Что такое жизнь?

В некоторых случаях переход изучили в обоих направлениях, то есть от некоего «дикого» гена к определенному мутанту и обратно, от мутанта к гену дикого типа. В такой ситуации естественная частота мутаций иногда близка, а иногда сильно различается. На первый взгляд это озадачивает, поскольку в обоих случаях вроде бы необходимо преодолеть один и тот же порог. Но, разумеется, это не всегда так, ведь отправной точкой является энергетический уровень начальной конфигурации, а он может быть различным для мутантного гена и гена дикого типа (см. рис. 12 на стр. 54, где «1» может означать аллель дикого типа, а «2» – мутантную аллель, более низкой стабильности которой соответствует более короткая стрелка).

В целом, я полагаю, «модель» Дельбрюка весьма неплохо выдерживает проверки, и мы можем использовать ее для дальнейших рассуждений.

Глава 6 Порядок, беспорядок и энтропия

Ни тело не может побудить сознание думать, ни сознание – побудить тело двигаться, или отдыхать, или делать что-либо еще (если таковое действие существует).

Б. Спиноза. Этика. Ч. III, положение 2

Примечательное общее следствие из модели

Позвольте обратиться к фразе, в которой я пытался объяснить, что молекулярный взгляд на ген, по крайней мере, делает вероятным, что миниатюрный код может соответствовать очень сложному и конкретному плану развития и содержать средства его выполнения. Хорошо, но как он это делает? Как превратить «вероятность» в истинное знание?

Молекулярная модель Дельбрюка в своей полной универсальности, судя по всему, не дает никаких намеков на принципы работы наследственного материала. Вряд ли данный вопрос будет подробно рассмотрен физиками в ближайшем будущем. Новые данные поступают – и, уверен, продолжат поступать – от биохимии под руководством физиологии и генетики.

Столь обобщенное описание структуры, приведенное выше, не дает подробной информации о работе генетического механизма. Это очевидно. Но, как ни странно, из него можно вывести одно общее следствие, которое, признаюсь, и побудило меня написать эту книгу.

Из общего взгляда Дельбрюка на наследственный материал вытекает следующее: живая материя не уклоняется от законов физики, установленных до настоящего времени, но скорее всего подчиняется иным законам физики, пока не открытым, которые, однако, после своего открытия станут гармоничной частью этой науки.

Порядок на основе порядка

Это трудноуловимый ход мысли, который можно неправильно понять во многих отношениях. Оставшиеся страницы будут посвящены его разъяснению. Предварительные догадки, грубые, но верные, содержатся в следующих рассуждениях:

В главе 1 объяснялось, что известные нам законы физики являются статистическими. Они имеют отношение к естественному стремлению вещей к беспорядку. Утверждение, что это верно для всех законов физики, пожалуй, спорно. Мы обсудим это в главе 7.

Однако чтобы осознать высокую стабильность наследственного материала, обладающего микроскопическим размером, мы были вынуждены избежать стремления к беспорядку посредством «изобретения молекулы», точнее, необычно крупной молекулы, настоящего шедевра высокодифференцированного порядка, охраняемого волшебной палочкой квантовой теории. Это «изобретение» не нарушило законов вероятности, но изменило их следствия. Физику известно, что квантовая теория модифицирует классические физические законы, особенно при низких температурах. Тому есть много примеров, и жизнь – один из них, особенно удивительный. Жизнь кажется упорядоченным и закономерным поведением материи, основанным не только на ее стремлении от порядка к беспорядку, но отчасти на поддерживаемом существующем порядке.

Я могу прояснить свою точку зрения для физиков, и только для них: судя по всему, живой организм представляет собой макроскопическую систему, ее поведение частично приближается к тому чисто механическому (в отличие от термодинамического) поведению, к которому стремятся системы, когда температура стремится к абсолютному нулю и молекулярный беспорядок прекращает свое существование.

Не-физик вряд ли поверит, что обычные законы физики, какие он считает прототипом нерушимой точности, основываются на статистическом стремлении материи к беспорядку. Я приводил примеры в главе 1. Их общим принципом является знаменитый второй закон термодинамики (принцип энтропии) и его не менее знаменитое статистическое обоснование. Я постараюсь очертить значение принципа энтропии для крупномасштабного поведения живого организма, на время позабыв все, что мы знаем о хромосомах, наследственности и т. п.

Живая материя избегает равновесия