 Многим людям, вне зависимости от их знаний и просвещённости, слово «жизнь» кажется ясным и вполне понятным. Однако даже в наше время дать её непротиворечивое, исчерпывающее определение – с научной точки зрения задача довольно сложная. Одно из широко распространённых определений жизни как совокупности явлений, происходящих в организмах, и особой формы существования материи, возникшей на определённой ступени её развития, не позволяет чётко разделить материальные объекты на живые и неживые. Что же такое жизнь в современном понимании?
Вне всякого сомнения, в чётком и однозначном определении жизни нуждаются учёные-естествоиспытатели. Оно нужно, прежде всего, биохимикам, чтобы отличить неживую материю от живой при проведении опытов её синтеза в лабораторных условиях. В поисках истоков жизни такое определение нужно и палеонтологам, изучающим ископаемые останки организмов, существовавших в прошлые геологические периоды и сохранившиеся в виде ископаемых останков. Для более глубокого понимания жизненных процессов оно нужно и другим учёным, исследования которых прямо или косвенно связаны с живой природой. Современное понимание жизни, конечно же, необходимо преподавателям и студентам, учителям и школьникам, писателям и журналистам. В повседневной жизни оно необходимо многим людям, решившим познать тайны природы и сделавшим свои первые шаги на правильном пути спасения жизни, не только собственной, но и жизни во всех её разнообразных и многогранных проявлениях, чтобы осознать уникальность живого мира и своими глазами увидеть удивительную красоту природы.
Определение «жизнь – это особая форма материи…», как написано в отечественных энциклопедических изданиях, и другие слова: «строго научное разграничение на живые и неживые объекты встречает определённые трудности», приведённые в Большой советской энциклопедии, мало что говорят о понятии «жизни» в современном представлении.
Строгое и однозначное определение жизни можно считать вполне удачным, если оно отражает самые последние достижения разных отраслей науки о живой природе. Всякое определение, кажущееся непротиворечивым, но сформулированное в начале прошлого века или всего несколько десятилетий назад, нельзя признать исчерпывающим и современным, так как в нём не учтён, например, генетический уровень познания живого мира.
Точное и лаконичное определение жизни не входит в задачу любого любознательного и просвещённого человека, если он и интересуется живой природой. Такую непростую научную задачу решают учёные-естествоиспытатели и авторы, которым улыбнулось счастье написать обобщающую статью о жизни для какого-либо солидного энциклопедического издания.
Невзирая на все сложности и трудности научного определения жизни и её понимания, в настоящее время всё же можно назвать вполне определённые, основные признаки, отличающие всё живое от неживой материи. К таким отличительным признакам относятся способность к размножению, рост и развитие, наследственность, изменчивость, саморегуляция, самовоспроизведение и другие. Все эти общие признаки обусловливаются двумя основополагающими жизненными системами, одна из которых обеспечивает обмен веществ, а другая – воспроизведение материальных основ жизни. Обе жизненно важные системы в современных организмах достигли высочайшего совершенства, и наиболее вероятное рождение живых организмов из неживой материи произошло после завершения их формирования. Единая физико-химическая природа обеих жизненных систем для всех живых существ независимо от их сложного строения свидетельствует о том, что огромное ветвистое древо жизни произрастало с незапамятных времён из какого-то пока неведомого первоначала.
Некоторые названные признаки живого всё же весьма условны и относительны. Так, рост и самовоспроизведение вряд ли можно считать строго отличительными, ведь они характерны и для объектов неживой природы, например, для монокристаллов, при росте которых полностью воспроизводится их первоначальная симметричная структура.
Живые организмы обладают уникальной способностью размножения, при котором потомкам передается наследственная информация. Способность производить потомство присуща всем видам и формам живых существ, включая элементарную клетку – материальную основу всех живых организмов. Подобно любому живому организму клетка питается, растёт и размножается. Отдельные её составные части не наделены природой такими свойствами – они не жизнеспособны. Поэтому была поставлена, казалось бы, совсем простая задача – воспроизвести в лабораторных условиях живую клетку, а не её какую-то составную часть, лишённую жизненных признаков. Однако, как выяснилось совсем недавно, сначала следует решить совсем другую задачу, чтобы приблизиться к великой тайне происхождения жизни.
С давних времён известны божественная версия и естественно-научные гипотезы происхождения жизни. Божественная версия родилась тысячи лет назад, а наиболее завершённые научные гипотезы появились сравнительно недавно, в прошлом столетии и совершенствуются по мере накопления знаний о природе.
Современное научное мировоззрение формировалось на трудах известных всему миру, великих учёных-естествоиспытателей: Кеплера, Паскаля, Ньютона, Коперника, Галилея, Ломоносова, Менделеева, Планка, Фарадея, Максвелла, Дарвина, Линнея, Пастера, Павлова, Пирогова и многих других. Их вера в Бога подвигала на всестороннее и глубокое познание окружающего мира. Отношения к ним в обществе были разные. Например, если Менделеев подвергался едва ли не гонениям за свои православные убеждения, то верующего Павлова терпели даже в атеистическом советском государстве.
Согласно библейской книге «Бытие», «Бог в третий день сотворил растительный мир: траву, сеющую семя, дерево плодовитое, приносящее по роду своему плод, в котором семя его на земле». На пятый день «сотворил Бог рыб больших и всякую душу животных пресмыкающихся, которых произвела вода, по роду их, и всякую птицу пернатую по роду её». На шестой день Он создал «зверей земных по роду их, и скот по роду его, и всех гадов земных по роду их». Эта версия основана на вере и не нуждается в каких-либо логических либо экспериментальных доказательствах. И каждый человек, наделённый свободой воли, своим путём, чаще всего путём глубоких раздумий, приходит к собственным убеждениям верить ли ему и ради чего верить, или, по-другому, верить ли ему в божественную версию либо ограничиться только естественно-научными гипотезами происхождения жизни, включая человека.
Среди множества научных гипотез происхождения жизни можно выделить две основные, принципиально отличающиеся – панспермию и абиогинез. Обе гипотезы с развитием естествознания приближаются к естественно-научной истине, или становятся более правдоподобными. Доказать экспериментом или опытом правоту этих двух гипотез до сих пор никому не удалось, и, следовательно, преждевременно и поспешно переводить их в разряд научной теории, соответствующей естественно-научной истине. К сожалению, некоторые исследователи и авторы книг, в том числе учебников по биологии, по-видимому, не знакомые с азами научного познания, по собственным убеждениям, основанным в большей степени на вере, а не на доказательствах, выдают желаемое за истинное, принимая гипотезу за научную теорию. Такая ошибочная трактовка понятий приводит к заблуждению и не способствует объективному познанию живой природы.
Согласно гипотезе панспермии, в межзвёздном пространстве существует жизнь в виде мелких зародышей-спермий, способных выдерживать большие перепады температуры, интенсивное космическое излучение и другие чрезмерные воздействия, губительные для живых организмов. Предполагается, что миллиарды лет назад кометы занесли спермии на Землю, где сложились условия, благоприятные для их развития. Сторонники этой гипотезы – известные всему миру учёные: Г. Гельмгольц, Л. Пастер, С. Аррениус, В. Вернадский. Панспермия остаётся пока гипотезой – спермии в космосе не обнаружены.
Другая гипотеза – абиогинез – менее романтична: жизнь возникла на Земле из неживой материи, часто называемой неорганической. В развитии этой гипотезы существенный вклад внесли английские естествоиспытатели Дж. Берналл, Б.С. Холдейн, российский биохимик А.И. Опарин и другие учёные. На долгом пути поиска истоков жизни в неживой материи достигнуты большие успехи во многих отраслях естествознания, но синтезировать даже самый простой живой организм – живую клетку – до сих пор не удалось, хотя некоторые учёные-оптимисты убеждены, что решение этой задачи не за горами.
Известна одна интересная история постижения великой тайны жизни. В 1924 г. наш соотечественник А.И. Опарин, будучи 30-летним учёным, опубликовал статью «Происхождение жизни». Эта статья, как и другие его научные работы, заинтересовали не только отечественных, но и зарубежных учёных. Спустя примерно три десятилетия С. Миллер, аспирант Чикагского университета, провёл удачный опыт по абиогенному синтезу в лабораторных условиях, приближённых к тем, которые, как предполагалось, существовали на ранних стадиях развития Земли. В результате химической реакции ему удалось синтезировать аминокислоты – органические соединения, участвующие в обмене веществ, важнейшем жизненном процессе всех живых организмов.
По воспоминаниям коллег, А.И. Опарин был убеждённым материалистом, хотя в то время за рубежом и в нашей стране было немало учёных и с другим мировоззрением, нисколько не мешавшим им проводить исследования на высоком научном уровне… Однажды в Италии он читал лекцию о происхождении жизни. После лекции ему сказали, что с ним хотел бы встретиться президент Папской академии наук из Ватикана. Зная о предвзятом отношении зарубежных коллег к советским гражданам, А.И. Опарин не ожидал ничего хорошего от встречи с высокопоставленным иерархом католической церкви… Однако незапланированная и неожиданная встреча всё же состоялась. Преподобный сеньор, пожав руку молодому учёному и поблагодарив за интересную лекцию, сказал: «Профессор, я восхищён тем, как прекрасно вы вскрыли промысел Божий».
С развитием технологической базы эксперимента появилась уникальная возможность не только определять химический состав, структуру и свойства простых и сложных по строению живых организмов, но и проводить их исследования на молекулярно-генетическом уровне и таким образом шаг за шагом приближаться к разгадке тайны жизни. Тем не менее, на многие ключевые вопросы до сих пор нет ответа. Вот некоторые из них. Почему все белковые молекулы живых организмов поворачивают плоскость поляризации только влево, а нуклеиновые кислоты – только вправо? Почему этим же оптическим свойством поляризации не обладают такие же по химическому составу органические соединения неживой материи? Могла ли возникнуть жизнь случайно?
Современные математические методы с применением компьютерной техники позволяют количественно оценить вероятность случайного возникновения жизни из неживой материи, или рассчитать вероятность абиогенеза. Один из таких расчётов сделал известный английский учёный Фред Хойл, наш современник, лауреат Нобелевской премии. Не вдаваясь в детали и цифры сложнейших расчётов, приведём сделанный им вывод: вероятность синтеза только одной молекулы белка примерно такая же, как если бы мартышка случайно напечатала одну из трагедий Шекспира, то есть почти нулевая. «Представление о том, что программа, заложенная в живую клетку, могла развиться случайно в первобытном супе на Земле, в высшей степени абсурдно», – утверждал Фред Хойл. Исследователи, не согласные с таким выводам, приводят свои аргументы: жизнь начиналась с очень простых организмов, и природа не пыталась сразу построить «Боинг». Не надо бояться бесконечно малой вероятности. Один шанс на миллион миллионов? И что же из того, ведь он может выпасть с первой же попытки.
Проведено великое множество разнообразных экспериментов и опытов учёными разных стран в течение длительного времени, особенно в прошлом столетии, и попытка не только случайного, но и вполне осознанного и целенаправленного синтеза даже клетки простейшего живого организма пока не увенчалась успехом. Живая клетка оказалась весьма крепким орешком для её воспроизведения в лабораторных условиях. Сложнейшая работа клетки держится на трёх китах: ДНК, РНК и белки. ДНК хранит наследственную информацию, белки осуществляют химические реакции, запрограммированные в ДНК, информацию от ДНК к белкам передает РНК. Поиск наиболее древней молекулы, с которой началась жизнь, продолжается почти столетие. Сравнительно недавно родилась гипотеза о спонтанном зарождении гена, некого первоначалом жизни, и на его роль могла претендовать молекула ДНК, поскольку она хранит информацию о своей структуре и строении белка. Постепенно выяснилось, что для такого зарождения ей нужны посредники – РНК и белки. Исследования последних десятилетий показали, что РНК больше подходит на главную роль в абиогенном зарождении жизни. Мир РНК почти живой, и до полного его оживления ему осталось сделать всего один шаг – воспроизвести живую клетку. А сколько шагов предстоит сделать учёным, чтобы решить эту, казалось бы, простейшую задачу, покажет время.
Библиографические ссылки
Карпенков С.Х. Стратегия спасения. Из бездны большевизма к великой
России. М.: ООО «Традиция», 2018. – 416 с.
Карпенков С.Х. Незабытое прошлое. М.: Директ-Медиа, 2015. – 483 с.
Карпенков С.Х. Воробьёвы кручи. М.: Директ-Медиа, 2015. – 443 с.
Карпенков С.Х. Экология: учебник в 2-х кн. Кн. 1 – 431 с. Кн. 2 – 521 с. М.: Директ-Медиа, 2017.
Степан Харланович Карпенков
для Русской Стратегии
http://rys-strategia.ru/ |
