Введение

Одной из глубочайших до сих пор нерешенных загадок природы, как известно, является разница между живой и неживой материей. Однако можно охарактеризовать жизнь феноменологически: живая материя, очевидно, отделена от неживой глубокой пропастью. Жизненные процессы происходит только в материальных системах, которые с физико-химической точки зрения следует рассматривать как системы высокой сложности. Описательно и без претензий на полноту можно перечислить некоторые из типичных черт живого организма: его клеточное строение (клетки - это единицы живого, имеющие самые общие главные свойства); его цельность как формы и как функционального комплекса со взаимной корректировкой всех клеточных изменений по отношению друг к другу; обеспеченность метаболизмом с его способностью использовать чужое вещество, как пишу, и включать ее в свой собственный организм; развитие с помощью усвоения пищи; рост и дифференциация от сравнительно простых до более сложных состояний; несмотря на внутреннюю неустойчивость, далеко идущая, хотя и ограниченная, способность сохранять себя, как это дифференцированное целое, под воздействием внешних изменяющихся влияний, в особенности в хаосе молекулярного теплового движения, и восстанавливать себя после повреждающих воздействий; ограничение во времени индивидуального существования (рождение и смерть); способность к распространению и к передаче специфических особенностей своей конституции своему потомству.

Научный анализ живой природы выявил ее основное звено - ген и его основное свойство - самовоспроизведение. В ходе этого процессе живая клетка из доступных материалов синтезирует копию гена. Заслуживает внимания то существенное обстоятельство, что разрыв между живой и неживой природой был несколько сокращен благодаря открытию вирусов. Вирусы являются субмикроскопическими объектами, которые ведут себя как мертвая инертная материя, до тех пор, пока не попадут в какую-то живую клетку. Будучи паразитами в таких клетках, они проявляют, однако, основные свойства жизни - самовоспроизведение и мутацию. С другой стороны, многие вирусы имеют структуру, типичную для неорганических веществ; они - кристаллы. В размерах они колеблются от сложных белковых молекул до мельчайших бактерий. Химически они состоят из нуклеопротеинов, так же как и гены. Вирус, очевидно, является чем-то похожим на обнаженный ген. Наиболее изученный вирус - вирус табачной мозаики - является нуклеопротеином с высоким молекулярным весом, состоящим из 95% белка и 5% нуклеиновой кислоты; он кристаллизуется в виде длинных тонких иголок. Основные законы, открытые физикой и управляющие во многих случаях химией, касаются, несомненно, также и живой природы.

Отечественные исследователи И.С. Добронравов и С.П. Ситько обращают внимание на новое понятие "физика живого", означающее появление в науке принципиально нового подхода к проблеме формирования и многообразной дифференциальной устойчивости живых систем, подхода, основанного на новейших достижениях фундаментального естествознания и подкрепленного многоплановыми экспериментальными и клиническими исследованиями. Физика живого опирается на высказанное одним из отцов квантовой физики Э.Шредингером в его знаменитой и провидческой книге 'Что такое жизнь с точки зрения квантовой механики" положение о том, что живая природа подчиняется законам квантовой физики (эту идею воспринял и Г.Вейль как математик и философ математики). Последняя, как известно, является теоретической основой фундаментальных наук, изучающих объекты на трех уровнях квантовой организации природы: ядерном, атомном и молекулярном. Представление, что живое занимает следующую, четвертую ступень этой, по определению В.Вайскопфа, "квантовой лестницы природы", дает возможность объединить жизнь - нежизнь в методологическом плане и создает предпосылки для становления фундаментальной теории живого.

Фундаментальная связь человеческого тела (и психики) с реальным миром, прежде всего с биосферой, осуществляется через клетку, отражающую в себе историю земного живого вещества. Действительно, тело человека есть многоклеточный организм, а "любая живая клетка несет в себе опыт экспериментирования ее предков на протяжении миллиарда лет" (Дельбрюк). Существенными компонентами живой клетки являются белки и ДНК, причем ее "двойная спираль" возникла, как предполагается, в процессе охлаждения горячей Вселенной. Сначала при достаточно высокой температуре вещества начали образовываться отдельные молекулы, потом в связи с дальнейшим охлаждением молекулы стали образовывать нити, существование которых невозможно при более высокой температуре. В конечном счете молекулы собираются в строго определенном порядке: звено нити с "неправильным" расположением молекул имеет меньшую энергию, чем звено с "правильным" их расположением. Оно разрушается под воздействием теплового движения. Энергия "разрушения" нитей в двойной спирали в несколько раз меньше энергии "разрушения" одной нити. При дальнейшем охлаждении нити начинают свиваться в "двойную спираль" с "правильным" расположением молекул. К тому же исследования химических реакций в биополимерах при температурах, близких к абсолютному нулю, указывают на то, что белки и ДНК можно рассматривать как своеобразные "гетерогенные стекла", т.е. структурио-разупорядоченные вещества.

Весьма существенным является то, что считываемые -записываемые с хромосом и на хромосомах полевые образования представляют собой ключевые элементы полевой самоорганизации биосистем. Эти элементы зависят от особых колебательных и квантово-механических свойств ДНК и других клеточных компонент. Особенность данных колебаний состоит в их когерентности, что означает существование лазероподобных процессов в организме. Оказывается, что в живых организмах на всех уровнях эволюционной лестницы существуют универсальные лазероподобные процессы. Иными словами, биосистемы обладают собственными лазерами, чьи полевые действия проявляются в "фантомном эффекте". Когерентные поля биосистем не могут не интерферировать, что и является, собственно говоря, голографическим процессом. Неизбежно их взаимодействие с породившей их биосистемой, дающее информацию о многомерной структуре организма и использование этой информации в процессах самоорганизации высших биосистем.

Вместе с тем не следует абсолютизировать представление о полях биосистемы с позиций их биоголографических функций, ибо не все физические поля биосистем укладываются в рамки биоголографии. "Механизмы саморегуляции человека, животных, растений с помощью собственных полей шире и включают в себя плюрализм структур полей-символов, полей-знаков, в которых голографические поля лишь часть целого" (П.Гаряев и др.).

Необходимо отметить, что именно физика живого намечает подход к решению такой сложнейшей задачи биологии, как формирование надклеточной организации при морфогенезе. Этому процессу возникновения сложноорганизованных структур в процессе развития организма посвятил свою оригинальную работу "Физические основы биологического формообразования" недавно скончавшийся биофизик Б.Н.Белинцев. Действительно, ни одна из конструкций, созданных человеком, не способна конкурировать по сложности решаемых задач с обыкновенной мухой. Одной из таких задач является создание себе подобных: каким образом яйцеклетка и спермий, объединяясь, дают зародыш, а из него в свою очередь развивается взрослый организм? Наука еще не дала настоящего объяснения этих весьма непростых вопросов.

Известно, что вся исходная информация, на основе которой строится, а затем и функционирует организм, сосредоточена в ДНК. Эта информация закодирована в виде уникальной последовательности нуклеотидов субъединиц ДНК. В разных органах клетки функционируют по-разному - одни секретируют гормоны, другие проводят сигналы и т.п. - потому, что в них доступны для считывания разные фрагменты ДНК - гены. Понятно, что когда-нибудь молекулярная биология выяснит, как включаются различные гены и как из этого получается тот или иной тип специализированных клеток взрослого организма. Однако, по мнению Б.Н. Белинцева, не только в этом состоит проблема, так как эмбриологи могут довольно точно указать место в зародыше, на котором в определенное время начинают формироваться глаза, конечности и т.п. Они не могут дать ответ на вопрос о том, каким образом «знает» это сам зародыш? Иными словами, как организуется макроскопический порядок при морфогенезе? С этим связан ряд проблем, которые физики считают своими проблемами.

Способность к таким регуляциям обнаруживают эмбрионы многих видов животных (морские иглокожие, амфибии и др.). Суть явления заключается в том, что ранний зародыш можно разделить на части, можно срастить несколько зародышей, перемешать клетки так, чтобы изменилось относительное расположение его отдельных частей. В результате обнаруживается, что относительное расположение и пропорции различных структур формируются такими же, как в норме. Понятно, такого не должно было бы получаться в случае действия жесткой программы эмбриогенеза.

Вместе с тем в современной науке имеются указания на возможность того, что "в бесконечном мире существуют вселенные, пространства которых имеют более трех измерений, со сложными формами материи (галактики, звезды, планеты, живые организмы), движение которой описывается иными физическими законами" (Л.Э. Гуревич). Нужно отметить, что наука еще не может решить эту проблему, однако существенна уже сама ее постановка. Не исключено, что в будущем мы сможем проникнуть в одну из таких вселенных.

Гипотеза о возможной электромагнитной основе белково-нуклеиновой жизни (принцип фотонной констелляции) рассматривает поле как носитель информации в организации, регулировании и активировании генетических и молекулярно-ферментативных и неферментативных систем. Эта гипотеза может служить естественнонаучным средством познании процессов жизни. В дополнение к ней В.П.Казначеев выдвигает еще одну гипотезу, исходя из мысли В.И.Вернадского о том, что существуют особые состояния (типы организации) пространственно-временных явлений, с которыми связана жизнедеятельность живых организмов живого вещества.

Начало экспериментальной генетике было положено опытами по скрещиванию гороха, поставленного в XIX в. богемским монахом Г. Менделем. Он установил, что существуют некие факторы, которые определяют передачу признаков у растений по наследству. Впоследствии выяснилось, что эти "факторы" находятся в хромосомах (они состоят, как выяснили химики, из двух веществ: из белка и ДНК), которые заключены в ядре каждой клетки. В 40-х гг. нашего столетия канадский врач О.Эвари вместе с сотрудниками показал, что носителями генетической информации являются ДНК, т. е. гены, которые (факторы, обусловливающие передачу признаков по наследству) "состоят" из элементов последней. Было известно строение ДНК подобно белкам, это длинная тонкая цепь из повторяющихся последовательностей мономеров, состоящих их сахара, фосфата и оснований. Однако не было ответа на следующие вопросы: как ДНК воспроизводит саму себя и как она участвует в синтезе белков, необходимых для осуществления химических процессов в организме?

Действительно современные исследования в области молекулярной биологии, о чем пишет американский биолог Т.М. Бердсли, нащупывают ответ на относящийся к индивидуальному развитию вопрос о том, каким образом при одинаковых генах получаются разные клетки? Оказывается, это зависит от того, какие именно гены активируются и когда; поэтому сейчас интенсивно изучаются химические сигналы, регулирующие процесс клеточной дифференцировки.

Э. Дейвидсон и другие исследователи стремятся выявить механизм управления транскрипциями у многоклеточных организмов. Интересно, что Э. Дейвидсоном предложен термин "умные гены" для множества тех генов, которые реагируют на комбинации сигналов между генами регуляторной сети. "Мы изучаем то, что я называю мозгом умного гена", - говорит Э. Дейвидсон. "Мозг" в данном случае - это сложный ансамбль белков, известный как транскрипционный комплекс. Осуществление непростого процесса транскрипции предполагает связывание этих белков, действующих в качестве химических сигналов, с ДНК поблизости от гена-мишени.

В ходе решения весьма сложной проблемы непостоянства генома исследователи приходят к гипотетическому выводу, что биологическая эволюция происходила не только путем естественного отбора. Результаты компьютерного моделирования, полученные американским ученым С.А. Кауфманом, позволяют предположить, что некоторые сложные системы проявляют склонность к самоорганизации. В одной из лекций подчеркивалось то существенное обстоятельство, что математическое моделирование, как показал Г.Вейль, достаточно эффективно в приложении к исследованию биологических явлений. Принципиальным является то, что математические модели действительно могут изменить представления биологов об истоках упорядоченности в эволюции. Все живые организмы это упорядоченные системы, обладающие сложными структурами, которые функционируют и воспроизводят себя благодаря скоординированному взаимодействию химических и поведенческих процессов. Как известно, со времен Дарвина биологи рассматривали естественную эволюцию практически как единственный источник этого порядка.

"Однако Дарвину и в голову не могла прийти мысль о существовании самоорганизации, - подчеркивает С.А. Кауфман, - недавно открытого природного свойства, присущего некоторым сложным системам. Возможно, биологический порядок отчасти отражает спонтанную упорядоченность, на фоне которой действовал механизм естественного отбора. Отбор придал определенную форму, но совсем не обязательно породил закономерности онтогенеза, или биологического развития индивидуального организма. В действительности способность к эволюции и приспособлению могла сама по себе явиться достижением эволюции". Проведенные им исследования свидетельствуют в пользу этих выводов, хотя они имеют предварительный характер и далеки от завершения. Тем не менее, математические модели биологических самоорганизующихся систем позволяют делать предсказания, которые согласуются с наблюдаемыми свойствами организмов. Отсюда следует понимание "эволюции как органического взаимодействия между отбором и самоорганизацией" (С.А. Кауфман).

К одной из значимых философских проблем современной генетики относится и проблема клонирования, которую можно соответственно рассматривать в естественнонаучном и социально-психологическом аспектах. Прежде всего, следует обратить внимание на то, что клонирование существует в природе. По словам французского биолога Ж. Ростана, "когда простейшие делятся, они образуют клоны, сами того не зная". Следует вспомнить, что клоны являются также следствием партеногенеза у некоторых червей, пауков. В случае партеногенеза зародыш развивается из неоплодотворенного яйца, на научном языке клон означает ансамбль генетически идентичных индивидов, происходящих из соматических клеток одного организма или из одной половой клетки - без оплодотворения.

С поиском смысла человеческого бытия сопряжены дискуссии вокруг проблем, порожденных евгеникой. Этот термин был предложен в 1869 г. Ф.Гальтоном в работе "Наследственность таланта, его законы и последствие". Автор книги пытался показать, что наследственность человека, как и других живых организмов, подчиняется определенным законам, а также поставил задачу улучшения наследственности человечества с помощью увеличения и селекции полезных качеств ("позитивная" евгеника) и уменьшения вредных («негативная» евгеника). Цели "негативной" евгеники и современной медицинской генетики во многом совпадают. Идеи "позитивной" евгеники, несмотря на гуманные намерения многих ее сторонников, были дискредитированы различного рода реакционерами, особенно апологетами фашистской "расовой гигиены" и геноцида.

Идея передачи грядущим поколениям только "хороших" генов соответствует извечной мечте человечества преодолеть несовершенство самого человека, она имеет социально-политическую привлекательность для правящих классов. Евгеника, по сути, является элитарным учением, открывающим возможности для теоретического оправдания существования высших классов как носителей "лучших" качеств и объясняющим пороки и недостатки дифференцированного на различные социальные группы общества несовершенством человеческой природы, которую необходимо улучшать. Не случайно в начале нашего века идеи евгеники были широко использованы правыми силами в США в движении против высокой рождаемости, за ограничение браков и стерилизацию "непригодных". К 30-м гг. в сорок одном штате были приняты законы об ограничении браков, в тридцати - о стерилизации умственно неполноценных. Эта практика имела явно выраженный расистский и классовый характер, так как в число последних попадали исключительно бедные, негры, индейцы и т. д. (кстати, американский евгенический опыт был использован в фашистской Германии).

Генная инженерия - детище научно-технического прогресса, давшего новые методы исследования аналитического характера: ультрацентрифугирование, введение в молекулы радиоактивных изотопов, электрофорез, аффинная хроматография (например, разделение сложных молекул с помощью соответствующих моноклональных антител), двумерное электрофокусирование (оно дает возможность анализировать до 50 тыс. белков в одной клетке), способы микроанализа, которые позволяют определять первичную структуру белка и других биологических макромолекул по мельчайшим количествам биологических веществ. В целом же генная инженерия, использующая успехи современной биологии (генетики, молекулярной биологии, энзимологии, вирусологии, бактериологии и др.) и достижения технического прогресса (новейшие физические, химические и биологические методы), позволяет конструировать биосистемы, не существовавшие ранее в природе. Не случайно ученые говорят о генной революции, благодаря которой человек получил возможность модифицировать живые организмы в утилитарных целях, получать новые живые образования, что находит применение сейчас и, очевидно, найдет широкое применение в будущем.

Генная инженерия имеет широкое поле применения, ее практические и теоретические результаты позволяют в определенной степени высветить механизмы взаимосвязи одного фундаментального состояния материального мира - природного - с другим - социокультурным. Ведь человек, используя генную инженерию с биотехнологией, творит материал, который на общесоциальном уровне получает форму различных социокультурных образований: предметов (искусственный ген, искусственно полученные инсулин, соматотропин, интерфероны, иммуногенные препараты и вакцины, моноклональные антитела, новые, устойчивые к холоду, болезням и вредителям сорта культурных растений и пр.), теоретических представлений и направлений в науке (возникшая в последнее время молекулярная экология, новые концепции молекулярной биологии нейронов, построенные благодаря использованию генных зондов и т.д.), ценностей (моральные ценности, связанные с этикой "облегчения жизни" и этикой "границ", которые, в свою очередь, актуализированы успехами в области биотехнологии) и т.п. Эти социокультурные образования оказывают влияние на формирование вновь приходящих поколений благодаря механизмам культурного наследования и социализации, они преобразуют также и сознание с его представлениями, ценностными установками и нормами нынешнего человека, способствуют становлению на индивидуальном, групповом и общесоциальном уровнях новых способов мышления и деятельности. Происходит преодоление сложившихся социокультурных образцов посредством формирующихся новых образцов на основе достижений генной инженерии (понятно, свою роль играют и успехи микроэлектроники, химии новых материалов и т.д.). Поэтому перейдем к рассмотрению генной инженерии и областей ее применения, оказывающих заметное влияние на социокультурную практику человека.

Нельзя не согласиться с лауреатом Нобелевской премии И. Пригожиным: "Новые средства наблюдения от изотопов до искусственных спутников - продемонстрировали нам неустойчивость экосистем; одновременно нелинейная динамика дала нам возможность теоретически описать рост флуктуации и бифуркации, которые могут возникнуть в таких системах. На первый план выдвинулась задача изучения причин неустойчивости экосистем и перспектив нашей планеты. Недостаточно просто сохранить то, что мы имеем. Известно, что десятки тысяч лет назад на нашей планете был оптимальный климат, и тогда даже в пустынях Гоби и Сахара процветали цивилизации. Почему бы не помечтать о возврате тех времен? Возможно, что эта мечта и воплотится в жизнь, современная биология и генная инженерия в союзе с другими научными направлениями открывают новую эпоху во взаимодействии социокультурного мира с миром природы, и, прежде всего, с биосферой, важным компонентом которой является живое вещество. Стратегия преобразования и господства человека над природой в конце XX в. оказалась сильно дискредитированной; человечество во все большей степени начинает осознавать, что спасение - только в гармоничном взаимодействии общества и природы. Вот почему сейчас усиливается популярность идеи биологизации производственной и всей социокультурной деятельности человека (понятно, что сюда относится и биологизация техники и энергетики). Большую роль в этом процессе будет занимать генная инженерия в союзе с другими методам и биотехнологии.

Одно из новейших направлений исследований основано на использовании эмбриональных клеток основного строительного материала системы, - в значительном количестве присутствующих в пуповинной крови и именуемых клетками иммунологической памяти. Их применение открывает новые перспективы в лечении рака и многих генетических заболеваний, однако этим исследования не исчерпываются. Некоторые фирмы "выращивают" полоски кожи, другие пытаются создать "универсальные" клетки, при трансплантации которых можно не опасаться реакции отторжения.

Наука всегда опережает жизнь, ритм которой определяется традициями права и морали, а также обычаями повседневности. Генетическая и эмбриональная инженерия совершают кардинальные изменения в наших представлениях о происхождении и эволюции жизни, однако возникающие в ходе их развития проблемы выходят за рамки биологии и медицины, они затрагивают сферы права и морали, приобретают совершенно иное измерение экзистенциального характера.

Здесь, на стыке биологии, медицины и этики, возникает вопрос: когда человек становится человеком? Если исходить из христианской этики, согласно которой человек является человеком с момента зачатия, то тогда необходимо последовательно и решительно осуждать любые эксперименты и манипуляции с человеческой зиготой безотносительно к тому, используются они в терапевтических или исследовательских целях. Ибо никто не имеет права жертвовать одним человеком во имя другого, т.е. зло не может быть средством достижения добра.

Р. Эдварде выдвинул и другой проект: каждый человеческий зародыш "из пробирки", предназначенный к жизни (это значит, перенесенный в организм женщины, которая согласилась его вынашивать до рождения), мог бы в соответствующий момент быть разделен на две половины. Из одной половины развивается нормальный ребенок (доказано, что это возможно), другая половина замораживается и является потенциальным "банком органов" для человека, который развился из первой половины.

Профессор Б. Чиарелли, антрополог из университета во Флоренции, представил проект, известный под названием "Обезьяночеловек". В основе опыта - оплодотворение шимпанзе человеческим сперматозоидом. Б. Чиарелли, вопреки мнению большинства биологов, утверждает, что сегодня этот проект может быть реализован (не исключено, что в какой-нибудь лаборатории уже идет подобный эксперимент). Реализация проекта, по мнению ученого, важна не только в научном плане, но и в практическом.

Потрясающим является то, что ребенок может быть рожден мужчиной. Специалисты признают, что теоретически (пока) возможно перенесение в организм мужчины человеческого зародыша (возникшего с участием спермы этого мужчины) и вынашивание его отцом. И, наконец, роды с помощью хирургического вмешательства. Не вдаваясь в анатомические или технические детали, отметим, что такие эксперименты уже проводятся на обезьянах.

Уже сейчас многие ученые считают, что подобного рода эксперименты на человеке не только допустимы с точки зрения медицины и этики, но и необходимы для лечения наследственных болезней и улучшения человеческого вида. Например, Дж. Холдейн указывает, что клонирование (и введение нужной генетической инструкции) является самым лучшим способом "воспроизведения" людей, обладающих исключительными способностями и нужными человечеству, а Ж. Ростам утверждает, что клонирование даст человеку возможность достичь своего рода бессмертия, ибо оригинал, исчерпавший свой срок функционирования, можно заменить копией того же самого индивида, и так до бесконечности. В связи с этим возникает ряд вопросов как моральной, так и социальной природы типа «кто и на основе каких критериев будет совершать селекцию способностей», «какие способности необходимо культивировать» и т. д.