Скрытые связи
Шрифт:
Прежде чем приступить к формулированию новой единой основы понимания биологических и социальных явлений, мне бы хотелось вернуться к древнему вопросу «Что такое жизнь?», посмотрев на него свежим взглядом [1]. Я должен сразу же подчеркнуть, что не намерен подходить к этому вопросу со всей возможной для человека глубиной, но собираюсь ограничиться чисто научным его рассмотрением — более того, на первых порах я буду говорить о жизни лишь как о биологическом феномене. С учетом этих оговорок указанный вопрос можно перефразировать так: «Каковы определяющие характеристики живых систем?»
Специалисты в общественных науках, вероятно, предпочли бы двигаться в противоположном направлении: сперва выяснить определяющие характеристики общественной реальности и лишь затем перейти к сфере биологического, установив надлежащее соответствие с понятиями естественных наук. Такой подход, безусловно, возможен, но для меня, получившего естественнонаучное образование и уже разработавшего новую, синтетическую концепцию жизни в этих дисциплинах, разумно начать именно отсюда, с определения жизни.
Я мог бы также указать, что общественная реальность в конечном итоге произросла из биологического мира 2-4 миллиона лет назад, когда австралопитеки (Australopithecus afarensis) начали ходить на двух ногах. Именно тогда у древних гоминидов развился сложный мозг, навыки изготовления орудий труда и язык, а беспомощность их недоношенных детенышей привела к возникновению заботливой семьи и сообществ, заложивших фундамент социальной жизни человека [2]. Таким образом, социальные явления могут быть лучше поняты, если взять за основу объединенную концепцию эволюции жизни и сознания.
Взглянув на огромное разнообразие живых организмов — животных, растений, людей, микробов, — мы тут же сделаем важное открытие: вся биологическая жизнь состоит из клеток. Без клеток жизни на этой Земле нет. Возможно, так было не всегда, — и я еще вернусь к этому вопросу [3], — но сейчас можно сказать с уверенностью: клеточное строение присуще всему живому.
Это открытие позволяет нам придерживаться обычной для научного метода стратегии. Чтобы выяснить определяющие характеристики живого, нам следует выявить и затем изучить простейшую из систем, которая эти характеристики проявляет. Такая редукционистская стратегия оказалась в науке весьма эффективной — единственное, чего следует избегать, так это представления, будто сложная система есть всего лишь простая сумма своих более простых частей.
Нам известно, что все живые организмы представляют собой либо отдельные клетки, либо многоклеточные образования, мы знаем и то, что простейшей живой системой является клетка [4]. Если быть более точным, это бактериальная клетка. Сегодня нам известно, что все высшие формы жизни развились из бактериальных клеток. Простейшие же из этих последних принадлежат к классу крошечных сферических бактерий, именуемых микоплазмами, диаметр которых составляет менее тысячной доли миллиметра, а геном состоит из одной замкнутой петли двухнитевой ДНК [5]. Но даже в таких элементарных клетках непрерывно протекают сложные и разветвленные метаболические процессы [10] , благодаря которым клетка снабжается питательными веществами, избавляется от шлаков и синтезирует из молекул пищи белки и другие свои составляющие.
10
Метаболизм (от гр. metabole — «изменение») — это совокупность биохимических процессов жизнедеятельности.
Будучи элементарными клетками в смысле своей внутренней простоты, микоплазмы, однако, способны выжить лишь во вполне конкретной и довольно сложной химической среде. Как указывает биолог Гарольд Моровиц, это означает, что нам следует различать два рода клеточной простоты [6]. Внутренняя простота означает простоту биохимических процессов, протекающих внутри организма, тогда как простота экологическая означает невысокую химическую притязательность в отношении среды его обитания.
С экологической точки зрения простейшими из бактерий являются предки сине-зеленых водорослей цианобактерии, которые также отличаются почтенным возрастом: их химические следы обнаруживаются в древнейших окаменелостях. Некоторые из этих сине-зеленых бактерий способны строить свои органические компоненты исключительно из углекислоты, воды, азота и чисто минеральных веществ. Интересно, что их удивительная экологическая простота, как оказывается, требует некоторой внутренней биохимической сложности.
Связь между внутренней и экологической простотой пока что весьма мало изучена — отчасти потому, что большинство биологов не привыкли смотреть на вещи под экологическим углом зрения. Как разъясняет Моровиц:
Устойчивая жизнедеятельность — это свойство экосистемы, а не отдельного организма или вида. Традиционная биология привыкла ограничиваться рассмотрением отдельных организмов, а не биологического континуума, поэтому происхождение жизни видится ей уникальным событием, в котором некий организм возникает из окружающей его среды. Напротив, экологически сбалансированный подход предполагает изучение протоэкологических циклов и соответствующих химических систем, которые должны были развиваться и устойчиво существовать одновременно с возникновением объектов, сходных с биологическими организмами |7].
Ни один организм не способен существовать в изоляции. Животные в своих энергетических потребностях зависят от фотосинтеза растений; растения зависят от производимой животными углекислоты, равно как и от азота, связываемого почвенными бактериями. Взятые же вместе, растения, животные и микроорганизмы регулируют биосферу в целом и поддерживают условия, благоприятные для жизни. Согласно выдвинутой Джеймсом Лавлоком и Линн Маргулис [8] теории Геи, эволюция первых живых организмов шла рука об руку с превращением поверхности планеты из неорганической среды в саморегулирующуюся биосферу [11] . «В этом смысле, — пишет Гарольд Моровиц, — жизнь есть свойство скорее планет, нежели отдельных организмов» [9].
11
Для справедливости следует заметить, что данная гипотеза была высказана (и исследована) гораздо раньше в работах академика В. И. Вернадского (1863— 1945), русского ученого, основателя науки биогеохимии и автора понятий «биосфера» и «ноосфера». — Прим. науч. ред.
Давайте теперь вернемся к вопросу «Что есть жизнь?» и спросим: как работает бактериальная клетка? Каковы ее определяющие характеристики? Взглянув на клетку в электронный микроскоп, мы заметим, что в ее метаболических процессах принимают участие особые макромолекулы — громадные образования, представляющие собой длинные цепи из сотен атомов. Во всех клетках обнаруживаются два рода таких макромолекул — белки и нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК [12] ).
12
Соответственно дезоксирибонуклеинопая и рибонуклеиновая кислоты. — Прим. перев.
В бактериальной клетке имеется два основных типа белков — ферменты, действующие как катализаторы различных метаболических процессов, и структурные белки, являющиеся ее строительным материалом. В клетках высших организмов имеется также множество других типов белков, выполняющих специальные функции, — например, антитела иммунной системы и гормоны.
Поскольку большинство метаболических процессов катализируются ферментами, а выработка ферментов определяется генами, клеточные процессы являются генетически управляемыми, что придает им чрезвычайную устойчивость. Молекулы РНК служат «посыльными», перенося от ДНК необходимую для синтеза ферментов информацию и устанавливая тем самым ключевую связь между генетическими и метаболическими характеристиками клетки.