Социально-этические принципы биологического познания
Глава 5
ВОЗНИКНОВЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ И ОБРАТНЫХ СВЯЗЕЙ
Земля и все, что на ней происходило, происходит сегодня и будет происходить завтра - суть частные проявления единого, общего процесса саморазвития материи, подчиняющегося единой системе законов, действующий в нашей Вселенной.
Все наблюдаемое нами, все, в чем мы сегодня участвуем - это лишь фрагменты синергетического мирового процесса. Его течение обусловлено законами, характерные времена которых лежат за пределами достигнутых нам сегодня знаний и измерений. Это позволяет считать их постоянными.
Все развитие нашего мира выглядит сложной борьбой различных противоположных начал на фоне непрерывного действия случайных причин, разрушающих одни устойчивые (квазинстабильные) структуры и создающих предпосылки для появления новых.
Несмотря на огромные достижения науки, остаются скрытыми основные детали «земной тайны» - появление жизни на нашей планете, возникновение буфера - пленки, по терминологии В.И. Вернадского, между космосом и неживым веществом Земли. Мы знали только, что около 3,5 - 4 млрд лет тому назад на Земле появилась иная форма организации материи, которая обладает удивительной способностью усваивать внешнюю энергию (Солнца), с помощью реакции фотосинтеза. На этапе возникновения жизни природа нашла новый ряд организационных форм - возникли новые организационные формы, способные не только рассеивать энергию, но и накапливать ее. Эти формы обладали невероятной способностью сохранять свой гомеостазис. Первые прокариоты появились и жили на Земле в условиях кипящего океана, сейсмической активности и высоком уровне коротковолновой радиации - еще не было озонового слоя.
Первые прокариоты были бессмертны. Господство прокариотов на Земле тянулось больше 1 млрд лет. Это они создали газовую оболочку планеты и условия, которые позволили появиться гораздо позднее эукариотам. Последним и была передана эстафета дальнейшего развития. Они уже овладели кислородным дыханием. В отличие от прокариотов эукариоты сделались смертными. Они потеряли способность первых прокариотов сохранять свой гомеостазис практически в любых земных условиях. Уменьшение стабильности отдельного организма, появление индивидуальной инертности, как генетического свойства этой формы жизни сопровождались увеличением эффективности в использовании внешней энергии. Это открытие давало живому веществу совершенно новые возможности для своего развития.
Появление эукариотов на авансцене жизни привело к возникновению генетического кода, без него ничто смертное не могло бы появиться в биосфере. Появление существ, индивидуальная жизнь которых конечна, стало возможным лишь при наличии специальной формы памяти, обеспечивающей реализацию принципа наследственности. Это был генетический код, с помощью которого запоминалась и передавалась необходимая наследственная информация. Становление генетической памяти резко интенсифицировало весь эволюционный процесс.
Особую роль в эволюции жизни играет история развития нервной системы. Говоря о нервной системе, неизбежно вступали в область кибернетики или теории управления систем. Вместе с жизнью возникает и целеполагание, и целенаправленная деятельность, прежде всего, стремление сохранить свою стабильность, свой гомеостазис.
Условимся называть границей области гомеостазиса данной живой системы множество, поверхность, гиперповерхность в пространстве параметров внешней среды, отделяющей область их значений, внутри которой существование живой системы возможно, от остального пространства. Переход из области гомеостазиса через ее границу означает прекращение возможности существования данного организма, данной живой системы.
Сохранение гомеостазиса, это стремление живого организма или системы организмов расширить границы возможности своего существования. Это может быть достигнуто двумя путями. Во-первых, организм может изменить свои собственные характеристики, что становится способным существовать в более сложных условиях, т.е. расширить зону гомеостаза за счет своих внутренних возможностей. Во-вторых, он, чтобы отодвинуть опасную границу, может изменить саму внешнюю среду, ее параметры. Эволюция живой природы использует обе эти возможности. Живые существа стремятся не только сами адаптироваться к окружающей среде, но и изменить эту среду так, чтобы ее характеристики в наибольшей степени соответствовали их возможностям существования.
Чтобы обеспечить свой гомеостазис, живое существо должно обладать целым рядом свойств. Оно должно быть способным оценивать свое положение по отношению к границе гомеостазиса. Но для этого необходимы специальные устройства - рецепторы. Рецепторы - это датчики, информирующие организм о его состоянии и состоянии окружающей среды. Информация , полученная датчиками перерабатывается и оценивается. И на основе анализа принимается определенное решение. Все эти функции реализует нервная система (система управления организмом).
Нервная система - это не единственная управляющая система, которой обладает организм. К числу других управляющих систем организма относится эндокринная система. Но нервная система, «возглавляемая» мозгом, занимает в жизнедеятельности организма совершенно особое место.
Самая трудная для понимания и исследования функция системы управления - это акт принятия решений. Именно он ответственен за образование обратных связей, существующих в организме и связывающих организм и окружающую среду. Благодаря этой функции нервной системы организм способен не только определять свое положение по отношению к границе гомеостазиса, но и вырабатывать определенную совокупность действий.
Природа сформировала цепочки обратных связей еще на самой заре жизни, люди поняли их принципиальное значение и начали сознательно использовать сравнительно недавно. Норберт Винер утверждал, что существование отрицательных обратных связей у живых существ является одной из основных особенностей, отличающей живую природу от неживой.
Анохин П.К также утверждал, что наличие отрицательных связей, обеспечивающих устойчивость организмов - это самое главное, что присуще жизни, что создает у живых существ возможность целеполагания - стремление к сохранению гомеостазиса, что отличает жизнь от процессов, протекающих в живой природе.
Однако, ни П.К. Анохин, ни Н. Винер не были правы. А правильную точку зрения первым высказал А.А. Богданов. Он говорил, что для развития организации любой природы необходимы не отрицательные, но и положительные обратные связи.
Любая организационная система, любое живое существо всегда проявляют способности реализовать оба типа обратных связей. Одни только отрицательные обратные связи, если они достаточно совершенны, приводят систему в столь устойчивое состояние, что она уже не способна изменяться. А это означает застой и деградацию ее организации и ведет к прекращению всякого развития и к исчезновению той вариабельности, без которой эволюция невозможна.
Прекращение эволюционного процесса морфологического совершенствования не означает потери живой системой устойчивости по отношению к изменяющимся условиям существования и способности сохранять свой гомеостазис.
На протяжении десятков миллионов лет организмы как растительного, так и животного мира остаются неизменными. Это происходит за счет удивительного совершенства отрицательных обратных связей. Для «прогрессивной» эволюции, т.е. для появления новых качеств, роста сложности организма, повышения уровня разнообразия необходимы положительные обратные связи. Они позволяют расширить поиск, более полно использовать потенциальные возможности изменчивости.
Живое существо всегда является организмом, оно имеет цель - сохранить свой гомеостазис и обладает возможностями его обеспечения. Любой организм обладает способностью реализовать отрицательные и положительные обратные связи.
Глава 6
БУДУЩЕЕ ЧЕЛОВЕКА И ПРОГРЕСС ГЕНЕТИКИ
Значение генетики для изучения проблемы человека связано с ее общими научными успехами. Развитие генетики имеет важное значение для познания явлений жизни, для успехов сельского хозяйства и медицины. По своему значению биология, в которой генетика занимает ключевое положение, становится одним из лидеров в естествознании.
Влияние генетики на жизнь людей в ближайшем будущем очень велико. Она поможет решить главные стратегические задачи. Значение генетики в проблеме пищевых и сырьевых ресурсов очень велико. Изобилие продуктов и сырья во многом зависит от генетиков в сельском хозяйстве и в биологической промышленности. Создание высококачественных и принципиально новых видов растений, пород животных и рас микроорганизмов обеспечит скачок в интенсификации производства. Это снимет с сельского хозяйства потребности в огромной энерговооруженности и в больших затратах на техническую промышленность удобрений и средств защиты растений.
Крупной проблемой, которая встала перед человечеством в связи с развитием научно-технической революции, является загрязнение среды обитания человека. Наряду с экологическими следует генетических эффектов. В среду поступают мутагены, т.е. те химические и физические агенты, которые проникают в клетки и поражают в них молекулы ДНК. Перед человечеством встает задача исторического значения - осуществить задачу генетической информации людей, защитить от поражающих последствий мутагенных загрязнений биосферы.
Огромное значение имеет проблема социального и биологического в человеке. Личность человека - это индивидуализированное единство социального и биологического для каждого конкретного человека.
Среди достижений современной генетики, которые способны влиять на жизнь общества, в последние годы особое внимание привлекают успехи в генетической инженерии. Сущность этих достижений состоит в том, что путем получения рекомбинантной молекулы ДНК и ее введение в избранную клетку можно получить новые формы организмов.
Велико значение генетики для формирования научного мировоззрения. Информационное начало живых систем заключено в молекулярных структурах ДНК, что для явлений жизни основным служит взаимодействие белков, нуклеиновых кислот и энергии, получаемой клеткой извне.
Все это наполнило содержание диалектико-материалистическое учения о жизни, как об основной форме биологического движения материи. Генетика - это фундамент медицины. Задача состоит в том, чтобы генетическая программа каждого человека была бы полноценной и высокоактивной во всех клетках тела.
С каким генетическим багажом придет в новое тысячелетие человечество? Есть ли возможность победить болезни на генетическом уровне?
В погоню за «генами - убийцами» пустились ученые Америки, Англии, России. Была развернута программа международного сотрудничества «Геном человека». Геном - это совокупность генов. У человека около 10 тысяч генов. А информации в них зашифровано на 2000 атомов по 50 страниц в каждом. Расшифровка генома начинается с создания «атласа» генов, набора их карт.
Профессор Вайсенбах составил карту генов. Окрашивая и изучая под микроскопом хромосому, с помощью выбранных маркеров, он отмечал ДНК различных участков хромосом. При клонировании, т.е. выращивании их на микроорганизмах - бактериях, грибах, выделял фрагменты ДНК. Он получил последовательность нуклеотидов одной цепочки ДНК, из которой состоят хромосомы. Им было локализовано 223 гена и выявлено 30 мутаций, ответственных за 200 заболеваний (гипертония, диабет, глухота, слепота, злокачественные опухоли и др.).
Уже сегодня, благодаря карте генома, на самых ранних стадиях беременности можно определить и изучать генетический код плода, предупреждать рождение тяжело больного ребенка.
Выделение генов, ответственных за те или иные признаки послужило стимулом к развитию генной терапии - исправлению генетического повреждения путем введения в организм здорового гена. Предполагается , что удастся вводить правильный ген в нужное место на хромосоме. Но на практике пока еще трудно проконтролировать судьбу гена.
Еще одно практическое применение исследования генотипа - судебная медицина, криминалистика: идентификация по волосам, каплям крови, генная дактилоскопия.
Ученые считают, что уже сегодня технически доступна всеобщая ДНК-паспортизация людей. Однако, существует мнение, что применение достижений ДНК-диагностики лежит вне рамок науки. Это право общества и человека.
В природе все взаимосвязано и надо только найти и использовать эти связи. Наука должна развиваться в гармонии с гуманистическими идеалами и целями социального прогресса.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
Концепции современного существования / Учебник для ВУЗов. -
М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997.
Генетика и наследственность: Сборник статей. - М.: Мир, 1987.
Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера. - М.: Молодая гвардия, 1990.
Хорошавина С.Г. Концепции современного естествознания. - Ростов - на - Дону: «Феникс», 2000.
Федосеев П.Н. Философия и научное познание . - М.: Наука, 1983.