1.1.2. Преформированная космическая эволюция. Первый прорыв в наших представлениях.

Ю.Г.Симаков
профессор, доктор биологических наук

Величайшее в мире открытие осталось практически незамеченным землянами. Это произошло 23 октября 1975 года. Наша космическая станция "Венера-9" села на поверхность ближайшей к нам планеты и передала телевизионное изображение поверхности Венеры. Это была самая удачная посадка из всех остальных посадок космических аппаратов на поверхность Венеры. Первая наша космическая станция угодила в ложбину, где совершенно другие условия по сравнению с плато, на которые садились остальные аппараты. На телевизионной панораме поверхности Венеры, полученной нашей первой станцией, видны четыре одинаковых "раковины", "камни", как их называют некоторые астрономы, впервые увидевшие панораму Венеры. Но почему же у этих камней одинаковая форма, одинаковое строение щели, которая почему-то смотрит в сторону нашего космического аппарата. Щель не повернута вверх, и нет других камней такой же формы, но без щели. Кстати, венерианские раковины очень напоминают земные раковины - ципреи, а морфология щели у них совершенно идентична. Мы столкнулись с новой формой жизни на другой планете! Это первое доказательство единых живых форм в космосе, а, следовательно, и единой программы, по которой эволюционируют и строят своё тело живые существа. Трудно сказать в живом ли состоянии находятся увиденные человечеством организмы с другой планеты. Возможно это окаменелости, как предположил Л.М.Гиндилис при обсуждении моего доклада на семинаре. Но суть дела от этого не меняется. Значит, странные ракушки когда-то жили на Венере и развивались по плану, сходному с земным. Космические аппараты позволили сделать анализ состава атмосферы Венеры и придти к выводу, что несколько сот миллионов лет назад на "утренней звезде" существовали океаны, заполненные водой, не уступающие по мощности земным [1].

За последние годы усиливается дискуссия между сторонниками синтетической теории эволюции и другими эволюционными теориями, которые казалось уже забыты и не принимаются большинством учёных. При этом вопросы онтогенеза или индивидуального развития отошли на второй план.

Однако, если мы примем мысль, что эволюция творится в онтогенезе, то нам придется свыкнуться с такими положениями, что ни гены, ни дарвинский отбор не являются ведущими факторами в любом развитии живой материи: ни в историческом, ни в индивидуальном плане.

Можно сколь угодно долго заниматься вопросами эволюции на молекулярном, генном или биохимическом уровне и брать в основу действие отбора, но без интегрирующего и направляющего механизма, определяющего основной путь прогрессивного эволюционного развития и его конечную цель - проблему решить невозможно.

Как ни странно, ведь до настоящего времени не решены вопросы индивидуального развития, а не только вопросы, связанные с эволюцией. Люди не знают, каким образом в нашем трёхмерном пространстве создаётся живое тело. Нам только кажется, что мы можем это объяснить, некоторые считают, что форма живых существ заложена в генах, ничего подобного, мы все ещё на том же уровне, как и 200 лет назад, когда Шарль Боне спрашивал: "Так скажите мне, пожалуйста, каковы механизмы, управляющие формированием мозга, сердца, лёгкого и столь многих других органов?". Ведь все эти органы развились в процессе эволюции, значит где-то эта программа записана и в эволюционном плане? Можно долго рассуждать о механизмах формообразования тех или иных органов, об их эволюции, о направленности и прогрессивном характере филогенеза - огромное количество работ написано на эту тему. Но нет у нас времени на это, да и не нужно терять основную мысль за скучными и часто никому ненужными рассуждениями. Смысл этой мысли таков - эволюция живой материи, также как и индивидуальное развитие - преформированы, предопределены.

Я отчётливо понимаю, что сотни читателей сразу же спросят: Кем? Другая сотня сразу же скажет, не новость, разве уже существующие теории автогенеза, номогенеза не говорят об этом. В указанных теориях уже подчёркивается и наличие закономерностей филогенетического развития, и их телеологическое завершение.

Первой группе читателей ответ будет простой, если они признают строение атома и других элементарных частиц, то почему они нисколько не сомневаются и не ищут законы, согласно которым устроены эти частицы, ведь они принимают это как должное. Но те же самые физики или биологи не могут спокойно отнестись к наличию законов филогенетического развития. Они сразу же стараются объяснить, как идёт эволюция, пользуясь примерами и теми поверхностными знаниями, которые бросаются в глаза. Самое трудное для них ответить, как и кем была создана информационная база законов филогенетического развития. Что в этом принял участие Творец - не все могут воспринять. Проще, конечно, предположить, что все кусались, дрались, делали всё, что хотели ("куда кривая вывезет"), смотришь, а тут и люди современные ходят, и города стоят. А почему бы не признаться, что не знаем мы ещё законов эволюционного развития, мы только делаем попытку наметить основные блоки, управляющие эволюцией.

Второй группе читателей ответить сложнее. Вот этой группе и будет дан ответ ниже, что нового вносит понятие преформированной эволюции. Но основное, что хочется сказать, прежде всего, - эволюция материально не творится в небе, она творится в онтогенезе, а управляет этой эволюцией та преформированная, дискретная информационная программа, в которой заложен весь путь развития живой материи. Такой подход позволяет вскрыть проблемы эволюции с информационной точки зрения и одновременно охватить филогенез и онтогенез как единое целое.

Борьба мнений между теорией преформации и эпигенеза в эмбриологии длилась столетиями. Всё чем-то напоминало то, что творится сейчас с теорией эволюции. Сначала побеждали преформисты. Видите, говорили они, в половых клетках уже всё заложено, развернуться нужно только тому маленькому "человечку", который там заложен, дорасти до нужных размеров. Затем теория преформации была заменена, как казалось, более прогрессивной теорией эпигенеза. Всё строится заново в развитии, всё пространственно разворачивается. Вдруг возникает такая наука как генетика, что значит всё развитие организма преформировано - опять преформизм. И здесь мне вспоминается мой старый профессор Василий Васильевич Попов, вот он читает нам лекцию на биофаке МГУ "Ребята, - говорит он, - я за преформированный эпигенез". Прошли годы, многие эмбриологи, изучающие индивидуальное развитие, встали на эту точку зрения, а вот в теории эволюции многие так и остались эпигенетиками, всё как-то развивается само собой, или за счёт отбора в борьбе за существование (Дарвин), или за счёт тренировки органов и стремления к совершенству (Ламарк), но это только видимая часть айсберга. Получается, что организмы приспосабливаются к окружающей среде - это адаптационизм. Среда формирует организмы и стремится к их прогрессивному развитию. Зачем это нужно неживой окружающей среде?

Пришло время нового информационного подхода к эволюции. Теоретический и экспериментальный анализ полученных биологических данных уже позволяет сказать: "Друзья, я за теорию преформированной эволюции, которая творится дискретно в онтогенезе за счёт реализации информации, заложенной в пространственных матрицах, предопределяющих путь дальнейшего развития живого во времени".

ЖИЗНЬ НЕ ВОЗНИКАЕТ СЛУЧАЙНО

Прежде чем говорить об эволюции живого, попробуем разобраться, как возникла жизнь. Может, даже не возникла, а появилась на Земле. За последнее время очень много говорят и пишут о возникновении жизни за счёт саморазвития. Откуда же берется эта приставка "само"? Если мы признаем, что жизнь способна к саморазвитию, после самозарождения, то тогда нам придётся признать, что возникновение биологической организации происходит случайно, путём проб и ошибок, и эта случайность ведёт к невероятному увеличению информации в живых организмах по сравнению с мертвой природой.

Однако, имеется возможность, пусть даже приблизительно, подсчитать, какова же вероятность случайного возникновения жизни. Такой расчёт сделан Г.Кастлером [2], одним из пионеров применения теории информации к биологии. Он даже допускает, что были уже готовы "строительные блоки" - аминокислоты, плавающие в густом, теплом, солоноватом бульоне, из которых могла бы возникнуть жизнь. Если даже предположить, что число случаев, ведущих к соединению органических молекул в живую структуру, завышено и равно 10⁴⁶, всё равно, вероятность возникновения жизни приблизится 10^-255 . На это потребуется время, во много раз превышающее время существования Земли. Отсюда следует, что жизнь на Земле, так же как и в космическом пространстве, не возникает случайно. Наша форма жизни возникла единожды, и она имеет общее происхождение для всей Вселенной.

Великий русский естествоиспытатель В.И.Вернадский так и считал, что жизнь ниоткуда не происходила, она вечна, как и вечна сама материя. "Жизнь вечна постольку - поскольку вечен Космос, и передавалась всегда биогенезом" - писал В.И.Вернадский в одном из своих произведений [3]. Что же это за передача жизни с одной планеты на другую - "биогенезом"?

Многим известна гипотеза панспермии, которая предполагает распространение жизни в космическом пространстве. Одни исследователи считают, что жизнь переносится с планеты на планету: семенами, спорами, вирусами, наконец, обрывками молекул ДНК или белка, что вполне возможно при попадании на другую планету с углеродистыми метеоритами. В настоящее время есть даже гипотеза, что инопланетяне вносят свою лепту в процесс переноса жизни в космосе. Но это всё умозрительные взгляды, которых придерживался и Вернадский. Неужели необходимо через бездны космического пространства переносить материальные носители биологической информации, чтобы жизнь появилась на другой планете? Ведь иногда для этого потребуются сотни, а может и миллионы лет.

Возможен и другой выход, если предположить, что переносятся не материальные частицы, а информация о том "как устроена жизнь". Но в этом случае информация уже должна передаваться своеобразными "сгустками"-корпускулами. В.Н.Пушкин [4] в своё время предложил называть их формо-голограммы, по аналогии с голограммами, используемыми физиками. Я думаю, что более правильно называть их биологическими или онтогенетическими информационными матрицами [5], особенностью которых является не только их индивидуальная целостность, но и системная соподчинённость. Она может выражаться в том, что сами онтогенетические матрицы состоят из субъединиц, которыми могут обмениваться организмы различного системного уровня, образуя либо промежуточные формы, либо конвергентные формы, которые возникли на Земле в результате эволюции или реализации программ онтогенетических матриц.

Таким образом, вырисовываются три направления, объясняющие возникновение жизни на Земле. Первое, теория выдвинутая А.И.Опариным и рядом других учёных [6,7] - жизнь возникает спонтанно, за счёт самозарождения; вся предбиологическая эволюция идёт эпигенетически, путём постепенных изменений. Вторая точка зрения преформистская - жизнь на Земле возникает за счёт форм-голограмм, привнесённых извне, и далее развивается по определённым законам. Третья гипотеза, развиваемая мной, тоже придерживается теории преформации, но более глубокой,- преформировано не только возникновение жизни, но и весь путь эволюционного развития за счёт набора онтогенетических матриц, пространственную информацию которых необходимо реализовать в процессе эволюции. Живые существа при этом как бы осваивают пространственную матрицу, стремятся выполнить её программу и перейти к следующей более сложной матрице. С этой точки зрения получается, что и возникновение жизни и дальнейшая эволюция преформированы, но не какими-то особыми программами, а онтогенетическими информационными матрицами. Онтогенез - основа прогрессивной эволюции.

По мнению палеонтологов, вещественные предпосылки жизни на Земле начали появляться 4500 млн. лет назад, когда Земля уже образовалась и у неё возникла первичная атмосфера за счёт извержения вулканов и разряда молний в первичной атмосфере, появились не только малые, но и полимерные молекулы органического вещества. Примерно через 1000 млн. лет произошла стабилизация органической системы, и возникли первые осадочные породы. Сейчас в них уже найдены ископаемые остатки проклеток. Возникновение органических систем указывает на прохождение первого важнейшего этапа происхождения жизни. Спустя ещё 500 млн. лет в особых породах, называемых строматолитами, представляющих собой слоистое отложение карбонатов в осадочных породах, появились сине-зелёные водоросли. Ископаемые сине-зелёные водоросли возникли, скорее всего, 2200 млн. лет, но они так похожи на современные, что могут быть определены систематиками растений.

Палеонтологические исследования не дают нам ответ, как же возникла жизнь. А.И.Опарин предлагал в качестве модели проклеток - коацерваты. В подкисленной среде с высокой концентрацией макромолекул белка и солей образуются коацерватные структуры, по размерам напоминающие живые клетки. Коацерваты легко получить в лаборатории, достаточно смешать разбавленный раствор желатины (белок) и гуммиарабика (полисахарид). В подкисленной среде начинают осаждаться коацерваты, которые в микроскоп видны как структуры, напоминающие живые клетки. Но это только моделирование живых существ. На самом деле всё значительно сложнее. Для приготовления коацерватов требуются очень высокие концентрации полимеров, а в первобытном водоёме был весьма разбавленный бульон, содержащий низкие концентрации органических соединений. Вот это и есть первое препятствие, которое не позволяет очень просто объяснить механизм возникновения жизни, оно называется концентрационным разрывом.

Однако, можно сделать допущение, пусть даже капельки жизни возникли, теперь им самим нужно вести синтез органики, создавать себе подобных. Как это они могут осуществлять в очень разбавленном бульоне?

Сделаем ещё одно допущение, представим, что жизнь возникла в неглубоких водоёмах, в которых вода могла испаряться, а органические вещества концентрироваться. И опять факты не дают нам возможности утверждать, что именно таким путем возникла жизнь. В том же водоёмчике, где концентрируются органические вещества, в результате испарения воды концентрируются и соли, только их концентрация будет в 10 000 раз выше, чем концентрация органических соединений. Возникает новая трудность, аминокислоты будут сталкиваться с молекулами соли в 10 000 раз чаше, чем с молекулами аминокислот. Даже преодолев и эту трудность и представив, что коацерваты все-таки образовались за счёт случайных столкновений, мы бы быстро их лишились, жёсткое ультрафиолетовое излучение от Солнца разрушило бы всё, что сконцентрировалось на дне лужицы при дальнейшем испарении воды. Жизнь так возникнуть не могла, но она могла возникнуть при наличии готовых информационных биоматриц, организованных по типу фракталов, сходно с той программой, которая заложена в наши компьютеры.

МНОГОКРАТНОЕ ПРОИГРЫВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ БИОМАТРИЦ

Сходство форм у живых организмов с древних времен поражало воображение человека, позднее оно было названо конвергенцией (от латинского - convergo - схожусь, приближаюсь). Ввёл этот термин Ч.Дарвин, позднее биологи учение о конвергенции перенесли из морфологии в область физиологии (физиологическая конвергенция) и даже в область биоценологии, для объяснения явления, когда в местах, разобщённых во времени и пространстве, появляются целые биоценозы, включающие ряды конвергентных видов. Например, в Австралии эволюция сумчатых привела к формированию многих видов сумчатых животных, конвергентных к видам плацентарных животных: там есть сумчатые крысы, сумчатые волки, сумчатые белки, но это всё только конвергентные формы, они совсем не родственники нашим белкам и крысам. Основное объяснение развития сходных признаков, которое принимается даже часто безоговорочно, - конвергенция возникает у разных групп организмов под влиянием сходных условий внешней среды.

На первый взгляд действительно создаётся впечатление, что конвергенция возникает у организмов под влиянием сходных условий внешней среды. Достаточно вспомнить быстро плавающих под водой ихтиозавров, дельфинов и рыб, эту торпедообразную форму, сходные плавники, все у них направлено на преодоление сопротивления водной среды, на гашение турбулентных завихрений. Вслед за этим вспоминается пружинящий механизм, направленный на преодоление силы тяжести Земли у прыгающих животных. Здесь в одном ряду окажутся и тушканчик, относящийся к грызунам, и попрыгунчик, но уже из отряда насекомоядных, и, наконец, двухметровое кенгуру. Так как же у них образовался этот пружинящий механизм, способный бросить их тело на несколько метров вперед при толчке задними ногами? Он что, возникал тысячелетиями в процессе постепенного отбора или здесь были уже использованы готовые заготовки, преформированный план строения скелета и мышц, который организму нужно было только выполнить?

Если бы всё изменялось в течение тысячелетий, постепенно, в результате отбора, а по наследству должен был бы передаваться не один какой-то признак, а весь комплекс признаков, ответственных за создание пружинящего механизма, то совсем невозможно было бы объяснить, как в борьбе за существование отбирался комплекс необходимых признаков. Представим себе попрыгунчика, маленькое существо, похожее на мышь, ещё не способное прыгать, за которым охотится огромный степной кот. Выживет тот, кто дальше прыгнет. По теории Дарвина положительный признак накапливается в процессе отбора постепенно и передается дальше по наследству, он же положительный, он способствует выживанию особей в популяции. Теперь представим себе, что появился попрыгунчик с положительным признаком, он прыгнет от кота на сантиметр дальше, чем его собратья. Но, к сожалению, кот не знает, что в процессе эволюции потомки этого "рекордсмена" должны будут дать настоящих попрыгунчиков, он схватит его, не обратив никакого внимания на лишний сантиметр дальности прыжка, и по наследству положительный признак передан не будет.

Совершенно по иному пойдет эволюция, если будущий попрыгунчик воспользуется информационной пространственной матрицей, позволяющей ему дать рывок в формообразовании, когда измениться весь комплекс признаков, и он действительно после этого будет иметь преимущество в прыжке перед своими сородичами и передаст его по наследству.

Использование уже готовых онтогенетических заготовок, которые мы условно называем пространственные информационные биоматрицы, можно найти и в микромире. Очень просто объяснить сходство строения крыла у летучих мышей и ископаемых летающих ящеров, у них одна задача - опереться на воздух во время полёта. Однако возникновение конвергентных форм в микромире у совсем неродственных организмов без проигрывания одинаковых пространственных биоматриц, едва ли возможно.

Нас может поразить сходство между строением раковин у простейших животных - фораминифер, и раковинами моллюсков. При этом конвергенция очень велика, хотя условия, в которых обитают простейшие и моллюски настолько различны, что о влиянии среды на формообразование однотипных раковин у одноклеточных и многоклеточных животных не может быть и речи. Одинаковые формы можно найти у многоклеточных и одноклеточных, а также и у отдельных клеток. Так сперматозоиды многоклеточных организмов сходны по строению с простейшими жгутиковыми, а отдельные структуры в гаметах микроскопических существ практически полностью перенесены в гаметы многоклеточных животных не только по форме, но и по функции. Например, у некоторых десятиногих раков спермии проникают в икринку за счёт выстрела. На оболочку икринки садится, как ракета на треноге, спермий. У него есть аппарат, который делает выстрел ядром спермия в икринку. Выстрел бывает настолько силён, что ядро пробивает оболочку икринки, оказывается внутри цитоплазмы яйцеклетки и способно слиться с женским ядром. Происходит оплодотворение.

Так вот стреляющий аппарат спермия рака по своему строению похож на "патрон" цисты одноклеточного жгутиконосца-поликрикуса. Вся разница в том, что спермий рака выстреливает ядром с генетическим материалом, а циста поликрикуса стреляет стрекательной нитью. Патроны у одноклеточного существа и у рака изготовлены как по одному чертежу. Откуда же взят этот чертёж? Что, рак сохранил в своей генетической программе память о нём? В таком случае в генетической программе надо хранить память о всех структурах, значит и мы, люди, в генетической записи храним "чертёж" о том, как сделан патрон у спермия рака? Это маловероятно и никакой генетической программы не хватит, чтобы хранить информацию о строении и функционировании организмов, прошедших тот или иной путь эволюции. Можно представить, что спермий рака создался в процессе эволюции путём постепенного отбора, при одинаковых условиях: водная среда, микроскопические клетки, необходимость проникать ядру сквозь оболочку яйцеклетки. Вот он и стал похож по строению и функции на то, что уже ранее было создано жгутиконосцем-поликринусом. Казалось бы, все могло выполняться по теории Дарвинского отбора. Но не может! Потому что пока бы совершенствовался механизм, стреляющий ядром спермия в яйцеклетку, раков бы не стало, ядро при выстреле не пробивало бы оболочку яйцеклетки и оплодотворения не происходило бы. Нужен был сразу "патрон", способный стрелять ядром, а описание его устройства находилось в том же "банке данных", которым в свое время воспользовался жгутиконосец-поликринус, создавая свою цисту, стреляющую стрекательной нитью.

ПУТЬ ЭВОЛЮЦИИ ЗАПИСАН НА ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИХ БИОМАТРИЦАХ

Концепция о запрограммированности эволюционного развития была выдвинута в 1922 году российским биологом Л.С.Бергом. Она была подхвачена рядом учёных, занимающихся вопросами исторического развития живой природы, получила дальнейшее развитие и сложилась в другую теорию эволюции - номогенез. В отличие от дарвиновской теории в номогенезе утверждается принцип целесообразности живого и развёртывание жизни по определённым, изначально заложенным законам. Если придерживаться этой теории, то необходимо признать, что путь эволюции предопределён. Номогенез не отрицает дарвинизма, действительно происходит отбор наиболее приспособленных особей к данной окружающей среде, но это только последний этап эволюции, он не является движущим и определяющим основной путь исторического развития жизни на Земле. А могут ли законы номогенеза оказаться универсальными для всей Вселенной, когда их действие проявится на других планетах?

Видимо, так оно и есть. Разве не говорит об этом пример, приведённый в начале статьи, с открытием одинаковых "раковин" на поверхности Венеры.

Ранее мы уже говорили об "информационном банке", из которого организмы в процессе эволюции черпают сведения для развития тех или иных живых систем. Сразу же следует подчеркнуть, что "банк информации" введён нами гипотетически, без него невозможно было бы объяснить, где хранится информация, используемая живыми организмами в процессе эволюции. Становится очевидным, что записи на генах не хватило бы для размещения огромного количества информации. По подсчетам Х.Равена на ДНК человека может быть записано 10¹⁰ бит информации, а для развития даже одного организма требуется 10²⁵ бит. Второй вопрос о носителях информации в этой своеобразной библиотеке, где хранятся онтогенетические матрицы предопределяющие путь развития организмов в историческом плане. Здесь вполне может подойти конфигурация молекул ДНК и белков, своеобразно реагирующая на окружающее их пространство, создавая фрактальные и спиральные структуры.

Мысль о существовании хранилищ пространственной информации возникла ещё в древние времена. Мыслители ушедших цивилизаций Китая, Индии и Арабского Востока создают даже учение о наличии "информационного банка", где хранятся сведения о будущем. В наше время исследователи не оставляют идеи о хранилищах информации, где имеются сведения, предопределяющие ход развития и решения некоторых проблем, которые встают перед человеком и животными в экстремальных условиях. Так, В.В.Налимов считает, что существуют континуальные потоки информации, из которых можно черпать необходимые сведения, надо только уметь подключаться или иметь способность связываться с информационными потоками. Именно эта связь и даёт возможность рождаться новым идеям, учёным открывать новые законы, а музыкантам создавать неповторимые произведения. Видимо, мозг человека и животных, а возможно и любая живая ткань, способны к восприятию континуального информационного потока.

Окончательно выдвигаемую концепцию преформированной эволюции можно представить так, что путь эволюции предопределён и в информационном плане обеспечен пространственными онтогенетическими матрицами, которые живые организмы используют во время своего индивидуального развития, переходя к всё более и более сложным матрицам по мере реализации информации на уже использованных индивидуальных программах. Не исключается возможность, что при панспермии сразу с планеты на планету передаётся вся программа развития жизни, которая затем осваивается живой материей в течение тех миллионов лет, за которые проходит эволюция на нашей Земле.

Литература

1. Климишин И.А. Асторономия наших дней. М: Наука, 1986.

2. Кастлер Г. Возникновение биологической организации. М: Мир, 1967.

3. Вернадский В.И. Начало и вечность жизни. Избр. сочинения, т. V. М. Из-во АН СССР, 1960.

4. Пушкин В.Н. Вопросы психгигиены, психофизики, социологии труда в угольной промышленности. М. 1980.

5. Семаков Ю.Г. Рождение новых форм. "Знание--Сила", N 3, 1985.

6. Опарин А.И. Возникновение жизни на Земле. 3-е изд. М: Из-во АН СССР, 1957.

7. Фалсом К. Происхождение жизни. М: Мир, 1982.