Уровень клетки. 
Антропология

Любая программа — лишь потенциальная возможность существования структуры, она нуждается в развертывании — реализации. Особым образом организованная ячейка пространства, где осуществляется первичный уровень расшифровки и актуализации генетической информации, это уровень микросферы, или клетки. Клетка — эго первичное живое пространство (я бы даже сказала, жилое пространство, где обитают и хозяйничают разнообразные нуклеопротеиды, обустраивая его по своему вкусу или по предначертанной в ДНК программе?!). Именно это очень малое пространство является элементарной единицей структурной и функциональной организации процесса матричного синтеза — основного процесса жизнедеятельности.

Что же представляет собой микросфера? Крошечную каплю жидкости (практически морской воды), окруженную особой полупроницаемой границей, концентрирующую в себе все необходимые для биосинтеза ресурсы (вещество и энергию), в которой обитает весь необходимый для синтеза набор программных матриц. Причем если вещество и энергию можно добыть непосредственно из окружающей среды или путем разрушения аналогичных микропросгрансгв, го матричная информация должна быть в полном объеме и обязательно своя! Поступающие извне чужие информационные матрицы должны быть усвоены, то есть разобраны до элементарных мономеров и собраны заново по «местному» образцу. Традиционное название микросферы — cellula или cytus — пузырек, ячейка, клетка. Правда, эти ячейки могут быть весьма неравнозначными по объему и степени сложности своей структурной организации. Можно выделить микросфсры первого порядка с кольцевым геномом прямо в матриксе, без развитой системы внутриклеточных мембранных ячеек — это типичные прокариотические клетки (бактерии), а также митохондрии и пластиды (они имеют строение, подобное бактериальным клеткам).

Микросферы второго порядка, возникшие в процессе эволюции, скорее всего, вследствие симбиогенеза первичных микросфер^[1] имеют специально обустроенное пространство для содержания эталонного набора матриц -ядро, а также разделены сложной системой внутренних мембран на компартменты — отдельные локальные отсеки, увеличивающие эффективность прогекания разнонаправленных биохимических реакций. Обладая в тысячи раз большими объемами, микросфсры второго порядка являются уютной средой обитания митохондрий и пластид, которые, в свою очередь, играют роль энергетических подстанций этих эукариотических («истинноядерных») клеток. Пластиды же (в растительных клетках) являются не только солнечными батареями, но базой синтеза углеводов из углекислого газа и воды. И митохондрии, и пластиды имеют собственный матрикс (внутреннюю среду), ДНК, рибосомы, т-РНК (информационное обеспечение) и обладают способностью к самовоспроизведению, хотя в эукариотической клетке есть механизмы регуляции их численности. Микросфера любого порядка, даже гигантские многоядерные волокна, имеет единую границу — внешнюю клеточную мембрану (ВКМ), обеспечивающую обмен веществ с окружающей клетку средой, защиту ее от неблагоприятных проникновений и суверенитет ее матриц. Кроме ВКМ, может быть и плотная клеточная стенка из полисахаридов — «крепостная стена» для неподвижных клеток.

Что же такое клетка? Это элементарная единица хозяйствования наших генетических матриц, или «аквариум» с подогреваемой морской водой для «одомашненных» митохондрий, или среда паразитирования «безземельных бродяг» — вирусов? Вирусы — тоже нуклеопротеиновые тела, бродячие матрицы, только не имеющие собственного пространства для копирования и использующие для этого чужое «хозяйство, материалы и инструменты». Биология не знает свободных нуклеотидных матриц, способных реплицироваться во внеклеточной среде. Создание подобных матриц и соответствующей им среды и будет первым шагом к искусственному биогенезу, а также к пониманию происхождения жизни. Итак, вирусы собираются на чужой территории, все же остальные, даже внутриклеточные паразиты и симбионты, используют собственную микросферу репликации, на «хозяйской» территории получая лишь необходимые ресурсы и удобные стабильные условия среды. Чем отличается такая среда от «дикой» внешней? В первую очередь управляемостью, предсказуемостью и защищенностью. То есть любая внутренняя среда живой системы — это цеченаправленно культивируемая «окультуренная» среда, а клетка — это единица такой возделанной среды, и сам процесс. жизни — это процесс освоения внешней среды, расширения возделанного управляемого пространства.

Как расширяется возделанное пространство? Ростом и делением клетки. Главный смысл жизни не в поглощении веществ. Потому что внутрь клетки поглощается столько же вещества, сколько и выделяется из нее. Атомы внутри живых систем находятся в постоянном движении, проходят сквозь живое пространство, как вода сквозь воронку, пока одни сложные структуры собираются — другие уже разбираются. Главный смысл жизни — в поглощении и усвоении пространства, расширении «воронки» и, соответственно, потока веществ, манипуляции им. Клетка растет, потом делится и снова растет — объем живого пространства возрос в два раза, в четыре, в восемь раз… Пока позволяют ресурсы и условия окружающей среды. А дальше? Дефицит и ухудшение условий среды вследствие выделения продуктов жизнедеятельности — массовая гибель клеток, конкурентная борьба за ресурсы и условия всех прогив всех? Или есть другой путь?

Уровень полисферы, или многоклеточного организма —

интегрированной многоклеточной системы с общей внутренней межклеточной средой — становится следующим уровнем расширения живого пространства. Удивительное дело! Что для одного отходыдля другого ресурсы! Разнонаправленное взаимодействие живых систем со средой может приводить к возникновению циклического преобразования веществ — круговоротов основных биогенных элементов, динамически устойчивых при определенных условиях среды. Главное — это хотя бы относительная стабильность условий и необходимое разнообразие взаимодействующих систем. Одноклеточным системам добиться этого очень сложно — слишком много случайностей. Поэтому эффективными являются две программы: «делись, пока можно!» и анабиоз, когда что-то «не так», в сущности, делающие простейших потенциально бессмертными. Правила вечной жизни очень просты: № 1 — кто делится, гот молодеет. В поделившейся клетке нет «старой» и «новой» половины — обе дочерние! Секрет вечной молодости прост: делись! Что это, альтруизм или эгоизм? На клеточном уровне это не альтернатива. Пока живешь — делишься, пока делишься — живешь. Нет возможности жить — консервируешься в анабиозе и тратишь свой ресурс бесконечно медленно (в пределе затраты стремятся к нулю). Самоотдача — это способ активной жизни, консервативная запасливость — анабиоз — пассивное переживание «черного дня». Итак, правило бессмертия № 2: нет жизни — нет смерти. Чтобы не умереть, максимально прекрати жить! Анабиоз — это не смерть, но и жизнью его тоже не назовешь. Эго вовсе не значит, что одноклеточные никогда не умирают. Напротив, умирают, и в огромных количествах, но все те из них, что живы в данный момент, непрерывно живут — делятся, впадают в анабиоз и снова переходят к активности на протяжении миллиардов лет существования жизни на Земле. Живущие ныне одноклеточные организмы ни разу не умерли за все эго время: все живое — только от живого, клетка — только от клетки!

Однако несмотря на всеобщность своего присутствия, жизнь — активное самокопирование матриц — доступна одноклеточным далеко не везде и не всегда. Как сделать свою «лужицу жизни» удобной, стабильной? Необходимо автономизировать это пространство от капризов окружающей среды, создать границу и систему внутреннего управления, обеспечить круговорот веществ и приток энергии! Добиться устойчивого сосуществования взаимно дополняющих элементов функционирования системы! Путей для этого — два: создать подобное сообщество из гетерогенных элементов, собрав «с миру по нитке» или вырастить собственное разнообразие из единого ионосферного начала путем деления и специализации родственных клеток.

Жизнь испробовала оба пути — начала с эукариотической клетки (которая, похоже, возникла в результате симбиотической взаимной адаптации разнородных прокариотов), экспериментировала с лишайниками, микоризой (объединяя в единую функциональную систему представителей разных царств), колониями губок и кишечнополостных и в этих эволюционных поисках создала особь — целостный самоуправляемый многоклеточный организм со сложно запрограммированным индивидуальным жизненным путем — онтогенезом. То есть информационный ресурс, накопленный в одной клетке, может во много раз превосходить ее возможность его реализовать. Одна и та же микросфсра не может выполнять эффективно одновременно две абсолютно разнонаправленные функции, но может иметь их обе в наборе своих матриц. Две сестринских клетки с идентичным генотипом, но с разными активированными матрицами могут функционально дополнить друг друга, конкуренция между ними сведется практически к нулю. Выгода такого решения налицо: плотность потомков единого генотипа, успешно живущих в данном пространстве, резко возрастает. А если разных морфофункциональных матричных наборов сотни (в нашем организме не менее 300 типов клеток), то и эффективная плотность совместного проживания дочерних потомков единственного геногипа возрастает в миллиарды раз! Гораздо надежнее в гаком предсказуемом пространстве и протекание всех биохимических циклов.

Онтогенез — процесс индивидуального развития особи от возникновения до смерти — есть элементарный мономер филогенеза (структурная единица развития вида, рода, отряда, класса, типа), универсальная единица развертывания матричной программы живой системы в пространстве и во времени.

Вопрос остается прежним: откуда появляются необходимые наборы матриц? Были все в изначальном геноме? Возникают благоприобретенно за счет пережитого жизненного опыта и целенаправленно копятся все эти миллиарды лет? Возникают хаотично и случайно в результате ошибок матричного копирования и перебираются и взаимно притираются упрямым естественным отбором? Объединяются в результате слияния разных клеток? Могут накапливаться и обмениваться, копироваться и комбинироваться? Я думаю, все возможно! Современные ученые в большинстве отвергают преформизм (изначальную предписанность эволюционного развития) и телеологию (целесообразность и стремление к совершенству, заложенные в живых системах) как идеалистические модели. «Материалистической» биологией живым системам отказано во всяком целенаправленном и адекватном взаимодействии друг с другом и с окружающим пространством. Адаптации в этом свете — лишь случайное следствие непредсказуемых спонтанных разнонаправленных мутаций (ошибок матричного копирования) и безжалостного массового, но абсолютно слепого и бесцельного естественного отбора, который бесконечно удаляет «лишние рты» и закрепляет «выжившие» сочетания признаков, ничуть не интересуясь ни причинами, ни следствиями таких сочеганий. Никто не стремится к совершенству, но все стремятся к самосохранению! С моей точки зрения, это стремление не менее идеалистично. Чтобы стремиться к самосохранению, надо знать (отражать, иметь образ) себя, а чем это в принципе отличается от идеала? Между прочим, ни одна биологическая матрица не занимается прямым копированием себя. Репликация нуклеиновых кислот приводит появлению не идентичных, а комплементарных матриц, транскрипция с ДНК приводит к образованию комплементарной матричной РНК. Трансляция с РНК вообще создает иное химическое соединение — полипептидную цепь. И лишь все это вместе и организованное строго определенным и весьма далеким от случайности образом приводит к самовоспроизведению (то есть к поддержанию собственного биохимического постоянства) и воспроизведению себе подобных (не идентичных, но аналогичных) систем. Причем организация «случайного» комбинирования — тоже весьма сложный и строго организованный процесс. Успех и в том, и другом случае зависит от сложного и взаимосогласованного многоэтапного действия множества элементов системы. И это не похоже на случайное подогревание и взбалтывание, непредсказуемое перемешивание и т. п., все элементы самого базового биологического процесса — самовоспроизведения — адекватны и компетентны в своей функции, которая имеет свой смысл лишь во взаимодействии со всеми остальными участниками процесса.

Жизнь — это сокомпетентное согласованное взаимодействие всех элементов самоорганизующегося пространства. Ни одно органическое соединение не живо само по себе, жизнь возникает лишь в их согласованном взаимодействии. Компетенция — это знание и умение, стало быть, со-компетенция — это совместное знание и совокупное умение разных компонентов сложной системы, действующих как единое целое. Система — это нечто значительно большее и сложное, чем простая сумма всех своих частей. Не имею представления, как и где именно возникли «самые первые» матрицы органической жизни, но для меня совершенно очевидно, что процесс со-творения жизни идет с тех пор постоянно и непрерывно — каждую минуту жизнь как сложная система сама творит себя! И даже на самом элементарном своем уровне обладает со-знанием — способностью к самоотражению и самопрограммированию, а также и к творческой переработке имеющихся программ, так как это единственно адекватный способ реагирования на изменения окружающей среды. Кроме того, жизнь способна к сохранению в «памяти» и этих изменений, и своих реакций на них. То, что у современной биологии для всего этого нет «достаточно материалистических» моделей, объясняющих, как именно это происходит, дела не меняет. Это проблема нашего научного «со-знания» — как индивидуального, так и коллективного совместного знания.

Первым уровнем со-знания жизни как самоорганизации живых систем является программная матрица ДНК — набор генов, вторым уровнем — клетка.

Переход от клеточного со-знания к co-знанию многоклеточному знаменателен прорывом за пределы водной среды, этой универсальной колыбели жизни, в новое гораздо менее стабильное пространство. Многоклеточные системы оказались способны поддерживать не только необходимый уровень влажности околоклеточной среды, но и оптимальные показатели элементарного состава, температуры, давления, pH и многого другого, что необходимо для активного воспроизведения своих матриц. При этом многоклеточное сообщество не является обычной суммой всех своих клеток. Эти «соединенные штаты жизни» являются единым сверхклеточным существом, развернутым, тем не менее, из одной-единственной клетки. Информационные параметры организма не сводятся к набору генов и не идентичны ему. В чем-то они существенно уже генотипических возможностей, так как проявлены далеко не все гены, не говоря об их всевозможных сочетаниях, а в чем-то несравненно шире, потому что заключают только свой собственный неповторимый жизненный опыт, заключенный в индивидуальном специфичном только для данного организма структурном и функциональном взаимодействии клеток — памяти. На поддержание межклеточных связей уходит энергии больше, чем на функционирование всех клеток по отдельности, ведь надо управлять и всем пространством между ними. Но оно того стоит! Адаптационные возможности многоклеточной системы вести активную жизнедеятельность гораздо выше, чем у одноклеточного организма, полностью зависимого от факторов среды и огромную часть времени проводящего в анабиозе.

Каким образом информация фиксируется в организме? Вероятно, во-многом подобно тому, как она заключена в информационном биополимере. Количество информации, заключенной в полимере, пропорционально не столько количеству чередующихся мономеров, сколько вариативности и количеству уровней их упорядочивания. Например, вариантов мономеров ДНК — нуклеотидов — всего четыре, число возможных вариантов триплетов — вариантов сочетаний из четырех по три — уже 64, а число возможных вариантов белков, кодированных сочетанием этих триплетов, практически не ограничено.

Над макромолекулярной укладкой выстраивается разнообразие клеточных вариантов и многообразие сочетания их в структуре тканей и органов, проявляющееся одновременно и в универсальности общего плана, и в индивидуальной неповторимости конкретного организма. Удивительнейшее чудо онтогенеза состоит в том, что клетки с единым генотипом разворачивают разные морфотипы, а из зигот не только с разным генотипом, но и с разным геномом развиваются абсолютно аналогичные клеточные типы, из которых, как из деталей «Лего», собираются все же очень разные организмы. Что и как управляет всем этим развертывающимся информационным потоком, в какой мере он предписан, а в какой спонтанен? Совершенно очевидно, что геном в каждой клетке работает не автономно, а согласован в единую «концертную программу», что дифференциация клеток, тканей и органов возможна только при их высочайшей интеграции, то есть специализация группы клеток в любой функции возможна только при гарантированной и адекватной поддержке со стороны других клеток иных функциональных систем. В этом чудесном пространстве очень мало случайного, лишнего, ошибочного, тем не менее, оно далеко не однозначно, очень вариабельно, подвижно, открыто информационному потоку — оно в постоянном движении и при этом в динамическом постоянстве, меняясь, оно все же сохраняет себя. Что это, как не со-знание — великая мудрость живых систем сохранять и развивать себя на уже новом надклеточном уровне? И именно этот третий после собственно матричного и клеточного уровень co-знания позволил живым системам активно осваивать наземно-воздушную среду.

• [1] См. об этом: Капра Ф. Паутина жизни: Новое научное понимание живыхсистем. Киев, 2002.