Что такое жизнь



Автор: С.Х.Карпенков
Дата: 2016-02-04 22:05
Попытаемся понять, что же такое жизнь в современном представлении. Несмотря на то, что слово «жизнь» многим кажется ясным и вполне понятным, дать её непротиворечивое, исчерпывающее определение – задача довольно сложная. Одно из определений жизни как совокупности явлений, происходящих в организмах, и особой формы существования материи, возникшей на определённой ступени её развития, не позволяет чётко разделить материю на живую и неживую.
 
Ясное и понятное определение жизни нужно, прежде всего, учёным-естествоиспытателям: биохимикам, чтобы отличить живое от неживого, синте-зируемого в лабораторных условиях; палеонтологам, изучающим горные породы в поисках истоков жизни, и многим другим (вне зависимости от специфики занятий), решившим познать цели жизни и сделавшим свои первые робкие шаги на правильном пути спасения жизни, не только собственной, но и жизни во всех её многогранных проявлениях. Современное понимание жизни необходимо и философу, и школьнику, и журналисту, и простому человеку, чтобы почувствовать уникальность живого мира и увидеть его красоту. Утверждать, что жизнь – это особая форма материи, как это написано во многих отечественных энциклопедических источниках, либо отметить, как это сделано в Большой советской энциклопедии, что «строго научное разграничение на живые и неживые объекты встречает определённые трудности», означает почти ничего не сказать о жизни. Удачное определение жизни должно отражать последние достижения многих отраслей естествознания и прежде всего наук о живой природе. Например, даже вполне приемлемое определение, данное сто или всего несколько десятилетий назад, нельзя признать современным, так как оно не учитывает, например, генетический уровень познания живого мира. Точное лаконичное определение жизни не входит в задачу любого любознательного человек, если он и интересуется живой природой. Такую задачу решают учёные в области живой природы и авторы, которым улыбнулось счастье написать обобщающую статью о жизни в энциклопедическом издании. Но все же вполне определённо можно назвать основные признаки, отличающие живое от неживого. К ним относятся способность к размножению, рост и развитие, наследственность, изменчивость, саморегуляция, самовоспроизведение и другие. Эти признаки обусловливаются двумя основополагающими жизненными системами – системой обмена веществ и системой воспроизведения материальных основ жизни. Обе системы в современных организмах достигли высочайшего уровня совершенства, и, по-видимому, переход неживой материи к живой произошёл после их формирования. Единая их физико-химическая природа для всех живых организмов независимо от их сложности даёт основание полагать, что огромное ветвистое древо жизни произрастало из какого-то пока неведомого первоначала. Некоторые названные признаки живого весьма условны. Так, рост и самовоспроизведение вряд ли можно строго считать отличительными, ведь они характерны для объектов и неживой природы, например, монокристаллов, при росте которых полностью воспроизводится их симметричная структура. Живые организмы обладают уникальной способностью к размножению, когда потомкам передается наследственная информация, что присуще всем видам и формам живых существ, включая самую простую клетку – элементарную ячейку всех живых организмов. Подобно любому организму клетка питается, растёт и размножается, впоследствии чего её можно считать живым организмом. Отдельные составные её части не обладают жизненными функциями. Поэтому была поставлена, казалось бы, совсем простая задача – воспроизвести в лабораторных условиях живую клетку. Однако, как выяснилось совсем недавно, сначала следует решить совсем другую задачу, чтобы приблизиться к великой тайне первоначала жизни. Известны божественная версия и естественно-научные гипотезы происхождения жизни. Божественная версия родилась тысячи лет назад, а наиболее завершённые естественно-научные гипотезы стали появляться сравнительно недавно, по мере накопления знаний о природе. Современное естественно-научное воззрение формировалось на трудах гениальных учёных-естествоиспытателей: Кеплера, Паскаля, Ньютона, Коперника, Галилея, Ломоносова, Менделеева, Планка, Фарадея, Максвелла, Дарвина, Линнея, Пастера, Павлова, Пирогова и многих других известных всему миру учёных, чья вера в Бога подвигала их на глубокое познание окружающего мира. Отношения к ним в обществе были разные. Так, если Менделеев подвергался едва ли не гонениям за свои православные убеждения, то верующего Павлова терпели даже в атеистическом 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, то есть верить ли ему в божественную версию или только в естественно-научные гипотезы происхождения жизни, в том числе и человека. Среди множества естественно-научных гипотез происхождения жизни можно выделить две основные, принципиально отличающиеся: панспермию и абиогинез. С развитием естествознания обе гипотезы становятся более правдо-подобными, приближаясь к естественно-научной истине. 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 естественно-научного познания, по собственным убеждениям, основанным в большей степени на вере, а не на доказательствах, выдают желаемое за истинное и в результате путают понятия гипотезы и научной теории, что вызывает естественный протест читателей, студентов, учеников и их родителей. Согласно гипотезе панспермии, в межзвёздном пространстве существует жизнь в виде мелких зародышей-спермий, способных выдерживать большие перепады температуры, космическое излучение и другие губительные для живых организмов воздействия. Предполагается, что миллиарды лет назад кометы занесли спермии на Землю, где сложились благоприятные для их развития условия. Сторонники этой гипотезы – известные всему миру учёные: Г. Гельмгольц, Л. Пастер, С. Аррениус, В. Вернадский. Спермии в космосе пока не удалось обнаружить.

 

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. На этом пути поиска истоков жизни достигнуты большие успехи во многих отраслях естествознания, но синтезировать даже самый простой живой организм – живую клетку до сих пор не удалось, хотя некоторые учёные убеждены, что решение этой задачи не за горами. Представляют интерес некоторые факты из истории постижения великой тайны жизни. В 1924 г., наш соотечественник А.И. Опарин, будучи 30-летним учёным, опубликовал статью «Происхождение жизни». Эта и его другие статьи заинтересовали отечественных и зарубежных учёных. Спустя примерно три десятилетия С. Миллер, аспирант Чикагского университета, провел удачный опыт по абиогенному синтезу в лабораторных условиях, приближенных к тем, которые, как предполагалось, существовали на ранних стадиях развития Земли. В результате химической реакции удалось получить аминокислоты. По воспоминаниям коллег, академик А.И. Опарин был убеждённым материалистом. Идеи и взгляды этого учёного интересовали людей и с другим мировоззрением. Однажды он читал лекцию о происхождении жизни в Италии. После лекции ему сказали, что с ним хотел бы встретиться не кто иной, как президент Папской академии наук из Ватикана. Будучи советским гражданином и зная предвзятое отношение подавляющего большинства представителей зарубежной интеллигенции к Советскому Союзу, А.И. Опарин не ожидал от представителя католической церкви ничего хорошего. Но все же встреча состоялась. Преподобный сеньор пожал А.И. Опарину руку, поблагодарил за интересную лекцию и сказал: «Профессор, я восхищён тем, как прекрасно вы вскрыли промысел Божий». С развитием технической базы эксперимента появилась уникальная возможность не только определять химический анализ, структуру простых и сложных по организации живых организмов, но и проводить их исследования на молекулярно-генетическом уровне, что, естественно, даёт ещё один шанс приблизиться 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 это свойство поляризации не относится к таким же по составу органическим соединениям неживой материи? Могла ли возникнуть жизнь случайно? Современные математические методы 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, приведем 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. Те, кто не согласен с подобными расчётами и  выводами  приводят свои аргументы: жизнь начинается 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 разных экспериментов и опытов в течение длительного времени, особенно в прошлом столетии, и попытка не только случайного, но и вполне целенаправленного синтеза даже клетки простейшего живого организма пока не увенчались успехом. Живая клетка оказалась весьма крепким орешком для воспроизведения в лабораторных условиях. Её работа 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. Родилась гипотеза о спонтанном зарождении гена, который стал первоначалом жизни, и на его роль могла претендовать молекула ДНК, поскольку она хранит информацию о своей структуре и строении белка. Постепенно выяснилось, что для этого 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, до полного оживления ему осталось сделать всего один шаг – произвести живую клетку. А сколько шагов предстоит сделать учёным, чтобы решить эту, казалось бы, простейшую задачу, покажет время.

Профессор Карпенков Степан Харланович (из книги автора «Воробьёвы кручи»)