П.Т. де Шарден

Признаки деятельности живых организмов обнаружены многократно в докембрийских породах (4-2,5 млрд. лет назад), рассеянных по всему земному шару. Н.Н. Моисеев считает, что, несмотря на достижения науки, появление жизни на Земле до сих пор остаётся тайной. В.И. Вернадский обращал внимание на то, что жизнь на Земле вспыхнула почти мгновенно, уже через полмиллиарда лет после формирования Земли как небесного тела, на её поверхности существовала развитая биосфера (Моисеев 1998: 86).

О появлении жизни на Земле думали многие философы и учёные. Самая древняя и простая концепция происхождения жизни – креационизм или концепция сотворения, предполагающая наличие внеприродного фактора, не устраивала уже Аристотеля. С Аристотеля и до 1688 г. параллельно креационизму существовала теория постоянного зарождения живого из неживого, опровергнутая Ф. Реди и позже Л. Пастером. Утверждается принцип Реди: всё живое только от живого.

В конце прошлого века С. Аррениус предложил гипотезу панспермии, космического посева. Эта гипотеза была популярна, и В.И. Вернадский относился к ней серьёзно. Но эта гипотеза не решала проблемы: откуда взялась жизнь в Космосе? Попытка ответить на этот вопрос имеет две альтернативы.

¯ признание концепции вечности жизни, В.И. Вернадский почти всю жизнь так и считал, только в конце жизни стал сомневаться;

¯ но эта концепция противоречит данным современной космологии, моделям Э Вселенной из вакуумной неустойчивости. Эмпирические обобщения современной науки позволяют утверждать, что жизнь есть результат УИ, возникла как естественный этап усложнения. С данными СЕ согласуется теория биохимической Э [73] (Шноль 1979: 21-76; Руттен 1973: 96-141; Шарден 1987: 71-89; Грин и др. 1990, т. 3:253-258;Ичас 1994;Яблоков, Юсуфов1998:41-46;Моисеев1998:88).

В пользу теории Э свидетельствует и геохронологическая шкала, показывающая рост сложности организмов во Вр. История развития Земли условно поделена на 4 эры (эона) и 11 периодов, которые делятся на эпохи (в разных источниках используются разные системы классификации и названия периодов истории Земли). Методами радиоактивного датирования устанавливают возраст горных пород, принадлежащих каждому периоду. Ископаемые останки живых организмов связаны с геологическими слоями: так реконструируется палеонтологическое древо жизни (Шарден 1987: 104-118; Грант 1991; Грин и др. 1990, 1998, т. 1: 363-364; Яблоков, Юсуфов 1998: 61).

Одноклеточная жизнь на Земле началась более 4-х млрд. лет назад в Архее [74] (4,5-2,5 млрд. лет назад). Методами микропалеонтологии в древних породах были обнаружены первые клеточные формы жизни (прокариоты или доядерные клетки), возраст которых около 4-х млрд. лет (сине-зелёные водоросли и бактерии), они были единственными носителями жизни 2 млрд. лет.

Первые организмы были гетеротрофами, так как использовали энергию органических молекул. Эти первые организмы были самыми “жизнестойкими” из всех организмов, живших на планете, и практически бессмертными. Они жили в бескислородной атмосфере, концентрированных растворах, вулканических источниках, условиях жёсткой радиации: смерть не была ещё встроена в их генетический механизм (Моисеев 1998: 127).

Появление фотосинтеза и фототрофных прокариот радикально меняет условия на Земле: изменяется поверхность Земли под воздействием окисления, накапливается О в атмосфере, озоновый экран предохраняет от ультрафиолетового излучения. Некоторые прокариоты должны были приспособиться к жизни в кислородной атмосфере (дыхание). Прокариоты трансформировали поверхность Земли под воздействием окисления и атмосферу под действием обогащения её свободным О (фотосинтез). Трансформация макросистемы создала предпосылки для развития более сложных форм жизни (Моисеев 1990: 80; Яблоков, Юсуфов 1998: 59; Янч 1999: 153).

Это позволило в Протерозое [75] (2,5 млрд.-590 млн. лет назад) появиться эукариотам. Одна из величайших бифуркаций[76] в Э живого связана с появлением эукариотов, которые “включили” механизм кислородного дыхания. Эукариоты смогли утилизировать внешнюю энергию и вещество более эффективно. Они оказались способными добиваться локального снижения S. Н.Н. Моисеев трактует рождение ядерных клеток как завершение “экологического кризиса прокариотов” или даже всей биосферы, вызванного критическим значением “прокариотогенной” нагрузки на среду[77] (Моисеев 1998: 133-134).

Согласно эндосимбиотической гипотезе первые эукариоты возрастом 2 млрд. лет возникли в результате симбиоза аэробных и анаэробных прокариотов. Фототроф “съел” прокариота, способного к дыханию и возник симбиоз[78] двух прокариотов. Доказательством может служить то обстоятельство, что многие органеллы эукариот имеют мембранную структуру (митохондрии, хлоропласты, ядро, аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть). Бывшие прокариоты всё ещё сохраняют определённую автономию в качестве мембранных органелл внутри эукариотов.

Но новые формы жизни за своё появление заплатили дорогую цену: они сделались смертными[79]. С эукариотами возникло и разделение полов, а значит, и возможность генерирования генетического разнообразия. Размножались эукариоты половым путём (оплодотворение и мейоз). Появление индивидуальной смерти, закодированной генетическим аппаратом, сопровождалось увеличением эффективности (за счёт использования кислородного дыхания) в использовании внешней энергии среды. Эволюционировали эукариоты от одноклеточных организмов к организмам многоклеточным (беспозвоночные, кишечнополостные, растения). Био- и атмосфера превращается в саморегулирующуюся автопоэтическую систему, и возникают условия для появления сложных многообразных форм жизни. Эукариоты более миллиарда лет назад разделились на царства растений, животных и грибов (Моисеев 1990: 81-83, 1998:132-134; Яблоков, Юсуфов 1998:46; Янч 1999:153).

Следующим этапом Э ранних форм жизни стало образование многоклеточности. Первые останки многоклеточных находят в морских отложениях возрастом более 1млрд. лет: примитивные проточерви. В Австралии обнаружены грибы, жившие 850 млн. лет назад, 625 млн. лет назад появляются отдельные беспозвоночные (мягкотелые моллюски, брюхоногие и головоногие) и отдельные кишечнополостные (черви и полипы, гидры и медузы, грибы и губки). В морях обитали различные виды водорослей, появляются первые прикреплённые ко дну водоросли. Первичные почвообразовательные процессы подготовили условия для выхода растений на сушу (Грин и др. 1990, т. 1: 363-364; Грант 1991; Яблоков, Юсуфов 1998: 47, 53).

Палеозой [80] (590-248 млн. лет назад): 6 периодов.

Кембрий (590-505) – расцветают все типы беспозвоночных (кальмары и моллюски, осьминоги и трилобиты, улитки и мидии, слизни и каракатицы) и иглокожих с твёрдой раковиной (морские огурец, звезда, ёж, лилия). Начинается Э хордовых к позвоночным.

Ордовик (505-438) – в морях обитали многочисленные кораллы, трилобиты, ракообразные, развивались головоногие моллюски. Появляются первые позвоночные – бесчелюстные, предположительно в мелководных пресных водоёмах.

Силур (438-408) – развиваются низшие позвоночные, прежде всего панцирные рыбы. Появляются первые обитатели суши: паукообразные. Появляются челюстноротые, коралловые рифы, первые сосудистые споровые растения.

Девон (408-360) – озоновый экран создаёт условия для наземных животных. Появляются земноводные, аммониты, первые мхи и папоротники. Хрящевые и костистые рыбы доминируют.

Карбон (360-286) – появляются первые пресмыкающиеся и насекомые, начинается завоевание суши позвоночными. Рептилии благодаря сухим прочным покровам, твёрдым яйцам, не боящимся высыхания, были мало связаны с водоёмами. Развиваются стрекозы и тараканы. Древовидные папоротники “создают” каменно-угольные леса: каменноугольный период.

Пермь (286-248) – начинают исчезать стегоцефалы (первичные земноводные) и трилобиты. Широко распространяются различные рептилии[81], зверообразные ящеры, появляются жуки-ударники и хвойные. В конце Палеозоя происходит значительное иссушение климата, что обеспечивает развитие рептилий. Одни рептилии становятся хищниками, другие – растительноядными, третьи – возвращаются в водную среду.

Мезозой [82] (248-65 млн. лет назад): 3 периода.

Триас (248-213) – появляются первые динозавры, цветковые растения, происходит адаптация пресмыкающих. Обилие хвойных растений.

Юра (213-144) – особенно сильного развития достигают морские рептилии (ихтиозавры, плезиозавры). Пресмыкающиеся осваивают и воздушную среду – возникают птерозавры, охотившиеся на крупных насекомых. От одной из ветвей рептилий дивергируют птицы. В мае 2001 г. исследованиями китайских палеонтологов была обнаружена переходная форма рептилии-млекопитающие возрастом 195 млн. лет.

В Юре появляются млекопитающие, цветковые растения, выявлено обилие насекомых.

Мел (144-65) – продолжается специализация рептилий, возникают гигантские растительноядные динозавры, встречаются летающие ящеры. Начинается сопряжённая Э энтомофильных растений и насекомых опылителей. Вымирают аммониты, морские ящеры. Сокращается растительность, вымирают растительноядные и хищные динозавры. В тропиках сохраняются крупные рептилии (крокодилы). В условиях похолодания преимущества получают теплокровные птицы и млекопитающие, появляются современные рыбы.

Кайнозой [83] (65 млн. л. назад – современность): 3 периода.

Палеоген (65-25) делится на палеоцен, эоцен, олигоцен и миоцен. Вр расцвета насекомых, птиц и млекопитающих. В конце мезозоя возникают плацентарные млекопитающие. В палеоцене и эоцене от насекомоядных происходят первые хищники. В эоцене и олигоцене млекопитающие начинают возвращаться в моря. Начинается дивергенция приматов от насекомоядных. 38 млн. лет назад появляются первые человекообразные приматы, свиньи, в конце миоцена (26 млн.) – собаки и медведи.

Неоген или плиоцен (25-1,8) – к концу неогена встречаются все современные семейства млекопитающих. 22 млн. лет назад путь развития человеческих гоминид отделился от приматов. Более 5 млн. лет назад – начало АСГ, появление австралопитеков, систематически использующих орудия среды, передвигающихся на двух ногах. Один вид австралопитеков эволюционирует к человеку умелому.

Четвертичный период (1,8 млн. лет назад–современность): эпохи плейстоцена и голоцена. Появляется человек прямоходящий. Культурно-техническое развитие человека, его предков принято делить на палеолит и неолит [84]. 300 тыс. лет назад некоторые архаичные формы вида человека разумного начали приобретать основные признаки, характерные для неандертальца. Примерно 40 тыс. лет назад жили люди, которые были предками современных людей.

30 тыс. лет назад – первый документ умения считать. 8 тыс. лет назад – возникают древние города и цивилизации[85] (Фолта, Новы 1987: 22-24; Фогель, Мотульски 1990; Грин и др. 1990, т. 1: 363-364; Грант 1991; Ламберт 1991; Ичас 1994; Яблоков, Юсуфов 1998: 47-61).

6.3 Уровни организации жизни

Каждый уровень сохраняет определённую автономию и живёт своей собственной жизнью, поддерживая горизонтальные отношения со своим специфическим окружением. Органеллы внутри наших клеток, потомки древних прокариотов, занимаются своим делом – обменом энергией – в высшей степени автономно и поддерживают свои горизонтальные отношения в рамках всемирной системы Гея. Существует много уровней самоорганизующихся систем клеточных популяций… <> Каждая из таких самоорганизующихся клеточных систем координируется с более высоким уровнем, откуда она либо тормозится, либо активизируется, либо то и другое попеременно.

Э. Янч

Существует 3 уровня организации материи (Г.В. Лейбниц, Ф. Энгельс, В.И. Вернадский, Н.Н. Моисеев): неживое–живое–человек.

1 Неживая природа. Микромир: микрочастицы и поля, химические элементы, молекулы и кристаллы. Макромир: планета Земля, геологические структуры, горные породы и минералы. Мегамиры: планетные системы, звёзды и галактики. На границе живое-неживое находятся химические реакции, макромолекулы и ГЦ.

1 Живая природа: клетки–многоклеточные–биосфера. На границе живое-человек: переходные формы от австралопитека и человека умелого до человека прямоходящего и человека разумного, жившего более 200 тыс. лет назад (от семейно-стадны х групп до племени).

1 Социокультурные системы: общество, человек, культура. По Э. Янчу, человек не стоит на более высоком уровне, скорее человек живёт на большем числе уровней, нежели те формы жизни, которые появились в ходе Э раньше. Человек несёт в себе всю Э, но она оркестрована полнее и богаче, чем в менее сложных формах жизни (Янч 1999:155-156).

Во всём многообразии живого можно выделить несколько разных уровней организации: молекулярный–клеточный–тканевой–органный–онтогенетический–популяционный–видовой–биогеоценотический–биосферный.

Перечисленные уровни выделены по удобству изучения, если же выделить уровни организации жизни на Земле, то критериями такого выделения является наличие дискретных, элементарных структур: молекулярно-генетический, онтогенетический, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный (Рьюз 1977: 276-280; Кузнецов и др. 1996: 320-332; Яблоков, Юсуфов 1998: 33-40).

2 Рассмотрим молекулярно-генетический уровень.

1. Единый язык биологического кода: язык биологического кода является самым жёстким, закрытым, это единственный из известных нам языков с застывшим словарём. По гипотезе Н.Н. Моисеева генетический код, как и все гениальные изобретения природы, возник и утвердился в результате жесточайшей конкуренции. Без проб и ошибок не идёт ни один процесс самоорганизации. Были и другие варианты кода, но живые существа с другим кодом не выдержали конкуренции и вымерли (Налимов 1979: 196-201; Моисеев 1998: 134).

Основные структуры на этом уровне – коды наследственной информации, передаваемой от поколения к поколению. Коды представляют собой ДНК, дифференцированную по длине на элементы кода – триплеты азотистых оснований, образующих гены. Гены на этом уровне являются элементарными единицами. Основными элементарными явлениями, связанными с генами, считают их локальные структурные изменения (мутации) и передачу информации внутриклеточным управляющим системам. Элементарные составляющие клетки – структурные белки и белки-ферменты.

Линейные тексты строятся структурными многообразными белками как комбинации из 20 букв-аминокислот. Генетическое сообщение состоит из 4 букв-оснований нуклеиновых кислот. Редупликация происходит по матричному принципу путём разрыва водородных связей двойной спирали ДНК. Затем каждая из нитей строит себе соответствующую нить, после чего новые нити соединяются между собой по принципу соответствия азотистых оснований. Редупликация сохраняет не только генетическую норму, но и отклонения от неё или мутации (Рьюз 1977: 276-277; Яблоков, Юсуфов 1998: 34).

2.На молекулярном уровне происходит обмен веществ:

Ò диссимиляция – расщепление макромолекул с высвобождением химической энергии фосфатных связей молекулы АТФ;

Ó ассимиляция – биосинтез сложных полимеров из простых мономеров (Кузнецов и др. 1996: 330-332).

3.К молекулярным формам жизни относятся вирусы – мельчайшие живые организмы, их размеры меньше полудлины световой волны. Вирусы состоят из РНК или ДНК и оболочки, капсида. Некоторые вирусы имеют сложное геометрическое строение и несколько белковых оболочек. Вирусы самовоспроизводятся только в клетке хозяина, поэтому в Э они должны были появиться после возникновения клеточных форм жизни как паразиты (по одной из гипотез из беглой нуклеиновой кислоты). Вирусы находятся на границе живое-неживое, что лишний раз напоминает нам о существовании непрерывного спектра всё возрастающей сложности, от молекул до замкнутых систем клеток. Вирусы являются возбудителями множества заболеваний: оспа и грипп, свинка и корь, полиомиелит (РНК содержащий вирус попадает в кровь, нейроны и вызывает паралич) (Грин и др. 1990, т. 1: 28-36).

4.В нач. 70-х возникает генная инженерия или возможность человека вмешиваться в информационные процессы на молекулярном уровне, манипулировать выделенными из клеток ДНК, т. е. текстами, редактировать или изменять генетические тексты. Проблемы генной инженерии обсуждались на круглом столе российских учёных, обсуждались следующие вопросы:

s несут ли все соматические клетки генетическую информацию, можно ли эту информацию разблокировать и в принципе клонировать людей;

s у человека более 3-х млрд. букв генетического текста, можно ли изменить этот текст и решить проблему генетического груза, реальны ли генетические паспорта;

s существует ли предел технологической возможности человека в этой сфере (Генетическая инженерия 1998: 108-123).

2 Следующим уровнем жизни является уровень индивидуального развития дискретного организма или онтогенетический уровень.

С биохимической точки зрения жизнь едина, но представлена она в виде дискретных индивидуумов, особей. Индивид (особь) – элементарная неделимая единица жизни. Иногда очень трудно определить границы индивида: колонии коралловых полипов, лишайники, симбиотические образования. С эволюционной точки зрения особью следует считать все морфофизиологические единицы, происходящие от одной зиготы, гаметы, споры, почки, индивидуально подлежащие действию элементарных эволюционных факторов.

Единицей жизни на онтогенетическом уровне является особь от рождения до смерти. Онтогенез есть процесс развёртывания, реализации наследственной информации, закодированной в управляющих структурах зародышевой клетки. Всё ещё не создана общая теория онтогенеза: до сих пор неизвестно, почему в онтогенезе строго определённые процессы происходят в должное Вр и в должном месте. Предполагают, что элементарной структурой на данном уровне является клетка, а элементарным явлением – дифференциация клетки. Особи в природе не абсолютно изолированы, а объединены более высокой биологической организацией на популяционно-видовом уровне (Грин и др. 1990, т. 1: 13-28, 42; Кузнецов и др. 1998: 334-352; Яблоков, Юсуфов 1998: 34-37).

2 На популяционно-видовомуровне особи объединены в популяции, популяции в виды, что приводит к появлению новых свойств.

Элементарной единицей на данном уровне является популяция, а элементарное явление – изменение генотипического состава популяции. Элементарными факторами на этом уровне являются мутации, внезапные изменения генотипа и популяционные волны, изоляция и ЕО. На популяционно-видовом уровне биологи исследуют: пространственную структуру, объём и границы популяций; отношения между особями внутри популяции и вида; взаимодействия между популяциями; типы трофии и трофические цепи. Популяции и виды всегда существуют в определённой среде, включающей как биотические, так и абиотические компоненты. Конкретная среда протекания Э – биогеоценоз или экосистема (Кузнецов и др. 1998: 354-364; Яблоков, Юсуфов 1998: 37-38).

2 Биогеоценотический (экосистемный) уровень: популяции разных видов всегда образуют в биосфере Земли сложные сообщества биоценозы. Биоценозом является любое сообщество взаимосвязанных организмов, живущих на любом ограниченном Пр. Вместе с участками земли, атмосферой биоценозы называют экосистемами.

Примерами экосистем являются капля воды и муравейник, остров или река, болото или континент. Экосистема – комплекс живых и косных компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергией. Если экосистема – безразмерное понятие, то выделяют один класс экосистем, имеющий определённые размеры и значение как “кирпичики” организации всей биосферы – биогеоценозы.

Биогеоценоз – это экосистема, внутри которой не проходит биоценотических и микроклиматических, почвенных и гидрологических границ. Это одна из наиболее сложных природных систем. Внешне границы биогеоценозов чаще всего совпадают с границами растительных сообществ (фитоценозов) (Реймерс 1991: 74-76; Яблоков, Юсуфов 1998: 38-40).

2 Биосферныйуровень включает все существующие на планете Земля экосистемы вместе со средой.

Учение о биосфере, живом веществе создал В.И. Вернадский (Биосфера, 1926 г.). Он отмечал, что изучаемые биологами организмы являются неразрывной частью земной коры, отделить организм от среды можно только в абстракции. В науке нет ещё понимания, что явления жизни и явления неживой природы являются проявлениями единого процесса. Биосфера Вернадского является единой системой и субъектом Э. Биосфера, по космическим масштабам, есть тонкая активная земная оболочка, связанная с Космосом.

Например, жизнь на Земле полностью зависит от фотосинтеза. Жизнь есть проявление энергии Солнца. Энергия Солнца фиксируется в продуктах фотосинтеза фототрофных [86] растений. Растения поедаются гетеротрофными [87] растительноядными животными, а растительноядные – хищниками. Замыкают биологический круговорот деструкторные [88] организмы. Но этот круговорот не полностью замкнут: часть отмирающего органического вещества после разложения микроорганизмами попадает в водные растворы и откладывается в виде осадочных пород, другая часть образует отложения таких биогенных пород, как каменный уголь, торф, сапропель (Вернадский 1978; Яблоков, Юсуфов 1998: 40).

2 Если в качестве основного ствола Э выделить то её направление, которое привело к человеку, то остальные филы (ветви Э) теряют свой самостоятельный характер, а ствол человека служит стержнем, ведущим к ноосферному уровню.

Понятие ноосфера введено П.Т. де Шарденом в 1925 г. под влиянием идей В.И. Вернадского, с которым Шарден был хорошо знаком. Ситуация на Земле изменилась, когда появился главный компонент биосферы – человек. Он выступил как новая мощная геологическая сила, положившая начало перестройке биосферы: началась эпоха перехода к ноосфере. В главе Развёртывание ноосферы знаменитой книги Феномен человека Шарден пишет: мысль становится множеством, чтобы завоевать всё обитаемое Пр поверх любой другой формы жизни. Дух ткёт и развёртывает покров ноосферы. Далее философ обрисовывает фазы, волны распространения человека: от гоминидов и неандертальцев до неолита и современности. Развивается коллективная память. Какой бы тонкой и зернистой ни была эта первая плёнка ноосферы (возникает в неолите), она начала замыкаться и уже сомкнулась, окружив Землю (Шарден 1987 155-166; Моисеев 1990).

6.4 Уровни и методы изучения биологической эволюции

Можно лишь сожалеть (и удивляться), что, несмотря на ясность фактов, единодушие ещё не доходит до признания того, что “галактика” жизненных форм вырисовывает широкое

“ортогенетическое” движение свёртывания в направлении всё

большего возрастания сложности и сознания…