Концепции эволюции живых систем
Для живой природы постоянное развитие — характерная черта, которая, впрочем, долго не замечалась человеком. На протяжении многих веков общепринятым было восприятие всего многообразия живого как результата единовременного акта творения Природы в ее окончательном, неизменном виде. Это примитивное представление, оформленное религиозными догматами, имело своей объективной основой ограниченные возможности непосредственного человеческого восприятия мира и скудность строгих научных данных. Распространение идеи о непрерывном развитии, эволюции, происходящей в природе, становление эволюционной парадигмы в биологии началось в конце XVIII в. Выдающийся вклад в формирование эволюционного мышления биологов принадлежит Ж.Б. Ламарку. Проблемы, поставленные Ламарком, были решены Ч. Дарвиным. В своей знаменитом труде «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859 г.) он изложил разработанную им эволюционную теорию. Эволюционность живой природы подтверждается биологией и родственными ей науками. Главными свидетельствами являются данные палеонтологии, систематики, информация о распространенности видов на Земле сейчас и в ранние периоды, морфологическое и биохимическое сходство живых организмов, данные эмбриологии и многие другие. Общепринятой в естествознании в настоящее время можно считать концепцию биохимической эволюции. Согласно современному варианту концепции, жизнь зародилась на Земле естественным путем в результате химических, а затем — биохимических процессов. Причем, это явилось не маловероятной случайностью, а достаточно вероятным результатом самоорганизации. Научная постановка проблемы происхождения жизни принадлежит Ф. Энгельсу, считавшему, что жизнь возникла не внезапно, а сформировалась в ходе эволюции материи. Современные представления о жизни восходят к гипотезам Опарина и Холдейна. А.И. Опарин в России и Дж. Холдейн в Англии в 1920-е гг. утверждали, что данные химии и геохимии, полученные к тому времени, достаточны для того, чтобы представить естественный процесс развития систем, имеющих признаки живого./В концепции биохимической эволюции важную роль играет эволюция самой планеты Земля. Центральным вопросом концепции биохимической эволюции является вопрос о характере предбиологической системы, появившейся в результате химической эволюции в тот «темный» миллиард лет земной истории. Этот вопрос решается приверженцами данной концепции на основе двух разных подходов. Первый подход реализован в гипотезах, построенных на идее голобиоза,то есть первичности структуры типа клеточной, наделенной способностью к элементарному обмену веществ. Такого подхода придерживался и Опа рин. Реконструируя возможный ход биохимической эволюции, Опарин опирался на установленную экспериментально возможность образования коллоидных гелей (студнеобразных смесей), образующихся при смешении белков и других высокомолекулярных соединений. Этот процесс был назван коацервацией. Согласно гипотезе Опарина образование поверхностно обособленных геле-вых структур (коацерватов) и было тем центральным событием, которое предшествовало началу биогенеза, то есть подлинной биологической эволюции на уровне первичной клеточной структуры. Альтернативный подход к данной проблеме использован в группе гипотез, утверждающих первичность возникновения в результате химической эволюции молекулярной системы со свойствами генетического кода. Это идея генобиоза, получившая наибольшее признание на современном этапе развития концепции биохимической эволюции. В рамках этого подхода возник вопрос о первичности одной из двух типов информационных молекул ДНК и РНК, и установлена первичность РНК. Скачок эволюции «аминокислоты-живая клетка» до сих пор остается непознанным. Весь этот скачок с помощью с помощью ряда гипотез разбивается на цепочку шагов, но каждый шаг — во многом загадка, а вся схема — комплексная гипотеза. Первоначально допускалась возможность случайной «сборки»: в результате многократных актов взаимодействия простых органических веществ случайно образовалась молекула, способная нести и передавать генетическую информацию. Однако подсчеты показали, что вероятность подобного процесса имеет порядок 1/102000, и за время, отведенное геологической историей для синтеза простейших организмов, осуществить его случайным перебором практически невозможно. Поэтому гипотеза случайного соединения не пользуется признанием. Английский астрофизик Фред Хойл высказался по этому поводу столь красочно, что его слова вошли в фольклор: эта идея «столь же нелепа и неправдоподобна, как утверждение, что ураган, пронесшийся над мусорной свалкой, может привести4к сборке «Боив-га-747». Современная точка зрения на биохимическую эволюцию базируется на идеях о самоорганизации в открытых сильнонеравновесных системах. Итак, при рассмотрении проблемы возникновения жизни естественным путем, то есть в рамках концепции биохимической эволюции, можно выделить три основных этапа предположительного сценария перехода от живого к неживому: 1) этап синтеза исходных органических соединений из неорганических веществ в условиях первичной атмосферы и состояния поверхности ранней Земли; 2) этап синтеза биополимеров из накопившихся органических соединений; 3) самоорганизация сложных органических соединений, возникновение на их основе и эволюционное совершенствование процессов обмена веществом и воспроизводства органических структур, завершающееся образованием простейшей клетки. Не все пока ясно с первыми двумя этапами, а в отношении третьего этапа некоторое прояснение наметилось лишь в самые последние годы. В связи с данной концепцией возникает естественный вопрос об исключительности условий биохимической эволюции на планете Земля и соответственно об уникальности известной нам формы жизни. Постулируя, что в условиях, сходных с теми, которые имелись на молодой Земле, развитие живого вполне вероятно, можно прийти к естественному выводу о том, что в каких-то местах громадной Вселенной должны встречаться формы»сизни, сходные с земными. На этой принципиальной позиции стоят многие ученые. Тем самым подхватывается змысль Джордано Бруно о множественности обитаемых ллиров.
|