Страница:
Еще совсем недавно биология не считалась достаточно точной наукой, нередко ее выводы, хотя и базировались на эксперименте, носили общий, весьма предположительный характер. Но уже Ф. Энгельс, констатировавший, что применение математики в биологии равно нулю [См. К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч.. т. 20, стр. 587], высказал идею о формах движения материи, начиная от самой простейшей - механической и кончая наиболее сложными - биологической и социальной как неотъемлемых ее структурах. Согласно его точке зрения, биологическая форма движения - такое же естественное свойство материи, как и физическая или химическая. "Материя, - говорил Ф. Энгельс, - во всех своих превращениях остается вечно одной и той же... ни один из ее атрибутов никогда не может быть утрачен..." [Там же, стр. 363].
Так философия диалектического материализма, обобщая данные естествознания, раскрыла качество жизни как одно из свойств материального мира, не сводимое к низшим формам движения, но органически из них вытекающее при определенных условиях на тех или иных этапах развития Вселенной. Так было покончено с религиозной фетишизацией явления жизни, а биологические процессы оказались вовлеченными в круг феноменов, исследуемых с такой же точностью, как и в других естественных науках.
Эти теоретические предпосылки все в большей степени реализуются современной наукой. Сегодня уже совершенно точно известно: биологическая форма движения вырастает на плечах физико-химических взаимодействий, осуществляющихся в живом организме и свойственных только ему. И исследование этих процессов ведется методами, принятыми в физике и химии микромира при помощи самой совершенной электронной аппаратуры, с применением математики и электронно-вычислительных машин.
Использование этих методов и средств позволило перенести фронт исследования жизни в сферу самых "интимных" ее процессов. И если еще совсем недавно фронт познания биологической формы движения проходил по рубежу, главными вехами которого были проблемы происхождения видов, целесообразности, тайны психики, то сегодня материалистическая наука здесь уже подходит к рубежам, механизм познания которых позволит узнать самую суть живого, управлять жизнедеятельностью, даже синтезировать живую материю.
Но некоторые современные биологи делают попытки свести представления о живой системе к "простым" исходным элементам или структурам. Это приводит к механистическому подходу в изучении живого, при котором единство мира превращается в его единообразие. Известный французский биолог, сделавший ряд выдающихся открытий в молекулярной биологии, лауреат Нобелевской премии Ж-Мо-но в своей книге "Случайность и необходимость. Исследование натурфилософских проблем современной биологии" сравнивает клетку с машиной, отрицает эволюцию внутри структуры и эволюцию самих структур, считая, что основной базой в биологии служит не принцип эволюции, а генетический код, изолированный, неспособный получать информацию извне.
На почве метафизически ограниченного ме" ханистического мышления естествоиспытателей в их философских выводах возникает идеализм. Возрождение представлений о "жизненной силе", о "тенденции к самоусовершенствованию" (развитие живого нельзя объяснить только посредством мутаций, возможно, возникновение жизни обязано принципу "тенденции к самоусовершенствованию" - по мнению известного американского биолога А. Сент-Дьердьи) - это дань идеализму в современной биологии. Это теневая сторона успехов быстро развивающейся науки.
Применение методов физики, химии, кибернетики в исследованиях живых систем привело к появлению представления о "живых молекулах" первоначальных единицах живого, обнаруживающих особые "витальные свойства".
Это тоже возвращение к идеям о "жизненной силе", к витализму.
На протяжении веков в сознании естествоиспытателей воздвигался мировоззренческий и психологический барьер - убеждение, что между неорганическим и органическим миром существует непроходимая пропасть: мол, биологические закономерности или не имеют ничего общего с законами физики и химии, или содержат в себе нечто к ним несводимое, - "жизненную силу".
Успехи молекулярной биологии не оставляют места для таких представлений. Само появление этой науки стало возможным лишь в результате преодоления метафизической концепции, лежащей в основе и механицизма, и витализма. Согласно молекулярной биологии, качественно новый уровень организации материи - жизнь возникает не в результате добавления нематериальных факторов извне, а на основе уже предшествующих элементов, соединенных в новую целостность, благодаря новому типу противоречивых связей и отношений между этими элементами.
Современные разновидности идеализма в биологии отражают реальные противоречия и трудности процесса познания явлений жизни. Это - главная причина, почему под влиянием религиозных представлений или идеалистической философии находится ряд известных ученых-биологов - Г. Шрамм (ФРГ), А. Портман (Швейцария), Э. Синнот (США), не говоря уже о тех, кто является дипломированными теологами, совмещающими теологию с занятиями наукой, - И. Хаасе, Ф. Дессауэре (ФРГ), Д. Бландино (Италия).
В течение нескольких последних десятилетий в науке достигнуты рубежи, отметающие прежние представления о сущности жизни. С помощью молекулярной биологии исследователи перешли от изучения целых организмов, органов и тканей к изучению мира клетки, ее органелл - митохондрий, рибосом, отдельных молекул. Был сделан ряд выдающихся открытий, позволивших поднять науку о жизни до уровня точных наук. Эти открытия повлияли на систему всего биологического знания в целом и на ряд его отраслей, в частности на развитие генетики. Так как генетика - наука о наследственности и изменчивости, а эволюционная теория Ч. Дарвина изучает суммарное действие трех основных факторов эволюции - наследственности, изменчивости и естественного отбора, то становится видна внутренняя связь между эволюционной биологией и генетикой, вытекающая из общности предмета исследования. Таким образом, молекулярная биология способствовала дальнейшему развитию дарвиновского эволюционного учения,, то есть с развитием ее появился новый уровень познания эволюции.
Современная генетика понимает эволюцию как появление резких, полезных для вида, наследственных изменений - мутаций, подхваченных естественным отбором. В естественных условиях мутации редки, но необходимо учесть огромное количество живых организмов почти в каждом из видов и миллиарды лет, в течение которых эволюция происходила и происходит, причем совсем не в тех пределах, которые "придумал господь бог" при "сотворении мира".
Один из крупнейших естествоиспытателей, Джон Бернал, писал: "Благодаря успехам биохимии и молекулярной биологии удалось понять, что жизнь на Земле почти наверняка представляет собой единство. Не только все организмы генетически родственны друг другу, как это предположил Дарвин, но и самые молекулы, из которых они построены, представляют собой комбинации небольших молекул абиогенного происхождения - потомков тех первичных молекул, которые присутствовали в "первичном бульоне", или, что кажется более вероятным, тех полимеров, которые возникли из этих молекул на втором этапе, когда впервые появился решающий по своей важности процесс молекулярной репликации" [Дж. Бернал. Возникновение жизни. М., 1969, стр. 204].
Биохимическая универсальность молекул живой клетки позволяет им оставаться неизменными и создавать основу для бесконечной повторяемости от поколения к поколению, от вида к виду тех биохимических "начал" жизни, без которых ее невозможно представить.
В 1953 г. английскими исследователями Дж. Уотсоном и Ф. Криком была расшифрована структура двойной спирали ДНК и предложена гипотеза о ее информационной роли. В настоящее время известен весь "алфавит", кодирующий наследственную информацию. Раскрытие тайны генетического кода произошло так стремительно, что это достижение науки не имеет себе равных. Удалось искусственно синтезировать молекулу ДНК, синтезировать первый ген для транспортной РНК дрожжей, выделить чистый ген из молекул ДНК живой клетки.
Универсален механизм биосинтеза белка, нуклеиновых кислот и других соединений для всех организмов. Принципы организации процессов жизнедеятельности и их регуляции (несмотря на различие регуляторных систем у низших и высших организмов) на молекулярном уровне также универсальны.
Но принцип единства всего живого неотделим от принципа развития. Поэтому молекулярная биология неразрывно связана с проблемами эволюции и с диалектикой, общей наукой о развитии. Вместе с тем успехи молекулярной биологии привели к выводу, что существуют определенные границы в применении физико-химических методов и концепций в науке о живом, за пределами которых возникает необходимость в иных способах, найденных при исследовании надмолекулярных уровней организации живого. Многие естествоиспытатели, в том числе и Дж. Бернал, поддерживают точку зрения А. Сент-Дьердьи, что "для понимания мышцы необходимо спуститься на электронный уровень, законы которого регулируются квантовой механикой", и что предстоит еще открыть значительную область науки, находящуюся пока за рамками современной биохимии и биофизики.
В чем сущность биологической формы движения материи? Вопрос этот пока открыт, но из этого вовсе не следует, что для его решения необходимо искать помощи в области сверхъестественного.
Упорядоченность, организованность в процессах жизнедеятельности, наследование потомством свойств родителей, развитие организма из одной клетки и т. д. - все это религия активно использовала в прошлом и использует в настоящем для обоснования идеи о сверхъестественности жизни, о.божественном ее происхождении. Однако научные данные говорят о том, что синтез белков в клетке определен (несмотря на всю его сложность и организованность) физико-химическими факторами, и никакого сверхъестественного элемента здесь не обнаружено. Высокая упорядоченность достигается благодаря взаимодействию электронных оболочек атомов и молекул.
"...Химическая эволюция происходила одновременно с биологической эволюцией. Первые стадии химической эволюции должны были происходить до формирования совершенных внутриклеточных структур", - писал Джон Бернал в книге "Возникновение жизни" (стр. 98). Известный голландский исследователь М. Руттен говорит о происхождении жизни: "В этих процессах нет ничего божественного, сверхъестественного, мистического, виталистического или хотя бы неестественного. Чтобы уяснить себе обыденный характер этих процессов, надо помнить, что в основе своей они не отличаются от всех других неорганических процессов, в том числе и тех, что идут по сей день. Например, от природы процессов образования облаков, отложения кристаллов соли в лагунах, высыхающих на жарком солнце, или, скажем, процессов ржавления железа" [М. Руттен. Происхождение жизни. М., 1973, стр. 81].
Дж. Бернал остроумно заметил: "...трудно представить себе какое-либо божество, занятое созданием посредством какой-то духовной микрохимии молекулы дезоксирибонуклеино-вой кислоты, которая дала организму с первичной последовательностью возможность расти и размножаться" [Дж. Бернал. Возникновение жизни, стр. 181].
На данном этапе развития науки еще не удалось понять и воспроизвести тайну перехода из неорганического мира в органический, но наука на пути к разгадке. При современных темпах развития науки, возможно, мы станем свидетелями ее триумфа - разгадки тайны жизни.
Однако, несмотря на все успехи современной биологии, защитники религии здесь, как и в других областях науки, весьма широко используют то обстоятельство, что на любом этапе своего прогресса человеческое познание не может до конца исчерпать предмет исследования, вечную, постоянно изменяющуюся материю.
Религиозно-идеалистические спекуляции в науке о живом оказываются возможными еще и потому, что обыденное массовое сознание с трудом воспринимает сложный язык современной науки, ее положения, которые нередко весьма далеки от наглядных повседневных истин. Религиозные же утверждения в этой сфере гораздо проще, более доступны, к тому же им ныне придается убедительность при помощи наукообразной формы, ссылок на якобы неопровержимые "научные" аргументы, намеков на какие-то якобы подтверждающие догматы религии открытия и т. п.
Вот почему в атеистической пропаганде совершенно необходима широкая популяризация подлинного смысла современных достижений биологической науки, а они убедительно подтверждают истинность диалектико-материали-стического взгляда на мир.
Как уже отмечалось, фронт исследований живого сегодня поистине необъятен. Рассказать популярно обо всем, что в этой области делается, в одном, сравнительно небольшом, разделе книги не представляется возможным. Читатель познакомится лишь с несколькими "горячими точками" современной биологии - с исследованиями проблемы жизни у самых ее истоков, на молекулярном уровне. Эта тема имеет особо важное значение в борьбе науки с религиозным миропониманием, так как именно здесь находится ответ на вопрос: что представляет собой жизнь? Какова ее сущность? Как она появилась на Земле?
Ученые рассказывают
А. А. Бутаков,
кандидат философских наук
Что такое жизнь!
Как известно, в основе живых организмов лежит органическая клетка. Ее можно считать наиболее простым элементом живой материи. Вот почему многие ученые уже давно высказывали мысль, что именно клетка - это исходный, простейший элемент жизни, носитель биологических процессов, обладающий всеми атрибутами живого. Этот взгляд отстаивал, например, К. А. Тимирязев. С ним можно встретиться и в трудах многих других исследователей. Так, более 40 лет назад в одной из своих работ известный советский физиолог А. А. Кулябко (1866 - 1930) писал: "В настоящее время простейшим элементарным носителем жизни и основным элементом строения всех живых организмов мы признаем клетку". Однако в этой же работе А. А. Кулябко пришел к выводу, что органическая клетка слишком сложна, чтобы ее можно было принять за первоначальный носитель жизни. Поэтому он считал, что такими носителями должны быть "ультрамикроскопические тельца".
С положениями А. А. Кулябко об огромной сложности клетки перекликаются современные работы А. И. Опарина. "Может быть, говоря о синтезе жизни, пишет он, - и нам сейчас нужно думать не о построении современной, способной к дыханию или фотосинтезу клетки, которую мы обычно изучаем, а об искусственном воспроизведении только еще несравненно менее сложных систем, но все же уже обладающих самыми первоначальными признаками жизни способностью хотя бы к относительно очень примитивному обмену веществ, обеспечивающему им, однако, способность к постоянному самосохранению и самовоспроизведению в определенных условиях окружающей среды".
За последние десятилетия биологическая наука добилась очень многого в своем проникновении в глубины живого. Можно сказать, что сейчас ученые стоят на самом рубеже раскрытия тайны живого, порога, отделяющего живую материю от неживой. Однако эти проблемы пока еще только решаются наукой. Они очень сложны и требуют немалых усилий со стороны ученых. Тем не менее сейчас уже вполне ясно, что носитель всех биологических процессов должен обладать по крайней мере четырьмя качествами: 1) способностью к обмену веществ; 2) способностью к передаче наследственных признаков; 3) способностью к саморегулированию и 4) способностью к самовоспроизведению.
Какая же из известных нам первичных живых систем имеет все эти признаки? Белок? Нет, он, как теперь известно, не обладает всеми перечисленными способностями. Это подтверждает ряд современных важнейших научных открытий. Так, в последние годы было обнаружено, что в каждом новом поколении живых существ возникновение белков происходит заново. Оказалось, что наряду с белком ведущая роль в процессах жизнедеятельности принадлежит нуклеиновым кислотам - дезок-сирибонуклеиновой (ДНК) и рибонуклеиновой (РНК). Выяснилось также, что преемственность жизни, ее воспроизведение связано не с белками, а с молекулярной структурой ДНК, локализованной в хромосомах клеточных ядер.
Однако если внимательно ознакомиться с достижениями современной биологии, то выяснится, что нуклеиновые кислоты, как и белок, нельзя безоговорочно назвать единственными специфическими носителями жизни. К тому же многие ученые теперь уже считают, что ДНК вовсе не единственный хранитель и передатчик биологической информации. По мнению И. Б. Збарского, например, "если ДНК и является наиболее совершенным хранителем и передатчиком биологической информации, то было бы ошибочно рассматривать ее или даже вообще нуклеиновые кислоты как единственные соединения, обладающие этими свойствами".
Обращает на себя внимание и тот факт, что сам состав ДНК неоднороден. Так, у высших растений и многоклеточных животных в составе ДНК найден 5-метилцитозин, которого нет в ДНК низших форм. В составе ДНК некоторых бактерий есть 6-метиладенин. К тому же ученые считают, что созда"ие белка в клетке зависит не только от генетического кода, но и от температуры. Интересно, что теперь появилось мнение о существовании кроме генов и других особых единиц наследственности - плазмогенов, как их назвали.
"Разумно предположить, - пишет, например, В. Фирсов, - что именно плазмогенами определяются изменения в синтезе белков, происходящие как за время индивидуального развития организма (онтогенеза), так и в процессе приспособления к внешним условиям (например, увеличение волосяного покрова под воздействием холода). Однако если это так, то приспособительные свойства, приобретенные за время индивидуального развития, могут становиться наследуемыми".
Вот очень и очень коротко то, что, в сущности говоря, знает сегодня об истоках жизни биологическая наука. Она сейчас находится в поиске, на пути к новым великим открытиям в этой области. Однако и то, что уже открыто здесь на сегодняшний день, самые последние успехи биологии выдвигают, конечно, вопрос о том, что же такое жизнь, а особенно о том, соответствует ли современному уровню знаний известное философское положение Ф. Энгельса: "Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей, их внешней природой".
Думается, что знаменитая энгельсовская формулировка в своей общей форме вполне справедлива и на нашем уровне развития биологии. Ее надо лишь уточнить и конкретизировать в соответствии с данными современной науки. Кстати говоря, большинство последних определений жизни, по сути дела, и являются попытками такого уточнения.
Какое же это будет определение?
Вряд ли из него надо исключать упоминание о белке, как пытаются делать некоторые исследователи. Ведь все известные нам в настоящее время живые организмы представляют собой белковые тела. И данное обстоятельство нельзя считать случайным. Далее. Белок, например, катализирует (ускоряет) реакции обмена, активность белков находится в основе процессов жизнедеятельности, обеспечивает главные физиологические функции: питание, дыхание, раздражимость, размножение... Все это говорит о том, что без белков не было бы жизни.
И наконец, несмотря на то что в основе жизнедеятельности помимо белков лежат и нуклеиновые кислоты, последние сами по себе, по-видимому, не обладают свойствами живого объекта.
Однако, как мы уже говорили, теперь известно, что "только" белок, как и "только" нуклеиновые кислоты (взятые изолированно друг от друга), нельзя признать специфическим носителем жизни. Для общего философского определения жизни на современном уровне развития биологии таким носителем сейчас, очевидно, следует считать систему, комплекс белка и нуклеиновых кислот. При этом следует иметь в виду, что и это лишь весьма предположительно. Наука ведь развивается бесконечно, каждый новый шаг биологии обязательно что-нибудь добавляет к нашему знанию о жизни. И безусловно, вопрос о специфическом материальном носителе земных биологических процессов будет решен наукой на основе конкретных исследований.
Точно степень познания сущности биологической формы движения материи в ближайшем будущем трудно предсказать сегодня. Но диалектический подход к исследованию имеющихся фактов включает в себя бесконечный процесс углубления познания человеком вещей, явлений, процессов и т. д. от явлений к сущности и от менее глубокой к более глубокой сущности. В. И. Ленин писал, что "мысль человека бесконечно углубляется от явления к сущности, от сущности первого, так сказать, порядка, к сущности второго порядка и т. д. без конца".
Значит ли это, что философски определять сущность жизни бессмысленно? Вовсе нет. Если такое определение подтвердится научной практикой, то оно будет иметь значение истины. Вполне понятно, это будет истина относительная. Но ведь каждая относительная истина есть частичка истины абсолютной. "Для диалектического материализма, - замечал В. И. Ленин, - не существует непереходимой грани между относительной и абсолютной истиной".. И нет ничего страшного в том, что нынешнее определение субстанции жизни впоследствии окажется недостаточно точным и неполным.
Теперь часто выдвигают в виде возражения предположения некоторых ученых, что в Других частях Вселенной в принципе могут протекать отдельные, весьма необычные, непохожие на наши жизненные процессы. Но и это возражение против общей формулировки понятия "жизнь" нельзя признать действительным. "Отдельное, - писал В. И. Ленин, - не существует иначе как в той связи, которая ведет к общему... Всякое общее есть (частичка или сторона или сущность) отдельного". Факты науки говорят: любой "исключительный" биологический процесс всегда будет иметь какие-то общие признаки с процессом "обычным". Причем эта общность должна быть не только в функциях. Общие признаки обязательно должны быть и у материальных носителей жизни.
Ленинский диалектико-материалистический метод исследования требует объединения принципа единства с принципом развития. Он также обязывает при изучении каждой конкретной системы определять не только ее генезис (то есть изменчивость), но и ее структуру (то есть учитывать ее устойчивость). Вот почему, по нашему мнению, свойства поведения любого живого объекта (в том числе способность получать, перерабатывать и передавать информацию) не могут не зависеть от его структуры, а также от его происхождения и развития.
К жизни - биологической форме движения материи - следует относить лишь те объекты и процессы, у которых существенно совпадают указанные характеристики. Поэтому мы разделяем мнение А. И. Опарина, полагающего, что "эволюцию материи во Вселенной мы можем схематически представить себе как систему расходящихся путей, отдельные ответвления которых могут приводить к очень сложным и совершенным формам движения материи. Но совсем не обязательно любую из этих форм рассматривать как жизнь. Жизнь - это всего лишь одна из многочисленных ветвей развития материи. Ей свойственны свои специфические пути развития".
Итак, что же такое жизнь? Повторяем: по мере углубления познания биологических процессов определение этого понятия неизбежно будет уточняться и несколько видоизменяться. Но на современном уровне науки, как нам кажется, может быть наиболее приемлемым следующее определение: жизнь (биологическая форма движения) представляет собой способ существования открытых (то есть обменивающихся веществом и энергией) нуклеопротеидных систем, обладающих свойствами саморегулирования и самовоспроизведения.
Такая формулировка, данная М. В. Воль-кенштейном, по своему смыслу совпадает со взглядами многих современных авторов, исследующих обсуждаемую проблему. Вместе с тем развивается и конкретизируется формула Ф. Энгельса. Конкретизируется, например, понятие "белковое тело". Оно трансформируется в понятие "нуклеопротеидная система". Сохраняется, только с некоторой "модернизацией", понятие "обмен веществ": добавляются, в соответствии с данными современной науки, понятия "саморегулирования" и "самовоспроизведения".
Представляется, что подобный переход от первого определения ко второму соответствует действительному движению мысли от сущности одного порядка к сущности другого, более глубокого порядка, то есть тому углублению мысли, на которое указывал В. И. Ленин.
Следует в заключение отметить, что мы вовсе не считаем данное нами определение жизни исчерпывающим даже для нынешнего состояния науки, однако полагаем, что оно сейчас наиболее приемлемо.
В. А. Энгельгардт,
академик, Герой Социалистического Труда
На пути к раскрытию тайны жизни
Тех, кто задумывался над тайнами природы, с самых древних времен влекла, а порой и отпугивала своей недоступностью одна из глубочайших тайн в познании мира - вопрос о сущности жизни.
Тысячелетия загадка жизни оставалась прибежищем метафизики, областью верований, а не знания. Жизнь рассматривалась как сверхъестественное и потому непознаваемое явление. Многие авторы, расходясь в мелочах, сходились в утверждении, что живые существа и жизненные процессы не могут быть объяснены в логических понятиях.
Так философия диалектического материализма, обобщая данные естествознания, раскрыла качество жизни как одно из свойств материального мира, не сводимое к низшим формам движения, но органически из них вытекающее при определенных условиях на тех или иных этапах развития Вселенной. Так было покончено с религиозной фетишизацией явления жизни, а биологические процессы оказались вовлеченными в круг феноменов, исследуемых с такой же точностью, как и в других естественных науках.
Эти теоретические предпосылки все в большей степени реализуются современной наукой. Сегодня уже совершенно точно известно: биологическая форма движения вырастает на плечах физико-химических взаимодействий, осуществляющихся в живом организме и свойственных только ему. И исследование этих процессов ведется методами, принятыми в физике и химии микромира при помощи самой совершенной электронной аппаратуры, с применением математики и электронно-вычислительных машин.
Использование этих методов и средств позволило перенести фронт исследования жизни в сферу самых "интимных" ее процессов. И если еще совсем недавно фронт познания биологической формы движения проходил по рубежу, главными вехами которого были проблемы происхождения видов, целесообразности, тайны психики, то сегодня материалистическая наука здесь уже подходит к рубежам, механизм познания которых позволит узнать самую суть живого, управлять жизнедеятельностью, даже синтезировать живую материю.
Но некоторые современные биологи делают попытки свести представления о живой системе к "простым" исходным элементам или структурам. Это приводит к механистическому подходу в изучении живого, при котором единство мира превращается в его единообразие. Известный французский биолог, сделавший ряд выдающихся открытий в молекулярной биологии, лауреат Нобелевской премии Ж-Мо-но в своей книге "Случайность и необходимость. Исследование натурфилософских проблем современной биологии" сравнивает клетку с машиной, отрицает эволюцию внутри структуры и эволюцию самих структур, считая, что основной базой в биологии служит не принцип эволюции, а генетический код, изолированный, неспособный получать информацию извне.
На почве метафизически ограниченного ме" ханистического мышления естествоиспытателей в их философских выводах возникает идеализм. Возрождение представлений о "жизненной силе", о "тенденции к самоусовершенствованию" (развитие живого нельзя объяснить только посредством мутаций, возможно, возникновение жизни обязано принципу "тенденции к самоусовершенствованию" - по мнению известного американского биолога А. Сент-Дьердьи) - это дань идеализму в современной биологии. Это теневая сторона успехов быстро развивающейся науки.
Применение методов физики, химии, кибернетики в исследованиях живых систем привело к появлению представления о "живых молекулах" первоначальных единицах живого, обнаруживающих особые "витальные свойства".
Это тоже возвращение к идеям о "жизненной силе", к витализму.
На протяжении веков в сознании естествоиспытателей воздвигался мировоззренческий и психологический барьер - убеждение, что между неорганическим и органическим миром существует непроходимая пропасть: мол, биологические закономерности или не имеют ничего общего с законами физики и химии, или содержат в себе нечто к ним несводимое, - "жизненную силу".
Успехи молекулярной биологии не оставляют места для таких представлений. Само появление этой науки стало возможным лишь в результате преодоления метафизической концепции, лежащей в основе и механицизма, и витализма. Согласно молекулярной биологии, качественно новый уровень организации материи - жизнь возникает не в результате добавления нематериальных факторов извне, а на основе уже предшествующих элементов, соединенных в новую целостность, благодаря новому типу противоречивых связей и отношений между этими элементами.
Современные разновидности идеализма в биологии отражают реальные противоречия и трудности процесса познания явлений жизни. Это - главная причина, почему под влиянием религиозных представлений или идеалистической философии находится ряд известных ученых-биологов - Г. Шрамм (ФРГ), А. Портман (Швейцария), Э. Синнот (США), не говоря уже о тех, кто является дипломированными теологами, совмещающими теологию с занятиями наукой, - И. Хаасе, Ф. Дессауэре (ФРГ), Д. Бландино (Италия).
В течение нескольких последних десятилетий в науке достигнуты рубежи, отметающие прежние представления о сущности жизни. С помощью молекулярной биологии исследователи перешли от изучения целых организмов, органов и тканей к изучению мира клетки, ее органелл - митохондрий, рибосом, отдельных молекул. Был сделан ряд выдающихся открытий, позволивших поднять науку о жизни до уровня точных наук. Эти открытия повлияли на систему всего биологического знания в целом и на ряд его отраслей, в частности на развитие генетики. Так как генетика - наука о наследственности и изменчивости, а эволюционная теория Ч. Дарвина изучает суммарное действие трех основных факторов эволюции - наследственности, изменчивости и естественного отбора, то становится видна внутренняя связь между эволюционной биологией и генетикой, вытекающая из общности предмета исследования. Таким образом, молекулярная биология способствовала дальнейшему развитию дарвиновского эволюционного учения,, то есть с развитием ее появился новый уровень познания эволюции.
Современная генетика понимает эволюцию как появление резких, полезных для вида, наследственных изменений - мутаций, подхваченных естественным отбором. В естественных условиях мутации редки, но необходимо учесть огромное количество живых организмов почти в каждом из видов и миллиарды лет, в течение которых эволюция происходила и происходит, причем совсем не в тех пределах, которые "придумал господь бог" при "сотворении мира".
Один из крупнейших естествоиспытателей, Джон Бернал, писал: "Благодаря успехам биохимии и молекулярной биологии удалось понять, что жизнь на Земле почти наверняка представляет собой единство. Не только все организмы генетически родственны друг другу, как это предположил Дарвин, но и самые молекулы, из которых они построены, представляют собой комбинации небольших молекул абиогенного происхождения - потомков тех первичных молекул, которые присутствовали в "первичном бульоне", или, что кажется более вероятным, тех полимеров, которые возникли из этих молекул на втором этапе, когда впервые появился решающий по своей важности процесс молекулярной репликации" [Дж. Бернал. Возникновение жизни. М., 1969, стр. 204].
Биохимическая универсальность молекул живой клетки позволяет им оставаться неизменными и создавать основу для бесконечной повторяемости от поколения к поколению, от вида к виду тех биохимических "начал" жизни, без которых ее невозможно представить.
В 1953 г. английскими исследователями Дж. Уотсоном и Ф. Криком была расшифрована структура двойной спирали ДНК и предложена гипотеза о ее информационной роли. В настоящее время известен весь "алфавит", кодирующий наследственную информацию. Раскрытие тайны генетического кода произошло так стремительно, что это достижение науки не имеет себе равных. Удалось искусственно синтезировать молекулу ДНК, синтезировать первый ген для транспортной РНК дрожжей, выделить чистый ген из молекул ДНК живой клетки.
Универсален механизм биосинтеза белка, нуклеиновых кислот и других соединений для всех организмов. Принципы организации процессов жизнедеятельности и их регуляции (несмотря на различие регуляторных систем у низших и высших организмов) на молекулярном уровне также универсальны.
Но принцип единства всего живого неотделим от принципа развития. Поэтому молекулярная биология неразрывно связана с проблемами эволюции и с диалектикой, общей наукой о развитии. Вместе с тем успехи молекулярной биологии привели к выводу, что существуют определенные границы в применении физико-химических методов и концепций в науке о живом, за пределами которых возникает необходимость в иных способах, найденных при исследовании надмолекулярных уровней организации живого. Многие естествоиспытатели, в том числе и Дж. Бернал, поддерживают точку зрения А. Сент-Дьердьи, что "для понимания мышцы необходимо спуститься на электронный уровень, законы которого регулируются квантовой механикой", и что предстоит еще открыть значительную область науки, находящуюся пока за рамками современной биохимии и биофизики.
В чем сущность биологической формы движения материи? Вопрос этот пока открыт, но из этого вовсе не следует, что для его решения необходимо искать помощи в области сверхъестественного.
Упорядоченность, организованность в процессах жизнедеятельности, наследование потомством свойств родителей, развитие организма из одной клетки и т. д. - все это религия активно использовала в прошлом и использует в настоящем для обоснования идеи о сверхъестественности жизни, о.божественном ее происхождении. Однако научные данные говорят о том, что синтез белков в клетке определен (несмотря на всю его сложность и организованность) физико-химическими факторами, и никакого сверхъестественного элемента здесь не обнаружено. Высокая упорядоченность достигается благодаря взаимодействию электронных оболочек атомов и молекул.
"...Химическая эволюция происходила одновременно с биологической эволюцией. Первые стадии химической эволюции должны были происходить до формирования совершенных внутриклеточных структур", - писал Джон Бернал в книге "Возникновение жизни" (стр. 98). Известный голландский исследователь М. Руттен говорит о происхождении жизни: "В этих процессах нет ничего божественного, сверхъестественного, мистического, виталистического или хотя бы неестественного. Чтобы уяснить себе обыденный характер этих процессов, надо помнить, что в основе своей они не отличаются от всех других неорганических процессов, в том числе и тех, что идут по сей день. Например, от природы процессов образования облаков, отложения кристаллов соли в лагунах, высыхающих на жарком солнце, или, скажем, процессов ржавления железа" [М. Руттен. Происхождение жизни. М., 1973, стр. 81].
Дж. Бернал остроумно заметил: "...трудно представить себе какое-либо божество, занятое созданием посредством какой-то духовной микрохимии молекулы дезоксирибонуклеино-вой кислоты, которая дала организму с первичной последовательностью возможность расти и размножаться" [Дж. Бернал. Возникновение жизни, стр. 181].
На данном этапе развития науки еще не удалось понять и воспроизвести тайну перехода из неорганического мира в органический, но наука на пути к разгадке. При современных темпах развития науки, возможно, мы станем свидетелями ее триумфа - разгадки тайны жизни.
Однако, несмотря на все успехи современной биологии, защитники религии здесь, как и в других областях науки, весьма широко используют то обстоятельство, что на любом этапе своего прогресса человеческое познание не может до конца исчерпать предмет исследования, вечную, постоянно изменяющуюся материю.
Религиозно-идеалистические спекуляции в науке о живом оказываются возможными еще и потому, что обыденное массовое сознание с трудом воспринимает сложный язык современной науки, ее положения, которые нередко весьма далеки от наглядных повседневных истин. Религиозные же утверждения в этой сфере гораздо проще, более доступны, к тому же им ныне придается убедительность при помощи наукообразной формы, ссылок на якобы неопровержимые "научные" аргументы, намеков на какие-то якобы подтверждающие догматы религии открытия и т. п.
Вот почему в атеистической пропаганде совершенно необходима широкая популяризация подлинного смысла современных достижений биологической науки, а они убедительно подтверждают истинность диалектико-материали-стического взгляда на мир.
Как уже отмечалось, фронт исследований живого сегодня поистине необъятен. Рассказать популярно обо всем, что в этой области делается, в одном, сравнительно небольшом, разделе книги не представляется возможным. Читатель познакомится лишь с несколькими "горячими точками" современной биологии - с исследованиями проблемы жизни у самых ее истоков, на молекулярном уровне. Эта тема имеет особо важное значение в борьбе науки с религиозным миропониманием, так как именно здесь находится ответ на вопрос: что представляет собой жизнь? Какова ее сущность? Как она появилась на Земле?
Ученые рассказывают
А. А. Бутаков,
кандидат философских наук
Что такое жизнь!
Как известно, в основе живых организмов лежит органическая клетка. Ее можно считать наиболее простым элементом живой материи. Вот почему многие ученые уже давно высказывали мысль, что именно клетка - это исходный, простейший элемент жизни, носитель биологических процессов, обладающий всеми атрибутами живого. Этот взгляд отстаивал, например, К. А. Тимирязев. С ним можно встретиться и в трудах многих других исследователей. Так, более 40 лет назад в одной из своих работ известный советский физиолог А. А. Кулябко (1866 - 1930) писал: "В настоящее время простейшим элементарным носителем жизни и основным элементом строения всех живых организмов мы признаем клетку". Однако в этой же работе А. А. Кулябко пришел к выводу, что органическая клетка слишком сложна, чтобы ее можно было принять за первоначальный носитель жизни. Поэтому он считал, что такими носителями должны быть "ультрамикроскопические тельца".
С положениями А. А. Кулябко об огромной сложности клетки перекликаются современные работы А. И. Опарина. "Может быть, говоря о синтезе жизни, пишет он, - и нам сейчас нужно думать не о построении современной, способной к дыханию или фотосинтезу клетки, которую мы обычно изучаем, а об искусственном воспроизведении только еще несравненно менее сложных систем, но все же уже обладающих самыми первоначальными признаками жизни способностью хотя бы к относительно очень примитивному обмену веществ, обеспечивающему им, однако, способность к постоянному самосохранению и самовоспроизведению в определенных условиях окружающей среды".
За последние десятилетия биологическая наука добилась очень многого в своем проникновении в глубины живого. Можно сказать, что сейчас ученые стоят на самом рубеже раскрытия тайны живого, порога, отделяющего живую материю от неживой. Однако эти проблемы пока еще только решаются наукой. Они очень сложны и требуют немалых усилий со стороны ученых. Тем не менее сейчас уже вполне ясно, что носитель всех биологических процессов должен обладать по крайней мере четырьмя качествами: 1) способностью к обмену веществ; 2) способностью к передаче наследственных признаков; 3) способностью к саморегулированию и 4) способностью к самовоспроизведению.
Какая же из известных нам первичных живых систем имеет все эти признаки? Белок? Нет, он, как теперь известно, не обладает всеми перечисленными способностями. Это подтверждает ряд современных важнейших научных открытий. Так, в последние годы было обнаружено, что в каждом новом поколении живых существ возникновение белков происходит заново. Оказалось, что наряду с белком ведущая роль в процессах жизнедеятельности принадлежит нуклеиновым кислотам - дезок-сирибонуклеиновой (ДНК) и рибонуклеиновой (РНК). Выяснилось также, что преемственность жизни, ее воспроизведение связано не с белками, а с молекулярной структурой ДНК, локализованной в хромосомах клеточных ядер.
Однако если внимательно ознакомиться с достижениями современной биологии, то выяснится, что нуклеиновые кислоты, как и белок, нельзя безоговорочно назвать единственными специфическими носителями жизни. К тому же многие ученые теперь уже считают, что ДНК вовсе не единственный хранитель и передатчик биологической информации. По мнению И. Б. Збарского, например, "если ДНК и является наиболее совершенным хранителем и передатчиком биологической информации, то было бы ошибочно рассматривать ее или даже вообще нуклеиновые кислоты как единственные соединения, обладающие этими свойствами".
Обращает на себя внимание и тот факт, что сам состав ДНК неоднороден. Так, у высших растений и многоклеточных животных в составе ДНК найден 5-метилцитозин, которого нет в ДНК низших форм. В составе ДНК некоторых бактерий есть 6-метиладенин. К тому же ученые считают, что созда"ие белка в клетке зависит не только от генетического кода, но и от температуры. Интересно, что теперь появилось мнение о существовании кроме генов и других особых единиц наследственности - плазмогенов, как их назвали.
"Разумно предположить, - пишет, например, В. Фирсов, - что именно плазмогенами определяются изменения в синтезе белков, происходящие как за время индивидуального развития организма (онтогенеза), так и в процессе приспособления к внешним условиям (например, увеличение волосяного покрова под воздействием холода). Однако если это так, то приспособительные свойства, приобретенные за время индивидуального развития, могут становиться наследуемыми".
Вот очень и очень коротко то, что, в сущности говоря, знает сегодня об истоках жизни биологическая наука. Она сейчас находится в поиске, на пути к новым великим открытиям в этой области. Однако и то, что уже открыто здесь на сегодняшний день, самые последние успехи биологии выдвигают, конечно, вопрос о том, что же такое жизнь, а особенно о том, соответствует ли современному уровню знаний известное философское положение Ф. Энгельса: "Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей, их внешней природой".
Думается, что знаменитая энгельсовская формулировка в своей общей форме вполне справедлива и на нашем уровне развития биологии. Ее надо лишь уточнить и конкретизировать в соответствии с данными современной науки. Кстати говоря, большинство последних определений жизни, по сути дела, и являются попытками такого уточнения.
Какое же это будет определение?
Вряд ли из него надо исключать упоминание о белке, как пытаются делать некоторые исследователи. Ведь все известные нам в настоящее время живые организмы представляют собой белковые тела. И данное обстоятельство нельзя считать случайным. Далее. Белок, например, катализирует (ускоряет) реакции обмена, активность белков находится в основе процессов жизнедеятельности, обеспечивает главные физиологические функции: питание, дыхание, раздражимость, размножение... Все это говорит о том, что без белков не было бы жизни.
И наконец, несмотря на то что в основе жизнедеятельности помимо белков лежат и нуклеиновые кислоты, последние сами по себе, по-видимому, не обладают свойствами живого объекта.
Однако, как мы уже говорили, теперь известно, что "только" белок, как и "только" нуклеиновые кислоты (взятые изолированно друг от друга), нельзя признать специфическим носителем жизни. Для общего философского определения жизни на современном уровне развития биологии таким носителем сейчас, очевидно, следует считать систему, комплекс белка и нуклеиновых кислот. При этом следует иметь в виду, что и это лишь весьма предположительно. Наука ведь развивается бесконечно, каждый новый шаг биологии обязательно что-нибудь добавляет к нашему знанию о жизни. И безусловно, вопрос о специфическом материальном носителе земных биологических процессов будет решен наукой на основе конкретных исследований.
Точно степень познания сущности биологической формы движения материи в ближайшем будущем трудно предсказать сегодня. Но диалектический подход к исследованию имеющихся фактов включает в себя бесконечный процесс углубления познания человеком вещей, явлений, процессов и т. д. от явлений к сущности и от менее глубокой к более глубокой сущности. В. И. Ленин писал, что "мысль человека бесконечно углубляется от явления к сущности, от сущности первого, так сказать, порядка, к сущности второго порядка и т. д. без конца".
Значит ли это, что философски определять сущность жизни бессмысленно? Вовсе нет. Если такое определение подтвердится научной практикой, то оно будет иметь значение истины. Вполне понятно, это будет истина относительная. Но ведь каждая относительная истина есть частичка истины абсолютной. "Для диалектического материализма, - замечал В. И. Ленин, - не существует непереходимой грани между относительной и абсолютной истиной".. И нет ничего страшного в том, что нынешнее определение субстанции жизни впоследствии окажется недостаточно точным и неполным.
Теперь часто выдвигают в виде возражения предположения некоторых ученых, что в Других частях Вселенной в принципе могут протекать отдельные, весьма необычные, непохожие на наши жизненные процессы. Но и это возражение против общей формулировки понятия "жизнь" нельзя признать действительным. "Отдельное, - писал В. И. Ленин, - не существует иначе как в той связи, которая ведет к общему... Всякое общее есть (частичка или сторона или сущность) отдельного". Факты науки говорят: любой "исключительный" биологический процесс всегда будет иметь какие-то общие признаки с процессом "обычным". Причем эта общность должна быть не только в функциях. Общие признаки обязательно должны быть и у материальных носителей жизни.
Ленинский диалектико-материалистический метод исследования требует объединения принципа единства с принципом развития. Он также обязывает при изучении каждой конкретной системы определять не только ее генезис (то есть изменчивость), но и ее структуру (то есть учитывать ее устойчивость). Вот почему, по нашему мнению, свойства поведения любого живого объекта (в том числе способность получать, перерабатывать и передавать информацию) не могут не зависеть от его структуры, а также от его происхождения и развития.
К жизни - биологической форме движения материи - следует относить лишь те объекты и процессы, у которых существенно совпадают указанные характеристики. Поэтому мы разделяем мнение А. И. Опарина, полагающего, что "эволюцию материи во Вселенной мы можем схематически представить себе как систему расходящихся путей, отдельные ответвления которых могут приводить к очень сложным и совершенным формам движения материи. Но совсем не обязательно любую из этих форм рассматривать как жизнь. Жизнь - это всего лишь одна из многочисленных ветвей развития материи. Ей свойственны свои специфические пути развития".
Итак, что же такое жизнь? Повторяем: по мере углубления познания биологических процессов определение этого понятия неизбежно будет уточняться и несколько видоизменяться. Но на современном уровне науки, как нам кажется, может быть наиболее приемлемым следующее определение: жизнь (биологическая форма движения) представляет собой способ существования открытых (то есть обменивающихся веществом и энергией) нуклеопротеидных систем, обладающих свойствами саморегулирования и самовоспроизведения.
Такая формулировка, данная М. В. Воль-кенштейном, по своему смыслу совпадает со взглядами многих современных авторов, исследующих обсуждаемую проблему. Вместе с тем развивается и конкретизируется формула Ф. Энгельса. Конкретизируется, например, понятие "белковое тело". Оно трансформируется в понятие "нуклеопротеидная система". Сохраняется, только с некоторой "модернизацией", понятие "обмен веществ": добавляются, в соответствии с данными современной науки, понятия "саморегулирования" и "самовоспроизведения".
Представляется, что подобный переход от первого определения ко второму соответствует действительному движению мысли от сущности одного порядка к сущности другого, более глубокого порядка, то есть тому углублению мысли, на которое указывал В. И. Ленин.
Следует в заключение отметить, что мы вовсе не считаем данное нами определение жизни исчерпывающим даже для нынешнего состояния науки, однако полагаем, что оно сейчас наиболее приемлемо.
В. А. Энгельгардт,
академик, Герой Социалистического Труда
На пути к раскрытию тайны жизни
Тех, кто задумывался над тайнами природы, с самых древних времен влекла, а порой и отпугивала своей недоступностью одна из глубочайших тайн в познании мира - вопрос о сущности жизни.
Тысячелетия загадка жизни оставалась прибежищем метафизики, областью верований, а не знания. Жизнь рассматривалась как сверхъестественное и потому непознаваемое явление. Многие авторы, расходясь в мелочах, сходились в утверждении, что живые существа и жизненные процессы не могут быть объяснены в логических понятиях.