Николай Курчанов - Антропология и концепции биологии

Разными авторами предлагались различные «кандидаты» на роль «первичной» биомолекулы. Вначале выбор шел между молекулами белка или ДНК. В настоящее время большинство биохимиков-эволюционистов видят в этой роли молекулу РНК. Недавно открытая каталитическая активность РНК позволяет предположить, что на определенной стадии биохимической эволюции РНК совмещала функции переноса информации и катализа (Gesteland R. [et al.], 1999). Согласно такому сценарию, вначале молекулы РНК выполняли каталитическую функцию для самокопирования, а затем стали синтезировать белки. В ходе биохимической эволюции РНК передала каталитическую функцию белкам, а роль хранителя генетической информации – ДНК. За РНК осталась функция посредника в процессе реализации генетической информации, которую она выполняет по сей день.

Этапы химической эволюции получили неплохое экспериментальное подтверждение. Однако судьбоносный шаг к явлению жизни оставляет еще много сложных вопросов. Решающую роль в возникновении жизни, вероятно, сыграла способность нуклеотидов к специфическому спариванию. Благодаря этой способности, синтезированный полимер нуклеотидов мог служить матрицей для новой комплементарной цепи.

Таким образом, 3,5–4 млрд лет назад на Земле, возможно, возникли самореплицирующиеся системы нуклеиновых кислот, и в настоящее время механизм матричного синтеза занимает центральное место в процессах передачи информации в биологических системах.

Для обеспечения структурных и функциональных потребностей будущего организма идеально подходят другие молекулы – белки, отличающиеся удивительным разнообразием. Взаимосвязь белков и нуклеиновых кислот стала вторым важным шагом на пути биохимической эволюции. Единство генетического кода всех ныне живущих организмов показывает, что такой «симбиоз» произошел на самых ранних стадиях.

И, наконец, третьим критическим моментом биохимической эволюции было возникновение мембран, определяющих пространственную изоляцию «предклеток». Некоторые авторы считают стадию образования мембран началом пути, ведущего к живой клетке (Morowitz Н., 1992). Идеальным кандидатом на роль первичной мембраны служат липидные пузырьки, возникающие самопроизвольно, в соответствии с законами физики и химии.

Конечно, такая схема является только предположительной. Даже разработанная в теории «минимальная клетка» (в природе к ней ближе всего стоят клетки микоплазмы ) представляет собой исключительно сложную систему. Не согласуются между собой результаты молекулярно-генетических и палеонтологических исследований. Согласно расчетам, жизнь на Земле должна была возникнуть около 2 миллиардов лет назад, однако обнаруженные углеродистые включения заставляют предположить, что она уже существовала около 3,8 млрд лет назад. Проблема возникновения жизни остается одной из самых волнующих загадок мироздания. Для ее разрешения в настоящее время весьма перспективным представляется системный подход.

Немецкий биохимик М. Эйген, лауреат Нобелевской премии 1967 года, стал автором теории молекулярной самоорганизации добиологических процессов . Она позволяет применить представления кибернетики к эволюции живых организмов.

М. Эйген заметил, что ферментативные реакции могут формировать сложные сети и замкнутые циклы. Эти циклы, в которых одна химическая реакция обусловливает протекание другой, он назвал гиперциклами. Сети и циклы весьма устойчивы, способны к самовоспроизведению и даже к коррекции ошибок, т. е. они способны нести информацию. Информация в теории М. Эйгена оценивается по способности макромолекул к самовоспроизведению. Он показал, что самовоспроизведение возможно до образования генетических структур, что возникновение жизни на Земле стало возможным благодаря процессу нарастающей организации неравновесной химической системы с образованием многочисленных петель обратной связи.

Модель М. Эйгена хорошо согласуется с представлениями И. Пригожина для открытых систем. Она является одной из наиболее привлекательных гипотез возникновения жизни.

Психофизиологическая проблема, как проблема соотношения физиологического и психологического служит поводом для ожесточенных научных споров с давних времен. Эта проблема конкретизируется в следующих вопросах (Никандров В. В., 2005):

• Можно ли описать психические явления в физиологических терминах?

• Можно ли психические процессы напрямую увязать с нейрогуморальными?

• Можно ли утверждать, что мозг порождает наши чувства и мысли?

Сложность в объяснении свойств отражения объективного мира и специфики психического являлась причиной постоянного возникновения дуалистических и идеалистических концепций.

Не разбирая многочисленные теории и подходы к решению психофизиологической проблемы, отметим, что она и сегодня является ключевой проблемой для естествознания, психологии, философии. Как и в предыдущем вопросе, с позиции научной методологии относительно перспективным для ее решения представляется системный подход.

Первый шаг в этом направлении был сделан П. К. Анохиным (1898–1974) в его « теории функциональных систем». Ведущее значение в системном подходе П. К. Анохин придавал системообразующему фактору , который, являясь неотъемлемым компонентом системы, создавал бы упорядоченность взаимодействия ее компонентов. Кроме того, этот фактор должен быть аналогичным для сравниваемых систем, позволяя использовать систему как единицу анализа (Анохин П. К., 1975). Таким системообразующим фактором в теории Анохина стал эффект приспособления организма к условиям среды. Важным компонентом теории является также понятие акцептора результатов действиякак модели будущего результата, формируемой до его появления. Закономерности формирования и функционирования акцептора результатов действия были проанализированы в многочисленных экспериментах, в основном касающихся природы поведения. Работы П. К. Анохина затрагивают ряд сложных философских вопросов: телеологии, происхождения жизни, специфики сознания и др.

Следует отметить, что простое совпадение психических феноменов и нейрофизиологических процессов проблемы не решает, поэтому важен поиск адекватных связей между ними. Исходя из системного подхода, решение, возможно, следует искать в сопоставлении психических явлений не с отдельными нервными процессами, а с их системой. Системный уровень может выражаться информационным содержанием мозговых процессов, обеспечивающих психическую функцию. Соотношение между психикой и нейрофизиологическими процессами можно рассматривать по аналогии соотношения информации и ее носителя (Батуев А. С., 2005).