Полная версия

Главная arrow Философия arrow АНТРОПОЛОГИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ЖИВЫЕ СИСТЕМЫ

Лекция 1 Общая характеристика живых систем

Определение понятия «жизнь». - Уровни организации живых систем. - Информационная основа живых систем. - Уровень реализации и развертывания генетических программ. - Индивидуальная организация жизни. - Поддержание непрерывности процесса жизни в пространстве и во времени. - Живая система как многоуровневый пространственно-временной полимер

Разговор придется начать традиционно - с определения понятия «жизнь». Жизнь в широком смысле этого слова (как существование) - это процесс саморазвертывания Вселенной, а в узком и более общепринятом (биологическом) - это самоорганизация и само- развертывание многоуровневых энергоинформационных систем на органических полимерных носителях. Может ли дело обходиться без биополимеров (нуклеиновых кислот, белков и т. гг), а стало быть, возможно ли бессубстратное определение жизни, науке пока неизвестно. Может ли быть упорядоченным и самовоспроизводя- щимся носителем информации и энергии поле или неорганическая структура, например, кристалл, планета, звезда, галактика, любая другая природная матрица, кроме нуклеиновых кислот (ДНК, РНК)? Я думаю, может, но в этой книге данную проблему обсуждать не стану. Будущее покажет, насколько вероятны подобные предположения.

Итак, жизнь есть процесс накопления, сохранения и воспроизводства информации, протекающий с поглощением энергии и упорядочиванием материи, то есть размножения информационных матриц, динамически организующих пространство как внутри, гак и вокруг себя. Причем принцип упорядочивания этих матриц как раз и состоит в том, что внешнее пространство «нижнего» уровня является внутренним для «вышестоящего» уровня. Таким образом, живые системы являются многоуровневыми и многомерными полимерами. Информационными полимерами являются не только нуклеиновые кислоты и белки, но и клетки, организмы, популяции, виды. Только это не линейные, а четырехмерные пространственновременные полимеры. В них мономеры на только организуют пространство, но и реализуют программу развертывания во времени.

Каждый уровень при этом обладает своей специфической функцией и особым соотношением внутренней и внешней среды. Внутренняя среда прокариотической клетки - матрикс - для собственных генов является окружающей их средой. Цитоплазма эукариотической клетки - окружающая среда существования для ядра, митохондрий, пластид и всех других клеточных органелл, но это, в свою очередь, внутренняя среда самой эукариотической клетки как единого целого. Амежклеточное вещество (тканевая жидкость, плазма крови и лимфа) - это внешняя среда для клеток, но внутренняя среда многоклеточного организма. Пресные и соленые воды, почва, воздух - внешние условия жизни для организмов - являются внутренней средой для экосистем. Геологические оболочки нашей планеты, внешние для всех биогеоценозов, являются внутренней средой космического тела под названием Земля (Гея), которое, по сути, является живой системой планетарного масштаба.

Возможно, что основные этапы эволюции живых систем заключаются в переходе на новый надлежащий уровень организации: с макромолекулярного на прокариотический, потом на эукариотический, на многоклеточный, на многооргапизменпый (социальный), ценотический и биосферный. При этом живые системы созидают все новые и новые уровни совместного управления пространством сосуществования.

Любая живая система функционирует на основе программы, передаваемой из поколения в поколение. То есть самым основным базовым уровнем организации живой системы является ее программное обеспечение.

Макромолекулярный уровень - эго уровень потенциальных возможностей живой системы, или базовый информационный уровень. Основным носителем программной информации живых организмов являются нуклеиновые кислоты - дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Генами - информационными единицами таких программ считаются участки ДНК, выполняющие определенные функции.

В структурах ДНК содержатся «предписания» на все случаи жизни - это биохимическая библиотека, содержащая проекты всех структур, партитуры всех процессов, алгоритмы всех решений, это летопись всех предыдущих поколений и инструктаж для всех последующих. Возможно, это еще и «усыпальница» отработавших генов, склад ошибок генетического копирования, рассадник генетических паразитов и, вместе с тем, гениальный генетический конструктор на тернистых путях эволюции. Откуда берутся новые гены? Не новые мутантные аллели уже имеющихся, а принципиально новые, определяющие до них не существовавшие признаки? В результате случайной ошибки и долгого перебора всех возможных вариантов? Вероятность случайного сочетания случайно возникших удачных вариантов крайне мала, а любые серьезные отклонения от адаптивной нормы гибельны. Механизмов целенаправленной фиксации благоприобретенных признаков современная генетика не открыла. Как, когда и где происходит фиксация удачных эволюционных решений, возникает ли нечто новое, или все время перерабатывается одно и то же «старое» изначально предза- данное - основной вопрос современной фундаментальной биологии. С точки зрения многих биологов, центральная догма биологии об однонаправленности процесса синтеза «ДНК - РНК - белок» зашаталась, но пока устояла, хотя вопрос о ее однозначности назрел весьма остро[1]. Открыта обратная связь: от РНК - к ДНК, но неизвестно, могут ли белки выступать инициаторами синтеза своих генов? Хотя процессы иммунного реагирования очевидно доказывают, что чужеродные белки, проникшие извне, могут инициировать синтез специфических антител и, соответственно, их генетической основы.

Представляется весьма вероятным, что первыми живыми матрицами были (а, возможно, по сию пору и остаются) нуклеопро- теиды, например вирусы или рибопротеиды, подобные рибосомам или информосомам, ведь это основные звенья самой фундаментальной конструкции жизни. Рибосомы вообще являются самой универсальной живой системой, они функционируют в любых клетках, независимо от их сложности. И даже вирусы, вообще не имеющие клеточной организации, не могут обойтись без рибосом (правда, чужих). Рибосомы - единственные системы, способные к трансляции - дешифровке генетического кода и, соответственно, к реализации генетической информации. Возможно, разгадку матричного синтеза надо искать в потрясающем постоянстве генетического кода, не меняющемся на протяжении 3 млрд лет и обеспечивающем нерушимую единую для всех живых систем Земли однозначность связи транспортных РНК и аминокислот. За столь грандиозный период времени не произошло ни одной спонтанной мутации, приведшей к отступлению от универсальности генетического кода, у любого из независимо от других эволюционирующих видов (единственным исключением являются все митохондрии)? Неужели случайно то, что все это время язык генов универсален, и соответственно, любой ген, где бы он ни возник, может быть использован любым другим видом, если удастся обойти границы видовой изоляции? Мне укладка молекулы т-РНК напоминает волшебный золотой ключик к тайнам животворения. Не случайной представляется и связь между блокадой синтеза РНК и белков и частичным или полным нарушением долговременной памяти. Значит, приобретенная память имеет прямое отношение к функционированию программной основы организма. Генетическая и приобретенная в процессе жизни память имеют в своей основе синтез РНК? Похоже, все это звенья одной весьма непросто уложенной цепи: фиксации - отбора - хранения-свертывания - копирования - передачи в следующее поколение - рекомбинации - реализации - пространственно-временного развертывания и адаптации к конкретной среде информации. Есть вероятность, что жизнь - это процесс синтеза РНК-генов, а любые живые системы, включая и нас с вами, это созидаемые РНК-генами микро- и макроаквариумы для их собственного самовоспроизведения. ДНК-гены при этом лишь удобная матрица для консервирования информации. Возможно, синтез НК - это единый информационный процесс обновления информационного фонда не только конкретной клетки, организма,

И популяции, вида, но и всей биосферы, ведь единый генетический код делает любое генетическое огкрытие всеобщим эволюционным достоянием, а пути трансгенеза (переноса генетического материала) воистину неисповедимы...

  • [1] См., например: Назаров В. И. Эволюция не по Дарвину. М., 2005.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>