лента, аккуратно вырежет из нее отрезки с шумом, а музыкальные куски склеит. Примерно так же поступают и клетки высших организмов, синтезируя белок по своим генам, названным мозаичными. Сначала делается промежуточная копия генетической информации. Затем специальные ферменты вырезают из этой копии бессмысленные куски, снова соединяя остальные в одно целое. И только после этого РНК готова управлять синтезом белка в рибосоме.

Когда это выяснилось, сразу же возникло множество вопросов. Зачем нужны эти бессмысленные вставки (их назвали нитронами — от латинского слова «интра» — «внутри»)? Как обходятся без них бактерии? Как могли они появиться у высших организмов?

Ответы пока чисто гипотетичны. Сам Ф. Крик полагает, что интроны не имеют никакой полезной функции, что гены высших организмов также были сначала сплошными, но затем были «загрязнены» нелегально вторгшимися в них кусками чужой, бессмысленной ДНК. А ферменты, ведущие монтаж и склейку ленты РНК, представляют собой защитное средство организма, обеспечивающее чистоту его наследственной информации. Нечто подобное уже несколько лет известно и у бактерий. У них встречаются так называемые прыгающие гены, которые не имеют своего определенного места, а вторгаются в середину других генов бактериальной хромосомы. Ферментов-монтажеров у бактерий нет, и ген, подвергшийся вторжению, как правило, выводится из строя.

На верхнем рисунке показана «классическая» схема синтеза белка, выясненная на микроорганизмах. Сначала синтезируется информационная РНК, содержащая копию гена, затем по ней рибосома строит из аминокислот молекулу белка.

На нижней схеме — процесс синтеза белка у изученных в последние годы высших организмов. Здесь ген содержит не несущие полезной информации куски — интроны. Поэтому скопированная с него информационная РНК не может сразу идти в дело — она должна пройти еще «монтаж». Специальные ферменты вырезают интроны и сращивают оставшиеся осмысленные участки генетической записи. Только после этого рибосома может построить по РНК молекулу белка.

Но не все согласны с Криком. Японский генетик С. Тонегава, работающий сейчас в Базельском институте иммунологии (Швейцария), указывает, что если бы теория загрязнения была верна, интроны были бы размещены внутри гена случайным образом. Но Тонегава, изучая их расположение в генах иммуноглобулинов (белков, обеспечивающих иммунитет), показал, что интроны находятся на границах между участками гена, кодирующими отдельные части молекулы, которые различаются своими функциями.

Он считает, что в строении мозаичных генов высших организмов отражается их эволюция. Эти сложные гены возникли в результате слияния нескольких небольших, которые синтезировали более простые белки. А интроны, то Тонегаве, — соединительные участки, которыми гены как бы склеивались, соединяясь в один.

Но почему открытие интронов может поколебать центральную догму молекулярной биологии? Предполагают, что, поскольку существуют ферменты-монтажеры, они, возможно, могут вырезать из РНК не только бессмысленные куски, монтируя остальные участки гена в сплошную ленту, но и проводить другой, более сложный монтаж: собирать из осмысленных кусков то одну, то другую комбинацию, в результате чего один и тот же ген будет давать несколько разных белков.

Итак, «один ген — несколько белков»? Утверждать это со всей определенностью, по-видимому, еще рано. Интенсивные исследования интронов ведутся сейчас в нескольких лабораториях мира. Изучается, в частности, способ работы монтирующих ферментов — так они различают интроны и отрезки, несущие информацию. Здесь можно ожидать интересных результатов, важных для практики генной инженерии.

Пернатые странники

Ученые из Института психологии поведения (ФРГ) пришли к выводу, что тяга птиц к осенним и весенним перелетам возникает не под влиянием внешних раздражителей, а заложена в них от рождения, как часть наследственной информации. Тщательно поставленные опыты все более убеждают исследователей, что пернатые получают в наследство своего рода годичный календарь и план перелета — каждый вид имеет свою программу поведения, привязанную к пространству и времени.

Восемь лет один из руководителей опытов, доктор Эберхард Гвиннер, предпринимал все мыслимые усилия, чтобы не дать скворцам, зябликам и славкам почувствовать, что лето миновало и наступает осень. Мало того, чтобы подопытные птицы не могли чему-нибудь научиться у своих родителей (если, конечно, такое обучение возможно еще в гнезде) и не получили бы от них представление о земном пространстве, их в двух-трехдневном возрасте извлекли из гнезд и поселили в закрытый объем. Там изолированные от естественной среды птицы всегда получали одну и ту же пищу и жили при неизменной температуре. Был исключен и другой важный фактор, способный сообщить о смене времен года, — продолжительность дня и ночи. В искусственном мире 24 часа всегда делились поровну на день и ночь.

Но птицы не поддались обману ученых. Точно так же, как живущие на воле их сородичи, обитатели лаборатории уверенно определили пришествие осени. Когда она наступила, скворцы стали нести яйца маленькие и бесплодные, славки, как им и полагается, стали менять свое оперение, а зяблики, летом активные днем, в осеннее время стали беспокойно оживленными и ночью, словно бы включился механизм длительного бодрствования, помогающий при долгих перелетах. Еще летом — в то же самое время, когда и их живущие на свободе сородичи — подопытные птицы начали быстро набирать вес — накапливать жир, — необходимое «топливо» для длительного перелета. Жердочки, на которые садились подопытные птицы, были связаны со счетчиками, и они указывали, что когда данный вид начинает свой перелет на юг, его представители, живущие в изоляции, по ночам ведут себя неспокойно, подпрыгивают на жердочках.

Славки, содержавшиеся в замкнутом пространстве, в конце лета были особенно беспокойны. Это был как раз тот период, когда стаи живущих на воле славок преодолевают самый тяжелый этап путешествия — шестидесятичасовой безостановочный перелет над Средиземным морем и Сахарой.

Обычно эти птицы улетают с севера Европы вначале в юго-западном направлении — к южной оконечности Испании, а достигнув ее, рез «о изменяют траекторию: берут курс на юго-восток, чтобы добраться до Южной Африки. Для этих птиц искусственный мир был сделан в виде большого цилиндра со стенками из рыхлой бумаги, чтобы птицы не травмировались при ударе о нее. А мягкий пол цилиндра, покрытый черной краской, напоминал штемпельную подушку. Взлетая с пола, птицы натыкались на мягкую бумажную стенку и оставляли на ней следы краски. По сосредоточению этих пятен можно было установить преимущественное направление, в котором хотят двигаться птицы.

Не все виды перелетных птиц избирают прямую дорогу на юг. Например, скворцы (1) тянутся юго-западным курсом к Испании, кукушки (2) пересекают Средиземное море на широком фронте — от Кипра до Майорки, славки (3), напротив, летят юго-восточным курсом.

Оказалось, что в сентябре, когда свободные стаи славок преодолевают путь к югу Испании, пленницы тоже стремились на юго-запад. А в октябре — ноябре, когда их сородичи летят к югу Африки, у подопытных птиц также менялось направление на юго-юго-восточное.

На основании проведенных опытов доктор Гвиннер считает доказанным, что в организме птиц протекают процессы, определяющие их поведение в осенний период. Причем возникают эти процессы не под действием основных факторов осенней природы — падения температуры, недостатка пищи, удлинения ночи, а под влиянием свойственных самому организму ритмов, биологических часов. Именно они, полагает ученый, предписывают птице, какую из программ поведения и когда следует включить.

Исследователи, однако, обнаружили, что внутренний календарь птиц, участвовавших в опыте, похож на часы, бегущие вперед: цикл изменений в поведении, связанных с перелетами, почему-то замыкается в период более короткий, чем год, — от девяти до одиннадцати месяцев. Предполагается, что птицы, находящиеся на свобода, хотя бы один раз в году корректируют свой внутренний календарь, основой синхронизации, вероятно, служат изменения длительности светового дня. «Поправки» вносятся, когда пернатые находятся в местах гнездовий.

Особенности поведения птиц известны людям уже тысячелетия. Еще в библии записаны наблюдения пророка Иеремии: аист в небе знает свое время, горлица, журавль и ласточка замечают время, когда им надо возвращаться… Но только в последние десятилетия были исследованы воздушные маршруты птиц, а затем внимание ученых заняла их изумительная способность к пространственной ориентации. По образному выражению американского орнитолога Д. Гриффина, эти способности птиц ограничены лишь пределами пространств на планете.

Например, крохотные колибри, которые делают своими крыльями пятьдесят взмахов в секунду, пересекают Мексиканский залив, совершая перелет в 800 километров. Европейские певчие птицы, которые обычно ночью летают на высоте до 700 метров, а днем не выше 400, пролетая в Африку над Альпами, преодолевают пятикилометровые высоты. Дупель или веретенник и кроншнеп поднимаются в Гималаях на шесть, а гуси даже на девять километров. Турухтан, серая мухоловка и кукушка, улетая от европейской зимы, достигают Южной Африки — района мыса Кап. Чемпионы дальних перелетов — ласточки-береговушки: они проводят лето на высоких широтах Арктики, а зимуют в Антарктике.

Достойна удивления экономность расходования «топлива» — жира. Средней по размеру певчей птице на перелет в 50 километров, совершаемый за один час, надо всего одну четверть грамма жира. Летящая стая необыкновенно расчетливо определяет время отлета, высоту траектории, учитывает погодные условия — все это для того, чтобы иметь попутный ветер и максимально экономить запас сил.

Многие виды птиц, прокладывая трассу, используют наземные ориентиры: побережья, горные цепи, речные долины. Видимо, в поиске направления на море птицам помогают инфразвуки, возникающие в полосе прибоя. Они распространяются над континентом и улавливаются пернатыми навигаторами.

Некоторые летят по замысловатым маршрутам. Например, аисты, живущие западнее Эльбы, летят к Гибралтару, чтобы там пересечь Средиземное море, а их сородичи, гнездящиеся восточнее этой реки, минуют широкую часть моря у Босфора. Канадские каменки, предки которых жили в Старом Свете, тянутся не в Южную Америку, а пересекают Северную Атлантику, поворачивают потом на юг и зимуют в Африке. Даже над океанской гладью перелетные птицы уверенно находят нужное направление. Золотистая ржанка летит с Аляски за 4000 километров через Тихий океан на Гавайские острова Многие птицы после таких межконтинентальных перелетов (возвращаются точно «гнезду, в котором они появились на свет. Один английский ученый показал на опыте, как велика способность птиц находить родные места.

Из Англии он переправил буревестник в США, в Бостон. Через 12 с половиной дней он увидел птицу снова в родном районе — она прилетела раньше, чем пришло письмо из Бостона, извещавшее, что птицу выпустили.

Какова же природа способности птиц к такому ориентированию?

Многие орнитологи считают, что скворец имеет врожденную способность придерживаться нужного направления при перелете, ориентируясь на Солнце. Даже заключенные в камеры птицы, отрезанные от внешних ориентиров, вспархивают с насеста осенью преимущественно на юго-запад, а весной на северо-восток. Когда же ученые с помощью зеркала создали фальшивое Солнце, птицы соответственно изменили направление своих порывов.

В отношении некоторых видов удалось доказать, что они в отсутствие Солнца ориентируются по звездам. Это журавли и другие птицы, путешествующие на юг ночью. Если небо затянуто облаками, вероятнее всего, включается внутренний компас птицы, и она находит направление, пользуясь магнитным полем Земли. Другие, может быть, используют ультрафиолетовое и поляризованное излучение. И, как уже говорилось, инфразвуки, возникающие над морем.

По мнению исследователей, птицы живут в ином, чем мы, мире чувств: они слышат, видят и ощущают совсем не так, как человек. Более того, механизмы поведения, справедливые для одних видов птиц, вовсе не обязательны для всех остальных 8800 видов пернатого царства. Почему, например, клест в отличие от многих птиц никогда не возвращается в места, где он появился на свет? Почему одни птицы прилетают с юга точно в определенное по календарю время, день в день, а другие согласовывают возвращение с погодой? Так же загадочно, почему некоторые птицы, несмотря на морозы и недостаток питания, вовсе не покидают севера!

Стая бекасов над Африкой.

Может показаться, что птицы тщательно взвешивают, что выгоднее: лететь или остаться? Мы можем более или менее правильно представить условия зимовки на севере, но немногие знают о трудностях, которые встают на пути перелетных птиц к югу. Крылатые существа — многие весят не более двадцати граммов — гибнут от холода, жары, жажды, непогоды, наконец, разбиваются о препятствия.

Птицы, заканчивающие перелет через Средиземное море, при виде африканского берега не могут считать, что отдых близко. Для них песчаная пустыня Сахара то же, что и пустыня Средиземного моря. Поэтому пернатые странники пересекают и море и пустыню одним безостановочным перелетом. Над самой пустыней, чтобы спастись от ее жара птицы летят на высоте двух тысяч метров. Многие заканчивают этот участок почти полностью обессиленными, исчерпав все запасы «топлива» — жира. У тех, кому его не хватило еще в полете, идет в ход мышечный белок: он разлагается на более простые молекулы, пригодные как источник энергии.

Однако в будущем этот и без того сложный полет может еще осложниться: Сахара расширяется к югу, и длина безостановочного перелета с годами будет расти и расти.

Слева направо: ласточка-береговушка; деревенская ласточка; скворец; кукушка; славка; журавль.

Не только физиология птиц приспосабливается к дальним перелетам. Очень интересен феномен клинового строя летящих птиц. Журавли, кроншнепы, серые гуси и многие другие, пользуясь этим приемом, облегчают полет более слабым птицам: часть аэродинамической нагрузки, встречающей живой клин, берут на себя летящие в его голове более крупные и сильные особи. По подсчетам, клиновый строй в зависимости от числа птиц позволяет в целом снизить затраты энергии до 23 процентов. Этой экономией в большей доле пользуются птицы, летящие в хвосте, а не голове клина, где занимают места сильные члены стаи. Птицы из задних порядков как бы втягиваются вперед струями, созданными взмахами передних.

Покинув материк, многие крылатые путешественники из Восточной Европы перед долгим перелетом над морем останавливаются на островах Эгейского моря. Это опасные места: здесь их ждет соколиная засада. Над береговой линией острова хищники парят глубоко эшелонированной цепью. Стартовавшие по одиночке накануне вечером с материка, с греческого полуострова, птицы, будучи еще над морем, обнаруживают эту страшную цепь. Крохотные существа — по большей части здесь летят певчие птицы — знают: назад для них дороги нет! Впереди внизу побережье, поросшее кустарником, в нем легко укрыться от сокола, если прорваться сквозь строй сильных и быстрых хищников. Птицы взмывают вверх на большую высоту и оттуда разгоняются изо всех сил вниз. Сквозь зону смерти они проскакивают со скоростью падающего камня и прячутся в кустах… С наступлением темноты они начинают свой самый долгий перелет — через Средиземное море и Сахару.

Две тысячи километров насчитывает отрезок над пустыней — он кончается на широте озера Чад. В воздухе путь идет над древними караванными дорогами — для этого у птиц есть серьезные основания. На караванных путях хотя и редко, но разбросаны оазисы, которые могут послужить, если стае понадобится аварийное приземление. В свою очередь, бедуины стараются кочевать, придерживаясь направлений, избранных птицами: они обязательно приводят к оазису.

В последние годы караванные пути привлекают птиц еще одной возможностью — укрыться от бурь: кузова разбитых автомобилей, которых теперь немало валяется у дорог, бесчисленные канистры, ящики и прочее, чем засоряет ныне человек пустыню, служат стаям пристанищем во время песчаных бурь. Птицы хорошо освоили эти новые элементы ландшафта. Один из исследователей — пустыни однажды где-то на дороге остановил свой автомобиль и вышел из него. Вдруг два десятка птиц спикировали через открытую дверцу внутрь машины. Потом еще и еще в дверь и окна врывались стайки птиц. Ученый поторопился к машине и едва нашел себе место — так быстро в нее набивались пичуги… Вскоре началась песчаная буря. Ее приближение птицы чувствуют заблаговременно. Но хорошо, если есть где спрятаться. Самумы губят иногда многие тысячи птиц. Высохшие тельца служат пищей лисицам и другим мелким животным пустыни.

Катастрофы при встрече с песчаной бурей, по-видимому, служат причиной того, что, например, ласточки пересекают пустыню маленькими стайками — по 15–30 птиц. Если бы они летали стаями в десятки тысяч, первая же встреча с самумом могла бы уничтожить целую популяцию. Весной они так же возвращаются малыми группками с большими интервалами. Отсюда, видно, и поговорка: «Одна ласточка весны не делает».

Целая цепь любопытных фактов стала достоянием науки после того, как один из исследователей решил с помощью радиолокаторов проследить путь стаи стенолазов от места их гнездования. Птицы удивили наблюдателя тем, что из района Цюриха направились не прямо на юг, к Африке, а взяли курс на северо-запад — в сторону Парижа. Что случилось? Потеряли стенолазы способность к ориентации?

Вскоре радио сообщило, что в Северной Италии, над которой должна была бы пролетать стая, разыгралась непогода. Исследователь предположил, что стенолазы обладают способностью необыкновенно тонко чувствовать изменение состояния атмосферы, благодаря чему могут издалека, заранее определять опасное для них ненастье. Эти быстролетные птицы, находясь над северными отрогами Альп, еще в зоне хорошей погоды, знали, что обычный маршрут приведет их в район урагана и ливня.

Все другие перелетные сделали в Северных Альпах вынужденную посадку; стенолазы же, пользуясь своей способностью развивать скорость до 90 километров в час, повернули на северо-запад, чтобы обойти фронт плохой погоды. Они пролетели над Францией, Северной Испанией, Средиземным морем и Тунисом. Любопытная деталь: несмотря на протяженные обходные маневры, лишь бы не лететь через непогоду, стенолазы не теряют генерального направления на юг, в Африку.

И так везде, где на их пути оказывается плохая погода, стенолазы обходят ее широкими дугами. Это не просто каприз птиц, любящих солнечное небо. Это жизненная необходимость, поскольку стенолазы добывают свой корм исключительно в воздухе — они питаются летающими насекомыми. Благодаря этому стенолазы имеют важное преимущество перед другими птицами — они кормятся на лету, не делая для этого остановок. Но именно эта же особенность делает стаю стенолазов жестко зависимой от погоды: когда поднимается сильный ветер или начинается дождь, насекомые прячутся в укрытия — корм уходит из воздуха. Некоторые насекомые, правда, спускаются ниже, летают над землей. Это добыча ласточек: стенолазы летают быстрее их, но менее проворны и не рискуют охотиться у поверхности земли. Длительное, без перерывов пребывание в воздухе выработало у этих птиц способность спать в полете, планируя на высоте порядка двух километров.

Аист.

Эту потребность кормиться на лету труднее удовлетворить летом в Европе, где птицы вьют гнезда и выводят птенцов. Потомство вроде бы привязывает родителей к одному месту, однако если погода в районе гнезда становится очень плохой, стенолазы покидают птенцов и улетают за кормом порой за сотни километров в солнечные места. Когда «дома» погода устанавливается, родители возвращаются к сверим проголодавшимся детям. Иногда они вынуждены отсутствовать по нескольку дней.

Способность стенолазов и других птиц прогнозировать погоду — жизненно необходимое свойство. Многие виды давно бы вымерли, если бы не умели уклоняться от встречи с губительными бурями.

Разгадка световых узоров

Солнечный зайчик остро сверкнул на неспокойной глади моря и через мгновение поблек, расплылся вязью зыбких бликов. Сквозь тонкий, мягко волнующийся слой прибрежной воды солнечные лучи чертят на гладком дне непрестанно сменяющиеся световые узоры.

Эти световые письмена удалось расшифровать совсем недавно, хотя ключом к их расшифровке ученые владели, казалось бы, давно. Этот ключ — законы преломления и отражения света, дифракции и интерференции световых волн. Со школьных лет нам запомнились рисунки из учебника по физике из раздела «Оптика»: световые лучи собираются в фокусе, преломившись в линзе, отразившись в вогнутом зеркале. В достоверности таких рисунков мы не сомневаемся, мы уверены, что за ними стоят строгие математические расчеты, предписывающие, какими по форме должны быть линзы и зеркала, чтобы лучи света собрались в одной точке.

Но вот вопрос: если такие математические предписания и существуют, удастся ли воплотить их в реальных оптических системах? А если даже и удастся, способны ли реальные оптические конструкции навсегда сохранить неизменной желательную форму? Тот же свет, упав на зеркало, чуточку нагрел его — и его идеальная форма исказилась, а пучок отраженных лучей, пусть даже и сходившийся когда-то в одной точке, уже рассыпался… Как теперь описать его строение? И какие возможные конфигурации может вообще принять пучок лучей, отраженных в реальных поверхностях, преломленных в реальных средах?

Одна из простейших возможностей представлена схемой. Лучи, отраженные от фокусирующего зеркала, в районе предполагаемого фокуса складываются в характерное, так называемое каустическое острие. В общем виде строение такой световой поверхности было выяснено еще в прошлом веке, рассчитать же его математически стоило немалых трудов. Без ответа оставался вопрос: какие поверхности такого рода возможны еще?

Ответ на этот вопрос помог дать один из разделов современной математики, который создали в недавние годы советский ученый В. И. Арнольд, французский математик Р. Том и другие. С легкой руки своих создателей это направление математических исследований стало именоваться теорией катастроф. (О ней наш журнал рассказывал в № 12 за 1977 год.) Описать же возникающий узор световых пятен позволил математический метод, разработанный советским теоретиком В. П. Масловым. В область оптических и радиофизических явлений выводы этих теорий впервые перенесли научные сотрудники Московского физико-технического института Д. С. Лукин и Е. А. Палкин[5] и одновременно с ними это сделал работающий в Бристоле М. В. Берри.

Светящиеся узоры, в которые могут складываться фокусируемые лучи, отыскались в наборе диковинных поверхностей, формулы которых диктует теория катастроф (см. рисунки вверху). Надо сказать, что эти математические поверхности представляют собою лишь своеобразный костяк световых узоров, наблюдаемых на опыте. Сам же узор создается в результате интерференции лучей, располагающихся именно так, как предписывает теория катастроф. Чем больше длина волны, тем меньше световой узор напоминает поверхности из теории катастроф; чем сильнее разнятся длины волн лучей, тем более размытой получается вся картина. И напротив — чем короче длина волны света, тем более дифракционные световые пятна сливаются для наблюдателя в те самые поверхности, о которых говорится в теории катастроф. Сходство было бы полным, если взять свет с нулевой длиной волны, но это, к сожалению, случай несбыточный.

Когда оптикам требуется особо однородное (или, как они говорят, монохроматическое) излучение, то в качестве его источника они используют лазер. Четкость интерференционных эффектов обусловлена когерентностью световых волн, то есть их согласованностью по фазе. Излучение лазера отличается и этим достоинством. Луч лазера, падая на отражающую поверхность или пройдя через преломляющую линзу, выписывает в пространстве ту или иную из световых поверхностей, представленных рисунками. Поставив на пути световых лучей фотографическую пластинку, мы получим на ней один из тех световых узоров, которые читатель видит на снимках рядом.

Стоит заметить, что такие фигуры можно наблюдать, и не располагая сложным оптическим оборудованием. Взгляните через забрызганные дождем очки на ртутный фонарь (из всех применяемых на практике источников света он дает наиболее монохроматическое излучение). Перед глазами у вас возникнет мелкая причудливая сетка, сплетенная из завитков, знакомых по помещенным здесь снимкам. Дело в том, что капельки воды, осевшие на стеклах очков, представляют собою своеобразные линзы. Но у них неровная поверхность, оттого и свет, фокусируемый каждой из таких линз на сетчатке глаза, выписывает те узоры, секреты которых недавно разгадали физики с помощью математиков.

Виды поверхностей, предсказываемые теорией катастроф (стр. 122, слева направо): «каустическое острие», «ласточкин хвост», «бабочка», поверхности параболического, гиперболического, эллиптического типа. Справа: световой узор типа «каустическое острие» и результат его расчета на ЭВМ. На снимках внизу представлены световые узоры, соответствующие различным видам поверхностей, показанных выше. Левая колонка (сверху вниз): узор вида «бабочка», узоры эллиптического, параболического, гиперболического типа. Правая колонка (сверху вниз): узоры гиперболического и параболического типа.