Тема 2. Сущность живого и проблема его происхождения.
Лекция 3.
Вопросы:
1.Исторические формы постановки проблемы происхождения жизни.
2.Методологические принципы концепции эволюционного происхождения живого.
3.
4.
В понимании философских проблем биологии мы выделяли в прошлый раз два подхода: внешний (влияние биологии на структуру знания) и внутренний (методология, структура биологического знания, его эволюция). Целостность этим вариантам задает место, которое занимает биологическая форма движения материи среди других форм. Исходя из этого, специфику философских проблем биологии мы сформулировали как понимание сущности и особенностей органического мира по сравнению с миром неорганическим и социальным. Эйнштейн в 1946 году указывал, что жизни присущ один элемент отличный от элементов физики, но не мистический - элемент истории. Все биологические объекты – цепь явлений, объясняются через единство жизни. Единство жизни – выходит из происхождения".
Ответить на вопрос о сущности нельзя без ответа на вопрос о происхождении, поскольку место в проблеме можно занять только в зависимости от решения этого вопроса. Постараемся осмыслить проблему через историю (логику дискуссий) и понять на каком уровне конкретнонаучного исследования находится решение проблемы происхождения жизни.
В истории культуры существовало несколько принципиальных решений проблемы происхождения жизни. Но прежде, чем говорить о них, надо выделить позицию, исходя из которой, проблемы происхождения просто не существует. Согласно теории стационарного состояния, Вселенная существовала вечно. она всегда обладала способностью поддерживать жизнь. Живые организмы на Земле обладают в ходе исторического времени только двумя возможностями: изменять численность или вымирать. Этот вывод делается на основании геологических ископаемых останков, появление их в породах интерпретируется в экологическом аспекте – внезапное появление какого-либо вида в геологическом пласте объясняется увеличением численности его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения останков. Эта теория в большей части своих доводов связана с объяснением значения разрывов в палеонтологической летописи.
Суть главных теорий происхождения жизни можно выразить в следующих тезисах:
жизнь была создана сверхъестественным существом в определенное время (креационизм);
жизнь возникала неоднократно из неживого вещества (самопроизвольное зарождение);
жизнь занесена на нашу планету из вне (панспермия);
жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся химическим, физическим законам (биохимическая эволюция).
Сосредоточимся на методологических и мировоззренческих аспектах решения проблемы в каждом из вариантов. Большая часть соображений, на которых основываются эти теории, умозрительны, так как воспроизвести в сколько-нибудь наглядном виде события, происходившие при возникновении жизни, невозможно. Это относится как к научным, так и к теологическим построениям. Однако одна теория, теория эволюции, все больше и больше воспринимается не как некая метафизическая теория, а как совокупность научных гипотез, каждая из которых поддается проверке.
Согласно теории креационизма, жизнь возникла в результате сверхъестественного события в прошлом. Креационизма придерживаются представители практически всех теистических учений. Традиционно иудейско-христианское представление о сотворении мира, изложенное в книге Бытия, вызывает споры среди теологов. В 1650 году архиепископ Ашер из г. Арма Ирландия вычислил, что Бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н.э. и закончил свой труд 23 октября в 9 утра созданием человека. Эту дату он получил, сложив возраста всех людей, упомянутых в библейской генеалогии. Можно ли считать 6 дней творения шестью земными сутками? Для многих описание творения скорее относится к ответу на вопрос "почему?", а не "каким образом?", то есть аппелируют не к механизму, а к принципу. Как отмечает немецкий протестантский теолог У. Гербер, важнейшей задачей того или тех, кто написал "Бытие", была вовсе не информация о возникновении и развитии мира, а восхваление Бога как всемогущего творца. И здесь творение вызывает интерес не как естественнонаучное событие, а как этап святой деятельности Бога".
Процесс божественного сотворения мира и живого мыслится как имевший место лишь единожды и поэтому недоступный для наблюдения, этого достаточно, чтобы вынести всю концепцию божественного творения за рамки научного объяснения. Наука занимается по большей части теми явлениями, которые поддаются наблюдению, а потому она никогда не будет в состоянии ни доказать, ни опровергнуть эту концепцию. Это означает, что логически не может быть противоречия между научным и богословским объяснениями происхождения жизни, так как эти сферы мышления взаимоисключают друг друга. Для ученого научная истина всегда содержит элемент гипотезы, предварительности, но для верующего теологическая истина абсолютна. Наука не в состоянии отвергнуть идею о божественном творении Вселенной, так же как теологические взгляды не обязательно отвергают возможность того, что жизнь в процессе своего развития приобрела черты, объяснимые на основе законов природы. Данное в Библии объяснение происхождения мира ни по своим методам, ни по полученным результатам (то есть по предъявляемой информации) не может и не должно претендовать на научность.
Разновидностью креационизма в биологии является учение о сверхъестественном происхождении всех видов животных и растений. Для объяснения им же открытой последовательности смены фаун в геологическом прошлом в 60 годах Х1Х века Кювье выдвинул теорию катастроф: исчезновение целых фаун – результат геологических переворотов, постигавших время от времени земной шар, причины их, по Кювье, окутаны тайной и ныне не существуют. У самого Кювье не было утверждения, что ныне существующая фауна - была сотворена заново, но откуда же смогли произойти эти формы, если остатков их не найдено в геологических пластах. Измененными потомками более древних форм, по Кювье, они быть не могли, так как виды неизменны. Из сущности теории катастроф следовал вывод, что каждый раз после геологической катастрофы возникала новая фауна, каждый раз все более совершенная. То, чего не сказал прямо Кювье, сказали за него его ученики, определив количество таких катастроф (д"Орбиньи – 27 актов творения).
Вопрос о происхождении жизни в современном креационизме решается с позиции 4 моделей:
Конкордизм;
Субституционизм;
Компартментализм;
Комлпиментаризм.
1. Джон Уэйстер связь Бытия: в книге Бытия говорится, что Бог использовал вещества из земли для создания растений, которые были первой формой жизни на Земле. Здесь важна формулировка: "И сказал Бог: да произрастит земля зелень… И произвела земля зелень". Из текста следует, что Бог использовать существующие до этого вещества и энергию для создания жизни, и процесс мог быть химической эволюцией. Бог специально создавал первые формы жизни и последующие в разное историческое время. нельзя ни при каких обстоятельствах считать, что жизнь возникла случайно под действием "природных" механических сил.
2. В соответствии с этой моделью бессмысленным является вопрос о том, чтобы показать, как могла возникнуть жизнь в результате взаимодействия химических веществ и энергии в первичной атмосфере много лет назад. Во времена творения законы природы не действовали. Жизнь с момента ее творения и до настоящего времени – результат особого творения Бога.
Основной вывод: Бог создал жизнь, но надо признать, что мы не знаем, как Он это сделал. Наше описание поведения материи и энергии с помощью законов природы в лучшем случае – смутное и неполное отражение детства сверхтворения. Жизнь произошла в результате действия механизмов, которые можно назвать естественными, но в то же время считать, что Бог творил, преследуя свои цели: "Настоящий библейский теист должен считать обычные процессы, управляемые законами природы, такими же делами Бога, как чудеса, ибо так же как чудеса, они зависят от Его священной воли".
Отношение богословов к буквальному прочтению библейских рассказов о творении можно охарактеризовать словами известного специалиста в области проблем взаимоотношения науки и христианской религии Иллиеса, ссылаясь на Августина о смехотворности буквальной трактовки, он утверждает: тот, "кто сегодня еще придерживается идеи постоянства видов и шестидневного творения… в своем усердии может даже принести вред христианству".
Возникновение теории самопроизвольного (спонтанного) зарождения относится к древнему Китаю, Вавилону и Египту. Мифу свойственен тотальный генетизм: объяснение вещей и мира в целом сводится к рассказу о происхождении и творении. Мифу свойственно резкое разграничение мифологического, раннего( сакрального) и текущего, последующего времени. Происхождение или творение отделены от настоящего времени и воплощают не просто прошлое, но особую форму первотворения, первопредмета, перводействия, предшествующих эмпирическому времени.
Ранние философские взгляды на проблему происхождения во многих пунктах смыкаются с мифологией более раннего времени.
Фалес: первичное вещество – вода, растения развиваются из земли, увлажненной водой.
Анаксимандр: живые существа образуются из айперона по тем же законам, что и неживое; животные – из влаги и земли, нагретой солнцем.
Анаксимен: материальное начало мира – воздух, из которого все возникает.
Платон: о соотношении форм живого. Первым сотворен человек. У человека 3 души – одна бессмертная и две смертных. Одна из смертных душ – мужская (мощная и энергичная), вторая – женская (слабая и податливая). Эволюция совершается путем деградации этих душ. Животные – это те формы, в которых существуют люди, будучи наказанными. Души людей переселяются в животных, смертная часть души при втором рождении превращается в четвероногих. Те, кто по тупоумию превосходит четвероногих – становятся пресмыкающими, те, которые были просто легкомысленными – в птиц, тот, кто был невежественен и бестолков – в водных животных. "Быть может тот облезлый кот был раньше негодяем…"
Анаксагор: первоначально организмы образовывались из соединения семян, увлажненных каплями дождя, с семенами, находившимися в земле. Во влаге возникли зародыши, из которых развивались живые существа, обретшие в дальнейшем свойство рождаться друг от друга.
Эмпедокл: о возникновении: сначала частиц 4 элементов (огонь, вода, воздух, земля) соединились, образовав органы и части тела животных, которые существовали самостоятельно. Затем из отдельных частей и органов возникли уродливые, неполноценные существа, нежизнеспособные, так как у них не было всех необходимых органов, и далее в результате случайных сочетаний возникли полноценные, способные к размножению организмы. В зависимости от того, какие элементы преобладали в теле животного, они выбрали соответствующую среду – водную, воздушную, наземную.
Демокрит: живые существа произошли в тот период развития мира, когда земля, насыщенная влагой вся состояла из мягкого ила. под действием солнечного жара в отдельных местах, где скапливалась влага, возникало гниение, давшее начало образованию пузырей (оболочек), внутри которых зародились первые животные. В зависимости от различия атомов, образовавших тела живых существ, некоторые животные стали летать в воздухе, другие -–плавать, третьи – жить на суше.
Теории спонтанного зарождения придерживался Аристотель, которого часто объявляют отцом биологии. Он считал, что определенные «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель верно считал, что такое активное начало содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе. «Таковы факты - живое может возникать в результате не только спаривания животных, но и разложения почвы... Так же обстоит дело и у растений, некоторые развиваются из семян, а другие как бы самозарождаются под действием сил природы, возникая из разлагающейся земли или из определенных частей растений». "Вши исходят из мяса, а клопы из животных соков". Но по Аристотелю, самопроизвольное зарождение – не единственный путь: о насекомых он говорит, что они и размножаются и возникают самопроизвольно. Растения происходят либо из семени, либо зарождаются самопроизвольно, когда земля или часть растений подвергаются гниению. Любое возникновение у Аристотеля – причины (материя в основе становления, форма – как цель, движение – как повод).
С распространением христианства теория спонтанного зарождения жизни продолжала существовать в тени креационизма. До середины 16 века Платон и Аристотель оказывали на философию природы гораздо более сильное влияние, чем буквальная интерпретация Книги Бытия. В средневековом мире не история включена в природу, как мгновение вечность, а наоборот – природа есть момент исторического бытия, истолкованного трансцендентно, есть символический язык, которым говорит трансцендентальное бытие.
Точки зрения спонтанного зарождения жизни придерживались Св. Августин, Фома Аквинский, далее Парацельс, Гете, Коперник, Галилей, Бэкон, Декарт, Гегель, Шеллинг.
В 16-17в изучении природы произошел резкий перелом – от философских рассуждений и непосредственного наблюдения к систематическим лабораторным исследованиям. Однако на первых порах развитие экспериментального исследования не поколебало представлений о спонтанном зарождении живого. Например, Ван Гельмонт описал «научный эксперимент», в котором он за три недели создал мышей. Для этого нужны были темный шкаф, горсть пшеницы и грязная рубашка (активным началом в процессе зарождения мыши он считал человеческий пот). Чтобы данный эксперимент считать научным, Гельмонту следовало бы провести серию экспериментов, в которых исключалась по одной каждая из переменных.
Критика идей спонтанного зарождения жизни была предпринята из разных философских оснований. Идею самозарождения отрицал Лейбниц – вся живая природа берет начало от семенных животных, возникающих вместе с началом мира. Ничто не возникает заново, но лишь претерпевает изменения через увеличение или уменьшение.
По другим основания концепция спонтанного зарождения жизни не была безоговорочно принимаема естествоиспытателями. В 17 веке господствующей была идея о том, что каждое существо возникает в конечном счете из яйца (Гарвей), сам автор идеи не исключал возможность самопроизвольного зарождения. Но идея происхождения из яйца рождала два возможных объяснения:
а) общепринятое – личинки мух в разлагающемся мясе возникают спонтанно;
б) личинки каким-то образом появляются из яиц.
В конце ХУ11 века (1668 год "опыты, касающиеся размножения животных") итальянский биолог Франческо Реди подверг сомнению теорию спонтанного зарождения жизни. «Убежденность была бы тщетной, если бы ее нельзя было подтвердить экспериментом. Поэтому в середине июля я взял четыре больших сосуда с широким горлом, поместил в один из них змею, в другой - немного рыбы, в третий - угрей из Арно, в четвертый - кусок молочной телятины, плотно закрыл их и запечатал. Затем я поместил то же самое в четыре других сосуда, оставив их открытыми... Вскоре мясо и рыба в незапечатанных сосудах зачервивели; можно было видеть, как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. Но в запечатанных сосудах, я не увидел ни одного червяка, хотя прошло много дней, после того как в них была положена дохлая рыба», - писал Реди. Его наблюдения подтверждали мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предсуществующей жизни (концепция биогенеза). "Все живое – от живого".
Применительно к микроорганизмам эту теорию усилили микроскопические наблюдения Антона ван Левенгука. Использование микроскопа заставило вновь зазвучать словам Плиния "Природа велика и в самом малом" (приписывают Галилею, но отец и сын Янсон Голландия 17 век). От Левенгука пошел ряд тех исследователей, которые в течение 18 века усердно занимались микроскопическими наблюдениями, с целью усладить свои глаза и душу. Он был ученым из породы дилетантов: не знал латыни, сделал массу открытий без научного образования. Сам Левенгук не вступал в споры между сторонниками биогенеза и концепции спонтанного зарождения, его наблюдения давали пищу обеим теориям. и теории спонтанного зарождения живого из неживого (абиогенез) и живого из живого (биогенез), и, в конце концов, побудили ученых поставить эксперименты для решения вопроса о возникновении жизни путем спонтанного возникновения. Такой путь опровержения по аналогии пытался проделать Сваммердам. Не имея возможности доказать, что всякое беспозвоночное исходит из яйца, отложенного животным того же вида, он рассуждал так: если органы насекомых устроены как органы крупных животных, то невозможно допустить, что животные эти возникают путем случайного соединения частей, а необходимо заключить, что они рождаются подобно высшим животным.
Несмотря на эти рассуждения Реди и Сваммердама учение о самопроизвольном зарождении сумело укрыться в недоступных для экспериментального исследования областях, где оно продолжало существовать до появления в середине 19 века работ Луи Пастера.
Эволюция трактовки проблемы происхождения жизни показательно в том отношении, что обнаруживает характерные для биологии с 18 века постепенное расслоение знания о живой природе и собственно биологическое познание. Самой существенной причиной того, что спор по вопросу о самозарождении затянулся так надолго было отсутствие общей теории.
В 1859 году Французская АН объявила конкурс на изучение темы, сформулированный следующим образом: "Попытаться путем хорошо поставленных опытов осветить по новому вопрос о самопроизвольном зарождении". Активный интерес к проблеме пробудился у Луи Пастера. Он занимался исследованием природы ферментов, при брожении посредником всегда служит живой организм. Организмы или спонтанно возникают из инертного вещества или заносятся с воздухом, который содержит жизнеспособный зародыши микроорганизмов. Исследовательский талант Пастера сказался в постановке простого, но чрезвычайно убедительного опыта, доказавшего несостоятельность аргументации защитников теории самозарождения. С помощью S-образной трубки, на изгибах которой оседала пыль и микробы, которые при попадании в бульон вызывали его загнивание. Пастер доказал, что попавшие из вне микробы есть причина заболеваний, а атмосферный воздух лишь способствует размножению микробов, которые в благоприятных для них условиях воспроизводят себе подобных. В 1862 году Французская АН присудила премию Пастеру не только за решение проблемы, но и за точную постановку опыта. Выводы Пастера: живое не может возникать из неживого, все живое от живого. В своих работах Пастер решал вопрос только о возможности самозарождения микробов, но не касался вопроса о возникновении жизни в его философском и общебиологическом аспекте (пастеризация).
Фигура Пастера может служить иллюстрацией концепции пришельцев в методологии науки – в данную науку приходит человек из другой области, не связанный традициями, но обогащенный методами, и делает то, что не могли сделать другие.
В.И. Вернадский о Пастере: "Пастер… выступал как химик, владевший экспериментальным методом, вошел в новую для него область знаний с новыми методами и приемами работы, увидевшей в ней то, чего не видели в ней ранее изучавшие ее натуралисты-наблюдатели".
Л. Пастер о себе: "Я не ввожу новых методов исследования, я ограничиваюсь только тем, что стараюсь производить опыт хорошо в том случае, когда он был сделан плохо, и избегаю тех ошибок, вследствие которых опыты моих предшественников были сомнительными и противоречивыми"
Пастер повторяет те эксперименты, которые делались до него, но делает это на новом уровне: не просто кипятит, а фиксирует время и время кипячения. Биологический эксперимент монтируется с точными количественными методами.
Пастер всегда занимался единой наукой, то есть теоретическими исследованиями. - Их возможным приложением на практике, а не разделением их теоретическую и прикладную. Его упрекали в том, что он – крупный теоретик занялся печением шелковых червей, которых он никогда в глаза не видел. На что он ответил, что нет прикладных наук, а есть наука и ее приложение.
Опыты Пастера доказали справедливость теории биогенеза и окончательно опровергли теорию спонтанного зарождения. Однако это породило другую проблему. Если для возникновения живого организма необходим другой живой организм, то откуда взялся самый первый организм? Если для возникновения живого необходимо наличие живого, то граница между живым и неживым представляется непроходимой.
Крупный американский биохимик Уолд не отрицал значимости опытов Пастера по опровержению догмы самозарождения, пишет, что обычно оно рассматривается как пример торжества разума над мистицизмом, хотя, дело обстояло как раз наоборот. "Разумнее было бы поверить в самопроизвольное зарождение, ибо иначе, нам остается поверить в изначальный акт божественного творения. Третьего выхода нет, поэтому многие ученые в прошлом столетии рассматривали теорию самопроизвольного зарождения как "философскую необходимость", большинство современных биологов отмечая с удовлетворением падение гипотезы самопроизвольного зарождения не хотят признать вторую гипотезу - о сотворении жизни, и остаются ни с чем."1 Это сходно с Энгельсом: "Опыты Пастера в этом отношении бесполезны: тем, кто верит в возможность самозарождения, он никогда не докажет одними этими опытами невозможность его… Но они важны, ибо проливают много света на эти организмы, их жизнь, их зародыши и т.д."2
Кроме того, существует возможность интерпретации тезиса "Все живое от живого", как абсолютное отличие живого от неживого поскольку отсутствуют доказательства происхождения живого от неживого. В науке наступил кризис, так как постулирования жесткой демаркации живого и неживого вело к признанию в органическом мире особых факторов. Наличие или отсутствие которых не могло быть проверено экспериментальным путем. "…Жизнь обернулась чем-то уникальным и неповторимым, а ее возникновение стало казаться абсолютно неразрешимой проблемой, с которой вообще лучше не связываться…"3
Многие ученые восприняли опровержение идеи самозарождения как абсолютное доказательство полной невозможности возникновения в неорганической природе живых существ. Отсюда проявление различных теорий вечности жизни, основанных на старых идеях гилозоизма, истоки которого уходят к Фалесу, Анаксимандру и Анаксимену, согласно которым жизнь - внутреннее свойство материи, но материи не развитой, неструктурированной. Поэтому необязательно, чтобы жизнь была представлена существами, сходными с земными организмами. Авторами таких гипотез были Фехнер и Прейер 40-50 годы 19 века. Прейер утверждал, что не живые организмы происходят из неодушевленной материи, а наоборот инертная материя выделяется организмами в виде неживых масс.
Суть этих гипотез заключается в отождествлении понятий жизни и движения. Огненно жидкие небесные тела Фехнер и Прейер рассматривали как живые существа. По их мнению, был в свое время и земной шар, как огненно жидкая масса, единый гигантский организм, дышавший раскаленными массами, по его жилам текли раскаленные металлы, а его пищей были метеориты. Затем огненно-жидкие ткани его –застыли в безжизненные горные породы, а затем и весь земной шар стал безжизненным. Остатки жизни теплятся лишь в растениях и животных. По Прейеру, теперешняя жизнь – последняя слабая дрожь той, когда то громадной и могучей жизни, которой был охвачен весь земной шар.
К возрождению гилозоизма крайне отрицательно отнеслись и материалисты, и виталисты. Геккель: " Оба натурфилософа распространяют понятие жизнь на весь космос, стирают обычно проводимую границу между органической и неорганической природой. В этом смысле они – монисты. Фехнер заходит так далеко, что приписывает всей вселенной, как и каждому мировому телу в отдельности, сознание, и считает отдельные одушевленные организмы только частями этого великого организма Вселенной. Таким образом, его философия панпсихическая, но в то же время пантеистическая, так как он мистическим образом связывает с понятием живой вселенной понятие сознательного бога.
Прейер заодно с Фехнером тоже простирает понятие жизни на весь мир и принимает последний за организм. Понятие организма он расширяет до объема, при котором оно становится частью символического, что мы … считаем совершенно недопустимым4".
В тоже время выдвинуты гипотезы, имеющие исток в Анаксагоре, которому принадлежит термин панспермия. Гипотеза панспермии создана шведским физиком и химиком лауреатом Нобелевской премии С.Аррениусом и немецким физиком и физиологом Гельмгольцем (гипотеза «направленной панспермии» высказана английским биофизиком и генетиком лауреатом Нобелевской премии Ф.Криком). Сущность гипотезы панспермии заключается в том, что жизнь возникла не на Земле, а где-то на других планетах или существует во Вселенной вечно, переносясь с планеты на планету под действием каких-то малопонятных физических факторов, когда споры или бактерии попадают на планету с благоприятными условиями для жизни, они прорастают, давая начало биологической эволюции. Классическая идея панспермии – это идея ненаправленной панспермии, то есть земная жизнь – производная от космической жизни; причина возникновения жизни на нашей планете – случайное попадание в земную среду неких частиц жизни.
Идея ненаправленной панспермии в наше время поддерживается астрономами Ч. Викрамасингхе (Шри-Ланка) и англичанином Ф.Хойла, изучающим природу межзвездной пыли. На основании радиоастрономических исследований они пришли к заключению, что в космическом пространстве, в основном в газовых и пылевых облаках, в большом количестве присутствуют микроорганизмы, где они, согласно мнению этих ученых, и образуются. они выдвинули гипотезу, что облака космической пыли сложены из бактерий и спор, блуждающих в космическом пространстве. Далее такие микроорганизмы захватываются кометами, которые затем, проходя вблизи звезд, «сеют зародыши жизни» на окружающие планеты.
Действительно, согласно работам академика В.И.Гольданского, в космическом пространстве на частицах газово-пылевых межзвездных облаков может протекать синтез достаточно сложных, в том числе и полимерных, молекул. Но образование таким путем, согласно Хойлу и Викрамасингхе, вирусов гриппа, строго специфичных для человека, без совместной эволюции паразита и хозяина, без действия биологического отбора, - выглядит неубедительно. Видимо, это чувствуют и авторы гипотезы. Они не верят в предопределенность возникновения жизни, но не могут признать и чисто случайный характер ее возникновения. Поэтому ими выдвигается тезис «о вечной и безграничной Вселенной, в которой каким-то естественным путем возник творец жизни - разум, значительно превосходящий наш», то есть материя порождает разум, он - жизнь, а жизнь - снова разум, но уже более слабый.
В лаборатории ленинградского физико-технического института АН СССР в 80 годах хх века проводились эксперименты с моделями комет. В вакуумную камеру помещался лед с примесями различных органических соединений, имитировалось Солнце. Исследования показали, что в глубоком вакууме после испарения льда из "ядра" кометы на образовавшемся сухом остатке сформировалась корочка, сложенная из тончайших параллельных нитей . При большом увеличении видно, что каждый волосок этой "щетки" представляет собой ледяной стерженек, спрятанный в плотно навитую на него спираль из скрученных друг с другом молекул биополимеров. Если остаток "кометы" нагревали, ледяной сердечник испарялся, образующийся при этом водяной пар раздвигал витки спирали, и они становились легко различимыми и подвижными. Свернутые в спираль длинные органические молекулы ассоциируются с двойной спиралью ДНК, когда исследователи ввели в состав кометы молекулы аминокислот и детали нуклеотидов, то установили, что в условиях вакуума и нагрева цепи из аминокислот послужили матрицами для нуклеотидов, то есть, происходили процессы напоминающие те, что происходят в живом. Эти опыты дают новую жизнь гипотезе панспермии.
Отрицательные результаты опытов по обнаружению бактериальных спор в космическом пространстве (анализ лунного грунта), а также невозможность длительного сохранения спор в условиях космоса побудили Ф.Крика предположить, что переселение жизни с планету на планету могло происходить в результате сознательного «посева» жизни космическими «пришельцами». "Если это не фантазия, то мыслящее существо Homo sapiens служит только орудием, упаковкой, неким космобусом для распространяющегося истинного разума, скрывающегося в разумной и победоносной крупинке рибонуклеиновой кислоты. Это ДНК творит цивилизацию! Наше тело и разум вместе с духовными и физическими ценностями – это только орудие того зародыша, который несколько миллионов лет назад занесен на нашу землю и имеет задачу овладеть нашей галактикой, или нашей частью вселенной. А в дальнейшем будущем – встреча с теми, которые его занесли на нашу землю." Доводом в пользу этой гипотезы служит факт наличия в белке молибдена в количестве непропорционально большем, чем имеется на земле (предположение известного французского биохимика и микробиолога лауреата Нобелевской премии Ж.Моно о невозможности возникновения жизни на Земле). Из этого Ж.Моно делал вывод, что генезис ДНК и жизни на планете имеет космический характер, жизнь должна была возникнуть где-то в окрестностях «молибденовых Звезд», а затем каким-то образом достичь Земли. Однако это возражение Моно было снято работами японского биохимика Ф.Эгами, показавшего, что в водах мирового океана концентрация молибдена выше, чем его содержание на Земле в целом, и не уступает концентрации других аналогичных микроэлементов.
Хойл и Викрамасингха указывали, что существует высший разум, который является частью космоса. Жизнь на земле и вообще, где-либо во вселенной не может возникнуть случайно. Чтобы объяснить накопленные факты необходимо выбрать одну из двух альтернатив: жизнь предстает как акт преднамеренного творения или для вечной и безграничной вселенной характерно неизменное постоянство картин жизни. Принятие второй альтернативы приводит современные космологические представления к отождествлению с библейскими истинами, и вносит акт творения в царство эмпирической науки. Авторы не приемлют представление о Творце, и свои философские предпочтения отдает вечной и безграничной вселенной, где когда-то естественным путем возник высший разум, значительно превосходящий человеческий, который сотворил жизнь. Здесь проводится следующая аналогия: когда-то было доказано, что наше планета не является физическим центром Вселенной, так и сегодня высший разум не находится на земле.
Эта концепция согласуется с идеей иерархической вселенной: почему невозможна иерархия разумов в соответствии с иерархией вселенной. Высший разум выносится за пределы вселенной - отрицается возможность объяснить генезис жизни естественными причинами, и направлен против концепции химической предбиологической эволюции. Аргументы:
белки, нуклеиновые кислоты и другие биологические соединения сложной структуры могут быть созданы определенными живыми существами;
они не могут быть результатом взаимодействия простых веществ в первичном океане;
функционирование биологических систем возможно в рамках законов термодинамики, однако, термодинамика открытых систем не может объяснить происхождение жизни.
Эти гипотезы вряд ли могут наметить четкую программу решения проблемы происхождения жизни, поскольку заменяют плохо известные, но все же вероятные условия в период до появления жизни на Земле, на абсолютно неизвестные условиях других миров, то есть практически уходят от решения проблемы. Кстати, длительные поиски цивилизаций в различных участках нашей Галактики пока не дали никаких фактов в пользу существования внеземных цивилизаций.
Таким образом, сложилась такая ситуация, когда концепция самопроизвольного зарождения отвергнута на основании эмпирического материала, концепция панспермии на большом эмпирическом материале построена быть не могла, креационизм не подходит под критерии научности, проблема стала считаться не решаемой средствами естествознания.
Лавуазье в 1785 году предложил едва ли не первое определение жизни: «Жизнь - это химическая функция». Несколькими годами позже Ж. Кювье определили жизнь как вихрь с постоянным направлением, в котором материя менее существенная, нежели форма. Витализм (смотри тему 4) отнес сущность жизни к «жизненной силе», некоему нематериальному элементу, придающему живому все его специфические функции. Однако постепенно в науке накапливались данные о сходстве веществ, входящих в состав растений и животных, а так же о возможности в лабораторных условиях синтезировать органические вещества, ранее рассматриваемые как сугубо естественные. Представление о сущности живого было значительно материализовано, живое стало рассматриваться как вид материи.
В методологическом плане историей должна быть высоко оценена школа химиков, созданная шведским ученым Йёнсом Якобом Берцелиусом (1779-1848). Он и большинство его учеников разделяло концепцию о наличии в живом – "жизненной силы", но в ней виделось сугубо специфическое для живого "взаимодействие химических и механических частей тела…", зависимое, главным образом, от действий нервной системы.
Но среди его учеников нашлись исследователи, которые задолго до получения экспериментальных данных стали отрицать "жизненную силу".
В 20х годах 19 века Шеврель показал, что у животных и растений есть одинаковые группы веществ/жиров??? Ранее Фуркруа и Бертоле обнаружили сходство растительных и животных белков (наличие азотистых соединений). Этими открытиями в значительной мере был разрушен барьер, резко разделявший животных и растения в отношении веществ, входящих в состав их тел.
Фридрих Вёлер – один из ближайших учеников Берцелиуса, утверждал, что рассматривать различие между органическими и неорганическими веществами, как нечто абсолютное и неизменное было бы противно духу науки. В письме к своему учителю в 1828 году Вёлер писал: "Я должен сообщить Вам, что могу получить мочевину, не прибегая при этом к почкам и вообще к живому, будь то человек или собака. Мочевина – это цианат аммония".
К синтезу мочевины Вёлер пришел не случайно, считая представления о "жизненной силе" ложной теорией, которая препятствует прогрессу химии.
После тщательного анализа данных Вёлера Берцелиус безоговорочно принял как истину это величайшее открытие и стал с энтузиазмом его распространять: отказ учителя от своих взглядов под влиянием достижений ученика.
Сторонники концепции "жизненной силы" говорили, что, используя для синтеза мочевины аммиак, Вёлер вводил в синтезируемую мочевину жизненную силу (по представлениям химиков того времени аммиак считался веществом органическим, то есть возникающим лишь посредством живого).
Дальнейшее углубление знаний о молекулярной стороне сущности живой материи было связано с накоплением данных о белке.
О том, что в живых жидкостях (кровь, молоко) есть како-то твердый субстрат было известно давно – из простых наблюдений за скисанием молока и свертыванием крови.
В 1745 году профессор университета в Болонье впервые выделил чистый белок из пшеничной муки, дав ему название "клейковина". Он же обратил внимание на сходство ее с твердым осадком, который образуется в результате свертывания молока или крови.
В 1753 году профессор химии Каспар Нейтман предложил термин "альбумии".
С 1ой четверти 19 века белки стали рассматриваться как вполне определенные вещества, оригинальные по составу, а не смесь веществ. Были получены данные об элементарном составе белка. Азот – непременный компонент.
Дальнейшее развитие знаний о молекулярной структуре живого было связано с накоплением данных о белке. В 1745 году профессор Болонского университета Беккари впервые выделил чистый белок из пшеничной муки, дав ему название клейковины, обратив внимание на его сходство с давно известным осадком при свертывании молока или крови. В начале Х1Х века белки стали рассматриваться как вполне определенные вещества, оригинальные по своему химическому составу, а не как смесь различных веществ, были получены сведения об элементарном составе белков.
В 30ых годах Х1Х века создана теория протеина, основная идея которой состоит в том, что белковые вещества самого различного происхождения едины по наличию в них основного радикала - протеина. Постепенно обнаружились данные, противоречащие основным положениям теории протеина. Возражения впервые были сделаны русским ученым Н.Э. Лясковым в статье «О теории протеина». Идея о наличии у всех белков единого радикала была оставлена. Теория протеина с методологической точки зрения была ошибочной, так как опиралась на представление о химическом однообразии молекулярного субстрата живой материи, то есть представление о статичности материи, об отсутствии разнообразия в слагающих ее основных элементах.
Другим русским ученым, внесшим существенный вклад в понимание роли и структуры белка, был А.Я. Данилевский. Он считал, что белковые вещества составляют одну из необходимых частей организованных существ. «Белковое вещество - есть материал для жизни на Земле. Нет жизненного процесса в наших органах, в которых так или иначе белковые соединения не принимали бы существенного участия... В мозгу опять этот белок участвует в переработке возбуждения и в превращении его в представления, в мысль, желание... Служит тем строительным материалом, посредством которого неуклюжий ребенок превратился в прелестную девушку». Данилевский одним из первых приблизился к пониманию белка как полимера. Физиологический подход к изучению структуры белка позволил ему утверждать, что продукты распада молекулы белка есть видоизменение части его структуры.
То, что белки - полимеры, сложенные цепями кислот, доказали в 1901 году немецкие ученые Фишер и Гофмейстер. Фишер осуществил первый искусственный синтез белка из аминокислот, что окончательно доказало аминокислотную природу белков и их полимерную структуру. Синтез Фишера был подвергнут нападкам виталистов. Они рассуждали так: поскольку синтез произведен с помощью рук человеческих, то не исключена возможность «истечения нематериальной жизненной силы из пальцев экспериментатора в пробирку, где совершался синтез».
С дискуссией о природе белка и его роли в органическом мире связано определение жизни, данное Энгельсом. "Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена прекращается и жизнь", таким образом, способ существования живого заключается по своему существу в постоянном обновлении химических составных частей путем питания и выделения. Подход к определению сущности жизни, исходя из субстрата, носит название субстратного подхода. Концепция биохимической эволюции связана с именем Энгельса, без его подхода не было бы конкретных исследований. Его позицию в вопросе происхождения жизни надо воспринимать в контексте его общефилософской установки: для него было важно указать на материальную субстанцию, которая давала бы простор научным исследованиям. Энгельс материалистически истолковал опыты Пастера: единство мира снимает непроходимую границу между живыми и неживым. Его понимание проблемы не сразу нашло понимание в среде ученых. Он вошел в науку через Дарвина, когда принятие диалектики опосредовалось принятием эволюционной идеи в решении проблемы происхождения. Прямо руководствовался идеями Энгельса А.И. Опарин.
В 20ых годах ХХ века отечественный биохимик А.И. Опарин, исходя из теоретических предположений, а именно из субстратного подхода, высказал убеждение, что жизнь есть закономерный результат эволюции материи во Вселенной и естественного отбора, спонтанно образующихся в ходе химической эволюции веществ обособленных термодинамических открытых многомолекулярных систем – пробионтов. Построена картина была исходя из теоретических соображений.
Остановимся на методологическом смысле основных положений этой теории.