Знание-сила, 1997 № 04 (838)
Шрифт:
У близких видов возникают одни и те же варианты признаков, причем параллелизм изменчивости проявляется с таким постоянством, что можно предсказать существование еще не обнаруженных вариантов. Следовательно, генетическая система направляет и ограничивает мутации генов. В этом сущность открытого Н. И. Вавиловым закона гомологических рядов.
Менее очевидный параллелизм неродственных организмов выражается в общности основных эволюционных тенденций- Так, млекопитающие животные и цветковые растения развивались пол знаком заботы о потомстве. У тех и других основное эволюционное новшество — это специальный продукт питания, молоко и эндосперм, укрепивший связь потомства с материнским организмом. Повышенная активность процессов обмена веществ способствовала развитию терморегуляции
Еще в додарвиновскии период был обнаружен удивительный параллелизм: «лестницы природы»,
развития эмбриона высших животных, проходящего ряд стадий, которые на поминают более примитивные формы, и палеонтологической последовательности организмов от более древних слоев к более молодым. Это явление, названное Л. Агассисом «тройственным параллелизмом», доказывало, что есть в природе какая-то универсальность, некая общая идея.
Повторение исторического развития в индивидуальном было сформулировано как особый «биогенетический» закон. В идеале зародышевое развитие должно быть чем-то вроде ускоренного прокручивания киноленты, на которой мелькают сначала некие черви и моллюски, затем рыбы, амфибии, рептилии и, наконец, млекопитающие, все более похожие на человека. В этой киноленте часть кадров вырезана, неразборчива или даже смонтирована в обратном порядке. Наследственная программа развития, как компьютер, уплотняет и сбрасывает информацию. Нередко наблюдается снятие конечных стадий, при котором взрослый организм сохраняет младенческие черты, повторяющие более или менее отдаленных предков (обезьяньи черты у человека).
Сейчас известен и четвертый тип параллелизма — биоцеиотический. Развитие биотическою сообщества на первой — пионерной — стадии характеризуется невысоким разнообразием и небольшой биомассой при высокой продуктивности и значительных «отходах» — накоплениях отмершего вещества (мортмассы). На последующих стадиях разнообразие, отношение биомассы к продуктивности и мортмассе возрастает, сообщество входит в равновесную климаксную фазу.
Совершенно так же на ранних этапах эволюции биосферы примитивные микробные сообщества характеризовались исключительно высокой продуктивностью и накоплением огромных объемов мортмассы (железорудные формации, строматолитовые постройки и другие) при относительно небольшой биомассе. Сквозная тенденция от появления жизни до наших дней заключалась в увеличении биомассы и биологического разнообразия, тогда как отношение продуктивности к биомассе и накопление мортмассы сокращались.
В том и Другом случае главенствующая роль переходит от видов с пионерной стратегией — активных колонизаторов, быстро размножающихся при высоком уровне смертности и резких колебаниях численности,— к более эффективным в использовании ресурсов среды, способным стабилизировать численность на оптимальном уровне. В том и другом случаях не происходит полного вытеснения пионерных видов, которые в зрелом сообществе выполняют функцию аварийной службы, восстанавливая локальные нарушения.
Хотя слишком прямолинейное сопоставление сообщества с организмом неоднократно подвергалось критике и климакс в отличие от дефинитивной стадии организма в природе выступает большей частью в качестве потенциального состояния, все же повторение эволюционных закономерностей в развитии сообщества позволяет провести аналогию с биогенетическим законом — повторением исторических стадий в индивидуальном развитии.
Далее, повторяют друг друга пучки расходящихся эволюционных линии, образуемые в последовательные геологические эпохи сменяющими друг друга группами организмов. Сначала рептилии, а затем млекопитающие, заполняя жизненное пространство, разделялись на вегетарианцев и хищников, сухопутные, водные, летающие формы, приобретая при этом заметное сходство со своими предшественниками (рыбами, ихтиозаврами, китообразными). Все эти виды параллелизма имеют общую природу: в них проявляются общие закономерности эволюции систем, и неудивительно, что развитие человеческого общества во многом, подобно биологической эволюции, укладывается в систему параллелизма. Оставив иллюзию собственной исключительности, мы увидим, что законы эволюции действительны и для человеческого вида.
Человек появился на поздней стадии эволюции биосферы как элемент ее биологического разнообразия. Подобно другим биологическим видам, человек на первых этапах своей эволюции взаимодействовал со средой обитания по принципу управления с обратной связью с неизбежными при этом резкими колебаниями численности Численность регулировалась «сверху» — хищниками и паразитами, «сбоку» — конкурирующими видами, «изнутри» — людоедством и умерщвлением детей, инфантицидом (следы которого остались в мифах) и «снизу» — истощением пищевых ресурсов. По мере того как первые три способа отступали на задний план, последний приобретал все большее значение.
У примитивных организмов стратегия выживания основана на росте численности, у высокоорганизованных — на поддержании популяционного равновесия. Для многих поколений людей прогрессивное общественное развитие прочно ассоциировалось с популяционным и экономическим ростом. Этому способствовало постоянное военное противостояние. Сейчас открывается возможность пересмотреть стратегию роста в пользу равновесия. Настоятельной необходимостью становится стабилизация численности. Если человечество хочет избежать регуляции численности «снизу» — истощением ресурсов, то необходима регуляция «изнутри» и по возможности не людоедскими методами.
Благая весть становится убедительнее, если засвидетельствовать се четыре раза кряду. Параллелизм — это многократное свидетельство общности всех открытых систем, закономерной направленности их эволюции.
Курица или яйцо?
Говоря о происхождении жизни, мы чаще всего имеем в виду какие-то структуры. Но жизнь, по верному замечанию Л. Берталланфи,— это скорее процесс, чем структура, процесс сохранения неравновесного состояния органической системы извлечением энергии из среды. Органические вещества, попадавшие в океан, вероятно, накапливались в виде нефтеподобной пленки. Основываясь на модельных опытах, можно предположить, что при высокой температуре и под действием ультрафиолетовых лучей здесь возникали протейнойдные микросфсры (вроде тех, которые получал американский исследователь С. Фокс, нагревая прозеиноидную смесь), полинуклеотиды и многослойные мембраны. Считают, что первичной матрицей была РНК, так как ее удается синтезировать без участия специализированных энзиматических систем.
Отношения между РНК-овыми частицами и протеиноидными микросферами могли складываться по типу хищник — жертва. На это указывает агрессивность вторгающихся в клетку нуклеиновых кислот РНК-овых вирусов, может быть, наиболее древних из сохранившихся до наших дней организмов, способных в то же время вступать в симбиотические отношения с генами хозяина. Первичные РНК-овые частицы также, вероятно, могли превращаться из хищников в симбионтов микросфер. Они таким образом приобретали белковый футляр и благодаря высокой избирательной способности по отношению к продуктам обмена стабилизировали внутреннюю среду микросферы.
Эволюционное решение известного парадокса «курицы и яйца» (для воспроизведения белков нужны нуклеиновые кислоты, для воспроизведения нуклеиновых кислот — белки, так что же было раньше — РНК, ДНК или белки?), по- видимому, заключается в том, что раньше не было ни «курицы», ни «яйца» в том виде, в каком мы их знаем сейчас.
Взаимоотношении между РНК-овыми, ДНК-овыми и белковыми частицами в ходе их совместной эволюции не оставались постоянными. Не только возрастала взаимозависимость, но происходила переоценка ценностей, превращение цели в средство и наоборот. Белковые тельца служили всего лишь футлярами нуклеиновых кислот. Но от футляров требовалась устойчивость, способность приспосабливаться к различным условиям. Со временем их самоценность возрастала, и теперь уже мысль о том, что ДНК избрала для своего воспроизведения трубкозубов и людей, звучит гротескно.