Наука о живом. Современные концепции в биологии

Объяснение некоторых трудных и непривычных понятий дается всякий раз, как они встречаются в тексте. Эти повторения вполне сознательны и сделаны для того, чтобы читателю меньше приходилось возвращаться к уже прочитанным страницам. Словарь предназначен для тех случаев, когда полное объяснение какого-либо термина дается в одной из последующих глав.

Всем известно, что оформление и подготовка к печати такой книги, как эта, предъявляет особые требования к терпению и сноровке секретарей, и мы глубоко благодарны Джой Хейс и Валери Прайс за добросовестность и умение, которые они вложили в эту работу.

П. Б. М.

Дж. С. М.

Глава 1 Введение

Биология — это общий термин, охватывающий все те науки (науки о живом), которые имеют дело со строением, деятельностью и взаимодействием живых организмов. Сюда относятся такие чисто биологические науки, как ботаника, зоология, анатомия, физиология и генетика, а также «пограничные» науки, обладающие характерными чертами и биологических, и физико-химических наук, — биохимия, биофизика и бионика, причем последняя в свою очередь связывает биологию с теорией информации.

Понятия «живой» и «мертвый». Ошибочное мнение, что определениям следует придавать исключительную важность, распространено очень широко, так не стоит удивляться, если кто-нибудь считает, будто биологи тратят многие часы на жаркие споры о значении слов «живой» и «мертвый». Такие дебаты, конечно, происходили бы, если бы они приносили хоть какую-нибудь пользу, но, за исключением некоторых конкретных случаев, о которых мы поговорим ниже, никто этих споров не ведет.

Дискуссии на тему (например) «истинного» значения слов «живой» и «мертвый» показывают, что разговор ведется на очень низком биологическом уровне. Эти слова не имеют никакого реального внутреннего смысла, до которого в конечном счете можно было бы докопаться. Не биолог, употребляя слово «мертвый», подразумевает под ним «прежде живой»; камни он называет мертвыми лишь в переносном смысле и никогда не назовет живыми кристаллы; но он может отличить живую лошадь от мертвой я, более того, припомнить подходящую пословицу, которая опирается на это различие. См. {13} Пири Н. У. «Бессмысленность терминов «жизнь» и «живое» (Pirie N. W. The meaninglessness of the terms life and living. Perspectives in Biochemistry, 11, Cambridge, 1937)*.

Состояние живого — это некоторое свойство системы, т. е. характеристика, которая может быть приложена только к организованной системе. Это, однако, не означает, что отдельные части такой системы сами не могут обладать тем же свойством, потому что для живых организмов характерна иерархическая организация; так, общество состоит из людей, а отдельный человек — из органов, каждый из которых в определенной степени обладает собственной целостностью и функциональным единством. Органы и ткани в свою очередь слагаются из клеток, которые также обладают значительной самостоятельностью. Вполне понятно, что общество погибает, т. е. распадается, раньше, чем умирают все его члены, и что человек умирает раньше, чем тот или иной из его органов (например, почка) потеряет способность работать в организме другого человека так, как он работал в организме своего первого владельца. Только благодаря этому оказывается возможной пересадка органов.

Упомянутые выше конкретные случаи связаны новее не с пустопорожними спорами о значении слов, но с чрезвычайно важными вопросами, касающимися чисто эмпирических фактов. В качестве примера можно привести трудный и мучительный вопрос, может ли — и если может, то с какого момента, — считаться мертвым донор при пересадке органов (например, почки). Проблема заключается в следующем: являются ли изменения, которые привели к тому, что потенциальный донор полностью утратил сознание и оказался неспособным поддерживать жизненные процессы, действительно необратимыми? Естественно, такая проблема чрезвычайно важна, и в то же время совершенно неважно, будет ли вирус определен как живой организм или нет. Одни свойства вирусов, например их экстрактивность, заразность и изменчивость, склоняют нас к тому, чтобы видеть в них {14} мельчайшие живые организмы, еще более мелкие, чем бактерии; другие же их свойства — особенно способность нарушать механизм синтеза в живой клетке таким образом, что он начинает производить бесчисленное множество их копий, — заставляют видеть в них пакеты генетической информации. И вместо того чтобы быть живым, вирус оказывается всего лишь завернутой в белок скверной новостью.

Протоплазма. Одно время широко бытовало мнение, будто материальной основой всякой жизни является сложная субстанция, получившая название протоплазмы. Предполагалось, что протоплазма — это своего рода тонкий биологический эфир, пронизывающий структуры, которые без него остались бы неодушевленными, точно так же, как постулировавшийся тогдашними физиками эфир якобы пронизывал все материальные объекты. Оба эфира оказались одинаково мифическими. Когда Томас Генри Гексли описал протоплазму как физическую основу жизни, основное ударение было поставлено на слове «физическая». Жизнь или жизненное начало с этих пор рассматривалось как нечто, чем могли обладать объекты, являющиеся физическими в общепринятом смысле слова; из этого следовало, что существование живого не зависит от деятельности какой бы то ни было жизненной силы или витального духа. И действительно, после Гексли учение, которое Дж. Г. Вуджер назвал «догматическим витализмом», все быстрее теряло сторонников и уже больше не принималось биологами всерьез. Догматический витализм утверждает, что живая система состоит из материальных частей в обычном смысле слова и сверх того из чего-то еще, что и наделяет ее жизненной силой. Словно у автомобиля, кроме исправно взаимодействующих колес, тормозов, коробки скоростей и мотора, есть еще особый дух движения, который и обеспечивает ему двигательную силу для езды. Существует множество нерешенных и чрезвычайно сложных проблем, связанных с вопросами о том, как функционируют живые организмы и как они поддерживают протекающие в них процессы, но ни один современный биолог не считает, что можно хоть как-то облегчить решение этих проблем, прибегнув к таким понятиям, как, энтелехия или жизненный порыв. Традиционному {15} витализму прямо противоположен механицизм, у которого тоже есть догматическая и умеренная формы. Догматический механицизм безоговорочно утверждает, что в живом организме нет ничего, что не могло бы быть полностью объяснено на основе свойств составляющих его частей, — к этому взгляду мы еще вернемся при рассмотрении доктрины «сводимости» и «возникновения» (см. гл. 22).

На самом деле никакой протоплазмы не существует, и в научных биологических работах это слово употребляется теперь либо как сознательный архаизм, либо в переносном смысле. Однако на умы биологов викторианской эпохи идея протоплазмы воздействовала так сильно, что Т. Г. Гексли в пресловутой статье, напечатанной в Quarterly Journal of Microscopical Science, чрезвычайно подробно и обстоятельно описал свойства некоего организма, выловленного в Северной Атлантике с глубины около четырех километров и состоявшего, как он утверждал, практически из голой протоплазмы. Новый организм был назван Bathybius haeckeli в честь Эрнста Геккеля, великого зоолога из Йены, который первым выдвинул предположение о существовании группы организмов Мопега, состоящих почти полностью из Urschieim (первичной слизи)*. Весь этот эпизод представляет собой прекрасный пример «поэтизма» — принятия научной теории по причине ее элегантности, привлекательности или романтичности (Medawar P. В. The Hope of Progress. — Wildwood House, London, 1974, pp. 128–130). Другим примером поэтизма может служить глубоко ложная идея, будто человеческая кровь, как и кровь всех наземных позвоночных вообще, в определенном смысле является эволюционировавшим преемником той жидкости, которая содержалась в теле позвоночных, когда они покидали море, чтобы освоить сушу, и представляет собой частицу первозданного океана. Многих натурфилософов чрезвычайно прельщала мысль, что в добавление ко всем другим доказательствам своего древнего происхождения человек несет в крови сувенир силурийского океана. {16}