Планеты и жизнь - [32]

Задумавшись на некоторое время, Платон дал дополнение к своему определению, добавив, что у «человека большие ногти».

Мы находимся в еще более трудном положении, чем Платон. Интуитивно мы чувствуем, в чем отличие живого от неживого, однако не можем точно сказать, что такое жизнь. Это происходит в первую очередь потому, что на сегодняшнем уровне знаний невозможно адекватно описать очень сложные и во многом неясные процессы, происходящие в клетке.

Не нужно думать, что подобная трудность относится только к биологическим проблемам. Даже в такой точной науке, как физика, где большинство понятий строго формализовано и поддается четким определениям, очень трудно дать корректное определение для времени или для силы.

Попробуем все-таки сделать очередную попытку. Остановимся лишь на наиболее существенных признаках, характеризующих свойства клетки как единицы живого.

Быть может, тогда станет более понятной и главная задача: познание закономерностей возникновения принципиально нового свойства материи — жизни.

Было бы несправедливо не упомянуть здесь о том, что некоторые ученые, например лауреат Нобелевской премии физик Е. Вигнер, считают эту проблему необъяснимой в рамках современной физики и химии.

Мысль о том, что невозможно описать возникновение жизни как естественный эволюционный процесс, процесс, который должен быть в принципе познаваем, еще чаще высказывается некоторыми биологами. Возникновение подобных сомнений лишь подтверждает, с одной стороны, грандиозную сложность задачи, а с другой — отражает неполноту наших знаний о процессах, происходящих в клетке.

Проблема живого, по сути дела, сводится к вопросу, поставленному в свое время крупнейшим. физиком Э. Шредингером: «Как можно объяснить с помощью физики и химии события, происходящие в пространстве и во времени в пределах живого организма?»

Поставим еще один вопрос: каков основной признак живой клетки? Ведь клетка умеет делать очень многое, мы уже в этом убедились. И все-таки основной признак жизни — размножение или воспроизведение. Мы будем трактовать термин «воспроизведение» в широком смысле, считая, что он объединяет все процессы, происходящие в клетке до того момента, пока, наконец, образуется копия исходного организма. Именно здесь начинаются главные трудности.

Часто используемый термин «самовоспроизведение» представляется мне не очень удачным, поскольку в нем неявно содержится понятие автономии, и поэтому его употребление требует известной осторожности. В научно-популярной и даже в научной литературе часто встречается выражение типа «самовоспроизводящиеся молекулы», хотя, по-видимому, за все время существования Галактики ни одна из известных нам молекул не «самовоспроизводилась».

Если мы возьмем изолированную молекулу ДНК, изолированную клетку, изолированного человека, то ни о каком «самовоспроизведении» не может быть и речи.

Поэтому гораздо целесообразней использовать менее обязывающие формулировки, а именно: снятие копий, воспроизведение.

Таким образом, живые системы отличаются от любых неживых систем, устройств, машин и так далее наличием уникального регулирующего механизма, обеспечивающего в определенных условиях воспроизведение системы.

Этим же механизмом обладает и дубликат, и дубликат дубликата, и все последующие поколения. При всей своей фантастической сложности механизм снятия копий обладает исключительной надежностью и практически идеальной координацией во времени и пространстве.

Неживая природа не знает ничего подобного. Лишь эволюция соединений углерода достигла вершины в создании молекулярных машин, производящих свои собственные копии. В основе этого поразительного процесса лежит механизм матричного синтеза белков.

Я намеренно стараюсь сосредоточить внимание читателя на вопросах, связанных с механизмом размножения и роста, так как именно они имеют самое непосредственное отношение к проблеме возникновения жизни.

С другой стороны, они и только они резко отличают живое от неживого.

В соответствии с такой точкой зрения жизнь можно определить как состояние материи, характеризующееся потенциальной способностью осуществлять координированный во времени и пространстве непрерывный процесс образования копий со структурных единиц (клеток).

Ясно, что есть много дополнительных свойств, присущих живой клетке. Мы уже говорили об обмене веществ, или метаболизме. Можно еще раз упомянуть, например, о каталитической активности белков. Хорошо известно также, что клеточные вещества обладают оптической активностью. Однако каждое из этих свойств, взятое в отдельности, не может однозначно характеризовать жизнь.

В качестве примера рассмотрим такое очень важное свойство клетки, как обмен веществ. Но ведь оно присуще и неживому миру. Действительно, взглянем на систему река — океан, грунт — атмосфера, транспорт материала при извержении вулканов. Река выносит в океан гигантское количество воды. При испарении воды с поверхности океана на суше выпадают дожди, которые вновь питают водой реки. Чем не обмен веществ?

По-видимому, только возникновение механизма воспроизведения (в широком смысле слова) и передачи информации можно отождествить с началом эволюции собственно живых систем.