Сергей Бабичев - Медицинская микробиология, иммунология и вирусология
Но если это так, то следует согласиться и с тем, что самозарождение первородных генов и первородных белков, т. е. самозарождение жизни, также детерминировано генетическим кодом, теми физико-химическими свойствами четырех азотистых оснований и 20 стандартных аминокислот, которые используются для синтеза белка.
Из этого заключения само собой напрашивается предположение о том, что если на какой-либо планете в космосе существует жизнь, то она могла возникнуть и развиваться по такому же сценарию, как и на Земле. Главными предпосылками для ее самозарождения должны были стать три главных события: самопроизвольное (детерминированное свойствами химических элементов материи) одновременное возникновение генетического кода, первородных генов и первородных белков при наличии, конечно, соответствующих благоприятных для этого условий, а также последующего формирования всех остальных систем жизнеобеспечения. Никакая эволюция живой природы невозможна без закрепления и наследования имеющихся и вновь приобретаемых полезных признаков. Это аксиома эволюции живой природы.
Поскольку вся материя содержит одни и те же химические элементы, то это и должно предопределять аналогичные или сходные пути и механизмы самозарождения и развития жизни на любой планете. Весьма возможно, что в зависимости от физико-химических и климатических условий на других планетах химический синтез аминокислот и нуклеотидов мог привести к появлению каких-либо других вариантов этих важнейших для возникновения жизни химических соединений. Этого исключить нельзя. Однако и в этом случае детерминированность генетического кода должна с неизбежностью привести к возникновению первородных генов и первородных белков, но обладающих уже иной специфичностью. Это означает, что на данной планете возникнут иные живые организмы, в чем-то отличающиеся от организмов, живущих на Земле, но именно живые существа, в том числе и такие, которые обладают и сознанием. Поскольку обязательным атрибутом материи служит ее способность воспринимать и отражать сигналы (информацию) из внешней среды, то эволюция таких организмов неизбежно должна была привести к возникновению у них специализированных органов мышления, т. е. к возникновению разумных существ типа Homo sapiens. Если на Марсе есть вода, как это уже окончательно установлено, то там, возможно, есть и простейшие живые существа типа вирусов и бактерий. Если это предположение подтвердится, оно будет свидетельствовать в пользу теории единой генеральной линии самозарождения и развития живой природы во Вселенной. В то же время нельзя исключить и того, что изучение структуры и свойств живых существ, обитающих на Марсе, может привести к каким-то новым открытиям.
Выяснение роли генетической системы информации в самозарождении и эволюции жизни на Земле позволяет сделать однозначное заключение о том, что возникновение и развитие жизни на любой планете в космосе невозможно без одновременного самозарождения генетического кода, первородных генов и первородных белков. Без генов нет белков, а без белков нет генов, или, возможно, аналогичных им на других планетах соответствующих структур, а без генов, или, возможно, аналогичных им на других планетах структур, нет наследственности, а без наследственности нет и не может быть эволюции живой природы.
Самым убедительным доказательством в пользу такого заключения служит тот неопровержимый факт, что жизнь на Земле представлена огромным количеством видов растительных и животных организмов. Но ведь организм каждого вида есть не что иное, как продукт реализации той генетической информации, которая содержится в его геноме. Поэтому ген и служит главным носителем и хранителем жизни, а его продукт – белок – творцом жизни. Следует признать, что возникновение и развитие жизни на любой планете в космосе возможно только в результате возникновения и реализации генетической информации. Несмотря на огромное разнообразие видов живых существ, жизнь представляет собой единую совокупность организмов. Их единство обусловлено исключительно универсальностью генетического кода. Единство всех живых существо заключается в единстве биологических структур и их функций, т. е. в единстве тех биологических процессов, которые реализуют самую жизнь.
Итак, на вопрос о том, как самозародилась жизнь на Земле и шло ее дальнейшее развитие, в настоящее время можно дать следующее краткое объяснение. Решающее значение для самозарождения жизни и дальнейшего ее развития имело возникновение генетического кода и обусловленного им одновременного и взаимосвязанного возникновения первородных генов и первородных белков посредством образования цепочек из аминокодонов. Аминокодон – структура, состоящая из аминокислоты, соединенной со своим кодоном. Из цепочек аминокислот формируются полипептидные цепи (белки), а из цепочек кодонов (триплетов) – полинуклеотиды (гены). Ген стал главным конструктором (архитектором) жизни, а белок – ее главным творцом. Благодаря взаимодействию генов с белками возникли биологические системы синтеза ДНК (генов) и белка и всех остальных систем жизнеобеспечения, которые при организующей роли генов, соединившихся в единую хромосому, соединились в единую целостную систему жизнеобеспечения и сформировали универсальную структурную единицу живой материи – клетку. Дальнейшая эволюция жизни вначале на уровне одноклеточных, а затем и многоклеточных организмов шла путем усложнения структуры, а стало быть, и функции живых организмов при одновременном наращивании объема генома каждого вновь образующегося организма за счет включения в его состав тех новых генов, которые определяли новые приобретенные структуры и их новые функции. Следовательно, жизнь каждого живущего на Земле организма, его эмбриональное и постэмбриональное развитие запрограммировано генетической информацией в его же собственном геноме. Поэтому каждое живое существо может рассматриваться как продукт реализации его генетической информации, а сам этот процесс реализуется и находит свое проявление в конкретном способе жизни данного организма.
В настоящее время еще невозможно детально объяснить, как происходил сам процесс наращивания генов. Ведь чем сложнее организм, тем больше он имеет генов. Как они возникают и включаются в состав того или иного генома? Дело ведь в том, что возникшая в ходе самозарождения жизни биологическая система синтеза генов (ДНК) не может «печатать» (синтезировать) новые гены. Она способна лишь копировать уже имеющиеся в хромосоме гены с помощью матричного механизма. Поскольку никакой другой механизм синтеза новых генов не известен, то остается предполагать, что синтез первородных генов (и первородных белков) происходил и происходит в течение всей эволюции жизни. Как известно, мутации не увеличивают количества новых генов, а лишь изменяют структуру генов или вообще приводят к их гибели. Что же касается различных типов рекомбинаций, то они не всегда могут привести к включению новых генов в хромосому, так как все организмы, от бактерий до человека, обладают механизмами самозащиты генома. К их числу относятся так называемые системы ограничения и модификации. Системы ограничения распознают чужеродную ДНК и разрушают ее, а системы модификации специфически метят «свою» ДНК и защищают ее от действия системы ограничения. Кроме того, клетки могут обладать факторами, которые подавляют репродукцию чужеродного генома (например, интерфероны подавляют различные вирусы в клетках). Наконец, особые мелкие молекулы РНК (РНК-интерференс) играют важную цензорную роль у всех организмов. Такие РНК-и также контролируют поток генетической информации в клетках и блокируют реализацию чужеродной информации. Пока можно только предполагать, что образующиеся новые гены (возможно, что именно первородные гены) каким-то образом модифицируются, как собственные гены, и поэтому включаются в состав генома данной клетки. Однако это всего лишь предположения. Истинные механизмы процесса наращивания генома в ходе эволюции живой природы предстоит еще подробно изучить и понять. Известно, что природа всегда находила самые простые решения даже для самых сложных проблем.
Вторая половина данной работы посвящена еще одному важному вопросу, а именно, как возник человек, как возникло такое разумное существо, как Homo sapiens. После опубликования Ч. Дарвином теории естественного отбора фактически сразу же сложилось убеждение в том, что человек имеет животное происхождение. А поскольку наибольшее внешне сходство с человеком имеют человекообразные обезьяны, то была высказана мысль о том, что человек произошел от обезьян. Опубликованная в 70-х гг. XIX в. работа Ф. Энгельса «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека» получила поэтому всеобщее признание. Эта формула приобрела еще более краткое звучание – «труд превратил обезьяну в человека». Но сейчас эта формула уже не является абсолютно правильной. Конечно, роль труда в эволюции человека трудно переоценить. Но ведь труд, как и отдых, жизненно необходим для каждого живого существа. Труд необходим для того, чтобы обеспечить любое живое существо источниками питания и энергии, т. е. для обеспечения того непрерывного обмена веществ, который абсолютно необходим для проявления самой жизни любого организма. Это обстоятельство хорошо понимал и сам Ф. Энгельс. Именно ему принадлежат слова: «Жизнь – это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней средой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка». Человеку даже в состоянии покоя требуется не менее 65 – 75 ккал/ч энергии только для поддержания собственного обмена веществ. Любые повышения трудовой нагрузки требуют увеличения траты энергии, трата энергии и накопление продуктов обмена веществ вызывают состояние утомления, а оно – необходимость в отдыхе. Поэтому чередование труда и отдыха (лучшая форма которого – естественный сон) служит нормальным физиологическим состоянием любого млекопитающего животного. Поэтому труд и отдых – одни из главных условий реализации самой жизни. Как говорит мудрая русская народная поговорка: «Без труда не поймаешь и рыбку из пруда». Но форма и объем труда определяются потребностями только самого данного животного. Превращение обезьяны в человека связано не только с трудом. Ф. Энгельс и К. Маркс считали, что, освободив свои руки от ходьбы для лазания по деревьям, обезьяны тем самым начали свою эволюцию в сторону постепенного формирования разумного существа. Однако такого превращения предков обезьян в разумное существо так и не произошло ни с одним из видов человекоподобных обезьян. Дело здесь не столько в труде, сколько в том, что для такого превращения нашего изначального предка в человека необходимы были, прежде всего, генетические предпосылки. Как, когда и какие именно предпосылки сложились, наука еще не смогла детально установить, но в чем они нашли свое отражение, сейчас уже известно. Ф. Энгельса и К. Маркса нельзя упрекнуть в том, что они ничего не знали об этих генетических предпосылках, так как, хотя дискретные единицы наследственности и обе нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) были уже обнаружены в 60-х гг. XIX в., о самих генах и о том, как они реализуют свои свойства, до 50-х гг. ХХ в. не было известно.
