Тайна Жизни глазами науки и традиции
Современная наука со своим методом познания мира и языком его описания появилась не так давно, в XVII веке. Но и за многие тысячелетия до этого времени люди познавали мир и находили формы передачи Знания из поколения в поколение. Будем называть это идущее из глубины веков Знание Традицией, или Древней Наукой. Сохранилось ли оно до наших дней? Да, но в очень трудно понимаемом виде – в виде эпосов, мифов, притч, сказок. Современному человеку непросто увидеть за образами, сюжетами, именами и персонажами древних текстов скрытое в них глубокое знание об устройстве мира. Попробуем сравнить подход науки и традиции к Тайне Жизни и поищем ключи, которые могут нам помочь в разгадке этой тайны.
1. Объединение
1.1. Часть и целое
Тенденция к объединению универсальна. Любой объект мироздания одновременно служит и целым по отношению к составляющим его частям, и частью целого высшего порядка. Например, тело человека состоит из органов, клеток, молекул, атомов, субатомных частиц и входит в состав биосферы, Земли, солнечной системы, Галактики… Вселенной, наконец. Возникает вопрос: в чем причина и смысл объединения частей? Например, зачем атомам объединяться в молекулы? Жили бы себе на свободе! (Да простит читатель столь вольное упрощение научных постулатов.) На это наука нам говорит, что атомам выгодно объединяться в молекулы, так как снижение так называемой свободной энергии с лихвой компенсируется благоприобретением – уменьшением хаоса (по-научному энтропии) и возрастанием порядка! А уж тенденция к упорядоченности – это Закон, которому атомы не могут не подчиниться. Кстати, «космос» – результат действия вышеупомянутого Закона – в переводе с греческого и означает «порядок». У атомов с точки зрения науки есть еще один резон объединяться – их родство! Атомы не чужды друг другу, ибо когда-то давно, на заре Вселенной, возникли из Единого в результате так называемого Большого Взрыва. Наконец, помимо стремления к порядку и «кровного» родства, атомы привлекает друг к другу и заманчивая перспектива новых возможностей. Возьмем, к примеру, молекулу глюкозы, состоящую из атомов углерода, кислорода и водорода. «Сладкость» глюкозы есть качество целого, отсутствующее у составляющих ее атомов, взятых по отдельности. В науке появление новых свойств и возможностей в результате объединения называется эмерджентностью.
Эмерджентность (от англ. emergent «возникающий, неожиданно появляющийся») в теории систем – наличие у какой-либо системы особых свойств, не присущих ее элементам, а также сумме элементов, не связанных особыми системообразующими связями; несводимость свойств системы к сумме свойств ее компонентов; синоним – «системный эффект».
Платон сформулировал тот же самый принцип как: «Целое есть нечто большее, чем сумма его частей».
Этот принцип не чужд и клеткам. Одиночный нейрон червя по своей структуре и «способностям» практически не отличается от одиночного нейрона человека. Чего не скажешь о строении и возможностях головного мозга человека и червячка. Просто в головном мозге человека нейронов 1010, а в мозге червя вида C. elegans nematode – всего 302. Получается, что несопоставимые по сложности процессы в мозге человека – следствие объединения нейронов и установления огромного разнообразия связей между ними.
«Кровное родство» клеток нашего тела тоже очевидно, ибо все они (1014) произошли из одной клетки (оплодотворенной яйцеклетки) в результате процесса, подобного Большому Взрыву.
Как организовать такое огромное количество клеток (примерно соответствующее населению нескольких десятков тысяч Земель) в гармоничное целое – тело человека? Которое, к тому же, постоянно меняется, возобновляется (клетки кожи, например, обновляются со скоростью 100 000 в минуту, или 144 млн в сутки).
Должен существовать Закон Целого, выражающийся в упорядочивании множества частей.
На клетку внутри организма Закон накладывает ограничения. Она лишается свободы жить где хочет, делать что хочет и делиться когда хочет. Упомянутые ограничения отнюдь не лишают клетку возможности «самовыражения». Ведь в нашем теле более 250 клеточных типов, совсем друг на друга не похожих. Одни клетки «умеют» связывать и переносить кислород; другие – передавать нервный импульс; третьи – образовывать длинные волокна, способные сокращаться; четвертые – улавливать фотон света; пятые – распознавать и уничтожать «непрошеных гостей»; шестые – производить ферменты, необходимые для переваривания пищи, и т. д. Клетки творят жизнь – «симфонию» организма, подобно инструментам оркестра, привнося в единое звучание свой уникальный голос. «Запреты» распространяются лишь на проявления клеткой полной независимости и самодостаточности. Возникает вопрос: а клетка способна жить независимо? Нет, клетка вне организма выжить не сможет, даже если ее поместить в условия, приближенные к «родным» (температура, состав среды). Это хорошо известно клеточным биологам. Чтобы вырастить клеточную культуру, необходимо начинать, как минимум, с сотен клеток. В противном случае они размножаться не станут и в конце концов погибнут. Исключением являются две клетки: оплодотворенная яйцеклетка и раковая клетка.
Оплодотворенная яйцеклетка (зигота) может жить и даже начать превращаться в многоклеточный зародыш вне организма. Это используют уже десятки лет в процедурах экстракорпорального оплодотворения – «зачатия в пробирке» и клонирования. Но это исключение лишь подтверждает Закон. Ведь зигота – это «Единое в потенциале», исходная «точка» «Большого Взрыва», рождающая целый организм.
Раковая клетка идет против Закона Целого в угоду собственным интересам – обретению личной свободы и бессмертия. Она очень похожа своими широкими возможностями и полномочиями на клетку-родоначальницу. С одной лишь разницей: раковая клетка многократно воспроизводит саму себя, в то время как зигота дает начало гармоничному сообществу разнообразных клеток. Раковая клетка в конечном итоге несет смерть, клетка-родоначальница – Жизнь.
В питательной среде вне организма раковая клетка может существовать и воспроизводить себя десятки лет (например, клетки линии HeLa), но без этой среды все равно погибнет.
Используя организм в качестве ресурсов на пути к обретению личного бессмертия, раковая клетка в итоге уничтожает не только «источник ресурсов», но и саму себя. Не подобный ли итог может ожидать человечество, если оно не перестанет упорствовать в следовании «раковой» концепции?
HeLa – линия «бессмертных» клеток, используемая в научных исследованиях раковых заболеваний. Была получена 8 февраля 1951 года из раковой опухоли шейки матки пациентки по имени Генриетта Лакс (англ. Henrietta Lacks), умершей от этого заболевания 4 октября того же года.
Еще одно следствие причастности к целому звучит так: «часть несет в себе информацию о целом» – то есть сама является Целым в потенциале.
Каждая клетка организма человека (и любого другого многоклеточного существа) потенциально способна дать начало новому организму. Так как, являясь потомком клетки-родоначальницы, содержит в своем ядре ту же самую генетическую информацию (ДНК, заключенную в хромосомы), необходимую и достаточную для воссоздания целого организма. При определенных условиях эта потенциальность способна реализоваться, что доказали опыты по клонированию (успешные для животных некоторых видов, но не человека). Например, широко известная овечка Долли появилась на свет из клетки-химеры – зиготы, у которой ее «родное» ядро было заменено на ядро клетки молочной железы взрослой овцы. В результате Долли стала ее точной копией (клоном).
Этот принцип называют еще «голографическим».
Голография (др.–греч. ὅλος «полный» и γραφή «пишу») – особый фотографический метод, при котором с помощью лазера регистрируются, а затем восстанавливаются изображения трехмерных объектов, в высшей степени похожие на реальные.
Отличие голограммы от обычной фотографии: если фотографию разрезать на части, мы получим кусочки пазла, которые воспроизведут изображение только при правильном их воссоединении. А если разрезать на много маленьких частей голографическую пластину, то, облучая каждую из них опорным лучом (который участвовал в получении самой голограммы), мы получим исходное целостное изображение более низкого качества.
Так в чем же смысл объединения клеток, ведущими принципами которого служат не ограничения и «запреты», а взаимозависимость, сотрудничество, сотворчество? Может быть, в причастности Гармонии целого, Симфонии Жизни, которая и есть «нечто большее», чем просто сумма «жизней-мелодий» отдельных клеток?
…К какому Целому причастен человек, являясь им «в потенциале»?
1.2. Единство структуры
Атом, клетка и Солнечная система. Есть ли что-то общее в структуре столь несопоставимых по пространственным масштабам объектов? Да, есть: все они состоят из ядра, внутреннего «содержимого» и границы.
Определим основную роль, которую эти общие элементы играют в работе выбранных объектов.
Ядро
Это центр жизни клетки. Он отвечает за ее форму, размер и срок жизни. За ее «предназначение» – принадлежность к тому или иному клеточному типу и исходящие из этого те или иные задачи (будет ли она клеткой нервной, мышечной, пищеварительной или любой другой системы), иными словами, – за «мелодию» клетки в Симфонии Жизни. За ее «органы чувств» (рецепторы) и «язык» общения с другими клетками организма. Кроме того, ядро как центр связи с ядрами других клеток отвечает еще и за согласование индивидуальной «мелодии» с общим «звучанием» организма. Роль ядра реализуется за счет «молекулы жизни» – ДНК. Именно она хранит «историю» вида и отвечает за рост, развитие и поддержание жизни всего организма.
Таким образом, ядро клетки воплощает собой Закон ее существования.
ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. В клетках человека, животных, растений и грибов ДНК находится в ядре клетки в составе хромосом, а также в некоторых клеточных органеллах (митохондриях и хлоропластах).
Туманность «ДНК». Обнаружена в 2006 г. с помощью космического телескопа «Спитцер». Переплетение газовых струй в туманности напоминает молекулу ДНК, откуда и произошло ее название.
Гигантская космическая ДНК потрясла ученых своей странной и абсолютно неожиданной формой. «Никто и никогда не видел прежде ничего подобного в мире звезд, – подчеркнул руководитель исследовательской группы Марк Моррис. – Большинство туманностей на небе – это либо спиральные галактики из множества звезд, либо бесформенные газопылевые облака. То, что мы увидели, свидетельствует о высочайшей упорядоченности».
Туманность «ДНК» имеет в длину около 80 световых лет и находится на расстоянии всего 300 световых лет от центра нашей Галактики, где, согласно современным научным теориям, должна находиться сверхмассивная черная дыра.
Среди вероятных причин образования подобного в высшей степени неуместного в космосе объекта – сильное магнитное поле в центре Галактики. Оно примерно на три порядка сильнее магнитного поля Земли. Возможно, именно силовые линии магнитного поля, направленные по оси туманности, и стали причиной столь необычного ее закручивания.
Образование подобной туманности – дело небыстрое. Диск вокруг черной дыры в центре Галактики совершает один оборот примерно за 10 тыс. лет. Любопытно, что наблюдаемый «шаг» двойной спирали ДНК соответствует именно такому соотношению скорости истечения вещества и скорости закручивания его вокруг общей оси.
Ядро атома также воплощает собой Закон его существования, поскольку количество протонов в ядре определяет его химические свойства и способность взаимодействовать с другими атомами с образованием более сложных соединений (молекул).
Ядром Солнечной системы и воплощением ее Закона служит центральная звезда – Солнце. От ее характеристик (размера, температуры, основного источника энергии, времени жизни и др.) зависит срок жизни системы, количество и особенности планет и других космических объектов, возможность существования на них тех или иных форм жизни и т. д.
Граница
Клеточная мембрана не только придает форму и отделяет клетку от «не клетки», но и служит посредником в их взаимодействии. Через нее в клетку поступают питательные вещества и кислород, выводятся наружу «отходы» жизнедеятельности и вещества «на экспорт», необходимые организму (например, гормоны). С помощью мембранных рецепторов – «органов чувств» – клетки «общаются» друг с другом либо непосредственно (контакт между мембранами), либо опосредованно с помощью химических и электрических сигналов.
Таким образом мембрана определяет форму клетки, отделяет ее от окружающей среды (и других клеток) и обеспечивает их взаимодействие.
Можно ли сказать подобное о роли границ атома и Солнечной системы? Да. Правда, ни в атоме, ни в Солнечной системе этих границ никто не видел. Атом – квантовый объект, и говорить о его четко определенной форме и границах не приходится (но за взаимодействие с другими атомами действительно отвечают внешние электронные оболочки). Солнечная система очень велика, и ученые еще не окончательно сошлись во мнении, что считать ее границами. Одно можно сказать с уверенностью: эти границы должны быть, иначе говорить о существовании многих атомов и солнечных систем было бы бессмысленно.
Два «претендента» на роль границ Солнечной системы
Гелиопауза – теоретическая граница, на которой происходит окончательное торможение солнечного ветра. Его давление уже неспособно оттеснять межзвездное вещество из Солнечной системы, и происходит перемешивание вещества солнечного ветра с межзвездным.
Сфера Хилла – пространство вокруг астрономического объекта, внутри которого он сохраняет гравитационное влияние на более мелкие тела (притягивает их к себе и удерживает на орбитах).
Гравитационную границу Солнечной системы определяет внешняя граница облака Оорта. Сфера Хилла для Солнечной системы оценивается в два световых года. Это составляет примерно половину расстояния до Проксимы Центавра, ближайшей к Солнцу звезды.
Облако Оорта – гипотетическая сферическая область Солнечной системы, служащая источником долгопериодических комет. Инструментально существование облака Оорта не подтверждено, однако многие косвенные факты указывают на его существование.
Предполагаемое расстояние до внешних границ облака Оорта от Солнца составляет от 50 000 до 100 000 а. е. – примерно один световой год.
Внутреннее содержимое клетки, атома и солнечной системы реализует Закон, воплощением которого служит ядро.
Итог: атом, клетка и Солнечная система (а в этот перечень можно включить Землю, Галактику и т. д.) подобны как в основных структурных элементах, так и в выполняемых ими функциях. Случайно ли такое совпадение?
«Случайности не случайны». Многие философы и ученые считали, что случайность – это то, причину чего мы не знаем. Вполне возможно, что за рассмотренным выше подобием стоит Закон существования, управляющий работой систем разного уровня. Что это за Закон, нам не ведомо. Единственное, что можно о нем сказать, что он универсален.
Из трех рассмотренных нами объектов только один – клетка – считается в современной науке живым… Но обнаруженное подобие позволяет, по крайней мере, задаться вопросом о возможности иной точки зрения.
«Случайности не случайны» – известный афоризм из мультфильма «Панда кун-фу». Его автором оказался древний китайский философ Чжуан-Цзы.
Спиноза: «Случайной… какая-либо вещь называется единственно по несовершенству нашего знания».
Итог первого ключа
Объединение – естественная тенденция развития проявленного мира. Его смысл – в следовании Закону Единства. Все видимые объекты мироздания являются одновременно и целым по отношению к составляющим их частям, и частью целого высшего порядка. Будучи «целым», воплощают Закон. Будучи частью, согласуют с ним свои «индивидуальные» стремления. Полная независимость – иллюзия. Реальность – во взаимозависимости с другими частями и причастности целому.
А теперь, вооружившись первым ключом, перейдем к знакомству со вторым.
2. Сравнение подходов науки и традиции
2.1. Два языка
Язык современной науки – не единственный способ описания мира, его законов и тайн. Существовал и продолжает существовать иной язык – язык метафор, язык символов.
Язык науки сложен и многословен, поскольку служит для описания множества частей и их взаимосвязей. Язык символов предельно лаконичен, ибо служит для передачи идей, которые всегда находятся «на этаж выше» своих воплощений. Язык науки понятен нашему рассудку, привыкшему познавать через разделение, определение, анализ. Язык символов – это язык души, познающей мир через сопричастность, отождествление, синтез. Ни один из них не лучше и не хуже другого. Но в разные эпохи один из способов познания мира и передающий его язык, как правило, преобладал. В современном мире явно господствует рассудок. Он очень даже нужен и хорош, но его язык не способен выразить и передать наши чувства, интуиции, откровения. Для этого больше подходит другой язык. Согласитесь, что иногда одно слово, один образ способен поведать нашей душе намного больше, чем множество слов и разложенных по полочкам объяснений.
На современном языке написано много определений Жизни, затрагивающих ту или иную ее грань, но не Жизнь во всей ее полноте.
Например:
«Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка. И у неорганических тел может происходить подобный обмен веществ, который и происходит с течением времени повсюду, так как повсюду происходят, хотя бы и очень медленно, химические действия. Но разница заключается в том, что в случае неорганических тел обмен веществ разрушает их, в случае же органических тел он является необходимым условием их существования» (Ф. Энгельс).
«Жизнь – это непрерывный процесс внутреннего движения, синтеза и распада, обмена энергией с окружающей средой, направленный на самосохранение и самовоспроизведение в передаче устойчивых признаков в меняющихся условиях внешней среды» (А. И. Опарин).
«Жизнь – форма движения материи, качественно более высокая, чем физическая и химическая формы, но включающая их в «снятом» виде. Реализуется в индивидуальных биологических организмах и их совокупностях (популяциях, видах и т. п.)» (Философский словарь).
Или:
«Природа – это вечная жизнь, становление и движение» (И.-В. Гете).
«Движение – кладовая жизни» (Плутарх).
«Жизнь – движение по эскалатору вверх, идущему вниз» (В. Афонченко).
«Кратчайшее выражение смысла жизни может быть таким: мир движется и совершенствуется. Главная задача – внести вклад в это движение, подчиниться ему и сотрудничать с ним» (Л. Н. Толстой)
«Чтобы жить полной жизнью, надо находиться в постоянном движении, и только тогда один день не будет похож на другой» (П. Коэльо).
Сравним эти две группы определений. Одна описывает нечто абстрактное, умозрительное, что нас непосредственно не касается. Другая больше обращена к нам, особенно если мы нацелены на то, чтобы понять свою жизнь и что-то в ней изменить.
Но есть еще и третий путь. Желая передать идею Жизни, можно сказать всего два слова: «Река Жизни». И в этих словах будут заключены все предыдущие определения и что-то еще, не поддающееся никакому определению, но проживаемое нами. Река всегда имеет причину и цель своего движения. Ее воды постоянно меняются, но река остается рекой. Она следует выбранному руслу или, в случае препятствия на пути, пробивает себе новое с усилием и упорством движения к цели. Символ Реки заключает в себе Тайну движения Жизни. И готов приоткрыть ее тем, кто отважится «вступить в Поток»… «Вступившими в Поток» называли людей, осмелившихся на трудный путь объединения усилий ума и сердца, изменения себя навстречу Тайне Цели и Смысла Движения Человека.
2.2. Наука и традиция
Традиция (от лат. traditio «передача») – то, что сложилось исторически и передается из поколения в поколение путем преданий, устно или письменно (идеи, знания, взгляды, образ действий и т. п.).
Так как же человеку нашего времени научиться читать за символами древних источников скрытое в них знание об устройстве мира? Для этого необходимы ключи, открывающие и объясняющие значения и смысл этих образов, имен и персонажей. В истории были и есть люди, владеющие подобными ключами. В их числе и Елена Петровна Блаватская. Благодаря трудам ее самой и ее учеников западный мир получил возможность прикоснуться к части Древних Знаний и убедиться в их действенности и актуальности. Известно, что ее труды изучали Альберт Эйнштейн, Томас Эдисон и многие другие ученые.
А сейчас, опираясь на то немногое из Традиции, что стало доступно для изучения западному миру, попробуем сравнить взгляды на Жизнь Древней и современной науки.
Представьте себе мироздание в виде перевернутого дерева корнями вверх (один из древнейших символов Жизни). Раскидистая крона – множественные объекты и явления мира проявленного, ствол – универсальные Законы, а корни – это Смысл. Срез, сделанный через «крону», является полем исследования современной науки. На этом срезе мы увидим множество точек, движения которых будут демонстрировать явную согласованность и взаимозависимость. Вопрос «почему это так», занимающий науку, особенно в последнем веке, поднимает ученых на новый уровень исследований – на уровень причинности, то есть «ствола». Но вопрос «зачем», то есть в чем смысл наблюдаемых явлений, уже выходит за рамки компетенции науки.
Как сказал один из ученых после того, как в 2003 году в рамках проекта «Геном человека» была полностью определена линейная структура ДНК человека, «прочитаны все буквы, которыми написана толстая книга, теперь еще понять бы слова и их смысл».
«Единственный твердо установленный научный факт, в котором я абсолютно уверен, это то, что мы ничего не знаем о природе. Я совершенно серьезно считаю это главным открытием в биологии за последние 100 лет» (врач и биолог Л. Томас).
Объектом исследования Традиции, или Древней науки, являлись и являются прежде всего «корни» – Невидимое и Неизмеримое. Именно они рождают и питают единый невидимый ствол, проявляющийся во множестве видимых и измеримых форм. Но чтобы добраться до корней, недостаточно привычного для нас ума вкупе с пятью органами чувств и их технологическим «продолжением» (телескопами, микроскопами и т. д.). Все это отлично работает только в мире «кроны». Единственный способ подняться выше – изменить себя, преодолеть свои ограничения, задействовать потенциальные способности нашей внутренней природы, созвучные этому более высокому плану реальности. Ведь познать мы можем лишь то, что той же природы, что и наши «инструменты» познания.
«Наука, в силу самой природы вещей, не способна раскрыть тайну окружающей нас вселенной. Наука, правда, может собирать, классифицировать и обобщать явления; но оккультист, основываясь на признанных метафизических данных, заявляет, что отважный исследователь, желающий проникнуть в сокровенные тайны Природы, должен выйти за пределы узкого диапазона чувств и перенести свое сознание в область ноуменов и в сферу первопричин. Для этого он должен развить в себе способности, которые – за редчайшими исключениями – у теперешнего человечества пребывают в спящем состоянии» (Е. П. Блаватская).
«В древние времена ученый не нуждался в приборах. Он не изучал эволюции форм. Он изучал жизнь, а не форму. А для этого изучения он должен был развивать себя, развивать ту жизнь, которая заключалась внутри него. Ибо только жизнью можно измерять жизнь, только жизнь может отвечать на живые вибрации. Труд его заключался в раскрытии самого себя, в извлечении из глубин своей собственной природы тех Божественных сил, которые скрыты в ней самой, в Высшем я, а не в чувствах. Он мог исследовать только при помощи этих сил, и только развивая Божественное в себе, был он в состоянии понять и измерить Божественное вне себя» (А. Безант).
Используя образ дерева применительно к познанию Жизни, можно сказать, что ствол – это Жизнь как Единый Принцип, о котором говорит Традиция, а крона – множество форм жизни, которые рассматривает наука.
Наука считает живыми лишь те «формы», которые принадлежат к пяти царствам Природы: бактерии, простейшие, растения, грибы и животные (куда входит и человек). С точки зрения Традиции, Жизнь присутствует во всех существующих формах, в том числе и минеральных. И чем более они совершенны, тем полнее с их помощью может выразить себя Жизнь. Поэтому и наука, и Традиция говорят об одном и том же – об Эволюции, движении, раскрытии Жизни.
«Нет ничего телесного, что не обладало бы душою, сокрытой в нем. Не существует ничего, в чем не было сокрыто начало жизни. Не только то, что движется, как то: люди и животные, черви в земле, птицы в воздухе и рыбы в воде, но все телесные вещи и сущности имеют жизнь» (Парацельс).
«Основное различие древней и современной науки заключается в том, что древняя наука изучает мир с точки зрения эволюционирующей жизни, тогда как современная наука изучает его, наблюдая формы, в которых проявляется эта жизнь. Первая изучает жизнь и видит в формах выражение жизни. Вторая изучает формы и пытается индуктивным путем найти принцип, объясняющий многообразие форм.
Первая идет сверху вниз, вторая – снизу вверх, и самый факт этот уже является залогом их встречи и будущего единения» (А. Безант).
Качество Жизни во всех существующих формах одно и то же, а вот количество – разное. Чем выше ступень эволюционной лестницы, на которой в данный момент находится то или иное существо, тем больше в нем Жизни. Что значит «больше»? Чем измеряется Жизнь? Может быть, способностью к познанию и обучению, которая складывается из восприятия, отклика, извлечения опыта и фиксации его в памяти?
Этот вопрос оказался в центре внимания современной научной теории – теории Сантьяго. Один из ее авторов, Франсиско Варела, проходил обучение традиционным знаниям у тибетских лам и, в свою очередь, обучал их основам современной науки.
2.3. Теория Сантьяго (1970-е годы)
Теория Сантьяго перебрасывает мост от современной науки к Традиции, поскольку предлагает в поисках критериев Жизни перейти от описания форм жизни к изучению жизни как процесса. Главная идея авторов этой теории, чилийских нейрофизиологов Умберто Матураны и Франсиско Варелы, заключается в отождествлении жизни с процессом познания. По их словам, «жить – значит познавать». Познание включает в себя и восприятие внешнего воздействия, и внутренние изменения, и поведенческий отклик, и фиксацию полученного опыта. И… не обязательно требует наличие мозга и нервной системы. Получается, что познавать мир и обучаться способны все формы жизни! Единственное условие – взаимодействовать со своим окружением и меняться.
Ф. Капра о теории Сантьяго
Разум более не вещь, но процесс – процесс познания, отождествляемый с процессом жизнедеятельности. Мозг – это специфическая структура, через посредство которой этот процесс протекает.
Взаимодействия живого организма – растения, животного или человека – с окружающей его средой суть когнитивные взаимодействия.
По теории Сантьяго, для существования разума мозг отнюдь не необходим. У бактерии или растения нет мозга, но есть разум. Простейшие организмы способны к восприятию и, следовательно, к обучению. Они не видят, но, тем не менее, воспринимают перемены в окружающей среде – различие между светом и тенью, жарой и холодом, высокой и низкой концентрацией некоторых химических веществ и т. п.
Живой организм откликается на воздействия среды структурными изменениями, а изменения эти, в свою очередь, изменяют его дальнейшее поведение. Иными словами, структурно связанная система является обучающейся.
По мере того как организм движется по индивидуальному пути структурных изменений, каждое такое изменение соответствует акту познания. Это означает, что обучение и развитие – не что иное, как две стороны одной медали.
Постоянно взаимодействуя со своим окружением, живой организм претерпевает цепь структурных изменений и со временем устанавливает свой, уникальный путь структурного связывания. В каждой точке этого пути структура организма представляет собой протокол предыдущих структурных изменений и, соответственно, предыдущих взаимодействий. Иными словами, все живые существа хранят свою историю. Живая структура – это всегда летопись предшествовавшего развития.
По словам авторов теории Сантьяго, происходящие в живом существе изменения бывают двух типов: самообновление и эволюционные изменения. Первые направлены на поддержание и сохранение собственной «индивидуальности» в ответ на воздействия извне. Вторые – на созидание нового: новых структур, новых связей, новых форм поведения. Причем совсем не обязательно из-за внешнего толчка. Новое вполне может рождаться изнутри, вследствие внутренних толчков и движений. Вспоминаются слова Платона в «Федре»: «Ведь каждое тело, движимое извне, – неодушевленно, а движимое изнутри, из самого себя, – одушевлено, потому что такова природа души».
В результате два типа рассмотренных изменений, циклические и поступательные, дают нам спираль – древний символ развития Жизни. Вспомните форму главной «молекулы жизни» и загадочной туманности!
Но если все формы жизни, как с нервной системой, так и без нее, способны к изменению, познанию и обучению, то чем же они отличаются? Авторы теории отвечают: широтой когнитивной сферы (от лат. cognitio «познание»), определяемой диапазоном взаимодействий с окружающей средой.
Ф. Капра о теории Сантьяго
По мере того как возрастает сложность живого организма, расширяется и его когнитивная сфера. В частности, мозг и нервная система значительно расширяют когнитивную сферу организма, поскольку они значительно увеличивают диапазон и развивают дифференциацию структурных сопряжений. На определенном уровне сложности живой организм структурно сопрягается не только с окружающей средой, но и с самим собой, творя тем самым не только внешний, но и внутренний мир. У человеческих существ созидание внутреннего мира тесно связано с языком, мыслью и сознанием.
Получается Лестница Жизни, каждая последующая ступень которой отличается от предыдущей большей широтой познания мира и способностью к изменению. Изменению, которое становится все менее зависимым от внешних воздействий и все более полно выражает потребность в движении пробуждающейся внутренней жизни.
2.4. Лестница Жизни
Лестница Жизни – образ, отражающий идею движения, раскрытия Жизни во времени и пространстве. Согласно древним знаниям, на первой ступени находятся минералы. Да, да, минералы. Они тоже живые, но жизнь в них проявляется очень слабо и не соответствует всем существующим в науке критериям. Но минералы откликаются на воздействия извне расширением и сжатием, структурными трансформациями (графит-алмаз), преобразованием энергии (лазерная генерация и пьезоэлектрический эффект). Минералы питаются и растут (вырастить кристаллы можно и в домашних условиях), «стареют» (бирюза и опал) и «болеют» («оловянная чума»), «помнят» оказанное на них воздействие (кристаллы бромистого серебра в фотографии и сплав нитинол).
Пьезоэлектрический эффект – возникновение электрического напряжения между поверхностями кристалла при его деформации (кристаллы кварца и турмалина).
Минерал скородит (от греч. «скородион» чеснок) – (арсенат железа) при ударах издает характерный чесночный запах.
Оловянная чума – превращение так называемого белого олова (пластичный металл) в серое (с меньшей плотностью атомов в кристаллической решетке), при котором металл рассыпается в порошок. Наибольшую скорость распространения имеет при температуре 33 °C.
В результате разрушения «чумой» паянных оловом сосудов с жидким топливом в 1912 г. погибла экспедиция Р. Скотта к Южному полюсу.
Нитинол – сплав титана и никеля. Если при температуре каления проволоке из нитинола придать форму, а потом после остывания смять ее, то достаточно опустить смятый комочек в горячую воду, и форма восстановится.
Ученый из Калькутты Чандра Бозе в начале XX века обнаружил у минералов способности, характерные только для живых существ. В его опытах по регистрации отклика минералов на различные воздействия минералы «уставали» и восстанавливались после «отдыха» (после теплой ванны, например); могли быть «отравлены» и «вылечены» своевременным введением «противоядия». Могли быть и «убиты» («смерть» означала полное отсутствие отклика).
Майкл Фостер, секретарь Королевского Общества, появился однажды утром в лаборатории Бозе и попросил показать ему некоторые из полученных кривых. Увидев результат, Фостер весело воскликнул:
– Бозе, что нового в этой кривой? Мы знаем ее по меньшей мере полстолетия!
– Но как вы думаете, что это такое? – спокойно спросил Бозе.
– Как что? Безусловно, кривая реакции мышцы! – раздраженно ответил Фостер.
Глядя на профессора, Бозе сказал:
– Извините меня, но это – реакция металлического олова!
Фостер был ошеломлен.
На заседании 10 мая 1901 года Бозе произнес:
– Я представил вам в этот вечер собственные записи развития стресса и напряжения в живом и неживом. Сколько подобия в этих кривых! Они действительно столь идентичны, что вы не можете отличить одну от другой. При таких явлениях как можем мы провести разделительную линию и сказать, что вот здесь физические окончания, а здесь – физиологические начала? Таких абсолютных барьеров не существует. Те, кто видит лишь одно во всех повторах этой Вселен ной, тем принадлежит Вечная Правда – никому кроме, никому кроме!
Минералы живые, но жизнь в них пробуждается очень медленно и требует много времени. Ведь для своего выражения она располагает единственным инструментом – физической структурой. Ее-то минералы и стремятся сохранить, сопротивляясь разрушению. И делают это очень хорошо.
Камни живые – под сущностью камней, под формой инертности, природа замаскировала закон сопротивления… Воля камня – это воля к сопротивлению. Он крепко держит свои молекулы, не позволяя им рассыпаться и растеряться. Чем больше сопротивления, тем больше крепости. Чем больше крепости, тем больше воли. Чем больше воли, тем больше жизни.Д. С. Гусман
В камне проявляется только тело, все другие принципы спят. Они погружены в ожидание новых, далеких времен, когда инертность постепенно уступит место движению.
Солнце нагревает камни, и они расширяются от этого. Ночной холод сжимает камни, они съеживаются, чтобы перенести холод. Мир материального спокойствия, где пребывают камни, содержит отзвуки движения, которые рано или поздно долетают до них, и тогда камни расширяются или сжимаются. Расширение и сжатие – это лишь начало того, что впоследствии станет биением сердца.
Вторую ступень Лестницы Жизни занимают растения. В них Жизнь раскрывает себя уже настолько явно, что современная наука однозначно относит их к категории живых существ. Растения, как и минералы, умеют сопротивляться. Но к этому добавляется и новый способ выражения Жизни – рост. Добавляется и новый инструмент – энергетическое тело. Рост растений происходит за счет удивительного, хорошо изученного, но не до конца раскрытого механизма преобразования энергии света в энергию химических связей – фотосинтеза. Фактически растения строят себя из воды, углекислого газа и солнечного света! А мы, стоящие выше на Лестнице Жизни, поедая растения, высвобождаем из них энергию Солнца и благодаря ей способны осуществлять самые разные движения, внутренние и внешние.
Растения не только растут, но и пробуждают чувствительность, пока еще не имея нервной системы. Чандра Бозе с помощью изобретенного им оптического усилителя, увеличивающего амплитуду движений растений в 10 000 раз, обнаружил, что все растения реагируют на электрическое или механическое воздействие. Просто у большинства из них реакция настолько слаба, что невооруженным глазом заметить ее невозможно. Бозе увидел, что чувствительность у растений может быть подавлена с помощью хлороформа (принятого в то время анестезирующего средства). Ученый применил это открытие для спасения огромного чахнущего дерева: «усыпил», выкорчевал и перевез его на лучшее место.
Чувствительность растений подтверждают и современные эксперименты: растения по-разному реагируют на ту или иную музыку, на того или иного человека. Наверное, и в вашем опыте есть тому примеры…
Бозе установил, что растения любого вида обладают чувствительностью: «Толстое дерево обнаруживает свою реакцию в медленной и щедрой манере, в то время как тонкое дерево достигает пика своего возбуждения в невероятно короткий отрезок времени». В 1927 году, когда вышла его работа «Автографы растений и их выявление», Бозе получил в подарок от Ромена Роллана его новый роман «Жан Кристоф» с надписью «Открывателю нового мира».
В растениях начинают уравновешиваться две силы: сопротивления и экспансивного роста. Растения открыты солнцу, но, с другой стороны, они цепляются за мать-землю, что есть акт настоящего сопротивления. Благодаря прочности корней они выдерживают ветры и бури; их листья спят зимой, но летом, когда особенно печет солнце, зеленая шевелюра защищает дерево. Они живут, проявляют себя, обладают своим собственным способом существования.
У растений нет головы… Они еще не думают, но, тем не менее, чувствуют. Растения вибрируют и принимают эмоции, исходящие от нас. Красота домашнего растения в большой степени зависит от нашего обращения с ним и нашей любви к нему. Цветы являют проблески чувств, когда, в зависимости от нашего обращения с ними, расцветают пышно, или, наоборот, скудно» (Д. С. Гусман).
На третьей ступени Лестницы Жизни стоят животные. К умению сопротивляться и расти у них добавляются способности к самым разным движениям, ощущениям и ярким проявлениям инстинктов и чувств. Ведь Жизнь получает в свое распоряжение еще один инструмент – эмоциональное тело.
Но порой некоторые высшие животные (особенно живущие рядом с человеком) проявляют проблески разума, выражающиеся в способности действовать вопреки инстинктам.
Животные обладают двумя видами разума: первый характеризует собственно инстинктивное развитие и заставляет животное безошибочно верно действовать в любой из моментов его жизни. Другой дается им как бы «в долг» и превосходит возможности самого вида; это нечто вроде «коллективного разума», который проявляется в надынстинктивных взаимоотношениях между особями. Есть множество примеров проявления животными высшего разума. Животные достаточно разумны, чтобы ориентироваться в незнакомой обстановке, преодолевать препятствия, залечивать раны, распознавать территорию своих владений, проходить большие расстояния почти неведомыми тропами. Есть у них «радиолокатор», пришедший к ним отнюдь не из области здоровых инстинктов и чистых эмоций. Это прообраз мышления, ясного практического ума, немногим отличающегося от того, которым пользуемся сейчас мы. Назовем его, как мы уже один раз сделали, «коллективным разумом» или «животным сверхразумом».Д. С. Гусман
На четвертой ступени Лестницы Жизни находится человек, который умеет сопротивляться, расти, двигаться и чувствовать. Но при этом – осознанно выбирать: сопротивляться или расти; двигаться или оставаться на месте, а если все-таки двигаться, то куда и зачем; действовать руководствуясь инстинктами или вопреки им; проявлять чувства обиды, ненависти, зависти – или любви, сострадания, радости. Способность сознательного контроля над всеми своими проявлениями человек получает благодаря четвертому инструменту – ментальному телу, или разуму.
Но «человек разумный» – еще не предел, не конечный пункт на Пути Жизни. Традиция говорит о существовании еще, по меньшей мере, трех ступеней Лестницы Жизни, которые и нам когда-нибудь предстоит пройти. А сейчас Жизнь ставит перед нами задачу – стать Человеком, стать Живым. Это единственный Путь, который когда-нибудь приведет нас к Дверям Тайны Жизни.
Мир материального спокойствия, где пребывают камни, содержит отзвуки движения , которые рано или поздно долетают до них, и тогда камни расширяются или сжимаются. Цветы, пожизненно прикрепленные к земле, являют проблески чувств , когда, в зависимости от нашего обращения с ними, расцветают пышно, или, наоборот, скудно. И животные, руководствуясь эмоциями, проявляют признаки интеллекта , что еще даст им возможность когда-нибудь показать себя в другом качестве. Также мы увидим, что человек разумный обладает зачатками сверхразума , поднимающими его на другую ступень, пока еще не доступную для него, но куда он взойдет благодаря непрерывной эволюции»Д. С. Гусман
Этап за этапом по восходящей лестнице жизни Божественная Природа как имманентность открывает себя в камне, растении, в беспозвоночных и позвоночных животных; каждый этап раскрывает всё больше ее жизни в большей сложности организма, со стороны формы проявляя множество частей, встроенных в единое целое, а со стороны жизни давая новое выражение жизни, более высокое, чем отдельно взятые жизни составных частей. То же самое происходит и с людьми, и из людей создаются новые проводники для Божественной Жизни.Ч. Джинараджадаса
Человек достигает мудрости путем контроля над своим телом, своими жизненными силами, эмоциями, он подавляет желания низшей части своего существа, не давая им отразиться на целостности своей личности.Х. А. Ливрага
3. Самопознание
«Познай самого себя, и ты познаешь Вселенную и Богов» – надпись на развалинах древнего храма в Дельфах послужит нам третьим ключом к Тайне Жизни.
Как устроен человек? Ответить на этот вопрос нам поможет упомянутый ранее голографический принцип. Помните? «Часть несет в себе информацию о целом». На языке Традиции это звучит как «Человек есть микрокосм Макрокосма».
Макрокосм есть вся сущая Вселенная как материализованная воля и мысль Бога. Микрокосм есть человек как модель и отражение Макрокосма. Душа есть элемент, связывающий Макрокосм и Микрокосм.Парацельс
Руководствуясь этим принципом, мы можем «вложить» Лестницу Жизни, развернутую во времени и пространстве проявленного мира, «внутрь» человека. Получится семеричная структура, известная в Индии в очень давние времена. Семь ступеней – семь тел. Четыре у человека развиты, и мы их упоминали, рассказывая о ступенях Лестницы Жизни, три пребывают в потенциальном состоянии.
Получается, что человек – очень сложное многоплановое существо, собравшее в себе все наследие предыдущих ступеней эволюции. С минералами нас роднит физическое тело, с растениями – энергетическое, с животными – эмоциональное. И, наконец, появляется еще тело ментальное, благодаря которому мы имеем все шансы стать Человеком. Каждое тело, как отдельный «инструмент», имеет свою «мелодию». Их неповторимое сочетание делает обладателя «оркестра», исполняющего «симфонию жизни», уникальным и неповторимым. Но возникает вопрос: кто такой человек? «Оркестр» в целом? «Солирующий» инструмент? Или человек как целое тоже есть нечто большее, чем сумма составляющих его частей? А может, в нашей аналогии с оркестром человек – это дирижер? Ведь дирижер, не играя ни на одном из инструментов, слышит их все, следя за тем, чтобы они играли согласованно, не заглушая друг друга. Во время исполнения симфонии звучание одного из инструментов может преобладать, но не по собственной «прихоти», а в согласии с замыслом композитора. Кто такой композитор? Кто сочинил Симфонию Человека? Это для нас остается Тайной…
Помните ключевую идею теории Сантьяго? «Жить – значит познавать». Познание себя – это процесс, движение, Путь. Путь Жизни. И Человек – это тоже Путь… Путь, имеющий свои ступени. На первом этапе Пути нам необходимо осознать себя – собрать себя воедино, найти свой внутренний центр, стать дирижером… Ведь до тех пор, пока в нас не проснется дирижер и не возьмет в руки «волшебную палочку», мы будем состоять в услужении у наших «инструментов», попеременно удовлетворяя их запросы. Лишь обретя внутреннюю стабильность, утвердившись в своем умственном и нравственном центре, мы сможем двигаться дальше. Поскольку получим возможность в каждый момент нашей жизни выбирать, под действием чего мы будем двигаться. Под действием наших многочисленных желаний, возникающих в ответ на толчки извне, или под действием наших собственных внутренних решений, рожденных в ответ на вопрос, куда и зачем мы должны прийти? «Ведь каждое тело, движимое извне, – неодушевленно, а движимое изнутри, из самого себя, – одушевлено, потому что такова природа души». Делая выбор в пользу второго, мы вступаем на Путь самопознания – вертикальный Путь, которым следует Жизнь… Вступаем в Поток. И в движении к великому оправданию всех наших побед и поражений, радостей и страданий – к Смыслу своего существования, становимся Живыми.
Наталья Аднорал, канд. мед. наук
Гея – живая Земля
Наш планетарный дом, голубая планета Земля, плывущая в темном пространстве космоса, – живая она или нет? Возможные ответы: «Конечно, да!», «Конечно, нет!» и еще: «Частично живая, частично – нет». Все они имеют право на существование, но, прежде чем выбрать правильный ответ, давайте задумаемся: что мы знаем о нашей планете? Знаем ее внутреннее строение – ядро, мантию, кору и внешние оболочки (литосферу, гидросферу и атмосферу). Еще знаем, что у Земли есть один естественный спутник и что благодаря силам гравитации она обращается вокруг Солнца. Но главное, есть условия для существования жизни: вода и атмосфера с нужным содержанием кислорода и защитным озоновым слоем. И поэтому на Земле растут растения, ходят животные, летают птицы, плавают рыбы, и все вместе это пронизано мириадами вездесущих микроорганизмов и бактерий, обитающих практически повсеместно.
Разные науки помогают нам изучать нашу планету: геология, геоморфология, география и многие другие гео-. В названиях их присутствует греческий корень. Древние греки почитали богиню Земли Гею (др.–греч. Γαία), мать всего, что живет и растет на ней.
Сегодня развивается новая наука геофизиология, теория о живой Земле, началом которой стала гипотеза Геи, предложенная в 1970-х годах английским ученым Джеймсом Лавлоком. Лавлок считает, что «эволюция всех биологических организмов настолько тесно связана с эволюцией их физического окружения в масштабе планеты, что вместе они составляют единую саморазвивающуюся систему, которая сама себя регулирует, напоминая физиологические свойства живого организма». Сам автор с сожалением пишет, что, когда рождалась гипотеза Геи, он еще не был знаком с трудами В. И. Вернадского о биосфере, а по сути Гея и биосфера очень близки.
Итак, биосфера – живая оболочка Земли, область распространения жизни, где живое и неживое сильно перемешаны. Можно ли представить себе птицу без воздуха, рыбу без воды, растение без почвы? Можно, конечно, с научной целью «вынуть» живое из неживого, например пчелу из улья. Если даже как следует кормить ее и предоставить все необходимые условия, то все-таки через несколько дней пчела погибнет. Улей – это не безликая «окружающая среда», а ее родной дом, жилище (греч. οἶκος, отсюда экология – наука о доме). А выживет ли без дома животное? А человек?
В биосфере все неразделимо и взаимосвязано, взаимодействует и дополняет существование друг друга. Представьте, например, спил живого дерева. На нем является живым только очень тонкий слой клеток – камбий, расположенных по периметру, как раз под корой. Все остальное – пробковый слой и кора (то есть более 97 % дерева) – отмершие клетки. Так же и живая оболочка Геи, биосфера, тонкой пленкой покрывает планету. Если представить Землю в виде баскетбольного мяча с нарисованными на нем океанами и странами, то толщина биосферы будет примерно равна толщине краски.
Согласно еще одной современной теории – теории автопоэза (самотворчества) чилийских нейробиологов У. Матураны и Фр. Варелы – Земля это живая самосохраняющаяся и самопорождающаяся система. Ведь она «обучается» жизни, реагирует на изменения, приспосабливаясь к ним и сохраняя себя. Но есть предел, который переступать нельзя. Такие глобальные процессы, как изменение климата, разрушение озонового слоя, таяние арктических льдов и деградация коралловых рифов, очевидно, говорят о том, что наша планета не здорова.
«Гея сделала меня планетарным врачом, и, поскольку я воспринимаю свою профессию всерьез, мне волей-неволей приходится сообщать дурные вести», – пишет Лавлок. Он считает, что человечество можно назвать «нервной системой» Земли, благодаря которой Гея осознает себя, познает свой облик и место во Вселенной. Но эта «нервная система» Геи приносит ей же самой неисчислимые бедствия. На одном из сайтов интернета можно найти такой анекдот. Встретились в космосе две подружки-планеты. Одна из них пожаловалась другой на то, что очень плохо себя чувствует, так как у нее завелись люди. Собеседница глубоко посочувствовала и вспомнила, что подобная же неприятная напасть приключалась и с нею. Но она тут же успокоила несчастную, зная по личному опыту, что болезнь не смертельна и заверила подругу, что та обязательно с ней справится.
«Весь облик Земли, климат, состав горных пород, воздуха и океанских вод являются не только результатом геологических процессов, но и следствием присутствия жизни. Благодаря непрекращающейся активности живых организмов условия на планете поддерживаются в благоприятном для жизни состоянии на протяжении последних 3,6 миллиардов лет. Любые виды, которые неблагоприятным образом влияют на окружающую среду, делают ее менее пригодной для потомства, будут в конце концов изгнаны так же, как более слабые, эволюционно неприспособленные виды…» (Дж. Лавлок).
Еще в 20-х годах прошлого века В. И. Вернадский предупреждал о возрастающем влиянии человека на эволюцию биосферы, «поскольку человек разумный – невиданная по своим масштабам геохимическая сила, которая увеличивает свое влияние по мере развития научной мысли». Предвидя тенденции воздействия человека на природу, ученый все-таки с оптимизмом мечтал о постепенном переходе биосферы в качественно новое состояние – ноосферу, сферу разума.
Все люди разные, и не все, подобно Джеймсу Лавлоку, станут планетарными терапевтами. В древности этим термином называли особых людей – врачевателей души человека, служащих его высшим добродетелям и достоинствам (др.–греч. θεραπευτής «прислужник»). Тем более это неимоверно трудно, когда речь идет о планете, космическом существе, пространственные и временные горизонты которого намного превышают человеческие. Но каждому из нас по силам, по крайней мере, не быть «диатезом» на теле Земли, Геи – своего единственного и родного дома.
Ольга Короткова
Жизнь: игра случая или божественная воля?
Жизнь – одна из величайших загадок Вселенной. Что это – случайная флуктуация неживой материи? закономерный результат эволюции? божественный промысел? На этот вопрос человек тысячелетиями пытается найти ответ.
Когда я писала эту статью, мне в руки попался номер журнала «Наука и жизнь» за 2000 г. со статьей, посвященной символике буквы «ж» в русском алфавите. Оказывается, слово «жизнь» неслучайно начинается именно с нее. И сама эта буква – самая симметричная и красивая в алфавите – часто встречалась на старых русских церквях, символизируя Древо Жизни. А ее симметричность отражала древнюю философскую идею «как наверху, так и внизу»: единая Жизнь, подобно дереву, соединяющему Землю с Небом, объединяет животворящие силы природы и многообразие живых существ («на Земле») и жизнь духовную, жизнь вечную – источник жизни земной.
На самом деле подобное представление о жизни вовсе не уникально и не абсурдно. Современный научный взгляд на жизнь как на «способ существования белковых тел», «способность к росту, размножению, метаболизму, раздражимость и т. д.» – плод сравнительно недавнего времени. В настоящее время наука не может ни дать точное определение жизни, ни объяснить феномен ее возникновения на земле. Что считать живым – молекулу ДНК? белок? структуру, имеющую оболочку и способную к обмену веществ с окружающей средой? Или говорить о жизни можно начиная с одноклеточного организма? Но еще большая проблема – объяснить сам факт происхождения жизни. Существуют разнообразные гипотезы биохимической эволюции, объясняющие, как могли возникнуть первые молекулы белка или рибонуклеиновых кислот, как из первых молекул образовывались простейшие структуры. Все это было даже проиллюстрировано экспериментами. Казалось бы, все хорошо, но… все эти гипотезы грешат слишком низкой вероятностью. Задумайтесь: в одной клетке животного организма протекает около 500 (!) биохимических реакций, не считая межклеточного взаимодействия и процессов на уровне всего организма. Типичная клетка млекопитающего синтезирует более 10 000 видов белков, средняя длина которых 300 звеньев-аминокислот. Типичная клетка животного содержит генетическую информацию в виде молекулы ДНК, длина которой в развернутом состоянии около метра, а записанная в виде линейной последовательности генетическая информация одной клетки человека представляла бы книгу в 500 000 страниц! Даже если предположить, что первоначальные клетки были значительно проще и за те миллиарды лет, которые существует жизнь, за счет естественного отбора и мутаций могла возникнуть столь сложная система, все равно вероятность как самопроизвольного возникновения элементарно функционирующей системы, так и самопроизвольного развития до организма млекопитающего чрезвычайно мала! По мнению ученого Фреда Хойла, теория о самопроизвольном зарождении жизни «столь же нелепа, как и предположение о возможности сборки «Боинга-747» ураганом, пронесшимся над мусорной свалкой». А основательница Теософского общества Е. П. Блаватская писала, что случайное возникновение жизни подобно тому, что куски дерева и металла самопроизвольно сложатся в орган, к тому же исполняющий фугу Баха.
Однако, если задуматься, в самом факте биохимической эволюции и в опаринской гипотезе возникновения жизни нет ничего невероятного – если исключить случайность процесса. Добавьте сознание, целенаправленность, смысл эволюции – и многое станет на свои места. Наверное, поэтому философия и традиция древности в качестве неотъемлемого признака жизни называли именно дух, божественную искру, сознание – скорее, нежели способность двигаться, размножаться или питаться.
Религии в терминах сотворения говорят о том, что дух и сознание вкладываются в живые существа Богом-творцом – как в мифе о создании человека египетским богом Хнумом или в христианстве при сотворении мира. Вспомните великолепную фреску Микеланджело из Сикстинской капеллы, на которой Бог протягивает руку к только что созданному Адаму, еще не пробужденному, пассивному. Всего один миг до соприкосновения пальцев – и человек станет сознательным, наполненным жизнью, поймет, что по своей природе он является сыном Бога.
В платоновской философии Благо, являющееся образом великого всеобъемлющего Божества, рождает (или эманирует из себя, как говорили неоплатоники) идеи всего сущего, которые затем, в качестве собственных «теней» и несовершенных подобий, вызывают к жизни все проявленное. Индуистская философия говорит о существовании Творца-Ишвары, вдох и выдох которого становятся этапами возникновения и разрушения Вселенной: божество, пробуждаясь ото сна, «выдыхает» Вселенную и все существа и по прошествии неисчислимых лет снова вбирает в себя. В древнеиндийских упанишадах мир сравнивается с великим божественным Огнем, из которого вылетают искры – бессмертные души существ, которые, пройдя цикл существования, возвращаются обратно к своему источнику.
Насколько красивы и глубоки эти идеи по сравнению с нашим выхолощенным представлением о жизни как о чем-то механистическом и по сути своей бездушном! Один американский ученый говорил о феномене жизни на Земле как о случайной флуктуации неживой материи, своего рода вселенском казусе, который как случайно начался, так случайно может и прекратиться – ибо то, что не основано на законе, не может считаться вечным.
Мне трудно говорить за уважаемого читателя, но мне лично не хотелось бы быть результатом случайной флуктуации. Что произошло на самом деле миллиарды лет назад – никто из нас с достоверностью не сможет узнать. Но, согласитесь, не все равно – жить в механистической и бездушной, враждебной человеку Вселенной в качестве молекулярной машины или осознавать себя микеланджеловским Адамом, человеком из герметического «Поймандра», знающим, что в нем спит божественная искра и что над ним не властны слепые силы природы. Да пусть даже искрой из великого вселенского Костра! Особенно если учесть, что под образом Костра или беспредельного Огня понимается Божество, а древняя фраза из упанишад «Ты есть То» лучше тысячи слов говорит о том, что истинное «Я» человека тождественно этому Божеству. Или представить, что мы живем во Вселенной, о которой говорили греческие натурфилософы, – во Вселенной, представляющей собой великое «Космическое животное», частями тела которого, «органами» и «клетками» являются все его обитатели. Или, подобно пантеистам эпохи Возрождения, знать, что Бог разлит во всей Вселенной, наделяет собственной искрой или движущей силой каждое существо и вещь этого мира.
В своем «Пире на пепле» Джордано Бруно пишет: «Миры, подобные нашему, так же совершают свои круговые движения, как земля свое; поэтому в древности они назывались эфиром, то есть бегунами, посланниками и вестниками великолепия высшего единства, которые в музыкальной гармонии образуют стройный порядок и являются живым зерцалом бесконечного Божества. Эти бегуны имеют свое собственное внутреннее начало движения, собственную природу, собственную душу, собственную интеллектуальность». Это внутреннее начало движения заставляет все в этом мире стремиться к совершенству, к собственному источнику света, раскрывать и развивать скрытый внутри дух или божественную искру.
А вот что по-настоящему важно – так это знать, имеет ли смысл и цель наша эволюция, а значит, наше существование. Философы древности в этом не сомневались. Впрочем, некоторые древние идеи снова возвращаются в наш мир.
На рубеже XIX–XX веков из учения Платона и Аристотеля возрождается идея витализма – о присущей живым существам внутренней цели, стремлении, дающем смысл существованию и заставляющем развиваться. С конца XIX века на Западе и в России становятся модными идеи восточной, особенно индийской, философии. Слова «такая у меня карма», «это карма» стали для нас вполне привычными. Однако следует вспомнить о другом, не менее существенном понятии философии индуизма – Дхармане, вечном и непреложном законе существования Вселенной, включающем в себя Дхармы, законы и эволюционные пути всего сущего. Согласно этому закону, каждое существо имеет свое место, роль и цель в великой эволюции Вселенной и в божественном Промысле.
Теософия XIX века развивает эти идеи, говоря о том, что человек по своей сути является духовной индивидуальностью, которая одевается в физическое тело подобно тому, как мы надеваем одежду. Эта духовная индивидуальность, называемая в терминах теософии монадой, проходит бесчисленные периоды времени в своей эволюции. Когда эта индивидуальность является в мир, она представляет лишь зародыш, семя будущего человека. В своем стремлении познать законы существования и раскрыть собственные скрытые духовные возможности эта монада снова и снова воплощается на земле, погружаясь в океан физической жизни, и создает себе материальные тела, с каждым разом все более соответствующие своей сущности. От камня, в котором жизнь и сознание текут настолько медленно, что он представляется неживым, через растение и животное – и постепенное развитие способности испытывать боль и наслаждение, радость и страдание, пробуждать в себе чувства, Жизнь, скрытый дух и сознание доходят до человека – и идут дальше (поэтому религии и мифологии всех народов говорят о существовании богов и героев – как сверхчеловеческого состояния сознания). Так, идя путем наслаждений и страданий, успехов и падений, удач и разочарований, верных шагов и ошибок, дух постепенно раскрывает собственные божественные потенциалы. Неслучайно в Индии столь развито благоговение перед жизнью: люди осознают, что все другие существа являются их младшими братьями, так же скрывающими в себе частицу Бога, как и человек.
Верно ли подобное мировоззрение или скорее напоминает детские сказки – читатель волен решать сам. Потому что такие вопросы, как смысл и цель эволюции, как и бессмертие души или существование Бога, никогда не доказать и не опровергнуть эмпирическим путем, сколько бы мы ни старались.
Елена Косолобова
Спираль ДНК. Лестница, ведущая в небо
Что такое жизнь? Этот вопрос стал движущей силой развития генетики (от греческого genetikos – «относящийся к рождению, происхождению») – науки о происхождении жизни, в центре внимания которой вот уже более 50 лет находится молекула ДНК.
Открытие, которое перевернуло мир
«Мы только что открыли секрет жизни!» – так 28 февраля 1953 года Френсис Крик и Джеймс Уотсон сообщили о своем открытии структуры ДНК.
Что нового привнесло оно в науки о жизни? До этого было известно, что ДНК – большая молекула, в которой с помощью «четырехбуквенного алфавита» записана информация о строении и свойствах живых существ. Но оставалось непонятным, как эта информация передается из поколения в поколение и материализуется в эти самые структуры и свойства, а также какова пространственная структура ДНК.
Разгадка структуры ДНК помогла ученым понять механизмы ее копирования и материализации. ДНК состоит из двух цепей, которые комплементарны (дополнительны) друг другу. Копирование ДНК происходит за счет достраивания на каждой исходной цепи ДНК, как на матрице, дополнительной к ней копии. Так из одной двойной спирали ДНК получаются две абсолютно идентичные ей двойные спирали, что и необходимо для сохранения генетической информации при делении материнской клетки на две дочерние. Матричный принцип лежит также в основе поэтапной материализации генетической информации: на одной из цепей ДНК образуется комплементарная ей цепь другой информационной молекулы – РНК, которая, в свою очередь, служит матрицей для синтеза белков, от количества и качества которых зависят структуры и свойства конкретного организма.
Насколько это открытие значимо для постижения тайны жизни? С одной стороны, знания структуры ДНК явно недостаточно для того, чтобы ответить на вопрос «что такое жизнь?». Но с другой – именно это открытие сделало «научным» очень древний и очень важный вопрос о взаимосвязи потенциального и проявленного – на примере связи информации о структурах и свойствах организма с самими структурами и свойствами. И не только поставило этот вопрос, но и дало ключ к ответу на него. Этот ключ – матричный принцип, принцип комплементарности.
Путь от гена до признака
Что означает классическая фраза из учебника: «ДНК – носитель генетической информации»? Как генетическая информация связана со структурой ДНК? Каким образом информация воплощается в конкретных свойствах организма? Если за точку отсчета генетической информации принять структуру ДНК и далее следовать структурной модели, то путь от гена до признака будет выглядеть так: в последовательности ДНК зашифрованы все свойства организма; линейная структура конкретного гена однозначно определяет линейную структуру соответствующего ему белка, которая, в свою очередь, однозначно определяет роль этого белка в формировании того или иного признака. Другими словами, «ДНК рождает РНК; РНК рождает белок, а белок рождает нас с вами» (Ф. Крик). Если это верно, то для того, чтобы изменить тот или иной признак (например, вылечить болезнь, имеющую генетические корни), достаточно установить соответствующую ему последовательность участка ДНК и исправить ее. Но так ли все просто? Достаточно ли знаний (хотя они бесспорно верны и необходимы!) о структурных соответствиях на пути от гена к признаку, для того чтобы понять и воспроизвести этот путь?
Последние достижения генетики показали, что недостаточны. В 2003 году в рамках проекта «Геном человека» была полностью определена линейная структура ДНК человека (и многих других простых и сложных организмов). Как сказал один из ученых, «прочитаны все буквы, которыми написана толстая книга, теперь еще понять бы слова и их смысл». Выяснилось, что собственно генов (участков ДНК, кодирующих белки) у человека около 30 000, и это лишь 1–3 % всей ДНК! Столько же генов у растения Arabidopsis taliana и рыбы фугу. Более того, 99 % генов человека совпадают с генами мыши, то есть человек имеет всего 300 генов, которых нет у мыши. (Трудно представить, что у нас и мышей одинаковы еще и 99 % признаков!)
Дальше – больше. Оказалось, что однозначная взаимосвязь между геном и белком существует только у бактерий. А у человека возможно образование многих белков на основании одного гена (максимально известное сегодня число разных белков, кодируемых одним геном, – 40 000!) и возникновение многих функций у одного белка. Получается, что путь от потенциального к проявленному, от генетической информации к признаку отнюдь не линейный; что каждый признак является результатом сложных взаимодействий многих генов и их продуктов-белков; что само понятие «ген» из-за своей неоднозначности вряд ли может служить «отправным пунктом» этого пути.
Взаимодействие структур
Тело человека состоит из 1014 клеток. Все они имеют абсолютно одинаковую ДНК, но существенно различаются по форме, размерам и своим задачам. Разрешение этого парадокса – в избирательном считывании генетической информации. В каждой клетке активными являются только те гены, которые ей в данный момент необходимы. Избирательность обеспечивают специальные гены-регуляторы, которые разрешают или запрещают считывание информации с того или иного участка ДНК. Активность гена зависит и от его окружения в пространстве клеточного ядра. Смена окружения, вызванная перемещением самого гена или кого-то из его соседей, способна изменить его активность («выключить» или «включить» ген). Например, в геноме человека есть масса потенциально опасных вирусных генов и протоонкогенов (способных вызвать раковое перерождение клетки). Они могут долгое время (и всю жизнь) вести себя вполне мирно и даже работать на благо клетки, до тех пор пока перемещение их самих или кого-то из окружения не выявит в этих генах агрессивные потенциалы. К счастью, могут произойти другие перемещения, которые утихомирят «бунтовщика» или включат защитные механизмы.
Итак, носитель генетической информации переместился с уровня гена (конкретного участка ДНК) на эпигенетический (от латинского «над», «сверх») уровень взаимодействия генов между собой и с другими структурами ядра клетки (99 % негенной ДНК и белками). Предположим, наука расшифрует механизм этого взаимодействия. Приведет ли это к раскрытию тайны жизни? Жизнь – это только лишь структура? А если нет, стоит ли в поисках разгадки тайны жизни ограничиваться взаимодействием структур?
Кто сторожит сторожа?
Как из единственной клетки в результате 46 делений получается не бесформенная масса из 1014 клеток, а весьма характерное тело каждого из нас? Последовательно удваиваясь, клетки не только сами становятся разными, но еще и формируют разные части тела в нужное время и в нужном месте. Что управляет организацией клеток во времени и пространстве? Целое, которое качественно больше простой суммы составляющих его частей-клеток. И это не противоречит тому, что организм образуется из одной клетки, – вопрос в том, что для этой клетки воплощает «волю целого». Поиски подобного упорядочивающего фактора вылились в начале XX века в концепцию морфогенетического поля. Ее основоположником стал русский ученый А. Г. Гурвич.
Когда Гурвич работал над теорией поля, молекула ДНК считалась составной частью хромосом, и ей не придавали особого значения. В 1944 году ученый опубликовал свой труд «Теория биологического поля». Этот год стал судьбоносным для всей генетики, определив путь ее развития на несколько десятилетий вперед. В центре внимания ученых оказалась молекула ДНК, поскольку было доказано, что именно ей принадлежит ведущая роль в передаче наследственной информации. Не за горами был и 1953-й… В результате все свое внимание наука сосредоточила на структуре ДНК, которую фактически стала отождествлять с переносимой ею информацией, а теория биологического поля оказалась не в почете. Но исследования в этой области продолжались, и все эти годы два пути познания тайны жизни шли параллельно…
Переход в новое тысячелетие изменил соотношение сил в науках о жизни. Все больше ученых приходят к тому, что структурный ключ в познании живого необходим, но недостаточен; что разные подходы не исключают друг друга, а образуют объединенный путь научного поиска; что по сути своей структурный подход и теория поля комплементарны. Вспомним: именно предположение о комплементарности цепей ДНК стало ключом к расшифровке ее структуры, а само открытие 1953 года оказалось возможным благодаря комплементарности усилий представителей разных областей науки – физиков, химиков, биологов. Может быть, объединенная наука нового тысячелетия не только окончательно примирит разные научные подходы (например, структурный и полевой), но и обратится к плодам «ненаучного» пути познания тайны жизни – тысячелетней мудрости человечества, – «ненаучного», поскольку этот путь уходит корнями в те времена, когда науки не было и в помине. Обращение к источникам древней мудрости способно дать науке ключи от двери, за которой скрыта тайна. Но чтобы это произошло, столь разные пути познания должны где-то «пересечься». Одним из таких «перекрестков» может стать концепция формообразующего поля (биологического, морфогенетического, информационного), выросшая на почве современной науки и восходящая к явлениям, рассматривавшимся в древних источниках. Последние говорят о том, что человек состоит из нескольких тел, или принципов, которые не являются отдельными, независимыми частями, а взаимопроникают и взаимоформируют друг друга; что видимое, плотное, физическое тело является проводником, носителем более тонкоматериальных тел, которые с его помощью проявляются в физическом мире и взаимодействуют с ним; что «сборкой» – формированием физического тела из элементов физической материи – управляет самое «плотное» из этих тел, астральное тело-прообраз (план, матрица).
Современная наука знает, что каждая вновь образовавшаяся клетка участвует в формировании организма согласно индивидуальной «инструкции» (активные, или включенные, гены) и что у родителя и у потомков этой клетки могут быть совсем другие «инструкции». Но что и как согласует переключения индивидуальных «программ» развития миллиардов клеток, пока не ясно. Теория биологического поля предполагает, что согласование есть функция целого, которое и является тем самым полем, матрицей или моделью; что каждая вновь образовавшаяся клетка с помощью собственного генетического аппарата подключается к единому «плану» развития организма, получает оттуда индивидуальные «инструкции» и реализует их в рамках собственной программы поведения. Получается, что генетический аппарат клетки состоит, как минимум, из трех функциональных блоков: воспринимающей «антенны», «пульта управления» активностью генов и «исполнительной» части – генов, ответственных за образование конкретных белков. Вспомним, что на долю генов приходится всего 1–2 % от всей клеточной ДНК. В оставшихся 98–99 % ДНК уже обнаружены структуры, относящиеся ко второму «управляющему блоку». А что играет роль «антенны»? Где происходит «встреча двух миров» – информационного поля и генетических структур, воплощающих эту информацию в конкретное физическое тело?
Мост от потенциального к проявленному
Почему бы не предположить, что роль антенны, способной улавливать, трансформировать и передавать сигналы волновой природы, тоже играет ДНК? К этому располагает и спиральная структура «молекулы жизни» (многие технические антенны имеют форму спирали), и такие ее свойства, как способность проводить электрический ток, возможность резонансного возбуждения продольных колебаний под действием радиоволн, а также способность к лазерной генерации света после предварительной «накачки».
Если ДНК может работать на прием информации, обеспечивающей жизненную активность клеток, то ей вовсе не обязательно постоянно хранить эту информацию в своей структуре. Как, например, мозгу человека, чтобы успешно управлять системами жизнеобеспечения организма, не обязательно быть «вместилищем» разума, а достаточно играть роль посредника между сознанием и телом: он воспринимает информацию из плана сознания и «переводит» ее на язык управления телом.
И ясно, почему в случае повреждений структуры ДНК (или мозговых структур) страдает физическое тело. Ведь всем известно, что при неисправности в телевизоре хотя бы одной детали изображение на его экране сильно искажается, а если телевизор лишить антенны или выключить его из сети, на экране вообще ничего не появится.
ДНК – связующее звено между «моделью» физического тела и ее конкретным воплощением. Мозг – посредник между разумом и телом. Разум связывает жизнь и форму ее проявления и позволяет жизни, заключенной в форме, познавать саму себя. С помощью этого замечательного инструмента человек имеет возможность изучать окружающий мир и находить в нем ключи к познанию своего внутреннего мира. Так рождается объединенный путь, ведущий к познанию тайны жизни. Ибо человек есть величайшая из тайн – тайна взаимосвязи земли и неба.
Наталья Аднорал, канд. мед. наук
Удары космического сердца
Мы, люди, странные существа. Мы так уверены в завтрашнем дне, как будто в нашей жизни никогда не было никаких происшествий. А ведь нельзя сказать, чтобы она отличалась особенным постоянством… Но, видимо, к тем неожиданностям, которые с нами могут случиться, мы считаем себя достаточно подготовленными. И очень ценим размеренный ход вещей и эту нашу подготовленность. Как с юмором сказал мне один бизнесмен: «Выше прибыли только стабильность». И ведь правда – что такое прибыль без стабильности? Прошлый год всем нам хорошо показал, чего она стоит! И показал также, что многое, что мы считаем незыблемым, на поверку может оказаться совсем не таким.
…За окном только что село солнце. Уже несколько месяцев мои мысли постоянно возвращаются к нему. То, что происходит с нами, связано именно с ним. А то, что происходит с ним, – связано с нами. Мысль простая и, в общем, не новая, но все же этой весной я прожил ее по-особому. Потому что именно этой весной ученые стали говорить о необычно глубоком и длительном спаде солнечной активности.
Не правда ли – странно? Ведь до этого нас, мирных жителей, СМИ обычно заранее предупреждали о необычно высокой солнечной активности…
Солнечная активность: максимумы и минимумы
Солнечная активность – это проявление солнечного магнетизма. Среди прочего оно сопряжено с выбросами солнечной плазмы в открытый космос.
Опасности высокой солнечной активности известны: это в первую очередь проблемы со спутниками и электроникой. Спутники сегодня – это и связь, и системы навигации. А без нормально функционирующей электроники вообще невозможно представить современную жизнь. Так что угрозы были серьезными.
Чем же может быть интересен спад солнечной активности? Простым совпадением. Он точно совпал с текущим кризисом! И ладно бы в первый раз.
В предыдущий минимум, в 1985–1986 годах, мировые цены на нефть точно так же, как и в прошедшем 2008 году, упали в несколько раз. И многие считают, что тот скачок цен запустил процесс, приведший к развалу СССР. А вот последовавшие за тем события 1991 года пришлись в аккурат на максимум 22-го солнечного цикла, случившийся как раз в июне-августе.
На минимумы солнечной активности пришлись также Карибский кризис (октябрь 1962), смерть «вождя народов» (март 1953), голодомор 1932–1933 годов, последние годы Великой депрессии (1932–1933). Все эти исторические события имели свои предпосылки, в спорах о которых сломано немало копий. Однако проявились они в особые периоды солнечного цикла.
Упомяну для полноты и события, пришедшиеся на максимумы активности: революции 1905 и 1917 годов в России, начало Второй мировой войны (1939), террористическая атака на башни-близнецы в Нью-Йорке (2001).
Факты говорят сами за себя. Но все это – только параллели, лежащие на поверхности. И пока только в контексте социальных отношений. Однако мы зависим от Солнца гораздо сильнее.
Что нас ждет: глобальное потепление или ледниковый период?
Солнечная активность влияет и на наш климат.
Можно вспомнить известный Маундеровский минимум – длительный период спада активности Солнца примерно с 1645 по 1715 годы. Земля в это время переживала наиболее холодную фазу глобального похолодания XIV–XIX веков, больше известного как последний малый ледниковый период.
Именно на середину XVII века пришлись самые суровые и длинные зимы в Европе, отмеченные необычайно глубоким снежным покровом и сильными морозами. Зимняя стужа проникала далеко на юг. В некоторые зимы замерзал даже Босфорский пролив – выход из Черного моря в Средиземное. Прозванный в Англии годом Великого мороза, 1709-й вызвал оледенение на территории всей Европы. Льдом покрылись озера и реки, и почва промерзла на метр в глубину. Лед был даже на берегах Адриатического моря!
Удивительно, но как раз эти же годы были отмечены последними сильными вспышками чумы – бича того времени, унесшего сотни тысяч жизней. Так, в Англии последняя эпидемия чумы пришлась на 1665 («Великая Лондонская чума»), а в Германии – на 1711 год. Тогда же чума прокатилась и по России: в Москве и в центральном регионе эпидемия началась в августе 1654 года и продолжалась до января 1655 года, погубив до 300 тысяч человек. И в старые времена, и по сей день климат оказывает значительное влияние на течение самой человеческой истории.
В 1809 году (минимум активности), в период русско-шведской кампании, русские войска под предводительством князя Багратиона по льду преодолели обычно не замерзающий Ботнический залив Балтийского моря и вышли прямо на Стокгольм. «Генерал Мороз» еще не раз помог нашей армии: и в 1812 году (минимум активности), и в Великую Отечественную (минимум пришелся на 1942–1945 годы, но необычные морозы ударяли уже зимой 41-го).
Период потепления, в котором мы сейчас живем, некоторые ученые рассматривают всего лишь как один из небольших (по геологическим меркам) межледниковых периодов. Ведь ледниковый период в среднем на Земле длится 100 000 лет, а межледниковый – только 10–12 тысяч лет. Именно этот период человеческой истории связан с практически линейным (вернее даже экспоненциальным) развитием человечества, ростом его численности и технических возможностей – от первобытных орудий до современных технологий. Возможно, что этот период уже подходит к своему концу. И возможно, именно солнечная активность регулирует этот процесс…
Так как солнечная активность не оказывает заметного влияния на количество получаемого атмосферой Земли тепла, то такая парадоксальная взаимосвязь с климатом давно заслужила внимание ученых. Согласно последним научным гипотезам, процессы конденсации в самых верхних слоях атмосферы запускает солнечный ветер – и тем самым влияет на дальнейшие атмосферные процессы.
Этот же процесс связан с образованием серебристых облаков, тоже вызывающих особый интерес ученых. Для их исследования в апреле 2007 года NASA запустило спутник AIM. Однако хорошей теории, которая бы надежно связывала все эти явления, до сих пор нет.
Ураганы и землетрясения: связь с Солнцем
В последние годы получены научные данные о взаимосвязи солнечной активности с числом ураганов и частотой землетрясений. Неудивительно, что максимум числа ураганов приходится на максимумы активности. А вот максимум сейсмической активности связан, напротив, с минимумами пятнообразования. Возрастающая в эти периоды вулканическая активность вносит свой вклад в отмечавшееся выше похолодание, но не является его единственной причиной. Опять же ясной теории, которая бы связывала геологическую активность на Земле и проявления солнечного магнетизма, сегодня не существует.
Нынешний аномальный минимум солнечной активности уже запомнился такими происходящими на Земле сейсмическими явлениями, как пробуждение Анака Кракатау, знаменитого вулкана, вызвавшего катастрофу в 1883 году; мощное землетрясение в пограничной с Тибетом китайской провинции Сычуань (12 мая 2008); извержение сопки Ключевская на Камчатке, самого высокого и активного из действующих в Евразии вулканов (с 16 октября по середину декабря 2008); самое разрушительное за последние 30 лет на территории Италии землетрясение в Аквиле (6 апреля 2009); активизация самого значительного на Гавайях вулкана Килауэа (8 июня 2009); извержение пика Сарычева на острове Матуа, центральные Курильские острова (13 июня 2009); разрушительные землетрясения в Индонезии на острове Ява (2 сентября 2009).
Солнечная активность и человеческое общество
Но если взаимосвязь количества солнечных пятен с климатом и геологической активностью мы еще пытаемся объяснить научно, то о взаимосвязи солнечной активности с социальной современных научных теорий нет.
В этой области наиболее известны работы великого русского ученого Александра Чижевского. В книге «Физические факторы исторического процесса», изданной в далеком 1924 году, он писал о воздействии электричества на психические процессы: «…возникает предположение, что увеличение пятнообразовательной деятельности Солнца, связанное с увеличением его электрической энергии, оказывает сильнейшее влияние на состояние электромагнитного поля Земли, так или иначе возбуждая массы к действию и способствуя внушению»; «…значительные возмущения на Солнце, сопровождаемые излучением электромагнитных волн и радиоактивным распадом солнечной материи, вызывают в массах, при наличии обобщающего массы фактора, взрыв единения, единодушия, тотчас же располагая их к тем или иным деяниям».
То, что электричество связано с проявлениями жизни, известно еще со времен опытов Луиджи Гальвани в конце XVIII века. Предыдущее столетие внесло в понимание законов электричества очень много нового. Еще бы, сама планковская идея квантов впервые получила подтверждение в знаменитой работе Эйнштейна по фотоэлектрическому эффекту. (Именно за эти исследования – а не за теорию относительности, как обычно считают, – Эйнштейн был награжден Нобелевской премией в 1921 году.)
В области электричества XX век дал нам в распоряжение такие надежные физические концепции, как теория электромагнитного поля (ставшая классической теорией поля), квантовая электродинамика (наиболее разработанная часть квантовой теории), теория электрослабого взаимодействия (первый и пока единственный успешный шаг на пути к теории, объединяющей все известные типы физических взаимодействий). Но официальная наука ни на йоту не приблизилась к пониманию взаимосвязи электрических и психических явлений. В медицине мы используем такие изощренные физические методы, как ядерный магнитный резонанс, ученые составляют карту активности областей головного мозга человека – но все это не помогает нам объяснить таинственную связь между активностью Солнца и состоянием людских сообществ.
Загадочная граница между объективным и субъективным, между физическим и психическим давно путает ученым все карты. Сам научный метод основан на том, чтобы исключить из рассмотрения наблюдателя и тем самым выделить объективные законы. Но как исключить наблюдателя при рассмотрении психических процессов? Да и квантовая физика столкнулась с тем же парадоксом: процесс измерения возможен только во взаимодействии с наблюдателем, а потому меняет сам измеряемый объект. Наблюдатель не может быть «наблюдателем» – он всегда соучастник процесса!
Нам нужно признать, что наша современная вера в науку и связанный с ней технический прогресс, ложное чувство, что все давно исследовано, сложность уже существующих научных теорий в значительной мере убили в нас саму способность к беспристрастному наблюдению и философскому удивлению как увиденному самими, так и открытому другими. В то же время многие комплексные природные явления по-прежнему преподносят немало загадок. А ведь именно таковы практически все естественные процессы.
Например, согласно общепринятой теории, именно солнечная активность вызывает такое чарующее природное явление, как полярные сияния. Однако несмотря на спад солнечной активности геомагнитные бури и мощнейшие полярные сияния продолжаются. Так, 13 марта 2009 года полярное сияние исключительной интенсивности наблюдалось из норвежского города Тромсё. Что это? Просто аномалия или, возможно, проявление какой-то земной активности? В любом случае, естественные электрические феномены только кажутся хорошо исследованными.
Что происходит с Солнцем?
А что тогда говорить о самом Солнце? Ведь масштабы энергий, гравитации, электрических и магнитных полей, с которыми здесь приходится иметь дело исследователю, далеко выходят за рамки нашего воображения. Вся наша планета в этих масштабах лишь песчинка: размеры многих солнечных пятен превышают ее диаметр.
В популярных книжках есть красивые и успокаивающие картинки «Солнце в разрезе». Но, например, вопрос, чем вызвано резкое повышение температуры с 5500 градусов в фотосфере (нижних слоях атмосферы Солнца) до более чем одного миллиона градусов во внутренней короне звезды, до сих пор не находит однозначного ответа.
А самое главное – мы заранее подсознательно относимся к нашему светилу как к термоядерному реактору, только очень большому. Или как к очень большой термоядерной бомбе. Как к миллионам таких неугасающих бомб, одновременно и непрерывно горящих в одном и том же месте. Это представление мы впитали со школы и практически не осознаем его. И оно почти полностью исключает возможность отнестись к Солнцу как к живому существу. Забавно, но еще в XIX веке его представляли как большую угольную печь! А между тем с ним действительно происходит нечто необычное…
Минимум активности, в котором сейчас пребывает наше светило, самый длительный за последние 100 лет. Уже с декабря 2006 года на Солнце почти нет пятен, с которыми связано проявление его магнитной активности. Появления пятен нового цикла ждали еще в 2007 году. Потом прогноз пересмотрели и рассчитывали, что они появятся в январе 2008-го. Но и эти расчеты не оправдались. Новый цикл не начался и за весь 2008 год. Надежды возлагали и на пятно «правильной» полярности, появившееся 4 января этого, уже 2009 года…
В начале марта на Солнце, на его восточном крае («восточный лимб»), сразу десять протуберанцев поднялись на высоту более 100 тысяч километров и продержались так в течение трех суток. До сих пор считалось, что такое явление возможно только в период повышенной активности. А под 1 апреля появились признаки возрождения предыдущего 23-го цикла (возникло сразу три больших пятна обратной, «старой» полярности). Какое-то время на Солнце сосуществовали пятна с различной полярностью, принадлежащие к уходящему и к наступающему циклам. Ученые, следившие за развитием нового 24-го цикла, были в полном недоумении…
Еще больше всех смутил выброс солнечной плазмы в середине апреля. «На краю Солнца при полном отсутствии видимой активности был неожиданно сформирован и выброшен в межпланетное пространство исполинский протуберанец протяженностью более 600 тысяч километров», – говорилось в сообщении Физического института им. Лебедева. Это более чем в 45 раз превышает диаметр Земли.
Новые надежды на то, что на Солнце все же начался новый цикл, появились лишь в середине мая. А в начале июля возникла необычно мощная для этого периода группа пятен № 1024. Ее размер – 125 тысяч километров – в 10 раз больше нашей планеты. И после этого Солнце вновь погрузилось в полное молчание, продлившееся еще 51 день…
Таким образом, Солнце «молчит» уже два с половиной года. Такая длительная задержка – что тем более странно – случилась на общем фоне ускорения солнечного ритма: за последние 80 лет средняя продолжительность солнечного цикла уменьшилась до 10,5 лет. Странно и то, что этот спад произошел на фоне общего подъема активности в течение последнего столетия. Так, всего шесть лет назад, 28 октября 2003 года, произошла самая мощная вспышка за всю историю наблюдений за светилом.
Причины этих перемен совершенно неясны, но параллель с быстрым развитием человечества в XX веке приходит сама собой. Как и параллель с текущим кризисом: он начинался как финансовый, перерос в экономический, и многие говорят, что это далеко не конец. Ведь не секрет, что за прошедшее столетие человечество пришло в очень дисгармоничное состояние. Возможно, Солнце меняет свой ритм и активность – и эти перемены могут иметь нешуточные последствия для всей нашей планеты, цивилизации и привычного образа жизни.
Живое Солнце древних
Похоже, мы стали жертвами обыденности. К тому, что определяет всю нашу жизнь, мы относимся как к осветительному прибору. Где-то подсознательно живет известное изречение Козьмы Пруткова: «Если у тебя спрошено будет: что полезнее, солнце или месяц? – ответствуй: месяц. Ибо солнце светит днем, когда и без того светло; а месяц – ночью. Но, с другой стороны: солнце лучше тем, что светит и греет; а месяц только светит, и то лишь в лунную ночь!»
Но Солнце – это не лампочка. Это великое живое существо, от которого напрямую зависит наше благополучие на Земле. И ему может быть легко или тяжело, ему что-то может нравиться и не нравиться, оно может за что-то переживать или просто болеть. Так же как и наша Земля, из которой мы высасываем все ресурсы, которую много раз в XX веке корежили ядерными взрывами. Знаменитый 11-летний цикл (правильнее 22-летний цикл Хейла) подобен ударам его невидимого сердца. И замирания этого сердца сказываются на всем, что происходит с нами.
Аномалии, которые сейчас наблюдают ученые, говорят лишь об одном: Солнцу не все равно, что происходит на Земле. Оно реагирует на нашу дисгармонию, на наше «перегретое» общество, живущее лишь потреблением. А значит, колесо нашей истории может решительно повернуться…
Но если это существо живое, то с ним можно как-то общаться, делая, конечно, поправку на разницу в величине, силе, древности, а значит, в опыте и мудрости. И в конце концов просто испытывая благодарность за возможность жить. С древних пор это называлось поклонением… Более того, справедливо будет сказать, что это самое величественное и могущественное живое существо, которому есть дело до нас, неизмеримо ничтожных по сравнению с ним. По справедливости древние относились к нему как к божеству. По справедливости именно оно должно быть в центре нашего внимания.
Не потому ли солнечным божествам во всех древних религиях и культах отводилось особое место? Вспомните египетских Амона и Ра, индийского Сурью, персидского Митру, греко-римских Аполлона и Гелиоса. Или гигантское древнее святилище в Ньюгрендже, ориентированное точно на восход Солнца в день зимнего солнцестояния… Трудно, пожалуй, найти древнее племя, не начинавшее день с поклонения и жертвоприношения этому богу.
Что-то очень существенное изменилось в нашем отношении к Солнцу с наступлением новой эры и последовавших темных веков крушения древних религий. Мы перестали испытывать, глядя на его сияние, естественный трепет, почтение, благоговение и благодарность. Мы лишили его смысла нашего сакрального центра – и сакральное незаметно исчезло из нашей жизни, подвергнув опасности сами устои нашего сосуществования.
«Следует подчеркнуть, что мирское восприятие действительности мира во всей его полноте, целиком лишенный священных свойств космос – это совсем недавнее „открытие“ человеческого разума. Мы не стремимся показать, какими историческими путями, в результате каких изменений духовного мира современный человек лишил священного свой мир и принял светское существование. Достаточно лишь отметить, что эта утрата священности характеризует весь опыт нерелигиозного человека в современных обществах», – писал известный историк религий Мирча Элиаде.
Но разве возможно без священного трепета осознать грандиозность небесных космических явлений? Утратив его, человек обрек себя на безнадежное чувство одиночества, затерянности в бескрайнем просторе «космического холода» и на ощущение бессмысленности своего существования… Как могли мы потерять чувство своего единства с миром – земным и небесным, которое было нашим естественным достоянием на протяжении всей древней истории?
Мы посылаем космические корабли за пределы Солнечной системы, всматриваемся в далекие галактики, ждем сигналов от иных цивилизаций, ищем планеты, похожие на Землю, – но это не помогает нам обрести чувство, что мы кому-то нужны в этом громадном космосе, что мы не одиноки, не потеряны. Нам нужно вернуть осознание, что мы – частичка великого потока космической Жизни, наполненного смыслом и радостью единого устремления. Вновь ощутить себя детьми Солнца…
* * *
Прошла ночь. Ветер несет по небу низкие тучи, понемногу светлеет. Солнце скрыто за облаками, но я знаю, что оно поднимается над горизонтом и проливает свой свет и тепло на нашу сторону планеты. Доносятся звуки просыпающегося города… Однако тревога за всех нас не проходит. Что день грядущий нам готовит? Хочется просто и скромно попросить благословения у великих небесных существ, чьим светом, теплом и добротой мы ежеминутно пользуемся, – себе и всем живущим.
Анатолий Иванов
Зарождение жизни
Откуда взялась жизнь. Гипотезы и догадки
Среди тысячи явлений и фактов, будоражащих воображение человека, зарождение жизни на нашей планете относится к самым загадочным. Возможно, столь пристальный интерес к этому поистине переломному моменту связан с тем, что в нем мы видим связующее звено между жизнью на Земле и жизнью во Вселенной, пытаемся обрести уверенность в том, что в космосе мы не одиноки, и где-то есть и другие, возможно, отличные от нашей, формы жизни. Подобно взрослому человеку, с тоской вспоминающему свое детство, мы мысленно возвращаемся к тем временам, когда только что рожденная жизнь начала осваивать свой дом, пытаемся представить, что предшествовало этому, что побудило еще неживую материю сделать этот первый шаг по новому, неизведанному пути.
Множество предположений, от самых поэтичных до сугубо рациональных, выдвигается для объяснения этого явления. Здесь и гипотеза креационизма, связывающая факт существования множества живых организмов с божественным замыслом, и так называемая панспермия, говорящая о том, что жизнь на Землю занесена из Космоса, и представления о случайном самозарождении живой клетки, не выдерживающая, однако, никакой критики из-за крайне низкой вероятности такого события. Сегодня, опираясь на современные представления об эволюции углеродистых соединений и принципы самоорганизации сложных систем, сформулирован кажущийся вполне правдоподобным сценарий возникновения первых признаков жизни на Земле. Не стоит, однако, обольщаться и думать, что все загадки зарождения жизни уже разгаданы – несмотря на все успехи, и сейчас вопросов на эту тему гораздо больше, чем ответов.
Согласно данным науки, первые протоорганизмы могли появиться на Земле приблизительно 3,5 миллиарда лет назад. Полный же возраст нашей планеты оценивается в 4,6 миллиардов лет; и в моменты зарождения жизни совсем еще юная Земля представляла собой не вполне остывший шар, большая часть его поверхности была покрыта водой, а атмосфера состояла из водорода, азота, аммиака, метана и других газов, части молекул и атомы которых мы сейчас можем видеть в качестве составных частей живой материи; атмосферную толщу пронизывали космические лучи и электрические разряды.
Как оказалось, в этих условиях легко образуются основные классы органических веществ, среди которых есть те, которые входят во все без исключения живые существа на Земле. Но от органической молекулы до живого организма, хотя бы даже одноклеточного, лежит колоссальный путь. Что же отделяет живой организм от сложной органической молекулы?
Признаки живого
Что такое живой организм – набор химических веществ? Вовсе нет. Более того, для его роста и развития совершенно несущественно то, какие конкретно молекулы его составляют. «Пометив» молекулу, входящую в состав клетки (например, с помощью радиоактивности), можно обнаружить, что через некоторое время она заменится другой, непомеченной. Образно говоря, мы живем в постоянном потоке материи, точнее, являемся некой формой, структурой этого потока, и не можем существовать вне него. Как водный бурун в разные моменты времени состоит из разных частичек воды, сохраняя, тем не менее, свою форму, так и некоторые органы человека полностью обновляют свой химический состав за несколько недель. Системы, постоянно обменивающиеся с окружающей средой веществом и энергией, в физике называются открытыми.
На живые организмы можно смотреть как на неравномерности в распределении вещества по пространству, как на «сгустки» вещества, умеющие усваивать и упорядочивать поступающую к ним энергию. Мы существуем за счет равновесия между притоком вещества и энергии и их тратой. И это равновесие мы должны уметь поддерживать. В качестве «строительного материала» может использоваться далеко не все, что угодно: мы не всеядны, а усваиваем лишь те вещества, которые легко расщепляются на нужные нам «кирпичики», и с пользой для себя поглощаем энергию лишь определенного диапазона. Обмен веществ, обеспечивающий жизнь организма, называется метаболизмом.
Понятно, что такой сложный процесс неминуемо сопровождается некоторым количеством ошибок. Для того, чтобы первая же из них не стала фатальной, организм должен уметь обезвреживать, нейтрализовать их последствия. Этого можно добиться, например, элементарной блокадой, когда «ошибочная» молекула или клетка просто изолируется от всего организма, но тогда со временем груз таких ошибок неминуемо приведет к гибели. Значит, большинство ошибок надо уметь распознавать и удалять. И действительно, примеров действий такого рода мы знаем предостаточно: у нашего организма масса защитных реакций, в результате которых его внутренняя среда поддерживается в рамках «физиологической нормы» – гомеостаза – равновесия между созидательными и разрушительными тенденциями, постоянно отслеживаемого специальными сигнальными системами.
Итак, организм «знает», в чем заключается его нормальное состояние, он помнит, какой структуре составных частей оно соответствует. Кажется, остается один только шаг для того, чтобы воплотить эту память в форме своей копии. Так и есть, в определенных условиях организм умеет воспроизводить самого себя. Но насколько же сложны механизмы этой памяти и этого копирования!
«Кирпичики» протожизни
Итак, мы договорились, что жизнь возможна тогда, когда система открыта, обладает необходимым уровнем метаболизма, является гомеостатичной и может самовоспроизводиться. Вернемся к моменту рождения живых организмов на нашей планете и подумаем о том, какие элементы могут служить составными частями системы, обладающей этими свойствами.
Вещества, из которых состоят живые организмы на нашей планете, можно разбить на три основных класса. Первый составляют аминокислоты, из них образованы белки. Второй класс – так называемые жирные кислоты, составляющая часть мембран, клеточных оболочек. Наконец, третий класс – нуклеотиды, то, из чего построен наш генетический аппарат. Воспроизведя в лаборатории условия, близкие к тем, что были на Земле в первый миллиард лет ее истории, мы убеждаемся, что все эти вещества довольно легко могут возникать самостоятельно.
Нетрудно, однако, догадаться, что, помимо аминокислот и нуклеотидов, в бурной среде, бушевавшей на поверхности нашей планеты три с половиной миллиарда лет назад, могло возникнуть и еще целая гамма других веществ, не получившая столь широкого распространения. Что же позволило рожденным органическим веществам стать кирпичиками новой формы – живых организмов?
Механизм самовоспроизводства и изменчивости
Оказывается, нуклеотиды и аминокислоты легко вступают в специфические химические реакции – реакции полимеризации, образуя в результате достаточно длинные и устойчивые цепочки полимеров – так называемые полинуклеотиды – молекулы ДНК и РНК, несущие генетическую информацию, и полипептиды – белки. Важнейшей с точки зрения эволюции особенностью этих полимеров является способность уже синтезированной цепочки катализировать, то есть ускорять синтез новых полимеров. При определенных условиях это свойство приводит к колоссальной скорости роста числа полимерных цепочек. Особенно это относится к полинуклеотидам – молекулам ДНК и РНК. Попарно связываясь при помощи слабых химических связей, нуклеотиды одной цепочки определяют такую же последовательность нуклеотидов в другой, дочерней цепи.
Хотя в принципе любые типы нуклеотидов способны связываться попарно, среди них есть пары, подходящие друг к другу как ключ к замку. В результате достигается очень высокая точность копирования.
Неизбежные ошибки в процессе копирования приводят к мутациям, т. е. генерированию новой информации. «Полезность» этой информации для эволюции определяет то, насколько удачно происходит взаимодействие нового организма со средой, иными словами, насколько он жизнеспособен: насколько он способен поддерживать собственное нормальное состояние и насколько эффективно он может передавать свои признаки потомству. То есть в результате взаимодействия измененной системы с окружающей средой происходит отбор наиболее приспособленных к данным условиям.
Благодаря отбору разделились и функции ДНК и РНК. На каталитическую активность молекул сильно влияет их пространственная структура (она задается последовательностью нуклеотидов в цепочке). И хотя РНК и ДНК лишь слегка отличаются друг от друга (типом сахаристого основания), это отличие приводит к тому, что молекула РНК устойчива в виде одинарной цепочки, а молекула ДНК – в виде двойной. Но в результате именно ДНК превратилась в хранилище генетической информации, а РНК стала посредником между этим хранилищем и белками – основной компонентой жизни. Видимо, полимеры РНК каким-то образом могли направлять синтез белков, и благодаря этому в ходе эволюции сложился сложнейший механизм транскрипции – передачи генетической информации с языка полинуклеотидов на язык полипептидов. Вся наша генетическая информация на первичном уровне записывается с помощью всего четырех типов нуклеотидов, а все белки строятся из ограниченного множества типов аминокислот, их всего двадцать. «Перевод» с одного языка на другой осуществляется с помощью соответствия между «азбукой» нуклеиновых кислот, содержащей всего три «буквы», и «азбукой» пептидов, где «слово» – это одна аминокислота. Механизм такого перевода весьма непрост.
Сами же белки удивительно приспособлены для выполнения самых разных функций: они являются и строительным материалом (наши мышцы), и катализаторами всех процессов в нашем организме (ферменты), и выполняют транспортные функции (перенос веществ через мембраны).
Таким образом, мы видим, что уже система полинуклеотидов и полипептидов, взаимодействуя со средой, обеспечивает такие свойства организма, как хранение, воспроизведение и генерирование информации.
Как появилась клетка
Но даже самовоспроизводящиеся и эволюционирующие молекулы, хотя и достаточно сложные – еще не живой организм. Остается еще вопрос, есть ли в природе механизмы, благодаря действию которых возникла живая клетка, со своей структурой, обеспечивающей не эволюцию химических элементов, а эволюцию жизни, хотя грань между ними, может быть, весьма расплывчата.
Очевидно, что если взаимодействующие комплексы молекул будут как-то «держаться вместе», то синтез новых будет идти успешнее. Формирование клеточной мембраны, видимо, и было ключевым моментом для эволюции клетки. Решающую роль в этом принадлежит так называемым амфипатическим молекулам. Они обладают интересным свойством – один конец этой молекулы гидрофобный (нерастворимый в воде), а другой – гидрофильный (наоборот, растворимый в воде). Молекулы такого типа в водной среде сами по себе образуют двойной слой, где гидрофильные концы выходят в водную фазу, гидрофобные обращены друг к другу. Получаются такие пузырьки – везикулы, ограничивающие внутренний слой воды от всего внешнего объема.
Не ясно, в какой момент эволюции предбиологических систем сформировались первые клетки. Можно предположить, что клетки образовались из тех везикул, внутрь которых попадали смеси полипептидов и полинуклеотидов. И теперь нуклеотидная последовательность влияла на признаки целой клетки. Эволюция самих полинуклеотидов шла не только на основе их собственной структуры, но и опосредованно, через синтезированные на их основе белки. Судьба клетки сильно стала зависеть от функциональной активности белков. Они стали проявлением признаков, закодированных полинуклеотидами. Таким образом сформировалась единая, взаимосвязанная система, где появилась обратная связь со средой, и начался новый этап эволюции – эволюции живых организмов.
Лада Тёрлова
По каким законам живут джунгли?
«Ну да, – скажет скептик, – научишься у природы, как же! «Каждый сам за себя», «Зуб за зуб», «Выживает сильнейший» – известны нам эти законы джунглей… И вообще, в дикой природе жизнь сводится только к еде и продолжению рода!»
А так ли верно мы понимаем «законы джунглей»?
Как-то, готовясь к семинару, мы с коллегами искали видеоматериал, который бы ярко иллюстрировал борьбу за существование. Воображение рисовало кровавые сцены: особи одного вида в «последнем и решительном бою» отвоевывают себе место под солнцем. Просмотрев множество фильмов, мы остались весьма недовольны результатом: несмотря на ярость драк, ни одной жертвы мы не нашли – побежденные тигры и леопарды покидают поле битвы недовольно щурясь, но без видимых повреждений; попинав друг друга копытами, мустанги, живые и здоровые, мирно пасутся рядом друг с другом. Все эти схватки животных больше напоминают искусную имитацию, чем бой «не на жизнь, а на смерть». Служат они, как правило, выяснению своего места в иерархии стаи и по смыслу скорее соответствуют армрестлингу, чем бандитским разборкам со стрельбой.
Внимательный читатель может возразить против такого описания природы и понимания законов, по которым она живет, – против ее очеловечивания. Мы как будто бы приписываем природным объектам качества, свойственные нам самим: эмоциональность, разумность поведения, стремление к тем или иным целям. Действительно, наука предостерегает от такого необъективного отношения к объектам исследования. Но мы задались вопросом, ответ на который, возможно, лежит за пределами научного подхода: нас интересуют не законы зоологии или ботаники, а уроки нравственности, которые мы могли бы извлекать из наблюдений за природой. А это вопрос, скорее, философский. В «Книге Золотых правил», известной на Востоке и переведенной на европейские языки благодаря Е. П. Блаватской, дан совет, как можно найти ответ на него: «Помогай Природе и работай заодно с ней; и тогда Природа признает в тебе одного из своих творцов и станет покорна тебе. И откроет перед тобой широко вход в свои сокровенные недра».
Давайте посмотрим на природу глазами философа. Первый, поверхностный взгляд на какой-либо отдельно взятый живой организм может убедить нас в том, что он игрушка в руках слепой судьбы: множество враждебных сил окружает его, и все, чего он может достичь в лучшем случае, если ему повезет, – дать потомство. И предрешено ему пасть жертвой борьбы за существование. Но даже в науке интерес к отдельному организму в основном удовлетворен. Сейчас идет поиск описания целых систем взаимодействующих между собой организмов. В естествознании возникают новые философские концепции, которые основное направление эволюции видят в установлении все большего и большего количества связей между природными объектами. Например, авторы теории автопоэза чилийские нейробиологи У. Матурана и Ф. Варела уровень разумности мира связывают с количеством и качеством взаимосвязей.
Изучение природы показывает, что наиболее приспособлены к жизни системы с самым широким видовым разнообразием. Говоря научным языком, в таком сообществе все экологические ниши заполнены, то есть все, что предназначено природой, уже существует. В древнегреческой традиции подобное состояние называлось развитым космосом, в нем полностью проявлены все законы существования.
Интересно, что устойчивость таких «развитых космосов» в природе не имеет ничего общего с неподвижностью – эти системы существуют за счет взаимного влияния множества уравновешивающих друг друга факторов и тенденций. Научное название этого состояния – динамическое равновесие, то есть равновесие в потоке времени, материи, энергии, информации и т. д. Система, выведенная тем или иным катаклизмом из этого состояния, стремится вернуться либо в него, либо в другое состояние динамического равновесия. (Единственной альтернативой подобного поведения является равновесие не динамическое, а статическое, то есть полная неподвижность – смерть всего живого на Земле.) Элементы уравновешенного взаимодействия, вырванные из контекста, кажутся нам проявлениями жестокости жизни, действием естественного отбора, законов джунглей. Но чем глубже мы познаем законы взаимосвязей, тем яснее становится, что стратегия выживания, основанная на взаимовыгодном сотрудничестве со своими соседями, нередко оказывается чрезвычайно успешной для видов-участников, приносит им стабильность и процветание. Кооперация и конкуренция естественным образом дополняют и уравновешивают друг друга, пронизывая все уровни организации живой материи.
Чтобы не быть голословными, давайте обратимся к природным сообществам и рассмотрим несколько примеров.
Лесное братство
Гуляя по лесу и видя деревья, кусты, траву, мы даже не подозреваем, насколько тесно зависят эти «отдельно стоящие особи» друг от друга: это не просто растительное сообщество, а единый организм!
Мы привыкли к тому, что у каждого дерева есть свой ствол, ветви, корни. Видя маленькие елочки, растущие под покровом ветвей больших елей, мы часто жалеем их, приговаривая: «Вот она, борьба за существование! Кто раньше успел – тот и наверху!» Мы бы еще больше укрепились в своем мнении, узнав, что не всегда эти елочки – молодь: иногда их возраст лишь немного уступает возрасту соседних гигантов. Однако такое соседство служит важнейшей идее жизни, а не борьбы. Эти маленькие деревца – резерв, они пойдут в рост, если большие деревья по каким-то причинам погибнут.
Более того, оказывается, в лесу корни разных растений срастаются, образуя единую систему, и благодаря этому растение с менее развитым корнем получает дополнительное питание от своего более сильного соседа.
Срастание корней деревьев одного вида повышает их устойчивость к ветрам: такие деревья труднее повалить. Если растение погибает, то оставшиеся используют его корневую систему. А повреждение дерева, которое повлекло бы неминуемую гибель, не будь оно окружено собратьями, оказывается не столь страшным в их обществе.
Примером природной взаимовыручки является восстановление лесов после пожаров. На почве, лишенной выгоревших органических веществ, могут вырасти лишь очень неприхотливые растения: крапива, иван-чай, подорожник, мать-и-мачеха. Мы считаем их «сорняками», а они, довольно быстро наращивая биомассу, становятся удобрением, в буквальном смысле готовят почву для следующих за ними – кустов малины, ежевики, ивняка. Это поколение растений восстанавливает баланс воды в почве, преобразованной растениями-пионерами. Затем приходят березы, а в их тени вырастают маленькие ели, не выносящие палящих солнечных лучей. Так каждое поколение растений создает условия, менее пригодные для них самих, чем для растений, идущих им на смену. И постепенно лес обретает былое разнообразие. Смена видов растений не борьба «за место под солнцем», а процесс, в котором каждое звено является элементом единой цепи жизни.
Грибной андеграунд
Со школьной скамьи мы знаем, что все живые организмы делятся на два больших царства – растительное и животное. А к какому царству отнести грибы? Ясно, что не к животным, ведь гриб – это «шляпка на ножке», у него нет ни лап, ни глаз, ни ушей… Однако среди простейших животных тоже есть такие, которых с первого взгляда лучше бы отнести к растениям, а по составу ДНК грибы наиболее близки к животным. Поэтому парадоксально, но факт: грибы, как и животные, – наши ближайшие родственники.
В то же время, если ножку гриба считать стеблем, а шляпку… а вот к чему отнести шляпку? Оказывается, наши привычные представления о грибе имеют мало общего с тем, что в биологии называют организмом гриба. Тела грибов – это густой пучок волокон, который образует грибницу, или мицелий. Грибники же собирают в лесу «плоды» гриба – привычные нам «ножки со шляпками» так и называются: «плодовые тела», наподобие яблок или груш, и, так же как плоды этих деревьев, служат грибам для размножения. Грибницы самых известных нам грибов тянутся под землей на десятки метров и по своему внешнему виду мало напоминают обычные растения.
Отличаются грибы от растений и по химическому составу, развитию и образу жизни. И хотя у них есть ряд признаков, сближающих их с растениями (жесткие клеточные оболочки, размножение и расселение спорами, неподвижный или, точнее, «прикрепленный» образ жизни), большинство ученых относят эти организмы к совершенно самостоятельному царству – грибам.
Действительно, растения питаются солнечным светом и простыми неорганическими веществами, создают в процессе фотосинтеза органические вещества и строят из них свои тела: корни, стебли, листья. Грибы же не содержат хлорофилла и не могут питаться минеральными веществами.
Питание они получают из органических веществ, приготовленных растениями или животными. В лесу, например, грибы используют для этого опавшую листву, стволы отмерших деревьев и т. д. Благодаря грибам органические остатки отмерших растений и животных включаются в круговорот веществ. Причем никакие другие организмы, кроме грибов, не могут полностью разлагать, например, древесину. Вместе с бактериями грибы разлагают и все другие органические вещества на самые простейшие элементы, которые потом могут усваивать растения и животные, – без этого жизнь на Земле остановилась бы из-за нехватки элементов, образующих живую материю.
Кроме лесов, лугов, полей, парков и садов, грибы растут и на свалках, в шахтах, в пресной и морской воде, а также в наших домах и квартирах. Они, по-видимому, самые благодатные соседи для многих растений: все деревья и кустарники существуют в теснейшем контакте с грибами. Нежные волокна грибницы оплетают тонкие корешки деревьев и трав или проникают внутрь и высасывают некоторые вещества, необходимые для поддержания своей жизни. В свою очередь, через грибницу грибы дают зеленым растениям вещества, необходимые им для роста. Переплетение корней растений с волокнами грибницы образует так называемую микоризу, то есть «грибокорень». Микориза позволяет высшему растению значительно увеличить всасывающую поверхность корней и получать из почвы воду и элементы минерального питания в нужном количестве, даже если их в ней очень мало. Гриб же получает от высшего растения готовые углеводы.
Не так давно было обнаружено, что гриб играет роль «почтальона»: образуя микоризу, он связывает между собой отдельные растения различных видов. При этом часть органических веществ, синтезированных в одном растении, может перейти в другое. Деревья, выращенные в стерильных условиях в питательном растворе и затем пересаженные в почву, достаточно богатую питательными веществами, долго болеют и даже погибают от недостатка пищи. Однако, если внести в почву вокруг корней сеянцев совсем немного, всего 0,1 % по объему, лесной почвы, содержащей грибы, рост деревьев нормализуется: так «работает» микориза. Это свойство грибов получило практическое применение: в ряде хозяйств их используют вместо химических удобрений, ведь в почве достаточно нужных веществ, но не в том виде, в котором их может сразу усвоить растение. А грибы перерабатывают эти вещества в нужную форму.
Не лишние лишайники
Классическим примером того, как сотрудничество приносит всем его участникам стабильность и процветание, являются лишайники. Это очень интересная группа организмов, которые представляют собой союз гриба и водоросли. «Единство непохожих» позволяет им жить там, где никакой другой организм выжить не может: на раскаленных песках пустыни, на обледенелых скалах, даже на стекле и металле.
Основную часть лишайника составляют переплетенные между собой гифы гриба. Ими лишайник прикрепляется к поверхности, на которой ему суждено поселиться. Поверхность самого лишайника – это тоже гифы. А нежные водоросли прячутся в глубине его тела и располагаются либо в виде отдельных слоев – и тогда на срезе лишайник похож на слоеный пирог, – либо разбросаны в беспорядке.
Водоросль, представительница растительного царства, под действием солнечного света вырабатывает органические вещества и подкармливает ими гриб. Гриб же поставляет водорослям воду с растворенными в ней минеральными веществами. Ее он всасывает всей поверхностью своего тела, причем не только из дождевых капель или росы, но и просто из влажного воздуха. А минеральные вещества добывает из пыли, постоянно висящей в воздухе. В выгоде и гриб, и водоросль!
Поэтому лишайники удивительно неприхотливы: их можно встретить даже в горах Антарктиды, всего в нескольких сотнях километров от Южного полюса, где ветры дуют со скоростью до 150 км/ч, а температура зимой опускается до –60 °C. Есть сведения, что лишайники Гималаев продолжают расти при –24 °C.
Выживать в столь трудных условиях лишайникам позволяет их способность очень быстро высыхать: их влажность часто составляет от 2 до 10 % сухой массы. В таком почти обезвоженном состоянии фотосинтез останавливается, и водоросли лишайника перестают вырабатывать органические вещества. Находясь в подобном «анабиозе» (описанном фантастами в романах о дальних космических путешествиях), лишайники могут переждать и сильное солнечное облучение, и жару, и холод, невыносимые для других. Эффект приостановки жизни в значительной мере объясняется тем, что сухая кора лишайника становится непрозрачной и преграждает путь солнечной энергии. Влажный же лишайник, в отличие от сухого, разрушается ярким светом, жарой или холодом. Под дождем лишайник очень быстро поглощает воду, становясь мягким и гибким. Количество впитанной воды может превышать массу его тела в 35 раз!
Лишайники могут выходить из анабиоза лишь на несколько часов в сутки, и тогда они растут очень медленно, увеличивая радиус на 0,1–10 мм в год. Основываясь на этом, возраст некоторых лишайников может быть оценен в 4500 и более лет.
Большую часть элементов, необходимых для жизни и роста, лишайники улавливают из воздуха и дождевой воды. Они очень чувствительны к ядовитым веществам, так как не могут выделять в среду впитанные элементы. Поэтому состояние здоровья и химический состав лишайников может рассказать о «качестве» места их обитания.
Многие лишайниковые грибы и водоросли не могут существовать друг без друга. Например, зеленая водоросль Trebouxia, входящая в состав почти половины известных видов лишайников, обнаруживается только в симбиозе с грибами. Другие спокойно существуют по отдельности, но только в тесной взаимосвязи получают необычайные способности к выживанию.
Завтрак шмеля
Можно привести множество примеров жизненно необходимых взаимосвязей растительного и животного мира, но самым ярким, видимо, является всем известная связь между растениями и насекомыми: цветы дают насекомым еду – сладкий нектар или пыльцу, а насекомые переносят пыльцу, обеспечивая плодоношение. Соцветия растений, опыляемых бабочками, пчелами, жуками, мухами, как правило, широко открыты, как будто приглашают насекомых к накрытому столу.
Есть пары «насекомые – растения», очень тонко настроенные друг на друга. Например, шмель точно вписывается в цветок глухой крапивы (яснотка белая). Формой своих внутренних плоскостей цветок подражает шмелю. Шмель цепляется лапками за нижнюю губу цветка (на лепестках есть специальные углубления для его лапок, благодаря чему тельце насекомого занимает наиболее удачное положение для опыления) и опускает свой толстый хоботок в цветочную трубку со сладким нектаром. Шмель тянется за ним, и его спинка попадает во вздутую верхнюю губу цветка, где находятся тычинки и рыльце пестика. Пыльца попадает на тельце насекомого и затем переносится на другое растение.
Длинные и узкие трубки цветов душистой жимолости как будто специально созданы для длинных хоботков ночных бабочек. Если в паре «растение – насекомое» один партнер погибает, неизбежно погибает и другой, причем такая цепочка может оказаться довольно длинной. И не вовремя скошенный луг с цветущими травами может привести к исчезновению целого лесного массива…
* * *
Оказывается, помимо борьбы за существование в природе есть еще и взаимовыручка и внутри одного вида, и между разными видами. И не всегда она объясняется выгодой. Какая, например, польза конкретному дереву от того, что часть своих питательных веществ оно отдаст соседнему? Или какой резон грибу быть «мостом» для этого переноса продуктов питания? Ответ не лежит на поверхности, но вся картина природных взаимосвязей поражает своей целостностью и гармоничностью.
Алексей Чуличков, д-р физ. – мат. наук, МГУ
Семь рангов волчьей стаи
Вас в детстве пугали волками? Меня – нет. Но тем не менее я откуда-то впитала, что волки – это злющие создания, которые кусают и съедают всё и вся. А в промежутках между кровавыми трапезами дерутся до смерти между собой. Если уважаемый читатель тоже откуда-то это все впитал, то, возможно, ему будет интересен несколько иной взгляд. Например, что пишет в своих книгах Н. Д. Криволапчук о социальной структуре волчьей стаи.
Характер отношений в стае альтруистичен. То есть каждое животное подчиняет свои личные интересы интересам всего «коллектива». При иных взаимоотношениях стая как единый организм существовать не может. Ранг животного зависит от уровня развития психики, а не только от физических данных. Ведь, как известно, выживает не столько самый сильный, сколько самый умный. А вожаку приходится организовывать охоту (у волков групповой загонный тип охоты, требующий хорошей организации), принимать решения о разделе добычи (можно, конечно, все съесть самому, но с кем потом охотиться, с голодными и слабыми?) Поэтому в стае царит мир и покой. Младшие слушаются старших и чувствуют себя абсолютно защищенными, а старшие несут бремя ответственности за всех.
В целом волчья стая имеет семь рангов. И напоминает прекрасно организованное общество, где каждый понимает свои права и обязанности. Управление происходит без силовых приемов. Странно, да? У нас в сознании присутствует образ дикого зверя, который «свободен» и не терпит никаких ограничений. Нет, все четко организовано. И роли распределены. И никто никого не удерживает. Но почему-то все выбирают совместное существование.
Выделение социальных рангов в стае слабо связано с полом и старшинством по возрасту. Эти факторы, как и физическая сила, лишь обеспечивают выполнение полезных функций, не более того. Итак, сама структура.
…Убив оленя, волки прекращают охоту, пока не кончится все мясо и голод не заставит их снова приняться за дело. Признаться, эти его слова были для меня совершенной новостью – ведь я, как и все другие, привык считать, что волки не только способны поймать почти любое живое существо, но, движимые ненасытной кровожадностью, убивают все находящееся в пределах достижимого.Ф. Моуэт «Не кричи: волки!»
Вожак. Высший социальный ранг. Предполагает ответственность за всю стаю. Вожак решает вопросы местообитания, охоты, защиты, всех организовывает, устанавливает ранги в стае.
Своим преимущественным правом на пищу вожак пользуется по собственному усмотрению. Например, отдает свою долю щенкам, если еды в целом недостаточно. В его задачи входит забота обо всех, а щенки – будущее стаи.
Если голодающий вожак окажется не в состоянии руководить стаей, в опасности окажутся все, поэтому его преимущественное право на пищу не оспаривается. Сам бы отдал последний кусок, только бы чувствовать себя защищенным по всем параметрам!
Интересно, что вожак лишен права на защиту, ведь в моменты опасности только он принимает ответственные решения, остальные члены стаи выполняют его распоряжения.
Ранг воина. Этот ранг могут занимать особи любого пола. Если это волчица, то она не должна быть занята воспитанием потомства.
Воины – это команда вожака, обеспечивающая безопасность и пропитание стаи. Можно сказать, что это «дворянское сословие», на котором держится все. В случае нападения на защиту встают только воины, у остальных членов стаи – другие задачи.
Если в стае несколько воинов, то среди них выделяется ранг старшего воина. В его задачи входит организовывать охоту и охрану. Он является самым вероятным претендентом на роль вожака в случае его гибели или невозможности руководить стаей.
Ранг матери. В этой роли может выступать взрослая волчица, которая имеет опыт воспитания волчат. Обязанности матери она может выполнять как по отношению к своим детенышам, так и по отношению к детям менее опытных «мамаш». После того как дети выросли, волчица возвращается к выполнению обязанностей ранга, в котором она находилась до рождения волчат (например, воина).
Нужно отметить, что рождение «детей» не переводит автоматически волчицу в ранг матери. Как и для любого другого ранга, здесь требуется определенное психофизическое развитие, способность принимать решения, необходимые для жизни.
В задачи матери входит выращивание и воспитание потомства. В случае нападения на стаю именно матери уводят всех слабых в безопасное место, в то время как воины держат оборону.
Если особей этого ранга много, выделяется ранг старшей матери. Она при необходимости может занять ранг вожака. Интересно, что со старшим воином она никогда не конкурирует. Освободившийся ранг занимает наиболее достойный, способный управлять стаей. Никаких поединков для выявления более сильного не происходит.
В период вскармливания и выращивания детей все матери стаи находятся под особой защитой и опекой.
Хочется еще коснуться темы размножения. Потому что у волков и эта сторона жизни организована очень красиво. Один раз в год стая разбивается на семьи, чтобы произвести на свет и вырастить потомство. К размножению «допущены» не все. У нас это вызывает возмущение. Но давайте примем, что животные все же устроены несколько иначе, чем люди. Для них основное – понимать свое место и роль в большой семье-стае. Поэтому те, кто не имеет пары, живет в маленькой волчьей семье третьим, помогая охотиться и воспитывать волчат.
Интересно, что пары у волков – на всю жизнь. Если один из партнеров умирает, новая пара не создается. И комментировать этот факт сложно, но это – факт.
Следующий ответственный ранг назван опекуном. Опекун несет ответственность за воспитание волчат. В нем выделяется два подранга: пестун и дядюшка.
Пестунами становятся молодые волчицы или волки, по каким-либо причинам не претендующие на ранг воина, подросший молодняк предыдущего помета. Они находятся в подчинении матерей и выполняют их распоряжения, получая навыки воспитания и обучения подрастающих волчат. Это их первые обязанности в стае.
Дядюшка – это взрослый кобель, не имеющий собственной семьи и помогающий выращивать волчат. Этот ранг очень ярко описан при наблюдении за канадскими волками Фарли Моуэтом в книге: «Не кричи: волки!» Во врезке приведен небольшой отрывок, иллюстрирующий обучающие игры волчат с дядюшкой (Ангелина – это волчица-мать, а Альберт – дядюшка).
Альберт мельком глянул на них, кинул быстрый взгляд на гребень эскера, где спокойно отдыхала Ангелина, бросился на землю посреди усталых волчат и перевернулся на спину, как бы приглашая малышей потренироваться в нанесении увечий. Волчата не заставили себя просить. Один за другим они поднимались и шли в бой. На сей раз воодушевление было полным, запрещенных приемов не существовало – во всяком случае, для них.
Волчата пытались задушить Альберта, но их маленькие, хоть и острые зубки не могли справиться с густой шерстью на груди старого волка. Охваченный приступом детского садизма, один волчонок повернулся задом к лежащему и принялся лапами швырять ему в морду тучи песка. Другие подпрыгивали вверх, насколько позволяли их маленькие, кривые лапки, и с глухим ударом шлепались на незащищенное брюхо Альберта. В промежутках между прыжками они пытались жевать любую уязвимую часть тела волка, какая только попадалась им на зубы.
Меня заинтересовало, сколько же он в состоянии выдержать. Очевидно, волк оказался чрезвычайно выносливым, во всяком случае, он дождался, пока волчата в полном изнеможении не свалились в крепком сне. Только тогда он поднялся и отошел от них, шагая осторожно, чтобы не наступить на маленькие тельца, раскинувшиеся на песке. Но и после этого он не вернулся в свою уютную постель (хотя, несомненно, заслужил отдых после нелегкой ночной охоты). Он уселся на краю детской площадки, задремал, как дремлют волки, и часто поглядывал на спящих – тут ли они, не грозит ли им опасность.
Следующий ранг, ранг сигнальщика, не предполагает принятия решений, а включает лишь выполнение полезных для стаи функций. Функции эти – оповещение стаи об опасностях. Причем оповестил – и молодец, на этом его работа заканчивается. Решение принимают более ответственные члены стаи.
Щенок – это шестой ранг, который не предполагает никакой ответственности, кроме того, чтобы слушаться старших. Но дает преимущественное право на питание и защиту.
Ранг инвалида занимает не увечная, а просто старая особь. Он тоже имеет право на питание и защиту. Волки заботятся о своих стариках.
Кстати говоря, не только волки. В стаях галок, например, тоже принято заботиться о «пенсионерах».
Красивая структура, правда? Надеюсь, образ кровожадного волка у читателя несколько померк. И появился образ зверя, живущего по законам Природы, живущего по законам стаи. И законы эти удивляют своей красотой и практичностью. Нам есть чему учиться у Природы. И хочется вслед за Фарли Моуэтом сказать: «Не кричи: волки!» Присмотрись лучше к ним. А может, и не только к ним. Загляни в Книгу Природы. Там есть что прочесть.
Елена Кузьмина
Дельфины
Казнить нельзя помиловать
Дельфин – единственное морское животное, которое способно подружиться с человеком. Одним из первых о такой удивительной дружбе рассказывает в своей «Естественной истории» Плиний Старший. В Средиземноморье, на северном побережье Африки, возле римского города-колонии Гиппо (нынешняя Бизерта) дельфин спас одного мальчика, когда тот, заигравшись, заплыл слишком далеко от берега. После этого дельфин приплывал уже постоянно и играл с купающимися детьми. Спасенного мальчика дельфин выделял особо и даже катал его на спине. Подобные истории чудесного спасения людей дельфинами известны и после Гиппо. Обычно это моряки, потерпевшие кораблекрушение, но чаще всего – тонущие дети. Упоминание же о настоящей привязанности между людьми и дельфинами появилось в 1956 году. На островах Новой Зеландии, неподалеку от Опонони, дельфин часто приплывал к берегу из океана, играл с детьми, уплывал назад и снова по собственной воле возвращался. Встречи с дельфином в Опонони продолжались несколько лет.
Во все времена человек изучал дельфинов, и они до сих пор не перестают его удивлять.
Чтобы жить вместе, важно уметь общаться
Во-первых, дельфины знают «имена» своих сородичей. Каждый из них издает уникальный свист, который дельфин развивает в подростковом возрасте. Этот свист и является «сигналом-именем». Сигналы очень короткие, длительностью менее одной секунды. Но этого достаточно, чтобы быть узнанным. Дельфин сохраняет свое «имя» в течение всей жизни.
Во-вторых, помимо «сигнала-имени» в течение жизни дельфины осваивают «язык» общения. «Беседуя» друг с другом, дельфины используют несколько сот разнообразных и сложных звуковых сигналов. Интересно, что в обычной беседе мы используем примерно такое же количество слов! Специалисты выяснили, что «язык» дельфинов построен примерно так же, как человеческая речь. Но расшифровать «речь» дельфинов мы – увы! – пока не можем. А вот они нас понимают, похоже, лучше, чем мы их. Все, кто работает с дельфинами в океанариумах, подтверждают, что дельфины очень понятливы и легко обучаются.
Быть лидером – значит защищать
В природе зубатые китообразные, к которым относятся дельфины, живут стадами, где царит дисциплина и иерархия. Как вы думаете, кто из них становится лидером? Тот, кто охраняет стадо от опасности, прекращает внутренние конфликты! Известно также, что в сообществах дельфинов, содержащихся в океанариумах, роль лидеров часто выполняют старые самки («мудрые бабушки», сказали бы мы). Удивительно, что лидеры не проявляют явных признаков господства по отношению к остальным членам стада, но все объединяются вокруг лидеров в период грозящей опасности. Получается, что лидеры обеспечивают выживаемость стада в целом и каждого из его членов.
Есть ли в стаде конкуренция? Ученые говорят, что есть: свою способность быть лидером нужно доказать. Но такие явления, как нападение самцов на новорожденных детенышей, убийство самками подчиненных особей и другие формы агрессивных взаимоотношений, характерны только в неволе в случае существенного ограничения пространства.
Альтруизм как закон существования
То, что младенец китенок или дельфиненок окружен вниманием и заботой не только мамы, но и нескольких «тетушек», – факт, хорошо изученный учеными. С первого вздоха новорожденные находятся под пристальным вниманием взрослых. Ритм дыхания у взрослых китообразных и их детенышей разный, но мама в первые недели жизни малыша меняет свой ритм дыхания, чтобы делать вдох вместе с ним, тем самым обучая его. Первые полгода они плавают в основном вместе, причем малыш пристраивается к маме «под бочок», где движение воды таково, что ему под силу грести. Иногда маму сменяет одна из «тетушек», позволяя ей поесть и отдохнуть. Нескольких месяцев от роду малыш начинает прогулки со взрослыми членами стада – сначала короткие, и за этим мама умело следит. Ученые заметили, что у дельфинов есть особые «школы», в которых взрослые особи (как правило, самцы) обучают «подростков»: как плавать вместе, как охотиться и как реагировать на опасность. Так что киты и дельфины «впитывают с молоком матери» как жить, помогая другим.
Ученые также собрали обширный материал, касающийся оказания помощи у китообразных своим взрослым сородичам. Пострадавший может погибнуть в первую очередь от нехватки воздуха, поэтому обычно одно или несколько здоровых животных поддерживают ослабевшего собрата, время от времени выталкивая его на поверхность для очередного вдоха. Такое оказание помощи может длиться до нескольких часов и дней, пока пострадавший не будет в состоянии плыть и дышать без посторонней помощи.
Причем этот инстинкт оказания помощи проявляется у китообразных настолько сильно, что часто подавляет инстинкт самосохранения. Замечено, что китообразные помогают не только своим сородичам, но и особям других видов. Известен случай, когда гринда (представитель семейства дельфиновых) в бассейне пыталась помочь погибавшей самке полосатого дельфина, а два белобоких дельфина оказывали помощь ослабевшему самцу белокрылой морской свиньи. Ученые обратили внимание, что в первую очередь в таких случаях помощь получали самки, особенно те, которые были с детенышами.
Вместе мы можем больше
Дельфины в стаде отличаются слаженностью действий и четким распределением ролей во время охоты, что ученые связывают с высоким уровнем организации внутри-групповых отношений китообразных. Способы охотничьего поведения дельфинов весьма пластичны: они легко перестраиваются, что позволяет им адекватно реагировать на изменение обстановки. Это, несомненно, подтверждает, что дельфины – животные с высокоорганизованной психикой. Но дельфины не только дружно охотятся, но и часто сотрудничают с человеком, о чем в своих трудах писали еще древнеримские ученые Плиний Старший (в многотомном труде «Естественная история») и Элиан Клавдий (в произведении «О природе животных»). Там сообщается о том, что дельфины способствовали успешному рыбному промыслу, задерживая косяки кефали в мелководном заливе или блокируя косяки рыбы около лодок, за что в случае удачной охоты получали от рыбаков большое вознаграждение.
Существует немало описаний совместной охоты рыбаков и дельфинов и в наше время. Австралийские рыбаки охотятся вместе с касатками. Амазонские дельфины (инии) обычно держатся около человеческих поселений, рыболовецких хозяйств, пристаней. Они питаются отходами рыболовного промысла и помогают рыбакам: загоняют рыбу из глубоких мест на мелководье. Отправляясь на ночную охоту, рыбаки специальными свистовыми сигналами вызывают своих помощников. На западном побережье Африки крапчатые дельфины и афалины вместе с рыбаками охотятся за кефалью: подгоняют стаи рыб к берегу и преграждают им путь в открытое море. Местные рыбаки вызывают дельфинов, ударяя палками по воде, а загнанную рыбу ловят сетями.
Ученых всегда интересовал вопрос: в чем секрет сотрудничества дельфинов и человека? Сегодня уже понятно, что дельфины обладают высокоразвитым социальным инстинктом, на основе которого развились сложные формы их общественного поведения, такие как взаимопомощь, сотрудничество, организованная охота. Например, для совместной охоты у дельфинов существуют различные сигналы, с помощью которых они могут передавать информацию на большие расстояния. Один из таких сигналов – высокие прыжки при обнаружении скопления корма. Ученые пришли к выводу, что дельфины, обладая способностью к социализации с другими видами животных, могут в определенных ситуациях рассматривать человека как члена своего сообщества.
Чувства
Дельфины способны испытывать чувства радости и горя. Об этом свидетельствует случай, который описывает профессор биологии Хуан Гонсальво из НИИ «Тетис» (Италия) – он наблюдает за афалинами, живущими в заливе Амвракикос у западного берега Греции.
Однажды профессор обратил внимание на двух дельфинов: мать рядом с мертвым новорожденным. Она подняла трупик детеныша над поверхностью моря в очевидной попытке заставить его дышать. «Это повторялось снова и снова с разной степенью отчаяния в течение суток, – вспоминает Гонсальво. – Все это время мать с ним не расставалась. Она издавала звуки, прикасаясь к детенышу рылом и грудными плавниками. И покинула тело, только когда окончательно убедилась, что «воскрешение» невозможно».
И права
Дельфины, киты и белухи так умны, что для них необходимо принять билль о правах. Это позволит обращаться с ними как с «не относящимися к человеческому роду личностями». Такую необычную резолюцию вынесли участники Ванкуверской конференции, которую провела Американская ассоциация развития науки в мае 2010 года. Под документом поставили свои подписи десятки зоологов, биологов, философов и защитников прав животных.
По мнению специалистов, Декларация прав китообразных, в случае ее возведения в ранг закона, защитит их от содержания в зоопарках и нападения со стороны рыбаков. Китобоев приравняет к убийцам. Организаторы китовых сафари будут обязаны соблюдать правила уважения к частной жизни китов. А нефтяные и строительные компании – учитывать последствия своих действий для жизни этих созданий.
В проекте закона говорится: «Каждый представитель китообразных имеет право на жизнь, и никто не имеет права быть собственником этих созданий или делать что-то, нарушающее их права, свободы или установленные правила».
P.S. Человек давно изучает дельфина, а дельфин, по всей видимости, человека. Пожалуй, они по-прежнему понимают нас лучше и приносят нам гораздо больше пользы. Наши же усилия направлены в основном на то, чтобы спасти этих удивительных морских животных от нас самих.
В июне 2010 года на 62-м заседании Международной китобойной комиссии Япония, Исландия и Дания приостановили мораторий на китовый промысел. По официальным данным, за 2009 год этими тремя странами было добыто 1867 китов. На Фарерских островах дельфинов убивают массово, ссылаясь на традицию. В Японии продолжают убивать китов «на благо» науки. Некоторые страны имеют квоты для отлова этих морских животных представителями «малых народов», ввиду того, что они издревле использовали в пищу китовое мясо и жир. Это коренное население Чукотки, Гренландии, Аляски, о-вов Сент-Винсент и Гренадин. Международная китобойная комиссия продолжает выступать против коммерческого промысла китов и дельфинов, численность которых катастрофических уменьшается.
Елена Белега, канд. физ. – мат. наук
Время в живых системах
Представьте себе, дорогой читатель, что мир неизменен и неподвижен, – как проявляется время в таком мире? С другой стороны, представьте себе различные живые существа, например, бабочку-однодневку и трехсотлетнюю черепаху, – одинакова ли для них длительность суток? Наконец, давайте представим себе наш день: когда он наполнен событиями – как быстро он проходит! А если мы вынуждены скучать в неподвижности, те же часы длятся нескончаемо долго.
О чем говорят нам эти примеры? О том, что время связано с движением, со сменой событий и, стало быть, с тем местом, где они происходят. И о том, что у разных объектов может быть свое, «индивидуальное» время.
В том мире, где мы обитаем вместе с множеством других живых существ, время и пространство являются важнейшими характеристиками и условиями жизни. Земля, наш дом, подобна космическому кораблю, движущемуся во Вселенной, в Солнечной системе, согласно определенным законам. В пределах биосферы – области Земли, которая служит местом обитания для множества самых разных живых организмов, объединенных в сообщества (экосистемы), – пространственно-временные условия в достаточной степени определены и известны. Эта пространственно-временная организация и стала основой развития жизни на Земле, и к ней приспособлены все живые существа, от бактерий до человека.
Течение земного времени определяется двумя категориями событий: циклическими обратимыми процессами, связанными с периодическими космическими явлениями и процессами необратимыми – остыванием Земли, образованием ландшафтов, эволюцией биосферы в целом и каждой отдельной экосистемы, рождением, развитием и смертью каждого организма.
Мы привыкли думать, что ход времени необратим. Но всегда ли это только так? Если бы во Вселенной существовали простые физические системы, время в них возможно было бы повернуть вспять: в классической механике Ньютона абсолютный знак времени не устанавливается, и теоретически возможен и прямой, и обратный ход событий. Время, таким образом, рассматривается как параметр, равноправный с пространством, то есть оно течет вперед как бы в силу привычки, а не по законам природы.
Иначе дело обстоит в сложных биологических системах, состоящих из множества разномасштабных элементов. И клетки, и организмы, и сообщества организмов всегда разделены на функциональные единицы и пространственные отсеки, между которыми существуют каналы связи с определенными правилами перехода. При этом жизненные процессы в каждом отсеке происходят в своем масштабе времени (так, в органеллах клетки молекулы белков-ферментов изменяют свою форму и реакционную способность за доли секунды, процессы диффузии между органеллами имеют околочасовую периодичность, клеточные циклы длятся около суток, сон и бодрствование организма управляется суточным ритмом, а размножение и развитие – сезонным).
Таким образом, сложности пространственной организации живого объекта соответствует и сложность его временной организации. В сложных системах обязательно возникает и необратимость течения времени. Действительно, процессы эволюции (исторического или индивидуального развития) обратного хода не имеют. Такая необратимость течения событий в природе связана с тем, что многие элементы сложной системы не могут вести себя строго закономерно, в их поведении обязательно сказывается фактор непредсказуемости, случайности. При этом необратимые изменения в системе могут появляться как в силу накопления случайных отклонений в каких-либо периодических обратимых реакциях, так и в силу закономерного перехода всей системы в качественно новое состояние. Например, рост клетки или организма, сопровождаемый морфологическими и физиологическими изменениями, образование нового вида животных в биосфере, изменения ландшафта, – все это необратимые процессы, которые и создают «стрелу времени».
В пределах длительности существования Земли многие необратимые процессы на ней, определяющие «стрелу времени», связаны с развитием жизни: образование почвы, ландшафтов, эволюция биосферы – постепенное изменение облика Земли.
Мысль о связи циклических процессов в биосфере и в космосе, очень образно выразил Н. Я. Пэрна, один из основателей науки хронобиологии: «Каждое мировое явление течет в периодах, оно словно по винтовому ходу взбирается оборот за оборотом, ступень за ступенью, и это создает развитие или рост и вместе с этим создает время… И потому земная жизнь проявляет себя в тех же приблизительно циклических процессах… Мировое усилие быть протекает в виде периодических волн, и так как это мировое творчество одинаково проявляется и в жизни солнц и планет, и в жизни животных или растений, то мы одинаково видим эти периоды и тут и там».
Рассматривая жизнь как космическое явление, надо представить себе Вселенную, расширяющуюся (как утверждает современная космогония) в постоянных пульсациях. Одним из проявлений этих пульсаций является периодическая деятельность Солнца. Она же, в свою очередь, находиться в зависимости от перемещений планет по отношению к Солнцу, так что в периодах солнечной активности отражаются периоды движений планет; при этом вся Солнечная система является частью звездной галактики. Добавим, что в годы и месяцы, когда электромагнитная и радиационная деятельность Солнца усиливается, на Земле увеличивается число массовых феноменов – заболеваний, несчастных случаев и даже социальных потрясений. Получается, что длительность любых событий во Вселенной можно измерять числом периодических пульсаций – результата перемещений небесных тел.
Построение этой величественной картины динамической Вселенной и проявления ее пульсаций в жизни Земли – одно из самых впечатляющих достижений человеческой мысли, от философских умозаключений Древней Индии до самых последних выводов современной физики и биологии. С древнейших времен представления о периодичности космических влияний на земные события находили свое отражение не только в философских построениях индуизма, дзен-буддизма, некоторых греческих научных школ, но и в системах наблюдений астрологической медицины. В XX веке развитие этих представлений в значительной мере связано с достижениями научно-философской школы русских космистов, в особенности с работами А. Л. Чижевского и В. И. Вернандского.
Из множества циклов Космоса наиболее значима для биосферы периодичность солнечной активности, т. е. совокупности физических изменений Солнца. Еще в XVII в. Галилей и другие ученые-астрономы обнаружили на поверхности Солнца темные пятна, которые появляются и исчезают, меняют величину по мере вращения Солнца вокруг своей оси. В середине XIX века швейцарский астроном Р. Вольф показал, что в солнечной активности, выражающейся в образовании пятен имеется цикличность, и продолжительность цикла меняется от 7 до 16 лет, составляя в среднем 11,1 года. Причины этих колебаний могут быть связаны как с внутренними механизмами солнечной деятельности, так и с гравитационными влияниями планет, периодически изменяющимися при их взаимных перемещениях.
Как же передаются эти влияния обитателям Земли? Оказалось, что многие биологические процессы и состояния, в том числе и самочувствие людей, меняются в ритме заданном «солнечным ветром», потоки частиц которого меняют свое направление (как и силовые линии геогелиомагнитных полей) вследствие вращения Солнца вокруг своей оси: вся совокупность потоков материи и энергии от Солнца также вращается с периодом 27 дней. Поворачиваясь подобно спицам гигантского колеса, они «бьются» о земную магнитосферу с разными интервалами – от нескольких часов до дней, недель и месяцев, – оказывая влияние на атмосферу, гидросферу и все живое на Земле.
Как сказываются на живых существах все эти периодические явления? Хорошо известны сезонные циклы размножения животных и растений, суточные ритмы активности всего живого, приливно-отливные ритмы морских организмов. На периоды максимума солнечной активности приходятся наиболее урожайные годы. На основании прогнозов солнечной активности, которые даются астрономами на десятки лет вперед, можно рассчитать годы повышения патогенности микроорганизмов и возникновения эпидемий, годы нашествий на поля грызунов и саранчи. Социологи и историки выяснили, что последние несколько веков начало всех военных и революционных событий приходилось на годы максимальной солнечной активности.
Каков же механизм чувства времени у живых существ? Какие процессы внутри клеток и организмов помогают им ориентироваться во времени? Прежде всего, необходимо понять, является ли чувство времени внутренне присущим живым организмам, фундаментальным свойством живого или же ритмичность биологических процессов – просто реакция на периодические колебания условий внешней среды. Самый естественный путь для решения этого вопроса – изучение организмов, содержащихся в ходе эксперимента в строго постоянных условиях. Такими опытами было доказано, что у каждого вида организмов имеется ряд ритмов, не зависящих от условий среды. Эти ритмы были названы эндогенными. Многие из них имеют периодичность, близкую к суткам: это, например, ритмы деления клеток, изменения активности ферментов, окислительно-восстановительных процессов. Более быстрые (короткопериодичные) ритмы – например, дыхания, сердечной деятельности у человека – также являются эндогенными. Однако некоторые ритмы, такие, как чередование сна и бодрствования, активности и пассивности пищеварительных ферментов и многие другие, подчиняющиеся в природных условиях суточной периодичности, в постоянных условиях эксперимента несколько изменяют (например, до 25 часов) свой период. По этой причине большую группу ритмов, в природе строго синхронизируемых сменой дня и ночи, стали называть циркадианными или циркадными (околосуточными).
Другая большая группа ритмов в организмах имеет околочасовую периодичность, а многие ферментативные процессы в клетках осциллируют с короткими периодами (порядка секунд или минут).
Видимо, благодаря всем этим разнообразным механизмам, носящим общее имя «биологические часы», и возможно очень точное ориентирование всех живых существ во времени. Примером такого ориентирования может послужить возможность формирования рефлекса на время у моллюска. Ход опыта таков: моллюск получает каждые 5 минут удары слабым током. После удара он ненадолго скрывается в раковине, а затем продолжает свое движение. После прекращения ударов моллюск продолжает точно каждые 5 минут прятаться в раковине. Это говорит о наличии у него системы отсчета времени.
Другой пример связан с сезонными циклами размножения. Океанский червь палоло раз в году образует для размножения громадные скопления в определенном квадрате океана, в определенной фазе луны, для чего этим пловцам приходится преодолевать многие километры пути. Это также свидетельствует о существовании в их организмах системы отсчета времени (и ориентирования в пространстве!), которая позволяет им заранее «предвидеть» сезон размножения и вовремя пуститься в путь.
Все подобные примеры ставят нас перед волнующей загадкой природы: каким образом живые организмы предвидят наступление важных для их существования периодических изменений в среде? Иными словами, если биологические часы есть неотъемлемое свойство живого, то как они устроены?
В последние два десятилетия наука вплотную приступила к решению загадки «биологических часов»; возникли даже новые области – хронобиология и хрономедицина.
Вкратце, современные представления об устройстве «биологических часов» сводятся к следующему. Каждая клетка живого организма обладает набором биохимических реакций, имеющих автоколебательные свойства. К ним относятся концентрационные колебания в ферментных системах – результат саморегуляции при наличии обратной связи. Предполагается, что это и есть принцип организации «секундомеров» в «биологических часах». Однако чтобы эти часы могли служить для измерения более длительных процессов, например, сообразно, с длительностью суток, необходим замедляющий механизм, действующий аналогично зубчатой передаче механических часов. Скорее всего, эту роль играют процессы диффузии продуктов быстрых биохимических реакций внутри клетки, «обслуживающие» цикл клеточного деления. Вероятно, этот околочасовой ритм закладывается в самом начале развития каждого организма, когда оплодотворенная материнская клетка очень быстро, строго ритмично многократно делится, образуя многоклеточный зародыш. В этот уникальный период жизни клеточные деления происходят со скоростью, определяемой главным процессом – удвоением (репликацией) молекулы ДНК. Полагают, что это и есть так называемый «хронон – модель биологического циркадного механизма.
Автор концепции «хронона» Ч. Эре сравнивает двухспиральную молекулу ДНК со старинным хронометром, состоящим из двух перевитых кусков каната, пропитанных воском и свечным салом. Они горят с удивительно постоянной скоростью, что и навело Ч. Эре на его идею. Каждая клетка, как и целый организм, – самоподдерживающаяся система. Она должна постоянно подзаряжаться энергетически. Окислительно-восстановительные процессы, энергетически обеспечивающие деление клеток, – это основные таймеры множества околочасовых ритмических процессов, связанных в начале развития с клеточным делением. В более поздние периоды жизни организма клетки делятся уже не так быстро, но клеточные околочасовые ритмы продолжают существовать.
А что помогает организму ориентироваться во времени суток, в сезонах года? Какой часовой механизм определяет время созревания, старения и смерти каждого организма? Многие животные заранее «знают» время и направление длительных миграций к месту обзаведения потомством. Так, всем известная горбуша, после своего развития из икринок, оплодотворенных в реках, в течение 4–5 лет живет и взрослеет в Тихом океане, растет, накапливает жир, готовясь к половому созреванию. С приближением периода размножения горбуша начинает свой путь, иногда длиной в тысячи километров, к устью именно той реки, где она появилась на свет. За время пути рыба начинает проявлять признаки старения: у нее меняется форма тела и челюстей, западают глаза, истончается кожа, запасы жира расходуются на формирование половых продуктов. Для нереста горбуши добираются до верховьев рек, преодолевая пороги, иногда погибая в пути. После нереста все родительские особи умирают (причиной являются множественные инфаркты, связанные с колоссальным повышением уровня холестерина в крови). Жизнь рыб как будто заканчивается в соответствии с программой, записанной в генах…
Как известно теперь благодаря работам ученых-физиологов, основные «часы» в организме высших животных связаны с нейроэндокринной системой регуляции, главное звено которой находится в гипоталамусе. Именно эта эндокринная железа, являющаяся в то же время частью головного мозга, и сосредотачивает в себе информацию, которая поступает в организм извне и от органов и систем самого организма. Информация извне принимается через зрительный анализатор (это органы зрения и отделы нервной системы, обрабатывающие зрительную информацию). Так гипоталамус «узнает» об изменениях длины светового дня, а это и есть сигнал как о сезонных изменениях в природе, так и о суточной периодичности. Гипоталамус управляет активностью другой эндокринной железы, гипофиза, которая уже передает сигналы «рабочим» железам: надпочечникам, вырабатывающим гормоны мобилизации, гонадам, вырабатывающим половые гормоны, и т. д. Так весь организм вовлекается в физиологические изменения, подчиненные биологическим ритмам.
С возрастом порог чувствительности гипоталамуса изменяется; именно «неполадками» этой всеобъемлющей регуляторной нейроэндокринной системы определяется старение. В стареющем организме нарушаются процессы адаптации (приспособления) к среде. Возникает десинхроноз, а также и типичные болезни старения (ожирение, диабет, гипертония, рак) что и приводит к гибели организма. Таким образом, старением завершается «индивидуальное время».
«Отработанная» сома всех организмов после их смерти поступает вновь в великий круговорот земного вещества, из которого ежесекундно рождаются новые жизни, и этот процесс постоянной смерти и перерождения по древнеиндийским учениям назывался колесом сансары. Короткие времена жизни элементов-организмов питают долгую жизнь глобальной системы – биосферы. Так и отжившая «сома» человека впадает в тот же вечно живой океан.
Таким образом, ручейки индивидуального времени сливаются в реку времени биологических видов, а те впадают в океан планетарного времени, имеющего уже другие масштабы.
Ольга Мелехова, д-р биол. наук, МГУ
Температура у растений
То, что животные бывают теплокровными или холоднокровными, знают все. Но интересно, бывают ли «теплокровными» растения? В конце XVIII века, в 1777 году, знаменитый французский ученый Ж.-Б. Ламарк (1744–1829) обратил внимание на то, что цветы аронника, растущего в Италии, теплые на ощупь. Позже опытным путем было установлено, что при температуре окружающей среды 15 °C в цветах аронника температура составляет 40–44 °C.
Откуда же берется это тепло? Дело в том, что растения, как и животные, дышат: независимо от фотосинтеза они вдыхают кислород, а выдыхают углекислый газ. Скорость дыхания у растений относительно невелика, поэтому выделяемое тепло не влияет на температуру самого растения. Однако у некоторых растений в период цветения температура в цветке может на 10 °C и более превышать температуру воздуха. Таким свойством обладают в большей степени растения представители семейства ароидных: аронники, филодендроны, «скунсова капуста» и др.
Комнатные филодендроны – знакомые домашние лианы – имеют такое свойство, хотя в помещениях цветут очень редко. Температура в их цветах на 5–10 °C выше, чем температура окружающей Среды. Есть и другие примеры. Возьмем водное растение реки Амазонки викторию регию. Это растение само по себе необычно. Его листья плавают на водной поверхности и напоминают гигантские сковородки до двух метров в диаметре и выдерживают вес до 35 кг. Цветы виктории регии похожи на цветы обыкновенных кувшинок, но их размер в поперечнике около 35 см. Цветение длится два дня, и в течение этого периода ее цветок из белого превращается в ярко-красный, а температура в них больше температуры окружающей среды на 10 °C.
Этим свойством обладают также растения рода панданус, из которых наиболее известен комнатный панданус вейча, или винтовая пальма.
Может показаться, что высокая температура в цветах встречается только у тропических растений, но это не так. В наших лесах умеренных широт встречаются родственник итальянского аронника – аронник пятнистый. Это растение произрастает во влажных, тенистых местах и пойменных лесах.
Упоминание о «горячих» цветах можно встретить не только в научной литературе, но и в легендах. Один из таких мифов повествует, как однажды знаменитому герою Одиссею по приказу Цирцеи пришлось спуститься в царство Аида, чтобы узнать судьбу прорицателя Тиресия. В царстве теней, бродя нехожеными тропами, Одиссей освещал свой путь факелом. Выполнив задание, он возвратился на землю, а этот факел превратился в цветок (название «флокс» в переводе с греческого означает «пламя»).
В русском фольклоре «горячие» цветы упоминаются в преданиях о цветке папоротника. Говорят, в ночь на Ивана Купалу расцветает «папороть земная и небесная Перуновым жар-цветом». Похож этот цветок на маленькое пламя или горящую головешку: хоть смотреть тяжело, а глаз не оторвать. Обладает он чудодейственной силой открывать замки, тайны неведомые, клады ценнейшие. Только найти этот цветок трудно. Для этого нужно иметь ноги быстрые и неутомимые, голову ясную да сердце храброе и доброе – тогда, глядишь, посчастливится.
В этих мифах содержится скрытый намек на интересные свойства растений, не всегда понятный нам.
Для чего же растению нужно столько хлопот и такой расход сил и энергии? Оказывается, секрет в перекрестном опылении. У каждого цветка свои способы завлекать опылителей. У одних – яркая окраска венчика, у других – запахи, некоторые цветы сами выглядят как насекомые. А наши знакомые – филодендроны, пальмы, соловники и др., – имеют «теплые» цветы, чтобы насекомые чувствовали себя как дома, особенно ночью и в предрассветные часы, когда температура воздуха минимальна.
Каких только нет необычных явлений и приспособлений к жизни на нашей планете! Мудрая природа полна нераскрытых тайн и секретов, разгадывать которые предстоит нам, людям. Самое главное – быть чуточку внимательнее к окружающему нас миру и не уставать искать ответы на многочисленные вопросы.
Елена Ажнина
Тайна живой воды
Что нам известно о воде? Если говорить на языке цифр, то достаточно много. Мозг взрослого человека состоит из воды на 74,5 %, наша кровь – на 83 %, в мышцах воды 75,8 %, а в кости – 22 %. Человеческий зародыш – это сплошная вода: в трехдневном эмбрионе ее 97 %, в трехмесячном – 91 %, а в восьмимесячном – 81 %. Нас величают ходячими растворами. «Простейшее устойчивое соединение водорода с кислородом», – такое определение дает воде химическая энциклопедия. Только простейшее в химии – это далеко не простое. До XIX века люди не знали, что вода – химическое соединение. Ее считали обычным химическим элементом. Лишь в 1805 году Александр Гумбольдт и Жозеф Луи Гей-Люссак установили, что вода состоит из молекул, каждая из которых содержит два атома водорода и один атом кислорода. В следующем веке (1932 г.) мир облетела сенсация: кроме воды обычной в природе существует еще и тяжелая вода. В молекулах такой воды место водорода занимает его тяжелый изотоп – дейтерий. В небольших количествах тяжелая вода постоянно и повсеместно присутствует в природных водах, внешне не отличаясь от простой воды. Различить их можно только по физическим характеристикам. Оказалось, что тяжелая вода отрицательно действует на жизненные функции организмов.
Здесь мы остановимся и попробуем разобраться. Итак, в природе есть простая вода и вода тяжелая. Одна, дающая жизнь, самое большое богатство в мире; то, из чего происходит все, – истинная «живая» вода. В. В. Вернадский утверждал, что «название aqua вполне себя оправдывает: aqua omni sunt» (вода есть всё). Другая – тяжелая, губительная для живого, настоящая «мертвая» вода. Неужели наука приблизилась к разгадке тайны легендарной «живой» и «мертвой» воды? Открытие тяжелой воды послужило толчком к изучению ее состава. Но с каждым шагом все становилось еще непонятнее. Вскоре была открыта сверхтяжелая вода. Потом стало известно, что существуют также и изотопы кислорода, следовательно, есть и тяжелокислородная вода. Если подсчитать все изотопные разновидности воды, то сегодня нам известно 135 (!) вариантов. В 60-х годах прошлого века на ученых «пролились» и другие воды. Была обнаружена так называемая «модифицированная» вода, которая образовывалась в кварцевых капиллярах или на кварцевых пластинках. По химическому составу это чистая вода, а выглядит как аморфно-стекловидная масса с консистенцией вазелина! Она не замерзает и не смешивается с обычной водой. Потом заговорили о необычных свойствах талой, серебряной и магнитной воды.
Парадокс! Наука заглянула в микромир и в космическую даль. Она построила модель зарождения и эволюции Вселенной, но не нашла закона, который бы описывал такое явление, как вода. Каждая из известных сегодня моделей строения воды хорошо объясняет только часть ее свойств.
Пора опять остановиться и задать все тот же вопрос: «Что же нам известно о воде?» Вода – это единственное вещество на нашей планете, которое в обычных условиях температуры и давления может находиться в трех фазах: твердой в виде льда, жидкой и газообразной. Вопреки всякому здравому смыслу вода, замерзая, расширяется (помните? замерзая в водопроводных трубах, вода их разрывает). Если бы не было этого аномального расширения, лед не смог бы плавать, водоемы промерзли бы зимой до дна, что привело бы к катастрофе все живущее в воде. Можно вспомнить, что и другие физико-химические характеристики воды при изменении температуры ведут себя аномально. Более того, исследователи столкнулись с фактом, что до 38–40 °C вода ведет себя скорее как твердое вещество, чем как жидкость! Как здесь опять не вспомнить Сент-Экзюпери: «Тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое»!
Древние алхимики приписывали Воде совершенство, считая, что «тела не действуют, пока не растворены». Символический язык алхимии так же непонятен для современного ученого с рациональным мышлением, как и вода. Но создается впечатление, что Вода сама пробивает себе дорогу к человеку, вынуждая его заново объяснять явления природы. Под ее напором рушится модель, которую ученые логически выстраивали в течение как минимум последних двух веков. Она буквально вынуждает исследователя восклицать: «Я сам знаю, что этого не может быть, но пусть мне кто-нибудь объяснит, почему я это вижу!»
И опять нас ждут сенсации. Оказалось, что вода – это не просто какая-то абстракция с множеством молекул H2О, а субстанция, которая обладает тонкой структурой. Оказалось, что в этих структурах «запоминается», т. е. «хранится информация» о том, откуда вода взята, как получена, в чем содержится. Эксперименты, которые проводили японские ученые, могут действительно потрясти любого здравомыслящего человека. Вода, взятая в горных родниках, кристаллизуется с образованием красивых правильных снежинок, а в реке, протекающей через центр города, превращается в бесформенное, безобразное «чудовище». Исследователи также увидели разницу при кристаллизации воды, «слушающей» музыку Баха, Шопена и тяжелый рок. Красота и гармония в первом случае – и полный хаос во втором.
Эксперименты по «озвучиванию» воды ставились у нас в стране еще в 30-х годах прошлого века. Вода «слышит» все, что слышим мы! Вода может трансформировать энергию: звук превращать в свет. Механизм этих явлений непонятен и до сих пор. О нем спорят, проверяют и перепроверяют результаты, отказываются от них и возвращаются к ним опять. Как известно, факты – упрямая вещь. Вода накапливает энергию. Может быть «активной» и «спящей». Оказалось, что самая энергетически активная вода – в брызгах морских, в дожде с молниями и грозами, все в тех же капиллярах Земли, в чистом горном ручье, в шестиугольных снежинках! Прошедшая через капилляры, после замораживания и оттаивания, испарения и конденсации вода обладает особой структурой и особенными энергетическими характеристиками. Такая вода особенно полезна для всего живого. Может быть, здесь скрыта тайна живой и мертвой воды?
Так что же такое Вода? Ученые считают, что вода – это самое удивительное и самое таинственное явление. Вода не только появляется на самых ранних стадиях рождения звезд, но и загадочным способом заставляет их зажигаться. В поисках жизни на планетах Солнечной системы ученые ищут на них ВОДУ! Она порождает и питает все живое, объединяя тем самым это «все» в одно целое. Она по-своему «слышит» минералы, растения, животных и человека, запоминает и передает все, что «услышала». Такие знания о воде не только шокируют, но и вынуждают задуматься: «А, собственно, что мы ей «говорим», какую музыку слушаем, о чем думаем, глядя на воду? И где же путь к ее тайнам?»
Мы смотрим на Воду, и единственное, что пока можем делать, – смотреть. Она, как таинственная незнакомка, околдовывает, манит, ускользает. Мы не понимаем, кто это, всматриваемся в ее черты, пытаемся узнать. Нам трудно описать ее нашим рациональным языком, раскладывая все на составные части. Но она оставляет память о себе, которая живет в нас. Дающая жизнь и сама жизнь. Капля и океан. Возвращаясь вновь и вновь, меняя одежды, она показывает нам, что помнит наши встречи. Она вынуждает отказываться от привычных и удобных вещей и отправляться в путь за ее тайной.
P.S. Сегодня ученые обнаруживают в своих исследованиях то, что «глазами не увидишь», и, не зная механизмов, которые запускают важные для всего живого процессы, не спешат рассказывать о своих открытиях. Многие из них трепетно относятся к воде, называя ее «зеркалом науки». И то ли в шутку, то ли всерьез говорят о том, что, если нужно понять, какой перед тобой человек, спроси его, как он относится к воде.
Елена Белега, канд. физ. – мат. наук
Клонирование
С момента появления в прессе сообщения о знаменитой овечке Долли страсти вокруг клонирования не утихают во всем мире. Так возможно ли клонирование людей? И если да, то чем это для нас обернется?
Термин «клонирование» происходит от греческого слова klon, которое означает «веточка, побег, черенок» и имеет отношение прежде всего к вегетативному размножению, то есть к размножению, происходящему неполовым путем. При таком размножении образуются организмы с тем же самым набором хромосом, что и у родителя. А поскольку именно в хромосомах содержится вся информация, определяющая форму, размеры и строение организма, клоны оказываются идентичны родителям и похожи на них, как близнецы.
Мечта о создании копий, идеально повторяющих организм-оригинал, владеет людьми не одну сотню лет. Она выражалась и в желании иметь войско из самых сильных воинов (помните, у Пушкина «…тридцать витязей прекрасных чредой из вод выходят ясных» – все они «равны как на подбор»), и в стремлении создать физическую копию ушедшего близкого человека, и в надежде обрести молодость в «новом» теле. А возможно ли это в принципе? С появлением сообщения об овечке Долли, генетически идентичной своей матери, на нас обрушилась лавина публикаций о моральных проблемах, которые принесет скорое появление клонов человека. Создается впечатление, что все технические проблемы уже решены. Так ли это?
В природе путь размножения, при котором потомки генетически повторяют своих родителей, существует миллионы лет. Многие растения, бактерии, грибы и даже животные размножаются бесполыми способами. У животных, как правило, это почкование, когда от организма родителя отпочковывается идентичный ему организм, только меньшего размера. Встречается и развитие организма из неоплодотворенного яйца. Наиболее распространено такое размножение у растений. Практически любая их клетка может дать начало новому организму. Эта особенность растительных клеток лежит в основе многих методов генетики и селекции; клонирование растений черенками, почками или клубнями известно и используется людьми уже более четырех тысяч лет.
У животных, в отличие от растений, вырасти в целый организм могут только клетки специального вида – половые или их ближайшие «потомки». С ростом зародыша эта способность теряется, и в этом-то и заключается главное препятствие на пути клонирования взрослых животных. Любая неполовая клетка взрослого организма имеет в своем ядре хромосомы, содержащие генетическую информацию всего организма в целом, но воплотить эту информацию в реальной форме уже не умеет. Однако это умение еще остается у клеток зародыша до того момента, как они начнут подразделяться на клетки разных тканей (мышечные, нервные, соединительные и др.). Вот в этот момент и можно попробовать обмануть природу и попытаться клонировать клетки зародыша.
Такая возможность впервые, по-видимому, была показана в начале 50-х годов XX века в опытах на лягушках. Американские исследователи Р. Бриггс и Т. Кинг разработали микрохирургический метод пересадки ядер эмбриональных клеток с помощью тонкой стеклянной пипетки в лишенные ядра яйцеклетки. Они установили, что если брать ядра из клеток зародыша на ранней стадии его развития, то примерно в 80 % случаев зародыш благополучно развивается дальше и превращается в нормального головастика. Если же развитие зародыша, донора ядра, продвинулось на следующую стадию, то лишь менее чем в 20 % случаев оперированные яйцеклетки развивались нормально. Эти результаты позже были подтверждены и в других работах.
Эти опыты дали надежду на то, что можно будет клонировать и млекопитающих. Известный специалист в этой области американский биолог Р. МакКиннелл в одной из своих работ отмечал, что все необходимые для этого методы уже существуют, и непонятно, почему мышь до сих пор не клонирована. Одним из препятствий был размер яйцеклетки – у мыши он оказался примерно в тысячу раз меньше, чем у лягушек. Однако в 70-х годах эти трудности были успешно преодолены. Процесс развития организма начинается слиянием мужского и женского ядер в одно ядро зародышевой клетки в процессе оплодотворения. Экспериментаторы научились микрохирургически удалять одно из двух ядер в яйце млекопитающих в период после проникновения сперматозоида, еще до их слияния, и пересаживать в него клеточные ядра ранних эмбрионов. Но вот беда – все полученные разными способами зародыши мышей через некоторое время останавливались в своем развитии, из них не развивалось взрослое животное.
В 1977 году появилось первое сенсационное сообщение о получении семи взрослых самок мышей, пять из которых имели только материнский, а две – отцовский геном. Казалось, теперь можно будет быстро получать млекопитающих со стопроцентной повторяемостью набора генов – это особенно важно в селекции, так как для получения, например, крупного рогатого скота с закрепленными особо ценными качествами обычными приемами требуются десятки лет работы. Однако эти результаты воспроизвести не удавалось; более того, выяснилось, что именно наличие двух мужских или двух женских ядер останавливает развитие зародыша млекопитающего – для его нормального развития требуются два набора хромосом: отцовский и материнский.
Еще позже выяснилось, что у мышей ядра клеток зародыша очень быстро теряют способность к воспроизведению организма путем деления (уже на стадии двух клеток). Первые значительные успехи в клонировании зародышей были достигнуты на других животных – кроликах, коровах, свиньях и овцах.
В 90-х годах число успешных экспериментов по клонированию эмбрионов позволило говорить о реальности получения генетически идентичных копий млекопитающих. Однако, несмотря на многие методологические повторы, истинной сенсацией стала публикация в начале 1997 года работы Яна Уилмута и его коллег, сообщавшая о рождении овечки Долли из донорского ядра клетки молочной железы взрослого животного. Действительно, за несколько лет до этого никто из ученых, работавших в этой области, не ставил вопрос об использовании клеток взрослых млекопитающих в качестве доноров ядер. Работы сводились, в основном, к клонированию эмбрионов домашних животных, и многие из этих исследований были не очень успешны. Поэтому всех так поразило сообщение Уилмута.
Надо сказать, одна из проблем заключается в том, что в этом опыте из 277 реконструированных ядер появился лишь один ягненок. Значит ли это, что процент выхода живых особей составляет очень малую величину? Есть и другие вопросы. Например, полностью ли сохраняется при клонировании набор генов, необходимых для развития? А еще – не передается ли генетически возраст родителя, ведь тогда клоны изначально будут рождаться «старыми»? Чтобы ответить на них, необходимы были дополнительные исследования.
За прошедшие с тех пор несколько лет кое-что удалось прояснить. Например, улучшение экспериментальных методик дало заметное увеличение процента «выживших» клеток. На вопрос о возрасте клонированных животных также удалось получить ответ. В работах группы ученых из университета штата Коннектикут, США, удалось показать, что биологический возраст коров, полученных клонированием, моложе, чем их «родителей». Кроме того, выяснилось, что между отбором материала и его пересаживанием к приемной матери возможен довольно длительный перерыв.
И еще один интересный факт. В 1999 году с использованием технологии клонирования были рождены три овцы. Две из них имеют ген, позволяющий им производить молоко с такими же белками, как у человека. Третья не имеет измененного генома и просто является контрольным экземпляром. Казалось бы, что же здесь удивительного? Ведь внедрять «чужие» гены в ДНК животных умели и раньше, и даже умели помещать их в половые клетки до оплодотворения. Но при этом, к сожалению, не происходила передача нужных признаков потомству. В противоположность этим работам, шотландским ученым удалось выработать методику внедрения чужеродных генов в клетку овцы до ее пересадки в яйцеклетку донора и последующего получения точной копии существа с нужными свойствами. Был внедрен ген, который благополучно прошел множество проверок и теперь добавляет в молоко овец «лечебный» фермент, используемый в современной фармакологии для лечения наследственной эмфиземии – болезни легких.
Как далеко идущее следствие, эти эксперименты дают перспективу выращивания методами генной инженерии донорских человеческих органов внутри животных, например свиней (их органы наиболее близки к человеческим), для последующей пересадки. Причем получаемые таким образом органы могут обладать заданными параметрами и малой вероятностью отторжения. Ученые надеются получить генетически модифицированные клоны свиней уже в ближайшее время.
Что же касается непосредственного воспроизводства особей, то число вопросов, на которые требуется получить ответ, все растет. В частности, ученые столкнулись с тем, что каждое новое поколение «искусственных» животных все труднее и труднее поддаются клонированию. Например, в группе американских исследователей лишь одна мышка родилась в шестом поколении, да и та тут же была съедена своей мамой. Одно из предположений, объясняющих этот эффект, состоит в том, что при искусственной пересадке ядра клону все-таки передается информация о возрасте родителя, закодированная в длине одной из молекулярных цепочек в хромосоме, так называемого «теломера». Однако этот запрет, возможно, не носит фундаментального характера, есть надежда, что его можно обойти использованием специальных клеток.
Еще в 1979 году Р. МакКиннелл утверждал, что полученные результаты не позволяют серьезно говорить о возможности клонирования человека. Однако уже в то время эта возможность стала активно обсуждаться, а некоторые исследователи приступили к таким экспериментам. В одном из экспериментов три реконструированные яйцеклетки человека даже начали дробление.
После публикации Я. Уилмута вопрос о возможности клонирования человека приобрел особую остроту. Например, Ричард Сид, физик по образованию, бывший преподаватель Северо-Восточного университета в Бостоне, а ныне чикагский бизнесмен, возмутил общественное мнение, пообещав в скором времени осуществить клонирование взрослого человека. Он заявил также, что уже собрал группу медиков, готовых вместе с ним участвовать в реализации этих планов. По словам Сида, восемь человек уже выразили желание обрести свои генетические копии, и возглавляет список кандидатов супружеская пара, страдающая бесплодием.
Ричард Сид впервые возвестил о своих намерениях на чикагском симпозиуме по репродуктивной медицине. Его заявление не заинтересовало специалистов и не проникло в средства массовой информации. Однако вскоре после этого газета «Вашингтон пост» опубликовала сообщение о планах Сида, в тот же день он выступил по американскому радио, и все это мгновенно сделалось всепланетной сенсацией. Реакцией на нее стали резкие отповеди со стороны президентов США и Франции, законодателей, ученых, профессоров философии и деятелей церкви. В защиту Сида выступили немногие, и голоса их звучали не слишком громко.
Примером поверхностного и «легкого» отношения к проблеме служит недавно появившееся сообщение о том, что одна из звезд Голливуда не прочь приобрести свою генетическую копию, чтобы использовать ее в рекламных целях. Действительно, как хорошо, казалось бы, вновь повторить свою молодость – хотя бы и в другом теле!
Таким образом, вопрос о возможности клонирования человека имеет три аспекта: чисто технический, этический и философский.
Что касается технической стороны дела, этот вопрос пока остается открытым, для ответа на него необходимы дальнейшие исследования.
С этической точки зрения клонирование человека вызывает еще больше вопросов и возражений. Во-первых, идентичность генетического набора еще не означает идентичность личности. На формирование человека влияют воспитание, образование, среда, в которой он живет, историческая эпоха и еще что-то, трудноуловимое. Ведь даже двое близнецов, развившиеся из одной яйцеклетки, воспитывающиеся в одной семье, обучающиеся в одной школе и потом в одном институте, могут разительно отличаться друг от друга. Так же и клонированный человек как личность может сколь угодно отличаться от своего генетического прообраза.
Во-вторых, с эволюционной точки зрения клон как результат бесполого размножения находится в менее выгодной позиции. Жесткая заданность генотипа представляет меньшее разнообразие взаимодействий развивающегося организма с изменяющимися условиями среды по сравнению с половым размножением, когда в формировании индивида участвуют два генома, сложным и непредсказуемым образом взаимодействующие между собой и с окружающей средой.
Третья грань этой проблемы в меньшей степени относится к науке, так как касается таинства рождения, и в настоящее время утверждать, что в этом вопросе все ясно, сможет лишь отъявленный догматик.
Эта последняя грань вплотную примыкает к философскому аспекту, который можно сформулировать таким образом: что такое человек и что мы воспроизводим путем создания генетической копии? Во многих философских и религиозных концепциях человек рассматривается как нечто состоящее не только из физического тела, но и из «более тонких субстанций», наличие которых и составляет саму загадку жизни. В христианстве они носят названия Духа или Души, и распоряжаться ею мы не вправе. Восточная философская традиция построена на представлении о реинкарнации, то есть циклическом воплощении души в физическом теле. Согласно ему, тело человека – лишь временное пристанище души, проходящей долгий путь совершенствования через земные испытания. Если это так, хотя бы не буквально, а символически, то не будет ли рукотворное создание человеческих копий преступлением против природы, вызванным элементарным незнанием или пренебрежением принципами, которых наука пока еще не понимает? Не наполнится ли в результате наш мир монстрами-биороботами, лишенными души – а значит, любви, сострадания, добра, чувства прекрасного и справедливости?
Хронология клонирования
1883 год
Открытие яйцеклетки немецким цитологом Оскаром Гертвигом.
1943 год
Сообщение об успешном оплодотворении яйцеклетки «в пробирке».
1973 год
Первые сообщения о возможности рождения человека «из пробирки».
1977 год
Впервые на место ядра яйцеклетки с одинарным набором хромосом искусственно внесено ядро соматической клетки с двойным числом носителей генетической информации. Таким методом произведено на свет более 50 лягушек.
1981 год
Получение трех клонированных эмбрионов (зародышей) человека. Их развитие искусственно приостановлено.
1985 год
Рождение девочки, зачатой не из яйцеклетки выносившей ее матери (Лондон). Парламентский запрет на эксперименты с человеческими эмбрионами старше четырнадцати дней.
1987 год
Эксперимент по разделению клеток человеческого зародыша и клонированию их до стадии 32 клеток. Угроза американской администрации лишить лабораторию дотаций из федеральных фондов, если в них будут проводиться подобные опыты.
1997 год
Сообщение о рождении овечки Долли (Эдинбург). В конце июня президент Клинтон направляет в конгресс законопроект, запрещающий «создавать человеческое существо путем клонирования и ядерного переноса соматических клеток».
Рождение шести клонированных овец, три из которых несут человеческий ген кровеостанавливающего белка, необходимого людям, страдающим гемофилией (несвертываемостью крови).
2000 год
Сообщение о намерении австралийских ученых клонировать вымершего более 60 лет назад тасманского тигра, беспощадно истребленного людьми. Надежду на успех операции ученым придала находка целой молекулы ДНК в заспиртованном в 1886 году теле тигренка.
Американские ученые впервые в мире проводят клонирование примата – обезьяны макаки.
Группа ученых из Великобритании, заявила, что клонирование эмбрионов человека позволит медикам создавать совершенно здоровые человеческие органы, например почки или печень.
Алексей Чуличков, д-р физ. – мат. наук, МГУ