5.0. Определение живого.
В настоящей работе обосновывается идея непрерывности развития, отсутствия резких переходов между различными состояниями вещества. Жизнь на Земле появилась раньше человека. Поэтому следует сопоставлять законы развития живого вещества и законы развития человечества, чтобы найти их общность и различие.
По Вернадскому жизнь появилась почти одновременно с образованием планеты. Биосфера плавно развивалась и интенсивно изменяла геосферу. Древнейшие прокариоты полностью трансформировали первичную атмосферу Земли, наработали кислород. Неживое плавно переросло в живое. Живое плавно трансформировалось в разумные системы.
Прежде чем исследовать вызывающий вековые споры переход между живым и неживым, необходимо определить, что такое жизнь. Чем живое отличается от неживого? Исследователи обычно рассматривают и сравнивают живую клетку с некоторой совокупностью «неживых» молекул (априори считая молекулу неживой, а клетку живой). Совершив такую «логическую» операцию, тут же начинают сравнивать параметры клетки с молекулой, выводя из этого сравнения все различия между живым и неживым. Попутно, обращая внимание на колоссальное различие в сложности объектов сравнения, приходят к заключению, что простые молекулы самопроизвольно ни при каких условиях не смогли бы сгруппироваться в такую сложную клетку. А далее делается вывод, что без Творца это процесс не возможен.
Логические ошибки в этих выводах заключаются в том, что исследователи стоят на позициях редукционизма, воспринимая весь мир, как совокупность разделенных друг от друга фрагментов. Ниже будет показано, что холистический и эволюционистский подходы видят проблему иначе.
Понятия живое, неживое человечеству известны очень давно. Живым считалось все то, что растет, дышит, передвигается, питается, рождается и умирает. С накоплением знаний в определении живого возникли проблемы. Левенгук в капле воды открыл мир микроорганизмов. Появились науки биология, ботаника, зоология и др. Различные исследователи давали определения жизни, находя у живого характерные признаки. Написаны учебники, где перечисляются специфические признаки живого [144], но при глубоком профессиональном рассмотрении эти признаки можно обнаружить и у неживых объектов. Четкая граница живое–неживое исчезла, что подтверждает гипотезу об эволюционном перерастании неживой материи в живую. Но необходимость осмыслить понятие жизнь осталась. Ниже приводятся признаки живого, опубликованные в учебной литературе по естествознанию [144]. Вначале цитируется учебник, затем приводятся наши комментарии.
1. “Живые организмы характеризуются сложной упорядоченной структурой. Уровни их организации значительно выше, чем в неживой природе».
Весь мир бесконечно сложный, до конца не познанный объект. В ходе эволюции периодически возникали новые организованности, более сложные, чем их предшественники. Молекула сложнее атома. Белковая молекула значительно сложнее какой-либо низкомолекулярной структуры. Как видно, отличие в уровнях сложности упорядоченных объектов характерно для любых иерархических уровней организации Мира.
2. “Живые организмы получают энергию из окружающей среды, используя ее для поддержания своей высокой упорядоченности”.
Это определение указывает на то, что живое можно причислить к открытым системам. Но в природе все эволюционирующие системы (и неживые тоже) являются открытыми системами и черпают энергию из надсистемы. Существует множество физических, химических, физико-химических процессов, происходящих только тогда, когда энергия поступает из окружающей среды. Многие реакции протекают при нагреве. Все технические устройства функционируют на “внешней” энергии. Смерчи, тайфуны, ветер черпают энергию солнца. Таким образом, открытость живых систем – не специфический признак.
3. “Способность реагировать на внешнее воздействие (раздражитель) - универсальное свойство всех живых систем”.
Да, все живое отвечает реакциями на внешнее воздействие. Но и это не специфический признак живого. Внешнее воздействие всегда вызывает ответную реакцию в любых объектах природы. При изменении температуры объекты изменяют свои размеры. На действие электромагнитных полей они отвечают намагничиванием, электризацией, деформацией, свечением, поляризацией и др. На механические воздействия отвечают деформацией, инерцией, перемещением, разрушением, нагревом, свечением, электризацией и др.[230]. Ответная реакция сложных объектов обычно направлена на “нейтрализацию” внешнего воздействия. Объект своей реакцией стремится сохранить свое исходное состояние (принцип Ле-Шателье, принцип Ленца, инерция Ньютона). Причем реакции неживых объектов могут быть и не повторяющимися, наблюдается адаптация. Например, пружины теряют упругость при повторных воздействиях. Магнитный гистерезис – это тоже запоминание прежнего воздействия [103].
Однако живые существа реагируют ситуационно, могут менять свое поведение. При опасности могут убежать, напасть, замереть. Однако, чем проще форма жизни, тем менее разнообразны реакций. У живых существ есть возможность выбирать тип реакции.
4.“Живые организмы изменяются и усложняются”.
Модель эволюционирующей Вселенной демонстрирует изменения и усложнения не только живого, но и неживого (глава 2).
5. “Все живое размножается”
Да, этой яркий отличительный признак живого от большинства неживых объектов, но мало известно, что некоторые неживые объекты также могут размножаться. Капля воды в насыщенных парах растет до определенного размера, а затем делится на две меньшие капли. Последние снова начинают расти и делиться. Этот процесс размножения капель будет протекать до тех пор, пока сохраняются соответствующие условия. Этот процесс внешне напоминает размножение бактерий [38]. Коацерватные капли органических веществ также могут расти и делиться. Из растворов солей растут кристаллы. Кусочек, отломившийся от растущего кристалла, становиться зародышем для роста подобного кристалла.
Очевидно, что различия живого и неживого следует искать не в факте размножения, а в способах, как это происходит.
6. “Жизнь есть форма существования белковых тел” (Ф. Энгельс).
На наш взгляд это определение не поясняет сущность живого, т.к. главными в клетках являются не белки (они лишь исполнители), а сложноэфирные полимеры (ДНК, РНК). Кроме того, не исключены формы и небелковой жизни.
7. “Живое способно к саморегуляции”.
Очень многие системы, которые нельзя назвать живыми, способны саморегулироваться. Многие неживые творения человека (холодильник, робот, автомат) – «саморегуляторы». Устойчивые вихри, торнадо, вращающийся волчок (гироскоп) – саморегулирующиеся системы. Следовательно, не сам факт саморегуляции, а способ, как это достигается, могут служить отличием живого и неживого.
8. “Живая система работает против возрастания энтропии”.
С появлением науки синергетики было открыто много неживых систем, повышающих свою организованность. Например, лазер созданный человеком, преобразует “хаотическую” энергию в высокоупорядоченный световой луч. Позже лазеры (газовые мазеры) были обнаружены в межзвездном пространстве. Бензобак самолета покрытый слоем сырой резины и пробитый пулей «самозалечивался». Отверстие затягивалась разбухшей от бензина резиной. Но процессы самозалечивания, регенерации, “ремонта” изношенных белковых молекул в живом, несомненно, ярко выражены. Кроме того, как было показано в разделе 2.12, понятие энтропия не способно характеризовать живое в связи с чрезмерными упрощениями, которые были приняты при выведении этого понятия.
9. “Живые объекты осуществляют обмен веществ с окружающей средой”.
Это значит, что на вход живой системы поступает одно вещество, а на выходе появляется вещество другого состава. В простейшей клетке совершается огромное количество биохимических превращений. Вернадский писал, что за год живое вещество планеты Земля пропускает через себя массу, соизмеримую с массой земной коры. Организм человека почти полностью обновляется за несколько месяцев [39].
Но и в неживых объектах можно наблюдать обмен веществ. Например, горение. На входе – горючие вещества, на выходе – продукты сгорания. Химические реакторы, созданные человеком, интенсивно превращают вещество, но живыми их не считают. Гетерогенные катализаторы (в том числе и природные) осуществляют на своей поверхности множество превращений [236]. Вся Вселенная это грандиозный потоковый процесс. Но несомненно, что обменные процессы выглядят в живом более грандиозно даже на уровне клетки. Различия в обменных процессах живого и неживого состоят в том, что в первом они управляемы.
Как видно, пройдясь по эволюционной лестнице и проанализировав различные определения живого, мы не приблизились к ответу, но утвердились во мнении, что в живом всегда можно найти признаки, которые в упрощенных формах можно обнаружить и в неживом. Поэтому попытка найти какой-либо один абсолютный, характерный признак живого – занятие малоперспективное. Нужно изменить подход и искать те признаки (функции) неживого, которые в живом прогрессивно усилились (метод изложен в раздел 2.7). Схематически это можно представить таким образом, как показано на рисунке 2.6.1. Надо сравнивать спектры свойств живых и неживых объектов. Различия можно обнаружить, рассматривая только комплекс свойств (спектр) сравниваемых объектов. Но в любом спектре есть характеристические признаки, которые выражены особо ярко, заметно. Попытаемся выделить ряд наиболее заметных, ярких характеристических признаков живого.
1. Стремление к независимости от изменяющейся внешней среды.
Это признак исходит из поведения неживых систем, описанных принципом Ле-Шателье, законом инерции в механике, принципом Ленца в электромагнетизме. Живое реализует это стремление разными способами. Например, созданием искусственной среды обитания мембранами (клетка), кожей, шкурой, стенами и т.п. Поддержание в этой искусственной среде заданных параметров по температуре (теплокровные животные), химическому составу. Обновление внутренней структуры.
Стремление к свободе человека – это проявления того же явления. Борьба народов за самоопределение – это социальные отголоски принципа Ле-Шателье. В живом принцип Ле-Шателье может и нарушаться в связи со способностью живого оценивать характер внешнего воздействия. Если воздействие негативное, то ему оказывают сопротивление. Если же воздействие желательное, то сопротивление не оказывается.
2. Размножение и экспансия.
Самоизоляция организма внутри некоторого замкнутого объема компенсируется экспансией вида, стремлением занять всю окружающую среду. Этот процесс реализуется через размножение. Неограниченное размножение подобно биологическому взрыву. Одноклеточные водоросли за 8 дней неограниченного размножения способны достигнуть объема соизмеримого с объемом Земли [26].
Экспансия живого вещества корнями уходит в растущие кристаллы, сталактиты, но в живом это свойство возросло до невероятных размеров, ограниченных только ресурсами.
3. Неравновесность состояния. Обмен веществ. Стремление преобразовать и окружающую среду.
Обмен веществ - это могучая геологическая сила (Вернадский). Живое вещество Земли за год пропускает через себя и преобразует количество химических элементов, соизмеримое с массой земной коры. Это свойство в неживой материи (косной) очень слабо выражено и может быть обнаружено, например, в каталитических процессах, протекающих на поверхности глин. Окружающая среда это ресурс, потребляемый живым веществом. Интенсивность обмена веществ усиливается способностью живого активно искать ресурсы (питание). Клетка перемещается в сторону увеличения концентрации пищи. Растения тянутся к свету, воздуху, к воде.
Следы таких же явлений можно обнаружить в коллоидных системах: движение частиц в градиентном поле, поглощение мелких капель крупными.
4. Способность к регенерации. Возрастание устойчивости.
Живые системы постоянно заменяют морально устаревшее или изношенное «оборудование». Процессам распада, дезинтеграции противопоставляются процессы восстановления испорченного и разрушенного. Клетка периодически заменяет белки (ферменты) [39]. Организмы восстанавливают хвосты, ногти, кожу, волосы, стенки желудка. Человек полностью обновляется в течение нескольких месяцев. Именно регенерация является той основой, которая позволяет существовать живым объектам.
Эта способность просматривается и в неживом. Ледяная сосулька после разрушения восстанавливается снова. Кристаллы способны к регенерации дефектов.