§ 1 Короткий природничонауковий пролегомен до розуміння життя

„... Не слід дивуватися, якщо хто-небудь вважає, що біологи не витрачають багато часу на гарячі суперечки про значення слів „живий” і „мертвий”. Такі дебати, звичайно, відбувалися б, якби вони приносили хоч якусь користь”

(П.

З погляду наповнення своєрідним змістом філософії Модерну тези „природне світло розуму” — а таким Розум виступає тут як просвічений „науковим знанням" епохи європейського (і саме євро­пейського!) Просвітництва — життя завжди поставало як те, що супе­речить неживому, мертвому, смерті, обертаючи, втім, ці негативні предикації життя на протилежні, позитивні його визначення як люд­ського живого, життєвого, вічного, незбагненно-чудового, що й закріпились в загальнолюдській культурі у вигляді численних міфо­логічних, релігійно-етичних, мистецько-естетичних дискурсів та нара- цій щодо нього. Набуваючи форми „стихійного матеріалізму" та „на­ївного реалізму” ця, говорячи словами Гуссерля, „природна установ­ка" розуму знайшла своє втілення у природничонауковому дискурсі, сформувавши впродовж ХУІІІ — XX століть кілька образів бачення життя та парадигм („алгоритмів”) його дослідження, які певною мі­рою й донині визначають загальну стратегію вивчення живого.

Передовсім у природничонауковому, сформованому за модер­них часів, мисленні набуло поширення тлумачення життя як форми існування матерії, що закономірно виникає за певних умов й у проце­сі її розвитку. Тут за критерії відрізнення „живих об’єктів” від „нежи­вих” правлять такі „ознаки” живого: обмін речовин, подразливість, здатність до розмноження, росту, активної саморегуляції свого скла­ду та функцій, спроможність до різних форм руху, пристосування до навколишнього середовища та низка інших. Всі ці критерії ґрунту­ються на досягненнях біологічного знання останніх двох-трьох сто­літь, появи еволюційної теорії Дарвіна, генетики, розвитку фізіології вищої нервової діяльності, молекулярної біології, інших біологічних дисциплін.

Втім, ще на початку ХУІІІ ст. у природничих дисциплінах були відсутні чітки критерії розмежування живого і неживого. Так, скажі­мо, в галузь хімічного знання переносились уявлення організмічного характеру, наприклад, стверджувалось, що кислоти являють собою чоловіче начало, а лужне середовище уособлює жіноче. Вважалось, що мінерали ростуть, подібно до рослин, із зерен. Довгий час було відсутнє уявлення про рослини як носіїв життя, останнє поширюва­лось лише на тваринний світ. Водночас натуралістичні спостережен­ня крок за кроком наближали до вироблення природничонаукових критеріїв розрізнення живого і неживого. Передовсім новим змістом наповнювалось поняття „дихання” як ознаки життя живого тіла, чим значно скореговувалось релігійне уявлення про душу як те, що „жи­вить" і спричинює живе — „вдихає” життя в тіло. Це, зрештою, при­звело до витіснення уявлення про душу з природничонаукового знання. Однак спершу дихання мислилося як робота легенів, внаслідок чого заперечувалося дихання рослин. Надалі його почали розглядати як процес „поглинання” („трофічний” термін!) кисню і виділення вугле­кислого газу одно- і багатоклітинними організмами. Ще пізніше роз­винулось уявлення про дихання як вивільнення необхідної для життя енергії, що призвело до тлумачення дихання як певного способу отри­мання організмом енергії.

З розвитком природничонаукових уявлень про якісну специфіку живого уточнювались й уявлення про власне природні умови взає­мозв'язку живого і неживого. Цей взаємозв’язок вдалось виявити вже в кількісному складі хімічних речовин, що утворюють живі тіла.

Ще з часів алхіміків було помічено, що всі речовини у відповід­ності з їхньою поведінкою при нагріванні можна поділити на дві чітко відокремлені групи. Речовини, що належать до першої групи, напри­клад, виварна сіль, свинець, вода, не змінюють своїх властивостей після нагрівання до високої температури (сіль може розпектись, сви­нець — розплавитись, вода — випаритись, але за охолодження всі вони відтворять свої вихідні якості).

Згодом було встановлено, що в хімічному складі живих тіл міс­тяться ті самі елементи, що й в мінералах. Різниця полягала лише в кількісних співвідношеннях. Дві різні речовини могли мати один й той самий склад, проте їхні якості були несхожими. Відмінність поля­гала в тому, що органічна молекула містить набагато більшу кількість атомів, ніж прості неорганічні сполуки. Надалі з’ясувалось й те, що в живих тілах наявні численні сполучення, які ніде в природному сере­довищі не зустрічаються інакше, як у вигляді результатів життєдіяль­ності живих тіл. Я. Барцеліус звідси зробив висновок, що органічна хімія підпорядкована своїм закономірностям. Лише жива тканина, стверджував він, здатна створювати органічні сполучення, чим влас­не природничонауково узасадничив принципи віталізму.

У 1828 році німецький хімик Ф. Вьолер, учень Я. Барцеліуса, отримав органічну речовину в лабораторії. Як це могло статись?! Адже згідно поглядів Я. Барцеліуса, лише нирки живого організму могли утворити сечовину, а Вьолер отримав її з неорганічного мате­ріалу за допомогою невеликого нагріву. За ним це зробили інші, а першим, хто синтезував органічну речовину з елементів був німець А. Кольбе, який у 1845 році в результаті синтезу отримав оцтову кисло­ту.

У 1953 році американський вчений Л.С. Міллер експерименталь­но довів можливість абіогенного (не від живого організму) синтезу органічних сполук з неорганічних. Пропускаючи електричні розряди

крізь суміш нагрітих газів Н₂, Н₂0 (у вигляді пари), СН₄, МН₃, він отримав набір декількох амінокіслот і органічні кислоти. Виявилося, що у такий спосіб можна синтезувати велику кількість органічних сполук, що входять до складу біологічних полімерів — білків, нукле­їнових кислот і полісахаридів. А більш ніж 4 млрд. років тому такою „колбою Міллера" була уся земна куля.

Вчені, які займались дослідженням живої матерії, давно поміти­ли, що є група речовин, які при нагріванні переходили з рідкого стану в твердий, тоді як для більшості речовин характерним є зворо­тний процес. До сукупності цих незвичайних речовин входили й яєч­ний білок, казеїн (один з компонентів молока) і глобулін (один з компонентів крові). У 1777 році французький хімік П’єр Маке поєд­нав всі речовини, які при нагріванні згортались (коагулювали) в окре­мий клас, і позначив їх як білки (за аналогією з яєчним білком). Коли в XIX ст. хімики-органіки почали аналізувати речовини білкової при­роди, вони виявили, що ці загадкові сполуки мають набагато складні­шу будову, ніж інші органічні молекули. У 1839 році голандський хімик Жерар Іоганн Малдер спромігся експериментально встановити емпіричну формулу білків, яка за результатами його дослідів вигля­дала так: С₄₀Н₆₂О₁₂М₁₀. На думку вченого вона була єдиною для всіх білків. Він вважав, що відмінність між окремими білками полягала в тому, що в них до деякої загальної для всіх сполуки прикріплюються різні невеликі групи атомів, які містять сірку або фосфор.

На сьогодні встановлено, що білкові речовини побудовані при­близно з 20 різних амінокислотних залишків, причому властивості білка залежать як від амінокислот, що входять до його складу, так і від послідовності їх розташування у поліпептидних ланцюгах, які утво­рюють білок. Кількість можливих комбінацій з 20 амінокислот насті­льки велика, що не тільки кожний вид тварин чи рослин може мати особливі білки, але й навіть кожна тканина організму може утриму­вати їх як свої специфічні.

Особливо важливе значення в живих тілах відіграють нуклеїнові кислоти, що вступаючи між собою у сполучення, утворюють білкові тіла, які називаються нуклеопротеїдами. Існує два типи нуклеїнових кислот: дезоксирибозна нуклеїнова кислота (ДНК), що знаходиться в ядрах клітини, і рибозна нуклеїнова кислота (РНК), що знаходиться як в ядрах клітин, так і в цитоплазмі. З’ясовано, що хоча кожна нуклеїнова кислота побудована з 4 різних нуклеотидів, однак чергу­вання останніх в макромолекулі нуклеїнової кислоти досить багато­манітне і склад нуклеїнових кислот обох типів є специфічним для кожного виду. Отже, якісна відмінність живого від неживого полягає не в складі елементів, що вказує на їхню єдність, а в будові, функці­ональних особливостях і характері організації хімічних взаємодій у живому тілі.

Якісна багатоманітність у складі білків в сукупності з їхніми фун­кціональними можливостями зумовлює багатоманітність функцій вла­сне білків в організмі.

Живі тіла є гетерогенними за будовою. В них зустрічаються справжні розчини, колоїдні розчини та суспензії. Колоїдний стан ви­являється істотним для життєвих процесів. Завдяки наявності колоїд­них частинок, розмір яких коливається від 6 до 140_тр, утворюється велика поверхня, яка відділяє тверду поверхню від рідинної фази функціонування живого тіла. Позаяк цими частинками є білкові мак­ромолекули, які мають велику реакційну активність, то на цій повер­хні й відбуваються численні реакції. З цим пов’язана й така якісна особливість живих тіл як оптична активність. До складу білків живо­го тіла входять виключно ліві ізомери амінокислот, відтак організм немов би живе в оптично активному просторі.

Характерною рисою перебігу реакцій в живому організмі є упо­дібнювання речовин, що надходять іззовні до білків, з яких будуєть­ся організм. При цьому структурні білки і нуклеїнові кислоти відігра­ють роль речовин, що забезпечують циклічну повторюваність проце­су відтворювання організмів. Цей порядок повторення лежить в ос­нові росту і розмноження, а також диференціації живого. На вищих рівнях ця повторюваність виражається у дробленні ядра, що призво­дить до розвитку багатоклітинного організму. Вся ж сукупність хімі­чних реакцій, які характеризують процеси обміну речовин в росли­нах, тваринах, мікроорганізмах і людині отримала назву метаболізм (від грец. теїаЬоІе — переміна, перетворення).

Обмін речовин складається з двох тісно пов’язаних між собою процесів: асиміляції, яка полягає у побудові властивих даному живо­му тілу сполук з речовин, що надходить із зовнішнього середовища, і дисиміляції, яка полягає в хімічному розщеплені речовин живого тіла і вивільнені необхідної для життя енергії. Процеси асиміляції і дисиміляції знаходяться між собою у напруженій суперечності, яка утворює своєрідне джерело обміну речовин як процесу саморозвит­ку — оновлення і водночас старіння — живого організму.

Одним з кардинальних питань природничонаукового пояснення зародження і рівнів організації живого постала проблема самовід­творення енергетичних ресурсів живого тіла. Вже наприкінці XIX по­чатку XX ст. дослідно було доведено, що процеси обміну речовин у живих тілах підпорядковані закону збереження енергії, тобто пер­шому закону термодинаміки. Тим самим було встановлено, що про­цеси життєдіяльності принципово однотипові з основними енергетич­ними процесами у природі. Подальший розвиток природничонауко­вого знання, втім, показав якісну відмінність біоенергетики від фізи- ко-хімічних процесів неживої природи. Це виявилось в дослідженні можливості прикладання до живих тіл другого закону термодинамі­ки. Згідно цьому закону, в замкнених системах можуть відбуватись лише процеси, які супроводжуються зростанням ентропії або ж за яких вона залишається постійною. Максимум ентропії — це такий стан хаотичного теплового руху молекул, за якого теплота не може бути використана на будь-яку механічну роботу. Живі тіла, однак, є відкритими системами, які безперервно отримують енергію ззовні у формі хімічної енергії харчових продуктів, а також, якщо вони здатні до фотосинтезу, у формі енергії світла. Живі тіла можуть тимчасово затримувати процеси, які ведуть до зростання ентропії. Це досягаєть­ся шляхом накопичення енергії у різного роду хімічних сполуках. Отже, живим організмам як відкритим системам притаманна якість самовідтворення енергетичного потенціалу. Будучи водночас висо­кою мірою нестаціонарними, вони є самовідтворюваними, позаяк ви­користовують енергію для самооновлення своєї будови і функцій.

Найбільш повне уявлення про життя як процес накопичення діє­вої енергії і її впливу на неживу природу було розвинуте творцем біогеохімії В.І. Вернадським. Він писав: „... Вивчення енергетики про­явів життя приводить до змін основних понять енергетики, зокрема до створення вчення про ектропію, тісно пов’язаного з космогонічни­ми енергетичними уявленнями і з живою матерією. Якраз сферою виявлення ектропії і мали б бути геохімічні прояви живої матерії” (Вернадский, 1978, с. 100). „Ентропія Клаузіуса не має реального існування; це не факт буття, це математичний вираз, корисний і по­трібний, коли він дає можливість виразити природні явища математи­чною мовою. Він є правильним в межах припущень. Відхилення тако­го основного явища, яким є жива речовина в її впливові на біосфе­ру... від принципу Карно вказує, що життя не вкладається у припу­щення, в яких ентропія встановлена” (Вернадский, 1954, с. 220).

Всі ці біогеохімічні уявлення істотно скорегували клітинну тео­рію будови організмів, яка для біології має те саме значення, що для фізики і хімії атомна теорія будови речовини. її значення для розу­міння динаміки живого приблизно у 1860 році німецький патолог Рудольф Вірхов виказав у такий спосіб; клітини походять від клі­тин. Він показав, що клітини хворої тканини утворюються при ділен­ні здорової клітини. Відкриття ж клітини відносять до 1665 року, коли англійський вчений Роберт Хуук за допомогою складного мік­роскопу, який він сконструював сам, виявив, що корок (кора дереви­ни) подібно до губки розбита на дрібні ячеї. Він назвав ці ячеї кліти­нами, порівнявши їх з чернечими келіями. Слід за ним й інші дослід­ники виявили подібні комірки в живих тканинах.

У наступні півтора століття біологам ставало дедалі зрозумілі- шим, що вся жива матерія побудована з клітин, і що клітина є неза­лежною структурною одиницею живого. Є живі форми — деякі мік­роорганізми — що складаються лише з однієї клітини, інші ж, більш крупні організми складаються з багатьох клітин, які взаємодіють між собою. Одним з перших, хто висунув цю точку зору, був французь­кий фізіолог Рене Дютроше, однак його доповідь, видрукована 1824 року, залишилася непоміченою. Клітинна теорія будови живої мате­рії стала відомою після того, як її незалежно один від одного сфор­мулювали німецькі дослідники Маттіас Шлейден і Теодор Шванн у 1838 і 1839 роках відповідно. Колоїдні речовини, які заповнюють деякі клітини, чеський фізіолог Ян Пушкіньє, назвав протоплазмою (що у перекладі з грецької означає „передформа”), а німецький бо­танік Хуго фон Мооль поширив цей термін на вміст всіх клітин. Ана­том, німець за походженням, Макс Шульце підкреслюючи значення протоплазми як „фізичної основи живого”, показав, що вона у всіх клітин є схожою — як у рослин, так і тварин, власне як клітин най­простіших, так і клітин найскладніших організмів.

Наступні досягнення у вивченні клітини були пов’язані з дослі­дженням процесів її ділення і, як наслідок, відкриттям ядра, мем­брани і хромосом. Це сформувало відповідний спосіб мислення, ме­тодологічний інструментарій дослідження і мову концептуалізації. Відповідь на те як клітини діляться, знайшли в існуванні всередині них невеличкого кулькоподібного тіла, що складається з відносно міцного оптичного матеріалу. Його вперше описав і дав назву „ядра” Роберт Броун (автор концепції „броунівського руху”) у 1831 році. А у 1882 році німецький біолог Вальтер Флеммінг видрукував книгу, в якій детально описав процес ділення клітини. Той спосіб ділення, який він спостерігав, Флеммінг назвав мітозом, що з грецької озна­чає „нитка”, позаяк саме нитки „хроматину” (грецьк. — „колір”, спеціально зафарбованої для спостереження речовини клітинного ядра, що, втім, робило клітину вже неживою, але придатною для дослідів), відігравали в ньому вирішальну роль. У 1888 році німець­кий анатом В. фон Вільдейєр дав нитці хроматину назву хромосома (грецьк. — „зафарбоване тіло”), термін яким користуються й понині, хоча хромосоми у своєму природному стані позбавлені кольору і їх важко розрізняти на загальному фоні вмісту клітини (хоча німецький ботанік-аматор Вільгельм Гофмейстер ще в 1848 році зміг у клітинах квітів розгледіти розмите зображення хромосом).

Справжнім проривом у вивченні рівнів організації живого стали досліди австрійського ченця Грегора Менделя, який схрещуючи го­рох і спостерігаючи які ознаки рослин передаються наступним поко­лінням, заклав основи нового способу біологічного мислення — ге­нетичного. Він звернув увагу на фактори, що визначають певні озна­ки, які успадковуються. Ці фактори згодом отримали назву генів (грецьк. — „давати початок”, „виникати”), термін який у 1909 році ввів датський біолог В. Йогансен. Різні форми генів, що визначають відмінність за однієї тієї самої ознаки, Йогансен назвав алелями. Відтак, згідно законів, які встановив Мендель, ген, який, наприклад, визначає колір горошин складається з двох алелей: одна алель ви­значає, скажімо, жовтий колір, інша — зелений.

Класична менделівська генетика поставила перед сучасною нау­кою про спадковість головні питання: що таке ген, як він контролює розвиток ознак, як змінюються ген і генотип, у який спосіб відбува­ється розвиток популяцій і виникнення нових видів? Перший закон Менделя вказує на єдність першого покоління гібридів. Другий, який ще називають законом розщеплення, відображає прояв у потомстві домінантних і рецесивних генів у певних кількісних співвідношеннях. Третій закон Менделя фіксує незалежне комбінування ознак. Носія­ми спадкової інформації, згідно сучасним науковим уявленням, є хро­мосоми і гени. Основу гена становлять нуклеїнові (nucleus — ядро) кислоти (ДНК і РНК) — як ми бачили, складні органічні сполуки, до яких входять вуглець, водень, кисень, азот та фосфор.

Вперше доказ генетичної ролі ДНК разом зі співробітниками отримав у 1944 році О. Ейвері (США) в дослідах з трансформації, здійснених на бактеріях. Виявилось, що ДНК містить в якості азоти­стих основ: аденін (А), тимін (Т), гуанін (Г), уранін (У), цитозин (Ц). Особливості макромолекули рної структури ДНК вперше встановили Дж. Уотсон і Ф. Крік 1953 року. Процес, в результаті якого відбува­ється ділення клітин є виключно точним. Але приблизно один раз на тисячу чи мільйон випадків цей процес порушується, і тоді хромосо­ми нової клітини виявляються не абсолютно подібними до попере­дньої. Це явище отримало назву мутації — термін, який ввів Г. де Фріз.

Відповідно до поглядів Т.Х. Моргана і його школи (ними вперше й була розроблена теорія гена), ген становить собою одиницю мута­ції, рекомбінації і функції, тобто при мутуванні ген змінюється як ціле. Рекомбінація відбувається лише між генами. Однак мірою збі­льшення пояснювальних можливостей генетичного аналізу ставало зрозумілішим, що ген є ділимим, відтак не є одиницею мутації і реко­мбінації. У зв’язку з посиленим проникненням в молекулярну струк­туру генетичного матеріалу далі важче було знаходити в молекулах ДНК межі того, що позначається поняттям „ген”. Дослідження пока­зували зростання кількості нових генетичних одиниць. Як наслідок, було введене поняття геному — сукупності всіх генів хромосомного набору певного організму. Так, в хромосомах людини нині локалізо­вано біля 100000 генів. Втім, ці активні гени складають лише 2% всієї речовини спадковості — ДНК, 98% її слугують для регуляції генної активності і є своєрідним полем еволюції. Разом із тим встановлено, що виключну роль в науках про спадковість відіграє генетичний код. В живій клітині є органели — рибосоми, які у певний спосіб „зчитують” первинну структуру ДНК і синтезують білки у строгій від­повідності до „записаної” на ДНК „інструкції”.

Молекулярно-генетичний спосіб осмислення живого активно вза­ємодіє з онтогенетичним, а також з популяційно-видовим спосо­бом дослідження організації живого. Це посприяло тому, що, напри­клад, популяцію подібних особин, які живуть на обмеженій території і схрещуються між собою, називають генетичною популяцією. Зреш­тою це призвело до формулювання фундаментального генетичного закону, який відомий як закон Харді-Вейнберга: будь-яка популяція, в якій розподілені пари генів А і а, відповідає співвідношенню рРАА +2рдАа+д^гаа, знаходиться у генетичній рівновазі. Частки цих генів у наступних поколіннях будуть залишатись постійними, якщо їх не змінить відбір, мутаційний процес або яка-небудь випадковість (тут А, а — гени, р, д — частота генів в даній популяції).

Нині в біологічному знанні майже незаперечною є теза, що он­тогенетичний рівень пов’язаний з індивідуальним розвитком особин. Онтогенез (від грец. опіоз — суще) індивідуальний розвиток особи­ни, вся сукупність її перетворень від зародження (запліднення яйце­клітини, початку самостійного життя органу вегетативного розмно­ження чи ділення материнської одноклітинної особини) до кінця жит­тя (смерті або нового ділення). Центральним поняттям онтогенезу, відтак, постає клітина, в склад якої входять біля 70 елементів Пері­одичної системи елементів Д.І. Менделєєва.

На цьому ґрунті як граничній підставі сучасного біологічного теоретизування (сучасного біологічного теоретичного дискурсу) ба­зується нинішнє уявлення про біологічні види та їхню еволюцію. Тут, не дивлячись на незначні варіації, поширений такого типу природни- чонауковий дискурс: Життя відоме лише у формі існування окремих живих тіл — індивідів. Кожний живий організм як індивід являє со­бою цілісну систему, єдність якої забезпечується динамічною струк­турою, що самозберігається у процесі постійної зміни. Живим тілам притаманна змінність у процесі розвитку і вони відрізняються одне від одного як індивіди. Не існує двох тотожних живих тіл. Водночас відносна стійкість їхньої структури визначає не лише єдність індиві­да, але й „родство” індивідів за походженням. Генетичне наслідуван­ня індивідів досягається шляхом розмноження через механізм спад­ковості. Відтак, в біологічній еволюції єдність будови виявляється не в індивідах, а в систематичних групах індивідів, пов’язаних єдністю походження. Сукупність подібних індивідів, об’єднаних єдністю по­ходження і здатних за схрещування давати плодовите потомство, носить назву виду. Одн'єю з основних особливостей живих тіл є здатність у певний спосіб, який отримав назву доцільності, реагувати на зміну середовища і пристосовуватись до цих змін. Ця проблема доцільності („поведінки”) живих тіл (як і пов’язані з нею проблеми походження життя, „частини і цілого”) є однією з кардинальних про­блем пояснювальних можливостей біологічного знання й породжує непримиренну конфронтацію методологічних підходів і концептуаль­них узагальнень в сучасному біологічному пізнанні. Одним із перших найбільш серйозний удар по телеологізму в описі та пояснені існу­вання живих організмів завдав Дарвін, який намагався дати природ- ничонаукове пояснення доцільності в живій природі за допомогою концепції природного добору.

В концепції Чарльза Дарвіна виділяють передусім три принципи.

1. Змінюваність є невід’ємною якістю живого.

2. В живій природі існує внутрішня суперечність: з одного боку, всі види організмів мають тенденцію до розмноження в геометричній прогресії, з іншого боку, зрілими особинами стає лише незначна ча­стина потомства.

3. Принцип природного добору — центральне ядро теорії Дар- віна.

Всі наступні еволюційні теорії, які визнають принцип „природно­го добору”, називають „неодарвіністськими”.

Одним з напрямків розвитку дарвінізму є синтетична теорія еволюції, створена в ЗО — 40 роки XX ст. (Е. Майєр називає 1936 — 1947 роки як терміни її створення). В ній на основі дарвінізму поєд­нані сучасні біологічні концепції: генетико-біологічне вивчення струк­тури популяції, результати експериментальної і теоретичної генетики, моделі боротьби за існування і природного добору. Іноді синтетич­ною теорією називають поєднання менделізму і дарвінізму. У витоків ціїє теорії стоять С. Четвериков, Р. Фішер, С. Райт, Дж. Холдейн.

У цілому в сучасній біології за еволюційні зміни вважаються ті, завдяки яким нащадки якої-небудь групи живих тіл починають ради­кально відрізнятися від своїх предків морфологічно, фізіологічно і психологічно. Процес еволюції при цьому пов’язується з еволюцією Всесвіту і визначається як такий, що триває мільярди років. Цей про­цес розпадається на безліч менш масштабних процесів. Проте в тео­рії еволюції масштаби часу набагато перевершують часові масштаби фізики і хімії. Дж. Холдейн зазначав, що найдовший з-періодів часу, з яким ми маємо справу, перевершує найкоротший більше ніж в 10²² разів. Еволюційною одиницею постає не особина, а популяція. Вона є нижчою самостійною еволюційною структурою і виступає в еволю­ційному процесі як екологічна, морфологічна і, головне, генетична єдність.

Визначальним (спрямовуючим) в еволюції здебільшого вважа­ють відносну рівновагу біосфери. Ключові природні системи, в ме­жах яких відбувається еволюція, — це біоценоз і біогеоценоз. Остан­ній являє собою рівноважну природну систему, що утворилась вна­слідок „компенсацій” всіх біосферних впливів в межах частин відпо­відних геосфер. Лише тоді, коли енергетичні впливи неживої приро­ди врівноважуються живими, виникають стійки умови для існування живого.

Головні події в історії виникнення життя з точки зору сучасного природознавства нині виглядають так:

— 3,8 млрд. років назад солевий склад океану був близький до нинішнього; склад атмосфери також наближався до сучасного, але в ньому не було кисню;

— 2,3 млрд. років назад розпочався фотосинтез з виділенням 0₂;

— 2,0 млрд. років назад виникає величезне багатоманіття бактерій; вміст кисню в атмосфері досягає 1 % від сучасного („точка Пастера”). Після „точки Пастера” мікроорганізми отримують можливість пе­рейти від процесів бродіння до процесів дихання. Згодом утворюєть­ся біосфера.

Біосфера — оболонка Землі, яка заселена живими організмами і перетворена ними. Вона міцно пов’язана із всіма іншими земними оболонками і є наслідком, насамперед, біохімічного колообігу, за­безпеченого сонячною енергією. У біосфері організми і середовище їхнього існування утворюють цілісну систему, що знаходиться у ди­намічній рівновазі. За В.І. Вернадським біосфера включає в себе:

1. Живу речовину, утворену сукупністю організмів.

2. Біогенну речовину, що утворюється у процесі життєдіяльності організмів (гази, кам’яне вугілля, нафта, вапняки та ін.).

3. Косну речовину, що формується без участі живих організмів (в результаті руху земної кори, діяльності вулканів, метеоритів).

4. Біокосну речовину, що є спільним результатом життєдіяльності організмів і небіологічних процесів.

В.І. Вернадський сформулював основні принципи організації біо­сфери в цілому. Передовсім це два біохімічні принципи:

1. Геохімічна енергія живої речовини в біосфері (включаючи й людину як вищу наділену розумом істоту) прагне максимального про­яву.

2. В ході еволюції видів живих організмів виживають організми, які своєю життєдіяльністю максимально збільшують біогенну геохімі­чну енергію.

Здійснюючи оцінку кількості живої речовини в біосфері, вчений сформулював й третій принцип: упродовж всій історії Землі кількість живої речовини в біосфері є постійною.

Існують різні точки зору щодо часу виникнення біосфери. Від­повідно до однієї з них (концепція В.І. Вернадського) біосфера вини­кла на ранній стадії розвитку планети Земля й має вік, близький до віку Землі (приблизно 4,6 млрд. років). За Вернадським перехід від неживої речовини до найпростіших форм живого зайняв незначний (в геологічному масштабі) відрізок часу — не більше 200 років. Ви­никнення біосфери, згідно думці вченого, відрізняється такими риса­ми:

1. Біосфера виникає відразу як сукупність біогеоценозів. Жива ре-

човина сформувалась як сукупність складних живих організмів.

2. Первинні організми здатні забезпечити всі основні процеси (біо­хімічні, біологічні), що відбуваються в оболонках Землі.

3. Живі організми забезпечують міграцію хімічних елементів в зем­ній корі.

Згідно з іншою точкою зору, біосфера сформувалась на певно­му етапі розвитку Землі з таких земних оболонок, що передували їй, як гідросфера та атмосфера.

У дослідженні проблеми походження життя можна виділити де­кілька основних підходів. Насамперед слід виділити субстанційний підхід, який розвивали А.І. Опарін, Дж. Холдейн. Ключове значення для походження життя, відповідно до цього підходу, має наявність певної субстанції („первинного бульйону”, за Опаріним). Один з пред­ставників цього підходу В. А. Енгельгардт вважав, що вивчення про­блеми життя мусить ґрунтуватись на даних хімії, а не математики, а Опарін підкреслював незвідність біолог* до фізики та хімії.

Прибічники функціонального підходу (О.М. Колмогоров, А.О. Ляпунов) розглядали живий організм як свого родутермодинамічний „чорну скриньку”, де відомі лише „сигнали” на „вході" і на „виході”. Відмітною особливістю живих організмів вони вважали наявність „ке­рованих процесів” передачі інформації. Вчені не надавали особливо­го значення зв’язку життя з певними хімічними елементами і припус­кали існування небілкових форм життя.

Слід уважніше поставитись й до гіпотези Сване Арреніуса, який відроджує ідею панспермії. В.І. Вернадський у зв'язку з цим писав: „Життя може бути вічним, але новим лише на Землі, де є умови для його продовження, але не для зародження. Гіпотеза Арреніуса за­слуговує на серйозну увагу і вимагає насамперед ретельного вивчен­ня явища, що лежить в його основі, — космічного пилу на поверхні нашої планети. Тут ми маємо нині більше теорій і припущень, чим точних спостережень. Необхідна широка організація спостережень над космічним пилом, причому мають бути взяті до уваги і висновки з гіпотези Арреніуса. Я не вважаю їх настільки безнадійними, як гадає сам Арреніус, який вказував, що кількість спор може бути не­значною і може бути не поміченою у середовищі космічного пилу” (Вернадский, 1978, с. 132).

Ідея тотожності всього живого — єдності життя — нормати­вно конституювалась в кінці ХУІІІ ст., що знайшло своє вираження в об’єднані наук, які займались дослідженням рослинного й тваринно­го світу. Ламарк вводить для них назву біологія — наука про життя — і ставить перед нею завдання — вивчення всіх явищ і загальних законів життя, хоч би в яких морфологічних формах воно не виявля­ло себе. Прикметно, що ця ідея не відразу увійшла в свідомість нату­ралістів, для цього знадобились десятиліття. Нині цілком прийнятним з точки зору ідеалів та норм природничонаукового пізнання можна вважати таке розуміння біології: „Біологія — це загальний термін, що охоплює всі ті науки, які мають справу із будовою, діяльністю і взаємодією живих організмів. Сюди відносяться такі біологічні науки як ботаніка, зоологія, анатомія, фізіологія та генетика, а також нау­ки, що межують між собою і мають характерні риси біологічних та фізико-хімічних наук — біохімія, біофізика, біоніка, яка пов’язує біо­логію з теорією інформації (Медавар П., Медавар Дж., 1983, с. 17).

В якості постулатів сучасної біології, виходячи з впливу на неї фізики і математики, нині пропонуються наступні чотири (два перших пов’язані зі спадковістю, два наступних — з еволюцією):

1. Всі живі організми мають бути єдністю фенотипу і програми для його побудови (генотипу), що передається у спадок від генерації до генерації.

2. „Спадкові молекули” синтезуються матричним шляхом. В якості матриці, на якій будується ген наступного покоління (генерації, родо­воду), використовується ген попереднього покоління (генерації, ро­доводу).

3. У процесі передачі з генерації у генерацію генетичні програми в результаті сукупності причин змінюються випадково і ненаправле- но, і лише випадково ці зміни виявляються пристосовними.

4. Випадкові зміни генетичних програм в становленні фенотипів багаторазово підсилюються і підпадають під дію добору зовнішнього середовища.

Перший постулат виходить з припущення рівноважності різних структурних рівнів організації живого. З одного боку, це рівень генів, що можуть бути пов’язаними з одиничними матеріальними точками. З іншого — рівень живого організму, що взаємодіє з навколишнім середовищем і входить до біосфери, тобто належить певному струк­турному рівню організації живої речовини. На сьогодні серед біоло­гів є до певної міри загальновизнаним, що в земних умовах основу фенотипу становлять білки, а основу генотипу — нуклеїнови кисло­ти. Перший постулат є єдиним для всього живого: життя на ґрунті лише одного генотипу і лише одного фенотипу неможливе. Другий постулат вимагає підходу до розгляду рівноваги як способу її само­збереження і передачі у спадок. Можна казати, що тут припускаєть­ся існування деякого каркасу, необхідного для існування динаміч­ної рівноваги.

Третій постулат є наслідком проникнення у XX ст. фізичних знань в біологію. У термінах фізики цей постулат звучить так: час і частота кожної спонтанної мутації принципово непередбачувані. Таке форму­лювання спрямоване на виключення телеологічного тлумачення ево­люції, яке сягає ще Аристотелево!’ ентелехії.

В четвертому постулаті провадиться думка, що добір діє не пря­мо на змінені програми, а на фенотипи, в яких кожна зміна багатора­зово посилюється. Порядок такого посилення визначається числом Авагадро ПА = 6,022 • 10²³. Добір — це не знищення, а диференці­йоване розмноження. Еволюція розгортається й як випадковий сто- хастичний мутаційний процес (зміна генетичних програм), й як упо­рядкований процес відбору фенотипів у відповідності з умовами зо­внішнього середовища (реконструкція постулатів подана за кн.: Да­нилова В., Кожевников Н.Н. Основные концепции современного ес­тествознания. — М.: 2001. — С. 114-115).

Як на мене, дані постулати мають бути якщо не доповнені, то, принаймні, розгорнені в контексті міркувань, висловлених свого часу В.І. Вернадським, які для загальноприродничого пізнання життя не втратили своєї актуальності й донині.

1. Ми маємо змінність — еволюцію — в геологічному часі видів і родів живої речовини, але ніде не бачимо ознак еволюції всього ладу живої речовини. Навряд чи ми маємо право з того, що ми знаємо, припустити, що вся багатоманітність організмів змогла вирости шляхом еволюції з небагатьох одноклітинних організ­мів, оселившихся на земній поверхні, скажімо, ^-космічного по- ростору. В геології ми ніде не бачимо слідів еволюції живої ре­човини як цілого. Якщо такий процес розвитку існував, він мусив би відбуватися в догеологічні періоди життя Землі.

2. Поняття „живого” не створене наукою. Воно увійшло до неї ззо­вні як утворення здорового глузду, донаукового знання і відно­ситься до тієї сфери думок, які наука отримала вже готовими. Ми його приймаємо як аксіоматичну істину, як це робили раніше з пов’язаними з ним уявленнями, що не підлягають доведенню і визначенню. Різка відмінність живого і мертвого є аксіомою, так само як і положення про існування нерозривного зв’язку між живим і мертвим та колообіг хімічних елементів в живій речови­ні.

3. Різниця між живим і мертвим й існування життя є такими самими реальними явищами в галузі точного знання, якими є простір, час, матерія, сила та ін. Ця відмінність мало змінюється в своєму науковому вивченні за більш точного і філософського визначен­ня, як мало змінюється в галузі точного знання користування вказаними поняттями в залежності від філософських та логічних визначень, які весь час коливаються і змінюються.

4. Логічний аналіз, заглиблюючись в поняття, які утворені на реаль­ному спостереженні природи, завжди знаходить у будь-якому формулюванні непримиренні суперечності, позаяк розум не в змозі охопити цілісно жодного природного прояву. Тому й ви­сновки зі створених понять ніколи не будуть цілком збігатися зі спостереженнями наслідків природних явищ, які охоплюються відповідними поняттями.

5. Велике наукове значення має вивчення самовільного первинного зародження організмів, що вказує на неможливість одноманіт­ного походження організмів із подібних до себе, а всього живо­го із такого самого живого, і припускає різноманітні способи зародження живого організму. В історії науки ці способи отри­мували різну назву, довгий список яких, почасти як momento загиблих ідей, постає перед нами з архівів історії — generation spontanea, aviginaria, acguivoca, primaria, primigena, primitive automatica, аутогонія, архігонія, архібіоз, абіогенез, гетероге­нез... Лише у формі цього дослідження, гадає В.І. Вернадський, наукова робота підходить до основного (у розумінні геохімічних процесів) питання про співвідношення між живою і мертвою природою, або питання про те, чи є нездоланною в природних процесах межа між двома формами речовини — «косної» і «охо­плюваної життям». В історії людської свідомості ці питання, які логічно пов’язані з глибшою проблемою, а саме проблемою сут­ності життя, ще й до цього часу майже цілком випадають на долю філософської і релігійної творчості. У такий спосіб вони в своїй загальній формі,свідомому і планомірному вивченні, про­довжують охоплюватися лише філософськими й релігійно-по­етичними формами, відповідно — логічними розбудовами розу­му або ж піднесеним, подекуди містичним, натхненням свідомості.

„Апріорною” ж умовою природничонаукового, як, втім, і будь- якого іншого, пізнання життя є саме життя, і передовсім наше існу­вання у світі в якості живих істот. Ми народились в цьому світі і нам слід сприймати його таким, яким він є. Але це водночас прирікає наше пізнання життя на радикальне „апостеріорі”, яке в своєму фе­номенальному зануренні у явлення (явища, прояви) життя, не може уникнути самотрансцендування, відтак і конституювання певної „регі­ональної онтології” сущого. Або ж, як писав Ілля Пригожин, не нами обирається світ, що ми його вивчаємо. Цей світ не є стабільним, він включає фактор часу, а час не є чимось таким, що постає як „апріо­рі” споглядання-сприйняття світу чи у якихось інших й завершених формах мислення та свідомості. Адже це час народження, життя і смерті нас людей як живих істот, а з іншого боку — це час який ми „конструюємо” своїм життям в нашій доцільній діяльності. Відтак нестабільність не означає, що світ не піддається науковому дослі­дженню.

Визнання нестабільності — не капітуляція, а навпаки — запро­шення до нових експериментальних і теоретичних досліджень, які беруть до уваги специфічно нестабільний характер життя. Саме цією особливістю, на мій погляд, й зумовлюється „кентавричність" життя як об’єкту природничонаукового пізнання: воно і природне «біозно- генне» тіло і людська голова, що належать цьому тілу і є його части­ною як цілого, без якого це ціле неможливе як живе тіло. Цим і зумовлюється подвійний топос „знання про живе” або ж „пізнання живого” — «біогнозису», тобто його належність і голові і тілу „кентавра” Життя. В образі Кентавра схоплюється й висхідна гетеро­генність життя свідомості людини (усвідомлювання життя), що вира­жається в наявності двох не до кінця взаєморепрезентуємих систем.

Можна погодитись з І. Пригожиним в тому, що сучасна наука стає в цілому дедалі більше наративною. Раніше існувала чітка дихо­томія: соціальні, переважно, наративні науки — з одного боку, і вла­сне наука, орієнтована на пошук законів природи — з іншого (у зв’язку з цим пригадується неокантіанське розмежування наук на „ідео­графічні”, описові, власне історичні, та „номотетичні”, що спирають­ся на процедури „генералізації”, власне природничі науки, й Дільте- єве розведення „наук про дух” та „наук про природу”). Руйнація цієї дихотомії розпочалась ще на початку XX ст. Але новим є те, що нинішня пізнавальна парадигма сприяє зближенню діяльності вчено­го і літератора. Літературний твір, пише І. Пригожин, як правило, розпочинається з описання вихідної ситуації за допомогою конечної кількості слів, причому тут оповідь ще відкрита для численних ліній розвитку сюжету. Ця особливість літературного твору якраз й викли­кає інтерес, бо завжди цікаво який з можливих варіантів реалізуєть­ся. Так само і в музиці — у фугах Баха, скажімо, задана тема завжди припускає велику кількість продовжень, з яких, втім, композитор обирав на його погляд необхідні. Такий універсум художньої творчо­сті є досить відмінним від класичного образу світу, проте він легко співвідноситься з сучасною космологією і фізикою (Пригожин, 1991, с. 51), а відтак, додамо від себе, й з біологією, що, як ми бачили, вбирає в себе як система знань принципи і положення цих наук.

Отже, вимальовуються контури нової раціональності, до яких веде ідея нестабільності, й у світлі якої по-новому постає розуміння ще Гераклітом і Парменідом „сконструйованих” концептів „становлен­ня” і „буття” як філософські вихідних у тлумаченні Життя.