Текст книги "Загадки теории эволюции. В чем ошибался Дарвин"

Тщетные усилия

Философ и космолог Иммануил Кант (1724–1804) был убеждён: Мир в основе своей непознаваем. По его мнению, знание законов химии, физики, небесной механики даёт возможность придумывать только примитивные схемы природных явлений.

«В состоянии ли мы сказать, – вопрошал он, – дайте мне материю, и я покажу вам, как можно было бы произвести гусеницу». И отвечал: «Скорее можно будет узнать образование всех небесных тел, причину их движения, короче, происхождение… устройства Мироздания, чем отчётливо и вполне выяснить из механических оснований зарождение и развитие какой-нибудь травки или гусеницы».

Современные биологические науки до мельчайших деталей выяснили строение и физиологию животных, растений. По химическому составу они соответствуют Биосфере, а энергию получают от Солнца. Но кроме материи и энергии организмы, их молекулярные структуры насыщены информацией. Как она сформировалась? Могут ли из разрозненных атомов и простых молекул сами собой возникнуть «молекулы жизни»?

Дарвин полагал возможность «самотворения» живых организмов при определённых условиях среды. В этом он не был первым. Жан Батист Ламарк говорил в своих лекциях по зоологии в 1800 году:

«Сравнительная анатомия позволила нам определить для животных в целом порядок, в котором нет ничего произвольного и который можно рассматривать как порядок самой природы». И этого достаточно «для того, чтобы приподнять непроницаемую завесу, скрывающую от нас величайшую из тайн природы – тайну происхождения живых природных тел».

Организмы могли последовательно произойти из первичных тел «путём изменений, постепенно осуществляемых природой на протяжении длительного времени и в результате возрастающего усложнения организации этих живых тел, при неизменном сохранении в процессе воспроизведения всех приобретённых изменений и усовершенствований».

И ещё: «Природа имеет дело лишь с очень незначительными массами студенистой материи, превращая их в клеточные тела, в которых и зарождается организация, а сама клеточная ткань служит той средой, в которой постепенно формируются все органы живых тел… а вода, тепло, свет и тонкие флюиды из окружающей среды становятся в руках природы орудиями, при помощи которых она производит это чудо».

Ламарк сообщил, что обо всём этом он не будет говорить в своих лекциях! Этот риторический приём он использовал, возможно, для того, чтобы избежать гонений со стороны церковных догматиков.

Более чётко высказался Ламарк в фундаментальной «Философии зоологии» (1809). В главе «О непосредственных, или самопроизвольных, зарождениях» упомянут круговорот веществ, связывающий в единое целое тела живой и неживой природы. Вывод: «Природа сама производит непосредственные, или самопроизвольные, зарождения».

Дарвин в своих трудах не касался этой темы. Хотя обдумывал её. Он писал ботанику Джозефу Гукеру весной 1863 года:

«Пройдёт еще немало времени, прежде чем мы сможем сами увидеть, как слизь, или протоплазма, или что-либо в этом роде породят живое существо. Я, однако, всегда сожалел, что пошел на поводу у общества и использовал заимствованный из Пятикнижия термин “сотворение”, в результате которого путём каких-то нам совершенно неизвестных процессов “всё и появилось”. Рассуждать в настоящее время о происхождении жизни просто нелепо. С таким же успехом можно говорить о возникновении материи».

Восемь лет спустя он высказался определённей: «Часто говорят, что условия для возникновения живых организмов существуют и теперь – так же, как всегда. Но даже если (о, какое оно большое, это “если”!) мы смогли бы представить, что в некотором маленьком пруду со всяческими аммонийными и фосфорными солями, с достатком света, тепла, электричества и т. п. возникло белковое соединение, готовое к дальнейшим более сложным химическим превращениям, то сегодня это вещество было бы немедленно съедено или адсорбировано, чего не случилось бы, если бы живых существ ещё не было».

По сути, он повторил мысль Ламарка. А вот дедушка Чарлза Эразм Дарвин в своей философской поэме «Храм природы» (1803) заявил: «Бог – первая причина!» Но затем сослался на природу:

 
Из эмбрионов формы без числа
Различные она произвела;
Стремятся к совершенству все творенья, —
Живя, растут и крепнут от движенья.
Он пояснил:
Согрета солнцем, в гротах, на просторе
Жизнь организмов зародилась в море…
…Тягучей клейковиною виясь,
Нить с нитью, с тканью ткань вступила в связь,
И быстрой Сократительности сила
В волокнах тонких жизнь воспламенила.
Так без отца, без матери, одни
Возникли произвольно в эти дни
Живого праха первые комочки:
Растений мир и насекомых рой
Восстал микроскопической толпой,
Стал двигаться, дышать и множить почки.
 

В общем, сгустилась клейкая масса и ожила. Говоря словами Джордано Бруно, у первичных организмов были отец Солнце и мать Земля.

Эразм Дарвин полагал, что организмы не только приспосабливаются к среде, но «среду и климат преодолевают». В то же время

 
Жизнь производит веществам отбор:
Всё вредное спешит изгнать, как сор…
 

Впрочем, Эразм во многом придерживался идей римского мыслителя I века Тита Лукреция Кара (и его предшественника Эпикура), изложенных в эпической поэме «О природе вещей». По мнению Лукреция, боги определили законы природы, а затем не вмешивались в процессы, происходящие естественным образом.

Когда проблема происхождения жизни перешла в ведение учёных, было высказано множество гипотез, написана масса статей и книг. Теоретически проблема разработана великолепно. А на практике, как говорится, воз и ныне там.

Отпадает довод Чарлза Дарвина о том, что естественному синтезу мешает неблагоприятная ныне среда. В лабораториях создают разнообразные условия для «акта творения», а синтезы на основе научных знаний несравненно эффективнее, чем при случайных комбинациях.

Неудивительно, что за последние десятилетия всё чаще можно услышать мнение о том, что эволюционная теория зиждется на зыбкой основе. Она исходит из предположения о естественном происхождении живых организмов, что не удаётся доказать на опыте.

Чарлз Дарвин порой высказывался скептически: «Рассуждать в настоящее время о возникновении жизни просто нелепо. С таким же успехом можно говорить о возникновении материи».

…Биолог, философ, историк науки Джон Бернал (1901–1971) в книге «Возникновение жизни» сослался на «оригинальные работы А.И. Опарина и Дж. Холдейна, которые ознаменовали начало современной фазы в исследовании данного вопроса». Но при всём уважении к упомянутым учёным надо признать, что первыми были не они.

Немецкий физикохимик О. Леман в самом начале ХХ века предложил гипотезу образования первичных форм жизни из жидких кристаллов – промежуточных веществ между жидкостями и твёрдыми телами. Он провёл опыты, сделал фотографии и рисунки капель жидких кристаллов, напоминающих одноклеточные организмы.

В 1913 году была опубликована брошюра микробиолога и биохимика С.П. Костычева «О появлении жизни на Земле». Он критически отозвался о гипотезах самозарождения живых организмов:

«Если бы я предложил читателю обсудить, насколько велика вероятность того, чтобы среди неорганизованной материи путем каких-нибудь естественных, например, вулканических процессов случайно образовалась большая фабрика – с топками, трубами, котлами, машинами, вентиляторами и т. п., то такое предложение в лучшем случае произвело бы впечатление неуместной шутки. Однако простейший микроорганизм устроен ещё сложнее всякой фабрики; значит, его случайное возникновение ещё менее вероятно».

Он пришёл к выводу: «Когда отзвуки споров о самозарождении окончательно заглохнут, тогда все признают, что жизнь только меняет свою форму, но никогда не создается из мёртвой материи». Правда, на это можно было бы ответить вопросом: а бывает ли на свете мёртвая материя?

Н.А. Умов высказал такую мысль: «Возьмём элемент мёртвый – песчинку; она тяготеет не только к своим соседям, но и к отдалённейшим мирам – планетам, солнцу, бродячим в небесных пространствах космическим телам и звёздам. Она находится под влиянием равнодействующих этих миллиардов тяготений… но эта связь – суммарная, абсолютно нерасчле-нённая, а потому и наименее тесная».

Речь идет о связи песчинки с окружающими телами и далёкими мирами посредством силы гравитации, которая для столь мелкой частицы ничтожно мала. Но почему-то

Умов не учёл, что песчинка входит в систему круговоротов вещества в Биосфере.

Если песчинка принадлежит к минеральной группе полевых шпатов и растворится в воде, входящие в её состав калий, кальций, натрий и микроэлементы могут перейти в клетки растений или животных, участвуя в их жизнедеятельности. Значит, на уровне атомов о мёртвой материи говорить не приходится.

Название «мёртвые тела природы» в значительной степени условное. Минералы и природные воды верхних горизонтов земной коры активно участвуют в биохимических процессах. Животные не могут жить без растений, а растения – без питательных веществ, которые получают из воды, воздуха, от минералов. Поэтому В.И. Вернадский говорил о единстве живого и косного вещества в глобальном организме Биосферы.

Представители «точных наук» не обращают внимания на земную природу как единое целое, обладающее свойствами живого организма. Её не замечают, как окружающий воздух.

…Архимед подсчитал, сколько идеальных песчинок может находиться в объёме земного шара; но его не интересовали реальные песчинки. С той поры двадцать три века сохраняются традиции формального физико-математического синтеза космоса. Правда, химики выделили органические молекулы.

«Жизнь на Земле есть главным образом функция взаимодействия нуклеиновых кислот и белков, – писал Джон Бернал. – Нуклеиновые кислоты представляют собой полимеры нуклеотидов. А те в свою очередь состоят из азотистых оснований, пентоз и фосфата. Нуклеотиды активны сами по себе – в качестве конферментов. Белки – это также полимеры, и состоят они из аминокислот. Главная функция белков заключается в том, чтобы служить специфичными органическими катализаторами (так называемые ферменты), избирательно ускоряя химические реакции.

Несмотря на колоссальную сложность таких реакций, биохимикам удалось осмыслить их как таковые и во взаимосвязи друг с другом. Возможно, в результате дальнейшего изучения окажется, что эти ферменты можно расположить в некий ряд, все члены которого связаны друг с другом происхождением, причем одни ферменты образуются из других путём своего рода химических мутаций. Такой механизм мог бы обеспечивать функционирование саморегулирующих открытых систем на любой стадии развития обмена веществ».

Некоторые термины из этой цитаты непривычны для неспециалиста, но важно учесть, что почти полвека назад было многое известно о строении организмов на молекулярном уровне.

Как полагал Дж. Бернал, некогда сформировались из воды, метана и аммиака органические молекулы, углеродные и азотистые соединения. Среди них – аминокислоты и органические основания вроде аденина. По гипотезе Опарина – Холдейна, они являются частями «первичного бульона».

Из первых органических соединений строились цепочки, гирлянды, сети. В них происходили превращения, перемещения отдельных фрагментов, изменения общей структуры. Возникла, по словам Бернала, «динамическая организация процесса, который мы называем жизнью. Однако до возникновения отдельных организмов дело пока не дошло».

Некоторые из этих молекул объединялись в сложные «компоненты живой материи – составные части клетки, называемые органеллами. К последним относятся митохондрии, ответственные за метаболизм клетки; хлоропласты, ответственные за фотосинтез, и, наконец, хромосомы (у высших организмов) и хроматиновый материал… ответственные за наследование признаков и непрерывность систем, частью которых они являются».

Наконец, возникла содержащая ядро клетка, характерная для высокоорганизованных существ. «Отсюда начинается развитие жизни во всём её многообразии и сложности».

Вот так не очень просто и не вполне понятно для неспециалиста возникла, по мнению многих учёных, жизнь на Земле.

По мнению Бернала, «адсорбция на минеральных частицах привела к первоначальному концентрированию живого материала». Он упомянул о возможности проявления «биохимической жизни» на больших территориях. Какие это территории? Пожалуй, следовало бы иметь в виду глобальный организм Биосферы.

Американский химик-органик Сидней Фокс разрабатывал проблему образования белков при высоких температурах. Известно, что органические соединения типа нефти синтезируются в природных условиях. Советский вулканолог Е.К. Мархинин утверждал: «Вулканические извержения были первым шагом, который природа сделала на пути от неживой материи к живой, так как именно вулканы явились теми гигантскими химическими реакторами, в которых образовались предбиологические соединения, из которых химическая эволюция создала первые живые организмы».

Ключевая и нерешённая проблема – возникновение упорядоченного расположения органических оснований в нуклеиновых кислотах и аминокислот в белках. Эти два компонента в процессе своего химического взаимодействия предопределяют жизненные процессы.

Живое – от живого

Приспособление к окружающей среде предполагает отказ от своей индивидуальности. Эволюция организмов шла иначе: всё определённее проявлялись индивидуальные особенности организмов.

Этот процесс должен иметь направляющие импульсы извне. В противном случае будет идти деградация: сложно организованные создания упростятся до уровня окружающей среды… Если, конечно, она устроена проще, чем организмы.

Логичен вывод: Биосфера устроена сложнее живого вещества. Она состоит из множества больших и малых природных зон, геохимических провинций, ландшафтов. Но это не «экологические ниши», где комфортно приютились живые существа, а динамичные природные комплексы, активно влияющие на организмы, которые, в свою очередь, воздействуют на них.

Замечательное разнообразие изменчивых природных условий в Биосфере – главный движущий фактор биологический эволюции, неиссякаемый источник питательных веществ и информации в среде, насыщенной лучистой солнечной энергией.

При взаимодействии живого вещества с окружающей средой происходит их взаимное усложнение. Благодаря деятельности организмов, возникают новые горные породы, а Биосфера обогащается новыми химическими соединениями. Изменённая среда начинает по-новому влиять на живое вещество, вызывая его преобразования.

Внешней силой, направляющей эволюцию живых организмов, является среда жизни, система взаимодействия природных вод, газов и каменной оболочки планеты с солнечным излучением.

Создав для себя искусственное окружение, мы отгородились от неё.

«Человек на прежних ступенях развития не отделял себя от остальной живой природы, – писал В.И. Вернадский. – Он теснейшим образом чувствовал свою генетическую, неразрывную связь со всем остальным органическим миром, и это чувство охватывает некоторые из глубочайших проявлений религиозного творчества – религии древней Индии».

В другой работе он высказался определённо: «В сущности, человек, являясь частью биосферы, только по сравнению с наблюдаемыми на ней явлениями может судить о Мироздании. Он висит в тонкой пленке биосферы и лишь мыслью проникает вверх и вниз».

Ныне человек вышел в космическое пространство, но и там находится он в среде жизни – искусственной, техногенной. Как существо живое и разумное, он везде остается порождением Биосферы. По словам Вернадского: «Лишь благодаря условностям цивилизации эта неразрывная и кровная связь всего человечества с остальным живым миром забывается».

Допустимо ли с научной точки зрения называть нашу планету родной? Это поэтический оборот или народная вековая мудрость: мать Земля?

В Античности Землю обожествляли в образе живой, разумной и заботливой к своим созданиям богини Геи. Мыслители Средних веков уподобляли Землю животному: леса – волосы, скалы – кости, вулканы – нарывы, землетрясения – судороги. Но при чём тут наука?

Для биолога живая планета – нелепость. К каким организмам её отнести? Животное, растение, гриб? Глобальное одноклеточное?!

Доводы справедливые. И всё-таки надо выбирать между механизмом и организмом, между мёртвым и живым.

Вернадский ввёл понятие «биокосное тело» в приложении к почве, что в переводе означает «живомертвое». Что это? В нашем организме имеются кристаллы, а то и камешки. Выходит, и мы – «биокосные»?

Логично считать механической систему с принудительной динамикой, лишенную активного обмена веществ и возможности самостоятельно развиваться, а также порождать живые существа. У организма – противоположные свойства.

Как с таких позиций характеризовать наше родное небесное тело?

Вряд ли допустимо считать живой всю Землю, включая глубокие недра, о которых мы слишком мало знаем. Однако на её поверхности и в литосфере идёт интенсивный постоянный обмен веществ. Взаимодействуют воздушная, водная и каменная оболочки, впитывая солнечную энергию. Усложняются минералы и горные породы. В этом процессе активно участвуют микробы, животные, растения, грибы…

Живой организм создает формы, подобные себе. Создала ли что-то подобное наша планета? Впрочем, не обязательно создавать свои копии. На это способен и кристалл. Настоящий творец умеет создать нечто особенное, до него на свете не существовавшее. Например, человек сотворил технику, инженерные и архитектурные сооружения.

Можно предположить, что первые земные организмы были похожи на Биосферу. (Кстати, простейшие в процессе эволюции менялись по форме и структуре, а по размерам – от карликов до гигантов, не уступая в разнообразии высшим позвоночным.)

Слово «биосфера» предложил Ламарк, назвав так живой сферический организм. Огромное количество простейших округлы. Они-то, пожалуй, и возникли на заре геологической истории.

Почти все современные биологи, изучая эволюцию животных и растений, углубляются в микроскопические дебри генетики, пытаясь отыскать ответы на загадки бытия. Как будто органические молекулы, образующие двойную спираль или участвующие в обмене веществ и обработке информации, существуют вне единого организма.

Но и любой организм, и все они, вместе взятые (включая самих учёных), живут только как порождения и крохотные частички Биосферы, участвующие в её системах обмена веществ и обработки информации.

Советский учёный и писатель И.М. Забелин предлагал термин биогеносфера, область «жизнетворения». В этом есть определённый резон. Но, по моему мнению, наиболее точное определение – Биогеосфера, или Биосфера, с заглавной буквы.

Она отличается от биосферы по Вернадскому. Он так называл планетную оболочку, охватывающую область активной современной жизни: обитающие на Земле организмы, атмосферу до высоты 10 км, Мировой океан, наземные и часть подземных вод, земную кору до глубины 3 км.

Это огранивает горизонт исследований современными процессами. Таков географический подход. Он мешает осмыслить земную область жизни в геологических масштабах пространства и времени.

Глобальные геохимические и геофизические круговороты вещества длятся многие миллионы лет. Память о них сохраняет земная кора. Её Вернадский называл «областью былых биосфер». Это понятие не вполне корректное. Разве Биосфера (с заглавной буквы) не существовала миллиарды лет? Разве прошлое не является естественной частью её жизни? Разве земная кора не динамичная изменчивая система?

Для каждого вида организмов мы определяем существование, исходя из материалов палеонтологии. По тому же принципу надо определять и пределы области жизни, не замыкая её в узких рамках современности.

В геологических масштабах времени каменная твердь оживает. Растут и разрушаются горы; моря и озера блуждают по континентам, изливают лаву вулканы, в земной коре пульсируют растворы; под давлением при высокой температуре скальные породы обретают пластичность и текучесть. Меняются очертания и расположение материков, океанические течения, природные зоны, ландшафты; взаимодействуют водная, газовая и каменная оболочки, питаемые лучистой солнечной энергией.

Происходит обмен веществ, охватывающий земную кору и всю историю нашей планеты. Такова глобальная область жизни с позиций геологии. Биогеосфера (Биосфера) – живая оболочка планеты, существующая, совершенствуясь, миллиарды лет. В ней возникли, развивались и существуют более мелкие формы жизни: бактерии, растения, грибы, животные, человек.

Возникают новые вопросы. Как возникла Биосфера? Каким образом породила организмы? Можно ли считать её разумной, проявлением творящей природы? Что есть жизнь и разум на Земле и во Вселенной?