ЖИЗНЬ

ЖИЗНЬ – специфическая форма организации материи, характеризующаяся единством трех моментов: 1) наследственной программой, записанной в совокупности генов (геном), т.е. в соответствующих последовательностях нуклеотидов дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК); 2) обменом веществ, специфика которого определяется наследственной программой; 3) самовоспроизведением в соответствии с этой программой.

Код, с помощью которого записывается наследственная программа, универсален, так что все живые существа используют одну и ту же универсальную схему для кодирования, переноса (и перевода) информации и биосинтеза. В этих процессах преобладают два вида молекул: нуклеиновые кислоты в качестве носителей «законодательного» начала и белки в качестве носителей «исполнительного» начала.

Геном (наследственная программа) организма может быть условно подразделен на конститутивный и факультативный. Под конститутивным геномом понимается сумма постоянно присутствующих в геноме структурных генов, кодирующих биологически активные макромолекулы (белки и ферменты, рибосомную и транспортную рибонуклеиновую кислоту – РНК и др.) и главным образом обеспечивающих консерватизм наследственности, стабильность данной конкретной наследственной программы, детерминирующей развитие и функционирование организма. Под факультативным геномом подразумевается та его часть, которая является лабильной, необязательной и содержит т.н. подвижные генетические элементы, способные изменять свое положение в геноме, «внедряться» в него или покидать «насиженные» места, а также многочисленные типы повторяющихся последовательностей ДНК, являющиеся гипервариабельными. Факультативный геном обеспечивает наследственную изменчивость генома: большая часть спонтанных (не вызванных какими-либо внешними воздействиями) мутаций (изменений генов) вызывается перемещениями подвижных генетических элементов, а относительно частые количественные и качественные изменения повторяющихся последовательностей ДНК могут индуцировать значительные функциональные сдвиги, порою приводящие к заболеваниям.

Таким образом, в основе жизни лежит определенная и достаточно сложная генетическая программа, которая реализуется через обмен веществ, метаболизм, как второй необходимый элемент любой формы жизни. Только постоянно используя приток свободной энергии, система может непрерывно обновляться и этим тормозить свое нисхождение в состояние термодинамического равновесия, которое Э.Шредингер назвал состоянием смерти. Свойственный процессам жизни динамический порядок может поддерживаться только за счет постоянной компенсации производства энтропии.

Наконец, молекулы и специфические упорядоченные надмолекулярные образования, возникшие благодаря межмолекулярным взаимодействиям, имеют ограниченное время жизни из-за теплового движения. Чтобы не потерять накопленную в них информацию, они должны успевать до своего распада построить хотя бы одну идентичную копию, содержащую план строения и функционирования исходной структуры. Следовательно, основывающаяся на реализации наследственной программы жизнедеятельность не затухает благодаря процессу самовоспроизведения, протекающему по плану, записанному в наследственной программе, вследствие чего потомки обретают те черты организации и функции, которые были присущи предкам.

По вопросу о происхождении жизни на Земле существуют три гипотезы: 1) гипотеза естественного зарождения жизни, 2) гипотеза заноса жизни из Космоса, 3) гипотеза о сотворении живого. Предпочтение той или иной гипотезы в большей степени связано с верой, нежели со знанием, поскольку ни одна из них не обеспечена необходимым и достаточным для доказательства научной истинности фактическим материалом. Одну из основных сложностей при построении первой гипотезы составляет недостаточность надежных сведений о состоянии планеты в период «зарождения» жизни. Более того, представления об условиях, существовавших на ней в момент такого «зарождения», постоянно меняются, а от этого зависит формулировка конкретной схемы возникновения живой системы, которая, следовательно, также с каждым новым открытием неузнаваемо изменяется, нередко на прямо противоположную. Противоречивость подобных взглядов служит существенным препятствием для создания убедительной концепции происхождения жизни. Кроме того, обычно не учитывается специфика организации живых систем, заключающаяся в том, что они не могут возникать последовательно и постепенно, потому что каждая из составляющих их частей сама по себе бессмысленна: напр., рибосома, клеточный органоид, участвующий в синтезе белка, характеризуется сложной структурой, состоит из многих (нескольких десятков) компонентов, строго «привязанных» один к другому, она имеет «смысл» только как единое целое. Тем не менее жизнь на Земле появилась очень рано – первые живые существа ок. 4,25 млрд лет назад. Механизмы фотосинтеза возникли 3,7–2,5 млрд лет назад, достаточно сложные живые организмы (эукариоты) – 1,6–1,35 млрд лет назад. Поэтому многочисленные «эскизы», рисующие картину постепенного возникновения живой системы из неживой (в какую бы математическую форму они ни облекались), носят чисто спекулятивный характер. Возможность экспериментального образования некоторых компонентов, из которых построены живые организмы (аминокислот, азотистых оснований, углеводов, нуклеозидов, нуклеотидов, липоидов), вовсе не доказывает гипотезу естественного зарождения жизни. Во-первых, эти компоненты не возникали естественным путем, а были получены на основе разумно спланированных опытов в лабораторных условиях, а во-вторых, дистанция от этих компонентов до живой материи слишком велика, чтобы из результатов подобного рода опытов можно было делать какие-то далеко идущие выводы. Фактически они даже не приоткрывают завесы над тайной возникновения жизни на Земле, и в плане решения данной проблемы абсолютно бесперспективны.

Концепция занесения живого из Космоса не объясняет происхождения жизни, но лишь отодвигает ее решение в другую плоскость и в другую точку Вселенной. Некоторые авторы (напр., астроном из Индии Викрамасингхе) предполагают, что Космос испокон веков наполнен простейшими формами жизни, распространяющимися в разные его «регионы» и достигшими в силу неизвестных обстоятельств нашей планеты. Но взгляды такого рода могут быть приняты лишь как вера и в определенном смысле эквивалентны третьей гипотезе. В связи с этим российский палеонтолог Б.С.Соколов считает, что более правильным и точным было бы говорить не о происхождении, а о появлении жизни на Земле. Вопрос о том, как она появилась, остается открытым.

В то же время является несомненным, что различные формы живого после своего появления претерпели процесс эволюционных преобразований. Об этом свидетельствуют данные палеонтологии, указывающие на тот факт, что в различных пластах земной коры обнаруживаются существенно отличающиеся друг от друга останки живых существ и, следовательно, разные периоды существования Земли характеризовались сменой флоры и фауны. И хотя механизмы эволюционных преобразований исследованы недостаточно и во многом остаются нерасшифрованными, сам факт их существования можно считать доказанным.

Литература:

1. Шредингер Э. Что такое жизнь с точки зрения физики? М., 1947;

2. Руттен М. Происхождение жизни. М., 1973;

3. Завадский К.М., Колчинский Э.И. Эволюция эволюции. М., 1977;

4. Эйген М., Винклер Р. Игра жизни. М., 1979;

5. Альтштейн А.Д. Происхождение генетической системы: гипотеза прогонов. – «Молекулярная биология», 1987, т. 21, с. 309–322.

Л.И.Корочкин