Биологическая эволюция

Вначале методологическое введение. Здесь интересно общеизвестное произведение американского фантаста Р. Крайтона «Парк юрского периода» (имеется в виду книга, а не фильм, ибо книга имеет четкие формулировки философской позиции автора по поводу развития археологии как науки).

Р. Крайтон отмечает, что палеонтология первоначально «гонится» за костями, стремясь обнаружить нового динозавра и найти самого большого динозавра. Эпоха подобной гонки характерна для начального периода палеонтологии. Затем палеонтолог начинает систематизировать материал, и тут парадоксально резкое сокращение видов, оказывается, что на самом деле откопаны не три вида диплодоков, а самец, самка и детеныш. В другом случае существо образовано так, что ему приклеивают чужую голову.

Систематика материала и развитие науки ставит задачу реконструкции организмов в целом и поиск скелетов. Далее палеонтология ищет характерные точки, которые выводят за пределы костного видения животных, например помет динозавров, который объясняет, чем те питались, форма гортани и выростов на голове, которые в моделях акустики дают звуки, которые издавали эти звери.

Наконец, внимание перемещается на поиск коллективных захоронений, которые объясняют поведение монстров. Например, на месте скелета бронтозавра найдено несколько скелетов велоцераптера, что говорит о том, что последние охотились стаей. Найдены гнезда динозавров, свидетельствующие о том, что они ухаживали за детенышами и рождали конкретное их количество. Так что палеонтология понимает, как выглядели динозавры, какого цвета у них была кожа, как они себя вели и прочее.

Эволюция представлений о животных, которых в живом состоянии никто не видел, подытоживается клонированием динозавров, которое на основе данных науки осуществляет в Парке профессор-генетик. Но хотя перед нами фантастика, философия развития палеонтологии как науки показана достаточно объективно.

Подобный образец развития предмета биологического анализа демонстрирует роль материала в изменении представления о предмете и в изменениях структуры исследования науки.

Ф. Энгельс дает классическое определение жизни: жизнь есть обмен веществ. Исходно полагаем, что жизнь начинается с момента образования трех типов круговорота: обмен веществ, обмен энергией и обмен информацией. Обменные процессы – суть жизни. Прототипы ее в геологическом масштабе начинаются отличаться от живого тогда, когда круговороты сосредотачивают внутри собственной структуры большую часть полезных веществ, структурированной энергии и управляющей этим информацией. Чтобы удерживать дифференциал живого, эти процессы с необходимостью порождают биологический вид границы живого и неживого – клеточную оболочку. Клетка становится вместилищем живого, аминокислотного круговорота, и первоначально она имеет геологический размер (предположительно в систему такой первоклетки входит небольшое озеро, например, в котором границей являются берега, дно и поверхность воды). Затем идет все большее усложнение границы и концентрация процессов внутри, а не вне клетки. Клетка становится сосредоточием круговорота аминокислот, этот круговорот перемещается внутрь протобионтов (термин А. И. Опарина).

Исходно формирование жизни происходит так, что три обмена веществ существуют в разных пространствах, имеют разные носители. Сразу зафиксируем, что в наших клетках это процесс однородный и имеет одинаковые носители; структура обменов, реализуемая в однородных носителях, вновь нам подсказывает историю.

Переход от геоэволюции к биоэволюции означает переход от круговоротов веществ к обмену веществ. Уже в таких определениях видна суть жизни, она формируется в стабильных микро- по отношению к единому геологическому пространству локусах, которые все уменьшаются в размерах, но все более усложняются в структурном отношении. Это суть химической эволюции. Пространство внутри живого отличается разворачивающейся в среде аминокислотного круговорота локального типа химической эволюцией, причем эта эволюция не только охватывает все более широкие функционалы, она также и стабилизирует собственное движение и развитие.

Итак, продолжая логику геоэволюции, которая не могла не формировать структур первичных форм жизни, можно утверждать, что три названных круговорота являлись в разных формах жизни и существах (если можно назвать таковыми протобионты). Первичная эволюция имела характер перекрестной эволюции.

В биоэволюции можно различать два типа эволюции живого вещества. Первоначально преобладает перекрестная эволюция, затем ее вытесняет генетическая. Перекрестная эволюция представлена сейчас формами симбиоза, когда, например, лишайники и водоросли, как два типа организмов, объединяются, и получается нечто новое – мхи. Такая эволюция предполагает неспособность животных питаться друг другом, отсутствие отношений хищник и жертва. Преобладает такое поглощение одного организма другим, когда поглощенный продолжает функционировать внутри поглотившего, получая от него все, что необходимо, и давая то, чего нет у поглотившего.

Поглощенное существо продолжает жить и развиваться внутри поглотившего. Сложные по структуре организмы являются соединенными путем поглощения, поглощение существует на первых стадиях эволюции как основной принцип развития живого.

Отсюда следует, что целостность живого первоначальной формы отталкивается от среды. Живое вещество, позднее собирающееся в клетку, первоначально «развернуто» вовне, и приспособление его частей происходит через моделирование внутри клетки условий идеальных, как внешняя среда для каждого организма.

Отметим, что этот период развития живого опирается на бессмертии живых организмов. Так что собирание происходит на основе постоянства круговорота.

В такой ситуации ключевую роль играет сохранение внутри клетки условий идеальной среды, которая вне клетки истощается. Организмы в таком случае стремятся сами войти внутрь клетки, получая таким путем идеальные для существования условия. Вход очередного организма приводит к экологической микрокатастрофе, и система модернизируется. Клетка функционирует в направлении максимальной стабилизации среды внутри нее. Причем стабилизация не только температурная, но и химическая. Феномен клетки как внутренней среды и необходимость в ней для собирания жизни очевидны.

Этому типу эволюции противостоит генетическая. Три типа круговорота взаимодополняют друг друга и реализуются в первичной клетки как разнородные по происхождению и носителю. И вот клетка берет инициативу и начинает управлять процессами внутри себя. Она перестает быть моделью внешнего мира, хотя внутри нее продолжается воспроизводства первосреды, идеальной для всех организмов. Внутри клетки возникают органеллы. Отличие организма и органеллы в том, что органелла копирует функционирование организма, но происхождение ее едино и все органеллы имеют родственное строение.

В клетке все три круговорота осуществляются на основе одного процесса – воспроизводства ДНК, Обмен веществ происходит с помощью Т-РНК. Обмен энергии происходит с помощью АТФ, в структуре которой то же ДНК, наконец, информационный обмен и воспроизведение организма происходит с помощью ДНК.

Пределом перекрестной эволюции является так называемая «зеленая революция», произошедшая на Земле 2 миллиарда лет назад. В ее ходе возникает зеленое растение, которое выделяет в атмосферу свободный кислород, являющийся ядом для других форм жизни. Это приводит к тому, что другие организмы вынуждены войти в клетки, т. е. отделить себя от внешней среды или разрушиться. Это и есть нижняя граница живого.

Замена организмов на органеллы происходит так, что вместо организмов в среде клетки функционируют катализаторы и ферменты, которые могут воспроизводить организмы и их модели вновь и вновь. Катализаторы позволяют существенно «ужать» размеры клетки без утраты функционального пространства. Клетка словно расширяет свое внутреннее пространство, сокращаясь в пространстве физическом. Этот процесс сродни образованию «складки» по Г. В. Лейбницу.

Итак, клетка появляется, когда внешняя среда теряет вещество, в котором возникают первосущества – протобионты. Но внутри клетки происходит процесс замены разнородных организмов на органеллы, построенные по единому принципу и функционирующие по единому сценарию. Внутри клетки постепенно возникает воспроизводство живого из самого живого. Главную роль тут приобретает информационный обмен, благодаря которому вначале внутри бессмертной клетки происходит перестройка, уничтожение и вновь воспроизводство органелл. Параллельная и перекрестная эволюция прекращается с «зеленой» катастрофой, после чего возникает воспроизводство внутри клетки новых органелл. Теперь клетка все более сворачивается внутрь как функционально, так и пространственно, ей не имеет смысла достигать геологического масштаба и искать новые организмы, поглотив которые она усилит собственное функционирование.

Воспроизводство органелл начинается от воспроизводства дублей инородных организмов. Затем происходит развитие функций самих органелл по сценарию удовлетворения потребностей внутренней среды клетки. Информационный обмен возникает первоначально как подчиненный и второстепенный в условиях перекрестной эволюции, он становится главным во время перестройки клетки от захвата на воспроизводство. Первоначально обмен веществ и энергией важнее.

После зеленой революции принципиально меняется характер эволюции, кроме того, живое вещество становится приспособленным к размножению и смертности, а информационное воспроизводство и обмен становятся ключевыми. Теперь жизнь построена не внутри практически бессмертной клетки, а в рамках возникающего живого организма, который развивается по сценарию, заложенному в ДНК. ДНК наследует те достижения в обмене веществ и энергии, которые приобрели предшествующие поколения. Первоначально конкуренция, большое значение которой придавал Ч. Дарвин, протекает внутри клетки между органеллами, а потом вне клетки между родственными организмами. Родственность и происхождение от одного предка распространяется не только внутри организма, но и на весь органический мир. Однако это распространение иного, чем ранее, характера, ибо оно проистекает изнутри клетки.

Система информационного обмена и воспроизводства, отлаженная на органеллах и до сих пор играющая важнейшую роль в функционировании клеток (как доказательство от противного – раковые клетки), переносится на организм в целом. Организмы, которые размножаются мейозом и смертны, приобретают преимущество перед более консервативными организмами, которые размножаются только делением и бессмертны. Хотя следует отметить, что в современном организме клетки смертны (они делятся около 50 раз, после чего погибают), но есть клетки, которые бессмертны, это половые клетки или те же ДНК. ДНК, возникая позже, сохраняются максимально по структуре первоклеток.

Размножение становится механизмом переворота, оно свидетельствует, что на смену поглощения приходит развитие организма не вне, а внутри клетки, т. е. генетическая эволюция. Зеленая революция, таким образом, является границей двух типов эволюций. Эта граница означает переход от первоединицы к единице живого – клетке.

Важным выводов в рамках биоэволюции является тот факт, что развитие живого претерпевает две принципиально разные стадии – перекрестную эволюцию и формирование многоклеточного организма. В обоих случаях возникает новое целое, которое объединяет старые единицы эволюции в новое целое, стремящееся поддерживать первичную среду, так как существование прежних единиц происходило там естественным образом. Так что включение единиц в среду нового целого сопровождается для них получением максимально комфортной и благоприятно-стабильной среды.

В клетках живого сейчас есть две структуры, которые четко передают два исторических этапа развития организма. Первая – межклеточная жидкость, родственная по составу тому первичному бульону, в котором происходила перекрестная эволюция, в котором первоклетка объединяет разные протоорганизмы в единую систему. Состав первичного бульона, в котором формируется клетка, воспроизводится во внутриклеточной жидкости. Вторая жидкость такого же типа – кровь. Она является средой обмена энергии и веществом между клетками, т. е. она эквивалентна тому составу океана, в котором одноклеточные существовали накануне возникновения многоклеточных организмов. Этот состав комфортен для клеток и по стабильности среды обитания, и по эффективности коммуникации и обмена между клетками. Внутриклеточная жидкость и кровь – два типа сред внутри организма, отражающие в своей структуре процесс истории развития живого вещества.

После создания клетки в ней формируется устойчивый комплекс обмена веществ, которые происходят в первичном океане, отличающемся от современного. И, конечно, эта среда клеток тоже начинает истощаться. Но эта среда, как сказано выше, – идеальная для контакта клеток. Поглощение теперь идет не на уровне клетки, а на уровне организма, возникает макроединица, или многоклеточный организм. Организм становится вторичной единицей живой материи.

Организм, как все более саморазвивающееся существо, развивается в направлении автономизации и независимости от внешней среды. Биологическая форма движения готовит существо, которое предельно отделено от среды. Так, вначале рыбы, потом земноводные, пресмыкающиеся, которые не боятся сухого воздуха. Наконец, возникают теплокровные, наименее зависимые от среды.

Далее возникает целая гирлянда видов, развивающихся в направлении порождения социальной формы движения. И если представить себе, что миллион лет назад прилетели инопланетяне и уничтожили всех обезьян, то, очевидно, другие виды породят разумное существо. Почему же обезьяны, а не кошки, собаки и медведи стали разумными? Преимущество обезьян в универсализме. Сравним их с медведями. Медведь слишком хорошо адаптируется к природе, это всеядное существо, способное к спячке в условиях зимы. Белый медведь имеет такую шерсть и кожу, что невидим при инфракрасном излучении, т. е. не теряет теплоты, а следовательно, не мерзнет на Севере.

Однако приспособленность кошек, собак, медведей, приведшая к их распространению по всей планете, не приводит к их разумности. Дело в том, что они слишком приспособлены. Люди отличаются тем, что они строят общество, и приспособление их к среде идет через социум, культуру. Культура становится посредником человека и природы, и она делает его разумным.

При истощении мира вокруг человека следует иметь в виду, что по мере созревания человека последний все реже встречается с другими животными как разумными. Ведь на примитивных этапах животные других видов представляются в ритуале как разумные, и эта их разумность, с одной стороны, продукт поздней переделки, но с другой – отражение потенции вида стать разумным. Однако если человек занимает нишу разумного существа, другие виды оказываются в роли проигравших.

Аналогично тому, как появление зеленых клеток приводит к вымиранию около 20 видов альтернативных форм жизни, можно предположить, что появление человека приводит к вымиранию альтернативных претендентов на роль хозяина природы на Земле, в том же контексте можно анализировать и загадку вымирания неандертальцев.