Знание-сила, 2008 № 09 (975)

По гипотезе академика Э.М. Галимова, причиной происхождения жизни является самопроизвольное нарастание порядка в природе, причем одновременно с этим нарастает и беспорядок. Как отмечает Галимов в интервью журналу «Эксперт», «это подобно двум зубчатым колесикам часового механизма: одно зубчатое колесо вращается по часовой стрелке, заставляя зацепленное с ним другое зубчатое колесо вращаться против часовой».

Пример подобных колесиков: гидролиз аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), который идет с поглощением воды, и сборка биологически важных полимерных молекул — полипептидов, полинуклеотидов, полисахаридов, при которой выделяются молекулы воды. В первой реакции возрастает энтропия, во второй — упорядочение.

Примечательно, что при гидролизе АТФ выделяется большое количество энергии — она нужна для нормального протекания второй, параллельной, реакции. Так одно «колесико» и впрямь приводит в движение другое. «Возникает маленькая молекулярная машина, непрерывно рождающая упорядочение».

Суть упорядочения состоит в ограничении свободы. Порядок наводят ферменты, тысячи белков-ферментов. Благодаря им химическая реакция может протекать только в одном-единственном направлении. «Сегодня, через четыре с половиной миллиарда лет развития жизни, мы имеем армию ферментов, которые ведут себя именно так, как рабочие на фабричном конвейере, выполняющие каждый свою операцию».

Современные ферменты — это тысячи аминокислот. Начиналось же все со случайного склеивания каких-нибудь 5 — 10 аминокислот.

Однако цепочки аминокислот не могли себя воспроизводить, не могли размножаться. Два важнейших свойства, необходимых для эволюции — способность к упорядочению и способность к воспроизведению, — оказались разделены между двумя классами органических структур. Но в конце концов произошло «чудо». Аминокислоты стали воспроизводиться опосредованно — через нуклеотидные структуры. Так началась эволюция жизни, и это уже сфера действия хорошо известной нам теории — дарвинизма. «С этого момента, я считаю, тайн больше нет».

И еще несколько замечаний академика Э.М.Галимова. «Процесс упорядочения заключен в очень узком диапазоне возможностей. Он идет так, как если бы была цель. Цели нет. Но путь предопределен. Условно говоря, он предопределен таблицей Менделеева, теми соединениями, которые нас окружают. И было достаточно появления АТФ, чтобы она привела к нам с вами. Она и есть дизайнер. И этот дизайнер укладывается во все химические и физические законы».

Все эти процессы в принципе можно смоделировать на компьютере, задав некоторые начальные условия, например, наличие АТФ, аминокислот, нуклеотидов. И работы в этом направлении уже ведутся.

Своя особая работа ведется и внутри биосферы. Это — разрушительная работа. Подобно человеку, биосфера стареет, в ней нарастают изменения. Их скорость увеличивается. Два миллиарда лет ушло на прокариот, полмиллиарда лет — на эукариот, а потом все пошло быстрее и быстрее: динозавры, звери, человек. А ведь согласно закону, который открыл М. Фейнгенбаум, «чем чаще в системе происходят изменения, тем ближе она к концу своей жизни...»

КЛУБ «ГИПОТЕЗА»

Эрик Галимов

Что такое жизнь? Концепция упорядочения

Э.М. Галимов — академик РАН, директор Института геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского РАН.

Что такое жизнь? Для всех живых организмов, начиная с бактерий и кончая разумными существами, характерны обособленность от среды, способность к самовоспроизведению, рождение и смерть, функционирование посредством обмена веществом и энергией с окружающей средой, способность к изменчивости и адаптации, способность воспринимать информацию (сигналы) в разной форме и способность реагировать. Но эти свойства в разном их сочетании присущи и объектам неживой природы, а также искусственно созданным устройствам и механизмам. Интуитивно мы легко отличим живое от неживого, скажем, зайца от камня. Заяц подвижен, он питается и дышит, у него могут быть зайчата, т.е. он может себя воспроизводить. Но это — в сравнении с камнем. Воспроизводить себя могут кристаллы, подвижны реки, потреблять топливо и кислород может двигатель. Часто цитируемое определение, принадлежащее Франсуа Джекобу: «Живые организмы представляют собой объекты, где встречаются три потока: энергии, вещества и информации», подходит и к токарному станку с программным управлением.