Принципы биологической эволюции

    Что ж, последнее  положение этого вердикта (сменяемость поколений - фактор стабильности вида во времени) можно, пожалуй, принять. Однако позволим себе усомниться вот в чем: так ли уж очевидно, что для оптимальной сменяемости поколений необходима программа самоликвидации отдельно взятой особи?

    Безусловно, на  данный вопрос природа отвечает  положительно ... в некоторых случаях.  И это те случаи, когда результат  программы самоликвидации доступен  для наблюдения и проявляется с неизбежностью чуть ли не апокалипсической. Тут действительно ситуация, когда для двух следующих друг за другом поколений не хватает либо пищевых ресурсов, либо мест обитания (возможно и сочетание этих "нехваток"). Так, к примеру, лососи после нереста гибнут массами - и не просто массами, а все, поскольку физиологические перестройки, связанные с размножением, напрочь разрушают их организм. Менее известный, но тоже характерный пример: мексиканская агава, прожив девять лет, на десятый цветет, дает плод и тут же засыхает. Поденка готовится к акту размножения и, выполнив это единственное в жизни предназначение, не доживает до следующего дня.

    Проанализируем. В первых двух случаях связь  размножения с программой самоликвидации хотя и не совсем ясна в деталях, но понятна в чертах более общих. Так, если у некоторых видов рыб удалить половые железы, а у растения - цветочный побег, никакой активной самоликвидации не будет: организм просто тихо угаснет, прожив в несколько раз дольше обычного. А вот последний случай - несколько иного рода и, надо сознаться, включен не без умысла: с поденкой аналогичный трюк повторить нельзя. Что ни делай со взрослой особью, она все равно погибнет от голода, ибо у нее не предусмотрено одной необходимой детали - ротового отверстия. Так природа повелела, решив, что все равно не понадобится. Отсюда законный вопрос: нужна ли в данном случае специальная программа самоликвидации? Вряд ли. Родилась, совершила кладку яиц, а далее - твои проблемы: можешь - живи, а не можешь - умирай; на стабильности вида это никак не скажется. Вот если бы требовался уход за потомством - другое дело. Короче говоря, природа, в чем-то довольно щедрая, на поденке явно решила сэкономить.

    И что следует  из предложенных примеров? А то, что налицо два разных подхода  к проблеме выживания: так сказать, с позиции особи и с позиции вида. Конечно, с человеческой точки зрения (этической, а не биологической), не дать животному возможности питаться, лишив его рта, - более чем жестоко. Но если в качестве целого рассматривать не особь, а вид (что не слишком этично, зато биологично), то все становится на свои места: от особи требуется воспроизвести потомство, жизнеспособное и плодовитое, - и больше ничего; дальше - только не мешать. Значит, с позиции вида, старение (и как следствие - смерть) - только для того, чтобы не мешать? Да и вообще, где здесь, в наших примерах, старение? Ведь смерть приходит в молодом, а что до упомянутой выше агавы, в самом цветущем возрасте! А как же принцип рифмы: развитие - старение? Последнего, по сути, нет.

    Действительно  - нет. В диких популяциях животных подавляющее число особей завершает жизнь, как говорят ученые, вне зависимости от возраста, то есть из-за воздействия факторов внешней среды, а отнюдь не от биологических причин. Это - голод, болезни, стихийные бедствия, гибель от врагов-хищников, наконец. В такой ситуации до старости не дотянешь. И большинство не дотягивает. А вот стоит поместить этих животных в лабораторные или домашние условия - старение налицо. Самый наглядный пример - наши лесные птицы: щеглы, чижики, синицы и так далее. В клетке они живут, как правило, в 3-4 раза дольше, чем на воле (парадокс, с человеческой точки зрения!), и умирают чаще всего именно от старости. Аналогичным образом старение проявляется в искусственных условиях и у самых примитивных созданий - круглых червей, насекомых. О какой же специальной программе самоликвидации тогда речь? Существует ли она? А вот от факта старения не уйти.

    И все-таки: если старение заложено в схему  функционирования живых существ  (для многих видов, как мы убедились, - в принципе, потенциально), то на какой основе этот процесс осуществляется? Какая-то программа - пусть не самоликвидации - быть должна, не может не быть! Если есть программа для развития организма, то есть она и для старения; наш принцип работает безотказно. И сегодня можно утверждать, что это - генетическая программа, но программа общая, единая, позволяющая природе после решения задачи развития (прямой задачи) решать задачу обратную: постепенного разрушения организма исключительно по причине изначального несовершенства основной конструкции - генома и его производного, клетки.

    И что же  это за несовершенство? Это - несовершенство, или, точнее, отсутствие абсолютной надежности генетически заданной защиты организма от действия самых различных повреждающих факторов - как внешнесредовых, так и внутренних. В какие бы тепличные условия организм ни поместить, повреждения возникают с роковой неизбежностью хотя бы потому, что процесс обмена веществ сам по себе содержит элементы агрессии против собственного организма. Это - побочные продукты метаболизма: к примеру, накапливающиеся в клетках шлаки; кислородсодержащие свободные радикалы - молекулы или их фрагменты, несущие неспаренные электроны и потому химически агрессивные (гипотеза старения американского ученого Д.Хармана). Кроме того, повреждающими факторами могут быть: аномальные белки, возникающие в клетке из-за ошибок считывания с основных матриц - ДНК или РНК; дефектные структуры клеточных мембран; разрывы в ДНК, которые накапливаются с возрастом, а это - повреждение генетической программы функционирования клетки; потеря участков ДНК из- за ее "недорепликации", то есть неполноценного удвоения (связь данного явления со старением - основа гипотезы А.М.Оловникова).

    Короче говоря, возможностей для саморазрушения  у организма чрезвычайно много. Дело, однако, не столько в том, что и как сильно разрушает, сколько в том, сильна ли защита организма, а изначально - клетки. Впрочем, порою даже и не клетки в целом, а ее тонких структур - той же ДНК. Мы знаем, что физические и химические воздействия среды - солнечное излучение, высокие температуры, некоторые соединения в воздухе и пище - повреждают участки ДНК, и тут все зависит от эффективности генетических систем ее репарации - восстановления, заживления возникших ранок. Так вот: сколь мощна защита, а, в конечном счете - надежность организма? Мощна, однако, несмотря даже на многократную резервированность страховочных систем, мощна не на сто процентов. Да, дефекты устраняются, но не все. С течением времени их становится все больше - постепенно падает уровень надежности, "правильности" функционирования клеток, далее - тканей, далее - органов и, как следствие, - организма в целом. Так организм переходит в состояние неспецифической уязвимости, образно названное нашими соотечественниками Л.А. и Н.С.Гавриловыми состоянием "нежилец". Это и есть старение.

    Зачем было  природе создавать две отдельные  программы для развития и старения, когда вполне можно обойтись  одной? Одной - введя в нее,  чтобы запустить процесс старения, лишь такую особенность, как недостаточная надежность. Очень экономный и целесообразный подход. Кстати, такой принцип - принцип изначальной общности программы - вообще довольно популярен в природе, он оказался эволюционно выигрышным. Вот два наглядных примера. Первый - принцип дифференцировки клеток. Известно, после оплодотворения генетическая программа в клетке - общая, единая, а смещение развития в сторону дальнейшего образования, скажем, нервной клетки, или мышечной, или эпителиальной обусловлено блокированием соответствующих частей этой общей, единой программы, записанной в геноме. Другой пример - детерминация пола. У ряда двуполых, в том числе у человека, пол изначально женский. Если в геноме окажется специальный блокирующий регулятор (гены Y-хромосомы), развитие плода смещается в мужскую сторону; если же такого блока нет, развитие пойдет по изначальному плану - женскому. Тот же принцип положен и в основу развития-старения: изначально программа одна. Короче, для создания разнообразия - разных типов функционирования, разных типов клеток или разных полов - порой гораздо проще модифицировать общее, чем всякий раз заново лепить отдельные формы.

    Итак: специальной  программы старения нет - есть  программа развития и функционирования, которая, в силу своей не абсолютной надежности, предопределяет возможность постепенного накопления с возрастом различных дефектов, что и приводит к изнашиванию, одряхлению организма. Чтобы наступила старость, этого, несомненно, вполне достаточно.

 

IV Групповой естественный отбор на жажду познания.

 

    К одной из особенностей человека следует отнести любопытство и жажду знаний, что обрекало многих людей на жертвы и лишения. Вспоминая проделки бесчисленных поколений школьников и студентов, увиливавших от занятий, можно счесть стремление к знанию противоестественным, тем более что овладение знаниями зачастую не помогало, а скорее мешало их владельцам выжить и, соответственно, оставить большее число детей. Потомство великих ученых, мыслителей, поэтов, провидцев обычно малочисленно: те, кто шел дальше общепринятого или думал о недозволенном, гибли во все века. Индивидуальный отбор, вероятно, всегда действовал против чрезмерно любознательных, против стремившихся к познанию. Но зато на генотип, устремленный к усвоению и пониманию, работал отбор групповой, иногда необычайной мощности.

    Стоит сопоставить  судьбу стада полулюдей, целиком  лишенных духа познания, с судьбой  такой группы, в которой хоть  изредка появлялись его носители. Они почти всегда погибали  бесцельно или бесследно, но  нет-нет, да оставляли современникам какую-либо из тысячи находок - будь то насадка камня на палку или умение плыть на бревне, - и это хоть немного повышало шансы группы на выживание и успешное размножение. Групповой отбор не был столь интенсивным и сильным, чтобы сделать жажду знаний всеобщей и неукротимой (как, например, половое чувство), но он все же шел. Шутка "научная работа есть удовлетворение личной любознательности за государственный счет" - хороша, но не точна: любопытство удовлетворяется чтением, даже бездумным. Но именно жажда познания нового и истинного заставила работать в науке сотни тысяч людей еще до того, как этот труд стал хорошо оплачиваться и почитаться. Жажда знания обуревала множество людей всегда, даже если она уводила в жречество, монашество, знахарство, шаманство, алхимию, талмудизм, кабалистику, сектантство, в изучение Библии, Корана, конфуцианства.

    Итак, эмоции  человечности, доброты, рыцарского  отношения к женщинам, к старикам, охрана детей, стремление к знанию - это те свойства, которые неизбежно развивались под действием естественного отбора - по мере превращения человека в животное социальное из-за цефализации и удлинения срока беспомощности детей. Закон естественного отбора, самый могущественный из законов живой природы, самый безжалостный и аморальный среди них, постоянно обрекавший на гибель подавляющее большинство рождавшихся существ, закон уничтожения слабых, больных, - этот закон в определенных условиях, именно тех, в которых слагалось человечество, породил и закрепил инстинкты и эмоции величайшей нравственной силы.

    Почему же  мы считаем порядочность, этичность,  готовность к подвигу противоестественными? Почему мы, оценивая свои и чужие поступки шкалой этичности, не отдаем себе отчета в том, что эта шкала является самой естественной?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература.

 

Основная:

 

Гете И. Избранные сочинения  по естествознанию. - М.: 1957.

 

Игнатова В.А. Основы современного естествознания. - Тюмень, 1997.

 

Дубнищева Т.Я. Концепции  современного естествознания. - Новосибирск, 1997.

 

Горелов А.А. Концепции современного естествознания. - М.: 1997.

 

Горбачев В.В. Современное  естествознание на пороге XXI века//Физика и механика на пороге XXI века. - М.: Изд-во МГУП «Мир книги», 1998.

 

Бочкарев А.И. Концепции  современного естествознания. - Тольятти, 1998.

 

 

 

Дополнительная:

 

Чуковский К.И. Живой как  жизнь. –М., 1963.

Азимов А. Вселенная. - М.: Мир, 1969.

 

Владимиров Ю.С. Пространство-время: явные и скрытые параметры. - М.: Наука, 1989.

 

Ахиезер А.И., Рекало М.П. Современна физическая картина Мира. - М.: Знание, 1980.

 

Гамов Дж. Моя мировая линия. - М.: Наука, 1964.

 

Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Строение и эволюция Вселенной. - М. Наука, 1975.

 

Исаков Б.И. Лептонная концепция  мироздания - синтез науки и религии? - Наука и религия, 1992.

 

Карери Дж. Порядок-беспорядок в структуре материи. - М.: Мир, 1980.