14.2 Что такое жизнь?

Интуитивно все представляют себе, что такое жизнь. Мы знаем, что сами живы, что живы деревья во дворе, что жива наша кошка (или собака), а вот камень, лежащий на дороге, нет. Однако попробуйте выразить эти интуитив­ные представления в виде строгого определения, и сразу возникают проблемы, с которыми ученые и философы не могут справиться вот уже 2500 лет.

Дело в том, что определение понятия «жизнь» должно отражать неразрывное единство структурного и функцио­нального компонентов. Если ограничиться функциональ­ным определением и сказать, что живое — это то, что спо­собно ощущать окружающую среду, реагировать на ее из­менения, принимать пищу, расти, воспроизводиться и прочее, то мы немедленно столкнемся с примерами нежи­вых объектов, которые в определенном смысле выполня­ют те же функции; кристалл поваренной соли растет, вос­производится, огонь «питается» топливом и т. д. С другой стороны, давая структурное определение жизни («жи­вое — это то, что состоит из клеток»), мы, например, не увидим «разницы» между живой и мертвой лошадью: и та, и другая состоят из клеток. Значит, надо определить, что такое живая и неживая клетка, и мы снова приходим к комплексу проблем.

Однако и структурно-функциональное определение жизни дать не просто, так как необходимо установить, во-первых, какая структура является «минимальной» для того, чтобы считать ее живой, и, во-вторых, какой фунда­ментальный набор функций соответствует понятию «жи­вая структура».

Возьмем, например, хрестоматийное оп­ределение жизни по Ф. Энгельсу: «Жизнь — это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружаю­щей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка». И далее: «...обмен веществ состоит в поглощении веществ, химический состав которых изме­няется, которые ассимилируются организмом и остатки которых выделяются вместе с порожденными в процессе жизни продуктами разложения самого организма».

Ви­димо, Энгельс чувствовал, что понятие «обмен веществ» может быть применено и к объектам неживой природы, поэтому он поясняет: «И у неорганических тел может про­исходить подобный обмен веществ, который и происхо­дит с течением времени повсюду, так как повсюду проис­ходят, хотя бы и очень медленно, химические действия. Но разница заключается в том, что в случае неорганиче­ских тел обмен веществ разрушает их, в случае же орга­нических тел он является необходимым условием их су­ществования». Сейчас это структурно-функциональное определение уже явно не соответствует современному уровню биологической науки. Во времена Энгельса еще ничего не было известно о нуклеиновых кислотах и дру­гих важных биологических компонентах живых систем, ничего не знали и об информационной стороне биологиче­ских процессов.

В XX в. прогресс в биологии сопровождался более глу­боким пониманием феномена жизни. Выдающийся био­химик академик В. А. Энгельгардт отмечал, что «в спо­собности живого создавать порядок из хаотического теп­лового движения молекул состоит наиболее глубокое, коренное отличие живого от неживого. Тенденция к упо­рядочению, к созданию порядка из хаоса есть не что иное, как противодействие росту энтропии». Эта мысль разви­вается одним из создателей квантовой механики физиком Э. Шредингером в его знаменитой книге «Жизнь с точки зрения физики»: «Живой организм может избегнуть со­стояния максимальной энтропии, которое представляет собой смерть, только путем постоянного извлечения от­рицательной энтропии из окружающей его среды. Отри­цательная энтропия — вот то, чем организм питается. Или, чтобы выразить это менее парадоксально, существенно в метаболизме то, что организму удается освобож­дать себя от всей той положительной энтропии, которую он вынужден производить, пока он жив». В следующем параграфе мы подробнее обсудим эту мысль Шредингера.

Обобщая достижения современного естествознания в области теории открытых диссипативных систем, извест­ный биофизик академик М. В. Волькенштейн определил живые тела, существующие на Земле, как «открытые са­морегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, состоящие из биополимеров: белков и нуклеиновых ки­слот».

И все же, несмотря на большое число высказываний по доводу феномена жизни, безупречно строго определить, что такое жизнь, по-прежнему очень сложно. Поэтому, переходя к анализу специфики жизни, мы не будем стре­миться к математической строгости определений, а сосре­доточимся на кратком описании того, что общего у живых и неживых объектов и чем они отличаются друг от друга. Начнем мы с фундаментальных функций живого, чтобы в дальнейшем при анализе структурной иерархии в живой природе не только понимать, как упорядочена жизнь, но и почему она так устроена.