Гл.4-5

Глава 4. ПРОБЛЕМА ЭВОЛЮЦИИ ЖИВЫХ СИСТЕМ

Ситуация с определениями понятий эволюция и развитие также не очень

однозначна. Разные авторы по-разному трактуют сущность этих процессов.

Понятие развития в [1] определяется как необратимое, определенно нап-

равленное и закономерное изменение материальных и идеальных объектов,

приводящее к возникновению у них нового качества. Свойство закономернос-

ти развития указывает на то, что в основе развития лежат не случайные

события, а события, проистекающие из самой сути объекта и из типа его

взаимодействия с окружающей средой. Направленность развития означает,

что в процессе развития постепенно накапливаются однокачественные изме-

нения, определяемые типом взаимодействия данного объекта с окружающей

средой и его внутренними противоречиями. Совокупность однокачественных

изменений и определяет направленность изменения объекта.

Согласно [27] эволюция, развитие - это прежде всего создание новых

структур, переход от одних квазистационарных состояний к другим, которые

могут быть не очень близкими к исходным. Это определение, по всей веро-

ятности, надо несколько уточнить и указать, что, во-первых, речь идет о

системах; во-вторых, что имеется в виду создание (возникновение) вообще

новых системных качеств - не только структурных, но и функциональных.

В настоящее время различают классический и бифуркационный механизм

эволюции физических систем. Первый характеризуется медленным накоплением

небольших изменений. Второй обеспечивает быстрые, практически скачкооб-

разные изменения сразу многих качеств развивающихся систем. Считается,

что в эволюционном процессе бифуркационного типа присутствует также и

"наследственность": каждое новое состояние определяется предшествующим и

характером внешних воздействий. Запуск "катастрофы", т.е. бифуркационно-

го процесса, осуществляется случайными внешними воздействиями. В науке

имеются большие, но пока не реализованные, надежды с позиций бифуркаци-

онных процессов обосновать эволюционное развитие ФС в ЖС.

Принято различать два основных способа развития, эволюции систем.

Первый способ обеспечивает отбор и сохранение систем, обладающих только

большей энергией внутренних связей, т.е. этот способ развития характерен

для ФС. Второй способ развития - сохраняет те системы, которые обладают

наибольшим многообразием способов поведения в ответ на разнообразные

внешние воздействия, т.е. сохраняются системы с наибольшим запасом ин-

формации - негэнтропии, возрастающим в процессе развития. Очевидно, что

второй способ развития характерен только для ИС [24].

Выделение этих двух способов развития систем, а скорее, можно сказать

- их противопоставление, еще раз подчеркивает фундаментальную разницу

между ФС и ИС.

Большинство исследователей, занятых проблемой генезиса живого, в нас-

тоящее время сходятся во мнении, что вероятность одномоментного преобра-

зования ФС в ЖС по физическим, в основном стохастическим причинам, исче-

зающи мала. Чтобы получить разумные значения этой вероятности нужно или

вкорне пересмотреть основополагающие принципы теории вероятности, или же

допустить возможность развития ФС в известные ЖС с поэтапным, постепен-

ным накоплением всех качеств, определяющих известные ЖС. Первый вариант

отпадает, т.к. существующая теория вероятности во всех остальных случаях

пока "работает" хорошо. Что касается второго варианта, то здесь возника-

ет, уже неоднократно упомянутая, проблема промежуточных форм, т.е. сле-

дов некой "протожизни". Все попытки экспериментально, искусственно восп-

роизвести процесс развития ФС в ЖС также были неудачны.

Для того чтобы представить поэтапный процесс развития ФС в ЖС нужно

выделить из всей совокупности качеств, определяющих ЖС, некоторое одно

качество. Описать процесс стохастического развития ФС, в результате ко-

торого она приобретет это качество. Потом взять другое качество и т.д.

Но даже если значение вероятности такой стохастической "однофакторной"

эволюции ФС окажется в разумных пределах, вероятность реализации всей

цепи такого "по-шагового "преобразования ФС в ЖС, как правильно отмечен-

но в [30], все равно окажется исчезающи мала. Но главное не это. Нужно

обосновать эффективность такого однофакторного процесса развития ФС,

причем не единичного, а массового. Так например, есть версия, что про-

цесс "генетической" матричной передачи структуры предшествовал живой ма-

терии. Эта версия основывается на результатах исследований последних

лет, которые показали возможность синтеза полимеров на минеральных по-

верхностях. Наблюдался синтез полипептидов на глинах и полинуклеотидов

на базальтах. В минералах может реализоваться 3-5-ти буквенный неперек-

рывающийся код. Прослежено воспроизводство до тридцати "поколений" слоев

глины при матричном синтезе самих глин. Отсюда возникло предположение,

что эти минеральные матрицы могли послужить основой для первых предкле-

точных систем. Далее предполагается, что матричное копирование полимеров

на минералах могло привести к образованию коротких цепей нуклеиновых

кислот, которые якобы способны размножаться и вне связи с живым организ-

мом (клеткой). Дальнейшее развитие привело эти цепи к РНК, а затем к

ДНК, которая в силу своей устойчивости к повреждениям, оказалась наибо-

лее надежной для выполнения функций передачи наследственности. Потом уже

развитие привело к возникновению "полноценной" клетки.

Вот типичный ход рассуждений, в которых упускается главное: матричное

копирование минералов и полимеров на минералах - это копирование струк-

тур статических систем, причем типа ФС, а не копирование информации о

структуре и функциях динамичеких систем, т.е. не копирование информаци-

онных систем! В приведенных рассуждениях также неясно какие причины

должны лежать в основе процессов развития коротких нуклеиновых цепей в

РНК, РНК в ДНК и т.д. И пока нет самой жизни, что будет записывавться в

ДНК? Конечно никакого экспериментального подтверждения эта версия гене-

зиса ЖС пока не имеет.

Рассмотрим другой вариант такой "однофакторной" теории развития ФС в

ЖС. По этой теории выделяются два качества ЖС как "самых" специфичных

[30]. Первое качество - это способность однозначно (с точностью мутаци-

онных процессов) воспроизводить информацию, записанную на молекулярном

уровне о структуре (по всей вероятности, и о функциях, К.В.) живого.

Второе качество - это киральная чистота, т.е. в живой материи полностью

нарушена зеркальная симметрия. В неживой природе все известные процессы

препятствуют этому. Поэтому, еще В.И.Вернадский киральную чистоту считал

важнейшим признаком жизни [18] (важнейшим, но не единственным, К.В.). В

[30] отмечается, что в рамках теории "бифуркаций", "катастроф" можно по-

лучить эффект "скачкообразного" возникновения кирально чистой структуры

из первоначальной смеси оптических антиподов. Отсюда В.И.Гольданский

(см. предисловие к [30]) делает вывод, что доказана возможность возник-

новения живого из неживой материи в результате некоторого "биологическо-

го Большого взрыва" (по аналогии с "Большим взрывом", давшим, как счита-

ется, начало нашей Вселенной), который произошел на каком-то этапе раз-

вития Вселенной и привел к зарождению жизни, но не во всей Вселенной и

не во всех возможных Солнечных системах и даже не во всей Солнечной сис-

теме, а только на Земле.

Но здесь опять упускается тот момент, что киральная чистота - это

только одно из качеств, средств, может и основных, которое используетс

в ЖС в процессе ее функционирования, в частности при генетической пере-

даче информации. А вот в результате какой бифуркации, катастрофы могла

одновременно во множестве возникнуть информация (однотипная) онтогенеза

клетки и быть зафиксированной, в частности, в ДНК? Не ясно. Ясно только

то, что вероятность такой "катастрофы" также исчезающи мала. Или опять

речь идет о некой примитивной "протожизни"; тогда какой, и где ее следы?

Насколько известно, даже возможность получения просто кирально чистой

структуры по этой теории экспериментально также пока не подтверждено.

Так приблизительно обстоит дело со всеми теориями поэтапного развити

ФС в ЖС по стохастической причине.

Главными факторами эволюции ЖС по Ч.Дарвину являются изменчивость,

наследственность и естественный отбор. Изменчивость создает то многооб-

разие форм живых систем, откуда механизм отбора выделяет системы, кото-

рые будут реализованы природой. Изменчивость подразумевает наличие в лю-

бом процессе развития стохастической составляющей [27]. Считается, что

главным организационным принципом эволюции является - усложнение, диффе-

ренциация форм движения материи, в частности живой материи. Таким обра-

зом, при объяснении сущности эволюционного процесса постулируется:

во-первых, в