Из будущей книги: Жизнь как самовоспроизводящаяся структура

sardanashvily — 04.08.2012

В современной биологии нет исчерпывающего критерия, различающего «живое» и «неживое». Живые организмы обычно характеризуются совокупностью таких феноменологических признаков, как обмен веществ, способность к движению, раздражимость, способность к размножению, приспособляемость к изменению внешней среды и др. Они свойственны конкретному типу белковой жизни, существующему на Земле. Однако, например, вирусы и бактериофаги не всем этим признакам удовлетворяют. Тем более, нет уверенности, что эти критерии применимы к любой форме жизни во Вселенной хотя бы потому, что приведенные выше понятия: обмен веществ, раздражимость, размножение и т.д., содержательны постольку, поскольку они отражают реалии земной формы жизни. Например, нам понятно, что имеется в виду под обменом веществ у клеточных белковых организмов, но дать общее определение обмена веществ весьма затруднительно, поскольку даже непонятно, каких веществ.

Поэтому более широким, апеллирующим к понятию структуры вообще, представляется следующее определение жизни.

Жизнь – это структура, участвующая в своем воспроизведении, то есть в возникновении себе подобной структуры, которая не могла бы появиться, если бы исходной структуры не было.

Это определение жизни не предусматривает даже размножение, если, допустим, организм воспроизводит (реконструирует) сам себя.

В частности, вирусы, причисление которых к живым организмам дискутируется, вполне подпадают под это определение. С другой стороны, такое явление как кристаллизация, часто упоминаемое в качестве контр-примера, не является жизнью, поскольку она происходит в перенасыщенном растворе, где кристаллов изначально не было. 

При отсутствии реальных примеров другой, внеземной, небелковой формы жизни, полезно иметь в виду ее гипотетический вариант – разумный Океан в научно-фантастическом романе «Солярис» С.Лема. Он является живой структурой согласно приведенному выше определению, хотя не удовлетворяет ни одному критерию жизни в биологической науке.

Определение жизни как самовоспроизводящейся структуры предполагает наличие у нее определенных имманентных свойств, без которых она таковой не могла бы быть. Эти свойства присущи и человеку, хотя и принимают у него особую для разумной жизни форму.

То, что существование любой формы жизни предполагает воспроизведение (репликацию) и необходимость участия в воспроизведении себе подобной живой структуры, можно характеризовать такими понятиями как «смысл» и «мотивация». Правда, такая интерпретация не вполне адекватна, поскольку в человеческом сознании «смысл» и «мотивация» подразумевают наличие «цели», а определение жизни как самовоспроизводящейся структуры никакой «цели» не предполагает. Жизнь – это просто форма существования. Поэтому, с указанными оговорками, тезис:

«Смысл жизни – в самом ее существовании»

– представляется основным методологическим принципом познания живой природы, ее имманентных свойств.

Воспроизведение живой структуры происходит при определенных обстоятельствах по месту, условиям, процедуре и т.п. Само наличие воспроизводящейся структуры меняет эти обстоятельства и вынуждает ее апробировать новые возможности: новое «жизненное пространство», новые формы поведения и т.п. Поэтому живая структура, участвующая в возникновении себе подобной, должна быть имманентно (сама по себе) активной.

У животных эта имманентная активность проявляется как внешне неспровоцированная двигательная активность, но, в отличие от так называемой спонтанной активности, она не обусловлена обеспечением текущей жизнедеятельности организма. Поэтому ее имманентный характер представляется как некая внутренняя мотивировка и трактуется как «желание» и наличие «воли», а возможность реализация такой активности предстает как «свобода», и именно «свобода воли».

Таким образом, свобода – это имманентное свойство живой природы.

Конечно, используемые понятия: «желание», «воля», «свобода» и другие, опять же не вполне адекватно характеризуют отмеченные явления живой природы, если это не разумная жизнь. Однако таковы неизбежные издержки представления реальности посредством суждений.

Примером имманентной активности животных может служить миграция, приводящая при удаче к освоению «нового жизненного пространства». К такому роду активности можно, наверное, отнести и любопытство у кошек, стремление «везде залезть», в отличие от их спонтанной активности, когда, например, голодная кошка начинает всюду рыскать.

Имманентная активность животного подлежит его способности обучаться, вырабатывать новые для него формы поведения. Существует мнение, что обучение – это своего рода процесс решения животным задачи, и, следовательно, животное обладает мышлением, пусть и очень примитивным. Однако эта точка зрения не находит подтверждения. Например, эксперименты показали, что способны обучаться уже кольчатые черви, и предположение наличия у них мышления вело бы к слишком широкому толкованию этого понятия. На самом деле, как проявление имманентной активности, животное произвольно совершает те или иные действия. Если какое-то из них раз за разом приводит к удовлетворительному для животного результату, оно запоминает эту корреляцию, и такое действие становится приобретенной формой его поведения.

Следует подчеркнуть, что имманентная активность, как и другие имманентные свойства, не является неким «трансцендентным атрибутом жизни». Это эволюционный фактор, и она всякий раз имеет конкретный психофизиологический механизм.

Земная жизнь представлена исключительно белковыми организмами. Как подтверждено лабораторными экспериментами, органические вещества, включая некоторые аминокислоты (глицин, аланин), могут образовываться из неорганических при определенных условиях, например под воздействием космических лучей (бета-излучения), жесткого ультрафиолетового излучения, электрических разрядов.

Более того, все живое на Земле имеет примерно одну и ту же биохимию, возможно за исключением некоторых видов бактерий, обитающих в весьма специфических условиях (например, в серных выбросах глубоководных вулканов). Можно предположить, что на самом раннем этапе развития жизни на нашей планете произошел своего рода отбор биохимий, и выжила именно эта, поскольку оказалась наиболее успешной в конкретных условиях Земли около 2 млрд. лет назад (дата весьма приблизительна).

В то время атмосфера Земли не содержала свободного кислорода, а большая часть углерода находилась в форме карбидов металлов, способных вступать в реакцию с водой с образованием ацетилена, который, в свою очередь, мог полимеризоваться, образуя соединения, содержащие длинные цепи атомов углерода. Органические вещества образовывались из неорганических под воздействием физических факторов среды. Большая часть таких реакций происходила в океане, который превратился своего рода в органический «бульон».

Взаимодействуя, органические вещества образовывали все более сложные молекулы, например, путем спаривания пуриновых и пиримидиновых оснований. Такие молекулы могли соединяться, образуя коллоидные агрегаты, подобно жидким кристаллам, которые начинали конкурировать друг с другом за сырье. Некоторые из таких агрегатов, типа ферментных систем, обладавших свойством катализировать реакции, становились преобладающими. В результате появились белковые молекулы, способные катализировать синтез себе подобных молекул, вроде «свободных генов», а тем самым и наследовать возможные изменения. Такие «свободные гены» приобрели разнообразие и стали соединяться, образуя примитивные вирусоподобные гетеротрофные агрегаты. В море молекул органических веществ и при отсутствии атмосферного кислорода они получали энергию за счет реакций брожения некоторых из этих веществ [К.Вилли, Биология],

Вокруг этих биологических агрегатов стали образовываться белково-липидные мембраны, отделявшие их от окружающей среды, и появились одноклеточные организмы.

Из гетеротрофных организмов развились автотрофы, способные создавать необходимые им органические молекулы путем хемосинтеза или фотосинтеза.

Возникли многоклеточные организмы, в том числе животные, которые появились как многоклеточные гетеротрофы с голозойным питанием, поедающие другие организмы или их части, переваривающие, а затем всасывающие эту пищу.

Воспроизведение предполагает изменчивость, чтобы структура могла существовать в меняющихся внешних условиях, в том числе под действием самой структуры. Механизмом изменчивости многоклеточных организмов являются мутации. Мутации спонтанны и хаотичны, но генетическая изменчивость в результате мутаций не является хаотической. Она направлена в соответствии с некими внутренними законами развития генов.  Возможно, это обусловлено тем, что синтез белка – это своего рода технология, представляющая собой упорядоченную систему процессов при множестве обеспечивающих их структур и веществ, включая другие белки. Более того, генетическая изменчивость имеет постоянную скорость, и по числу мутаций, различающих два вида, можно примерно определить, когда эти виды разошлись. Генетическая изменчивость закрепляется путем естественного отбора (или селекции). В результате она принимает характер направленной эволюции. Свойства организма, закрепляемые при естественном отборе, называются эволюционными факторами.

Развившаяся в результате эволюции земная жизнь чрезвычайно специфична. К сожалению, нам не с чем ее сравнить. Вполне естественно предположить существование во Вселенной других форм жизни, хотя, наверное, это весьма редкое явление. По крайней мере, в Солнечной системе, как уже отмечалось, внеземной жизни, по-видимому, нет (если только что-то примитивное в атмосферах газовых гигантов).

Ссылки:

Из будущей книги: Генезис человеческого сознания

Архив

Оставить комментарий

Популярные посты:

cardemua

Ремонт ноутбуков в районе Медведково: эффективные решения для вашей техники

sadalskij

Прекрасная, ароматная, женственная, загадочная... ей исполнилось бы 95.

pro100_mica

Юбиляр дня Альфред Хичкок

dok_zlo

котновости

pro100_mica

Прощание с летом...

classic_art_ru

Тэйт-Модерн – из основной коллекции

inna1903gr

Лилии

reineke_fuchs

С Успением, успехом и успеванием...

makushka

Космические космеи - удача сезона!

• Архив