Читать книгу О человеке и мироздании - Георгий Шевяков - Страница 2

«Любой человек, наблюдая окружающую его природу, безошибочно делит ее на мир безжизненный, неорганический, и на мир живых существ. Повседневно и повсеместно он видит, что жизнь не просто рассеяна в пространстве, а присуща лишь организмам, сосредоточена в отдельных отграниченных от внешней среды образованиях, совокупность которых и составляет область жизни – мир живых существ.

Этот мир представлен колоссальным разнообразием растений, животных, микробов, которые очень непохожи друг на друга, между которыми с первого взгляда даже как будто бы и нет ничего общего. Однако всякий даже не искушенный в науке человек легко подмечает то общее, что позволяет ему относить к единому понятию «живое существо» – человека и дерево, кита и ничтожную букашку или травинку, птицу и бесформенного слизняка».[7]

При взгляде на все живое вокруг себя мы поражаемся трем вещам. Прежде всего, богатству и бесконечному многообразию жизненных форм от мельчайших, невидимых невооруженным глазом одноклеточных организмов до образцов мускулов и мощи – китов и слонов. Во – вторых, тому, что в основе этого многообразия лежит относительно небольшое число составных элементов – обстоятельство, ставшее известным благодаря достижениям наук. И, в – третьих, точнейшей настройке и ювелирному взаимодействию этих составных элементов, благодаря которым косная материя претворяется в живую трепещущую плоть.

Накопленный науками материал подводит к пониманию того, что в основе всех без исключения живых организмов находится определенная организация или построение вещества. «Жизнь можно определить как активное, идущее с затратой полученной извне энергии поддержание и самовоспроизведение специфической структуры.»[8].

Мы не можем сказать, что это строго определенная структура или организация вещества, так как для ее отдельных представителей есть различия, которые наглядно выражаются, например, в виде способов питания, но число составных элементов, играющих ведущую роль в функционировании этих систем, и сам способ поддержания их постоянства, принцип функционирования одни и те же.

Этот принцип функционирования определен системой, состоящей из крупных химических молекул, не зря названных органическими. Из курса школьной химии известно, что органические молекулы обладают свободными химическими связями, которые требуют заполнения, причем по достижении некоего предела заполнения они разрушаются. В процессе геохимической эволюции на Земле выработалась такая совокупность этих молекул и такое взаимодействие между ними, которое позволяло сохранять единство системы этих молекул за счет притока необходимых химических веществ и энергии из окружающей среды, и разрушаемое таким образом, что останки системы повторяли «родителей» – структуру и процессы.

Эта система состоит из ограниченного числа молекул. «Биохимически вся современная жизнь во всех ее проявлениях очень однообразна: она основана на нуклеиновых кислотах, белках, углеводах и жирах, а также на некоторых менее распространенных соединениях, например фосфорных эфирах. Эти соединения могут быть очень разнообразны в деталях, но все они взаимосвязаны и являются продуктами небольшого числа основных биохимических реакций.

Биохимическое единство, – одно из главнейших характерных свойств современной жизни. Все растения, все животные, морские или наземные, от планктонных форм до кита, от вируса до слона, аэробы и анаэробы, словом, все формы жизни основаны на поразительно небольшом наборе главных органических соединений».[9]

Упоминать о тех соединениях, из которых построены живые организмы, все эти белки, полисахариды, липиды и нуклеиновые кислоты, значит затруднять повествование, и вряд ли у специалистов вызовет какое – либо возражение именно ограниченное число самих химических элементов и не столь уж значительно число взаимодействий между ними, лежащих в основании жизни.

Здесь следует сделать некоторое отступление. Задача этой книги состоит не в том, чтобы предложить новые факты, открыть неведомое, расширить горизонты знаний, но, напротив, сквозь немыслимые нагромождения фактов и знаний об окружающей действительности – плода бесчисленного множества наук – добраться до первозданной сути вещей и изложить эту суть простыми и ясными словами. Чтобы снять одно за другим напластования теорий и взглядов, отрешится от псевдозадумчивого мудрствования, предать забвению глубокомысленные термины. Блеск эрудиции нам не помощник, но скорее совратит с нашего пути. И если где – то и как – то автор не так применит тот или иной научный термин, избегать которого наша задача, или выразит не вполне точно и конкретно свою мысль, то не следует придираться к нему хотя бы по той причине, что большинство из нас знают очень многое о очень малом, здесь же предпринята одна из редчайших попыток понять малое о многом. Попытка объединить великое множество знаний, неизбежно теряя, упуская из виду и упрощая многие из них. Это попытка вряд ли может быть совершенной, хотя бы в силу наивности автора, ищущего простые ответы на простые вопросы. Но она, требуя опровержения, возможно, подвигнет нас на действительное понимание себя.

Кроме ограниченности числа физических (химия относится к миру мертвой или физической материи) элементов, которые служат основанием жизни, необходимо четко уяснить следующее обстоятельство, вне которого жизни нет – речь идет не просто о совокупности молекул, но о совокупности функционирующей. Совокупности, устойчивость которой обеспечивается только тем, что она работает. Само по себе соединение любых других молекул мертво, как мертв сложенный карточный домик, где все части занимают определенное место и кроме визуального никакого другого интереса не представляют. Уникальность этому редчайшему собранию молекул придает движение его частей, которое постоянно забирает из внешней среды те или иные химические элементы, перерабатывает их внутри себя и выделяет наружу ненужные остатки. Система не может остановиться в неуемном потреблении извне вещества и энергии, ибо сразу же распадется. Она безмерно неустойчива, как канатоходец, идущий по натянутому и вибрирующему канату, где он вынужден идти, чтобы не упасть, ибо на месте не устоит.

Речь идет о системе молекул, которая может быть, только если она работает. Это камень может лежать, и с ним ничего не будет, это вода может стоять в луже и оставаться водой, живой может быть только система из неживых элементов, находящаяся в потоке вещества и энергии.

И вот такую систему из ограниченного числа молекул, находящихся в непрерывном взаимодействии между собой, которая потребляет вещество и энергию извне для сохранения своего единства и распадается на некоем пределе насыщения на две равные и одинаково жизнеспособные части мы и будет называть в дальнейшем живым веществом.

Это вещество появилось на нашей планете вскоре после ее рождения. За время своего существования оно прошло ряд характерных этапов, воплощаясь в тех или иных организмах, оно менялось само, опираясь то на одни, то на другие, более совершенные или более специфичные молекулы в своем составе, оно сгруппировывалось в многоклеточные организмы, которые также питались и размножались, оно украсило и во многом сформировало внешний вид нашей планеты (геологические пласты) и, в конце концов, мы есть представитель этого вещества. Все то многообразие живых организмов, которое мы наблюдаем вокруг и по останкам которых судим о биологической эволюции, есть и были формами выражения или воплощения этого вещества.

К особенностям развития этого вещества, что привлекают внимание в потенциальном применении к человеку, относится ряд следующих обстоятельств.

Прежде всего, своим функционированием это вещество создало на планете условия, в рамках которых неизмеримо увеличились количество и многообразие живых организмов, а также ускоренными темпами осуществлялись их изменения. Речь идет об образовании биосферы как газовой среды на планете с включением в ее состав кислорода и озона.

Благодаря озоновому слою в атмосфере жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца, губительное для биологических систем, резко снизилось, что позволило живым организмам подняться из глубин океанов к воздуху и свету, резко усложняясь при этом и осваивая новые сферы обитания – сушу и воздух.

Что касается появления в атмосфере кислорода – этого сильнейшего окислителя, – то со временем появились живые существа, которые не просто приспособились к нему, но научились его использовать в своих интересах. Возникло дыхание, химические процессы в таких организмах ускорились и соответственно ускорились темпы биологической эволюции.

Отметим и такое очевидное обстоятельство, что появившийся кислород, как газ, стал неотъемлемой частью газовой оболочки всей планеты – атмосферы, что предопределило распространение живых существ по ее поверхности. Преодоление этого порога заняло большую часть времени, в течение которого Жизнь существует на Земле. И собственно говоря, с начала приспособления живых организмов к этим условиям и расцвела жизнь.

Читать эту удивительную повесть распространения жизни на Земле, к сожалению, отнимет слишком много времени, нас все – таки ждет человек, отметим лишь, что если уподобить время биологической эволюции одним суткам – 24 часам и вести отчет от 0 часов ночи, то период от начала Жизни до образования кислорода займет первые 9 часов наших суток. А в 11 часов утра на Земле возник первый организм, вдохнувший кислород, и появилось дыхание. Около 2 часов дня по нашей шкале клеточки получили ядро, приблизительно тогда же возникли первые многоклеточные существа, появилось половое размножение, резко ускорившее темпы эволюции. К 8 часам вечера земные моря населяли разнообразные животные: медузы, плоские черви, губки, полипы. И лишь около 9 часов вечера первые растения и вслед за ними животные вылезли на сушу. Само появление людей на шкале биологической эволюции – это последние секунды: австралопитек (1,5–2 млн. лет) – более полминуты, Гомо сапиенс (30–40 тысяч лет) – 1 секунда, а человеческих цивилизаций – четверть секунды.

Другим фактором, имеющим к нам непосредственное отношение, является энцефализация или возрастание роли нервной системы и прежде всего головного мозга в выживании организмов. По мере усложнения биологических образований от одноклеточных к многоклеточным, химические процессы, благодаря которым происходило самоуправление в клетках, не работали в системе из таких клеток. Потребовались органы управления, которые регулировали бы взаимодействие клеток в многоклеточном организме. Безусловно, они не могли быть привнесены извне, но стали результатом специализации тех же самых клеток.

Роль и значение таких управляющих структур со временем неуклонно возрастали. После гибели горячо любимых нами динозавров живое вещество отказалось от наращивания масс тела; выживание и развитие стали обеспечиваться за счет усложнения преимущественно нервной системы. Следует сказать, что когда исчерпались и эти возможности (не исключено, что по причине живорождения, диктующего ограниченные размеры плода у матерей), у высших животных дополнительно возникли воспитание детенышей родителями, в т. ч. у наших предков.

Особо хочется обратить внимание на то обстоятельство, что с точки зрения физики и химии ничего особенного в живом веществе не происходит. Все составные части его взаимодействуют между собой, подчиняясь обычным правилам неживой материи. И, обладай эти части нашим осмысленным зрением, они бы ни за что не увидели того нового привнесенного в мир обстоятельства, которое происходит в делении клетки, например. Глядя на живую клетку изнутри, мы не увидим в ней жизни. Молекулы ее добросовестно исполняют свои химические обязанности. В их функционировании нет ничего принципиального нового. Не зря одно из определений жизни (NASA) звучит так: «Жизнь есть химическая система, подверженная дарвиновскому отбору». Можно удивляться слаженности и строгой последовательности химических реакций, но сами они не представляют собой ничего необычного. Даже само воспроизводство, начиная с деления ДНК, есть лишь частный случай разрушения неустойчивости крупной органической молекулы. И последующий раздел имущества материнской клетки скорее должен служить нам примером в наших бракоразводных процессах, нежели чем удивлять.

Необычные следствия обнаруживают себя скорее вследствие происходящих внутри клетки событий. Вовне. За ее пределами. Во взаимодействии клетки с окружающим миром, и во взаимодействии клеток между собой. Проявляется в поисках вещества и энергии, где начинается конкуренция между подобными образованиями, проявляется в приспособлении этой клетки к условиям окружающей среды. Только по этим следствиям мы говорим об исключительности обнаруженного в клетке, об этой удивительной системе молекул, функционирующей как химическая система, по химическим законам и в то же время превзошедшей эти законы, не отклоняя их, но на них наслаиваясь и создавая законы новые – биологические. Которая строит на их основе новые предметы действительности – живые существа, где клетки продают свою индивидуальную свободу за гарантию общего выживания, новые формы взаимодействия этих существ с окружающим миром и себе подобными существами, и в конечном итоге новый мир в мире физической материи.

События, о которых мы говорим, как, впрочем, и все, что происходит с нами, обязаны какому – то фундаментальному свойству, присущему всей материи без исключения – веществам живым, разумным, да и физическим тоже. (Это свойство состоит в стремлении) к сохранению приобретенной организации и свойств или в жажде существования. Как атом, став атомом, не захотел больше быть отдельными протонами, нейтронами, электронами, так и живые образования, едва возникнув, отчаянно борются за свое сохранение. Химические реакции, что лежат в основе жизни, такие же слепые и неумолимые, как гравитация, ветер и извержения вулканов, трансформируются в живых существах в борьбу между ними и естественный отбор для продолжения ими себя во времени. Борьбой за существование проникнута вся биологическая эволюция. Всякая тварь, единожды появившись, хочет быть на этом свете. Пусть не всегда это от нее зависит и в силу унаследованных свойств она порой изначально обречена, но она всегда борется за право быть, а не бессильно ждет небесной манны. И это в биологической эволюции мы называем «естественным отбором» – фактором эволюции, тесно связанным с «борьбой за существование». Красной нитью скрепляет жажда жизни биологическую эволюцию, воплощаясь в генах и инстинктах.

Особенности живого вещества – потребность в веществе и энергии и жажда существования с приспособляемостью – являются движущей силой биологической эволюции, где частные способности живого вещества плодотворно реализуются лишь при следовании общему требованию природы – усложнению своих образований. Удивительно, но последнее – это отклонения в функционировании систем, сбои в воспроизводстве. Именно искажения воспроизводства позволяют появляться новым свойствам живых существ, отбор которых действительностью приводит к появлению новых биологических видов. А само усложнение обеспечивается наложением и сохранением новых элементов в ДНК. И мы говорим о генах и генетической наследственности, как механизме сохранения живых существ во времени.

Такова утомительная и несколько затянувшаяся преамбула, которая позволит сделать в отношении живого вещества выводы, имеющие отношения, как будет показано ниже, к человеку, а точнее к его разуму.

Эти выводы, как естественные и очевидные, которые известны каждому из нас независимо от вышесказанного, так и следуемые из них, таковы:

– живое вещество есть неустойчивая химическая система, которая функционирует по химическим законам и способна существовать лишь в потоке вещества и энергии;

– разрешением неустойчивости этой системы является дупликация (размножение, воспроизводство);

– потребность живого вещества в веществе и энергии и жажда существования с приспособляемостью являются движущей силой биологической эволюции;

– ограниченное количество энергии и вещества, которые питают живое вещество, лежат в основе конкуренции живых существ и обуславливают органическую жестокость биологического мира;

– живое вещество в силу присущих свойств (дупликации, специализации) существует во множестве себе подобных;

– эта система способна сохранять достигнутую сложность структур за счет генетической наследственности;

– искажения генетического кода являются источником саморазвития живого вещества;

– живое вещество создает особый мир в мире физической материи (биосферу), которым оно обособляется от негативных для него факторов физического мира и где в наиболее интенсивной форме реализуется его потенциал;

– живое вещество может существовать в довольно узком интервале физических условий: давление около 1 атм, соленость от 4 % до 0, температура от 0 до 40° С.

Следует отметить, что у конкретных живых образований, как собственно и всего, что есть в этом мире, нет стремления к развитию. На уровне поколений оно консервативно, стремится к сохранению себя таким, какое есть, используя борьбу за выживание и приспособление к внешним условиям. Но при перемене среды обитания новые поколения, несущие, благодаря изменчивости, новые признаки, и вынужденные приспосабливаться к новой среде, становятся иными по сравнению со своими предками и. как правило, более сложно устроенными. Кстати для появления и закрепления новых биологических признаков отнюдь не всегда требуются миллионы лет, по некоторым данным для того достаточно несколько десятков поколений. Отсюда недавно родившееся мнение, что биологическая эволюция носит не постепенный, но скачкообразный характер; биологические виды и появляются и исчезают скорее в виде взрывов и катастроф, чем медленного наслоения признаков.