Девид Дойч - Структура реальности

Моим одноклассникам и мне приходилось учить наизусть множество «характеристик живых организмов». Все они были просто описательными. Они мало касались фундаментальных концепций. Вероятно, передвижение было одной из таких характеристик – неясным эхом идеи Аристотеля, – однако среди них были и дыхание, и выделение. Также присутствовали воспроизведение, рост и незабвенно названная раздражимость, которая значит, что если вы окажете воздействие на что-либо, то оно окажет ответное воздействие. Этим мнимым характеристикам не хватало ясности и глубины, более того, точностью они тоже не отличались. Как бы сказал нам доктор Джонсон, каждый реальный объект «раздражим». С другой стороны, вирусы не дышат, не растут, не выделяют и не движутся (пока на них не окажут воздействие), но они живые. Бесплодные люди не размножаются, и, тем не менее, они живые.

Причина, по которой ни взгляды Аристотеля, ни то, что было написано в моих школьных учебниках, не представили хотя бы хорошее систематическое различие между живыми и неживыми предметами, не говоря уже о чем-то более глубоком, в том, что и Аристотель, и учебники упустили то, что такое живые предметы (эта ошибка в большей степени простительна Аристотелю, потому что в его времена больше не знал никто). Современная биология не пытается определить жизнь с помощью некоторого характеристического физического свойства или вещества – некой живой «сущности», – которой наделена только живая материя. Мы уже не ожидаем, что такая сущность существует, потому что теперь мы знаем, что «живая материя», материя в форме живых организмов, – это не основа жизни. Она всего лишь одно из следствий жизни, которая имеет молекулярную основу. Общепризнан факт существования молекул, которые побуждают определенные среды к созданию копий этих молекул.

Такие молекулы называются репликаторами. В более общем смысле репликатор – это любой объект, который побуждает определенные среды его копировать. Не все репликаторы биологические, и не все репликаторы – молекулы. Самокопирующая компьютерная программа (например, компьютерный вирус) – это тоже репликатор. Хорошая шутка – это еще один репликатор, поскольку она заставляет слушателей пересказать себя другим слушателям. Ричард Доукинс придумал термин мим [13]для репликаторов, которые представляют собой человеческие идеи, например, шутки. Однако вся жизнь на Земле основана на репликаторах-молекулах. Они называются генами, а биология – это изучение происхождения, структуры и деятельности генов, а также их влияния на другую материю. В большинстве организмов ген состоит из последовательности более мелких молекул (существует четыре различных вида таких молекул), соединенных в цепочку. Названия составляющих молекул (аденин, цитозин, гуанин и тимин) обычно сокращают до А, Ц, Г и Т. Сокращенное химическое название цепочки из любого количества молекул, расположенных в любом порядке, – ДНК.

В действительности, гены – это компьютерные программы, выраженные в виде последовательности символов А, Ц, Г и Т на стандартном языке, называемом генетическим кодом, который одинаков, с небольшими изменениями, для всей жизни на Земле. (Некоторые вирусы основаны на родственном типе молекул, РНК, тогда как прионы, в некотором смысле, – самовоспроизводящиеся белковые молекулы). Особые структуры внутри клеток каждого организма действуют как компьютеры, выполняя заложенные в этих генах программы. Выполнение заключается в производстве определенных молекул (белков) из более простых молекул (аминокислот) при определенных внешних условиях. Например, последовательность «АТГ» – это команда для включения метионина аминокислоты в создаваемую белковую молекулу.

Обычно ген химически «включается» в определенных клетках тела, а затем дает этим клеткам команды производить соответствующий белок. Например, гормон инсулин, который отвечает за уровень сахара в крови у позвоночных, является именно таким белком. Производящий его ген присутствует почти в каждой клетке тела, но включается только в строго определенных клетках поджелудочной железы и только тогда, когда это необходимо. На молекулярном уровне это все, что любой ген способен заложить в свой клеточный компьютер: произвести определенный химический продукт. Но гены успешно выполняют свои репликаторные функции, потому что эти химические программы низкого уровня, создавая слой за слоем комплексный контроль и обратную связь, в сумме составляют сложные команды высокого уровня. Ген инсулина и гены, которые включают и отключают его, вместе эквивалентны полной программе регулирования уровня сахара в крови.