Л 202- редакт Галимов Эрик Михайлович Феномен жизни: между равновесием


с. 1 с. 2 ... с. 9 с. 10
Л 202- редакт
Галимов Эрик Михайлович

Феномен жизни: между равновесием и нелинейностью. Происхождение и прин­ципы эволюции. М.: Едиториал УРСС, 2006. — 256 с.

ISBN 5-354-01143-4

Книга посвящена одной из наиболее фундаментальных проблем естествознания — проблеме происхождения жизни и законам ее эволюции. Работа представляет собой изло­жение концепции, разработанной автором, который исходит из того, что дарвинизм не дает исчерпывающего знания проблем эволюции, в частности, не помогает понять механизм зарождения жизни. Предлагается решение, основанное на нетрадиционном рассмотрении процесса производства упорядочения в рамках линейной неравновесной термодинамики. Сформулированная модель позволяет конкретизировать требования к содержанию хими­ческих форм начальной эволюции. В соответствии с ней не рибонуклеиновые кислоты (РНК) или полипептиды, как принято, а молекула аденозинтрифосфата (АТР) находится в истоке химического эволюционного процесса, приводящего к возникновению живого. Рассматриваются геологические условия первичного синтеза АТР на Земле, в том числе, возможность первичной восстановительной атмосферы. Доказывается, что наряду с из­вестными свойствами живых систем: открытостью, неравновесностью и стационарностью, свойства итеративности и линейности являются принципиально важными. Обсуждается в этой связи возникновение генетического кода. Излагаются вытекающие из концепции принципы биологической эволюции, которые предполагают заметное место в эволю­ции комбинаторного видообразования, горизонтального переноса генов. Анализируются с точки зрения предлагаемой концепции роль мутации, естественного отбора и другие аспекты эволюции. Книга включает физико-химическую, биологическую и геологическую аргументации авторской концепции, которые излагаются в форме, равнодоступной для специалистов каждой из этих областей.

Публикуется по решению Ученого Совета

Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН

Все права защищены. Никакая часть настоящей книги не может быть воспроизведена или передана в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, будь то электронные или механические, включая фотокопирование и запись на магнитны.* и.чпытрлг. п'пн ня тп нет письменного пязпсптсния влалсльнев.

Введение

К проблеме, которая стала темой настоящей работы, я воз­вращался не раз в течение ряда лет. Первые записки возникли еще в 70-е годы, в связи с исследованиями биологического фрак­ционирования изотопов. Неожиданное распределение изотопов в биомолекулах, отвечающее равновесному фракционированию, обнаруженное мною и моими сотрудниками в те годы, стало поводом для размышления над особенностями химии биологи­ческих систем. Некоторые соображения, касающиеся термоди­намики живого, я изложил в последней главе книги «Природа биологического фракционирования изотопов», вышедшей у нас в 1981 году (в США, Academic Press, 1984).

Многое, однако, что выходило за пределы темы той мо­нографии и не отвечало ее стилю, осталось в беспорядочных записках. Несколько лет тому назад, просматривая полузабытые файлы в своем компьютере, я наткнулся на эти записки. Пе­речитал. Снова отложил. Прошло еще время. Настал 1999 год, тревожный для меня. Современные методы диагностики согласо­ванно показывали, что дела нехороши и времени, судя по всему, оставалось у меня немного. Стал думать, что необходимо успеть сделать. Были незаконченные эксперименты. Подготовленные для публикации статьи. Другие начинания. Но неожиданно для себя я обнаружил, что не эти важные дела, а бессистемные мыс­ли, заключенные в тех записках, мне хотелось бы упорядочить и оставить. Предстояла тяжелая операция. Я взял с собой в боль­ницу эти несколько страниц. Вообще я любил быть в больницах. Тут хорошо думалось и работалось. Морально оправданное от­ключение от всех обязанностей. Тепло и сочувствие близких. Чувствуешь себя немного обманщиком. Думают, что ты страда­ешь, а на самом деле ты бодр и счастлив. Даже если физически не все очень комфортно, что-то болит, это терпимо. Я в боль­ницах создал свои, как мне кажется, наиболее интересные вещи.

3

Но в этот раз было не так. Мой гениальный хирург вырезал мне половину внутренностей. Я был опустошен в прямом и перенос­ном смысле. Восстановление шло трудно. Голова работала туго. Что-то воспринять и освоить я еще мог, но создавать — нет.

О чем собственно были записки? Это — размышления о сущ­ности и механизме эволюции. Сложное и высоко целесообразное строение и поведение живых существ, разительно отличающееся от строения и поведения вещества в неорганическом мире, по­рождает перед каждым вопрос: «как все это могло возникнуть?».

А. Ленинджер один из разделов своего фундаментального сочинения «Основы биохимии» (A. Lehninger. «Principles of Bio-geochemistry», Worth Publishers, Inc., 1982) назвал: «§3.11 Химиче­скую эволюцию можно воспроизвести в лабораторных условиях» (с. 73-75). К сожалению, это все еще далеко не так. В упомянутом разделе излагаются известные опыты С. Миллера и некоторые соображения о возможном синтезе органических молекул под влиянием разных форм энергии — тепла, света, рентгеновских лучей, искровых и тихих электрических разрядов, радиоактивно­сти и т. п.

Однако возможность абиогенного синтеза органических со­единений не вызывает сомнений по крайней мере с того времени, когда Фридрих Велер впервые в 1828 году синтезировал моче­вину и показал, что органические соединения не обязательно являются «органическими». Тот факт, что в метеоритах находят аминокислоты, гидрокси-кислоты и углеводороды, лишний раз свидетельствует о том, что доступность органических соедине­ний на примитивной Земле не была лимитирующим фактором химической эволюции.

Реконструкция биологической истории с момента появле­ния клетки (~ 3,5 млрд лет назад) при всех остающихся слож­ностях проблемы эволюции находится в пределах нашего пони­мания и применимости имеющихся инструментов исследования. Но часть истории, предшествующая возникновению простейше­го организма, т. е. моменту появления аппарата управляемого и воспроизводимого биосинтеза, находится под плотным по­кровом тайны. Опыт изучения современных живых организмов,



4

в том числе самых простейших, не указывает на биологические структуры, которые можно было бы уверенно рассматривать как рудименты предбиологической эволюции. Молекулярная биоло­гия и биохимическая логика бессильны преодолеть конфликт между необходимостью одновременно иметь фермент, управля­ющий синтезом информационной молекулы (ДНК или РНК) и сами эти молекулы, кодирующие синтез фермента, управля­ющий их синтезом. Для физики проблема живого есть нечто, находящееся в неудобном соотношении с ее основными зако­нами. Проблема усугубляется тем, что геологи и планетологи практически не имеют твердых фактов, касающихся обстанов­ки, существовавшей на ранней Земле. Практическая геология начинается с возраста пород 3,5-3,9 млрд лет, в то время как возраст Земли 4,56 млрд лет. На Земле отсутствуют материаль­ные свидетельства процессов, имевших место 500-700 млн лет ее начальной истории, если не считать отдельных зерен циркона, имеющих возраст 4,2 млрд лет и даже 4,4 млрд лет.

Наука и религия предлагают свои решения. Но поиск про­должается, ибо верующий хочет подкрепить свои убеждения научной логикой, а ученый — верой. Для меня, как ученого, исходной позицией является научная теория эволюции. Однако предлагаемое современным дарвинизмом объяснение эволюции посредством естественного отбора не вызывает удовлетворения. Теория естественного отбора не помогает понять, как возникла жизнь. Дарвинизм как бы предлагает хитроумный механизм, при помощи которого возникшая (каким-то образом?!) жизнь эволю­ционирует, несмотря на то, что слепые силы природы действуют в противоположном направлении.

Поскольку, как я уже упомянул, творческие мои усилия в больнице были непродуктивны, я решил расширить знания в области современных представлений об эволюции. Мне достали книгу Ричарда Доукинса «Blind Watchmaker» (Слепой часовщик). Это — ясная и увлекательно написанная книга. В ней излагается и защищается современная концепция дарвинизма. Но именно в силу ясности изложения делаются прозрачными неудовлетво­рительные стороны этой концепции. Я включил в круг чтения



5

статьи, имеющие отношение к этой проблеме, выписал несколь­ко книг, изданных в последнее время за рубежом. Наконец, я покинул больницу. Понятно, жизнь нахлынула на меня с нако­пившейся силой и вымела из головы плохо закрепленные и не от­вечавшие злобе дня мысли об эволюции. В числе прочего в ок­тябре меня ожидала поездка в США, в Денвер на заседание Ис­полнительного комитета Международной ассоциации геохимии и космохимии, вице-президентом которой я имел честь состоять. Одновременно там же проходило Ежегодное собрание Американ­ского геологического общества. Оно длится неделю. По существу, это Всеамериканский геологический конгресс, на котором бывает мало иностранцев. Зато состояние американской геологической науки можно увидеть во всей глубине и широком диапазоне. Много незаурядной молодежи, с амбициями. На Всемирные геологические конгрессы эти молодые люди в основном не попа­дают, просто в силу ограниченного представительства отдельных стран на международных форумах. Мне довелось быть на четырех или пяти собраниях Геологического общества Америки, и я всегда ощущал освежающее влияние научной атмосферы этих собраний.

В Денвере, на 16-й стрит (это полнолюдная красивая и ожи­вленная улица в самом центре) есть большой книжный магазин. В первый же день я забрел туда и обнаружил стенд с книгами по эволюции. С этого момента мой график стал чрезвычайно плотным. Я перемещался между конференц-холлом, где слушал доклады, которые выделил в программе, и магазином, где про­водил время за чтением. К счастью, от магазина до Conventional Center, где происходило собрание, было не более 5-7 минут хода. К счастью также, магазин был открыт с 9 утра до 11 вечера. И, наконец, еще к счастью, в магазине можно было расположиться за столом и работать с книгой как в библиотеке, что я и делал многими часами.

Через две недели после этого я оказался в Париже, где по­грузился в работу целиком. Благодаря моему другу, профессору Марку Жавуа, который пригласил меня в свою лабораторию в Ин­ституте физики Земли Парижского университета и профессору Клоду Аллегру, в то время Министру Франции, я в течение



6

последних двух лет несколько месяцев проводил в Париже. Там я имел возможность подолгу работать в библиотеках.

Специализированный журнал «Origin of Life and Evolution of Biosphere», публикующий статьи по проблеме происхождения жизни, во Франции получает единственная библиотека в городке Медон под Парижем. Медон раскинулся на высокой возвышен­ности. Внизу в дымке виден Париж. Здесь, на самой вершине расположена известная в мире астрономическая обсерватория. Библиотека тут же, рядом с куполами обсерватории. Какой-то глубокий смысл в том, что изучать происхождение жизни нужно здесь, где можно с одной точки смотреть в бездонное простран­ство звездных миров и видеть как на ладони прекрасный город, созданный и дышащий жизнью.

Проблема, за которую я взялся, и литература, связанная с ней, оказались огромны. Тридцать с лишним лет назад Ф. Крик отметил, что гипотез о происхождении жизни более, чем доста­точно. Нужны новые эксперименты и факты. Сегодня имеется огромное количество данных, относящихся к разным сторонам проблемы, начиная от фактов ранней истории Земли, космиче­ской органической химии и синтезов возможных предбиологи-ческих соединений и кончая тонкими деталями молекулярного строения биологических систем, расшифрованными геномами организмов и компьютерным моделированием. Но проблема про­исхождения жизни по-прежнему не решена. Если это не сделал великий Ф. Крик, несмотря на обилие новых фактов, значит, это­го сделать еще нельзя. Тем не менее, я уже не мог освободиться от занимавших меня мыслей, которые постепенно материализо­вались в виде этой книги.

Был еще один важный стимул. Мне довелось общаться с Александром Ивановичем Опариным в последние годы его жизни. Несмотря на преклонный возраст, он активно работал и живо интересовался всем, что имело отношение к проблеме за­рождения и эволюции жизни. Он написал глубокое предисловие к моей книге «Природа биологического фракционирования изо­топов». А. И. Опарин был лично знаком со многими геохимиками и говорил, что со стороны исторической геологии и геохимии он

7

ожидает существенный вклад в решение проблемы происхожде­ния жизни, может быть, более существенный, чем со стороны биологии. Это придало мне отваги.

Я благодарен многим, кто помогал мне, слушал меня и обсу­ждал эту работу. Книгу просмотрели в рукописи и сделали полез­ные замечания заведующий кафедрой химической энзимологии МГУ, профессор С.Д.Варфоломеев, член-корреспондент РАН Л. А. Грибов, доктор физ.-мат. наук, профессор Г. Г. Малинецкий, член-корреспондент РАН А. Ю. Розанов, доктор физ.-мат. наук, профессор Ю. Л. Климонтович, заведующий кафедрой биофизи­ки МГУ, член-корреспондент РАН А. Б. Рубин, доктор хим. наук В.Б.Поляков, доктор геол.-мин. наук, профессор А. А. Кадик, доктор филос. наук Ф.Т.Яншина, канд. биол. наук Л. А. Кодина. Я благодарен моим французским друзьям. Если бы не те дни, проведенные в парижских библиотеках, если бы не свобода, хоть не надолго, от моих обязанностей в Москве, я бы, наверное, не завершил эту работу. Посвящаю же я эту книгу двум за­мечательным русским хирургам: профессору Игорю Георгиевичу Русакову и доктору Борису Яковлевичу Алексееву, которые вер­нули меня к жизни и дали возможность думать о том, как она произошла и замечательно устроена.

Глава 1

В чем состоит проблема?

Начну с небольшого эссе о сущности и месте человеческого разума в эволюции биосферы, как это мне представляется.


§ I. Вхождение в антропогенный мир

В истории развития жизни на Земле время от времени на­ступали периоды стремительных качественных изменений, свя­занных с открытием принципиально новых эволюционных воз­можностей: самый древний переход от молекулярной формы организации к клеточной, затем возникновение клеточного ядра, т.е. обособление информационной структуры, первое обобще­ствление разных геномов и превращение первично независимых особей в органеллы одной клетки (пластиды и митохондрии), объединение клеток в многоклеточный организм, возникновение биомеханизмов (глаза, крылья, конечности), появление организ­мов с осмысленным поведением, наконец, появление человечес­кого разума.

Между отдельными эволюционными событиями проходи­ли иногда сотни миллионов лет. Эти гигантские промежутки времени были заполнены относительно медленным видоизмене­нием биологических систем, видообразованием, представлявшим разные комбинации уже найденных решений.

Классическая эволюционная теория описывает появление человека как результат эволюционного развития одной из ветвей приматов. Аллан Вильсон (Allan Wilson) в 1967 году показал, что человек, шимпанзе и горилла находятся на одном генетическом расстоянии от орангутана, причем разделение произошло около



9

5 млн лет назад. Нет существенных отличий но внешних или внутренних органах приматов и человека. Считается, что видовое отличие человека, шимпанзе и гориллы, развившихся от общею предшественника, определилось тем, что в ходе естественно­го отбора человек стал прямоходящим, высвободил руки, стал изготавливать орудия, т.е. «труд создал человека».

Между тем. очевидно, что между человеком и генетически ближайшими к нему видами возникло неизмеримо более глубокое различие, сопоставимое по масштабам с самыми революционны­ми предшествующими изменениями в биосфере.

Если человек явился воплощением нового эволюционного шага природы, то в чем он состоял? Анализ показывает, что глав­ное отличие человека от биологических предшественников — это внеопытное мышление, его способность предвидеть. Эволюци­онный смысл новой способности, очевидно, состоял в том, чтобы испытать выживаемость организма не только в прямом столкно­вении его потребностей со средой, но через предвидение дать средство одаренным избегать неблагоприятных ситуаций и тем ввести еще одну возможность в механизм отбора.

Осмысленное поведение присуще высшим животным, но вы­ведение логического следствия из наблюдений — не есть еще предвидение. Большинство поступков в ежедневной жизни чело­век совершает, руководствуясь логикой, опирающейся на непо­средственные наблюдения или опыт, точно так же, как это делают животные. Отличие человека от животного на этом уровне состо­ит лишь в неизмеримо большем объеме и разнообразии опыта.

Принципиальное качественное отличие Homo sapiens, реали­зующее только ему присущий дар предвидения, состоит в спо­собности выводить логические следствия из предшествующих логических заключений. В результате создается образ реально­сти, в котором факты наблюдаемые, а также условия и факты, вводимые воображением, образуют логически связанную карти­ну. Генетически новая способность человека состоит в логической переработке опыта и построении мысленной ситуации, не насту­пившей, но возможной. Создание мысленного образа действий — это способ мышления, имманентно присущий человеку. Во всех

10

случаях, когда надлежит сделать выбор, когда поступок требует решения, человек мыслит посредством создания и перебора мы­сленных ситуаций.



Способность к построению мысленной картины привела к следствиям, не связанным с конкурентным отбором. Человек приобрел способность испытывать в воображаемом мире те же чувства, что и в реальном. Это дало начало искусствам. Пред­ставляя предметы, отсутствующие в реальном мире, человек стал создавать их. Это породило производство. Сравнивая вообража­емые процессы с наблюдаемыми, человек научился понимать и объяснять мир. Возникла наука.

Процесс создания мысленного аналога реальности есть твор­чество. В зависимости от конкретного назначения мысленный образ может иметь характер научной гипотезы, литературной фантазии, политического прогноза, организационного сценария, и т. д. и т. п. Однако в основе всегда лежит способность к предви­дению. Интеллектуальная сила, в конечном счете, определяется глубиной и точностью предвидения.

Способность к предвидению лежит в основе социальной организации. Собственно стремление особей к созданию сооб­ществ — свойство биологическое. Оно наблюдается на всех таксо­номических уровнях: от клеточного — до образования стай живот­ными. Подобно тому, как атомам энергетически выгодно объеди­няться в молекулы, снижая тем самым общий уровень свободной энергии на величину энергии связи, — а стремление к снижению уровня свободной энергии, как утверждает термодинамика, есть общий закон эволюции материи — подобно этому биологиче­ски выгодно объединение особей в сообщества. Возникновение многоклеточных организмов на пути эволюции жизни от про­кариотов к высшим животным — есть результат объединения клеток во все более сложные сообщества. Эта тенденция, в ко­нечном счете, есть биологическое отражение фундаментального закона эволюции материи. При этом между клетками в составе организма достигается изумительная согласованность действий. Многоклеточный организм содержит все признаки управляемых систем: разделение функций, их согласованность, иерархичность

11

и т.д. Эти же признаки присущи сообществам, образованным отдельными особями (стаи животных, птиц, муравейники и т.д.). Отличие лишь в том, что это не биологические организмы, а организмы социальные. Короче говоря, управляемые системы, управляемые сообщества, — не есть нечто, присущее разуму.



Однако эволюционное появление разума, т.е. способности предвидеть, внесло в создание управляемых сообществ и в ор­ганизацию управления совершенно новый элемент. В биоло­гических (не человеческих) сообществах и в доразумный пе­риод развития жизни каждый новый шаг в каждом элементе организации сообщества достигался эмпирически. Неудачное ис­пытание — гибель, поражение, утрата; удачное — в копилку эволюции и опыта. Способность к предвидению сделала воз­можным построение мысленного сценария организации сооб­щества, воображаемого испытания этого сценария в предпола­гаемых ситуациях, совершенствование первоначального плана и выбор его оптимального варианта в зависимости от резуль­татов мысленного эксперимента — все это без мучительного, сопряженного с неизбежными потерями, длительного пути эм­пирического совершенствования организации сообщества. Отсю­да исключительно быстрая эволюция организации человеческого сообщества.

Паскаль сказал: «Предвидеть — значит управлять». Имен­но в человеческом обществе «управлять — значит предвидеть». В стае вожак — наиболее опытная особь. В человеческом обще­стве лидер — личность, наделенная максимальной способностью к предвидению. В человеческом обществе управление методом «проб и ошибок» — наиболее примитивная форма управления, находящаяся, по сути, на уровне биологической организации управления.

Способность к предвидению, будучи свойством разума, т. е. общечеловеческим качеством, в то же время в силу конкретных обстоятельств истории и локальных особенностей существова­ния, в разной степени и форме развилась и проявилась в отдель­ных, порой мало связанных между собой, особенно в древно­сти, человеческих популяциях. Следствием этого явились разные

12

типы цивилизаций, неравномерность развития цивилизованно­сти, а также особенности национального характера.

Создание орудий труда, чему существующие представле­ния о происхождении человека, отводят определяющую роль в создании человеческого генотипа, есть не причина, а следствие. Мысленное создание предметов, в том числе отсутствовавших в окружающей природе, и стремление воплотить их в реально­сти, привели к производству.

У человека или у существа, которому предстояло стать че­ловеком, не было жизненной потребности в том, чтобы про­изводить. Находясь в равновесии с природой, он всегда мог найти пищу и укрытие в окружающей среде. Иначе говоря, производство и производящий труд не были условием его био­логического существования. Более того, длящееся уже многие тысячелетия производство предметов не сделало жизнь челове­ка ни более безопасной, ни даже более сытой. Именно потому, что производство никогда и не служило удовлетворению каких-либо иных потребностей, кроме потребности переносить в ре­альность созданное в воображении. Иначе говоря, производство не является биологической потребностью. У него другой эволю­ционный смысл.

В практической жизни создание мысленных образов дей­ствия имеет целью обслуживание поведения в конкретных усло­виях. Однако мысленный образ может иметь самостоятельную ценность. Если он содержит глубокие и тонкие логические связи, исходит из необычных условий, то это отдельный творческий продукт. Он расширяет базу человеческого опыта, ибо человече­ский опыт включает как наблюдения, так и логический опыт.

Осознание красоты и гармонии имеет биологические корни. Оно не связано со свойствами разума. Монтескье высказал мысль, что удовольствие от наблюдения того, что называют красивым, объективно связано с потреблением информации. Симметричное нам нравится потому, что одной половины объекта достаточ­но, чтобы воспринять целое. Многокрасочность — потому, что облегчает восприятие, одновременно увеличивая объем инфор­мации. Свойством человеческого разума является способность



13

имитировать ситуации, действующие на эмоциональную сферу — то, что воплотилось в искусствах.

Возникновение языка, а позже письменности, в человечес­ком обществе было обусловлено необходимостью передачи логи­ческого опыта. Именно логического опыта, а не информации во­обще. Передача наблюдательного опыта свойственна и животным. Но она осуществляется простыми средствами: обучение на при­мере, звуковые сигналы, метки, позы и прочие символы.

Эволюция жизни сопровождается созданием, накоплением и передачей информации. Наиболее фундаментальным типом биологической информации является информация генетичес­кая. Ее носитель — молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). В сущности, эволюция жизни — есть эволюция инфор­мационной молекулы.

В онтогенезе возникает наблюдательный опыт, которым мо­гут обмениваться особи, принадлежащие к данной популяции. Он не передается по наследству, но воспроизводится от поколения к поколению.

Человеческий разум привел к возникновению логическо­го опыта. Язык и письменность к его регистрации и передаче. С этого момента возник новый канал эволюции информации. Информация получила способность накапливаться и переда­ваться по наследству небиологическим путем. Возник способ эволюции, параллельный биологическому. Эволюция информа­ции более не нуждается в жизни с ее медленным механизмом эволюции. Биосфера передала эстафетную палочку эволюции антропогенному миру.

В конечном счете, человек окажется, и уже в значительной степени оказался, в искусственном мире. Он выходит из равно­весия с живой природой, перестает быть частью биологического мира. Подобно созревшему плоду, человек отрывается от древа жизни. Он более не питается ее соками. Он отчуждается от жизни с ее законами эволюции. Ни одно живое существо не может вы­жить вне живой природы. Кроме человека. Он может уничтожить все живое и продолжать существовать. Он не зависит от ки­слорода атмосферы, вырабатываемого растениями, ибо может

14

добыть его электролизом. Ему не нужно мясо животных, ибо он может синтезировать любой набор аминокислот. Если он еще и не достиг этого состояния сейчас, то, во всяком случае, прибли­жается к нему. С этого момента существование жизни на земле перестает быть условием его собственного существования. Он может сохранить жизнь для забавы и для развлечения в виде ландшафтных заповедников и биологических парков. Но, скорее всего, жизнь не сохранится в неволе у человека и, лишенная свободного саморегулирования, исчезнет, если только не успеет адаптироваться к человеку, но уже не как к биологическому виду, а как к чужеродной стихии.

Из семени плода, оторвавшегося от древа жизни, разовьет­ся новое древо, имя которому антропогенный мир. В этом мире удовлетворение биологических потребностей человека становится целиком зависящим от производства. В отличие от биологичес­кого мира, в антропогенном мире производство — необходимый элемент гомеостаза.

Биологически существование живого организма сводится к исполнению трех функций: I) поддержанию жизни, т.е. удо­влетворению потребностей в пище, физиологических отправле­ниях, восстановлении сил (сон, отдых); 2) приспособлению к внешней среде, пассивному (гнездо, нора, средства мими­крии и т. п. у животных, кров, одежда — у человека) и активному (защите от посягательств других особей); 3) воспроизводства себе подобных.

Природа снабдила все живое средствами для исполнения этих функций, сделав, однако, так, что эти средства не являются абсолютными. Относительность и ограниченность их в отноше­нии каждого отдельного организма делают ограниченным время жизни индивидуума, что есть условие обновления, совершен­ствования и развития живого как целого.

По мере развития нового древа неизбежно возникнет во­прос — нужны ли вообще человеку его биологические по­требности. Ведь логика их была продиктована смыслом жиз­ни. Вне биологической жизни самое их назначение, механизм осуществления и относительный характер средств, отпущенных



15

живым существам для удовлетворения потребностей, — все это теряет изначальный смысл — служить средством отбора и эво­люции. Поэтому следующей ступенью развития технологической цивилизации будет устранение биологических функций челове­ка. Нетрудно предвидеть возможность радикального изменения механизма питания и деторождения, последовательной замены биогенных органов техногенными, постепенное возникновение биотехногенного гибрида. Но решающим и, может быть, роковым шагом будет устранение смертности. Конечность существования индивидуума — непременное условие эволюции жизни. Но это и - условие устойчивости любого развивающегося множества. Преодолеет ли техногенная цивилизация этот опасный рубеж или ему суждено стать завершающим в развитии оторвавшегося от древа жизни плода?

Будущее антропогенного мира находится за пределами воз­можности предвидения. Вечен ли разум? Вездесущ ли он во Все­ленной? Или это краткий миг в истории Вселенной и жизнь гаснет, взобравшись на эту вершину? Нигде в окрестной Все­ленной мы не наблюдаем следов разумной жизни. 4,5 миллиарда лет заняла на Земле эволюция, приведшая к появлению разума. Вероятно, миллиарды лет — это тот масштаб времени, кото­рый требуется в любых условиях и на любых мирах для дости­жения эволюцией подобного уровня организации. Невозможно представить, что Земля — единственное место во Вселенной, где возникла разумная жизнь. Тогда ненаблюдаемость космиче­ского разума, вероятнее всего, связана с исторической кратко­стью его существования. Появляясь в разных точках вселенной как результат эволюции, занимающей миллиарды лет, разумная жизнь, вероятно, длится недолго, в своей высшей фазе, — мо­жет быть, лишь, тысячелетия. В необъятном пространстве она вспыхивает и гаснет подобно искрам так, что одновременное существование даже нескольких искр в обозримой Вселенной маловероятно.

Оставляя в стороне мрачные прогнозы и дальнейшие раз­мышления на эту тему, укажу на два логических следствия, существенных для последующего анализа.



16

Первое состоит в том, что эволюция материи по тому пути, который мы называем эволюцией живого, не замкнута в пре­делах органического мира. Созданные человеком искусственные сооружения, дома, заводы и города являются таким же низкоэн­тропийным продуктом эволюции, как его собственные биологи­ческие системы. Не только органические соединения, но и ме­таллы, силикаты и прочие минеральные структуры оказались вовлеченными в эволюцию жизни, стали частью живой ткани. Технические устройства, выполняющие функции, и технические устройства, несущие информацию, сращиваются с биологичес­кими носителями функций и информации, замещают их и, в ко­нечном счете, могут заменить вполне. Иначе говоря, когда мы говорим об эволюции живого, речь идет об очень общем свойстве материи, а не свойстве собственно биологических систем.

Второе логическое следствие касается движущей силы эво­люции. Общепринято рассматривать в качестве таковой есте­ственный отбор. Имеется бесчисленное множество примеров, казалось бы, иллюстрирующих справедливость этого представле­ния. Выше я также упомянул, что появление феномена предви­дения дало селективное преимущество индивидуумам, обладав­шим этим даром. Оно позволило им через предвидение избе­гать неблагополучных ситуаций без непосредственного столк­новения со средой и тем самым получить дополнительный шанс в конкурентной борьбе. Однако если иметь в виду мас­штаб изменения, вызванный появлением феномена предвиде­ния, то создается впечатление, что естественный отбор здесь' не причем. Современный дарвинизм рассматривает эволюцию, как процесс накопления небольших изменений, обусловленных мутациями. Каждое изменение подлежит испытанию естествен­ным отбором, и закрепляется в популяции, если дает селектив­ное преимущество его носителю в конкурентной борьбе. Сего­дня в руках человека атомная энергия, лазеры и компьютеры. Вряд ли это эволюционно необходимый инструмент в кон­курентной борьбе с шимпанзе и гориллами. Что произошло реально в физическом смысле? Произошел огромный скачок в массовом упорядочении материи, в массовом производстве

17

низкоэнтропийного продукта, совершенно не соответствующего адаптационным или конкурентным потребностям нового вида — человека.



Эти соображения я привел, чтобы на примере таких мас­штабных феноменов эволюции, имевших место и в геологиче­ском прошлом, подчеркнуть, что они вызваны, по-видимому, внутренними законами развития материи, не сводящимися к ме­ханизму отбора.
§ 2. Эволюция и дарвинизм

Даже простое рассматривание скелета животного в анато­мическом музее поражает воображение. Как природа могла со­здать столь целесообразное сочетание суставов, тканей, органов? Если же вглядеться в открытые современной молекулярной био­логией чудеса взаимодействия тончайших биохимических систем, то человеческий мозг отказывается поверить, что все это могло образоваться само по себе. Трудно осознать, что естественный природный процесс привел к тому, что бессмысленные сгустки материи в виде атомов и молекул смогли организоваться в суще­ства, способные мыслить.

Научное описание мира терпит поэтому серьезное испы­тание при обращении к проблеме происхождения и эволюции жизни. Такой замечательный естествоиспытатель как Жорж Кю­вье (George Cuvier, 1769-1832) отрицал возможность эволюции. Крупный английский просветитель Уильям Палей (William Pa-ley, 1743-1805), предшественник Чарльза Дарвина и современник его деда Эразма Дарвина, очень убедительно для своего времени (в этом признавался Ч.Дарвин) развивал представление о том, что все живое есть результат творения (creation), выполненного по замыслу (design) дизайнера. С тех пор существует напра­вление, называемое «креационизмом» и концепция «дизайнера». У. Палей еще известен тем, что впервые применил популярное с тех пор сравнение живого организма с часовым механизмом и творца с часовщиком (watchmaker). Он писал: «...когда мы рассматриваем часы, мы осознаем, что их части целесообразно

18

подобраны, они сделаны и отрегулированы таким образом, что­бы производить необходимое движение, ...что, если изменить форму отдельных частей или их положение, механизм перестанет действовать. Неизбежный вывод состоит в том, что часы (watch) должны были иметь своего изготовителя (maker), сделавшего их для цели, которой они действительно отвечают, кто осознавал их конструкцию и спроектировал (designed) их использование». Современником Ж. Кювье и У. Палея был Жан Батист Ламарк (Jean-Baptiste Lamarck, 1744-1829), предложивший одну из пер­вых эволюционных теорий. Он считал, что эволюция происходит путем наследования признаков, приобретенных организмом при жизни (в онтогенезе). Если какой-либо орган используется, он развивается. Если не используется, он дегенерирует и, в конечном счете, в поколениях исчезает. Идея наследования в онтогенезе не оправдалась, и с появлением дарвинизма «ламаркизм» стал рассматриваться как антинаучное учение. При этом несправедли­во была забыта роль Ж. -Б. Ламарка, как одного из основополож­ников эволюционизма и фактически автора идеи естественного отбора. Дискуссия между эволюционистами и креационистами (creationist) продолжается до сих пор. Вера в то, что все сущее было сотворено богом в ныне существующем виде, захватывает даже просвещенные умы. Она настолько распространена, что департамент образования США счел необходимым издать доку­мент, рекомендующий преподавать в американской общеобра­зовательной школе научные основы эволюции и определяющий креационизм как форму религии.



Реальность эволюции, связанной с возникновением все бо­лее сложных форм жизни, находит безусловное подтверждение в геологической истории. Возраст Земли 4,56 млрд лет. В древ­нейших для наблюдения архейских породах (3,8-2,6 млрд лет) имеются следы жизнедеятельности лишь простейших однокле­точных. В протерозое на рубеже 2,0 млрд лет появляются ми­кроорганизмы со сложным строением клетки, содержащей ядро, в которую заключено ДНК, и органеллы в клеточной жидко­сти (эукариоты). Остатки многоклеточных животных организмов (метазоа) находят в отложениях, возраст которых не старше

19

700 млн лет. Позвоночные появляются в геологической летопи­си приблизительно 500 млн лет назад, рептилии 300 млн лет, а млекопитающие 200 млн лет назад. Последующее развитие все более высокоорганизованных форм растений и животных венчает появление приматов (60 млн лет назад) и человека в последние несколько миллионов лет истории Земли.



Чарльз Дарвин (Charles Robert Darwin, 1809-1882) предложил концепцию, которая составляет основу принятой в настоящее время наукой теории эволюции. Она существенно развита и углу­блена с появлением молекулярной биологии. Но суть ее осталась практически неизменной. Это — представление о естественном отборе посредством конкуренции и выживании наиболее приспо­собленных как движущей силы эволюции. Случайные мутации, которые возникают в наследственном материале, могут приве­сти к появлению свойств, полезных для организма. В результате соответствующий индивид получает преимущество в размноже­нии, благодаря которому вновь приобретенное свойство через ряд поколений распространяется на все сообщество, а индиви­ды, не имеющие его, устраняются, не выдерживая конкурен­ции. Юлиан Хаксли, внук известного современника Ч.Дарви­на и страстного проповедника дарвинизма Т. Г. Хаксли (Tomas Henry Huxlay, 1825-1895), в обзоре, подводящем итог развитию эволюционной теории к началу двадцатого века, подчеркивал: «Насколько известно естественный отбор не только неизбежен, не только является эффективным фактором эволюции, но это — единственный эффективный фактор эволюции».

Дарвинизм привлекателен для материалистического мыш­ления тем, что предлагает естественный механизм превращения случайных изменений в целенаправленный процесс эволюции. Отпадает необходимость изначальной целесообразности, замы­сла, что предполагает присутствие творца, бога. В научной ли­тературе чаще употребляется термин «дизайнер» вместо носящих религиозный смысл понятий «творец», «бог». Ч.Дарвин мог бы сказать так же, как французский математик Лаплас. Когда послед­ний изложил свою концепцию образования планет Наполеону, император спросил: «А как же бог?» Великий математик ответил:



с. 1 с. 2 ... с. 9 с. 10

скачать файл