Философские проблемы биологии

Наряду с белками исключительно  важную роль в живой системе играют нуклеиновые кислоты, которые осуществляют хранение и передачу генетической информации во всех живых организмах. В частности, именно нуклеиновые кислоты обеспечивают воспроизводство белков той же структуры  и того же состава, которые имеются  у родительской клетки. Существует два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Молекула ДНК представляет собой две полимерные цепи, которые состоит из четырех  типов нуклеотидов: аденин, гуанин, тимин и цитозин, которые принято  обозначать символами А, Г, Т, Ц. Последовательность звеньев-нуклеотидов – это код, особенностями которого определяют наследуемые признаки живых организмов.

Таким образом, молекулярный смысл понятия «ген» следующий: он представляет собой последовательность 4 нуклеотидов, несущих в себе информацию о структуре белка. Определенная последовательность нуклеотидов –  это генетический код, который определяет последовательность аминокислот в  синтезируемом белке. Важнейшей  особенностью генетического кода является его универсальность. Все биологические  организмы, начиная с простейших и кончая высшими животными, в  своей основе имеют один и тот  же генетический код, который, естественно, отличается длиной. Универсальный характер генетического кода ставит проблему механизма его возникновения, а  степень различие в элементах  кода между разными видами живого позволяет судить о степени их генетического родства.

Проблема происхождения жизни

Среди философских проблем  биологии проблема происхождения жизни  занимает, несомненно, одно из главных  мест. Ведь она стала осознаваться и решаться людьми задолго до возникновения  не только биологии, но и философии. Так, описание появления живых существ из воды и типы мы находим уже в древнейших клинописях Вавилонского царства. Аналогичные рассказы о самозарождении насекомых, змей и мышей имеются и в письменных источниках Древнего Китая и Индии. С формированием философии, а затем и биологии этот вопрос разрабатывается уже на профессиональной основе представителями той или другой науки.

К настоящему времени обозначились четыре основных подхода к ее решению  гипотезы:

1) сотворения живых существ  богом (креационизм);

2) перманентного зарождения  живых организмов из неживого  вещества;

3) панспермии;

4) однократного возникновения жизни на Земле.

Креационизма придерживаются сторонники всех наиболее распространенных религиозных учений. Согласно ему  жизнь и живые существа на Земле были созданы богом. Именно с этого начинается, например, Ветхий завет священная книга христиан и иудеев. Причем в нем отражены даже не одна, а две версии сотворения мира и его обитателей. Если следовать первой, то мир был сотворен богом за шесть дней. Вторая же утверждает, что мир был рожден им сразу.

Поскольку Ветхий завет содержит генеалогию всех прародителей израильтян (кто сколько жил и кого родил), то можно вычислить время сотворения мира, а следовательно, и первых живых существ.

 Так, в 1654 г. архиепископ  Литер из Ирландии пришел к  выводу, что бог сделал это  23 октября 4004 г. до рождества  Христова. Некоторые из современных теологов называют другую дату - 7 октября 3761 г. до рождества Христова. Однако с точки зрения современной науки оба эти утверждения представляются совершенно несостоятельными: получается, что мир был создам тогда, когда на Ближнем Востоке, как показывают археологические находки, уже существовала хорошо развитая цивилизация. Более того, согласно научным данным возраст Земли составляет около 4,5 млрд лет, что не идет ни в какое сравнение с возрастом, вычисленным на основе библейских сказаний.

Стремясь избежать явного противоречия с наукой, некоторые  современные теологи указывают, что божественный день это не 24 обычных  часа, а значительно больше - быть может, целая геологическая эпоха. Правда, пока подобная точка зрения не была официально признана церковью. Ведь ее принятие неизбежно потребует пересмотра также многих других библейских положений, носящих характер догм.

Гипотеза перманентного  зарождения живых организмов из неживого вещества, как уже отмечалось, получила распространение в Древнем Вавилоне, Индии и Китае. Она сосуществовала здесь вместе с креационизмом  — иногда как его альтернатива, но чаще как дополнение. Подобных воззрений  придерживался и Аристотель. В его биологических трудах приводятся многочисленные «достоверные» примеры самопроизвольного зарождения растений, насекомых, лягушек, мышей и морских животных. Причину этого он видел в существовании в солнечном свете, воде и гниющем мясе некого активного начала, которое при подходящих условиях может создать живой организм.

С распространением христианства идея перманентного зарождения оказалась, по сути, под запретом: ее признавали лишь те, кто верил в колдовство и поклонялся нечистой силе. Однако в новое время, когда влияние религии ослабло, она вновь возрождается. Так, в XVII в. известный исследователь физиологии растений Я. Б. Гельмонт (1579 - 1644) описал эксперимент, в котором ему якобы удалось получить живых мышей из зерна и грязного белья, находившихся в открытом кувшине двадцать одни день.

По мере того как строгость  научных экспериментов постепенно возрастала, сторонники самозарождения живого были вынуждены все более  ограничивать круг существ, в отношении  которых это признавалось возможным, пока он не сузился до микроорганизмов, или, как их называли в XVIII в., «мельчайших  живых зверьков».

Наконец, в середине XIX в. благодаря опытам французского микробиолога и иммунолога Л. Пастера (1822 - 1895) было окончательно доказано, что и микробы не способны самозарождаться.

С этого времени положение  «все живое происходит только от живого»  начинает считаться важнейшим принципом  биологии. Но коль скоро для появления  любого живого организма необходим  другой живой организм, причем такого же рода, то естественно возник вопрос, откуда взялся самый первый живой  организм.

Сторонники гипотезы панспермии полагают, что из космоса. Данной позиции  придерживались такие крупные ученые XIX в., Ю. Любих (1803 - 1873), В. Томсон (1824 -1907), Г. Гельмгольц (1821 - 1894). Последователи этой идеи имеются и среди современных ученых, например известные английские астрофизики Ф. Хойл (1915 г. р.), астроном Дж. Берне из Корнельского университета США и др.

При этом, однако, следует  иметь в виду, что во взглядах представителей науки XIX и XX вв. имеется  очень существенное отличие: если первые полагали, что жизнь во Вселенной, как и материя, вечна и никогда  не возникала, то вторые настаивают только на том, что зародыши, пли «споры», жизни, появившейся в том или ином месте Вселенной, могут распространяться по крайней мере на ближайшее окружение, например соседние планеты или звездные системы. Причина этого расхождения вполне понятна. Ведь современная космология, выводящая состояние Вселенной нашего периода из состояния со сверхвысокой температурой и плотностью, исключает возможность вечного существования жизни. Так что классический вариант гипотезы панспермии может представлять сейчас лишь чисто исторический интерес.

Что же касается возможности  переноса микроскопических живых организмов с одного небесного тела на другое, на чем настаивают сторонники «обновленного» варианта, то она может оказаться  вполне реальной, тем более что  есть ряд сообщений о нахождении в метеоритах объектов, напоминающих окаменелые остатки примитивных  форм жизни. Правда, доводы в пользу их биологической природы не кажутся  большинству современных ученых достаточно убедительными.

По, пожалуй, самый весомый  аргумент против идеи панспермии дали исследования земных микроорганизмов  с помощью метеоракет. Они показали, что на высоте более 77 км жизнеспособные микроорганизмы уже не обнаруживаются. Космические факторы (глубокий вакуум, сверхнизкая температура, потоки частиц космического излучения) оказываются для них фатально губительными. Но если земные микроорганизмы не в состоянии преодолеть, сохраняя при этом жизнеспособность, даже столь незначительные но космическим меркам расстояния, то вполне естественно предположить, что и их далекие предки были не способны на это. «Это было бы возможно, например, для клетки, герметично «замурованной» внутри метеорита или межзвездной пылинки. Однако, это представляется маловероятным и, очевидно, может быть сделано только искусственно».

Учитывая последнее обстоятельство, нельзя не признать ЛОГИЧНОЙ (хотя совершенно фантастической) гипотезу направленной панспермии, которая появилась в 70-х гг. XX в. Согласно ей жизнь на нашей планете результат сознательной деятельности внеземных существ, которые сеют семена жизни по Вселенной. Поэтому все, что происходит на Земле, возможно, не более чем биологический опыт какого-то инопланетного ученого (или даже студента).

Гипотеза однократного возникновения  жизни фактически включает ряд концепций. Ведь ответ на вопрос, где зародилась жизнь, чтобы быть убедительным, должен объяснить и то, как она зародилась. А вариантов понимания данного  процесса существует не меньше, чем  специалистов в этой области. По в  наиболее общем плане можно выделить два основных направления:

1) рассмотрение зарождения  жизни как события сугубо случайного, т. е. изначально маловероятного;

2) утверждение, что процесс  появления жизни на Земле носил  закономерный характер.

К сторонникам случайного возникновения относятся некоторые  известные генетики, например американский ученый Г. Маллер (1890 - 1967), который еще в 1929 г. высказал предположение, что на Земле чисто произвольно родилась единичная «живая генная молекула», которая и стала прародительницей всего живого. В некоторых современных учебниках по биохимии говорится даже о случайном возникновении полного генетического кода необходимого условия для размножения живой клетки. «Между тем, как отмечал в этой связи известный биохимик академик А. И. Опарин, вероятность такого события не превышает вероятность того, что обезьяна, случайно ударяя по клавишам пишущей машинки, напишет трагедию Шекспира „Гамлет"». Идея чисто случайного появления первой «живой молекулы» может быть принята лишь в предположении, что либо нам просто необыкновенно повезло, либо здесь не обошлось без божественного вмешательства.

Однако существуют и такие  гипотезы, в которых этот процесс  рассматривается как закономерный. Подобной точки зрения придерживался, например, Ф. Энгельс. Жизнь, полагал  он, есть особая форма движения материи  и возникает всегда и везде, где  для этого создаются надлежащие условия.

Тем не менее одних лишь философских аргументов для обоснования  рассматриваемой позиции еще  недостаточно. Вот почему усилия большинства  современных сторонников данного  направления сосредоточены главным образом на том, чтобы доказать, что 4,5 млрд лет тому назад на только что сформировавшейся Земле действительно существовали условия, благоприятствовавшие возникновению жизни. Примером может служить изданная в 1924 г. работа А. И. Опарина (1894 1980) «Происхождение жизни».

Эволюцию углеродистых соединений, приведшую к появлению первичных  живых существ, по его мнению, можно  разделить па два основных этапа: химический и предбиологический. На первом в земных водоемах происходили синтез и постепенное накопление органических соединений. Кроме аминокислот здесь были и предшественники нуклеиновых кислот, сахара, фосфаты и многое другое. Данный процесс был возможен, поскольку первичная атмосфера Земли не содержала свободного кислорода и состояла в основном из паров воды, углекислого газа, водорода, азота и аммиака. Поэтому возникающие па поверхности Земли органические вещества могли накапливаться, не окисляясь.

На втором этапе, когда  концентрация этих веществ в «первичном бульоне» стала достаточно значительной, в нем появляются небольшие (несколько  микрометров) коллоидные образования, способные к относительно длительному  самостоятельному существованию и  далее росту. Как полагал А. И. Опарин, они обладали следующими качествами:

1) относительной устойчивостью; 

2) возможностью обмена  с окружающей средой низкомолекулярными  веществами;

3) способностью к росту,  увеличению в объеме в результате  поглощения веществ из окружающей  среды; 

4) возможностью деления,  точнее, почкования, т. е. распада  на две пли более системы,  обладающие теми же свойствами;

5) способностью к слиянию  двух или более систем в одну (своего рода зачаток генетической рекомбинации).

Благодаря этому коацерваты были способны эволюционировать под  действием естественного отбора, и это в конце концов привело  к образованию простейших живых  систем.

В настоящее время существования  объектов типа коацерватов доказана экспериментально. Правда, в опытах никому не удалось наблюдать их эволюцию. Но, возможно, этот процесс идет очень медленно, гораздо медленнее биологической эволюции. Впрочем, нельзя исключать, что коацерваты действительно не в состоянии развиваться в живые образования и объектами предбиологической эволюции, если она все же происходила, были какие-то другие системы

Проблемы, связанные с пониманием механизмов эволюции

Следует заметить, что идея эволюции живого была знакома уже  античности. Например, Эмпедокл в V веке до н.э. говорил, что организмы образуются на основе случайного сочетания отдельных органов, причем нежизнеспособные сочетания вымирают, а удачные сохраняются. Несмотря на это до XIX века общепринятым было мнение, что все разнообразие живой природы возникло сразу в результате акта божественного творения и с тех пор существует в неизменном виде.