Голосования

Какой теорией происхождения жизни вы придержавайтесь?
 

Узнал новое?

Поделись с друзьями:

Наша кнопка

88x31 Код




Ю. В. Чайковский ЭВОЛЮЦИЯ. Загадка начала жизни. Энергия жизни и ее лучи.
(0 голоса, среднее 0 из 5)
Литература

По-моему, все упирается в ту самую трудность, что прозвучала 90 лет назад у Бергсона и едва намечена 40 лет назад в реплике Горовица: живое должно обладать "жизненным порывом" или "импульсом к развитию", и как это выразить в терминах естествознания, никто не знает. Долгое время эволюционисты пытались эту трудность не замечать, а немногих замечавших упрекать в ненаучности, но теперь, когда ее контуры обозначены довольно четко (в основном, работами по абиогенезу, где биологию пытаются вывести из физики и химии), дальше так продолжаться не может. Сторонников "жизненного порыва" принято называть виталистами (от лат. vitalis - жизненный), и нам пора узнать хоть немного о нынешних виталистах.

 

Когда шла речь о лазерном (синхронном) излучении ничтожной мощности, без которого не существует клетка, мы уже упоминали статью В.Л. Воейкова "Витализм и биология". В этой статье говорится, что виталистами обычно называют тех, кто отказывается ставить вопрос "Что такое жизнь?" как заведомо не имеющий ответа. Феномен жизни для них - нечто данное, что надо исследовать, но не надо пытаться определить, поскольку всякое определение - это попытка объяснить феномен через какие-то иные, в некотором смысле более понятные термины, а для жизни таких терминов не может быть. Сам Воейков, будучи виталистом, тем не менее дает, пусть не определение жизни, но перечень ее основных свойств, отличающих ее от всего неживого.

 

Такие перечни давались прежде не раз, но не приживались в науке из-за своей бесполезности - всегда можно указать неживое, обладающее какими-то свойствами из перечня; если же потребовать выполнение перечня целиком, то в него не попадут какие-то живые (согласно нашей интуиции) объекты. Так, кристалл может расти, капля может (как мы видели в п. 3) расти и размножаться, многие технические устройства демонстрируют память, наследственность и целесообразное поведение. Трутень, наоборот, явно живой, хоть и не размножается. Самым характерным для живого выглядит обмен веществ, но простая воронка воды над выходом из ванны существует за счет обмена вещества - сохраняет себя, несмотря на непрерывную полную смену всей воды, из которой состоит.

 

Организм часто сравнивают с машиной, но машина не меняет вещество, из которого состоит, а организм непрерывно меняет. Зачем? В п. 6 уже говорилось, что он, как всякая ДС, существует лишь постольку, поскольку диссипирует вещество и энергию. Но диссипирует и воронка - в чем же отличие? Как именно идет чисто жизненная диссипация, нам и объясняет Воейков, продолжающий мысли многих ученых, прежде всего - Эрвина Бауэра, биофизика, приехавшего в СССР из Венгрии и погибшего в сталинском застенке. Бауэр первый заявил (1935 г.), что живое, кроме обычной для любых машин энергии, обладает еще и структурной энергией, которую он связывал (уже тогда!) с возбужденным состоянием молекул.

 

По Воейкову, в отличие от неживых, "живая система расходует энергию не только на поддержание своего неравновесного состояния, но и на активное извлечение вещества-энергии из внешней среды. Этот активный процесс может протекать только до тех пор, пока некий параметр живой системы... превышает аналогичный параметр среды". Что это за параметр, можно понять, выяснив, на что организм тратит энергию, когда не растет и не проявляет никакой активности.

 

Воейков пишет, что "молекулярный субстрат живых организмов находится в состоянии, весьма далеком от термодинамического равновесия, вследствие высокой заселенности верхних электронных уровней (*)

 

В этом случае энергия не диссипируется через тепловой канал, а затрачивается на осуществление биологических функций" (Воейков В.Л. О структурно-энергетической специфичности живого состояния. // Сознание и физическая реальность, 1996, т. 1, N 4). Поясню сказанное.

 

(*) То есть вследствие возбужденного состояния молекул. Если нерав- новесную структуру мы выше сравнивали с водоворотом, то данный тип неравновесия сходен со сжатой пружиной или с заряженным аккумулятором.

 

Только возбужденные молекулы, могут, оказывается, вступать в специфически биологические реакции. Благодаря запасу структурной энергии молекулы (а с тем и организмы) как раз и могут совершать то, что удивляет нас с точки зрения физики и химии - реагировать на сигналы, т.е. совершать крупные перемены под действием малых воздействий. Такова, например, реакция на запах: одна-две молекулы могут заставить животное (и крупное, и одноклеточное) полностью изменить поведение.

 

Структурная энергия - тот параметр, который делает вещество живым. Но возбужденная молекула, как известно из физики, быстро и самопроизвольно переходит в исходное, невозбужденное состояние (на нижний электронный уровень), излучая при этом квант энергии. Излучение живого действительно имеет место, и для поддержания вещества в живом состоянии нужно непрерывно синтезировать новые (возбужденные) молекулы, а прежние расщеплять и удалять. Вот зачем нужен непрерывный метаболизм: фермент чаще всего изготовляет молекулу в возбужденном состоянии - таков механизм преодоления энергетического барьера химической реакции.

 

Итак, организм использует не только молекулы-аккумуляторы (такие, как АТФ), но и молекулярные одноразовые элементы питания ("батарейки") - их надо не подзаряжать, а менять на свежие. Это невыгодно в том плане, что надо, кроме энергии, непрерывно расходовать вещество, но такова жизнь, иной мы не знаем. Излучение живого вещества крайне слабо, и Воейков объясняет, почему: это достигается "лазерной" конструкцией - множество молекул совместно излучает общий квант. Квант излучается высокоэнергетичный (ультрафиолетовый), зато редко. Воейков видит специфику живого в этой кооперации (она, добавлю, - частный вид сродства).

 

Мы еще недостаточно понимаем, в чем специфика живого состояния вещества (ведь возбужденные состояния известны и в обычной химии), но уже ясно, что на этом пути удастся увязать многое из того, что до сих пор выглядело странным и даже нелепым. Ограничусь двумя примерами (их указывает Воейков). Во-первых, почему клетка излучает ультрафиолет, будто она раскалена, как поверхность Солнца? (Ведь при температурах жидкой воды обычно инфракрасное излучение.) Потому, что ее молекулярные ансамбли колоссально далеки от равновесия. Потому-то они, кстати, и вступают в казалось бы химически невозможные реакции - например, в те, что у Фокса (п. 2) требовали искры или автоклава. Во-вторых, становится понятно, почему малые дозы излучений стимулируют, а большие - подавляют жизненные процессы: первые возбуждают молекулы (если, конечно, те находятся в "лазерных" ансамблях), а вторые их разрушают.

 

Можно уверенно сказать, что "жизненный порыв" на молекулярном уровне получил, наконец, первое описание - в форме структурной энергии, создающей самые малые ДС организма (постоянно заменяемые "батарейки"). Можно сказать и иначе: структурная энергия обеспечила появление в природе новой, биологической, формы сродства. Видимо, именно им объясняется способность молекул к "симбиозу".

 

Сказанное приводит к выводу, что момент перехода неживого в живое (так сказать, химии в биохимию) состоит, кроме всего, о чем говорилось у Бернала, в появлении нового пути синтеза нужных молекул - того пути, на котором они получаются нужным образом возбужденными и организованными в молекулярные ансамбли. Эти ансамбли обнаруживают себя тем, что излучают синхнонно, как лазер, и очень важно, что их можно наблюдать в неживой системе, в растворе аминокислот.

 

Воейков приводит данные своих опытов: растворы аминокислот проявляют свойства ансамблей - вместе вступают в реакции полимеризации, синхронно излучают. Тем, кто решит разобраться в этом детально, Воейков в упомянутой статье предлагает обратиться к его экспериментальным работам (Биофизика, 1995, N 6; Биоорганическая химия, 1996, N 1).

 

Раствор выглядит живым, но с важным ограничениями: образующийся полимер неустойчив и вне активного раствора быстро распадается, а реакция полимеризации сама собой затухает через несколько часов. Живая система, наоборот, умеет сама себя сохранять. Можно сказать, что в растворе аминокислот возникает не сама жизнь, но некое "поле жизни" полимера, в пределах которого идет полимеризация. Так или иначе, еще на шаг сузился круг неведомого, очерченный в книжке Компаниченко. Замечательно, что виталист Воейков, начав с того тезиса, что жизнь - первичное понятие, ни из чего не выводимое, пришел к иному - к модели, позволяющей вывести из неживого разбираемое им свойство жизни.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить