Изменение представлений людей о феномене жизни

Тенденции развития современной биологии

Тема 9

В IV в. до н.э. Аристотель предположил, что живое становится живым благодаря силе, названной им энтелéхией (от греч. «энтелес» – заключенный и «эхо» – имею). В учении Аристотеля энтелехия – это некое активное начало, превращающее возможность в действительность и сообщающее материи свойства одновременно быть и причиной, и целью развития. Она заставляет семя превращаться в растение, а животных искать пищу и рождать детенышей. Предположения, что в живых организмах есть какая-то особая нематериальная сила (душа), утвердились Христианской Церковью. В XVII в. голландский врач Ян Баптист ван Гельмонт (1579 – 1644) создал учение об археях (от греч. «архе» – начало) – духах жизни, управляющих деятельностью тела. В начале ХIХ в. другой ученый, Готфрид Тревиранус (1776 - 1837), ввел понятие «vis vitalis» – жизненная сила. Этот термин дал начало целому философскому направлению – витализму.

Позиции виталистов и сторонников других идеалистических представлений о сущности жизни подвергались регулярным атакам со стороны естествоиспытателей. К числу крайних (ортодоксальных) естественнонаучных представлений о жизни относятся редукционистские (упрощенные). Так, в XVIII в. успехи классической физики позволили французскому математику, естествоиспытателю и философу Рене Декарту высказать мысль о том, что животные и человек – это всего лишь особые механизмы, состоящие из материальных элементов и способные совершать сложные движения вследствие механического воздействия на него окружающих предметов (позиция механицизма). Он серьезно предлагал брать в плавание петуха для определения долгот (полагая, что парижский петух всегда будет кукарекать по парижскому времени). Таким же автоматом, по Р. Декарту, является и тело человека. Это «машина, которая будучи создана руками Бога, несравненно лучше устроена и имеет в себе движения более изумительные, чем любая из машин, изобретенная людьми. Впрочем, у человека есть душа, животные же ее лишены вовсе, это чистые автоматы».

Другая ортодоксальная попытка объяснения жизни была порождена успехами органической химии. Когда химический состав растений и живот­ных показался детально изученным, многие пробовали именно в нём обна­ружить специфику жизни и химиче­скими формулами выразить отличие живого от неживого. К этому времени (конец 70-х – начало 80-х гг. XIX в.) относится и формулировка немецко­го мыслителя Фридриха Энгельса: «Жизнь есть способ существования белковых тел...». Белки* и нуклеиновые кислоты образуют основу живого. С точки зрения химии, жизнь – это множественная система химических процессов, в ходе которых происходит постоянное разрушение молекулярных органических структур и их воспроизводство.

Новый штурм тайны жизни был предпринят в XX столетии, на этот раз физиками. Исследователи заметили, что во всех естественных процессах в неживой природе энергия рассеивается и сни­жается упорядоченность, или, говоря современным языком, количество ин­формации. Молекулы газа, предоставленные самим себе, стремятся равномерно заполнить сосуд. Такое состояние характеризуется максимально возможной энтропией и одновременно минимальным количеством информации. Это соответствует второ­му закону термодинамики: при всех энергетических превращениях, если не происходит потери энергии или она не поступает извне, потенциаль­ная энергия в системе на конечном этапе своего превращения всегда бу­дет меньше, чем потенциальная энер­гия исходного состояния. Степень неупорядоченности была названа физиками энтропией (от греч. «эн» – «в», «внутрь» и «тропе» – «поворот», «пре­вращение»), а информация – негэнтропией. Чем больше энтропия, тем меньше упорядоченность в системе. Можно пояснить это простыми при­мерами. Дом, если его не ремонтиро­вать, начнёт постепенно разрушаться; горные породы со временем превра­щаются в песок, который сносится ветром, водой и силой притяжения Земли. И в повседневной жизни мож­но наблюдать то же самое: известно, что любая уборка требует опреде­лённых усилий, а беспорядок образу­ется как бы сам собой.

И только живые существа ведут се­бя, казалось бы, противоположным образом. Семечко само превращает­ся в дерево, растение из воды и угле­кислого газа создаёт органические ве­щества... Почему? Оказывается, что законы классической термодинамики верны для, так называемых, закрытых систем – таких, которые не обмени­ваются энергией с другими система­ми. Живые организмы являются открытыми системами, а жизнь – это постоянный обмен веществами и энергией между орга­низмом и окружающей средой. Российский академик Владимир Александрович Энгельгардт (1894 – 1984) считал, что «имен­но в способности живого создавать порядок из теплового движения мо­лекул состоит наиболее глубокое, ко­ренное отличие живого от неживого». Говоря на языке физики, жизнь – это негэнтропийный процесс. Для живых организмов характерна отрицательная энтропия (увеличение упорядоченности), возрастающая в процессе органической эволюции. Однако после наступления смерти упорядоченность материи нарушается, в биологической системе наступает хаос, т.е. – возрастает энтропия.

Современное естествознание, раскрывая физико-химическую природу жизни, в первую очередь старается учесть качественную специфику биологической материи. Всем живым системам свойственны следующие существенные черты: обмен веществ, подвижность, раздражимость, рост, размножение, приспособляемость. Хотя каждое из этих свойств порознь и может встречаться в неживой природе (и поэтому само по себе не может рассматриваться как специфическое для живого), все вместе они свойственны только миру живого, и в своем единстве являются критериями, отличающими живое от неживого. Сущность живого также ярко выражена в явлении конвариантной редупликации – «самовоспроизведения с изменениями», обеспечивающей передачу мутаций по наследству.

Дата добавления: 2014-01-07