Биологические факты, которые следует знать современному человеку, претендующему именоваться Homo sapiens

Елена Наймарк
«Троицкий вариант» №18(87), 13 сентября 2011 года

Серию публикаций «10 фактов о ...» продолжает статья Елены Наймарк, доктора биологических наук, ведущего научного сотрудника Палеонтологического института РАН.

Современному биологу чрезвычайно трудно выделить какие-то главные биологические факты, слишком уж много в этой науке частей, порой настолько обособленных, что два биолога, представляющих разные направления, с трудом понимают друг друга. Молекулярному биологу или генетику придется долго втолковывать, в чем суть жарких споров нейтралистов и классиков в экологии; зоолог с трудом продерется сквозь наименования вирусных белков и мобильных элементов; ботанику же, усвоившему азбуку спорофитов и гаметофитов, нелегко будет воспринять хитроумные механизмы развития лягушачьих эмбрионов.

Однако всё же что-то объединяет все эти различные, теперь далеко разошедшиеся дисциплины, что-то заставляет писать в анкетах «биолог», а не ботаник, эмбриолог или цитолог. Биология — наука о живом, поэтому базовые принципы для всех дисциплин должны быть едины, понятны и обязательны. Хотелось бы, чтобы их усвоили все сколько-нибудь разумные люди, вне зависимости от возраста, вероисповедания, политических и национальных убеждений, мировоззрения и квалификации их школьного учителя биологии.

1. Жизнь достоверно известна только на Земле, в этом смысле явление жизни уникально. С этим связаны и трудности в определении понятия «жизнь». Наш разум устроен таким образом, что определение дается через сличение объектов, путем выделения общего и различного. Жизнь таким манером не определить. В связи с этим многие определения жизни носят философский (в самом плохом толковании этого слова) характер. Сейчас ученые прилагают колоссальные усилия, чтобы найти жизнь на других планетах. Но пока что это гипотезы и в известном смысле фантазии. Если таковая найдется, то определение жизни станет более ясным.

2. Всё живое состоит из клеток. Это основной постулат клеточной теории, которая окончательно сформировалась к концу XIX века. Ее составные части кажутся очевидными: всё живое имеет клеточное строение, клетки единообразны по своей конструкции и состоят из схожих частей, новые клетки получаются путем деления предшественников. В XIX — начале XX века положения клеточной теории испытывались на прочность; например, предлагалась версия, что клетка собирается из особой зародышевой плазмы. Но время вкупе с интенсивными исследованиями и научными дискуссиями, порой политически окрашенными, показало несостоятельность сомнений: всё живое состоит из клеток. Кроме вирусов, которых обычно не считают живыми.

3. Развитие многоклеточного организма начинается с одной клетки. Зародышевая клетка содержит всю необходимую информацию для построения сложно устроенного тела многоклеточного. Информация о развитии не является жестко закрепленной схемой, записанной по пунктикам в строгом порядке. Это скорее постепенное пошаговое изменение внутренней среды, которое включает и выключает определенные этапы онтогенеза. Нет жесткой программы — есть реагирование системы на локальные изменения биохимического содержания. В данном утверждении содержится главное отличие построения живого тела от конструирования сложного механизма.

4. Наследственная информация о живом закодирована в молекулах ДНК и РНК, состоящих из цепочек нуклеотидов. У земных организмов в цепочках молекул наследственности чередуется всего четыре нуклеотида (в молекулах ДНК и РНК три нуклеотида одинаковы, один отличается). В современном обществе циркулирует множество измышлений на тему способа передачи наследственной информации: волновые теории, сверхразум коллективов, а также более изощренные гипотезы о внегенетических адаптациях видов и организмов. С каждой из них приходится разбираться профессиональным биологам или психиатрам, но, как бы то ни было, ни одна из них не имеет фактического подтверждения.

5. Универсальность наследственного кода. Информация, записанная в ДНК, реализуется в виде конкретных белков, различных по функциям и структуре. Именно эти различия в конечном итоге и определяют специфичность каждого вида и каждого организма. Но при этом запись информации осуществляется единообразно у всех без исключения организмов — с помощью триплетов нуклеотидов. Каждый набор из трех нуклеотидов соответствует одной конкретной аминокислоте. У любого организма конкретный триплет обозначает конкретную аминокислоту. Универсальность триплетного кода для всех живых существ — от бактерий до синих китов (с минимальными частными отклонениями) свидетельствует о едином происхождении всей земной жизни.

6. Все живые существа на планете так или иначе взаимосвязаны. Также их существование увязано с глобальными круговоротами воды, углерода, азота, фосфора и других важных для жизни элементов. Один вид может служить пищей, субстратом, конкурентом или необходимым дополнением (симбионтом) для многих других. Все они так или иначе строят свое существование в зависимости от присутствия косных элементов планеты, меняя их состав и концентрации. Жизнь организует по-своему потоки вещества и энергии. Кислородная атмосфера — это продукт жизнедеятельности фотосинтетиков, некоторые гигантские рудные месторождения являются результатом бактериальной активности; бактериальная флора регулирует потоки серы из глубинных слоев на поверхность, анаэробная микрофлора почв отвечает за фиксацию молекулярного азота и т. д.

7. Наш мир изумительно многообразен. Это его непременное, обязательное свойство, которое обеспечивает помехоустойчивость в условиях постоянно изменяющихся условий. Развитие живого в целом способствует формированию и поддержанию разнообразия на любых уровнях организации. Так, устойчивость популяций зависит от уровня полиморфизма генофонда. Если он низок, то стоит популяции попасть в неблагоприятные условия, она исчезнет, так как не найдется запасных вариантов. Человеческая защита от мириадов болезнетворных бактерий обеспечивается колоссальной вариабельностью нашей иммунной системы, это частный случай взаимосвязи устойчивости с разнообразием. Важно понимать и обратное: низкое разнообразие ведет к потере устойчивости. Человеческая деятельность по отношению к природе однонаправленно снижает разнообразие, понижая устойчивость биологических систем.

8. Эволюция — это факт. За полтора века исследования исторического развития жизни палеонтологи собрали бесчисленное количество фактических данных, свидетельствующих о постепенном, хотя и неравномерном, развитии жизни на нашей планете. Теперь в общую копилку эволюционных доказательств добавился изрядный вклад, полученный от генетики и молекулярной биологии. Как и любая наука, эволюционное учение трансформируется под влиянием новых фактов, уточняются определения, понимаются ограничения тех или иных доктрин. Но все они не влияют на основное утверждение: эволюция — доказанное свойство земной жизни, а вовсе не теоретические измышления хитроумных биологов.

9. Историческое развитие видов (как типологических, так и филогенетических) продвигается двумя равноправными магистральными маршрутами: конкурентная борьба и кооперация. Биологические инновации могут приобретаться как в ходе постепенного вытеснения менее приспособленных более приспособленными, так и за счет кооперации — объединения полезных приспособлений, обладателями которых являются разные организмы. Данное утверждение имеет и мировоззренческую силу: на ранних этапах обсуждения эволюционных знаний конкуренция абсолютизировалась, биологически оправдывая «звериное» право сильнейших. Уравновешивая конкуренцию кооперацией, мы приобретаем гуманную альтернативу — право товарищей.

10. Человек (вид Человек разумный, а не мальчик Петя, у которого имеются папа с мамой, бабушки, дедушки и куча других человеческих родственников) произошел от обезьян (не современных, а древних, вымерших). Современные антропологи воюют друг с другом вовсе не по поводу этого бесспорного факта, а из-за деталей человеческой эволюции. Какие из ископаемых предков наиболее близки к человеку, где и как появилось прямохождение, какие отношения сложились у человека разумного и неандертальцев, вымерших родичей нашего вида, какие черты психики унаследованы от животных. Сейчас для аргументированных дискуссий появились мощные массивы новых данных — результатов интенсивных раскопок, исследований мозга и геномов. В таких условиях отрицать происхождение человека от обезьян — значит, сидеть в пустом пространстве с крепко зажмуренными глазами, заткнутыми ушами, мысленно повторяя бесконечную мантру «Я подобен Богу...»