 |
Недостатки физического объяснения
|
|
|
|
Шелдрейк Руперт
Ш42 Новая наука о жизни/ Пер. с англ. Е. М. Егоровой.— М.: РИПОЛ классик, 2005.— 352 с: ил.— (Ноосфера).
ISBN 5-7905-3692-1
Книга Р. Шелдрейка по праву считается на Западе сенсационной. Переведенная на многие языки мира, работа Шелдрейка содержит принципиально новое объяснение феномена жизни, основывающееся не на редукционистско-механическом подходе к объяснению явлений бытия, а на признании существования в природе духовного, трансцендентального жизненного начала.
Книга предназначена для читателей, интересующихся теоретическими проблемами естествознания (биологии, биохимии, физики), а также психологии и философии.
УДК 573
ББК20
Научно-популярное издание Серия «Ноосфера»
Генеральный директор издательства С. М. Макаренков
Редактор Е. Б. Дементьева
Художественное оформление: Е. А. Калугина
Компьютерная верстка: В. Б. Пягай
Технический редактор Е. А. Крылова
Корректор Т. Е. Антонова
Подписано в печать с готовых диапозитивов 08.07.05 г.
Формат 84x108/32. Гарнитура «BalticaC».
Печ. л. 11. Тираж 3000 экз.
Заказ № 3138
Адрес электронной почты: info@ripol.ru Сайт в Интернете: www.ripol.ru
ООО «ИД «РИПОЛ классик»
107140, Москва, Краснопрудная ул., д. 22а, стр. 1
Изд. лиц. № 04620 от 24.04.2001 г.
От оцифровщика. Отличия от оригинала:
1) Концевые сноски (примечания) преобразованы в обычные (перемещены на текущую страницу);
2) Перемещено с конца книги в начало «Содержание»
Содержание
Предисловие ко второму изданию............................................................................................................ 5
Предисловие к первому изданию................................................................................................................ 6
Введение............................................................................................................................................................................. 7
|
|
|
Глава 1 Нерешенные проблемы биологии...................................................................................... 10
1.1. Предпосылки успеха.......................................................................................................................................... 10
1.2. Проблемы морфогенеза..................................................................................................................................... 11
1.3. Поведение................................................................................................................................................................ 13
1.4. Эволюция................................................................................................................................................................. 14
1.5. Происхождение жизни...................................................................................................................................... 15
1.6. Недостатки физического объяснения....................................................................................................... 16
1.7. Психология............................................................................................................................................................. 16
1.8. Парапсихология................................................................................................................................................... 18
1.9. Выводы..................................................................................................................................................................... 18
Глава 2 Три теории морфогенеза............................................................................................................... 19
2.1. Описательное и экспериментальное исследование........................................................................... 19
2.2. Механизм................................................................................................................................................................ 21
2.3. Витализм.................................................................................................................................................................. 26
2.4. Органицизм............................................................................................................................................................. 30
Глава 3 Причины формы.................................................................................................................................... 33
3.1. Проблема формы................................................................................................................................................... 33
3.2. Форма и энергия................................................................................................................................................... 36
3.3. Предсказание химических структур......................................................................................................... 38
|
|
|
3. 4. Формативная причинность............................................................................................................................ 42
Глава 4 Морфогенетические поля........................................................................................................... 45
4.1. Морфогенетические зародыши.................................................................................................................... 45
4.2. Химический морфогенез................................................................................................................................. 47
4.3. Морфогенетические поля как вероятностные структуры............................................................... 49
4.4. Вероятностные процессы в биологическом морфогенезе.............................................................. 50
4.5. Морфогенетические зародыши в биологических системах.......................................................... 53
Глава 5 Влияние прошлых форм............................................................................................................... 54
5.1. Постоянство и повторяемость форм......................................................................................................... 54
5.2. Общие соображения о возможности трансвременных причинных связей............................. 56
5.3. Морфический резонанс.................................................................................................................................... 56
5.4. Влияние прошлого.............................................................................................................................................. 57
5.5. Значение прерывистого морфического резонанса............................................................................. 60
5.6. Возможный экспериментальный тест...................................................................................................... 61
Глава 6 Формативная причинность и морфогенез.................................................................. 63
6.1. Последовательный морфогенез................................................................................................................... 63
6.2. Полярность морфогенетических полей.................................................................................................... 64
6.3. Размеры морфогенетических полей.......................................................................................................... 65
6.4. Возрастающая специфичность морфического резонанса в процессе морфогенеза......... 66
6.5. Сохранение и стабильность форм............................................................................................................... 66
6.6. Замечание о физическом дуализме.......................................................................................................... 67
6.7. Обобщение гипотезы формативной причинности............................................................................... 68
Глава 7 Наследование формы...................................................................................................................... 70
|
|
|
7.1. Генетика и наследственность...................................................................................................................... 70
7.2. Измененные морфогенетические зародыши......................................................................................... 71
7.3. Измененные пути морфогенеза................................................................................................................... 73
7.4. Доминирование................................................................................................................................................... 74
7.5. Семейные сходства........................................................................................................................................... 76
7.6. Эффекты окружения и морфический резонанс..................................................................................... 77
7.7. Наследование приобретенных признаков.............................................................................................. 78
Глава 8 Эволюция биологических форм.......................................................................................... 79
8.1. Неодарвинистская теория эволюции........................................................................................................ 79
8.2. Мутации.................................................................................................................................................................. 81
8.3. Дивергенция хреод............................................................................................................................................. 82
8.4. Подавление хреод............................................................................................................................................... 84
8.5. Повторение хреод............................................................................................................................................... 85
8.6. Влияние других видов...................................................................................................................................... 86
8.7. Источник новых форм....................................................................................................................................... 87
Глава 9 Движения и моторные поля...................................................................................................... 88
9.1. Введение................................................................................................................................................................. 88
9.2. Движения растений............................................................................................................................................ 89
9.3. Амебоидное движение..................................................................................................................................... 91
9.4. Повторяющийся морфогенез специализированных структур...................................................... 92
|
|
|
9.5. Нервные системы................................................................................................................................................ 93
9.6. Морфогенетические поля и моторные поля........................................................................................... 95
9.7. Моторные поля и чувства............................................................................................................................... 97
9.8. Регуляция и регенерация................................................................................................................................. 98
Глава 10 Инстинкт и обучение.................................................................................................................... 99
10.1. Влияние прошлых действий........................................................................................................................ 99
10.2. Инстинкт............................................................................................................................................................. 101
10.3. Знаковые стимулы........................................................................................................................................ 102
10.4. Обучение............................................................................................................................................................. 104
10.5. Врожденное стремление учиться........................................................................................................... 106
Глава 11 Наследование и эволюция поведения...................................................................... 107
11.1. Наследование поведения.......................................................................................................................... 107
11.2. Морфический резонанс и поведение: экспериментальная проверка.................................... 109
11.3. Эволюция поведения.................................................................................................................................... 113
11.4. Поведение человека...................................................................................................................................... 115
Глава 12 Четыре возможных вывода................................................................................................. 117
12.1. Гипотеза формативной причинности.................................................................................................. 117
12.2. Модифицированный материализм........................................................................................................ 117
12.3. Сознательное «я»............................................................................................................................................ 119
12.4. Творящая Вселенная..................................................................................................................................... 121
12.5. Трансцендентная реальность................................................................................................................... 122
Приложение (Публикуется с сокращениями)........................................................................... 122
Послесловие.............................................................................................................................................................. 143
Литература................................................................................................................................................................... 153
Предисловие ко второму изданию
Публикация этой книги вызвала широкую дискуссию, отчасти стимулированную полемикой, разразившейся через несколько месяцев после ее выхода из печати. В редакционной статье в «Нейчур», озаглавленной «Книга для сожжения?», наиболее серьезным возражением было то, что «у многих читателей останется впечатление, что Шелдреику удалось в научной дискуссии найти место для магии». Утверждение, что гипотеза формативной причинности может быть проверена экспериментально, было объявлено абсурдным. Затем в «Нейчур» последовало оживленное обсуждение на страницах для писем. С другой стороны, «Нью Сайентист» назвал гипотезу «хорошей наукой» и уделил ей серьезное внимание. Дискуссия продолжалась в прессе, на радио и телевидении. Подобные же дебаты происходили в Соединенных Штатах и Западной Европе. Были опубликованы переводы этой книги на датский, французский, немецкий и шведский языки; скоро появится перевод на японский.
|
|
|
Тем временем на ряде симпозиумов и конференций, особенно в Соединенных Штатах, некоторые применения этих идей исследовались учеными разных специальностей, а также философами. Было организовано несколько семинаров для создания новых методов экспериментальной проверки.
В октябре 1982 года Тэрритаунская Группа Нью-Йорка объявила приз в 10 000 долларов за лучший тест выдвинутой гипотезы, который должен быть завершен до 1 января 1986 года. Датский фонд предлагает для того же конкурса второй приз в 5 000 долларов. Конечно, заявки на участие могут работать как за, так и против проверяемой гипотезы. Они будут оцениваться международным жюри судей, в которое входят: д-р Дэвид Бом, профессор физики Биркбек Колледжа, Лондон; д-р Марко де Вриз, профессор патологии Университета Эразма, Роттердам; д-р Дэвид Димер, профессор зоологии Калифорнийского университета, Дэвис; и д-р Майкл Овенден, профессор астрономии Университета Британской Колумбии.
В то же время, когда был объявлен Тэрритаунский приз, «Нью Сайентист» объявил конкурс на лучшие предложения по организации эксперимента, с акцентом на такие, которые будет дешевле и легче всего осуществить. Было получено множество заявок со всего света, и победители были выбраны жюри, состоявшим из психолога, биолога и физика: д-ра Алана Голда из Ноттингэмского университета, профессора Стивена Роуза из Открытого университета и профессора Мартина Риза из Кембриджского университета. Победителями стали д-р Ричард Джентл из Ноттингэмского политехникума, д-р Сьюзен Блэкмор из Бристольского университета и д-р Верной Непп из медицинской школы Корнелльского университета, Нью-Йорк.
Многие из предложенных экспериментов касались способности человека к обучению; такими были две из выигравших заявок. В последующей дискуссии были предложены эксперименты других типов, наиболее плодотворными оказались идеи д-ра Ника Хамфри. Он высказал мысль, что если гипотеза верна, то для людей, должно быть, легче угадать скрытые изображения на картинках-загадках, после того как их уже раньше отгадало множество других людей. Летом 1983 года телевидение Темзы дало возможность проверить существование этого эффекта. Результаты показали, что, после того как ответ был показан двум миллионам зрителей в Британии, угадать его стало легче другим людям по всему миру. Для контрольной картинки, которая не была показана по телевидению, существенного увеличения процента отгадавших не наблюдалось. Аналогичный эксперимент большего масштаба только что был проведен в сотрудничестве с телевидением Би-Би-Си.
Опубликованные комментарии и дискуссии по гипотезе встречаются в разных газетах и периодических изданиях. Мои издатели и я полагаем, что некоторые из них могут быть интересны читателям этой книги, и потому мы их привели в Приложении к настоящему изданию. Два первых раздела Приложения содержат комментарии, полемику и дискуссии. В разделе «Конкурсы» приведены результаты конкурса, проведенного «Нью Сайентист», а также некоторые подробности Тэрритаунского приза. Наконец, в «Экспериментах» даны результаты теста 1983 года со скрытым изображением из «Нью Сайентист» и эксперимента, недавно прошедшего на телевидении Би-Би-Си.
Множество других экспериментов проводятся по всему миру, некоторые в области психологии, некоторые в биологии, молекулярной биологии и химии. Я ожидаю, что через несколько лет можно будет выяснить, продвигает ли нас гипотеза формативной причинности в верном направлении.
Ньюарк-на-Тренте
Март 1985
Предисловие к первому изданию
Большинство биологов принимает на веру, что живые организмы есть не что иное, как сложные машины, управляемые только известными законами физики и химии. Я и сам долго разделял эту точку зрения. Но в течение нескольких лет пришел к выводу, что такое допущение вряд ли можно считать справедливым. Так как, если еще столь мало действительно понято, всегда остается возможность того, что по крайней мере некоторые явления жизни зависят от законов или факторов, до сих пор неизвестных физическим наукам.
Чем более я размышляю о нерешенных проблемах биологии, тем более обретаю уверенность в том, что принятый сейчас традиционный подход страдает чрезмерной ограниченностью. Я начал с того, что стал представлять себе в общих чертах более широкую науку о жизни. И тогда постепенно стала оформляться гипотеза, описанная на последующих страницах. Подобно любой новой гипотезе, она по существу спекулятивна, и ее ценность может быть определена лишь после того, как она будет проверена экспериментально.
Мой интерес к этим проблемам возник благодаря тому, что начиная с 1966 года я участвовал в работе группы ученых и философов, которая занималась исследованиями областей, пограничных между наукой, философией и религией. Эта группа, называвшаяся «Философы богоявления» (Epiphany Philosophers), давала много возможностей для дискуссий на семинарах и неформальных встречах в Кембридже и во время поездок на берег Норфолка, в Тауэр Милл. Среди членов группы я особенно обязан профессору Ричарду Брэйтвэиту, мисс Маргарет Мастермэн, преподобному Джеффри и миссис Глэдис Кибл, мисс Джоан Миллер, д-ру Тэду Бэстину, д-ру Кристоферу Кларку и профессору Дороти Эммет, редактору «Теории теорий», периодического издания этой группы.
С 1974 по 1978 год, когда я работал в Индии в Международном институте исследований урожайных культур в полупустынных тропиках, у меня было много плодотворных дискуссий с друзьями и коллегами в Хайдерабаде, а покойная миссис Дж. Б. С. Хэлдэйн великодушно предоставила мне возможность пользоваться ее библиотекой.
Первая версия этой книги была написана во время полуторагодичного пребывания в Шантиванам Ашраме, в районе Трихонополи, Тамил Наду. Я благодарен членам общины за то, что они помогли сделать мою жизнь там столь счастливой, и я признателен более, нежели можно выразить словами, преподобному Беду Гриффитсу, которому посвящена эта книга. Мисс Дина Нанавати из библиотеки Британского консульства в Бомбее любезно снабжала меня нужной литературой.
В написании и редактировании второго варианта книги, после возвращения в Англию, мне очень помогли советами мои друзья, а критикой и замечаниями — более пятидесяти человек, читавших разные фрагменты. Особо я хотел бы поблагодарить м-ра Энтони Эппиа, д-ра Джона Белова, профессора Ричарда Брэйтвейта, д-ра Кейта Кэмпбелла, миссис Дженни-фер Чэмберс, д-ра Кристофера Кларка и других.
Я очень благодарен д-ру Кейту Робертсу за рисунки и диаграммы для этой книги. Д-р Питер Лоуренс любезно предоставил плодовых мушек, на которых основаны изображения на рис. 17, а м-р Брайан Сноад — листья гороха, показанные на рис. 18.
Я благодарен д-ру Мохаммеду Ибрагиму, миссис Пэт Тоберн и миссис Эйтне Томпсон за печатание текста, а м-ру Филипу Кестлмэну и миссис Дженни Рид — за помощь в чтении верстки.
Хайдерабад
Март 1981
Введение
В настоящее время ортодоксальный подход в биологии представлен механистической теорией жизни: живые организмы рассматриваются как физико-химические машины и считается, что все явления жизни в принципе могут быть объяснены на языке физики и химии[1]. Эта механистическая парадигма[2], безусловно, не нова; фактически, она преобладает в науке уже около столетия. Главная причина того, почему ее придерживается большинство биологов, состоит в том, что она работает; эта парадигма предлагает способ мышления, в пределах которого вопросы о физико-химических механизмах жизненных процессов могут быть поставлены и разрешены.
Тот факт, что этот подход привел к очевидным успехам, таким как раскрытие генетического кода, является сильным аргументом в ее пользу. Тем не менее критики выдвигают серьезные основания для сомнений в том, что все феномены жизни, включая поведение человека, могут быть когда-либо объяснены только с механистических позиций[3]. Но, даже если бы механистический подход был признан существенно ограниченным не только практически, но и принципиально, он не мог бы быть просто отвергнут; сегодня это единственный подход, доступный для экспериментальной биологии, и несомненно, что он будет использоваться и далее, пока не появится какая-либо позитивная альтернатива.
Любая новая теория, способная выйти за рамки механистической теории, должна будет предложить нечто большее, нежели утверждение, что жизнь включает качества или факторы, не известные в настоящее время физическим наукам: она должна будет сказать, какого рода эти качества или факторы, как они действуют и какое отношение они имеют к известным физико-химическим процессам.
Простейшим способом изменения механистической теории могло бы быть предположение, что явления жизни зависят от причинного фактора нового типа, не известного физическим наукам, который взаимодействует с физико-химическими процессами в живых организмах. На протяжении нашего столетия[4] предлагалось несколько версий такой виталистической теории, но ни одна из них не преуспела в том, чтобы предложить новые эксперименты. Если считать, цитируя сэра Карла Поппера (английского философа и социолога середины XX века. — Прим. пер.), что «критерием научного статуса теории является ее фальсифицируемость, или отвергаемость, или проверяемость»[5], то витализм как теория не состоялся.
Организмическая, или холистическая, философия дает основания для еще более радикального пересмотра механистической теории. Эта философия отрицает, что все во Вселенной может быть объяснено снизу вверх, то есть через свойства атомов или фактически любых гипотетических неделимых частиц материи. Скорее, она признает существование иерархически организованных систем, на каждом уровне сложности обладающих свойствами, которые не могут быть полностью объяснены свойствами их частей, изолированных друг от друга; на каждом уровне целое больше суммы своих частей. Об этих «целых» можно думать как об «организмах», используя этот термин исключительно в широком смысле и включая не только животных и растения, органы, ткани и клетки, но также кристаллы, молекулы, атомы и субатомные частицы. В сущности, эта философия предлагает замену парадигмы машины на парадигму организма в биологических и физических науках. Известна фраза А. Н. Уайтхэда (английского логика, философа и математика, 1861 — 1947.— Прим. пер.): «Биология есть изучение больших организмов, тогда как физика есть изучение меньших организмов»[6].
Различные версии организмической философии защищались многими мыслителями, включая биологов, в течение более чем пятидесяти лет[7]. Но если органицизм должен оказывать нечто большее, нежели поверхностное влияние на естественные науки, он должен быть способен сделать проверяемые предсказания. Однако до сих пор он еще этого не сделал[8].
Причины такой неудачи выявляются наиболее отчетливо в тех областях биологии, где организмическая философия приобрела наибольшее влияние, а именно в эмбриологии и биологии развития. Из выдвинутых до настоящего времени положений органицизма наиболее значительным является идея о существовании морфогенетических полей [9]. Предполагается, что эти поля помогают объяснить или описать возникновение характерных форм эмбрионов и других развивающихся систем. Проблема в том, что эта идея используется двусмысленно. Сам термин, казалось бы, предполагает существование физического поля нового типа, которое играет роль в развитии формы. Но некоторые теоретики органицизма отрицают, что они вводят положение о существовании какого-либо нового вида поля, величины или фактора, до сих пор не обнаруженного физикой[10]; скорее, они используют эту организмическую терминологию для создания нового способа обсуждения сложных физико-химических систем[11]. Кажется маловероятным, чтобы такой подход смог много дать. Концепция морфогенетических полей может иметь практическую научную ценность, только если она ведет к проверяемым предсказаниям, которые отличаются от предсказаний обычной механистической теории. А такие предсказания не могут быть сделаны, если не принять, что морфогенетические поля вызывают измеряемые эффекты.
Гипотеза, выдвигаемая в этой книге, основана на идее о том, что морфогенетические поля действительно вызывают измеряемые физические эффекты. Она предполагает, что специфические морфогенетические поля ответственны за характерные форму, структуру и организацию систем на всех уровнях сложности не только в сфере биологии, но также в области физики и химии. Эти поля упорядочивают системы, связанные с ними, оказывая влияние на события, которые с энергетической точки зрения кажутся неопределенными или вероятностными; эти поля налагают определенные ограничения на энергетически возможные результаты физических процессов.
Если морфогенетические поля ответственны за организацию и форму материальных систем, они сами должны иметь характерные структуры. Но откуда берутся эти поля-структуры? Предлагаемый ответ состоит в том, что они возникают из морфогенетических полей, связанных с предшествующими подобными системами: морфогенетические поля всех прошлых систем становятся настоящими для любой последующей подобной системы. Структуры прошлых систем влияют на последующие подобные системы, причем влияние это накапливается и действует как через пространство, так и через время.
Согласно этой гипотезе, системы организованы так, как они есть, потому что подобные системы были таким же образом организованы в прошлом. Например, молекулы сложного органического соединения кристаллизуются данным характерным образом, потому что это вещество так же кристаллизовалось раньше; растение принимает форму, характерную для своего вида, поскольку ранее такую форму принимали представители этого вида; животное инстинктивно ведет себя определенным образом, потому что подобные животные так же вели себя в прошлом.
Гипотеза рассматривает повторение форм и способов организации; вопрос о причине этих форм и способов организации она не затрагивает. На этот вопрос могут быть даны различные ответы, но все они кажутся в равной степени согласующимися с предложенным способом повторения[12].
Из этой гипотезы может быть выведено множество проверяемых предсказаний, которые разительно отличаются от предсказаний привычной механистической теории. Достаточно будет одного примера: если какое-нибудь животное, скажем крыса, обучается новому способу поведения, то у других подобных крыс (той же породы, выращенных в тех же условиях и т. д.) будет наблюдаться тенденция к более быстрой обучаемости этому способу поведения. Чем больше число крыс, научившихся выполнять новое задание, тем легче будет научиться его выполнять любой следующей крысе. Так, например, если тысячи крыс научились выполнять новое задание в Лондоне, подобные же крысы должны быстрее научиться выполнять это задание в любой другой лаборатории где-либо еще. Если бы скорость обучения крыс в другой лаборатории, скажем в Нью-Йорке, определялась до и после обучения крыс в Лондоне, крысы, испытываемые во втором случае, должны были бы обучаться быстрее, чем те, которые обучались первыми. Этот эффект должен иметь место в отсутствие какого-либо известного способа физической связи или сообщения между двумя лабораториями.
Такое предсказание может показаться настолько невероятным, что его можно счесть абсурдным. И тем не менее примечательно, что уже есть результаты лабораторных исследований на крысах, свидетельствующие о том, что предсказанный эффект действительно существует[13].
Эта гипотеза, названная гипотезой формативной причинности, предлагает интерпретации многих физических и биологических феноменов, радикально отличающиеся от интерпретаций существующих теорий, и позволяет увидеть в новом свете множество хорошо известных проблем. В настоящей книге дано предварительное изложение этой гипотезы; обсуждаются также некоторые ее приложения и различные способы проверки.
Глава 1
Нерешенные проблемы биологии
Предпосылки успеха
Цель механистического подхода в биологическом исследовании особенно ясно была выражена более ста лет назад Томасом Хаксли в следующем определении:
«Зоологическая физиология — это доктрина функций или действий животных. Она рассматривает тела животных как машины, побуждаемые к действию различными силами и совершающие некоторое количество работы, которую можно выразить на языке обычных сил природы. Конечная цель физиологии состоит в том, чтобы вывести факты морфологии, с одной стороны, и факты экологические — с другой из законов молекулярных сил вещества» [14].
Такие идеи прослеживаются во всем последующем развитии физиологии, биохимии, биофизики, генетики и молекулярной биологии. Эти науки во многих отношениях достигли блестящих успехов, и более всех молекулярная биология. Открытие структуры ДНК, разгадка генетического кода и выяснение механизма синтеза белка стали впечатляющими подтверждениями применимости механистического подхода.
Наиболее ярко выраженными и влиятельными из современных сторонников механистической теории являются молекулярные биологи. Их изложение теории 
обычно начинается с краткого отстранения от дел виталистических[15] и организмических теорий. Они объявляются пережитками примитивных верований, которые обречены отступать все дальше и дальше, по мере продвижения механистической биологии. Затем рассуждения строятся следующим образом[16].
Химическая природа генетического материала, ДНК, теперь известна, и известен также генетический код, определяющий последовательность аминокислот в белках. Механизм синтеза белка уже понят достаточно глубоко. Сейчас раскрыта структура многих белков. Все ферменты — белки, а ферменты катализируют сложные цепи и циклы биохимических реакций, которые образуют метаболизм организма. Метаболизм контролируется биохимической обратной связью; известно несколько механизмов, которые могут регулировать скорость ферментативных реакций. Белки и нуклеиновые кислоты самопроизвольно агрегируют с образованием таких структур, как вирусы и рибосомы. Если набор свойств белков, а также свойств других физико-химических систем, таких как липидные мембраны, станет известен, свойства живых клеток могут быть в принципе полностью объяснены.
Ключом к решению проблем дифференциации и развития, о которых пока известно очень мало, является понимание механизма контроля синтеза белка. Способ контроля синтеза некоторых метаболических ферментов и других белков в деталях установлен для бактерии Escherichia coli. В высших организмах контроль синтеза белка осуществляется с помощью более сложных механизмов, но они скоро будут раскрыты. Таким образом, дифференциация и развитие должны быть объяснимы с помощью серий химически управляемых «переключателей», которые «включают» и «выключают» гены или группы генов.
Способ приспособления частей живых организмов к функциям целого, а также явная целенаправленность структуры и поведения живых организмов могут быть объяснены случайными генетическими мутациями, за которыми следует естественный отбор; при этом отбираются гены, увеличивающие способность организма выживать и воспроизводить; вредные мутации исключаются. Так неодарвинистская теория эволюции может объяснить целенаправленность; совершенно необязательно предполагать, что здесь участвуют какие-либо таинственные «витальные факторы». Очень мало известно о функционировании центральной нервной системы, но со временем, благодаря успехам биохимии, биофизики и электрофизиологии, станет возможным объяснить то, что мы называем разумом, на языке механизмов физико-химических процессов в мозге. Таким образом, живые организмы в принципе полностью объяснимы в терминах физики и химии. То, что мы сегодня не понимаем в механизмах развития и в деятельности центральной нервной системы, является следствием невероятной сложности этих проблем; но теперь, вооруженные новыми мощными концепциями молекулярной биологии и компьютерными моделями, мы можем взяться за решение этих задач в таких масштабах и такими способами, которые раньше были недоступны.
В свете прошлых успехов вполне понятны оптимизм и уверенность в том, что все проблемы биологии могут быть до конца решены с позиций механистического подхода. Но реалистическая оценка перспектив механистического объяснения должна опираться на нечто более серьезное, нежели историческая экстраполяция; такая оценка может быть сформирована только после рассмотрения важнейших проблем биологии и способов, которыми они предположительно могут быть решены.
Проблемы морфогенеза
Биологический морфогенез можно определить как «появление характерной и специфической формы в живых организмах»[17]. Первая проблема есть именно та, что форма обретает существование. Биологическое развитие эпигенетическое: появляются новые структуры, которые не могут быть объяснены как результат развертывания или роста структур, которые уже присутствуют в яйце в начале развития.
Вторая проблема состоит в том, что многие развивающиеся системы способны регулировать, другими словами, если часть развивающейся системы удаляется (или если добавляется дополнительная часть), система продолжает развиваться таким образом, что образуется более или менее нормальная структура. Классическая демонстрация этого явления была проведена в 1890-е годы Г. Дришем в его экспериментах на эмбрионах морского ежа. Когда одну из клеток очень молодого эмбриона на двухклеточной стадии развития убивали, из оставшейся клетки развивалась не половина морского ежа, но совершенно целый морской еж, хотя и меньшего размера. Точно так же маленькие, но целые организмы развивались после разрушения любых одной, двух или трех клеток эмбриона на четырех-клеточной стадии. Напротив, после слияния двух молодых эмбрионов морского ежа развивался один гигантский морской еж[18].
Регуляция была продемонстрирована на многих развивающихся системах. Однако в процессе развития организма эта способность утрачивается, когда определяется судьба его отдельных частей. Но даже в системах, где эта детерминированность имеет место на ранней стадии, например в эмбрионах насекомых, регуляция может осуществляться после повреждения яйца (рис. 1).
Результаты такого типа показывают, что развивающиеся системы движутся к морфологической цели и что они обладают некоторым свойством, которое определяет эту цель и позволяет им достичь ее, даже если части системы удалены и созданы препятствия для нормального хода развития.
Рис. 1. Пример регуляции. Слева — нормальный эмбрион стрекозы Platycnemis pennipes. Справа — небольшой, но полноценный эмбрион, полученный из задней части яйца, перетянутого в середине вскоре после его откладывания (из Weiss, 1942)
Третья проблема — это регенерация, то есть способность организмов заменять или восстанавливать поврежденные структуры. Растения обнаруживают удивительно широкий диапазон возможностей регенерации, и то же можно сказать о низших животных:
например, если плоского червя разрезать на несколько кусочков, из каждого может вырасти целый червь. Даже многие позвоночные обладают поразительными способностями к регенерации: например, если хирургическим путем удалить линзу из глаза тритона, из края радужной оболочки вырастает новая линза (рис. 2); при нормальном эмбриональном развитии линза образуется совершенно другим путем, из клеток кожи. Этот тип регенерации был впервые обнаружен Г. Вольфом. Он умышленно выбрал такой вид повреждения организма, который не мог случайно произойти в природе; поэтому такой регенеративный процесс не мог быть предметом естественного отбора[19].
Рис. 2. Регенерация линз из границ радужной оболочки глаза тритона после хирургического удаления природной линзы (Needham, 1942)
Четвертая проблема — это просто сам факт воспроизведения: отдельная часть родительского организма становится новым организмом, часть становится цел
|
|
|
