WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 25 | 26 || 28 | 29 |   ...   | 58 |

Для Аристотеля и других древних философовнаиболее заметным качеством живой материи была ее способность инициироватьдвиже­ние. Ониполагали, что когда неживая материя, например, камень, на­ходится в состоянии покоя, она непридет в движение, пока кто-нибудь не окажет на нее воздействие. Но живаяматерия, например, медведь в состоянии зимней спячки, может находиться всостоянии покоя, а за­тем начать двигаться без оказываемого на него воздействия.Благода­ря современнойнауке мы легко можем обнаружить слабые места таких обобщений, и даже сама идея«инициации движения» теперь кажется по­нятой ошибочно: мы знаем, чтомедведь просыпается из-за электрохи­мических процессов, происходящих в его теле. Они могут возникнутьиз-за внешних «воздействий», например, повышения температуры, или под влияниемвнутренних биологических часов, которые задействуют медленные химическиереакции для сохранения ритма. Химические ре­акции — не более чем движение атомов,поэтому медведь никогда не находится в состоянии полного покоя. С другойстороны, ядро урана, ко­торое живым определенно не является, может оставаться неизменным втечение миллиардов лет, а потом, без какого бы то ни было влияния резко ивнезапно изменит свою структуру. Таким образом, основное содержание идеиАристотеля сегодня ничего не стоит. Однако он верно уловил одну важную вещь,которую большинство современных мысли­телей понимают неправильно.Пытаясь связать жизнь с основной физи­ческой концепцией (хотя иошибочной —-движением), он признал, что жизнь — это фундаментальное явление природы.

Явление «фундаментально», когда от егопонимания зависит доста­точно глубокое понимание мира. Мнения относительно того, какиеас­пекты мира стоитпонять, а следовательно, и относительно того, что является глубоким ифундаментальным, безусловно разделяются. Одни говорят, что любовь — самое фундаментальное явление вмире. Другие считают, что когда человек выучит наизусть определенные священныетексты, он поймет все, что стоит понять. Понимание, о котором говорю я,выражается в законах физики, в принципах логики и философии. «Бо­лее глубокое» понимание— это понимание,которое обладает большей обобщенностью, содержит больше связей между, на первыйвзгляд, раз­личнымиистинами, объясняет больше с меньшим количеством необъ­ясненных допущений. Самыефундаментальные явления входят в объ­яснение многих других явлений, ноих можно объяснить только с по­мощью основных законов и принципов.

Не все фундаментальные явления имеютзначительные физические следствия. Гравитация имеет такие следствия и,действительно, явля­ется фундаментальным явлением. Но прямые следствия квантовойин­терференции,например, картины теней, описанные в главе 2, не столь велики. Их дажедостаточно сложно обнаружить точно. Тем не менее, мы видели, что квантоваяинтерференция —фундаментальное явле­ние. Только поняв его, мы можем понять основной факт о физическойреальности —существование параллельных вселенных.

Для Аристотеля было очевидно, чтотеоретически жизнь - фунда­ментальна иимеет значительные физические следствия. Как мы уви­дим, он был прав. Но этаочевидность имела весьма ошибочные причи­ны: предположительно отличныемеханические свойства живой мате­рии и превосходство земной поверхности из-за жизненных процессов.Аристотель полагал, что вселенная главным образом состоит из того, что сейчасмы называем биосферой (область, содержащая жизнь) Земли, с некоторымидополнительными вкраплениями — небесными сфе­рами и внутренней частью Земли, — прикрепленными сверху и снизу.Если биосфера Земли —для вас основная составляющая космоса, вы, естественно, будете думать, чтодеревья и животные по крайней мере так же важны, как скалы и звезды в великойсхеме всего, особенно если вы не очень хорошо знаете физику или биологию.Современная наука привела к почти противоположному выводу. РеволюцияКопер­ника определилаЗемлю в подчинение к центральному неживому Солн­цу. Последующие открытия в физикеи астрономии показали не только, что вселенная огромна по сравнению с Землей,но и что она с огром­ной точностью описана всеобъемлющими законами, которые вообще неупоминают о жизни. Теория эволюции Чарльза Дарвина объяснила про­исхождение жизни на языке, нетребующем особой физики, и с тех пор мы открыли множество подробных механизмовжизни, но ни в одном из них также не обнаружили особой физики.

Этот захватывающий научный прогресс и, вчастности, великое обобщение физики Ньютона и физики, последовавшей за ней, взначи­тельной мерепоспособствовали росту притягательности редукционизма. С тех пор, какобнаружили, что вера в открывшиеся истины несов­местима с рационализмом (которыйтребует открытости для критики), многие люди продолжали мечтать о первичнойоснове всего, в которую они могли бы верить. Если у них еще и не былоупрощенной «теории всего», в которую они могли бы верить, то они, по крайнеймере, стре­мились кней. Считалось доказанным, что редукционистская иерархия наук, основанная надробноатомной физике, — неотъемлемая часть на­учного мировоззрения, и потому ее критиковали только псевдоученыеи те, кто протестовал против самой науки. Таким образом, ко време­ни моего изучения биологии в школестатус этого предмета изменился на противоположный тому, что Аристотель считалочевидным. Жизнь вовсе перестали считать фундаментальной. Сам термин «изучениепри­роды», под которымподразумевали биологию, стал анахронизмом. Го­воря фундаментально, природой былафизика. Я упрощу лишь немного, если охарактеризую общепринятый в то времявзгляд следующим обра­зом. У физики есть ответвление — химия, изучающая взаимодействиеатомов. У химии есть ответвление — органическая химия, изучающая свойства соединений углерода.Органическая химия, в свою очередь, тоже имеет ответвление — биологию, изучающее химическиепроцес­сы, которые мыназываем жизнью. И это отдаленное ответвление фун­даментального предметаинтересовало нас лишь потому, что мы сами оказались таким процессом. Физика же,напротив, считалась очевидно важной по праву, так как вся вселенная, включаяжизнь, подчиняется ее принципам.

Моим одноклассникам и мне приходилось учитьнаизусть множес­тво«характеристик живых организмов». Все они были просто описа­тельными. Они мало касалисьфундаментальных концепций. Вероятно, передвижение было одной из такиххарактеристик —неясным эхом идеи Аристотеля, — однако среди них были и дыхание, и выделение. Также присутствоваливоспроизведение, рост инезабвенно названная раздражимость, которая значит, что если вы окажете воздействие на что-либо, тооно окажет ответное воздействие. Этим мнимым харак­теристикам не хватало ясности иглубины, более того, точностью они тоже не отличались. Как бы сказал нам докторДжонсон, каждый ре­альный объект «раздражим». С другой стороны, вирусы не дышат, нерастут, не выделяют и не движутся (пока на них не окажут воздей­ствие), но они живые. Бесплодныелюди не размножаются, и, тем не менее, они живые.

Причина, по которой ни взгляды Аристотеля,ни то, что было на­писано в моих школьных учебниках, не представили хотя бы хорошеесистематическое различие между живыми и неживыми предметами, не говоря уже очем-то более глубоком, в том, что и Аристотель, и учеб­ники упустили то, что такое живыепредметы (эта ошибка в большей степени простительна Аристотелю, потому что вего времена больше не знал никто). Современная биология не пытается определитьжизнь с помощью некоторого характеристического физического свойства иливещества — некойживой «сущности», —которой наделена только жи­вая материя. Мы уже не ожидаем, что такая сущность существует,потому что теперь мы знаем, что «живая материя», материя в форме живыхорганизмов, — это неоснова жизни. Она всего лишь одно из следствий жизни, которая имеетмолекулярную основу. Общепризнан факт существования молекул, которые побуждаютопределенные среды к созданию копий этих молекул.

Такие молекулы называются репликаторами. В более общемсмыс­ле репликатор— это любой объект,который побуждает определенные среды его копировать. Не все репликаторыбиологические, и не все репликаторы — молекулы. Самокопирующаякомпьютерная программа (например, компьютерный вирус) — это тоже репликатор. Хорошаяшутка — это еще одинрепликатор, поскольку она заставляет слуша­телей пересказать себя другимслушателям. Ричард Доукинс придумал термин мим13 для репликаторов, которыепредставляют собой челове­ческие идеи, например, шутки. Однако вся жизнь на Земле основанана репликаторах-молекулах. Они называются генами, а биология — это изучение происхождения,структуры и деятельности генов, а также их влияния на другую материю. Вбольшинстве организмов ген состоит из последовательности более мелких молекул(существует четыре различ­ных вида таких молекул), соединенных в цепочку. Названиясоставля­ющих молекул(аденин, цитозин, гуанин и тимин) обычно сокращают до А, Ц, Г и Т. Сокращенноехимическое название цепочки из любого количества молекул, расположенных в любомпорядке, —ДНК.

В действительности, гены — это компьютерные программы,вы­раженные в видепоследовательности символов А, Ц, Г и Т на стан­дартном языке, называемомгенетическим кодом, которыйодинаков, с небольшими изменениями, для всей жизни на Земле. (Некоторыеви­русы основаны народственном типе молекул, РНК, тогда как прионы, в некотором смысле,—самовоспроизводящиеся белковые молекулы). Особые структуры внутри клетоккаждого организма действуют как компьютеры, выполняя заложенные в этих генахпрограммы. Выпол­нениезаключается в производстве определенных молекул (белков) из более простыхмолекул (аминокислот) при определенных внешних усло­виях. Например, последовательность«АТГ» — это командадля вклю­ченияметионина аминокислоты в создаваемую белковую молекулу.

Обычно ген химически «включается» вопределенных клетках те­ла, а затем дает этим клеткам команды производить соответствующийбелок. Например, гормон инсулин, который отвечает за уровень сахара в крови упозвоночных, является именно таким белком. Производя­щий его ген присутствует почти вкаждой клетке тела, но включается только в строго определенных клеткахподжелудочной железы и толь­ко тогда, когда это необходимо. На молекулярном уровне это все,что любой ген способен заложить в свой клеточный компьютер:произвес­тиопределенный химический продукт. Но гены успешно выполняют свои репликаторныефункции, потому что эти химические программы низкого уровня, создавая слой заслоем комплексный контроль и об­ратную связь, в сумме составляют сложные команды высокого уровня.Ген инсулина и гены, которые включают и отключают его, вместе эк­вивалентны полной программерегулирования уровня сахара в крови.

Точно так же существуют гены, которыесодержат особые коман­ды, как и когда должны быть скопированы они сами, а также другиегены и команды для производства следующих организмов того же ви­да, включая молекулярныекомпьютеры, которые вновь выполнят все эти команды в следующем поколении. Такжесуществуют команды, со­общающие, каким образом весь организм в целом должен реагироватьна раздражители, например, когда и как он должен охотиться, есть, спариваться,драться или убегать. И так далее.

Ген способен функционировать как репликатортолько в опреде­ленныхсредах. По аналогии с экологической «нишей» (набором сред, в которых организмможет выжить и произвести потомство) я исполь­зую термин ниша для набора всех возможных сред,которые данный репликатор побуждал бы к созданию его копий. Ниша гена инсулинасодержит среды, где ген расположен в клеточном ядре вместе с дру­гими определенными генами, а самаклетка должным образом распо­ложена внутри функционирующего организма, в естественной среде,подходящей для поддержания жизни и размножения этого организма. Но существуюттакже и другие среды, например, биотехнологические лаборатории, в которыхбактерии генетически изменяют так, чтобы включить их в ген, что также копируетген инсулина. Такие среды то­же являются частью генной ниши, как и бесконечное множество другихвозможных сред, весьма отличных от тех, в которых развился ген.

Не все, что можно скопировать, являетсярепликатором. Реплика­тор побуждаетсвою среду к тому, чтобы она его скопировала: то есть, он делает причинныйвклад в свое собственное копирование. (Моя тер­минология немного отличается оттерминологии Доукинса. Он называет репликатором все, что копируется, по любойпричине. То, что я назы­ваю репликатором, он назвал бы активным репликатором). Я ещевер­нусь к тому, что,в общем, значит делать причинный вклад во что-либо, но здесь я имею в виду, чтоприсутствие и особая физическая форма репликатора очень важны для того, происходиткопирование или нет. Другими словами, если репликатор присутствует, то онкопируется, но если бы его заместил почти любой другой объект, даже довольнопохо­жий, этот объектне был бы скопирован. Например, ген инсулина по­буждает лишь один маленький этап вогромном сложном процессе своей собственной репликации (этот процесс и естьвесь жизненный цикл организма). Однако подавляющее большинство вариантов этогогена не дали бы клеткам команды произвести химический продукт, который смог бывыполнить работу инсулина. Если гены инсулина в клетках отдельного организмазаместить слегка отличными молекулами, этот организм умрет (если только в немне поддерживать жизнь с помо­щью других средств), а, следовательно, он не оставит потомства, иэти молекулы не будут скопированы. Таким образом, копирование весьмачувствительно к физической форме гена инсулина. Присутствие это­го гена в должной форме и должномместе очень важно дляпроцесса копирования, который делает его репликатором, хотя существуетмно­жество другихпричин, которые делают свой вклад в его репликацию.

Pages:     | 1 |   ...   | 25 | 26 || 28 | 29 |   ...   | 58 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.