12.2.5. Циклическая организация химических реакций и гиперциклы

Химические реакции самоорганизуются таким образом, что циклическая организация химических реакций одного уровня становится элементом цикла другого, более высокого уровня. По Эйгену, возникают гиперциклы, определяющие репродукцию по­следующих белков, и осуществляют роль самовоспроизводящей­ся системы реакций. Реальный гиперцикл, построенный из нук­леиновых кислот и синтезируемых ими с помощью ферментов белков, обеспечивает отбор макромолекул с объемом информа­ции и ее ценностью, достаточными для возникновения живого организма.

Необходимой информации можно добиться, если макси­мально разнообразить множество этих реакций, увеличить их скорости и диапазон действий. Это дает организму те представ­ления, на основе которых он действует. Цикл, повторяясь мно­гократно в процессе эволюции, приводит как бы к надстраива­нию управляющей системы и ведет к образованию новых, уже более совершенных механизмов управления. Развитие обеспе­чивает каждому поколению организмов все большую свободу по отношению к окружающей среде, увеличивает дальнейшее раз­нообразие их реакций. В этом смысл гиперцикла, который, воз­можно, отражает имеющуюся в целом цикличность явлений и процессов на Земле и в Космосе. Одновременно происходит ус­ложнение структур, повышение уровня их организации и уменьшение энтропии внутренних состояний. В физическом понимании гиперцикл может быть представлен периодической во времени волновой структурой, возникновением предельного цикла — аттрактора.

Когерентное взаимодействие объектов обеспечивает условия для возникновения и существования открытой устойчивой не­равновесной макроскопической системы живого организма, ко­торый может быть проанализирован в представлениях синерге­тики. Когерентность процессов в самоорганизующихся системах через малые, но правильно пространственно организованные уп­равляющие параметры (сигналы возникшей информации) при­водит к селекции необходимой для организма «инструктирую­щей» информации.

Система самоорганизуется так, что на создание и переработку этой информации уходит большая часть поступающей извне энергии, в результате чего из информационного шума выделяет­ся полезная часть информации. Переход от одного уровня орга­низации к другому идет через хаотические состояния при конку­ренции с другими структурами. Хаотичность возможных состоя­ний означает, что самоорганизующаяся система, прежде чем выбрать какое-то определенное состояние, должна находиться в целом наборе других. Это означает, что живой организм участву­ет в отборе и передаче необходимой ему для развития информа­ции и в целом в управлении своей жизнедеятельностью. В ходе эволюции появление новой информации определяется запоми­нанием мутаций и генетических рекомбинаций при изменении вида и закреплением этой информации в генах. Генная инфор­мация передается из поколения в поколение только после ее преобразования в биогеоценозе, частью которого является попу­ляция особей. В этом смысл самовоспроизводства и саморегуля­ции живых саморазвивающихся систем.

Можно предположить, что появление гиперцикла связано с переходом от молекул неживой природы к биомакромолекулам живой, с преодолением барьера между живым и неживым. Мо­дель Эйгена молекулярной самоорганизации материи хорошо согласуется с представлениями нелинейной динамики и термо­динамики неравновесных процессов Пригожина для открытых систем и с уменьшением энтропии при самоорганизации. Ги­перцикл проявляет себя как открытая система с нелинейной ди­намикой роста процессов. Физическая модель Эйгена самоор­ганизации молекул дает количественную основу для возможного объяснения естественно-научным путем возникновения живого, но не может объяснить реальный исторический путь эволюции, поскольку процессы перехода от простых молекул к «молекулам жизни» имеют стохастическую природу при большом разнообра­зии выбора.

Основу любой самоорганизации физической, химической или биологической системы изначально характеризуют случай­ность, флуктуация или мутация. Понимание основных принци­пов эволюции как самоорганизации на молекулярном еще уровне не требует пока привлечения новых физических зако­нов. Единые законы управляют физическими процессами в живой и неживой природе на основе общих закономерностей, характеризующих строение и природу материи, вещества и по­ля. Отличие состоит лишь в конкретных механизмах проявле­ния этих законов.

Имеющиеся в теории гиперциклов представления о метабо­лизме, самовоспроизведении, мутабельности и селекционной ценности информации позволяют связать дарвиновский эволю­ционный принцип, теорию информации, нелинейную динамику и термодинамику неравновесных процессов в рамках биологии и новой синтетической теории эволюции. Можно предположить, что селекционные и эволюционные свойства нуклеиново-белко- вых гиперциклов более предпочтительны по сравнению с други­ми механизмами, объясняющими возникновение живой приро­ды из неживой

.