Читать книгу Информационная концепция сознания. Книга 1. Жизнь - Николай Анатольевич Скурихин - Страница 6

1. Правильно ли именовать способности живого организма или существа свойствами? Как это делает отечественный биолог А. Марков в книге «Рождение сложности». Верно ли, что способность порождать способности является одним из основных признаков живого? Об энергетической самодостаточности, как необходимой предпосылке появления способностей в живом организме или их умножения.

Жизнь представляет собой способность к саморазвитию. Основной признак жизни и живого – это способность порождать способности. Способности двигаться, расти, существовать, размножаться. Возникновение живого существа и его исчезновение. Это стадии жизни и существования живого образования? Может ли возникновение жизни рассматриваться как реализация некой способности, но кого или чего? Если это продолжение жизни вообще, как жизни определенной группы живых существ, организмов, например, людей, то такая жизнь отдельного человека возникает в момент слияния двух половых клеток его родителей. И возникновение этой жизни есть результат реализации способностей уже имеющихся двух живых существ. Развитие человеческого организма в физиологическом и умственном отношениях уже становится делом самого этого организма: он сам рождается, сам познает мир, развивается и существует в поисках смысла своего существования.

Такой взгляд на жизнь, как постоянный процесс реализации способностей уже живущих существ, начиная с микробов, прокариотов, архей и бактерий, и продолжая миром эукариотов – начиная с одноклеточных инфузорий, амеб, жгутиконосцев, и завершая многоклеточными формами – грибами, растениями и животными, воплощен в книге известного биолога А. Маркова «Рождение сложности». Основное внимание А. Марков в изложении своего огромного материала по биологии живого сосредотачивает не на этой основной функции движения живого, как способности создавать или порождать способности, полагая существенными чертами живого или жизни наличие свойств наследственности и второго свойства, а на самом деле способности живого образования совершать «работу». Но последнее не что иное, как способность движения, способность живой материи на самых различных стадиях своего развития и существования реализовать функцию движения. Все многочисленные фактические материалы, представленные в этой книге, являются прямым подтверждением способности живого вещества создавать все новые и новые свидетельства подтверждения присущей живому способности создавать все новые и новые способности. Но эти способности исследуемой живой материи не есть ли одновременно «открытия» биологов, их разума того, что было до момента такого открытия, и существует в природе и после этого «открытия»?

2. О молекулах АТФ, РНК и ДНК; о логических РНК-переключателях и рибонуклеотиде АМФ.

Именуя способности любого органического соединения функциями, А. Марков приоритет важности в определении сути жизни отдает наличию «наследственной информации», как одному из двух свойств жизни. Но наследственная информация в действительности является свойством живого, а не его способность создавать элементы наследственной информации. Касается ли это главной молекулы жизни, молекулы РНК (рибонуклеиновой кислоты), которая одновременно реализует функцию движения (активную работу по прочтению генетического кода и синтезу белка) и функцию хранения и передачи наследственной информации, осуществляемую молекулой ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), или же самой молекулы ДНК, считающейся настоящей молекулой жизни. Хотя, как уже отмечено, двуспиральная молекула ДНК является лишь биологическим средством хранения инструкции по построению живого образования на уровне клетки, будь это бактерия, растение или животное. Реализовать способность воссоздания таких же ДНК в процессе построения живого организма эта молекула может только посредством создания белков (по модели, записанной в ДНК), посредством сложных структур, построенных на основе молекул РНК.

Какую бы страницу «Рождения сложности» мы ни взяли, можно найти подтверждение тезиса, что способность порождать способности является одним из основных признаков живого. РНК-организмы приобретают общую способность синтезировать белки посредством трансляции, включающей в себя способность рибосом по считываемой информации, записанной в матричной РНК, определять одну аминокислоту по трем нуклеотидам, подсоединять ее к создаваемой молекуле белка, после ее «подвоза» транспортной РНК, обладающей такой способностью.

Изменение свойств молекул с превращением этих свойств в способности подтверждается на примере белков металлопротеинов. Достаточно для этого в активном центре молекулы иметь ионы металлов. Ферменты белков, органических образований, способных во много раз ускорять течение процессов, содержат ионы магния, кальция и других редких металлов. Но здесь все же речь идет о расширения способностей органических молекул ферментов за счет изменения их структуры, они и прежде обладали способностями влиять на ход той или иной реакции. Но в любом случае не наличие свойства некоторого образования является признаком живого, а присущие этому образованию в общем случае способности функции жизни. Пока, к сожалению, не отмечено превращение свойства неживого образования в способности при добавлении к нему какого-либо одного из известных химических элементов или их частей: электронов, ионов и т. п.

Необходимой предпосылкой появления способностей в живом организме или их расширение является его энергетическая самодостаточность. В дополнение к функции жизни живого организма, реализуемого через способности создавать способности, способность такого организма потреблять из окружающей среды и использовать для своего существования энергию в полной мере воплощена в структуре молекул ДНК и РНК. Их необходимыми частями являются остатки фосфорной кислоты. Самой главной такой энергетической молекулой явилась молекула аденозинтрифосфат (АТФ), входящая во все молекулы жизни РНК и ДНК.

Книга А. Маркова «Рождение сложности» посвящена преимущественно развитию и существованию жизни после стадии ее возникновения. Приводится множество фактов, «открытий», совершаемых самими биологическими образованиями, а, по существу, производимых ученым миром, использующим широко знания, далекие от биологии. Это и обратные связи – отрицательные, необходимые для гомеостаза живого организма; положительные, как основы работы катализаторов и ферментов, ускоряющих процессы на стадии химических реакций и тем более при формировании биологических структур; различные переключатели типа РНК-переключателей, также использующихся в контурах считывания генетической информации при синтезе РНК, функционирование которых связано с пространственным положением их «замысловатых трехмерных структур», и всей последовательности транскрипции гена, которая может быть прервана по инициативе таких переключателей. Структура РНК- переключателя содержит, говоря техническим языком автоматического управления, датчик и исполнительный элемент, отключающий процесс транскрипции гена. Совместная работа двух РНК-переключателей реализует логическую функцию ИЛИ-НЕ, позволяющую усматривать в них регуляторное РНК-устройство.

Все это только небольшая часть примеров, когда иные научные знания позволяют обнаруживать такие свойства живых организмов и их частей при чисто биологических исследованиях. Для нас же интерес представляет не сама наука биология, то же можно сказать о физике, и другой частной науке, а то, что делает неживую материю живой. Изменения с элементами в ходе химической реакции означают изменения свойств вещества, но не появление способностей, что и должно составлять один из основных признаков живого. Поэтому несомненный интерес должны представлять собой процессы и реакции, как можно дальше отстоящие от нашего времени. Когда речь идет о цикле Кальвина, называемом «важнейшим биохимическим процессом в живой природе», позволяющим, используя самый распространенный фермент «рубиско», неорганический углерод (в форме СО2) вводить в состав органических молекул, то наиболее интересен момент самого первого наблюдения или реализации такого цикла у самых древних органических существ, архей. Способ фиксации СО2 у архей посредством рибонуклеотида АМФ (аденозинмонофосфата) существовал до появления цикла Кальвина, то есть эта способность функции движения была присуща живому на значительно более ранней стадии жизни. И исследование условий появления первой стадии жизни, ее возникновения, должно быть более продуктивным именно с изучения появления способности молекулы АМФ фиксировать в живой молекуле углерод, как обычный химический элемент.

3. Не является ли жизнью существование пространственно-ориентированной структуры, объединенной связями элементов с определенными свойствами, приобретя функции и способности движения.

Любая биологическая молекула имеет особую структуру, в которой все атомы химических элементов имеют вполне определенную пространственную ориентацию. Это определяет не только свойства этой молекулы, но и ее функции, то есть способности. И небольшое изменение места подключения отдельного атома или их группы может привести не просто к изменению свойств этой молекулы, а к изменению ее функций, то есть к появлению новых способностей и возможной утрате некоторых из присущих этой молекуле прежде. Очевидна обусловленность свойств такой молекулы свойствами составляющих ее элементов, их количеством, видом используемых химических связей. Но как появляется какая-либо первая функция этой молекулы? Ответ на этот вопрос означает ответ на вопрос, что есть жизнь, или, вернее, как она возникла, потому что здесь мы сразу обнаружим появление движения, именно функции движения, как общего обозначения всех форм и видов изменения, развития, эволюции. Пока же объектами изучения биологии являются живые образования. Они уже заведомо обладают способностями. Но не удается встретить такую молекулу, которая бы оживала, пребывая до этого в настоящем мертвом состоянии. В число таких молекул нельзя зачислить вирусы или споры, которые длительное время могут пребывать в обездвиженном состоянии.

*. Посмотрим, как могут появиться некоторые способности. В своих представлениях мы будем исходить из условий нашего существования. То есть прибегать не только к логическим суждениям о необходимости преодоления препятствий, без чего не может быть никакого развития, но и к аналогиям из нашей реальной жизни.

4. Что представляет собой предбиологическая молекула? О превращении свойств молекулы в способности. Фактор увеличения внутренней энергии молекулы, как причина превращения свойства молекулы в ее способность. Формирование способности ориентации молекулы в окружающем ее пространстве. Связь увеличения подвижности атомов и молекул в органическом образовании с его энергией и температурой: чем больше подвижность, движение внутренних элементов организма, тем выше температура тела; чем выше температура, соответственно энергия тела, тем выше подвижность внутренних его частей.

Пусть мы имеем в некоторой, удобной для возникновения живого существа, среде некоторую предбиологическую молекулу. Это не архея и не бактерия, не туфелька и не инфузория, никакое иное образование из прокариот и не простейшее одноклеточное из протистов, – все это объекты живой материи. Их еще нет в нашей среде. Эта предбиологическая молекула может состоять из отдельных частей, которые в сумме образуют полимер, например, аденозинмонофосфат, АМФ. Но сказав так, мы уже тем самым назвали одну из молекул жизни, РНК. Поэтому из этого рибонуклеотида мы должны исключить какую-то одну составную часть: или фосфат, или азотистое основание, или рибозу (сахар). Правда, согласно нашим представлениям о жизни и нашей картине мира, в которой Вселенная есть расширяющаяся энергия, образующая пространство, в этой предбиологической молекуле нельзя обойтись без фосфорной кислоты, которая и является носителем энергии в любой биологической клетке живой природы. Но простое подключение или нахождение остатка фосфорной кислоты в неорганической молекуле вещества не делает еще это вещество живым, и его свойства не превращаются в способности, присутствие которых и делает неживое живым.

Но так ли это на самом деле? Не может ли статься, что структура молекулы вследствие связей химических элементов и свойств этих элементов и соединений, одновременно с приобретением свойств, приобретает и функции, функции жизни, реализуемые в способностях? То есть, наличие в живом существе способности, как признака живого, это просто постулат, который должен быть принят, и все. Если есть живое существо, то оно должно обладать способностями, и обратно: то, что обладает способностями, есть живое. Тогда к чему последующие рассуждения о возникновении способностей?

5. О постулате живой материи: о наличии в живом существе способности, как признаке жизни: если есть живое существо, то оно должно обладать способностями, и обратно: то, что обладает способностями, есть живое.

Если эта предбиологическая молекула статична, неподвижна относительно своего положения в пространстве, и нет изменения окружающей среды, то такая неживая природа, не меняясь, не сможет привести к изменениям свойств этой молекулы. И как была эта молекула неживой, такой она может и оставаться сколь угодно долго. Только изменения состояния окружающей эту молекулу среды может привести к изменениям свойств этой молекулы. А таких изменений в неживой природе сколько угодно: движение является сущностью всего сущего. Течение рек, ветра и штормы в атмосфере, движение материков нашей планеты – все и всегда находится в постоянном движении. И наша неживая молекула, предположим, испытывает постоянно воздействие среды, например, перемещение мимо ее воды, наполненной различными неорганическими соединениями и веществами. Молекула может оставаться неподвижной или быть увлечена течением. То есть оказаться вынужденно в движении. В любом случае свойства ее под воздействием частиц движущейся мимо материи могут меняться. Но перейти в способности эти свойства не могут просто так, беспричинно. Должна возникнуть необходимость, внутренняя потребность этой молекулы, вначале состоящая в изменении свойств молекулы, а затем, и в превращении какого-то свойства, образующего функцию ее движения, в способность. Основной фактор, способный изменить свойства молекулы, это изменение, а именно увеличение энергии этой молекулы. Увеличение внутренней энергии молекулы вызовет изменение амплитуд колебаний атомов и их ионов, образующих структуру молекулы. Это может быть причиной как распада молекулы, прекращение ее существования, так и изменения свойств молекулы в сторону возрастания ее внутренней энергии.

Простое возрастание энергии еще не является достаточным основанием для превращения свойства, например, увеличение теплоемкости этой молекулы, в некую способность. И это несмотря на такое, всегда присутствующее обстоятельство в природе, как необходимость двигаться, участвовать в движении, перемещении. Для неживого элемента увеличение энергии не может рассматриваться в качестве причины превращения свойства молекулы в какую-либо способность. Это верно относительно движения космических объектов, в частности образования звезд, солнечной системы, когда гравитация служит причиной всего механизма движения космических объектов, не приводящих к появлению живых сущностей, так тем более к существованию материи в масштабах, несопоставимо малых в сравнении с космическими пространствами, характерных для размеров молекул и образующих их атомов.

Однако мы должны иметь в виду тот факт, что с уменьшением размеров объектов мира, особенно при переходе к квантовому миру субатомных частиц, меньших размеров молекул и атомов, их образующих, возрастает подвижность частиц материи. Мир квантовых частиц – это мир постоянного вечного движения этих мельчайших частиц материи. Именно они образуют «вечные двигатели», какими являются для нас атомы всех химических элементов природы. И где-то между атомами и молекулами лежит граница возникновения, вероятно самопроизвольного, не столько случайного, сколько закономерного, жизни, появления живых молекул и существ.

Если полагать, что изменение структуры молекулы с увеличением ее внутренней энергии, вызовет появление способности к движению молекулы, приведет к появлению у молекулы функции движения, как было сказано ранее, объединяющей все виды движения, то мы можем определить вид этого движения. Основную роль при этом должно играть пространственное положение молекулы относительно окружающей среды. И даже не находясь в состоянии внешнего движения, внутреннее движение элементов молекулы должно быть, как само собой разумеющимся, поскольку и электроны, и атомы – это частицы вечного движения, эта молекула обязана испытывать воздействие окружающей среды. При отсутствии воздействия изменяющейся среды на молекулу, внутреннее состояние молекулы не приближается к состоянию превращения свойств молекулы в ее способности. Поэтому момент консервации состояния молекулы не содержит интереса. Как важным для биологической молекулы, ее функций, является структура молекулы, пространственные связи ее атомов, так и для предбиологической молекулы важным оказывается ее пространственная ориентация в окружающей среде. Изменение внутреннего свойства молекулы за счет внешнего воздействия, увеличения энергии, вещества, изменения ее структуры, при использовании положительных обратных связей, имеющих чрезвычайное значение в образовании ферментов, возрастает настолько, что продолжение изменения этого свойства становится закономерным.

Если для молекулы увеличение ее свойства становится не только возможным, но и необходимым, то определение направления пространства самой молекулой, при известном движении окружающей среды, становится простой задачей: откуда поступает энергия, вещество, там одно приоритетное направление, второе направление – противоположно первому.

Появление способности пространственной ориентации предбиологической молекулы, свидетельствующей о становлении такого живого существа, было обусловлено как изменением внутренней структуры этой молекулы, так и внешними условиями. Некоторая искусственность изменения состояния внешней среды, создающей и определяющей пространственную ориентацию молекулы, полностью отпадает, когда мы будем учитывать влияние одного из самых существенных воздействий во Вселенной, в том числе и в наших земных условиях, гравитации. Гравитационное поле пронизывает все пространство, представляя то препятствие, преодоление которого позволяет живому организму сформировать все механизмы и способности, определяющие сущность жизни, все ее формы и многообразие.

Все материальные объекты, обладающие массой, испытывают воздействие гравитации. И предбиологическая молекула находится под постоянным воздействием гравитации. И любая пространственная ориентация, возникающая в предбиологической молекуле, должна строиться и привязываться к вертикальному пространственному направлению. Мы видим направление движения живых организмов в своем стремлении к росту и развитию – только вертикально вверх. В преодолении силы притяжения в живых организмах возникают ответные реакции, представляющие собой реализацию способности к росту, к формированию костного скелета животных и человека, обладающего требуемой прочностью для поддержания тела, как вещественного образования. Все системы живого организма формируются в преодолении препятствий, создаваемых гравитацией. И каждая часть тела живого организма взаимодействует с другой частью так, как может позволить вездесущая сила притяжения.

Нам известно, что силы гравитации несопоставимо малы в сравнении с силами электромагнитными, силами слабого и сильного взаимодействия в области действия атомных и субатомных частиц. Но количество элементарных и субатомных частиц безмерно велико. Их постоянное движение означает не что иное, как их движение с переменной скоростью. Последняя возможна только при существовании ускорения этих частиц. Но влияние ускорения на материю, вещество и энергию (представимую частицами, несущими силы взаимодействия), подобно и эквивалентно влиянию гравитации. При хаотическом движении частиц и при мало изменяющемся направлении действия гравитации трудно ожидать какой-либо компенсации одной силы другой. Но такое представление может быть верным относительно одной части пространства, и ошибочным относительно другой части того же пространства, отличающегося размерами. Как изменение размера элементов материального мира может привести к возникновению вечного движения субатомных частиц квантового мира, к вечно движущимся электронам вокруг атомного ядра всего множества химических элементов, к возникновению «вечно» движущихся и вращающихся объектов в космосе, так и может существовать граница пространственных протяженностей, разделяющая мир вечно движущихся субатомных частиц и мир атомов, мир атомов и элементарных частиц и мир звезд, планет и галактик, мир звездных скоплений и мир Вселенной.