нуклеотиды и аминокислоты, используя углерод и азот прямо из атмосферы.
Подобные реакции протекают за счет энергии солнечного света (механизм
фотосинтеза). В результате в виде отходов в земной атмосфере начал
накапливаться кислород. Создались условия, в которых могли развиваться более
сложные типы организмов: как только одна группа клеток преуспела в синтезе
органических молекул из неорганических веществ, другие получили возможность
существовать, питаясь ими и продуктами их жизнедеятельности.
Почти 3 миллиарда лет длилась эпоха безраздельного царствования на
нашей планете одноклеточных. Да и сегодня эти организмы-невидимки составляют
более половины всей биомассы Земли.
Шло время. Около 1 миллиарда лет назад появились первые многоклеточные
организмы. Настал очередной, шестой по нашей классификации, этап организации
материи.
Чем объяснить их возникновение? Как и во всех предыдущих случаях,
переход на следующую ступень позволяет заполнить новую нишу, использовать
ресурсы, недоступные независимым составляющим предыдущего уровня. Например,
наличие множества клеток позволяет растению достичь больших размеров, иметь
корни в земле (где определенные клетки поглощают воду и питательные
вещества) и листья в воздухе (где другие клетки могут эффективно улавливать
энергию солнечных лучей). Ствол состоит из специализированных клеток,
образующих каналы для транспорта воды и пищи. Другая группа клеток образует
слой коры, защищающий внутреннюю часть ствола. Растение, как целое, не
конкурирует с одноклеточными, его способ выживания и размножения совершенно
иной.
Сначала одноклеточные стали объединяться в колонии. Постепенно они все
больше специализировались и кооперировались, образуя единый координированный
организм, обладающий более широкими возможностями, чем любая из его частей.
Я недоуменно подвигал бровями и поинтересовался у Аида, как подобное
взаимодействие оказалось отражено в наследственности. Понятно, когда
рыба-прилипала всю жизнь проводит возле акулы, но они разные, рождаются
совершенно независимо и не являются единым организмом.
Это совсем другой случай, говорил старец. Клетки, объединившиеся в
единое целое, имеют и единую ДНК. В упрощенном виде можно представить такой
пример: пусть одна клетка умеет самостоятельно двигаться к теплу и свету, а
другая способна к фотосинтезу. После их объединения в единый организм
(процесс зависит от случая и может длиться миллиарды лет) их ДНК срослись,
образовав в два раза более длинную цепь. Такая цепь передается по
наследству, присутствует во всех клетках организма. Но в двигательных -
открыта для синтеза соответствующих белков только одна половина
("расстегнута одна часть молний"), а в фотосинтезирующих - другая
("расстегнута другая часть молнии"). В результате новый организм, состоящий
из двух соединенных между собой типов клеток способен плыть по направлению к
свету (например, на поверхность), а, следовательно, развивается более
эффективно. Нетрудно догадаться, что подобное строение и позволяет зачастую
наблюдать чудо превращения типа гусеница - бабочка: в клетках открываются
закрытые ранее части ДНК, и они совершенно меняются (синтезируются другие
белки).
По этому же принципу устроены ДНК всех организмов, включая
человеческий, хотя специализация обычно достигается не присоединением частей
ДНК посторонних клеток, а за счет изменчивости собственной и
соответствующего отбора. Например, у человека, как, впрочем, и у других
позвоночных, можно различить около 200 основных клеточных типов. Внутри
каждого типа существует большое количество более тонко различающихся
вариантов. Каждая клетка животного содержит ДНК длиной около метра (примерно
три триллиона нуклеотидов). ДНК свернута и плотно уложена в ядре (по мере
необходимости развертываются и "расстегиваются" её отдельные части) КАЖДОЙ
клетки организма. Это образование уже можно наблюдать в микроскоп. Оно
называется - хромосомы. Кроме ДНК в их состав входят органические молекулы -
бабины, на которые собственно наматываются и разматываются части ДНК;
разнообразные другие обслуживающие: раскручивающие, разрезающие,
расшивающие, синтезирующие белки, транспортные (подвозящие аминокислоты) и
множество других. Если последовательность нуклеотидов ДНК человека (или
другого млекопитающего) в виде последовательности букв напечатать в книгу,
то потребуется 1000 томов по 500 страниц. На создание подобных организмов у
природы ушло 4 миллиарда лет. Сколько энергии Солнца было использовано на
это!
Потрясенный масштабом, уровнем сложности, достигнутым в процессе
эволюции, я задумался и перестал слушать старца. Меня поражала, прежде
всего, та неизбежность, с которой в течение миллиардов лет шла организация
материи. Словно непреодолимая сила, постоянно создает порядок, постепенно
охватывая всё большее пространство! Упорядоченность в пространстве
сопровождается упорядоченностью во времени. Похоже, этот процесс есть некий
закон, определенным образом связанный с расширением Вселенной!
Глоток ароматного напитка вернул меня к реальности.
- Организм (животное, растение), состоящий из клеток - шестая ступень
Мироздания, предшествующая ступени - общество (сверхорганизм), состоящее из
организмов (сверхклеток - людей). Изучая эту шестую ступень на примере
клетки, живущей внутри животного, легче понять место и роль человека,
живущего внутри общества, суть поведенческих законов, которым он вынужден
подчиняться, - Аид внимательно посмотрел мне в глаза. - Разобраться в этом
лично для вас особенно необходимо. В конечном счёте, поняв это, можно понять
смысл жизни человека. Поэтому я хочу чуть подробнее остановиться на
некоторых принципах внутриклеточного устройства сложных организмов.
Он погрузился в изложение научных данных, стараясь избегать новых
терминов и выделять только самые главные аспекты. Вот что я понял в самых
общих чертах...
Устройство организма, принципы взаимодействия клеток аналогичны таковым
в государстве. Клетки, как и люди, нуждаются в обмене информации друг с
другом - для регуляции своего развития и организации в ткани, для контроля
процессов деления и для координации функций. Взаимодействие клеток
осуществляется тремя способами: 1) клетки выделяют химические вещества,
служащие сигналами для других клеток, расположенных на расстоянии; 2) они
несут на своей поверхности сигнальные молекулы, оказывающие влияние на
другие клетки при непосредственном физическом контакте; 3) образуют между
собой щелевые контакты (отверстия в мембранах), что делает возможным прямой
обмен некоторыми малыми молекулами.
Внутри каждого способа "общения" существуют вариации. Далее: далеко не
все клетки неподвижны. Часть из них, например, разнообразные лейкоциты,
фагоциты и другие, постоянно странствуют по организму. Кстати, первые из них
выполняют функции следователей, а вторые - полицейских.
Управляет всем этим сложнейшим "государством" нервная система (верно
для организмов стоящих на эволюционно высоком уровне развития), образованная
особыми клетками - нейронами.
На протяжении многих поколений эволюция совершенствует структуру
организма, доводя её до оптимальной, и приводит в соответствие со средой
обитания. Однако повсюду наблюдаются изменения, которые происходят слишком
быстро для того, чтобы могла выработаться эволюционная адаптация. Ну,
например, первобытному неподвижному кальмару требуется быстро уплыть, если
он оказался в агрессивной среде. В таких условиях наиболее приспособленными
оказались организмы, научившиеся мгновенно адекватно ответить.
У многоклеточного организма сигнал, связывающий восприятие с действием,
должен быстро передаваться от одних клеток к другим и в строго определенное
место. Химические вещества передают сигнал медленно и, к тому же, во все
стороны. Для выполнения этих функций, постепенно профилируясь из обычных,
появились нервные клетки. Их тела, имеющие короткие отростки - "антенны",
чувствительны к химическим или физическим стимулам, а длинный отросток-аксон
(порой до метра) передает сигнал к группе других клеток (например, к
мышечным волокнам, вызывая их сокращение). Сигнал по аксону перемещается
электрохимически (волной ионных потенциалов), со скоростью примерно 100 м/с.
Конечно, это в 3 миллиона раз медленнее скорости движения электрического
импульса по проводам, но для организмов вполне достаточно. Тело нейрона по
функции реакции аналогично простейшей микросхеме, а аксон - проводу, по
которому передается электрический импульс. Сходство усиливает изоляция
аксона от окружающих клеток (между которыми он проходит) специальными
клетками, намотанными на нервный отросток наподобие пластика, изолирующего
обычный провод.
Одиночный нейрон человека не очень отличается от одиночного нейрона
червя (как, впрочем, и другие типы клеток). Преимущество нервной системы
человека основано на огромном количестве входящих в неё клеток и, самое
главное, на способе их соединения друг с другом, что позволяет резко
расширить возможности в передаче, комбинировании и интерпретации входящих
сигналов, а также в координации сложных последовательностей действий.
Первые примитивные организмы с нервной системой, имели одиночные
нейроны, распределенные по телу, и отвечали на раздражение жестко
запрограммированными действиями (например, сокращением мышц). Аналог в
электротехнике: нажал кнопку - загорелась лампочка. В процессе эволюции
нервная система совершенствовалась. Группы нейронов объединялись, образуя
систему, приближенную по возможностям к относительно простым изделиям
электроники типа телевизора или усилителя. Все функции по-прежнему жестко
запрограммированы количеством и связями между нейронами (информация об этом
содержится в ДНК). Примером подобного организма является улитка.
Структура связей и взаимодействия между нейронами всё усложнялась,
совершенствовалась естественным отбором лучших из случайных мутаций.
Появились нервные системы, управляемые большой группой сложно соединенных
нейронов, устройством, подобным примитивному компьютеру (образовался
простейший головной и спинной мозг). Этот компьютер с помощью "проводов", т.
е. нервных отростков (аксонов), соединен с многочисленными структурами:
органами чувств, доставляющими входную информацию и мышцами или железами,
реализующими выходные команды. Имеются также связи с группами нервных
клеток, расположенными в других частях тела и служащими вспомогательными
"микрокомпьютерами".
По большей части поведение таких животных еще остается
запрограммированным, хотя и исключительно сложным; но уже появляются
некоторые возможности накопления опыта и обучения. Например, без всякого
обучения самец мухи спаривается с самкой, а паук плетет свою паутину. Все
эти действия, в конечном счёте, предначертаны в ДНК этих видов, которая
контролирует характер связей между нервными клетками. Но у подобных животных
не всякое поведение генетически предопределено. Например, можно научить муху
избегать специфического запаха, если неоднократно сочетать его с получением
электрического удара. Отсюда можно сделать важный вывод: на этом уровне
развития мозг являет собой не просто совокупность объединенных в сложную
сеть нейронов (аналог электронной начинки компьютерного процессора), но и
некую относительно примитивную программу, функционирующую в нём и способную
к элементарному обучению. Под влиянием такой программы могут происходить и
изменения нейронных связей, и выработка определенных сигнальных молекул,
чем, в конечном счете, обуславливается долговременная память.
Очень важно понять, разъяснял старец, что такого рода, пусть
сверхпримитивная, саморазвивающаяся программа есть как бы новая сущность,
зачатки которой хотя и заложены в ДНК, но далее её развитие происходит
самостоятельно, под влиянием внешней среды. А так как внешняя среда никогда
не может быть полностью одинаковой, то и такая программа у каждого
организма, даже одного вида, будет разной. Если ДНК - это информация,
зашифрованная в "складках" материи (определённая последовательность атомов в
цепочке), то программа - это информация, зашифрованная последовательностью
электрических импульсов и напряжений.
Такая саморазвивающаяся программа достигла совершенства у
млекопитающих, появившихся около 70 миллионов лет назад и, дойдя до своей
высшей фазы у человекоподобных, позволила объединить их в единое целое -
примитивный общественный "организм". Когда индивидуум умирает, первым делом
разрушается программа собственного "я". Так называемая "душа" не улетает в
какой-то рай. Эта информация просто навсегда исчезает. Другое дело, если её
как-то считать и запустить в аналогичную модель среды в достаточно мощном
компьютере - ведь там тоже программа кодируется последовательностью
импульсов и напряжений. А раз "душа-программа" способна функционировать вне
тела (но на другом материальном носителе), следовательно, она есть
самостоятельная сущность, правда, находящаяся в определенной взаимосвязи и с
телом, и с обществом. Аид сожалел, что в моё время многие ученые этого не
понимали, и сами давали "прижать" себя в споре, начисто отрицая
существование "души" - ведь у их оппонентов всегда находились
соответствующие доводы: "душа" ведь и вправду есть! Просто это всего лишь
программа, программа личности собственного я.
То, что она именно программа (пускай сверхсложная, саморазвивающаяся),
доказать легко. Например, известно, что сумасшествие, слабоумие и другие
"душевные" болезни представлены огромным разнообразием. Причиной могут быть
и плохая наследственность (дефекты части ДНК, ответственной за это), и
механические повреждения мозга, и болезни, опухоли, поражающие нервные
клетки. Но часто бывает, что в мозгу нет никаких нарушений. Человеку что-то
сказали (допустим, матери, что умер её ребенок), и он сошел с ума. Сильное
нервное потрясение может вызвать сбой. Но так как мозг, его нейроны, связи
между ними в полном порядке, остается единственная возможность: сбой в
системе импульсов и напряжений между ними. В этом случае какой-то блок
программы будет работать неправильно или вообще перестанет функционировать.
"Действительно, - размышлял я. - Как мне это раньше в голову не
приходило? Я ведь постоянно работал с компьютерами. Запущенная программа в
случае сбоя (причины могут быть разные - от вирусов до электропомех, от
включенной дрели) зачастую начинает работать так, как будто сошла с ума: то
выдает не те значения чисел и рисунки, то начинает выводить на экран
немыслимые кляксы, то отказывается выполнять мои указания. А ведь компьютер,
его электронные составляющие в полном порядке! Небольшой сбой именно в
последовательности импульсов и напряжений. Если компьютер выключить, а затем
снова включить, по новой запустив в него исправную программу, она будет
опять работать нормально!"
- Я хочу закончить описание этого этапа организации материи, - вернул
меня к действительности глухой голос старца, - тремя замечаниями. Первое -
все клетки выполняют свою функцию и существуют ради успешной
жизнедеятельности всего организма, а не наоборот. Второе - в организме
ежедневно рождаются и умирают десятки тысяч клеток, не возобновляются только
нервные. Третье - двуполое существование и размножение не есть что-то
особенное, исключительное. Это очередное приобретение эволюции. При бесполом
размножении потомство идентично родительскому организму. В отличие от этого,
при половом размножении происходит смешивание частей ДНК двух разных особей
одного вида, и потомки самым непредсказуемым образом отличаются и друг от
друга, и от родителей. И в этом великая целесообразность: если родители
производят много потомков с разными комбинациями ДНК, имеется больше шансов
на то, что хотя бы один из них окажется хорошо приспособленным для будущих
жизненных обстоятельств, какими бы они ни были. Ещё одно преимущество
двуполых: в каждой клетке ДНК представлена двумя несильно отличающимися
копиями - по одной от каждого из родителей; однако для выживания достаточно
одной ДНК. Поэтому какой-то кусок добавочной копии (ген) может меняться и
служить исходным материалом для создания чего-то нового. Вредная мутация в
этом случае не смертельна, так как остается запасная, нормальная ДНК, на
которую и переключится синтез необходимых белков. У двуполых организмов
прогресс базовой ДНК в сторону большей приспособляемости идёт в тысячи раз
быстрее, чем у однополых.
Я допивал непонятный коктейль. Именно в силу свой новизны,
исключительно приятного вкуса он доставлял особое наслаждение. Уже несколько
часов я слушал ИИ, а мы только приблизились к самому главному. И пока ничего
особенно нового он не сказал. Ну ладно, положим, его теория по-своему
стройна и красива. А красота и истина - обычно вещи тождественные. Обычно,
но не всегда. Аид должен, должен поведать мне нечто такое... такое, что
действительно полностью перевернуло бы мои представления о себе, о мире! Да,
я люблю Тейлу! Но я уже не тот пылкий юноша, миновали времена, когда,
повинуясь всеохватывающему чувству, я мог слепо пойти за ней, словно
укрощенный бычок, которого ведут за продетое в ноздрю кольцо... Тем более
речь идёт не только обо мне, моих друзьях. Судьба человечества повисла на
волоске. Кто знает истину: ИИ или Магистр? Точнее, не знает (знать - это ещё
не значит, открыто говорить), а кто прав в этом споре? Кто действительно
думает не о себе, а о развитии Цивилизации? Я ощущал тяжесть
ответственности. Несмотря на внешнее спокойствие, в глубине моей души
скребли кошки. Постепенно я всё больше погружался в пучину безотчетного
страха и тоски. Страха совершить непоправимую ошибку. Выбор предстояло
сделать сегодня...
- Итак, мы дошли до седьмой ступени Мироздания: объединение организмов
в единое целое - общество (сверхорганизм), - блестящие губы Аида сложились в
улыбку. - Прорыв на этот уровень тоже произошёл из одного вида
животных-полулюдей-полуобезьян. Сначала это были просто обезьяны, умеющие
Новинки >> Русской фантастики (по файлам) | Форумов | Фэндома | Книг