Вид с высоты - [12]

Я пробовал по-иному сформулировать функциональное определение жизни в книге «Жизнь и энергия» (1962). Там я дал общее представление о термодинамике и написал: «Живой организм характеризуется способностью временно и локально понижать энтропию».

Однако в таком виде это определение звучит просто ужасно, так как солнечное тепло тоже может вызывать временное и локальное понижение энтропии — например, всякий раз, когда под его воздействием испаряется лужа воды.

В данной главе я намерен объяснить, почему я не собираюсь оставлять это определение неизменным. (Если вы не знаете, что такое энтропия, то загляните в десятую главу.)

Очевидно, нам нужно внести в такое определение структурный элемент. Но можем ли мы это сделать? Все формы жизни, какими бы они ни были по внешнему виду, выполняют ряд общих функций. Все они ощущают среду… и т. д., и поэтому-то функциональное определение дать очень легко. Но одинаковы ли они по своей структуре? Уже сам факт, что я употребил выражение «какими бы они ни были по внешнему виду», говорит о том, что они неодинаковы.

Это, однако, верно только потому, что мы полагаемся на внешнее разнообразие, в котором можно убедиться невооруженным глазом. А что будет, если мы вооружимся соответствующими линзами?

* * *

Еще в 1665 году английский ученый Роберт Гук опубликовал книгу, в которой описал наблюдения, сделанные им с помощью микроскопа. В частности, он изучил тонкий срез пробки и нашел, что она вся изрешечена крохотными прямоугольными дырочками. Он довольно удачно назвал эти дырочки «клетками».

Но пробка — это мертвая ткань даже тогда, когда она образуется на живом дереве. На протяжении последующих полутора столетий ученые изучали под микроскопом живые ткани или ткани, которые были живыми, до того как их подготовили для изучения. Они обнаружили, что такие ткани тоже разделены на крошечные ячейки. Название «клетка» сохранилось и для них, хотя в живой ткани такие ячейки уже не пустые дырочки, а заполнены веществом.

И только в 1830 году, основываясь на всех накопленных к тому времени данных, два немецких биолога, Маттиас Якоб Шлейден и Теодор Шванн, смогли подарить миру обобщение, которое гласило, что все живые организмы состоят из клеток.

Вот вам и структурное определение: «Живой организм состоит из клеток».

Хотя такое определение и звучит хорошо, но оно не допускает обратного толкования. Нельзя сказать, что предмет, состоящий из клеток, жив, так как мертвый организм точно так же состоит из клеток, только клетки его мертвы.

И нельзя исправить определение, сказав, что живой организм состоит из живых клеток, потому что это будет переливанием из пустого в порожнее. Кроме того, в организме, только что умершем, многие клетки, возможно даже большая их часть, живы, а организм все равно мертв.

Мы добьемся большего успеха, если, как в случае с определением того, что такое дом, подойдем к нашему определению одновременно со структурной и с функциональной точек зрения и скажем: «Живой организм состоит из клеток и характеризуется способностью ощущать среду и т. д.».

Это определение включает все столь различные между собой типы организмов, которые мы интуитивно называем живыми, и исключает все прочее, имитирующее функции, которые мы ассоциируем с жизнью, — вроде кристаллов, речных дельт, огня, роботов и абстракций: ведь все то, что мы перечислили, не имеет клеточного строения. В то же время определение исключает останки когда-то живших организмов (даже если они умерли только что): ведь мертвые предметы, хотя и состоят из клеток, не выполняют функций, связанных с жизнью.

* * *

Несколькими абзацами выше я упомянул «живые клетки». Что это значит?

В данном мною только что определении живого организма говорится, что он состоит из клеток. Но подразумевается ли при этом, что сами клетки тоже живые? Можно ли утверждать, что все части человеческого тела непременно живые и что все клетки, следовательно, должны быть живыми, поскольку они входят в живой человеческий организм?

Совершенно очевидно, что подобное утверждение было бы ошибочным. Волосы не являются живыми, хотя, они растут на нашем теле. Кожа наша покрыта слоем клеток, которые омертвели, хотя и не перестали быть частью живого организма.

Если мы хотим решить, живы ли клетки, мы не должны ставить выяснение этого вопроса в зависимость от определения живого организма. Мы должны применить соответствующий критерий жизни к самой клетке и задаться вопросом, может ли она ощущать среду и т. д., то есть отвечать по крайней мере функциональному определению живого.

Тут же напрашивается отрицательный ответ, так как многие клетки явно лишены некоторых существенных функций живого. Клетки нашей нервной системы, например, неспособны воспроизводиться. Мы рождаемся с тем же числом нервных клеток, которое имеем всю жизнь; любое изменение впоследствии ведет только к худшему, так как нервная клетка, переставшая выполнять свои функции, не заменяется.

В общем, ни одна из наших клеток, отделенная от своих соседок и предоставленная самой себе, не сможет жить и долго выполнять свои функции. В то же время различные клетки тела способны сами выполнять каждую из функций, связанных с жизнью. Некоторые клетки ощущают свою среду, другие соответственно реагируют на нее; некоторые управляют пищеварением, другие всасывают питательные вещества; все клетки ассимилируют, производят и используют энергию; некоторые клетки растут и воспроизводятся постоянно, всю жизнь, и даже в том случае, когда организм в целом перестает расти и воспроизводиться. Короче говоря, функции живого организма являются в некотором смысле суммой функций клеток, из которых он состоит.