Анатолий Кучерявенко - Цивилизация будущего

В принципе, материя не в состоянии «самообразовываться» без воздействия энергии. Поэтому момент самообразования невозможно рассматривать без энергетических воздействий. Но они и сами признают – «Но как объяснить и смоделировать новые свойства у образующегося целого? Как описать их структуры, их размер, форму или, возможно, спектр форм; законы их развития, вхождения в новые целостности и причины распада? Здесь новые возможности в понимании этих процессов дало применение нелинейных математических моделей и вычислительный эксперимент. Последнее связано с недостаточным развитием даже в современной математике аналитических методов исследования нелинейных моделей»[9]. Жизнь оказалась гораздо богаче математических моделей любой сложности. Не смогла математика и физика сформулировать в полной мере такие свойства систем как самоорганизацию и усложнения систем при появлении, воздействии новых форм энергетического воздействия.

Абиогенный синтез органических молекул происходит на Земле и в настоящее время (например, в процессе вулканической деятельности). При этом в вулканических выбросах можно обнаружить не только синильную кислоту, являющуюся предшественником аминокислот и нуклеотидов, но и отдельные аминокислоты, нуклеотиды и сложные по строению органические вещества порфирины.

Абиогенный синтез органических веществ возможен не только на Земле, но и в космическом пространстве, на других планетах. Простейшие аминокислоты обнаружены в составе метеоритов и комет. Образование биополимеров (в частности, белков из аминокислот) происходило в атмосфере при температуре около 180 °C, их смыва, выпадения в первичный океан с атмосферными осадками. Кроме того, возможно, на древней Земле аминокислоты концентрировались в пересыхающих водоемах и полимеризовались в сухом виде под действием ультрафиолетового света и тепла лавовых потоков. Коацерваты и их эволюционные преобразования интересовали и британского ученого Джона Холдейна.

Теория Опарина – Холдейна, предполагающая изначальное возникновение белков, уступила место более современной теории. Были открыты рибозимы – молекулы РНК, обладающие ферментативной активностью и способных соединять в себе функции, которые в настоящих клетках в основном выполняют по отдельности белки и ДНК. Происходил процесс катализа биохимических реакций и сохранение наследственной информации.

В любом случае времени, исходного материала и энергии для этого было предостаточно. В открытых, живых системах каждый новый виток изменения энергетических параметров среды вызывает появление, самообразование новых видов, усложнение всех их подсистем. Это также можно отнести к постулатам. По временной шкале около 3,5 миллиарда лет назад на Земле температура снизилась до температуры менее 100 °C, это снижение привело к конденсации паров воды, появление водных бассейнов и условий для более интенсивных процессов образования белковых соединений.

Важное открытие было сделано в заливе Шарк-Бэй, в районе Западной Австралии, где сохранились строматолиты[10]. Ширина каждого из этих каменистых образований составляет порядка 30 см, а высота – 60 см. Огромная важность находок в заливе Шарк-Бэй для науки стала очевидна в 50-е годы двадцатого века. В ходе проведения одной из экспедиций в это место австралийский геолог Филипп Плейфорд смог изучить процесс формирования строматолитов. В составе покрывающей их слизи Плейфорд нашел нитчатые цианобактерии, которые, как выяснилось, и образовали строматолиты. В формировании строматолитов участвовали целые колонии способных к фотосинтезу микроорганизмов. Год за годом они наслаивались друг на друга, а при отмирании превращались в осадочные породы. Строматолиты – предки всего живого на Земле и поставщиками кислорода. В действительности они и являются нашими далекими родственниками.

Проще и понятнее все объясняется спецификой строения не геометрических форм, а строением всех элементов систем, их соподчиненностью, особенно тех, изобразить которых в развитии и взаимодействии невозможно графически. Способность этих элементов к соединению основывается на их асимметричном строении, как главным элементом, лежащим в основе этого великого процесса самообразования систем.

Есть уникальное свойство способствующее самообразованию открытых систем, живой материи, которое называют хиральностью. Выяснение этого обстоятельства можно найти в трудах многих ученых. Так В. Горбачев в работе «Концепции современного естествознания» отмечал: «В свое время Л. Пастер, а затем и В.И. Вернадский предлагали на этом принципиальном различии провести раздел между живой и неживой природой. Предполагают, что основополагающим признаком возникновения и развития жизни и является способность живых организмов извлекать и конструировать из симметричных и хирально нечистых молекул окружающей среды хирально чистые молекулы, необходимые для живого организма»[3]. Только не следует полагать, что в соответствии с выводами автора, произошел Большой Биологический Взрыв и «…возникновение жизни в целом связано со спонтанным нарушением имевшейся до того в природе зеркальной симметрии»[3]. Хватило нам и одного Большого Взрыва, а асимметрия имела место возникнуть сразу, она «заложена» во всех структурных элементах Вселенной. Без этого не было бы ни звезд, ни планет, ни галактик. Она распространяется и на все биологические системы и их «взрывать» нет надобности. Другой автор в своем труде «Дихотомия правого и левого в живых системах» – А.С. Холманский пишет, что «Философская база парадигмы дихотомии зиждется на «хирально стерильных» законах диалектики (закон подобия, единства и борьбы противоположностей). Они не содержат правил комбинирования дискретных форм материи, обусловивших асимметрию между право— и левовинтовым движением на уровне элементарных частиц. Поэтому открытыми остаются вопросы: почему процесс самоорганизации мира уже в самом начале предпочел частицы, а не их зеркальные антиподы – античастицы? Существует ли в природе универсальный физический фактор, под действием которого мир, а затем и биосфера приобрели дисимметрию и хиральность?»[11]. Могу ответить и А. Холманскому – это действительно универсальный физический фактор и эта хиральность, асимметрия является составляющей частью образования всех открытых, живых систем и самой Вселенной в целом. Это свойство материи определяет все процессы самообразования систем.

Хиральность – это свойство присуще и молекулам, быть несовместимой со своим зеркальным отражением любой комбинацией вращений и перемещений в трехмерном пространстве. Это определение является следствием общего принципа самообразования открытых, живых систем, которое основывается на асимметричном строении составляющих подсистем. Для совершения того маленького шажка, который отделял просто открытые системы от живых необходимо знать, что даже на этом молекулярном уровне существуют механизмы переноса, запоминания информации. Действуют они на атомном и субатомном уровне, на уровне частиц, из которых состоят атомы. Поэтому не просто так мною было включено в постулаты пункты о самообразовании частиц. Так мы должны сделать вывод о том, что эпохальное возникновение открытых, живых систем проходит путь, начиная с участия элементарных частиц, плазмы, молекул до белковых организмов. Для представителей белковых систем – прохождение этого пути от выстраивания нуклеиновых кислот в молекуле РНК и последующих эволюций в ДНК представляется более или менее изученной задачей.