ЭВМ и живой организм - Драбкин Александр Семенович - Страница 7

Итак, перебрав различные воздействия и явления, остается лишь сделать бесспорный вывод: повторяющиеся последовательные воздействия представляют собой универсальную форму связи уже сложившихся живых существ с окружающей их средой.

У любознательного читателя немедленно встает вопрос: с помощью каких же конкретных механизмов жизненно важные повторяющиеся события приспосабливают организм к себе? В каких интимных процессах живых клеток могли бы отразиться повторные воздействия внешнего неорганического мира на уже оформившиеся живые существа?

Чтобы ответить на этот вопрос, снова обратимся к упоминавшимся работам академика А. И. Опарина. Как считают ученые, простейшие живые существа нашей планеты представляли собой «открытые системы», которые были связаны с окружающей средой через ряд химических превращений. Эти превращения начинались на границе живого многомолекулярного образования. Они продолжались целой цепью отдельных реакций и заканчивались вредным или полезным для жизни итогом.

Каждое из внешних, по отношению к организму, явлений отражается в химическом составе самого живого существа в форме более или менее длинных цепей химических превращений. Эта цепь реакций может иметь характер обмена веществ между организмом и средой. Такая цепь поддерживает жизнь. Но может возникнуть и такая цепь превращений, которая не поддерживает полезного обмена и, следовательно, не поддерживает жизненный процесс. Повторявшиеся много раз одни и те же воздействия неизбежно приводили к облегченному и ускоренному развитию соответствующих химических реакций организма. Повторяемость была как бы тем «катком», который «укатывал дорогу» для быстротекущей реакции.

Как отметил академик А. И. Опарин, последовательность и быстрота реакций протоплазмы – решающие факторы материальной организации первых живых существ.

Таким образом, ускорение тех или иных реакций в результате повторяемости внешних воздействий, своеобразный «катализ» процессов имел существенное значение для развития живого. Заметим попутно, что такой «катализ» ускорял реакцию во множество раз. На первых стадиях существования жизни именно «принцип максимальной скорости» дал возможность сформулировать пути преимущественных реакций, которые развивались чрезвычайно быстро.

И здесь, когда одна определенная реакция (или группа определенных реакций) под воздействием многократно повторяющихся явлений стала доминировать над остальными, живые организмы приобрели некоторую особенность, которая в дальнейшем оказала решающее влияние на всю эволюцию живого.

ВЗРЫВАЮЩАЯСЯ ЦЕПЬ

Дело в том, что между последовательными воздействиями внешнего мира и реакциями на них со стороны живого вещества существует определенное несоответствие. Если рассматривать эти процессы с точки зрения времени их осуществления, то в глаза бросится одна закономерность. Внешние события могли происходить в самые разные периоды времени и иметь самые разные истоки. Вместе с тем все эти явления отражались на одном и том же живом существе. При этом в живой материи возникали различные химические реакции, развивавшиеся опять-таки в замкнутом объеме живого образования. Реакции эти могут протекать с различными скоростями, в том числе и с очень большими.

Живая материя «суммирует», «интегрирует» различные воздействия окружающего мира. Последовательно повторяющиеся ряды внешних воздействий, пусть даже разделенных большими интервалами, получили возможность объединять и отражать себя в быстрых химических превращениях живого вещества.

Время как бы разделилось. Одно время – для внешних событий, другое время – для их отражения в живом организме. Деление это, конечно, условное. Для наглядности. Для наглядности же приведем один пример. Внешние факторы (скажем, морской прилив и последующий отлив) воздействовали на организм в непрерывной последовательности в течение суток. Следовательно, химические реакции, развивавшиеся в организме и соответствующие каждой стадии такого воздействия, развивались тоже в течение суток. Однако поскольку химические реакции разыгрывались в небольшом, но весьма сложном образовании, отдельные части которого тесно связаны друг с другом, происходило, как считает П. К. Анохин, очевидное взаимодействие этих реакций. Различные последовательные воздействия на организм привели к образованию ответных реакций; причем реакций непрерывных и взаимозависимых.

В результате сложилась одна совершенно универсальная закономерность: быстрое отражение в цепных химических реакциях организма медленно развертывающихся событий внешнего мира. (Разумеется, мы упрощаем в высшей мере сложную, еще не до конца изученную проблему.)

Чтобы представить этот процесс более наглядно, вернемся к схематическому изображению явлений и событий, которые мы уже применяли раньше.

Допустим, что во внешнем мире развивается последовательный ряд некоторых явлений, которые мы обозначим через 1, 2, 3. Пусть они действуют на организм в течение длительного времени, допустим, на протяжении полусуток (под этими обозначениями могут быть зашифрованы, например, отдельные периоды дня). Каждое из этих явлений вызывает в организме химическое превращение. Обозначим эти ответные реакции через I, II, III.

Кроме того, примем, что ряд внешних воздействий на организм 1, 2, 3 (мы условились, что это может быть восход солнца, полдень и закат) систематически повторяется на протяжении многих лет и имеет важное положительное значение для его существования. Допустим, что под их влиянием устанавливаются определенные постоянные цепи химических реакций, помогающие стабилизации жизненного процесса. Тогда в результате длительного и многократного повторения реакций в организме живого существа между отдельными звеньями таких химических превращений, очевидно, может установиться связь, а весь ряд реакций I – II – III превратится в непрерывную цепь быстро развивающихся взаимодействий.

Все эти условия, создавшиеся уже на самых ранних этапах эволюции живой материи, привели к тому, что организм получил возможность отражать в микроинтервалах времени те последовательные события внешнего мира, которые по самой своей природе могут развиваться только в макроинтервалах времени. Так, можно представить себе постепенное развитие способности первичных организмов отражать внешний неорганический мир не пассивно, а активно, с опережением явлений внешнего мира, развертывающихся последовательно и многократно. Как указывают данные биохимиков, изучающих первичную жизнь, формирование цепей быстропротекающих химических реакций в организме, своеобразный катализ процессов, имел огромное значение для жизнедеятельности, поскольку обеспечил течение обменных Реакций именно в нужном направлении, а не в каком-либо другом. Ускоренное (по сравнению с внешними процессами) отражение внешних процессов в живой материи – вот один из фундаментальных принципов существования живого.

В самом деле, представим себе, что в живом организме установилась единая, общая цепь химических реакций. Ранее реакции вызывались последовательным действием внешних факторов 1–2–3. Если эти факторы разделены значительными интервалами времени, то теперь уже действие только одного первого фактора «1» способно вызвать всю последовательную цепь химических превращений организма.

Так, можно представить себе создание в живом организме условий, при которых скорость химических реакций организма опережала развертывание последовательных, много раз повторяющихся внешних воздействий.

Таким образом, эволюция уже очень рано пошла по универсальному и единственно возможному пути приспособления организма к внешнему миру. Глубокий смысл этого нового свойства первичного организма прежде всего состоит в универсальных и быстрых химических реакциях его. Благодаря их многочисленному повторению, они образуют «дорогу», по которой химические превращения «проносятся» с огромной скоростью. Достаточно подействовать только на комплекс «I», соответствующий первому фактору внешних воздействий «1», как вся цепь химических реакций организма оказывается «взорвавшейся», и процесс возбуждения почти мгновенно пробегает путь от «I» до «III».