человека и общества. Этот процесс можно представить как чередование эта- пов медленных постепенных изменений, прерываемых скачкообразными пе- реходами к новым качественным состояниям.
Процессы самоорганизации биосферы во многом определяются солнеч- но-земными связями, и прежде всего, потоками солнечной энергии, их каче- ством и периодичностью поступления. Достаточно давно человеком было за- мечено, что на Земле с определенной повторяемостью изменяется числен- ность отдельных популяций животных и урожайность культур. Обобщил имеющиеся эмпирические данные и дал им теоретическое обоснование А. Л. Чижевский (1897-1964), представив их как «земное эхо солнечных бурь».
Изменение абиотических условий неоднократно приводило биосферу в неустойчивое состояние и ставило живое на грань вымирания. В точках би-
фуркации неизменно происходила смена форм живого вещества на более приспособленные к новым условиям, которая была связана с изменением строения и функций существующих структурных элементов организма, появ- лением и развитием новых органных систем. Но и из старых форм сохраня- лись отдельные виды, сумевшие выжить. И сегодня мы наблюдаем следы былых биосфер Земли. Благодаря им существует то великое многообразие живых организмов, которое в конечном итоге определяет устойчивость раз- вития. Однако в последнее столетие оно оказалось нарушенным вследствие интенсивной производственной деятельности человека. Это чревато катаст- рофическими последствиями не только для живого вещества, но и всей пла- неты в целом.
Новые понятия и термины: прецессия, космохронология, протоземля, астеносфера, конвекция, стратификация, фотохимические реакции, биостром, экотоп, волчок жизни.
Ведущие идеи:
—Земля как самоорганизующаяся система;
—влияние солнечно-земных связей на процесс ее самоорганизации;
—особенности эволюции Земли как геологического тела;
—взаимодействие и взаимное влияние отдельных сфер Земли.
3.4. 4 САМООРГАНИЗАЦИЯ И ЭВОЛЮЦИЯ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА
1. Общие представления
На сегодняшний день нет достаточно четкого определения, что такое жизнь. С точки зрения материалистической философии жизнь — это особая форма движения материи. С биологической точки зрения жизнь — это особая форма существования белковых структур.
С точки зрения системно-синергетического подхода жизнь — это форма существования макроскопических гетерогенных открытых систем, далеких от равновесия, способных к самоорганизации, саморегуляции и само- воспроизведению (М. Волькенштейн).
166
Это определение является наиболее полным, так как отражает принци- пиальное отличие живой материи от косной. По сравнению с последней, жизнь — это качественно новая форма организации материи, основные свой- ства которой — способность усваивать энергию Солнца за счет фотосинтеза и воспроизводить из неживого живое.
Структурная организация живого, и проблемы самоорганизации обсуж- дались в предыдущих разделах. Только необходимо добавить, что в живых системах процессы саморегуляции осуществляются на уровне активного об- мена веществом, энергией и информацией. Это связано с тем, что реакции живого организма на воздействие среды носят опережающий характер.
Элементарная единица такого организма — клетка. Ей присущи все признаки живого — обмен веществ, раздражимость, самоорганизация, са- морегуляция, самовоспроизведение, передача наследственных признаков. Она является самоорганизующейся биохимической системой, состоящей из большого числа согласованно функционирующих органоидов. Клетка, хотя и обладает всеми функциями живого, неспособна к самостоятельному сущест- вованию (за исключением одноклеточных организмов) в открытой среде. Ос- нову клетки составляют сложнейшие биополимеры, играющие важные функ- циональные роли в системе сопряженных автокаталитических циклов, со- ставляющих основу жизнедеятельности живых организмов.
Основное проявление жизни биологической системы — деление клетки. С ростом клетки ухудшаются условия питания ее элементов, что должно при- вести к замедлению процессов жизнедеятельности. Кроме того, рост клетки связан с построением копий каждого ее элемента. Вследствие этого снижа- ются возможности управления внутренними процессами. Эти явления приво- дят к повышению энтропии клетки и способствуют ее переходу в неустойчи- вое состояние, выход из которого — деление материнской клетки на две до- черние. Наиболее благоприятные условия для деления складываются в мо- мент удвоения массы, при этом лишняя энтропия сбрасывается в окружаю- щее пространство и образовавшиеся две новые системы вновь обретают ус- тойчивость до очередного момента деления. Отдельной клетке в отличие от одноклеточного организма практически невозможно выжить в одиночку. В средах с определенными условиями они образуют колонии. Однако и здесь, после 50-60 делений клетки неизбежно гибнут, ибо на уровне колонии отсут- ствует управление. В энерго-энтропийном плане более выгодным, чем коло- ния, является объединение клеток в более сложные структурные образования
— многоклеточные системы: ткань, орган, органная система, многоклеточ- ный организм. В рамках организма осуществляется саморегулирование, по-
являются механизмы управления и клетка сохраняет свою жизнеспособность даже после 10 тысяч делений. При этом увеличение структурной сложности и упорядоченности системы компенсирует рост энтропии, связанный с увели- чением числа ее элементов. Разные подсистемы сложных организмов разви- ваются с разной скоростью и используют разные стратегии. Поэтому опти-
мальная согласованность их взаимодействия достигается только в опреде- ленный временной промежуток, по истечении которого компенсаторные
167
возможности организма, определяемые его генотипом, снижаются. Рассо-
гласованность функционирования органных систем усиливается нарастанием рассогласования биохимических процессов на клеточном уровне. Становится
невозможным эффективное управление процессами при данной системной организации, что ведет к нарушению целостности системы и ее разрушению.
Подобный механизм действует на видовом, групповом и популяционном уровнях. Любое сообщество, любая совокупность взаимодействующих живых организмов (сообщество бактерий, насекомых, косяк рыб, стая птиц, стадо млекопитающих) имеют свои специфические формы самоорганизации. Это может быть пирамидальная структура (как у муравьев или пчел), на вершине которой находится матка либо структура с вычленением элитных особей (во- жаков), обретающих абсолютную власть над стадом. Самоорганизация живых
организмов происходит под воздействием объективных законов природы и энергии, поступающей по пищевым цепям.
При наличии в среде обитания неограниченных ресурсов и благоприят-
ных условий рост численности любого вида подчиняется экспоненциальному закону. Однако. в процессе эволюции Земли природно-климатические усло- вия изменяются и порой существенно, рано или поздно уменьшается количе- ство ресурсов, необходимых для поддержания его целостности. Борьба за ре- сурсы порождает внутривидовую и межвидовую конкуренцию, что повышает энтропию системы. Вид теряет свою устойчивость. Адаптируясь к изменив- шимся условиям, он вынужден изменяться. Если этого не происходит, то он вообще вымирает, как это случилось с древними гигантскими растениями и животными.
2. Гипотезы о происхождении жизни на Земле
Существует несколько гипотез происхождения жизни на Земле. Наибо- лее распространенные: креационизм (жизнь есть результат творения сверхъ- естественного существа — бога), самопроизвольное зарождение (жизнь воз- никала неоднократно из неживого вещества), стационарное состояние (жизнь существовала всегда), панспермии (жизнь занесена из других миров), биохи- мической эволюции (жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам). Однако ни одна из них до сих пор не подтверждена надежным эмпирическим материалом. Наиболее доказательно выглядит последняя гипотеза, высказанная в 1923 г. советским биохимиком А. И. Опариным (1894 — 1980) и независимо от него английским биологом Д. Б. Холдейном (1892-1964).
Было выделено несколько этапов биохимической эволюции.
1.Геохимическая эволюция Земли, синтез простейших неорганических соединений (СО2, Н2О, NН3 и др. ), переход воды из парообразного состояния
вжидкое в процессе охлаждения Земли. На это ушло десятки, если не сотни миллионов лет. Эволюция атмосферы и гидросферы.
2.Образование простейших органических веществ (аминокислот) под воздействием грозовых разрядов. Накопление их в водах океанов.
3.Постепенное усложнение органических соединений, формирование белковых структур.
168
4.Благодаря амфотерности белковых молекул (способности к образова- нию коллоидных гидрофильных комплексов, притягивающих к себе молеку- лы воды) стало возможным создание вокруг белковых структур водной обо- лочки. Образовались водные комплексы.
5.Слияние таких комплексов привело к образованию коацерваций (лат. coacervatio — накопление, накопление в растворах высокомолекулярных со- единений), способных обмениваться веществом и энергией с окружающей средой.
6.Поглощение коацерватами металлов привело к образованию фермен- тов, способных ускорять биохимические процессы.
7.Выстраивание гидрофобных липидов на границе между коацерватами
ивнешней средой способствовало образованию примитивной мембраны, обеспечивающей стабильность функционирования коацервата.
8.В процессе эволюции у этих образований появились простейшая са- морегуляция и самовоспроизведение.
Так по мнению А. И. Опарина появилось примитивное живое вещество. На его создание природа потратила около полутора миллиардов лет. Даль- нейшее его усложнение осуществлялось на основе механизмов, выявленных в эволюционной теории Ч. Дарвина. Таким образом, чисто качественно, без математических уравнений, еще не зная о существовании автокаталитических реакций, Опарин указал основные этапы предбиологической эволюции веще- ства. Одно из слабых мест его теории — механизмы перехода от неживого к живому, появление функций саморегуляции и самовоспроизведения.
Развитие математического моделирования позволило более или менее точно восстановить картину перехода от неживого к живому. В 1971 году не- мецкий ученый М. Эйген предложил модельную теорию самоорганизации макромолекул. Поздний этап предбиологической эволюции по модели Эйге- на связан с сопряжением множества химических процессов, поисками опти- мального соотношения их скоростей, согласованности их отдельных этапов и
способности к внутренней перестройке под действием факторов внешней среды. Это потребовало совершенствования информационных связей между отдельными компонентами коацерваций. По всей вероятности, именно на этом этапе возникает многоконтурная обратная связь. Для достижения высо- кого уровня регуляции процессов необходимо ограничение влияния флуктуа- ций параметров внешней среды. Для этого потребовалась избирательно про- ницаемая мембрана — клеточная оболочка. Очевидно, одновременно совер- шенствуется процесс самовоспроизведения и передачи структурной (наслед- ственной) информации, появляется способность к регенерации. Возникает примитивная пространственно обособленная область низкой энтропии, отде- ленная от внешней высокоэнтропийной среды, и способная к саморегуляции
исамовоспроизведению. На этом уровне организации материи, как и на более низких, возможно появление мутантов, но благодаря конкуренции выживают наиболее оптимальные виды. Появление молекул ДНК и РНК способствовало отработке простейших механизмов управления воспроизводством себе по-
169
добных структур, снижению и коррекции сбоев, сохранению наследственных качеств структуры.
Опыты, проведенные американским ученым Стенли Миллером в усло- виях, приближенных к тем, которые некогда существовали на Земле, полно- стью подтвердили возможность предбиологической эволюции по сценарию, описанному А. И. Опариным. Однако воспроизвести процесс самоорганиза-
ции биополимеров до клеточного уровня в искусственных условиях пока не удалось, и будет ли это возможно в обозримом будущем неизвестно.
Первые примитивные одноклеточные организмы, по всей вероятности, были гетеротрофами (греч heteros другой, trophe — пища, организмы, кото- рые используют для своего питания готовые вещества), так как только они
могли воспользоваться имевшимися в морском бульоне готовыми запасами вещества и энергии. Автотрофы (греч. autos — сам, организмы, синтези- рующие органические вещества, необходимые для обеспечения своей жизне- деятельности) появились значительно позднее, когда природой были отрабо- таны механизмы хемо— и фотосинтеза. С момента возникновения живых ор- ганизмов, способных к фотосинтезу, геохимическая и биологическая эволю- ции стали неотделимы друг от друга. Жизнедеятельность живого вещества стала оказывать формирующее влияние на геохимический состав поверхно- сти Земли, гидросферы и атмосферы.
Однако возможности одноклеточной структуры весьма ограничены в плане энергетики, устойчивости и оптимальности. Возникают ассоциации клеток, отрабатываются механизмы их согласованного взаимодействия, раз- деляются функции, происходит специализация отдельных клеток, появляются прообразы органных систем. Многоклеточные структуры лучше, чем одно- клеточные, защищены от внешних воздействий и более надежны, благодаря возможности дублировать функции. Эта надежность многократно возрастает с появлением руководящего центра — нервной системы и ее центрального отдела — мозга.
Как известно, многие абиотические факторы (температура, мощность излучения, напряженность электромагнитного поля, естественный радиаци- онный фон и другие) изменяются циклично под влиянием космических рит- мов (вращение Земли вокруг собственной оси, вокруг Солнца, цикличность солнечной активности). Вероятно, воздействие этой цикличности на первич- ные коацерваты в течение миллионов лет привело к тому, что химические процессы, протекающие внутри них, сделались цепными. Некоторые стали носить опережающий характер. Если у коацерватов каждый из факторов вы- зывает «свою» биохимическую реакцию, то у примитивного живого измене- ние всего лишь одного фактора запускает весь комплекс реакций. А это зна- чит, что у примитивной живой системы появилось опережающее отражение. С усложнением систем усложняется и характер отражения. На уровне живого опережающее отражение изучено советским физиологом П. К. Ано-
хиным (1896-1974).
У простейших организмов сохраненные следы былых воздействий начи- нают использоваться в виде сигналов, оповещающих о воздействиях, анало-
170
гичных былым. При этом отмечаются слабые признаки целенаправленной деятельности и обучаемости. Например, инфузории под воздействием па- дающего света пытаются найти более оптимальное положение тела по отно- шению к источнику. У планарий световое раздражение закрепляется на био-
химическом уровне и проявляется в опережающих поведенческих реакциях при повторном действии раздражителя через длительный промежуток време- ни. С усложнением организмов, сохранение былых воздействий выходит на
генетический и более высокие уровни и закрепляется в виде инстинктивных «знаний» и безусловных рефлексов, в системе различных форм общения (фе- ромонное, звуковое, знаковое, смысловое).
|
Коацерваты |
Примитивное |
|
|
живое |
Факторы среды |
А В С D |
А В С D |
Биохимические |
|
а → в → с → d |
реакции |
а в с d |
Опережающее возбуждение является фундаментальным свойством, принципиально отличающим живое от неживого, и лежит в основе адаптив- ных механизмов. Подчиняясь космическим ритмам, живое «заранее готовит- ся» к смене времен года. Деревья сбрасывают листву задолго до промерзания почвы. Медведь заранее накапливает жир для зимней спячки. Замирает жизнь насекомых.
Проявление опережения наблюдается не только на биохимическом уровне, но и на уровне социальной жизни. Например, планирование деятель- ности отдельного человека, предприятия, государства, «преждевременные» идеи и открытия, творчество писателей-фантастов, это все проявление важ- нейшего свойства сложноорганизованных систем — опережающего отраже- ния.
3. Биологическая эволюция и концепция генетики
Процессы эволюции организмов были изучены и качественно описаны Ч. Дарвином и А. Уоллесом.
Теория эволюции основывается на следующих принципах:
1.Мир находится в постоянном развитии. Вектор его направлен от про- стого к более сложному.
2.Усложнение происходит непрерывно и постепенно.
3.Усложнение оставляет возможность существованию разнообразия более простого.
4.Механизмом эволюции служит естественный отбор, основой которо- го является способность организмов адаптироваться к изменяющим- ся условиям окружающей среды, выжить в условиях конкуренции с другими видами и подняться на более высокую ступень развития.
5.В процессе усложнения накапливаются новые признаки, сохраняют- ся и передаются по наследству.
171
Однако загадку накопления новых признаков и передачи их по наследст-
ву удалось частично раскрыть только благодаря современной молекулярной генетике. Становится все более очевидным, что эволюция живого вещества теснейшим образом связана с совершенствованием механизмов регистрации,
кодирования и сохранения информации о космических ритмах и цикличности изменения параметров окружающей среды на уровне клеточной (носитель РНК), генетической (носитель ДНК), иммунологической (носитель антитела) и нейрологической (носитель мозг) памяти.
Большие надежды в разрешении проблем, связанных с пониманием са- моорганизации живого, возлагаются на возможности, расшифровки инфор- мации, закодированной в структурах ДНК и РНК. Проблема системы записи наследственной информации в макромолекулах живого впервые была по- ставлена в книге одного из основоположников квантовой механики Э. Шре- дингера «Что такое жизнь с точки зрения физики». Но ее решение стало воз- можным, когда в 1953 году английский кристаллограф Ф. Крик и американ- ский биохимик Д. Уотсон методами рентгеноструктурного анализа установи- ли пространственную структуру ДНК. А в 1954г. Г. Гамов поставил и в зна- чительной степени разрешил задачу по расшифровке генетического кода,
вслед за которой последовал целый каскад открытий в области генетики и теоретической биологии.
По современным представлениям эти биополимеры состоят из мономе- ров, называемых нуклеотидами. В состав РНК входят — рибоза — пятиугле- родный сахар, азотистые основания (аденин, гуанин, цитозин, урацил) и оста- ток фосфорной кислоты (Н3РО4). Различают информационную (и), транс- портную (т) и рибосомную (р) РНК. В состав ДНК входит дезоксирибоза, азо- тистые основания (аденин, гуанин, цитозин, тимин) и остаток фосфорной ки- слоты. Через молекулы ДНК и РНК осуществляется передача наследственных свойств биологических структур (информации) и реализуется механизм на- следственности.
Порядок расположения нуклеотидов в молекулах ДНК (генетическая программа) определяет порядок расположения аминокислот в первичных структурах белков. Сегодня мы знаем, что ДНК состоит из двух взаимодо- полняющих цепочек, в которых каждый нуклеотид одной цепочки с помо-
щью водородных связей может обратимо соединяться с комплементарным ему нуклеотидом противоположной цепочки. Когда клетка делится, цепи
расходятся и каждая из них становится матрицей для синтеза новой цепи ДНК. Аналогичное расхождение противоположных цепочек ДНК происходит и в том случае, когда необходимо синтезировать и-РНК — матрицу для по- следующей сборки из аминокислот какого-либо белка. Каждая и-РНК спо- собна отпечатать в рибосоме синтез сотни и тысячи молекул белка. Ранее считалось, что закодированная информация передается в одном направлении
— ДНК→РНК→белок. Но в 70-е годы Темин и Балтимор открыли обратную транскриптазу — некоторые ферменты используют РНК в качестве матрицы для синтеза ДНК.
172
Молекулы ДНК в соединении с молекулами белков структурируются в хромосомы, каждая из которых имеет специфическую форму и размер. Эти структуры можно увидеть только в момент деления клетки. Каждому биоло- гическому виду соответствует свой набор хромосом, определяемый их коли- чеством и генным составом. Например, в соматических клетках человека 46 хромосом, у шимпанзе — 48, у дрозофилы — всего 8. В хромосомный набор соматической клетки входят две половые хромосомы. У женских особей это две Х хромосомы, у мужских — Х и У. Рост и развитие организма связаны с делением соматических клеток — митозом и удвоением количества хромо- сом. При достижении половой зрелости в организме образуются половые клетки — гаметы. Их образование связано со специфическим процессом,
который называют мейозом, в результате которого происходит разделение хромосом, и в гамете их оказывается в два раза меньше, чем в соматической клетке. В процессе мейоза возможны случайные искажения хромосом (пере- кресты, разрывы, укорочения или удлинения), что приводит к нарушению ге- нетической программы потомства (т. н. хромосомные мутации). При слиянии
гамет и образовании зиготы происходит объединение хромосом в пары ХХ или ХУ. Из зиготы организм развивается благодаря митозу и другим очень сложным процессам, которые изучает морфогенез.
Установлено, что элементарным кирпичиком наследственности является ген — участок ДНК длиной около 1000 пар чередующихся нуклеотидов. ДНК вирусов содержит всего несколько десятков генов, у одноклеточного орга- низма — несколько тысяч. Геном (совокупность генов, содержащихся в оди- нарном наборе хромосом) высокоорганизованных животных содержит сотни тысяч генов, при этом каждая хромосома включает несколько сотен или ты- сяч взаимодействующих между собой генов. Совокупность всех генов орга- низма составляют его генетическую конституцию — генотип. Часть генов называют «структурными», они несут ответственность за структурные при- знаки организма. Есть гены — регуляторы. Они влияют на начало, скорость и сроки окончания синтеза белков, на растормаживание или блокировку синте- за отдельных продуктов или звеньев метаболизма. Есть гены — определители фермента. Под генетическим контролем находится функционирование каж- дой отдельной клетки и всего организма в целом. Все гены находятся в слож- ном взаимодействии друг с другом. Очевидно, в основе этого механизма ле- жат сложные физико-химические, а возможно и квантовые процессы. Гено- тип несет все наследственные свойства организма. В результате взаимодейст-
вия генотипа с окружающей средой формируются индивидуальные признаки и свойства организма — его фенотип; говорят, генотип реализуется в фено- тип.
Под влиянием факторов окружающей среды (химическое загрязнение, высокая радиация), изменения температуры или кислотности среды возмож- ны изменения в структуре самого гена (генные мутации) гаметы. Вероятность появления случайных мутаций мала, но они могут накапливаться из поколе- ния в поколение, при случайном стечении обстоятельств становиться устой- чивыми и передаваться по наследству в виде фенотипических признаков.
173
Впроцессе самоорганизации живых систем под воздействием факторов окружающей среды идет изменение и усложнение видов вследствие генети- ческих мутаций. В результате межвидовой и внутривидовой конкуренции выживают особи с генотипом, наиболее приспособленным к сложившимся условиям. При этом естественный отбор играет двоякую роль. С одной сто- роны, предотвращает накопление ошибок (ослабленные особи вымирают), а с другой — допускает усовершенствование организмов. Все происходит по тем же законам, как и при самоорганизации открытых нелинейных диссипатив- ных систем.
Совершенно очевидно, что эволюционный путь развития — это не ши- рокая столбовая дорога, а лабиринт со множеством тупиков. Проигрывая множество вариантов, природа на пути эволюции отсекает нежизнеспособ- ные виды и структуры и в то же время оставляет многие простые, но хорошо приспособленные к внешним условиям виды. Благодаря этому накапливается
исохраняется огромное количество биологических видов, каждый из которых выполняет определенную функцию в биосфере. И исчезновение хотя бы од- ного из них нарушает сложившиеся пищевые цепи, что неизменно ведет к вымиранию других. И в то же время неуправляемое размножение некоторых видов и выход их за пределы своей экологической ниши чреваты разруши- тельными последствиями, ибо ущемляет полноценную жизнь других видов. За миллионы лет эволюции в биосфере выработались механизмы саморегу- ляции. Однако активное вмешательство человека в природные процессы не- избежно ведет к их нарушению и снижению биоразнообразия.
Подводя итог, можно сказать, что современная теория эволюции носит синтетический характер и представляет сплав идей Дарвина, результатов мо- лекулярной биологии и принципов синергетики. Ее основы начали заклады- ваться в рамках хромосомной теории наследственности американского био- лога Т. Моргана (1866-1945), популяционной генетики, разработанной в тру- дах крупнейших советских ученых С. С. Четверикова (1880-1959), Н. В. Ти- мофеева-Ресовского (1900-1981), Н. П. Дубинина (1906-1998), в работах Н. И. Вавилова (1887-1943) по гомологичеким рядам и других. Однако и синтети- ческая теория не является окончательной. В теории эволюции живой материи есть еще много темных пятен и загадок, раскрыть которые современной нау- ке пока не удалось.
4.Антропный принцип и проблемы происхождения жизни
Впроцессе самоорганизации Вселенной происходила ее структуризация
иусложнение, формирование таких условий, при которых стало возможным появление высокоорганизованных форм материи. Фундаментальные законы и
свойства Мироздания удивительным образом соответствуют возможности возникновения и функционирования живого, его эволюции и совершенство- ванию. Ученые полагают, что если хотя бы одна из мировых констант (грави- тационная постоянная, постоянная Планка, отношение заряда электрона к его массе, отношение массы протона к массе электрона и другие) изменилась на один процент от того значения, которое имеет, жизнь в той форме, которая существует сегодня на Земле, была бы невозможной.
174
Возникает вопрос, во всех ли частях Вселенной или нашей Галактики имеются подходящие условия для возникновения разумной жизни? Исследо- вания ближнего космоса показали, что в Солнечной системе условия для бел- ковой жизни имеются только на Земле, хотя спектральные исследования по-
казывают присутствие в ближнем космосе довольно сложных органических молекул, которые могут быть основой биополимеров. Есть предположение, что существование живого вещества возможно лишь в очень узком окраин- ном поясе Галактики, в областях, находящихся между спиральными рукава- ми, то есть там, где отсутствует бурное звездообразование.
Но как объяснить единение земного человека и Вселенной? Религия от- вечает на этот вопрос просто «Бог создал мир таким, чтобы в нем мог жить человек». Наука на сегодня не имеет однозначного ответа на этот вопрос.
В 1974 году американский физик Б. Картер высказал два варианта так называемого «антропного принципа», связывающего свойства Вселенной с существованием живого вещества.
Первый вариант, называемый слабым антропным принципом, гласит о том, что наблюдаемые астрономами явления (как и наблюдения в квантовой механике) зависят от присутствия самого наблюдателя. Второй вариант, на- зываемый сильным антропным принципом, утверждает о том, что все свойст- ва Вселенной должны быть такими, чтобы в ней была разумная жизнь, живое самовоспроизводящееся вещество. То есть в мире все происходит именно так потому, что в нем существует человек. Но в чем собственно отличие этой трактовки от религиозной?
Исходя из эволюционно-синергетической парадигмы можно предполо- жить, что в силу случайных флуктуаций в некоторой области Вселенной, а именно, в галактике Млечный путь, в Солнечной системе, на планете Земля, создались условия для возникновения жизни в виде белковых тел. Но как по- казывают исследования, Вселенная однородна и изотропна, свойства ее на больших масштабах одинаковы. А значит можно предположить, что жизнь есть и в других частях Вселенной. Но пока это только сюжет для писателей- фантастов, так как современная наука не располагает данными о наличии ра- зумной жизни в других звездных системах. Однако многочисленные попыт- ки, предпринимаемые землянами в поисках внеземных цивилизаций, пока не увенчались успехом.
Новые понятия и термины: экспонента, креационизм, амфотерность, коацерват, опережающее возбуждение, геном, генотип, генетический код.
Ведущие идеи:
—жизнь как форма существования макроскопических гетерогенных от- крытых систем, далеких от равновесия, способных к самоорганизации, само- регуляции и самовоспроизведению;
—опережающее отражение — важнейшая отличительная особенность
живого;
—сопряжение биохимических реакций обеспечивает согласованность взаимодействия подсистем организма и является условием его устойчивого функционирования;
175