"Знание - сила", № 4, 1972
 Раиса Львовна Берг
Геометрия живого и прогресс. Этюды о совершенстве
Хоть тяжело подчас в ней бремя,
Телега на ходу легка
Ямщик лихой, седое время,
Везет, не слезет с облучка.
А. Пушкин

Не жизни жаль
С томительным дыханьем,
Что жизнь и смерть?
А жаль того огня,
Что просиял
Над целым мирозданьем,
И в ночь идет.
И плачет, уходя.
А. Фет

Телега жизни. Так называется стихотворение Пушкина, где молодой поэт с горьким юмором говорит о неумолимом времени.
Извозчиков сменили такси. Мы сидим рядом - водитель такси и я. На часах пять минут первого, а мне - к двенадцати.
Доставьте меня на Университетскую набережную, дом семь дробь девять к двенадцати часам, говорю я. Водитель смеется. Он не может повернуть вспять бег времени.
"Вот забудь я кошелек, попроси я вас вернуться, и вы вернулись бы. В пространстве можно, во времени - нельзя. Почему бы это?" - спрашиваю я.

Ответ шоферу диктует автомобильная звезда, под которой рожден автор. Зачем возвращаться, раз опаздываете? Потом отдадите, договоримся. Вернуться во времени нельзя. Нет сил, способных не то что остановить, а задержать, замедлить его бег. Сравнивая это жалкое положение, этот предельный детерминизм и свободу передвижения, да еще не в одном, а в трех измерениях, начинаешь ценить свою собственную объемность, свою способность менять положение в трехмерном пространстве.

Наша трехмерность. Что она? Непременное свойство живого или вершина, венчающая долгий путь развития? Был ли первый зачаток жизни трехмерен?

Я попытаюсь показать, что трехмерность- эволюционное приобретение и что на путях ее достижения, как и на всех других путях, раскрывается закономерный ход эволюции.

Следует оговориться. Говоря об одномерности и так далее, я буду иметь в виду существенную одномерность или двумерность, то есть резкое преобладание одного или двух параметров над остальными. Поймите меня правильно. И еще. Говоря о закономерном ходе эволюции, я не собираюсь пренебречь игрою случая. Множество раз я собираюсь повторить, что эволюция закономерна, и столько же раз - что она зиждется на случайностях, не боясь впасть в противоречие или навлечь на себя упрек в непоследовательности. Такова диалектика природы и соответствующая ей диалектика познания.

Поколения живых существ приходят на смену поколениям. Чем дальше в глубь веков уходит наш взгляд, тем разительнее различия между ныне живущими и теми, кого нет. Возрастание различий в процессе смены поколений и увеличение сложности строения - это и есть эволюция.

На чем зиждется интуитивное убеждение, что современные обитатели нашей планеты прошли долгий путь совершенствования? На их совершенстве. Внезапное возникновение сложного устройства кажется невероятным. Подобно совершенствованию техники рисуется постепенное усложнение организации живых существ. Еще Лукреций, римский поэт I века до нашей эры, думал так.

Охватите органический мир в его целом. Он сложен, многообразен. Высшие и низшие формы сосуществуют. Высшие пронизаны низкоорганизованными, питают их, содружествуют с ними, гибнут от них. Есть множество вариантов высокой организации и способов ее поддержания, но и мелочь ревностно блюдет свою лилипутскую кастовость. Однако в чем-то все они равны. Ценность в неповторимости каждого. Каждый наилучшим образом выполняет свою миссию в поддержании высшего целого, обеспечивает жизнь других и тем самым свою жизнь.

Лесной массив. Он пахнет прелью и земляникой, грибами. Он переливается птичьими голосами. Лес - вместилище белок, дятлов, короедов, подушек мха, кислицы, прелой хвои. Лес с зажатыми кулачками спящих папоротников. И пустыня, где ветер, горячий сплав ароматов, несет по пескам маленькие узорные шары - плоды астрагала, где отмершие ветви защищают молодые побеги и мертвые служат живым, где все прячется от зноя и друг от друга и не может укрыться. Лес и пустыня - сообщества существ, живущих единой жизнью. Все вместе они составляют единый трансформатор вещества и энергии. Инженер назвал бы их машинами, состоящими из машин.

Может быть, не следует сравнивать сообщество с машиной? Нам нужно это сравнение, потому что законы органической эволюции сродни законам технического прогресса.

Эволюция - процесс согласования частей, изобретательство, ведущее к усложнению целого, какими бы разнородными ни были части, как бы примитивны ни были некоторые из них. Швейная машина сложна, но игла не претерпела никаких изменений со времени своего первого возникновения. Равно, как и нить. Роль каждого в общей игре предопределяет его эволюцию.

Запрет на эволюцию. Почему гены маленькие?

Тайна совершенства - в свободе выбора. В той мере, в какой предоставлена свобода выбора, игра подвернувшихся шансов, в силу вступает случай. Не будь свободы, и мы не достигли бы в нашей эволюции даже уровня развития амебы. Лучший пример тому - ген, единица наследственности.


Ген подобен дирижеру, исполняющему одновременно партию первой скрипки. Одна его миссия - управлять другими, вторая - воссоздать заложенную в нем самом информацию. Структура, осуществляющая две эти миссии, подвергается перекрестным запретам. Отсюда противоречие: она должна обладать довольно сложным устройством и в то же время ей надлежит быть простой. Свобода выбора стратегии ограничена до предела. Достигла определенной степени организованности и - стоп! На дальнейшее усложнение наложен запрет.


Гены воспроизводят себя и управляют развитием. Их миссии одни и те же у вируса табачной мозаики и у человека, у мыши и магнолии... Сходству назначения строго соответствует сходство строения. Гены выстроены в линейку. Хранилище наследственной информации - нить. Великий цитогенетик Н. К. Кольцов назвал ее генонемой. Читатель уже знаком со строением генонемы - это двойная спираль. Очень длинная. Такая длинная, что ее с полным правом можно назвать одномерной. Нить, скрученная из двух нитей, остается нитью: в лепестке розы или в клешне скорпиона, у вируса или леопарда.

Родство?

Если правда: причина сходства - родство, оно должно уходить так далеко в глубь миллионолетий, что само возникновение жизни рисуется как случайность, единичное событие, которое могло совершиться, а могло и не быть. Страх смерти ничто перед этим жутким сознанием высокой вероятности всеобщего небытия.

Не печальтесь, читатель! Возникновение жизни на Земле такой же неизбежный процесс, как и эволюция. Геометрическое сходство хранилищ наследственной информации всех обитателей подлунного мира не генеалогическое, а тектологическое (организационное). Все, что делают гены, они совершают во времени. Обе их миссии - это считывание заключенной в них информации. А везде, где идет последовательная перекодировка зашифрованных записей, сама запись линейна.

Как известно, Гулливер, попав к лилипутам, обнаружил у них письменность. Лилипуты писали не так, как европейцы - слева направо, не как арабы - справа налево, не как китайцы - сверху вниз. Замечу в скобках: Свифт - англичанин и смеется над своими соотечественниками. Лилипуты писали наискось из одного угла бумаги в другой угол, наподобие английских дам. Но линейный принцип не нарушен нигде. Запись на патефонной пластинке, на телеграфной или магнитофонной ленте, строка книги - овеществленное время. Время одномерно и его пространственная проекция линейна - круг циферблата, по которому движется указующий кончик часовой стрелки. Гены выстроены в линейку потому, что нитеобразная структура способна делать то, что не способна совершить ни одна другая - ни плоскость, ни объем: развертывать во времени информационную запись. Генам линейность задана с предельной жесткостью.

Нигде закономерность эволюции не проявляется так ярко, как в этом запрете на иную форму, кроме нити. Сколько бы раз, на какой бы планете какой бы то ни было галактики ни возникала жизнь, геометрия ее прозачатков со стопроцентной вероятностью предсказуема.

Е. Шредингер в книге "Что такое жизнь с точки зрения физика" спрашивает, почему атомы маленькие. Его ответ гласит: потому что мы большие. "Мы" у Шредингера начинаемся с вируса, и нам нужны большие размеры, чтобы преодолеть разрушительную силу теплового движения молекул и осуществить ту меру организованности, без которой невозможна сама жизнь.

На вопрос - почему малы гены, ответ тот же. Потому что мы по сравнению с генами гиганты. Долгим путем мы шли к увеличению наших размеров, к усложнению организации. Дело, которое мы делаем - захват вещества и энергии, - от увеличения наших размеров выигрывает. Гены остались маленькими потому, что дело, которое возложено на них, надлежит делать молекуле, длинной нити. Структурное сходство хранилищ наследственной информации всех без исключения живых существ - не показатель родства, не свидетельство происхождения от одной нити, случайно занявшейся маловероятным делом- жить, а результат строжайшего запрета на усложнение, на разнообразие. Впрочем, слова мои не надо понимать в том смысле, что нет вообще никаких признаков, указывающих на родство живых существ. Такие признаки есть, но это - особая тема. Здесь же мы говорим лишь о тектологии наследственных структур.

Ключ к тайнику прогресса - преимущество сложного перед простым. Там же, где преимущество на стороне наипростейшего, оно навеки застывает во всей своей первозданности.
Игла швейной машины снова и снова приходит на ум. Можно шить и вышивать тысячью способами, но игла остается иглою, а нить - нитью!

Могучая когорта совершенств
А вот трипаносома, одноклеточное.

В игре эволюционных сил на долю трипаносомы выпало чуть больше свободы, чем на долю генной нити. И по сложности строения трипаносома оставила генную нить далеко позади. Она существо одноклеточное, и в той клетке, из которой состоит ее почти нитеобразное тельце, все как у больших - ядро с его хромосомным аппаратом, внеядерные структуры: малюсенькое трехмерие, достаточное, чтобы накопить энергию для еще одного решительного шага в овладении пространством.

В чем же выразилась большая степень свободы у трипаносомы по сравнению с генной нитью? Пусть читатель простит мне пространный ответ - без него мои слова о тонкой и жесткой слаженности в существовании высших и низших форм могли бы остаться голой декларацией.

Вот содружество трех видов животных, ни в чем не сходных друг с другом. Зоолог относит их к разным типам - позвоночное, членистоногое, простейшее.

Антилопа - обитательница саванн - оккупирует территорию. Задача: не пустить никакое другое копытное, с которым нельзя вступить в союз для продления своего вида (писатель сказал бы "рода", но я не писатель). Антилопа ведет борьбу с себеподобным, а это самый опасный конкурент, если он не собрат по виду. На вооружении в этой межвидовой борьбе антилопа имеет своего собственного кровососа - муху цеце и своего возбудителя сонной болезни - трипаносому. Вы думаете, она, как князь из стихотворения Пушкина, рассылает гибель с помощью отравленных стрел - мух цеце, переносчиков сонной болезни. Вы правы, но только отчасти. Она платит дорогой ценой за свою безопасность - собственной кровью. Трипаносома размножается в ее крови, разрушает ее кровяные тельца, но сонной болезни не вызывает. Мухи цеце пьют ее кровь и делают пересев трипаносом от антилопы к антилопе. Мухи не только способствуют приумножению смертоносного оружия, они транспортируют его на поле боя. Стоит лишь мухе-убийце ужалить чужака, как в кровь его проникает возбудитель сонной болезни. Антилопе не нужно пускать в ход рога. Победа оплачена ею заранее.

Антилопа, муха и трипаносома - могучая когорта, как единое целое ведущая борьбу за жизнь.

Мухе цеце антилопа нужна как хлеб. Нет, еще много нужней, чем хлеб. Кровь жертвы не только единственная, ничем не заменимая пища мухи. Она стимулятор половой активности самок кровососов. Только та самка, которая доказала свою способность пить чужую кровь, допускается к размножению. Кто не сосал, не достигает зрелости. Удел инфантильных - бесплодие. Найти другой источник питания, помимо крови, муха не может.

От трипаносомы мухе один вред. Паразит разрушает клетки слюнных желез мухи, пристраиваясь поближе к хоботку.

Из всех трех видов в наилучшем положении трипаносома, она не терпит ущерба ни от кого. Она прекрасно приспособлена, она процветает. Но за свое благополучие она платит много дороже, чем антилопа за свою безопасность. Цена благоденствия паразита- отказ от прогресса. Нельзя одновременно съесть кекс и иметь его - гласит английская поговорка. Путь к увеличению размеров, к усложнению организации, к выходу за пределы одного измерения для трипаносомы закрыт. Хоботок мухи цеце - тончайший капилляр. Чтобы попасть в рай, трипаносома должна пройти через отверстие много меньше игольного ушка. Муха диктует паразиту его калибр. Не будь хоботка, ту же роль сыграло бы кровяное тельце антилопы. Тот, кто неспособен размножаться внутри одной клетки, обречен на гибель. В каждом поколении каждый представитель трипаносом без единого исключения проходит через два испытания на ничтожность. Простота строения, микроскопические размеры дают трипаносоме возможность сурово управлять составом сообщества. Она назначает, кому жить, кому сгинуть. Но от прогрессивной эволюции она отказалась. Выбора у нее нет. А там, где нет выбора, и жизненное предназначение лучше всего выполняется примитивным устройством, на усложнение организации наложен запрет.

Запрет этот, повторю, был чуточку менее жестким, чем у генной нити, и трипаносома использовала крошечную свою свободу, чтобы достичь большей сложности, большего совершенства.

Однако другие клетки сделали шаг вперед по сравнению и с трипаносомой. Судьба не связывала их благополучие и процветание с необходимостью проникать в игольное ушко в виде хоботка мухи цеце. Эти клетки стали еще сложнее, еще совершеннее, возникло множество их разнообразных форм. И все-таки на всех них лежало - с точки зрения тополога - проклятие двумерности. Путь к трехмерности - к новому уровню сложности и совершенства - этот путь клеткам преграждал барьер: главный принцип их собственной организации.

В борьбе за трехмерность

Трехмерность не изначальное свойство живого. Где-то она возникла и играет с той поры свою роль в жизненной драме. Откуда она?

Путь от одиночных нитей к нам, высшим организмам, лежал через образование клетки. Маленький кусочек пространства был захвачен, завоеван, включен вовнутрь самого себя. Не очень большой шаг в превращении трехмерного пространства из вещи в себе в вещь для нас.

Клетка трехмерна, но микроскопически мала. Топологически клетка двумерна. Математики знают, что это значит. Плоскость - высшее ее достижение, арена всех процессов, протекающих в ней. Клетка, помимо генонем, строго сохраняющих свою линейность, это мембраны, слои, свернутые в сферы, тончайшие сита, кружевные сети.

Выйти за пределы своего крошечного объема, ограниченного, расчлененного множеством плоскостей, клетка не могла. Поймите ее. Она совершила величайшее дело: изобрела новый способ самовоспроизведения - деление. Ничего не отбрасывая, не разрушая, она создает два своих подобия, исчезая и одновременно пребывая в них. Все, что в ней есть, совместимо с делимостью. Делимость - антипод индивидуальности - наложила строжайший запрет на увеличение размеров, на усложнение клетки. Отсюда феноменальное сходство делящихся клеток.

Генонема создавала свою копию вне себя. Старая матрица строила новую - пространство, которое занимала новая нить, принадлежало только новой, и старуха не претендовала на него.

Клетка оказалась в ином положении. Новое создавалось в ней самой, совмещалось со старым в границах, очерченных клеточной оболочкой. Деление клетки - единственный способ ее самовоспроизведения - строго организованное передвижение старых и новых структур. Но ведь эти структуры никакими, решительно никакими средствами передвижения не обладают. Силы, перемещающие с места на место генную нить, заставляющие ее сперва конденсироваться, а затем деконденсироваться, располагаться в плоскости экватора клетки, а затем двигаться к одному из двух полюсов, - механохимические силы остаются неразгаданными. Одно можно сказать с полной уверенностью - это силы, действующие на коротких дистанциях.

Великий знаток клеточных делений Мэзия утверждает, что возникновение двух жирафов из одного жирафа с помощью этих сил - вещь непредставимая. Жирафы размножаются не так, как размножаются составляющие жирафов клетки. К этому можно добавить, что и мыши размножаются иначе. Разница в размерах мыши и жирафа не имеет решительно никакого значения - расстояния, которые способны преодолевать тела, движимые механохимическими силами, исчисляются тысячными долями миллиметра, а сами тела хоть и большие, даже гигантские, но все же молекулы.

Став на путь самовоспроизведения с помощью деления, клетки тем самым избрали микроскопические размеры и ограничили себя ими. Увеличить свою емкость, включить в свой состав большие части пространства, выйти за пределы микромира оказалось под силу только коллективам, организованным множествам.

Вот тут среди действующих сил эволюции и заявило о себе во весь голос трехмерное пространство. Клетки стали объединяться сотнями, тысячами, их биологическое двумерие распространилось в третье измерение. Запреты, диктуемые плоскостью, оказались отброшенными. Неизмеримо расширилось поле для свободного поиска питательных веществ и энергии.

Бешеная конкуренция за источником сырья и энергии толкнула первозданную мелюзгу на путь образования концернов. С единообразием было покончено навсегда. Множеству способов добывания вещества и энергии соответствуют тьма и тьма форм. Каждое живое многоклеточное существо - трест со своей сырьевой и энергетической базой.

Впрочем, прыжок в трехмерие, достижение новых высот совершенства, имел, как все на свете, свою оборотную сторону.

Просчет природы

Борьба за свободу выбора на поле игры эволюционных сил объединила простейших, обладавших способностью делиться и потому быть бессмертными (гибель по воле случая тут не в счет), в многоклеточные организмы.

Свобода выбора предоставилась в изыскании различнейших средств обеспечить себя сырьем, подвести под самовоспроизведение солидную энергетическую базу. Создались и заработали аппараты - добытчики стройматериалов, трансформаторы энергии, трубопроводы, трансмиссии, пульты автоматического управления, службы связи, депо. Проблема сырья и энергии была решена тысячью разнообразных способов. Огромный общеземной трансформатор энергии - органический мир планеты, как единое целое стал усложняться, вовлекать все новые атомы в свой круговорот. Экспансия жизни шла на воде и на суше. Ствол дерева, скорлупа яйца, крыло были ее техническими средствами. Скорлупа яйца позволила заселить сушу, оторваться от водоемов, это была эскалация вширь. Ствол дерева послужил для завоевания атмосферы, создал глубины наземной жизни, устремил ее вверх.

Каждое нововведение, в свою очередь, открывало множество путей для захвата вещества и энергии, для поиска сырья, совершенствовались его переработка и использование. Генеральный конструктор не дремал за работой. Он достиг многого. Но сочетать сложность организации с индивидуальным бессмертием он не сумел.

Отличался ли он непостижимой узостью взглядов? Или он подчинился необходимости? Или это была временная его уступка, сделанная, чтобы добиться своего на более высоком уровне? Овладение трехмерным пространством открыло путь к неизмеримому совершенству. Но - по необходимости? - оно же наложило на высшие организмы новый запрет.

Добытчики энергии и веществ, пригодных для построения нашего тела, - в нас. Благодаря им мы стали такие сложные, умные, образованные, смелые. Но - мы неделимы! Сложность машин, обеспечивающих нашу сырьевую базу и энергетику, несовместима с делимостью, и потому - мы смертны.

Сосредоточим наше внимание на том, чего не достигла органическая эволюция. Это трудно. Нет колеса, в животном мире нет семилучевой симметрии, ни у одного живого существа нет шести пар ног. Все это пустяки, сущие пустяки. Нет, и не надо.

Но есть вещи непостижимые в своей нелепости, разрушающие представление о гармонии природы, вещи неприемлемые. Нет сочетания сложности строения с бессмертием. Умирают только высокоорганизованные существа. Все совершенное смертно. Бессмертие- атрибут ничтожного: генных нитей, делящихся клеток.

Породить духовный мир, неподверженную тлену душу и сочетать ее со смертным телом. Увы! Какой просчет со стороны эволюции! Где тот барьер, который в своем безумном галопе она не сумела взять? Какая непростительная ошибка наделить природу в лице ее высших представителей самопознанием и заставить тех, кто способен познавать, строить себя из обломков чужих жизней. Известно, как страстно мечтал об автотрофности человечества Вернадский.

На стадии единичных, разрозненных клеток почти нечему было жить, но ничто не было обречено на неминуемую гибель, хотя умирало от случайностей мириадами. Мы обрели смысл жизни и одновременно неотвратимую смерть... Теперь мы вольны сливать воедино проклятия тем законам эволюции, той игре случая, которые привели каждого из нас к лобному месту, и хвалу за великое благо.

А счастье - хочется сказать - было так близко, так возможно... Ну вот например. Нужно было подключиться к источнику энергии вне нас и чтобы по проводам подавалось нам все необходимое.

Но лучше бы обойтись без проводов. Провод несовместим с кочевьем, говорю я девушкам, подающим кумыс и манты - род среднеазиатских пельменей - и зеленый чай из электрического самовара. Девушки смеются. Действие происходит в Алма-Ате, в юрте - павильоне национальных блюд, где казахи в войлочных белых шляпах чинно пьют чай, скрестив ноги на полу, устланном ковром, а их сапоги, задрав носы, ждут их у входа, и где электросамовар портит впечатление.

Провод несовместим не только с кочевьем, но и с космическим полетом. Сама идея освоения космического пространства не родилась бы в умах существ, скрепленных с внешним источником энергии. Будь так, и отключение, рационализация энергетической базы, переключение с одного источника на другой стало бы вопросом свободы.

Не надо провода, энергию должен нести луч - да ведь он и несет ее, но не каждому порознь, а всем вместе. Как множество- мы бессмертны.

Кто же законодатель эволюции?

Будем справедливы. Кое-чего жизнь все же достигла. Будучи закономерным движением, движением по разрешенным путям, эволюция добилась и прогресса, и бессмертия. Повысилась надежность бытия, устойчивость индивидуального существования. Органический мир планеты, познающий самого себя в лице человека, бессмертен. Он сочетает прогресс и бессмертие - те свойства, которые не дано сочетать ни одному существу, взятому порознь. Существа! Берегите друг друга! Твое бессмертие не в тебе, а в другом. Прошу прощения, читатель, за обращение на ты. Смысл фразы требовал единственного числа во что бы то ни стало.

Эволюция закономерным образом привела к созданию сложного мира - мира живых существ. Эволюция закономерна, потому что оценка совершенства осуществляется не по отношению к единичному, а к множеству - и это множество не только существ, но и связей. Вспомните триединую когорту - антилопу, трипаносому, муху цеце.

Цель эволюции - в создании и совершенствовании инженерных устройств, обеспечивающих максимум сопротивляемости. Физические и химические законы - участники эволюции, но не законополагающее начало. Законы эволюции диктуются на более высоком уровне организации материи.

Игла швейной машины, трипаносома, генная нить и нить швеи или ткачихи не случайно одномерны и будут одномерны всегда, пока существует мир и они сами. Глядя на них, мы начинаем понимать, что не химическое строение материала, из которого они созданы, определяет их пригодность, а их организация в пространстве и их геометрическое соответствие той машине, деталью которой они являются. Это в первую очередь. Химия стоит на втором плане. Законодателей эволюции много. В их числе экономист и технолог, но председатель коллегии- инженер. Не безупречный, правда, но способный все же справиться с пространством в трех его измерениях. И на том спасибо!

Законы эволюции продиктованы порой с предельной жесткостью, с такой степенью жесткости, что она кладет запрет на саму себя. Так запретила она себе усложнить хранилище информации, так оставила она микроорганизмы микроорганизмами. Но иные ограничения оставляют место свободе выбора. Трехмерность - показатель прогресса - дитя этой свободы.
Берг, Раиса Львовна
Содержание

www.pseudology.org