Одна формула и весь мир - Евгений Седов

Основная ошибка Дженкина заключалась в том, что законы наследственности он рассматривал с позиций всепобеждающей энтропии, хотя о самой энтропии он мог в то время вовсе не знать. Ему казалось бесспорным, что признаки должны смешиваться в потомстве, как молекулы двух разных жидкостей или газов, помещенных в один сосуд. Механическое перемешивание молекул жидкостей белого и красного цвета в самом деле даст в результате промежуточный розовый цвет. Но в природе не все протекает так просто. Даже простая химическая реакция жидкостей может родить новую информацию — обладающее неожиданным новым цветом и другими новыми признаками вещество. Полезная информация, появившаяся в результате случайных мутаций, не должна «растворяться» в будущих поколениях. Признаки не должны перемешиваться друг с другом, чтобы на свет не появлялись такие экзотические уродцы, как лошадь с петушиными перьями или птица с волосатым хвостом.

Чтобы поставить заслон энтропии, природа «предусмотрела» множество мер. Она запретила скрещивание не сходных между собой биологических видов. Она создала рецессивные и доминантные признаки и «изобрела» для их передачи потомству сложный генетический код.

За 100 с лишним лет, прошедших с тех пор, как были опубликованы классические труды Дарвина, статья Дженкина и результаты опытов Менделя, наукой сделано много новых открытий. Но от этого проблема эволюции биологических видов не прояснилась, а усложнилась, механизм возникновения, наследования и отбора новых признаков вызывает, пожалуй, еще больше недоуменных вопросов, чем 100 лет назад.

Выступая в защиту теории Дарвина, К. А. Тимирязев опровергал вывод Дженкина о неизбежности «растворения» вновь возникающих признаков в потомстве с помощью простых и наглядных примеров.

«Я указывал,— писал Тимирязев,— что при одном шестипалом родителе не получатся дети с 51/2 пальца... Я указывал, наконец, как на самый наглядный пример (выводивший из себя моих противников) на нос Бурбонов, сохранившийся у герцога Немурского, несмотря на то, что в его жилах течет всего 1/128 крови Генриха IV»[13].

 *Герцог Немурский был потомком Генриха IV в 7־м поколении. В каждом поколении кровь Бурбонов смешивалась пополам с кровью других аристократических семейств, поэтому 7־му прямому потомку Бурбонов досталась лишь (1/2)7 = 1/128 часть.

Тимирязев считал, что на основании опытов Менделя «кошмар Дженкина, испортивший столько крови Дарвину, рассеивается без следа».

На определенном этапе развития науки этот вывод казался неоспоримым. Но новые достижения науки рождают новые взгляды, а вместе с ними и множество новых проблем.

Неправота Дженкина очевидна до тех пор, пока речь идет о наследовании одного признака от одного предка. Современные теоретики эволюции утверждают, что полезными (а следовательно, и подверженными естественному отбору) являются не отдельные признаки, а сложные совокупности, принадлежащие множеству организмов (популяции).

В самом деле, какая польза от вошедшей в историю выдающейся формы носов потомков Бурбонов и во имя какой выгоды стал бы сохранять ее для потомков отбор? И хотя вопреки утверждениям Дженкина этот характерный внешний признак Бурбонов не растворился при смене 7 поколений, он в то же время не стал началом формирования нового «вида» (народности, нации) людей. Наоборот, помимо герцога Немурского, сохранившего нос Бурбонов в своей 1/128 доле унаследованных признаков, доставшихся ему после смены 7 поколений, за это время родились еще сотни праправнуков Генриха IV с самой что ни на есть заурядной формой носа. И если один признак действительно не растворяется, а целиком передается потомкам, то совокупности признаков, содержащиеся во множестве генов, неизбежно перемешиваются в потомстве, поэтому хотя в 7־м поколении и появится потомок с носом Генриха IV, но вряд ли можно ожидать, что в каком-нибудь поколении вдруг возродится вся совокупность черт этого зафиксированного живописцами исторического лица.

И если считать, что каждый из признаков возникает случайно и случайным образом перемешиваются совокупности признаков у последующих поколений, то становится вообще непонятным, каким образом может сохранять и накапливать полезные совокупности естественный отбор. По всей видимости, появляющиеся в результате мутаций признаки не являются «чисто случайными», как не могут быть «чисто случайными» используемые авторами оригинальных научных или художественных текстов новые комбинации слов и букв.

При написании текстов авторы могут варьировать комбинации применяемых слогов и слов только в пределах существующих фонетических и грамматических правил.

В процессе мутаций природа тоже установила для энтропии определенные рамки, и, подобно тому как буквы «вплетены» в несущие смысловую нагрузку слова и фразы, каждый вновь возникающий признак взаимосвязан с целым комплексом одновременно изменяющихся признаков и свойств. Изменениям подвержены не отдельные гены, а целые совокупности взаимосвязанных генов, и единственный путь к познанию сложных наследственных механизмов заключается в том, чтобы научиться читать те «записи», которые заключает в себе наследственный генетический код.

Расшифровав азбуку генетического кода, ученые обнаружили, что он построен по принципу всех письменных текстов. Есть алфавит, включающий в себя четыре буквы, роль которых выполняют четыре различные химические соединения (генетики называют их нуклеотидами): аденин — А; гуанин — Г; тимин — Т; цитозин — Ц. Из четырех букв алфавита можно составить 64 трехбуквенных слова типа ААА, ААГ, ТЦГ и т. д. Слова этого лексикона соответствуют «названиям» аминокислот [14].

*Слово «название» взято в кавычки, потому что те названия аминокислот, которыми пользуются биохимики, не похожи на те «на­звания», которые «присвоила» им природа. Например, глутаминовая кислота кодируется в ДНК генетическим словом АЦТ, аргинин — АГЦ, тирозин — ААТ и т. п. При транскрипции этих слов из ДНК в РНК слово АЦТ перекодируется в слово УГА (где У — урацил), слово АГЦ перекодируется в УЦГ и т. д. Из 64 слов генетического словаря 61 слово соответствует аминокислотам, так как несколькими разными трехбуквенными сочетаниями (триплетами) кодируется одна из 20 аминокислот. Остальные три слова служат командами окончания процесса синтеза белков.

 Каждое слово кода — это команда к включению одной из аминокислот в процесс синтеза белков, образующих ткани живых организмов. Таким образом, структура всех живых тканей и организмов содержится в структуре генетических фраз.

Все, что сказано о буквах, словах и фразах генетических кодов,— это не просто образное сравнение, а краткое изложение принципа построения языка, на котором природа «пишет свои завещания» — все то, что положено организмам (включая и нас с вами) получать по наследству от предков.

В общем, приходится согласиться с тем удивительным фактом, что такая «письменность» была «изобретена» природой за много миллиардов лет до появления людей.

Не люди придумали информацию. Информацией их снабжает природа. Человек изобрел только способы получения информации и ее обработки, создав с этой целью великое множество языков.

Остается только понять, откуда берется та информация, которая сама по себе, без нашего ведома и согласия возникает в природе, и научиться читать тексты, зашифрованные природой, так же легко и свободно, как сообщения на страницах газет.

Решение всякой научной проблемы должно начинаться с самых азов. Азами генетических текстов являются 4 кодона. Но как мог возникнуть в природе такой «продуманный» и совершенный язык? Откуда взялась информации для «конструирования» первых живых клеток? Является ли информация! достоянием только живой материи или носителями информации могут быть атомы, молекулы, неорганические вещества?

Из полупроводниковых, ферромагнитных или оптических кристаллов можно создать ячейки искусственной памяти, счетные и логические схемы электронных машин.

Может быть, кристаллы способны хранить и обрабатывать информацию не только в специально созданных человеком устройствах?

В самом деле, вокруг опущенного в раствор кристалла возникают точно такие же по форме и по структуре кристаллы, так, словно он передает молекулам жидкости некий сигнал. Чем такая передача информации отличается от обмена сигналами между кристаллическими ячейками электронных машин или от информации, которую мы черпаем из книг и газет?

Все эти вопросы возникли после создания вычислительной техники, кибернетики и теории информации. К «информационному взрыву» человечество вел долгий нелегкий путь.

На всех этапах своего становления человек неуклонно овладевал информацией. Сначала в виде первых членораздельных звуков, которыми первобытные люди обменивались друг с другом, чтобы предупредить соплеменников об опасности, поделиться радостью или подать боевой сигнал. Затем в форме наскальных рисунков, изображающих эпизоды из жизни. И лишь значительно позже возникла письменность, дошедшая до нас благодаря долговечности камня, выполнявшего роль страниц первобытных книг.