Полная версия

Главная arrow Математика, химия, физика arrow БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ: ПРОБЛЕМА ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИВОЙ МАТЕРИИ И АНТРОПСОЦИОГЕНЕЗА

В предыдущих главах рассмотрены материальные носители и закономерности биохимических процессов, лежащие в основе жизни. Однако для современной науки остается открытым вопрос - как такой уникальный, непостижимый феномен возник?

В поисках истоков живой материи естественнонаучное сознание человека может смириться с мыслью о том, что с появлением на Земле уникального углеводо-белково-нуклеинового механизма биосинтеза и передачи генетической информации с заложенными в него исключительными потенциальными возможностями видоизменения и усложнения, живая материя в течение нескольких млрд лет воплотилась в сотни миллионов видов живых организмов. Представляется, что возникновение огромного числа видов живой материи из некой праматерии подобно тому, как из сравнительно однородной в химическом отношении белково-нуклеиновой массы яйца произрастают совершенно нс похожие по строению и функциям органы птенца.

Однако как возникла сама праматерия, в частности, первая клетка? Ведь простейший организм, например плеуроплазма, состоит из 1200 макромолекул белка и нуклеиновых кислот, среди которых около 300 ферментов. Уже такая структура ставит под сомнение возможность самоорганизации нескольких десятков элементов таблицы Д.И. Менделеева и их простейших соединений (Н2О, NH3, ССЬ, HCN и др.) в систему с функциональными свойствами клетки. Более того, мертвый "камень" не просто ожил, но и, выражаясь словами французского философа Терьяр дс Шардена, осознал себя.

Ученые смоделировали синтез коротких, соединяющих до двух десятков звеньев полипептидов в искусственно смоделированных условиях молодой Земли и показали возможность их матрицирования на аналогах ферментов-катализаторов. Однако дистанция между этими объектами и одноклеточными организмами, обладающими способностью обмена с окружающей средой и воспроизводства, такова же, как между искусственным интеллектом (компьютером) и человеком.

Умозрительные построения моделей небиологического происхождения живой материи: теория элементарных открытых каталитических систем (А.П.Руденко), физико-химическая коацервагная концепция А.И. Опарина и др. - находятся в русле птолемеевской методологии и механических ныогоно-картезианских мировоззренческих установок, редуцирующих сложный, непознанный биологический феномен до набора «пробирочных» химических превращений, и тем самым фальсифицирующих его надбиологическую, трансцендентную сущность.

Вот что утверждал по поводу происхождения живого академик В.И. Вернадский: «Никогда живой организм в косной (мертвой) материи не зарождается. Он, умирая, живя и разрушаясь, отдает ей свои атомы и непрерывно берег их из нее, но охваченное жизнью живое существо всегда "имеет свое начало в живом же"». И далее. Жизнь длится нс менее 2 млрд лет, и все слои земной коры обнаруживают признаки жизни. Причем, только под влиянием жизни образуются все минералы верхних частей земной коры: глины, известняки, доломиты, бокситы, бурые железняки и др. (добавим к этому перечню: газ, нефть и уголь). Но в земной коре нет ни одного малейшего намека на процессы зарождения живого из мертвых соединений.

Надо признать, продолжает ученый, что в пределах геологического времени жизнь должна считаться извечной, и что в эти времена всегда на Земле существовало живое вещество.

В возможность образования из неорганических молекул белковых соединений, способных к более сложным преобразованиям, сомневался и Чарльз Дарвин, но в 1859 году он выдвинул гипотезу о том, что мельчайшая единица живого - клетка явилась основой происхождения видов. Однако теория Дарвина, как и современная наука в целом, не дают ответа на вопрос о механизме образования клетки, многоклеточных организмов и разнообразных видов флоры и фауны.

По этой причине учение Дарвина не может быть классифицировано, как теория происхождения видов, хотя основные его положения предвосхитили развитые позже представления о видоизменениях живых организмов, обусловленных мутациями, то есть изменением их генетического кода под влиянием внешних факторов (климатических условий, радиации, химического воздействия и др.).

Трудно себе представить, что такие виды живых организмов, как насекомые, рыбы, птицы и млекопитающиеся, могли иметь каких-либо общих предшественников. По-видимому, большое множество видов возникало по независимым сценариям, возможно даже в одни и те же исторические периоды. Тем более, что в истории планеты Земля периодически случались глобальные катаклизмы: обледенение, потопы всемирного масштаба, тектонические и вулканические катастрофы, взрывы космической ионизации и др., - которые приводили к кардинальным изменениям среды обитания и массовым вымираниям растительных и животных организмов.

Современное состояние науки позволяет сделать вывод, что первоосновой всего разнообразия видов живой материи являются нуклеиновые кислоты - полинуклеотиды (ДНК, РНК), осуществляющие синтез белка. Таким образом, жизнь - это форма существовании нуклеиновых кислот и создаваемых ими белковых тел. Однако здесь мы сталкиваемся с неразрешимым противоречием. Ведь нуклеиновые кислоты синтезируют белки, в го же время синтез самих кислот обеспечивают ферменты, имеющие белковую природу. Так что же в таком случае первично: яйцо от курицы или курица от яйца?

Имеются и другие тупики в познании живой реальности. Так, существует мнение, что источником всех классов органических соединений на Земле явились углеводы, образующиеся путем фотосинтеза в зеленом листе и планктоне Мирового океана. При этом продуцируется кислород, необходимый для жизнеобеспечения живых организмов. Ведь в атмосфере молодой Земли кислорода нс было. Интересно также отмстить, что в процессе фотосинтеза участвуют белковые ферменты и металлокомплексы.

Как сформировались на планете зеленая биомасса и условия для фотосинтеза остается нс известным.

Наука, к сожалению, не всесильна, но она и не бессильна. Не разгадав тайну происхождения жизни, наука все же способна отвергнуть тс версии развития этого уникального феномена, которые редуцируют биологическую форму движения материи к неизмеримо более простой форме - химической.

Концепция спонтанного развития биологической эволюции на Земле в недрах мертвого химического базиса обнаруживает свою несостоятельность как только мы обратимся хотя бы к одному из огромного множества биохимических процессов, управляемых непознанным нами биофизическим фактором. Так, двойная спираль ДНК в процессе митозы клетки не раскручивается подобно морскому канату со скоростью вращения 15000 об./мин. (чего следовало бы ожидать будь она чисто физической системой), а расщепляется в течение 20 мин. одновременно по всей длине и при этом осуществляет управляемый биосинтез, связанный с быстрой и безошибочной репликацией на основе каждой из двух, теперь уже индивидуальных цепей полинуклеотидов, своих точных копий - дочерних макромолекул.

Не менее поразительным представляется управляемый необъяснимыми силами синтез белковых макромолекул (см. п. 9.6), которые заключают в себе тысячи звеньев связанных в строжайшей последовательности 20 аминокислот.

Невозможно объяснить в терминах самоорганизации образование такой сложной молекулы, как витамин В12. При этом надо понимать, что неизмеримо более сложным, чем биосинтез, является механизм ее целесообразного, программируемого организмом физиологического использования.

В основе анаболизма и катаболизма белково-нуклеиновой живой материи нашей планеты лежит химическая форма движения, обусловленная обменом электронами между атомами и молекулами. На энергетической шкале мироздания (условной дискретной шкале масс) атомы и молекулы располагаются на стыке микромира (более 170 микрочастиц) и макромира, уходящего через доступный и сравнительно понятный человеку природный и искусственно созданный мир в мир супер- тяжслых материальных образований и Галактик (мсгамир). Атомы и молекулы по своей структуре подобны пустотелым сосудам, поскольку расстояния между ядрами атомов и вращающимися вокруг них электронами значительно превосходят их собственные размеры. Поэтому они проницаемы для многих микрочастиц и полей; более того, существует мнение, что структурные элементы атомов и молекул (электроны, протоны и нейтроны) сами построены из элементарных частиц более низкого порядка. Таким образом, атомы и молекулы воспринимаются как сгустки материи в бесконечном квантовом поле. Знания же человека о роли микромира в конституировании живой материи пока весьма ограничены.

Именно здесь, в мире атомов и молекул, погруженных в безбрежное, всепроникающее поле лептонов родилось чудо - живые формы материи.

Уникальной особенностью живой материи является то, что ее сложнейшие биополимерные структуры (белки, углеводы, нуклеиновые кислоты) состоят из миллионов асимметрических мономерных молекул, прежде всего, 20 аминокислот L-ряда и двух углеводов D-ряда, связанных в строгой последовательности, нарушение которой приводит к радикальному изменению их свойств. В процессе жизнедеятельности живого организма участвуют тысячи сложнейших органических молекул с множеством асимметрических центров, синтез которых возможен лишь в живой клетке.

Напомним, что молекула с одним асимметрическим атомом углерода может существовать в виде 2-х форм (антиподов), которые относятся друг к другу как предмет к своему зеркальному отражению, или как левая рука к правой. Эти антиподы и составляют два ряда соединений, условно обозначенные как L- и D-ряды.

В обычном химическом синтезе, подчиняющемся статистическим законам случайных столкновений реагирующих атомов и молекул, асимметрические центры образуются равновероятно, и, следовательно, продуктами реакции являются так называемые рацемические смеси (содержание антиподов - 50 на 50%). Абиогенный синтез некоторых природных заготовок, в частности аминокислот, в условиях Земли и космоса возможен под влиянием излучения или термического воздействия на основе простейших соединений: углекислого газа, воды, аммиака, метана, синильной кислоты и др. Однако в этом случае образуются рацемические смеси. Химики знают, насколько сложно ввести в молекулу хотя бы один асимметрический центр и получить соединение с преобладающим содержанием одного из антиподов. Асимметрически синтез в химическом реакторе и есть та аналоговая модель, которая демонстрирует необходимость целенаправленного воздействия некой внешней силы (в данном случае - исследователя) на материальную систему с целью повышения уровня ее организации.

Очевидно, что эволюции необходимо было уже на ранних стадиях осуществить сложнейший асимметрический синтез, и, что особенно важно - создать соответствующий механизм. А механизм, как известно, значительно сложнее создаваемого им объекта.

Тезис о том, что всеобщая асимметрия (дисимметрия) живой материи не могла в принципе возникнуть из асимметрических неорганических соединений,, обсуждается в литературе. Согласно теоретическому обобщению Кюри дисимметрия следствия должна иметь ди- симметричсскую причину. Являясь имманентным свойством живой материи, дисимметрия воспроизводится только в живой клетке, при этом в ней нет места рацематам. Отметим в этой связи еще один эмпирический принцип - принцип Рсди-Пастера: «Живое - только от живого, не самозарождение живого, а смена поколений».

Природный биосинтез и возникновение живой материи представляется нам не как механическое сочетание отдельных химических актов, а частью космического процесса более высокого порядка. Его истоки и направленность предопределены глобальным вселенским генетическим механизмом, обнаруживающим по ряду признаков электромагнитную, квантовую природу. И как бы исследователи его не назвали: Абсолютной идеей (Г. Гегель), Космическим разумом (К. Циолковский), Мировой душой (Дж. Бруно), Богом (С. Мудрый) или просто биогенным фактором - все они равны перед Истиной - проблема Создателя не решена. И если вы назвали эту вселенскую силу Богом - это отнюдь не значит, что вы верующий человек.

Религиозный Бог - это продукт психической деятельности человека. Верующие в божественную силу создают олицетворяющие ее символы, в частности, храмы, и вступают с ними в ритуальные отношения, пребывая при этом в особом морально-психологическом состоянии. Исследователь же законов мироздания озадачен, независимо от его отношения к религии, материалистической стороной проблемы некоего биофизического Бога, ответственного за создание всего живого, и находится в поиске доказательств или опровержений возникающих при этом гипотез.

Остается неясным, на каких стадиях развития Метагалактики сформировались мировые константы, определившие характер дальнейших эволюционных преобразований, и были заложены потенциальные возможности животворного процесса. Однако идея о вечности живой материи и единстве Космоса, в котором живое вещество занимает не подчиненную, а равноправную позицию с другими природными сущностями, заслуживает при рассмотрении законов эволюции внимательного отношения.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>