<<
>>

8-6. Часы эволюции: время особи течет вперед и назад

Принято считать, что феномен смерти появился вместе с многоклеточ- ностью и что одноклеточные в идеале бессмертны, поскольку могут неограниченно размножаться делением. Ho это не вполне так: делящийся клон рано или поздно вырождается (по крайней мере у эвкариот), и для его сохранения нужно хотя бы изредка перемежать деление половым процессом. Почему клон стареет? Почему время не начинает свой отсчет для каждой клетки с нуля? Тут не обойти вопрос - что такое время?

Дать ему общее определение не удается, поскольку нет понятий, ему предшествующих (Кант называл время первой интуицией сознания).

Единственное, чему тут люди научились - время измерять, т.е. сравнивать с эталонами. Для эталона годится любой процесс, который неограниченно сам собою повторяется и всякий раз течет одинаково. Определить, что значит «одинаково», тоже не удается, но интуитивно мы такие процессы находить умеем (прежде всего, смена суток, месяцев и лет), и первое их свойство - течь всегда в одну сторону: солнце ни при каких обстоятельствах не пойдет с запада на восток. Время как таковое - та основная величина, от которой зависит и ход эволюции, и облик планеты.

Мы привыкли, что время всегда течет в одну сторону. Разумеется, «первая интуиция сознания» такова, но стоит придумать времени какую-

либо формулировку, как дело усложняется: у придуманного времени можно поменять знак. Например, физики школы Пригожина любят говорить (сильно упрощая природу), что направление времени задается необратимостью самопроизвольных процессов: Земля остывает, камень падает вниз, железо из ископаемых пород рассеивается, и время при этом возрастает. О таких процессах говорят: «энтропия растет». Противоположные процессы (печка нагревается, снаряд летит вверх, железо скапливается на свалках металлолома) можно назвать текущими в обратном направлении, в сторону уменьшения общефизического времени. А как в биологии?

Тут естественным является направление течения жизни организмов, которое знаменуется делением клеток (включая одноклеточных): клетки делятся, растут и снова делятся, чем и задается направление жизненного времени. Клон клеток при этом неминуемо стареет. Ho один процесс течет наоборот - половой процесс, когда клетки соединяются. Именно при нем происходит, говоря языком техники, «обнуление всех счётчиков», так что новый организм начинает жизнь “с нуля”, с младенчества. Тем самым, жизненное время становится циклическим.

Механизмы «обнуления» еще малопонятны. Самый простой и понятный связан с актом репликации хромосомы: каждый акт сопровождается недо- репликацией небольшой части концевого участка, так что дочерняя хромосома становится чуть короче материнской. Однако никакой значащий ген от этого не страдает, поскольку концевой участок хромосомы (теломера) генов не содержит. Он-то и считает биологическое время. «Обнуление» состоит в присоединении новой теломеры. Идею высказал в 1971 году Олов- ников, а позже укорочение теломеры было установлено в опыте.

К сожалению, проблема старения клетки так просто не решается: стареют, хотя и за большее число поколений, даже бактерии. Им тоже время от времени необходим половой процесс (у одноклеточных он не связан с размножением). Очевидно, что есть и какой-то другой механизм «обнуления счётчиков» при половом процессе.

Нам важно запомнить: не с делением клеток, а с изобретением полового процесса жизнь получила потенциальное бессмертие.

Самое простое “движение назад во времени" проявляют те же организмы, что обнаруживают самую простую многоклеточность (в отличие от колониальных, многоклеточными называют организмы, образующие особые многоклеточные органы размножения); эти организмы - миксоформы, т.е. миксобактерии в царстве прокариот, а также миксомицеты (слизевики, слизевые грибы) и акразиевые в царстве грибов. Принадлежа разным царствам, виды этих типов ведут себя очень сходно (параллелизм) в том смысле, что индивиды часть жизни проводят как одноклеточные, а затем сползаются в колонию, на которой вырастают плодовые тела - яркие “грибочки". У миксобактерий они малы (меньше 1 мм) и вырастают на псевдоплазмодии, т.е. на особом теле, в котором отдельные клетки сохраняются. Наобо-

рот,              миксомицеты              образуют              истинный плазмодий - единое бесклеточное

многоядерное тело              с              ладонь              размером и “грибочками” до 1 см (рис. 53). Тем

самым, миксомицет производит (когда сползаются его одноклеточные части) возврат в биологическом времени целиком - до слияния клеток включительно. К сожалению, миксоформы в ископаемом виде не сохраняются, и мы не знаем момента их появления.

Рис. 53. Цикл развития миксоформ различных царств: а) у миксобактерий, б) у миксо- мицетов, где он протекает от стадии А (выход амебоидной клетки из споровой клетки) до стадии Я (формирование “грибочка”). Движение “назад во времени’' происходит от

стадии К к стадии Л

Они - простейший пример особого плана строения организмов, который состоит из последовательности планов строения всех стадий. Этот план не умещается в пространстве, но может быть описан в пространстве-времени. Такой план строения именуют морфопроцессом [Беклемишев, т. 1, с. , или хронотопом (от греч. хронос - время и топос - место). С таким планом строения мы еще встретимся. Параллелизм хронотопов прокариотных и эвкариотных миксоформ - яркий пример номогенеза.

Возврат во времени выступает у миксоформ как самостоятельное явление, которое видно тут лучше, чем в половом процессе. Возможно, что оно возникло сперва у миксоформ, а затем было использовано для полового процесса, но возможно и наоборот. Так или иначе, но кроме привычного нам времени, всегда текущего в одну сторону, есть и другое, циклическое (ср. п. 6-8*). К циклам мы вернемся в п. 8-8, а пока замечу, что каждый цикл есть функциональный блок, но не в пространстве, а во времени.

Еще Вернадский принимал «гипотезу, что пространство внутри живого вещества есть иное, чем внутри косных естественных тел..., что время выражается в нем полярным вектором» (Вернадский В. И. Проблемы биогео

химии. М., Наука, 1980, с. 81). То есть - что время многомерно. Если так, то для уяснения сути жизни нужны новые математика и физика - мысль, до сих пор чуждая биологии. В связи с этим Мейен заметил:

“сейчас носятся с Вернадским, с его биосферой и ноосферой. Ho ведь это - самое неинтересное в его творчестве... Ho его концепцию времени и пространства ни физики, ни философы в упор не видят. Там надо уже крепко шевелить мозгами” (Мейен С.В. Из заметок... // [Эволюция флор..., с.

131]).

Нежелание или неумение «шевелить мозгами» привело к таким странным идеям, как идея омоложения с помощью таблеток, замедляющих метаболизм (таковы, например, антиоксиданты). Из сказанного ясно, что омоложения при этом не наступит. Для омоложения надо не замедлять процессы, а менять их суть. Например, “обнулять счётчики”.

Любой счётчик так или иначе считает время, т.е. являет собою часы. Нет сомнений в том, что такие часы управляют онтогенезом, но есть в эволюционизме линия мысли, идущая от Брокки и полагающая, что такие же часы управляют эволюцией, так что вымирание столь же неизбежно, как и смерть особи (идея цикличности в эволюции). На самом деле

“одни группы стареют и вымирают, другие, хотя и очень старые, не вымирают, а некоторые даже процветают, так что проблема, по-видимому, не имеет однозначного решения” [Назаров, 2005, с. 199].

Уточню: групп-долгожителей мало, причем возрасты ныне живущих родов ложатся на гиперболу74 - так же, как у Виллиса ложились количества видов в родах и численности видов. Налицо система, так что «однозначное решение» возможно, но только если оно опишет всю ее, а не отдельные факты порознь.

Приняв, что решение (механизм эволюции, приводящий к гиперболическому распределению сроков жизни родов) в принципе существует, можно понять, что хотел сказать Шалин, когда писал:

«Видимо, эволюция управляется множеством маленьких “часов жизни”, которые определяют и контролируют различные этапы развития. Ho надо уточнить, что существует определенная степень свободы развития, которая соответствует эпигенетическим феноменам». Работа часов изменяется мутациями: “Мутации регуляторных генов управляют также изменениями последовательности событий или скорости развития. Тем самым, новации могут быть вовлечены в водоворот этих изменений развития. Тогда они усиливаются ускорениями и гипер- морфозами или ослабляются замедлениями и гипоморфозами” (АЕ, 180).

Поясню: Шалин полагает, что как гиперморфоз (переразвитие — таковы, например, рога ирландского оленя, рис. 19), так и гипоморфоз (недоразвитие -такова неотения, п. 4-13), являются результатом изменения хода

^ Payn Д.. Стэнли С., Основы палеонтологии, М., Мир, 1974, с. 264. На графике 78% родов двустворчатых моллюсков младше 25 млн лет, 5% старше 350 млн лет.

часов онтогенеза. Из этого допущения, в частности, следует (АЕ, 173), что направление эволюции можно, в принципе, поворачивать простым изменением хода часов онтогенеза - достаточно одновременного перехода многих особей данного вида к неотении.

Наконец, несколько слов о старении высшего организма. Спор двух точек зрения (старение - итог либо действия программы, либо накопления ошибок - п. 5-14) обретает новый смысл в аспекте диатропики: механизмы старения, вероятно, образуют рефрен. Его крайние позиции дают примеры в пользу обеих точек зрения, но в целом справедливы обе. Так, у высших растений есть группы с явно выраженной программой старения и смерти (одно- и двухлетники), аналог которым у высших животных являют членистоногие, головоногие и рыбы, гибнущие после акта размножения.

У людей феномен программы обнаружен в форме очень редкой болезни - это прогерия (когда ребёнок быстро становится стариком). Редкость прогерии не дает ей (к счастью) повлиять на статистику старения, что служит для многих основанием отрицать генетическую программу старения вообще (Гаврилов Л.А., Гаврилова Н.С. Биология продолжительности жизни. М., Наука, 1991). На самом деле прогерия есть следствие правила Кренке (п. 4-11), и ее наличие ясно говорит, что программа старения у людей существует, но замаскирована другими явлениями. 

<< | >>
Источник: Чайковский Ю.В. Наука о развитии жизни. Опыт теории эволюции.. 2006

Еще по теме 8-6. Часы эволюции: время особи течет вперед и назад:

  1. «БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ» РАСТЕНИЙ
  2. Сто лет назад в США было более 9 миллионов лошадей...
  3. Г аплоидные особи
  4. Глава 2 Особи растений - структурные единицы популяций
  5. Гпава 5. Принцип активности, развитие особи и иммуногенез
  6. РАСТЕНИЯ-ЧАСЫ, РАСТЕНИЯ-СИНОПТИКИ
  7. 3. Время прорезывания.
  8. Время потенциальной готовности
  9. Послевоенное время
  10. Время собирать камни
  11. Время наступления половой зрелости.
  12. 2. Время появления зубов в кости.
  13. Долгое время считалось: сначала человек запряг коня…
  14. История ареала сайгака в послеледниковое время.
  15. Время возобновления весенней вегетации (ВВВВ)