Текст книги "Знание-сила, 1997 № 02(836)"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 14 страниц)

Хотя первые представления об эволюции были навеяны «лестницей природы» и теория эволюции изначально создавалась для объяснения прогресса, эта тема и по сей день остается одной из наименее разработанных, отчасти из-за предубеждения против нее как рассадника метафизики, неуместного в естественных науках морализаторства (что хорошо и что плохо?), антропоцентризма и грубых социологических аналогий. Прогресс – это движение к лучшему, высшему, но что следует считать лучшим, высшим?

Лестница

«Лестница природы» у Аристотеля имела такой вид: губки, морские звезды, улитки, насекомые, ракообразные, осьминоги, птицы, четвероногие яйцекладущие и живородящие, кит, человек. Но это не единственный возможный вариант. Например, древнекитайский ученый Чанг-Цу разместил друг над другом водоросли, лишайники, фиалку, кустарники, насекомых, птиц, леопарда, лошадь, человека. Хотя в том и другом варианте человек оказался на вершине, это еще не доказывает, что он в самом деле лучший и высший. В лестнице, построенной муравьем, на вершине наверняка стоял бы муравей.

Известный специалист по поведению животных К. Лоренц предлагает мысленно разрезать салат, потом рыбу, лягушку, мышь, собаку, обезьяну. Нарастающее отвращение – своего рода критерий прогресса. Да, но только при том условии, что на вершине – мы, так как степень отвращения к вивисекции, очевидно, соответствует сходству страдающего существа с нами. Идея прогресса, безусловно, пронизана антропоцентризмом, но из этого еще не следует, что она вообще неприемлема или что претензии человека на первенство заведомо неуместны.

В самом деле, чем мы лучше салата или хотя бы бактерии? Бактерии способны жить в таких условиях, которые для нас губительны. Наши энергетические потребности по сравнению с бактерией просто чудовищны, а репродуктивный потенциал ничтожен. Бактерии существуют миллиарды лет, и нет причины, почему бы им и дальше не продолжать в том же духе. Наш виц насчитывает не более двухсот тысяч лет и уже поставил свое существование под угрозу. Вот и непонятно, как пишут П. Эрлих и Р. Холм в «Процессе эволюции», почему ДНК создала для своего воспроизведения трубкозубов и людей, тогда как бактерии и другие простые организмы, казалось бы, могут не хуже служить этой цели?

Древние видели в окружающем мире отражение человека, в то же время уподобляя жизнь круговращению небесных светил. Более поздняя метафизика воплотила представление о единстве мироздания в едином боге. Мировая история представлялась как падение с высоты зенита, рая, золотого века в бездну Апокалипсиса с последующим возрождением. Христианский девиз: будьте совершенны, как отец ваш небесный, в конечном счете возвращает к исходному пункту, но по окружности очень большой длины, так что в истории появляется вектор – бесконечное совершенствование.

Если в средние века доминировало предчувствие конца света, то Ренессанс возродил стремление к совершенствованию как основу последующего прогрессизма (Тюрго, Кондорсе, Конт). В новой форме возродилась идея родства всего сущего, в частности человека и природы, с особой силой прозвучавшая позднее у предшественников биологического эволюционизма – В. Гете, Э. Дарвина, Э. Жоффруа Сент-Илера. Философ Ж. Б. Робинэ считал, что и минералы живые, хотя жизни в них меньше, чем, скажем, в растении или полипе. Он (как и Вольтер: вот уже, действительно, на каждого мудреца довольно простоты) язвительно высмеивал тех недалеких людей, которые видели в окаменелостях – «фигурных камнях», как их тогда называли,– остатки настоящих животных и растений. Как палеонтолог не могу отказать себе в удовольствии процитировать следующее высказывание из трактата Робииэ «О природе»: «Ископаемые животные проводят свою жизнь в утробе земли: они здесь рождаются, питаются, растут, созревают, распространяют свое семя; они здесь стареют, умирают, если их не вырывают из земли. Сопротивление, оказываемое ими нам, когда мы хотим извлечь их из земли, свидетельствует достаточно красноречивым образом о том, какое насилие над ними мы учиняем, и может быть, зло, причиняемое ими затем нам, является местью за это».

Фигурные камни, по Робинэ,– это, так сказать, этюды, предварительные попытки творческой силы природы создать растения и животных. Они заполняют брешь между минералами и растениями. А творческая сила природы, набив руку на фигурных камнях, переходит затем к растениям, полипам и, наконец, к человеку. Следы такого метафизического прогрессизма заметны во многих эволюционных теориях, от Ламарка до Тейара де Шардена.

Реальная картина развития жизни много сложнее. Древнейшие остатки ископаемых организмов из горных пород возрастом 3,5 миллиарда лет принадлежат в основном сине-зеленым водорослям – далеко не самым примитивным организмам. Происхождение жизни, следовательно, отодвигается к еще более ранней дате, практически к образованию Земли, около 4—4,5 миллиардов лет назад. Геохимики сейчас полагают, что жизнь могла возникнуть в относительно короткий период существования метан-аммиачной атмосферы с примесью углекислого газа и азота. Большое количество метана и аммиака поступало из недр Земли в атмосферу только до образования земного ядра, в дальнейшем вулканические газы состояли в основном из двуокиси углерода и воды с примесью окиси углерода и водорода, и атмосфера быстро окислялась за счет фотолиза. Метан-аммиачная атмосфера давала сильный парниковый эффект, доводя температуру на поверхности Земли до 300 ^вС. Из атмосферы в океан ежегодно поступали миллионы тонн различных органических соединений.

Лабораторные опыты показали, что в подобных условиях можно получить все двадцать аминокислот, из которых состоят белки, а также нуклеотиды – буквы генетического кода. Жизнь возникла в условиях, которые для современной биоты непригодны (это следовало бы иметь в виду при обсуждении вопроса о жизни на других планетах).

В древнейших осадочных толщах содержатся гигантские залежи слоистых железных руд, в образовании которых принимали участие бактериеподобные организмы, еще нуждавшиеся в защите от кислорода. Следующим шагом было появление анаэробных, но не чувствительных к кислороду цианофитов – сине– зеленых водорослей, многослойные обызвествленные колонии которых находят в древнейших осадочных породах. Совершенствование фотосинтетического аппарата позволило им использовать видимую часть спектра после того, как ультрафиолетовое излучение было ограничено озоновым экраном.

У древних прокариот было достаточно времени для образования сложных симбиотических систем, из которых, возможно, формировались различные типы эукариотических клеток.

Многоклеточные, появившиеся около 700 миллионов лет назад, были мягкотелыми медузообразными формами, не имевшими ни прочного панциря, ни внутренней опоры. Они как-то внезапно обзавелись скелетами на рубеже протерозойской и палеозойской эр, отчасти, может быть, в связи с увеличением подвижности среды (обширное оледенение способствовало развитию циркуляции океанических вод), отчасти из-за усилившегося пресса хищников.

Скелетообразование способствовало освоению различных жизненных зон и ускорило адаптивную радиацию многоклеточных, среди которых вскоре возникли все известные сейчас типы.

Выход на сушу стал возможен с образованием постоянного озонового экрана.

В дальнейшем эволюционные новшества были связаны главным образом с освоением этой более трудной для жизни среды. После появления организмов, весь жизненный цикл которых совершается на суше,– наземных насекомых, рептилий, семенных растений – и сразу же последовавшего за этим вторжения их в воздушный океан и вторично – в море, экспансия биосферы в основном завершилась. Определились основные адаптивные зоны, и эволюция стала более предсказуемой в том смысле, что адаптивная радиация каждой новой господствующей группы повторяет предыдущую, следуя той же устойчивой схеме деления экологического пространства (когда какой-то шутник решил напугать Кювье, нарядившись чертом, тот резонно заметил, что рога и копыта свойственны не хищным, а безобидным растительноядным животным; устойчивость экологической структуры биосферы позволяет «предсказывать» поведение давно вымерших животных по их морфологии).

Следовавшие друг за другом зверозубые рептилии, динозавры, млекопитающие (птеридоспермы – хвойные и цикадофиты – цветковые в мире растений) давали сходные спектры жизненных форм. Но эти смены не были бегом на месте. Какие-то сквозные тенденции прослеживаются, особенно на примере современных доминирующих групп – млекопитающих и цветковых.

В триасовом периоде мезозойской эры в нескольких группаx зверозубых рептилий – териодонтов – параллельно накапливались признаки млекопитающих, происходила, как показал Л. П. Татаринов, маммализация. Тогда же возникли протоангиоспермы – растения, соединяющие признаки голосеменных и цветковых. «Ангиоспермизация» тоже охватила рад эволюционных линий. В течение примерно 100 миллионов лет эволюция тех и других была заторможена, и лишь в меловом периоде появились как настоящие звери с признаками сумчатых и плацентарных, так и полноценные цветковые. К господству они тоже пришли одновременно, после кризиса на рубеже мезозойской и кайнозойской эр – словом, весь свой эволюционный путь проделали совместно.

Помимо того что параллелизм господствующих групп отражает общую направленность эволюции экосистем, между ними, вероятно, существовала и непосредственная связь в форме фругивории (питания плодами) и зоохории (распространения плодов и семян животными).

Может быть, в связи с фругиворией у древних млекопитающих развились приспособления к древесному образу жизни. В конце мелового периода среди них появились первые приматы. Расцвету этого отряда – около 35 миллионов лет назад – сопутствовало увеличение разнообразия плодов, и наиболее важные эволюционные достижения принадлежат тем приматам, которые предпочитали эту высококачественную пищу. Среди первых антропоидов тоже была относительно долговечная фругиворная линия.

Когда Ч. Дарвин создавал свою теорию, промежуточные формы между высшими обезьянами и человеком еще не были найдены. Сейчас подобные находки исчисляются десятками и тщательно датированы.

Последние 30—40 тысяч лет наш вид находится в состоянии морфологического стазиса. В этом, казалось бы, нет ничего удивительного. Многие виды животных и растений существуют без заметных изменений сотни тысяч и даже миллионы лет. Парадокс заключается в том, что, не меняясь, мы испытываем ощущение непрерывного быстрого обновления.

В этом уникальность человека, которую Дарвин объяснял его способностью к изготовлению вещей. Второй же автор теории естественного отбора, А. Р. Уоллес, вообще не решался применить ее к человеку, не находя объяснения таким свойствам, как «способность постигать идеи пространства и времени, вечности и бесконечности, способность к глубокому эстетическому наслаждению определенными сочетаниями форм и красок, наконец, способность к отвлеченным понятиям о формах и числах, порождающая математические науки. Каким образом та или иная из этих способностей могла начать свое развитие, если они не могли принести никакой пользы человеку в его первоначальном варварском состоянии?». Он предположил, что эволюцию человека направляло «высшее разумное существо, подобно тому, как мы руководим развитием домашних животных и растений».

Так «лестница» с самого ее основания – непонятного тяготения ДНК к трубкозубам и людям (в то время как простейшие не хуже справлялись с ее воспроизведением) и до самых верхних ступеней возводилась какой-то властной силой, предпочитавшей не афишировать своих намерений.

ВО ВСЕМ МИРЕ

Вылитый папа

Сразу после рождения ребенка разгораются споры. Каждый участит дискуссии, склонившись над колыбелью, говорит одну и ту же фразу: «Как он похож на меня!» Так кто ж» из присутствующих все-таки прав? Отцы всех стран, прислушайтесь к голосу науки, раздавшемуся в стенах Калифорнийского университета и возвестившему, что правы именно вы, мужчины.

Ученые, разложив перед собой 122 детские фотографии, попытались, внимательно вглядываясь в них, подобрать из соседней, «родительской», столки фотоснимков те карточки, что изображали самых похожих на них людей. Не тут-то было! Несмотря на тщательнейшее сличение каждой черточки лица, ошибки следовали за ошибками. Неизменным оставалось лишь одно. Самые маленькие дети всегда были похожи на своих отцов. Николас Кристенфельд, руководитель исследования, предполагает, что это свойство закрепилось в процессе эволюции человека. Действительно, любой матери в любом столетии и так понятно, что этот ребенок ее. А вот отцам надо было это втолковывать, и лучшим доказательством служила внешняя похожесть на них ребенка. Кто знает, сколько семейных союзов сумела сохранить мудрая природа, принявшись творить детей по подобию отцов их!

Радуйтесь, мужчины! В этом споре у колыбели правы именно вы. Радуйтесь сейчас, ибо вскоре – уже годам к десяти – это сходство по большей части исчезнет.

ВСЕМИРНЫЙ КУРЬЕР

По материалам зарубежной печати подготовил Никита МАКСИМОВ

IQ

• зависит от настроения матери

• связан с хромосомами

• контролируется уровнем кислотности мозга

Зависит от настроения матери

Группа исследователей из Института педиатрии в Лондоне обнаружила, что мальчики, которые родились у женщин, страдающих послеродовой депрессией в течение первого года после родов, имеют показатели IQ меньше, чем девочки.

Девять лет назад Дебора Шарп начала исследование двухсот пятидесяти беременных женщин южного Лондона. Она выяснила, что тридцать восемь процентов этих женщин страдали расстройствами психики во время беременности и около тридцати трех процентов были психически неуравновешенны в течение года после родов.

Эти женщины объясняют свое состояние разными причинами: плохими жилищными условиями, сложностями с деньгами, супружескими проблемами и недостатком поддержки со стороны близких. Удивительно, но они не упоминают о таких факторах, как свои переживания во время родов, осложнения со здоровьем малышей, хотя именно эти обстоятельства, как считалось ранее, оказывают большое влияние на душевное состояние матери после родов.

Затем Шарп и ее коллеги провели подробное обследование своей группы, когда дети достигли четырехлетнего возраста. Предложив детям тест, в котором ребенок должен был ответить на серию вопросов, решить головоломку, нарисовать человека, пересказать своими словами рассказанную ему историю, ученые получили значения IQ.

Результаты тестов были удивительными: мальчики, у которых матери страдали от депрессии в первый год после родов, имели намного меньшие показатели IQ (85,2), чем девочки (IQ= 100,7), чьи матери также страдали от неврозов. Любопытно, что в нормальных семьях мальчики имели IQ, равный 103,9, а девочки – 98,0.

Ученые не могут найти причин, почему психическое состояние матери так важно именно для мальчиков. «Может быть, мальчики просто больше уязвимы для ранних стрессов, чем девочки», – предполагает Шарп. Возможно, мужчины действительно являются слабым полом, по крайней мере на протяжении первого года жизни.

Связан с хромосомами

Около трех процентов населения Земли имеют IQ меньше 70, но для большинства этих людей очень сложно обнаружить конкретные причины такого низкого его уровня.

Хорошо известным примером влияния генетических заболеваний на уровень интеллекта является болезнь Дауна, при которой происходят нарушения в процессе выработки спермы или яйцеклеток еще до оплодотворения, и тогда появляется лишняя, двадцать первая хромосома. Но Джонатан Флинт из Института молекулярной медицины в Оксфорде утверждает, что тесты на такие заболевания могут отмечать только грубые хромосомные нарушения, эквивалентные пропуску или удвоению тома в энциклопедии Британника.

Он предложил использовать чувствительные молекулярные пробы для поиска более мелких изменений в хромосомах, эквивалентных потере уже нескольких фраз на одной странице текста.

Прочесывать весь геном такими способами – занятие дорогое и долгое. Поэтому Флинт и его коллеги сосредоточили свое внимание на концах хромосом. Ошибки или пропуски генетической информации часто происходят при обмене генетическим материалом между частями каждой пары хромосом. Такой процесс начинается на концах хромосом, делая эти места гораздо более потенциально опасными.

Ученые изучили концы двадцати семи хромосом ста пациентов с низкими значениями IQ– У трех из них они обнаружили пропуск маленького отрезка одной из хромосом. Два раза это произошло с двадцать второй хромосомой, один раз с тринадцатой.

Основываясь на результатах своих исследований, ученые предположили, что подобные нарушения на хромосомах приводят как минимум к шести из ста случаям возникновения умственной неполноценности. Реальные же цифры могут быть намного выше, поскольку похожие хромосомные повреждения могут, хотя и с низкой частотой, встречаться также и в центральной части хромосом.

Ученые настаивают на том, что их исследования не направлены на поиски генов, прямо отвечающих за величину IQ у человека. Они надеются определить и локализовать хромосомные нарушения, которые часто встречаются у людей с низким уровнем IQ. Ведь несмотря на обучение и воспитание, люди так и не могут компенсировать генетические сбои. А если функции и расположение утраченных или поврежденных генов будут установлены, то станет возможным найти медицинские подходы к повышению интеллектуального уровня этих людей.

Контролируется уровнем кислотности мозга.

Каролин Рай и ее коллеги из госпиталя Джона Рэдклифа в Оксфорде недавно сообщили, что им удалось найти корреляцию между IQ и уровнем кислотно-щелочного баланса в коре головного мозга: мозг с высоким уровнем pH, иначе говоря, «щелочной мозг», соответствует более высоким значениям IQ.

Это не значит, что уровень кислотности точно определяет интеллектуальные способности пациентов. Однако возникает вопрос: можно ли повысить IQ. увеличив значение pH коры головного мозга?

«У некоторых людей, – говорит Ричард Лайн из университета Ольстера, – IQ может зависеть от скорости распространения сигнала по нервным волокнам. Но если уровень pH влияет на скорость передачи этого сигнала, то вполне вероятно и то, что кислотность может влиять на уровень интеллекта». Можно также вспомнить и примеры особой «интеллектуальной» пищи, которая, как утверждают некоторые, может приводить к росту IQ, возможно, изменяя pH коры головного мозга.

Другие ученые не столь оптимистичны. «Хотя в передаче сигнала по нервным волокнам многое и зависит от уровня pH, никто не может объяснить механизм влияния этих клеточных изменений на IQ, – говорит профессор физиологии Дэвид Атвелл. – Проблема также состоит в том, что уровень вариации pH в мозгу пациента меняется в течение дня. Он может подняться, например, в результате насыщения крови кислородом».

А Крис Бранд из университета Эдинбурга заметил факт низкой корреляции некоторых частей теста IQ с уровнем pH – всего 0,03. Этот эффект обнаруживается, например, при описании ребенком картины. Однако, может быть, уровень кислотности влияет не на весь интеллект, а только на ту его часть, которая связана с абстрактным, логическим мышлением, с умением извлекать закономерности из абстрактного материала.

ВО ВСЕМ МИРЕ

Лес-акселерат

Целый ряд деревьев, растущих под электромагнитным «зонтиком» гигантской связной антенны в штате Мичиган (США), на малонаселенном, но лесистом полуострове у озера Верхнее, с момента включения станции восемь лет назад неожиданно для лесоводов сейчас набрал невиданную в этих краях высоту и толщину стволов. Намного выше своих сверстниц из близлежащих округов стали красноствольные сосны. Утолщение же стволов отмечено у осины и у канадского клена. Не испытали, впрочем, влияния радиоволн – а именно им Приписывается эго явление акселерации – северный краснолистный дуб и родная нам береза, дающая тонковолокнистую древесную массу для изготовления бумаги.

Ученые-дендрологи не доискиваются истинных причин усиленного роста некоторых пород деревьев (возможно, им это не позволяет сделать секретность передаваемой кодированной информации), но априори полагают, что в условиях облучения в данном диапазоне волн ускоряется перенос через стенки растительных клеток такого питательного вещества, как кальций.

«Озонная дыра» в лаборатории

Решающая роль антропогенных хлор фторуглеродов в ежегодном образовании антарктической «озонной дыры» – установленный факт. Ясно также, что процесс этот осуществляется лишь в определенных естественных условиях, когда мельчайшее частицы влаги в переохлажденной атмосфере Заполярья высвобождают из себя наиболее разрушительные для молекул озона формы хлора.

И хотя неоднократно делались попытки создать полярные стратосферные облака в лабораторных условиях, все эти физические модели были неадекватными, так как вместо требуемых микроскопических облачных частиц образовывались крайне тонкие пленки, обладающие совсем иными свойствами.

Недавно такая попытка удалась канадскому физику Джэймсу Дж. Слоуну из Университета Уотерлоо. Метод состоял в том, чтобы создавать макроскопические ледяные частицы, смешивая поток паров влаги с воздухом, охлажденным до минус 87 градусов. Различные типы полярных стратосферных облаков образовывались при введении в переохлажденный воздух ларов азотной кислоты.

Наблюдая процессы поглощения и отражения света возникающими при этом частицами, ученый убедился в том, что искусственное образование полностью соответствовало строению, составу и размерам естественных полярных стратосферных облаков. Теперь появляется возможность надежно моделировать рождение «озонной д ыры» в лабораториях условиях

Рисунок Е. Садовниковой

Для отлова браконьеров

Лесники и смотрители национальных парков во многих штатах США начали использовать частично двигающиеся чучела диких животных. чтобы с их помощью ловить браконьеров – любителей ночной незаконной охоты с использованием фонарей, которыми они ослепляют оленей и других крупных животных, заставляя их застывать на месте.

Управление охоты и рыбной ловли в штате Нью-Мексико приобрело семь чучел– роботов оленей с дистанционным управлением; голова у таких оленей поворачивается по команде, как у живых. Работники лесничеств совместно с профессиональными таксидермистами начиняют электроникой чучела, выполненные из животных. погибших на дорогах в результате наезда машин или конфискованных у браконьеров.

ИСТОРИЯ НАУКИ В ЛИЦАХ

Симон Шить

Эрвин Бауэр (1890-1937)

Э. Бауэр (середина 30-х годов)

Есть в истории российской науки имена людей замечательных и ярких, которые в иных обстоятельствах, в иных местах были бы всемирно известны. Труды их служили бы стимулом для развития науки, а сами они при жизни насаждались бы почетом и уважением.

Трагична история России. Трагичны биографии таких людей в России. Во многих случаях признание и известность приходят к ним после смерти. Можно даже говорить о национальной традиции посмертной славы.

Конечно, эта традиция ужасна, но... Скольких выдающихся поэтов, мыслителей, естествоиспытателей мы вообще не узнаем? Пожалуй, это тоже российская традиция – пытаться восстановить память о таких людях. И я, наверное, следую ей.

Ах, опять этот эфиоп Пушкин, встретив во время путешествия в Арзрум волов, волокущих повозку с гробом Грибоедова, оставил нам, потомкам, формулу: «...замечательные люди исчезают у нас, не оставляя по себе следов. Мы ленивы и нелюбопытны».

К таким замечательным людям относится Эрвин Симонович Бауэр. Он останется в истории науки как автор книги, название которой – «Теоретическая биология» – привлекает внимание своей необычностью.

Бауэр родился в 1890 году и был расстрелян в 1937. Его книга вышла в свет в Москве в 1935 году на русском языке. Она замечательна во многих отношениях. В ней представлена стройная концепция, основанная на постулате особого физического состояния «живого вещества». Постулат этот соответствовал «научному мировоззрению» того времени. Мало кто принимает его сейчас. Мы знаем теперь, что никаких свойственных лишь биологическим объектам физических свойств нет. Бауэр думал иначе. Но книга его замечательна своей логической конструкцией и четкостью постановки вопросов. Более того, мы постараемся показать, что неверный в конкретном смысле его исходный постулат верен в статистически информационном смысле. Но книга Бауэра интересна для нас и как исторический документ – свидетельство научных взглядов двадцатых – тридцатых годов.

Сам же Эрвин Бауэр, его жизнь и судьба – концентрат трагической истории «периода войн и революций» в Европе, Советском Союзе, в России.

Я узнал это имя от своего учителя Сергея Евгеньевича Северина в ходе долгой и весьма важной для меня беседы об общих проблемах биологии и возможности выведения основных биологических закономерностей из небольшого числа общих положений. Сергей Евгеньевич долго молчал, характерным движением забрав в кулак изящно постриженную бороду, и, понизив голос (а мы с ним были одни в его кабинете), сказал: «Знаете, вы говорите сейчас, а я слышу другой голос... Это было давно, и его плохо понимали. Пожалуйста, не ссылайтесь на меня, но попробуйте найти книгу Эрвина Бауэра «Теоретическая биология».

Книгу эту я нашел быстро, она была в библиотеке нашего друга А. А. Нейфаха, выдающегося эмбриолога. Он отдал ее мне легко – слишком умозрительно все это было. А на меня книга произвела чрезвычайное впечатление.

То было начало пятидесятых. Еще не образовалась молекулярная биология. Еще только начинался грандиозный подъем исследований, выдвинувший биологию на первое место среди других наук нашего времени. Прошло с тех пор около сорока лет. Я, «послушный общему закону», утратил остроту чувств молодости, но мне жалко, что Бауэр не дожил до нашего времени и не успел узнать новую картину биологии. Однако книга его не утратила ценности, и она должна быть известна тем, кому интересны не только быстрые новости конкретных достижений, но и медленные движения общих представлений.

В наше время «грантовой» науки общие проблемы биологии несколько отодвинуты на второй план конкретными исследованиями. Весьма мало вероятности получить фант на исследование вопроса, «что такое жизнь?» или «есть ли принципиальные отличия живого от неживого?» То ли дело найти и клонировать ген, ответственный за какую-нибудь наследственную болезнь! Это, в самом деле, более актуально. В то же время никто не сомневается, что выяснение самых общих вопросов – необходимое условие научного професса и всех его практических следствий.

Сначала с «Теоретической биологии» Бауэра.

Становление современных физики и химии в XIX веке привело к самому общему выводу: всякому природному явлению соответствуют особые вещества. Или сильнее: природные явления – проявление (следствие) физических свойств определенных веществ. Значит, и жизнь – проявление физических свойств особого «живого» вещества. Соответственно формулировалась задача – выделить это живое вещество и исследовать его (физические) свойства.

Живое вещество было найдено довольно быстро: под микроскопом оно выглядело слизистой желеобразной массой. Его находили во всех клетках всех живых существ, оно казалось всюду одинаковым, следовательно, оно и было носителем свойства «жизнь». И как такой универсальный первичный носитель жизни это вещество было названо «протоплазма». Этот натурфилософский термин отвечал общему мировоззрению того времени.

Это замечательное, наделенное свойством жизни вещество содержало компонент, который по своим свойствам (особенно по свертыванию при нагревании) очень походил на давно известные белки птичьих яиц, молока или крови. И чтобы не пугать его с «обычным» белком, основной компонент протоплазмы стали обозначать термином «протеин». В немецком языке различие терминов «протеин» и «белок» сохранилось, в английском остался только протеин, в русском они часто смешиваются. Эта семантическая неаккуратность дорого стоила науке: «свойство жизни» стали относить не к обобщенному понятию «протеин», а к химически индивидуальному веществу – белку.

Наиболее завершенной главой теоретической физики XIX века стала термодинамика. Закон сохранения энергии, второе начало термодинамики, вводившее представление о качестве энергии и о мере деградации (мере качества) энергии – энтропии, сделали эту главу физики классической. Термодинамический подход, термодинамический анализ природных явлений стал необходимым. Было поэтому естественно искать в «живом веществе» и в биологических процессах особые термодинамические свойства.

Эрвин Бауэр и направил на это свои усилия. Молекулы белка в особом «неравновесном» состоянии он и считал таким «живым веществом». При этом Бауэр полагал, что для него характерно не просто неравновесное состояние, а самоподдерживающееся неравновесное состояние, или, его словами, «устойчиво неравновесное» состояние. И в самом деле: жизнь поддерживается постоянным притоком энергии (пищи, света). Энергия тратится в процессах жизнедеятельности, и в них же освобождается энергия пищи для поддержания особого состояния живого вещества. С этим трудно спорить. Но Бауэр считал, что на самом деле речь идет об особом состоянии молекул белка, которое поддерживается потоком энергии и потому «устойчиво». Он сформулировал это представление в виде принципа устойчивого неравновесия: «Все и только живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях».

Из этого принципа он выводил все основные свойства биологических систем – метаболизм, деление клеток, размножение, старение.

Получается очень стройная картина. Один свойственный живым и только живым принцип – и все остальные свойства и проявления жизни выводятся из него путем дедукции как его следствия. Бауэр подчеркивает необходимость именно такого подхода. Он говорит, что странным образом обычно возникают непреодолимые трудности при определении понятий «жизнь» и «живое». В учебниках биологии перечисляют признаки жизни вместо строгого определения этого понятия. При этом в таких перечнях ни один из признаков не является абсолютно специфичным для живого состояния (размножаются и кристаллы, сложные химические реакции катализируются и в неживых системах, и т. п.). Биология, по словам Бауэра, единственная наука, предмет которой не определен.