Страница 39 из 41
Альтернативный подход – генобиоз – считает, что ключевым признаком жизни является матричный способ воспроизведения. Иными словами, жизнь возникла с появлением первого гена (Морган, 1927; Меллер, 1937). У истоков этого приближения лежат работы американского биохимика Леонарда Троланда (Leonard Troland, 1889-1932). Троланд (Troland, 1914, 1917) предположил, что жизнь началась со спонтанного синтеза каталитических молекул, которые были способны катализировать другие молекулы (гетерокатализ) и одновременно собственное образование (само- или автокатализ). Такие каталитические молекулы, видимо, соответствуют РНК. Чуть позже выдающийся американский генетик, работавший перед второй мировой войной в Советской России Герман Меллер (Herman Joseph Muller, 1890-1967) выдвинул идею «живых генов», способных мутировать и эволюционировать, с которых, по нему, началась жизнь (доложено на Ботаническом конгрессе в 1926 г.; опубликовано в 1929 г.). В обосновании концепции генобиоза много сделали Эйген (см. Эйген, Шустер, 1982), Докинз (1993; Dawkins, 1982), а из наших ученых Б.М. Медников (2005).
Структурные составляющие РНК сложнее синтезировать в пре-биотических условиях, чем аминокислоты. Особенно трудно синтезировать цитозин, который (наряду с рибозой) является крайне нестабильным.
Кернс-Смит (1985; Cairns-Smith, 1990) указал, что ДНК и РНК в современной жизни функционируют совместно с белками. Поэтому нуклеиновые кислоты не могли быть первыми репликаторами при становлении жизни. Таким исходным репликатором, по Кернс-Смиту, могли быть глины. Кристаллы глины способны воспроизводить свою структуру и при подходящих условиях, например, при периодическом высыхании глинистых грунтов могут с ветром переноситься на дальние расстояния, давая дочерние отложения глин. Если глины с определенной кристаллической структурой как-то меняют протекающие вокруг них естественные процессы, например, движение растворов, то аналогичные процессы будут иметь место и в местах отложения дочерних кристаллов, если тому будут позволять условия. Глины способны катализировать многие реакции органического синтеза и эта их способность может меняться при различных местных нарушениях структуры глин, которые в ряде случаев будут передаваться дочерним глинистым отложениям. Если некоторые глины катализируют образование органической молекулы, которая увеличивает скорость их размножения и распространения, то соответствующие кристаллы глины по функции будут подобны генам. Эти «глиняные гены» катализируют своего рода фенотип и, кроме того могут, подвергаться отбору. В последующем, по мнению Кернс-Смита, активность «глиняных генов» могла быть дополнена действием нуклеиновых кислот, которые постепенно перехватывали функцию производства фенотипа и в конечном итоге могли полностью вытеснить «глиняные гены» (теория генетического захвата).
В этих построениях, благожелательно воспринятых одним из наиболее авторитетных сторонников геноцентрического подхода Ричардом Докинзом (Dawkins, 2006), наиболее важный момент, касается понимания мутаций глиняных генов. Здесь не идет речь об отборе естественных видов глин; отбираются скорее аномалии, могущие возникнуть при случайных нарушениях процессов кристаллизации, например, в результате возникновения трещины, которая будет передаваться дочерним кристаллам. Докинз считает, что такого рода микродефекты на поверхности кристаллов при репликации последних могут накапливаться и составлять материальную основу для хранения генетической информации по типу лазерных дисков. Забегая вперед, скажем, что более подходящим биологическим аналогом лазерных дисков, накопителем и хранителем информации является клеточная мембрана с ее возможностями дифференциального возбуждения, распределенного во времени и в пространстве, тысяч интегральных белков.
3.6. Автопойез и размножение
Заканчивая свой анализ феномена жизни, Ламарк (1959, с. 65) рассмотрел вопрос относительно того, в каких конкретно функциях она проявляется. У организма он выделил две группы жизненных функций:
1. Функции питания, развития и сохранения индивидуума.
2. Функции воспроизведения и размножения.
Предваряя обсуждение, приведем данное самим Ламарком замечание. По его мнению, жизнь лишь проявляется через функции (в данном случае функции первой группы), но не равнозначна им. «Утверждают, – пояснял Ламарк (1959, с. 64-65, сноска) – что жизнь есть совокупность функций, но это ошибка; функции являются не чем иным, как проявлениями организации и ее частей. Поэтому ни жизнь, ни сама организация не являются и не могут быть функциями. Жизнь – есть причина (функций), а организация является лишь совокупностью средств, обусловливающих то, что выполняют функции». Жизнь, по Ламарку, есть причина, которая таким образом организует живые тела, что у них появляется функция. Функция, следовательно, выступает в качестве вторичного явления, тогда как жизнь по отношению к функции первична. Формально функция является предикативной характеристикой организма. Все вместе это означает, что жизнь для Ламарка является конструктивным понятием.
В основе первой группы функций, если следовать ламарковскому определению жизни, приведенному выше, и четвертому пункту, лежат жизненные процессы. Жизнь с этой точки зрения выражается в метаболизме в широком смысле слова, включая и поведение, и этот метаболизм, т.е. состояние жизни через вторую группу функций передается и воспроизводится в ряду последовательных поколений. Ламарк, таким образом, разграничивает явление жизни и процесс ее воспроизводства. Мотивы этого понятны. Если считать первую группу функций как составляющих основу жизни, то для продолжения жизни эти жизненные функции должны передаваться в ряду поколений. Если включить воспроизведение в понятие жизни, то мы не сможем, не нарушая логики, говорить о воспроизведении жизни. В этом случае понятие воспроизведения будет включать антиномичное воспроизведение самого себя.
Поэтому Ламарк был прав, разделив жизненные функции и функцию их воспроизведения.
Аналогичным образом, исключив феномен наследования, подходил к описанию жизни известный немецкий биолог Макс Гартман (Maximilian Hartma
Легко понять, почему Гартман исключил наследственность из признаков жизни. Если жизнь протекает внутри клеток, то воспроизведение последних составляет особый аспект существования организмов, который, к тому же, не является для них уникальным. Так, многие минералы, подобно растениям растут послойно, часто через матричный механизм роста. Они способны делиться, и давать новые, в том числе и измененные под действием среды кристаллические формы (Кернс-Смит, 1985; Юшкин, 2002).
Заметим, что в ламарковском определении жизни обменные процессы рассмотрены шире и включают не только движение вещества и энергии, но и поток флюидов. Явление раздражимости Ламарк понимает иначе, считая, что процессы, традиционно рассматриваемые под названием раздражимости, в корне отличны у растений и животных. По существу, ту же мысль высказывает и Гартман, о чем мы будем говорить в главе 10. О процессах смены формы Ламарк говорит в пункте 5 своего определения.
Итак, в своем определении Ламарк говорил о воспроизведении жизненных функций. Но функциями не исчерпывается природа организма. Организм может анализироваться со стороны, путем сравнения его признаков с признаками других организмов (предикативный аспект изучения), и изнутри, через изучение его строения и функций как автономно существующего объекта (конструктивный аспект изучения). Ламарк не вычленял эти аспекты, но более был склонен придерживаться конструктивного понимания организма.