5 Структура и классификация

II. Клонально - организменный и

ПОПУЛЛЯЦИОННЫЙ УРОВНИ

Структурные сведения о строении изучаемых объектов используются во всех областях естествознания. В некоторых случаях на основе структуры и функции удается создать четкую классификацию. Иногда они охватывают весь предмет данной науки, иногда - только часть изучаемых объектов по отдельным их группам. Так, в неорганической химии таблица Менделеева Д.И.

вполне универсальна. В области органической химии и биохимии, генетики такие классификации множествен-ны, ограничены по охвату каждая и фрагментарны. Чем сложнее качественно предмет, тем больше в нем мате-риала и больше хаоса в его восприятии исследователем и тем меньше в понятии о нем количественной мате-

-62-

матической точности. Это отражено в научной лексике - науки бывают точные и ...остальные, описательные.

В качестве примера напомним о попытке создать систему описания неэлектролитов (органических, биохимических молекул - природных и синтетических), варианта классификации по структурным свойствам, наподобие периодической системы элементов Д.И. Менделеева для электролитов. Такая система представляется крайне необходимой, но она так и не была создана. Слишком многообразно строение веществ, много параметров, которые должна была бы учитывать эта система. Дело осложняется тем, что нередко вещества совершенно различной структуры обладают сходным действием. В результате, создание системы, основанной только на химической структуре не состоялось. Более 30 лет назад Н.В. Лазарев [1, Л-1] предпринял первую в мире попытку создания биолого-физико-химической системы неэлектролитов и такой, чтобы наука о химических взаимодействиях в приложении к фармакологии (- к биохимии и к молекулярной биологии - сказали бы мы сейчас) смогла справиться со стоящими перед ней грандиозными задачами и не превратиться в груду сырого материала. Для этого ей прежде всего был необходим скелет, аксиоматико - теоретический остов. Этот скелет -

систематика веществ, которой она должна была бы воспользоваться и которой тогда не было, как не было

и соответствующих моделей и теории. [2, Л-1]

В нашей работе структура сложных органических молекул рассматривается, но не с точки зрения конкретной функции каждого сорта молекулы. Поиск

общих скрытых структурных свойств на внешне разно-образном материале проводится нами не для класси-

-63-

фикации веществ и не для более четкого выявления их функции. Правда, следует оговориться, что используе-мая нами номенклатурная общепринятая лексика всё же несет функциональную нагрузку.

Чем более важна молекула, чем большую информаци-онно-управляющую нагрузку она несет, чем древнее она по происхождению и изящнее по строению, тем больше у нее шансов следовать искомым нашим математическим закономерностям в своей структуре. Нам интересна не классификация веществ, а математическая логика и красота их внутренней структуры сама по себе. Подчер-кнем - эстетические соображения в аксиоматике играют ключевую, креативную роль, об этом свидетельствует многотысячелетняя история как науки, так и теологии, идущие зачастую рука об руку. Эстетика как креативное начало самодостаточна по своей реализации и итогам : будучи «вещью в себе», она становится «вещью для нас».

Роберт Левонтин (стр.194 [3, Л-1]) в связи с открытием генетического полиморфизма по аллельным белкам пи-сал: «В течении многих лет популяционная генетика бы-ла необычайно обширной и мощной теорией, лишенной в буквальном смысле слова фактов, которыми она мог-ла бы оперировать. Ее можно сравнить со сложной и превосходной машиной, предназначенной для перера-ботки сырья, которое никому не удаеться добыть. Время от времени какой-нибудь необыкновенно удачливый или опытный изыскатель наталкивается на природную жилу богатой руды, тогда часть механизмов пускают в ход, чтобы убедить тех, кто финансируют машину, что она и в самом деле может действовать. Но большую часть времени машина остается в руках изобретателей, которые вечно ее ремонтируют и совершенствуют в ожидании того дня, когда ее можно будет запустить на

-64-

полную мощь и начать получать продукцию. Совер-шенно неожиданно ситуация изменилась. Было обна-ружено крупное месторождение, и в бункеры теории-машины в изобилии посыпались факты. Но на выходе не появилось ... ничего! И не потому, что машина не работает: слышен отчетливый, чуть ли не оглуши-тельный шум шестерней, но огромная масса загружен-ного в машину сырья почему-то не превращается в готовый продукт. Очевидно, необходимо тщательно пересмотреть соотношение между теорией и фактами.»

Это исключительно прозорливый «вердикт» Р. Левон-тина сыграл значительную целеуказующую роль в на-шей деятельности. Суть в том, что как только мы «за-бываем» о креативности нашей аксиоматики, так немед-ленно и неотвратимо приходим к заключению о тавто-логичности любой теории-машины(Тьюринга !):на её выходе появляется только то, что было заложено «че-рез» аксиоматику на входе ! Итогом всех этих сообра-жений является вывод: «машина» нуждается в непре-рывном совершенствовании, в непрерывном обнов-лении аксиоматики (см. теоремы Гёделя и идеологию креативных множеств, понятие «оракула» в матема-тической логике).

Подобная ситуация наблюдается не только в популя-ционной генетике. Она характерна по временам для многих, если не всех, разделов естествознания. Особенно это касается «точек роста» теоретической математики, теоретической физики и будущей теоретической биоло-гии. Так, биология развития до сих пор в основном уде-ляет внимание функции, структуре, и почти не изучает временные, динамические особенности развития орга-низмов.

Детально поклеточно описанных во времени организ-мов в их развитии очень мало. В 70-х, в начале 80-х го-

-65-

дов появилось несколько таких, с определенной натяж-кой, экспериментов с классическими объектами эмбри-ологии: прежде всего, над несколькими близкими вида-ми слизневиков, нематод, дрозофилы, куриного яйца, земноводных, мышей, крыс, описанных именно так, как хотелось бы теоретикам. Но это направление не разви-вается из-за отсутствия хорошей теории, которая знала бы как надо смотреть на законы развития, и знала бы, что искать в таких экспериментах. Эти проделанные опыты используются в основном для изучения связи «геном мутация внешнее изменение» для развития методов инженерной и медицинской генетики. Для этих только прикладных целей достаточен узкий набор ор-ганизмов, с которыми интенсивно работают. Даже геном изучают гораздо в большем разнообразии, чем особен-ности индивидуального развития отдельных организмов в сравнении друг с другом. Первая, на геномном уровне, методика отработана и имеет известную стандартную трудоемкость и стоимость на единицу длины геномной карты любого биологического вида. Изучение индиви-дуального развития разных видов нестандартно и не все организмы удобны для этого даже при малом своем размере.

К. Уоддингтон, крупнейший эмбриолог и генетик, предпринимавший большие усилия по созданию фун-дамента теоретической биологии, фактически вторит Р. Левонтину: «Математико-генетическая теория в зна-чительной степени не приложима к практике, посколь-ку в ней рассматриваются переменные, которые почти невозможно определить» [4, Л-1].

Подобный пессимизм нуждается в каком-то конструк-тивном выходе. По крайней мере, хотя бы в перенесении центра тяжести усилий исследователей в необходимое место.

-66-

Вот как определял Астауров Б.Л. [5, Л-1] в 1972 г. со--ответствующие приоритеты: «Я твердо уверен, что именно решение проблем осуществления наследствен-ной информации в процессах индивидуального развития стало сейчас направлением главного удара не только ге-нетики, но и всей современной общей биологии ». Позд-нее, в 1986 г., Уилкинс А.С. [6, Л-1] утверждал почти то же самое: «...поскольку основные процессы онтогенеза находятся под строгим генетический контролем, гене-тика развития должна занять центральное место в био-логии, как и квантовая механика в физике». Сейчас ге-нетическая наука пошла по направлению гипертро-фированного развития методов инженерного вмешате-льства, не имея ни малейшего понятия о принципи-альных законах внутренней организации генома и реа-лизации его функций во времени (-клонированная овца Долли очень быстро старела, а суррогатные мамы часто рождают даунят). В плане совершенствования теории ничего не изменилось с 70-80-х. годов [7, Л-1].

Мощная интеграционная волна в биологии была вызвана в 1953 году открытием структуры и универсальной роли двуспиральных нуклеиновых кислот - ДНК и РНК - в биологических явлениях, в процессах функционирования, наследования и эволюции живых органических систем на самых разных иерархических уровнях их организации.

В семидесятые годы и в начале восьмидесятых эта волна в определенной степени стала затухать. Верх ста-ла брать лавина разнообразной информации, с трудом увязываемая в единое целое. В подходах к изучению жи-вого мира и его осмысливанию усилились тенденции центробежного, дивергентного типа.

-67-

Даже в точных естественных науках, таких как физи-ка и химия есть сложности с пониманием, почему все устроено именно так, а не иначе. Системы взглядов на предмет изучения ограничены своими областями и не универсальны. Есть правда, теория симметрий и свя-занных с ними групп перестановок. Но и они не обла-дают всеобъемлющим охватом. Теории «Великого Объе-динения» в теоретической физике развиваются по пути использования все более сложных видов групп, которые могли бы охватить все элементарные частицы и их вза-имодействия. Задача, тем не менее, остается не решен-ной, а с каждым новым «успехом» теория становится все менее простой и все более громоздкой, всё хуже прове-ряемой опытом (см. наш IV-й выпуск, теория струн и супергравитация, ТВО).