Таинственные явления природы и Вселенной - Сергей Минаков

Справедливости ради нужно заметить, что кристаллические формы не чужды жизни. Многим известны большие и совершенно безобидные комары-долгоножки с длинными ломкими конечностями. Их личинки обитают во влажном грунте, питаясь перегнивающими растительными остатками. Среди них можно встретить особей, окрашенных в голубой цвет с радужным отливом. Они кажутся вялыми, и они действительно больны — заражены так называемым радужным вирусом. В гемолимфе таких личинок под микроскопом можно обнаружить кристаллы удивительной красоты, переливающиеся, как сапфиры. Кристаллы эти сложены из частиц вируса — вирионов. Когда личинка погибнет, они попадут в почву, чтобы быть проглоченными личинками нового поколения комаров. Кстати, подобные кристаллы образуют многие вирусы, и не только вирусы насекомых. Но существенно, что это именно неактивная форма существования вируса, в отличие от активной, живой. В форме кристалла вирус не размножается, а лишь переживает таким образом свои «тяжелые времена». Известный физик Эрвин Шредингер назвал хромосому «апериодическим кристаллом». Действительно, ядерное вещество клетки в период деления упорядочено, и формально его можно назвать кристаллом. Но когда ядерное вещество (хроматин) «пакуется» в хромосому, оно, опять-таки, неактивно, и сама хромосома — лишь способ передачи хроматина от клетки к клетке.

Итак, для кристаллизации никакой внешней энергии не нужно. Но для поддержания и воспроизведения собственного порядка жизни в следующем поколении организм должен поглощать энергию (в виде квантов света или неокисленных органических соединений, простых веществ, и выделять окисленные продукты жизнедеятельности и т. д). Вот это и есть обмен веществ.

Но зачем, для чего этот обмен? «Все течет», — сказал Гераклит Эфесский. Если дело обстоит так, то более всего «течет» живой организм. Он — поток, по которому непрерывно движутся энергия и вещества — элементы для воссоздания структур. На протяжении всей жизни идет непрерывная замена старых клеточных структур на вновь образующиеся. Так, клетки крови полностью заменяются через четыре месяца. В конечном счете, это тоже ремонтные работы, но организм заменяет не только клетки, получившие дефекты, а все. Вот говорят, что нервные клетки не восстанавливаются. Это значит, новых нервных клеток организм не порождает, они не размножаются — сколько было, столько есть. Да, не образуются совершенно новые клетки. Но на протяжении всей жизни они непрерывно перестраиваются. Это как глубокий капитальный ремонт и перепланировка дома. Дом старый, но он обновлен и в отличном состоянии! Мы лишь формально можем считать нейроны, с которыми мы заканчиваем жизнь, теми же самыми клетками, с которыми мы ее начали.

И еще одно выражение: специфическая структура. Что это такое? Из поколения в поколение организмы воспроизводят характерную для видов, к которым они принадлежат, упорядоченность. Делается это с почти абсолютной точностью (слово «почти» крайне важно). Вот съел волк зайца. Разве ему нужны органы зайца, его ткани, его белки и нуклеиновые кислоты — все то, что специфично для структуры «заяц», «заячья упорядоченность»? Нет, конечно! Все это в желудке волка превратится в смесь низкомолекулярных органических веществ — аминокислот, углеводов, нуклеотидов и т. д., общих для всей живой природы, неспецифичных. Часть из них организм волка окислит до углекислого газа и воды для того, чтобы (расходуя полученную энергию!) построить из оставшихся неспецифичных веществ свою, специфичным образом упорядоченную структуру «волк» — свои белки, свои клетки и ткани. Накормите волка смесью аминокислот, синтезированных химиком, и будет то же самое.

Так ли это в отношении жизни как таковой, жизни вообще? Вопрос открытый. Но на Земле дела обстоят именно так. Земные организмы в чужой упорядоченности не нуждаются. Они изо всех сил, отчаянно борются с ней. Все знают о многочисленных медицинских попытках трансплантации животным и людям различных органов или тканей: сердца, легких, почек, поджелудочной железы и др. Можно ли назвать такие попытки удачными? Результат всегда оказывался похожим: пересаженные органы имели стойкую тенденцию к отторжению. Исключение составляли только органы, «однопорядковые» с пациентом, взятые у однояйцевого близнеца, — а это ведь «структурная» копия того же организма. Что касается тканей, то их для пересадки врачи предпочитают брать от того же организма: например, на пораженное ожогом место пересаживают кожу с ноги пострадавшего. Сохранить чужеродный пересаженный орган можно, только подавив защитные иммунные системы образования антител. Но тогда пациент окажется беззащитным против любой инфекции! Это огромный, смертельный риск, и, так или иначе, дело в конце концов идет только о продолжении жизни, но не о продлении нормальной полноценной жизни.

Даже гормоны, так сказать, просто биоактивные вещества (то есть не только сложные биологические образования) видоспецифичны. Здесь, конечно, есть зазор, есть различие по степени. Например, инсулин — единственное эффективное средство против диабета — отличается сравнительно малой видоспецифичностью, поэтому для лечения диабетиков можно использовать этот белок, выделенный из поджелудочных желез крупного рогатого скота. А вот гормон роста — соматотропин — видоспецифичен. Для лечения карликового роста у человека нужен именно человеческий соматотропин, который выделяется из гипофиза умерших людей (да, да, другого способа пока не нашли).

Кто-то заметит: есть сложные организмы, их структурная идентичность сложна, и, естественно, их структурная специфичность весьма требовательна. Но есть простые организмы, есть даже простейшие. Как же в этом случае? Казалось бы, у низших организмов отвращение к «чужому порядку» должно быть меньше. Действительно, у рыб и амфибий удаются пересадки органов между особями разных видов, и бычий соматотропин может стимулировать рост форели. Однако все это искусственно создаваемые экспериментатором положения. А значит, не вполне «нормальное», неестественное течение жизни. В конце концов, сказано же: если зайца бить, он и спички научится зажигать. Вопрос только в том, будет ли это несчастное затравленное существо все еще зайцем? Можно сказать так: заяц, погибающий в зубах у волка, гораздо больше заяц, более истинный, «правильный», чем заяц, который умеет зажигать спички! Животные, питаясь другими животными или растениями, начинают с разрушения чужой упорядоченности. Пища в их желудках и кишечниках расщепляется до простых химических соединений, и по строению, например, аминокислот глицина или фенилаланина невозможно сказать, получены ли они из белков бычьего мяса, гороха или же синтезированы искусственно умным химиком в очках. Из этих элементарных кирпичиков жизни организмы строят лишь им присущие структуры. Каждый организм характерен именно неповторимой, присущей только ему комбинацией белковых молекул. А уже на этой базе возникает комплекс всех признаков организма — на уровне клеток, тканей и органов.

У растений это выражено еще более резко. Вода, набор питательных солей, углекислый газ и свет — при этом наборе одинаковых факторов из одного семени вырастает роза, из другого — крапива, а из третьего — елка (и совсем не «елка Чернова» — помните?). Всякий раз — определенное растение с присущим ему набором свойств. Со своей упорядоченностью.

Итак, организмы берут извне не упорядоченность, а энергию. За счет этой энергии они строят свою специфичную упорядоченность «по роду их» — так, кажется, сказано в Писании, пренебрегая чужой. Из куриного яйца — однородной массы желтка и белка — возникает цыпленок с головой, ногами, крыльями. И эта простая вещь, это чудо называется жизнью.

Биосфера

По мысли академика В. И. Вернадского, развитие человеческого мышления и все возрастающее его воздействие на окружающую среду — через технику и технологии — следует рассматривать как природное явление, как неизбежное следствие того, что называют «цефализацией» — то есть «оразумливанием» земной биоты. Эти процессы привели к формированию техносферы — создаваемой самим человеком среды его обитания. Взаимоотношения биосферы и техносферы, в связи с грозящим Земле экологическим кризисом, являются сейчас объектом пристального внимания самых разных специалистов.

Итак, биосферой мы будем называть всю населяющую Землю биоту (то есть совокупность всех микроорганизмов, грибов, растений и животных) и среду ее обитания, включая почвенный покров и содержащие признаки жизни слои атмосферы. Накануне появления человека биосфера по своим основным параметрам вряд ли существенно отличалась от нынешнего ее состояния. Более того, ее основные характеристики, такие как общая масса живого вещества (порядка 2,4 × 1018 г), элементарный состав биомассы, содержание кислорода в атмосфере, количество достигающей Земли солнечной энергии и прочие условия — сохранялись неизменными на протяжении сотен миллионов лет. Система была стабильной. Но появился человек разумный, и многое изменилось.