Владимир Воейков
Большое спасибо, дорогие друзья и коллеги! Называю коллегами, потому что все мы и все вы- учим и учимся, поэтому, в каком-то смысле, коллеги.
Владимир Воейков
Вот, даже читая эту лекцию, очень надеюсь, что я вынесу из общения с вами что-то новое для себя лично. И очень бы хотелось верить, что мне удастся донести до вас- в моей лекции будут какие-то совершенно новые вещи, которые только недавно появились вообще в научной литературе, и они мне кажутся очень важными для развития нашего мировоззрения.
Хотя название лекции такое научное очень, но тем не менее оно имеет отношение к нашей- вообще, то, о чем я буду говорить,- к нашему мироощущению в целом.
Ну и во-первых, я хотел бы выразить свою благодарность, к сожалению, здесь отсутствующей, Ирине Михайловне Карповой и Геннадию Викторовичу, благодаря которым я оказался здесь, в Воронеже. В Репном уже в третий раз, если не ошибаюсь. И испытываю большое удовольствие от общения со слушателями школы эффективных коммуникаций, которая ими организована.
Вот я назвал свою лекцию «Прогрессивная эволюция живого основана на естественной способности водных систем к самоорганизации». И в этой лекции я попытаюсь скрестить в каком-то смысле- для биологов, для моих коллег биологов, иногда это кажется странным- ежа и ужа, то есть две такие совершенно разные вещи, потому что об эволюции говорят на одних курсах, на одних кафедрах, а о водных системах, вообще говоря, почти нигде и не говорят, несмотря на то, что — я вот дальше подчеркну, что вообще жизнь без воды не бывает, и все мы, если нас так обобщить, то мы все в значительной мере представляем собой сложные очень и активные, я надеюсь, водные системы.
Ну вот об этом я дальше и буду говорить. Так вот, я хотел бы начать с проблемы эволюции. И процитировать здесь одного из крупных очень эволюционистов XX века Феодосия Добжанского. Это американский ученый российского происхождения, очень хорошо известный. И его знаменитое высказывание: «Биология приобретает смысл только в свете эволюции». То есть, другими словами, биология, на самом деле, на любом уровне изучения живых систем- это развивающиеся системы. На уровне, когда, правда, говорят слово «эволюция», то подразумевают развитие и изменение биосферы в целом в истории отдельных организмов, видов, семейств, отрядов и так далее. Но и каждое живое существо, включая нас с вами эволюционирует. Каждый из нас начался с некой, почти не оформленной, маленькой клеточки, яйцеклеточки, которая соединилась с другой очень маленькой клеточкой. И вот в процессе нашего внутреннего индивидуального развития, которое тоже можно назвать эволюцией, вот появились такие замечательные слушатели, которые собрались в этом зале.
Вот биология приобретает смысл только в свете эволюции. Ну, конечно, слово «эволюция» как и любой другой научный термин вообще несет разный смысл и разные люди вкладывают в это слово разные значения. На самом деле , что такое эволюция? Имеются две основных и альтернативных концепций эволюции живых систем, как здесь написано (на экране). Первая концепция та, которая всем, кто так или иначе кончал школу вообще и интересуется окружающим миром сегодня, всем хорошо известна -дарвиновская концепция эволюции. Хотя, на самом деле, это не дарвиновская, и чуть-чуть я об этом скажу, а это некая модификация дарвиновской теории, которая называется «Неодарвинизм», или синтетическая теория эволюции. И, в общем, эта концепция эволюции подразумевает изменение во времени. По большому счету она претендует на название моей лекции «прогрессивная эволюция», прогрессивное развитие, повышение уровня организации, но по большому счету она описывает просто-напросто изменения. И, собственно, книжка первая Дарвина — о ней чуть попозже- она не претендовала исходно на то, что мы имеем в виду, говоря слово «эволюция»: от простого к сложному, от неопределенного к определенному, от не дифференцированного к дифференцированному и так далее.
Значит, мы все хорошо знакомы с дарвиновской концепцией эволюции. В школе проходили, и кто как-то связан с университетами, слушали соответствующие курсы и в университете, как и я, и как мои студенты, которых я учу, они тоже слушают вот эту вот самую дарвиновскую концепцию эволюции.
Но была гораздо более ранняя, на пятьдесят лет раньше с публикации книги Дарвина «Происхождение видов», была выдвинута концепция эволюции французским зоологом, французским биологом, более того, биологом он сам себя назвал, Жан Батист Ламарк. Это человек, который, помимо всего прочего, еще внес в научный обиход вообще слово «биология». До Ламарка слова «биология» не было, Ламарк был тот, кто впервые произнес слово «биология». Об этом чуть позже. И вот концепция Ламарка, она с самого начала подразумевает эволюцию в том смысле, который мы подразумеваем, употребляя это слово- это развертывание из чего-то такого еще скрытого потенциального развития. Вот ламарковская концепция эволюции.
О ней я сегодня буду довольно много говорить, тем более, что, к сожалению, до последнего времени с ламарковской концепцией эволюции - она практически не освещалась ни в популярной литературе, ни в учебно-научной литературе, ни в научной литературе.
Сегодня доминирует, продолжают доминировать, в сознании у образованных людей, теория эволюции, которая называется «Неодарвинизм», и вот я думаю, что многие из вас встречались с этой книгой, может быть даже видели эту книгу. Книга американского специалиста по поведению животных, эволюционного биолога Ричарда Докинза, которая вышла впервые в 1976-ом году и разошлась по миру в миллионных экземплярах. Называется эта книга «Эгоистичный ген». Вот в этой книге Ричард Докинз утверждает, что в наши дни теория эволюции подразумевает дарвинизм - вызывает примерно столько же сомнений, сколько теория о вращении Земли вокруг Солнца.
В одном смысле он прав, безусловно, теория эволюции- сегодня без нее биологии не существует, я сразу хочу сказать, что то, что как бы считается альтернативой теории эволюции, так называемый креационизм, но, безусловно, не может его заменить. Здесь нет никаких вопросов. Но вопрос, какая теория эволюции вызывает примерно столько же сомнений, сколько теория о вращении Земли вокруг Солнца. Он имел в виду только дарвинизм, и только дарвинизм, а я хочу вам показать, что не только и не столько дарвинизм является истиной теорией эволюции.
Я думаю, что вряд ли бы мне удалось эту лекцию прочитать еще лет 10-15 назад, потому что, как писал Ричард Докинз,- дарвиновская теория эволюции не вызывает никаких сомнений.
А вот здесь (на экране) я привожу первую страницу из дебатов, которые были опубликованы в журнале “Nature “ 9 октября, четырнадцатого года, то есть всего ничего времени прошло, и эти дебаты, дискуссии в науке, на самом деле, в последние сто лет были публичные не очень-то развиты. И вот сегодня снова произошло возрождение возможности людей обсуждать альтернативные точки зрения в науке. И вот эти дебаты, которые были опубликованы в этом журнале, представляют две точки зрения: одна точка зрения консервативная- заголовок «Требует ли пересмотра эволюционная теория?» - та самая, о которой говорит Докинз, дарвиновская теория, и консервативные представители биологической науки, их подавляющее большинство, в общем, еще в четырнадцатом году, говорили: «Да нет, все и так в порядке, никакого пересмотра нет».
Но с другой стороны есть новая точка зрения, которую высказывают не менее авторитетные биологи, крупные специалисты в разнообразных общебиологических вопросах, молекулярно-биологических вопросах, вопросах молекулярной генетики, которые утверждают: “Yes, ungently” - Да, немедленно требуют пересмотра эволюционной теории. И это опубликовано ни в каком-то второстепенном, так сказать, маргинальном издании, это опубликовано в журнале “Nature “, который является общепринятым лидером научной литературы, и в первую очередь биологической литературы в мире.
Значит, что должно пересматриваться? Авторитетные ученые говорят о том, что немедленно требует пересмотра эволюционная теория, теория Дарвина или ее вариант современный, который называется «Неодарвинизм».
Напомню о том, что эта теория из себя представляет. Дарвин, на самом деле, - великий ученый девятнадцатого века, великий биолог девятнадцатого века, это ни у кого не вызывает сомнения. Он опубликовал свою книгу, знаменитую, которая вообще породила не только в биологии взрыв интереса, но и в целом в обществе, буквально массу диспутов, дискуссий, возбуждение, которое длится уже более чем 150 лет вокруг этой самой книги, этой теории. Он в 1859 году опубликовал книгу- вот ее обложка (на экране), которая называлась «О происхождении видов путем естественного отбора...», о происхождении видов, вообще, то есть фактически о разнообразии биологическом эта книга, чему она посвящена, « ...или Сохранение пользующихся преимуществом рас в борьбе за жизнь».
Вот это вот «сохранение пользующихся преимуществом рас в борьбе за жизнь»- такая длинная фраза- на сегодня сводится к двум словам: или сохранение наиболее приспособленных в результате естественного отбора. Вот, что, собственно, имеется в виду- слова: «происхождение видов, благодаря естественному отбору». И вот его книга, книга Дарвина, которая, должен вам признаться, - книга «Происхождение видов»- очень немногими моими коллегами, кто занимается биологией, прочитана как первоисточник, как правило, мы в своем и образовании, и в своем учении знаем о том, что писал Дарвин, уже исходя из переработки его книг, каких-то вариантов предложенных и так далее. Ну вот я взял труд прочитать его книгу. И вот из последней части этой книги, где он резюмирует все, что он сделал, он пишет: «Эти прекрасно построенные живые формы, столь отличающиеся одна от другой и так сложно друг от друга зависящие, были созданы, благодаря законам, которые теперь еще действуют вокруг нас».
Какие же, собственно, законы, которые действуют вокруг нас? Собственно, что из себя представляет дарвиновская теория? Вообще, любая истинная научная теория основывается на ограниченном числе неких постулатов, которые принимаются как самоочевидные вещи, ну, в физике, скажем,- закон сохранения энергии, закон сохранения вещества- это и есть такие постулаты, от которых мы дальше отталкиваемся, и строится существенная часть здания физики. Но, сели Дарвин предложил теорию, то эта теория тоже должна основываться на неких постулатах, и из этих постулатов дальше уже следуют какие-то выводы, предсказания и соображения. То есть эти постулаты, эта теория, она служит основанием для нашего понимания системы в целом.
Значит, вот какие постулаты предложил Дарвин. Что это за законы создания живых организмов? Постулат первый, на самом деле, ну вот здесь он вторым написан, - это наследственность. Живые организмы оставляют потомство, это потомство.., в общем, от рябины не получаются апельсины, как известно. Наследственность- она позволяет получать потомство, которое в значительной мере, в существенной мере иногда очень близко соответствует свойствам родителей. Это явление называется наследственностью и никто его отрицать не может. Это есть постулат.
Другой вопрос- каковы механизмы этой наследственности- это уже следующие вопросы, но само по себе явление наследственности вопросов не вызывает. Но родители дают потомство, даже если это просто деление пополам бактериальной клетки, потомство никогда не бывает абсолютно идентично прародителям. Всегда есть какое-то изменение в большей степени, в меньшей степени относительно родителей, и это изменение называется «изменчивость». Значит, есть наследственность, есть изменчивость. В принципе «изменчивость»- это по-латыни «мутация». Значит изменения, мутации, и за счет чего получается эта изменчивость. Вот вокруг этого идут очень серьезные споры, о которых мы дальше будем всерьез говорить.
Но неодарвинизм, сегодняшняя синтетическая теория эволюции, утверждает, что существуют только случайные изменения, случайная изменчивость. Что это значит? Забегая вперед, потому что будем говорить все больше и больше. То есть изменчивость в потомстве никак не связана с тем, что… я имею в виду, что не несет никакого смысла исходного. Изменчивость не направлена, изменчивость не нацелена на приспособленность к изменившимся условиям окружающей среды, это и есть некая случайная изменчивость. У кого-то эта изменчивость обеспечивает их лучшей приспособленностью к существующим условиям окружающей среды, у кого-то худшая приспособленность к условиям окружающей среды. Но дальше включается, согласно, третьему важнейшему постулату Дарвина, без этого постулата его теория, над которой он работал 30 лет до опубликования, не была опубликована, это третий постулат- стремление всех живых организмов к размножению в геометрической прогрессии при дефиците ресурсов.
Ну, может быть, вы помните, кто-то знает, наверняка, что это не выдумка Дарвина, а он взял эту концепцию, постулат, он просто его заимствовал у английского экономиста Мальтуса, который совершенно не имел в виду никакую биологию, никакие виды, растения, животные. Он говорил в конце XVIII – начале XIX века о проблемах, которые были связаны с экономическими условиями в Великобритании, что низшие классы очень быстро размножаются, тем самым, с точки зрения Мальтуса, ухудшают условия своего существования, потому что ресурсов на всех не хватает.
Но я не буду сейчас углубляться в эту вещь, потому что, когда Дарвин прочитал книжку Мальтуса, то ему пришла в голову идея, мысль, что это и есть движущая сила реально этого самого появления нового вида, новых форм, что живые организмы размножаются в условиях дефицита ресурсов, и это порождает борьбу за жизнь между народившимися потомками, которые имеют изменения относительно своих предков, между ними возникает борьба за жизнь, и приводит это к естественному отбору в результате которого, в результате этого естественного отбора, выживают наиболее приспособленные, сильнейшие в данных условиях существования этой популяции живых организмов. В результате, как он пишет, происходит расхождение, то есть появляется мутаций много разных. И одни приспособлены по одной причине, другие по другой, третьи по третьей, возникают новые расы, из которых возникают новые виды и так далее. Менее приспособленные вымирают, менее улучшенные формы, и таким образом происходит совершенствование за счет вот этого механизма, основанного на трех постулатах, таким образом происходит, с точки зрения Дарвина, совершенствование видового состава той экосистемы, которая существует на данной территории, например.
Ну, дальше эти принципы никуда не деваются, они продолжают работать. Поэтому вот стрелочка показывает (на экране), что снова крутится эта система, вращается, и тем самым происходит изменение различных видов, появляются новые виды и так далее, и так далее. Собственно, это и есть квинтэссенция теории Дарвина.
Вот здесь вот выделено слово (на экране) «случайные» и со знаком вопроса. Дарвин сам не был уверен, что мутации случайны. И более того, он принимал во внимание возможность, что изменения у потомков могут происходить не случайно, а в результате действия конкретных факторов окружающей среды на их родителей, и потомки могут наследовать- то, о чем мы дальше будем говорить,- так называемые приобретенные, благоприобретенные их родителями признаки. И вот это то, за что даже самые преданные Дарвину его сторонники его упрекали. Они упрекали его за то, что Дарвин был не совсем логичен, исходил из того, что на самом деле изменчивость может быть направленной, а не только не направленной. И, собственно, чем принципиально отличается неодарвинизм от дарвинизма, что слово «направленные мутации» было вычеркнуто полностью из обихода, из дарвиновской теории, и было постулировано, что все мутации достаточно случайны.
Но так или иначе, поскольку движущей силой было стремление организмов к размножению в условиях дефицита ресурсов, и между ними возникала борьба за существование или борьба за эти ресурсы и так далее, то вот кончается его книга такой фразой, которая, надо сказать, не всегда вселяет оптимизм, если так внимательно смотреть на теорию Дарвина: «Итак, из борьбы в природе, и голода, и смерти непосредственно вытекает самый высокий результат, который можно представить себе - образование высших форм». С моей точки зрения, не совсем логично, как из этой машины могут высшие формы появляться? То, что разнообразие появляется, в этом нет никакого сомнения. Но то, что эволюция должна идти к повышению уровня организации от низших форм к высшим формам, вот и шло до последнего времени очень много споров именно на эту тему.
Вот это теория Дарвина. Многие биологи, как только она появилась, причем крупнейшие биологи, они были с самого начала с Дарвиным не согласны. Ну, например, такой был основатель науки эмбриологии Карл Эрнст фон Бэр, который был академиком Петербургской Императорской Академии Наук, действительно, основатель эмбриологии, и он написал, что, в общем- то, при всем моем уважении к Дарвину как к биологу, не может согласиться с его теорией, там из нее как бы не следует образование вот этих самых высших форм. Теория Дарвина с точки зрения Бэра не работала. И он был не единственный. Не буду перечислять фамилии крупных биологов.
Ну, потом было сказано, что появляется новая абсолютно теория, и она вызывает отторжение у консервативных кругов. И так или иначе, дарвиновская теория была воспринята.
Работает ли эта дарвиновская теория, действительно ли, исходя из этих трех принципов, из этих трех постулатов образуются высшие формы?
Вот анализ этой теории и сопоставление того, что происходит в реальной природе, говорит о том, что теория работает.
Она работает в каком смысле? Значит, существует, например, если мы возьмем многоклеточный организм — организм животных, организм человека и так далее. Значит, он состоит из живых организмов, клеток, разнообразных клеток, популяций клеток и так далее. Клетки делятся в организме. Наследственность: от печеночных клеток получаются печеночные клетки, с фибробластов получаются фибробласты- есть наследственность. Есть ли изменчивость при делении клеток? Изменчивость, вообще говоря, есть. А есть ли третий пункт- размножение, стремление клеток размножаться в геометрической прогрессии в условиях дефицита ресурсов? К великому сожалению, это случается иногда. И когда это случается, потому что в организме, вообще-то говоря, ресурсов вполне достаточно для нормального существования этих клеток, которые будут делиться только тогда, когда это нужно организму в целом или когда нанесены какие-то повреждения, надо реконструировать, надо регенерировать и прочее. Но случаются какие-то сбои, и какие-то клетки начинают делиться согласно принципу Мальтуса, начинают размножаться сначала в слабой геометрической прогрессии, потом все в большей и большей геометрической прогрессии в условии дефицита ресурсов, и, к великому сожалению, мы знаем это явление- это явление называется «злокачественный рост». При этом в ходе злокачественного роста идет эволюция, но эволюция в какую сторону? Это эволюция- медики называют ее «прогрессия злокачественных опухолей». То есть, если в начале, только народившиеся опухолевые клетки еще похожи на своих родителей и дифференцированы, могут выполнять свои какие-то специфические функции нужные для организма в целом, то в дальнейшем они становятся все менее и менее дифференцированными и у них остается только две основные функции, которые позволяют им выполнять мальтусовский принцип: продолжают размножение и потребление ресурсов, причем, кстати говоря, крайне не эффективное потребление ресурсов. Вот между собой эти злокачественные клетки, кстати говоря, борются очень активно, не даром там много некрозов и так далее.
Но когда говорим о таком примере, о прогрессе злокачественных опухолей, то мои коллеги иногда начинают возражать, что речь-то шла об эволюции отдельных видов, так сказать, эволюция на уровне популяций, как мы можем это сводить к организму?
Ну, хорошо, перейдем на уровень популяций. И оказывается, что на уровне популяций, на уровне отдельных индивидуумов, на уровне отдельных животных так же теория Дарвина, в том варианте, который я вам предложил, на основе постулатов, она тоже работает. Это явление, которое нам известно, на самом деле, называется «патологические популяционные волны». Когда какие-то виды животных, какие-то индивидуумы, которые вполне нормально существуют, ну немножко повышается их численность, волны численности бывают повышаются, потом понижаются, в следующий год больше, потом меньше, но так или иначе, они вписаны в экосистему, в экологическую систему. И вдруг что-то происходит, и идет патологическая популяционная волна — гигантское нарастание численности каких-то живых организмов. И вот это явление до конца не очень изучено. Но вот на примере одного вида, на примере саранчи, оно изучено очень неплохо.
До где-то тридцатых годов считалось, что существует два вида саранчи. Справа (на экране) вид саранчи, которая называется «саранча пустынная», а слева — это саранча «перелетная». И считалось, что это два разных вида саранчи. Был такой российский биолог Уваров, который работал в Африке, и он занимался изучением биологии, поведения вот этой вот самой пустынной саранчи, вот этой зелененькой. Кстати говоря, какие-то варианты этого вида и в нашей тоже обитают природе. Видели, наверное, встречали изредка такие вот большие, крупные зеленые насекомые, похожие на кузнечиков. Но они гораздо более вялые, чем кузнечики и так далее.
Ну и, в общем, этот отдельный вид со своим поведением, со своими особенностями. А вот здесь, слева (на экране)- это жуткое, страшное, видите, вот здесь картинка - летит это стадо чудовищное, совершенно отличаются по морфологии, по поведению, по всему от этой самой пустынной саранчи — перелетная саранча. Ну и - времени не так много, не буду рассказывать- получилось так, что наш энтомолог Уваров открыл, что, если собирать- он собирал, естественно, этих зеленых крупных насекомых для того, чтоб их изучать, сажал их в инсектарий, и если вдруг их плотность, когда их собирали вместе, повышалась выше определенной численности, они продолжали там потихонечку размножаться, то вдруг следующее поколение приобретало уже... чуть -чуть желтело, и немножко менялось его поколение. Поколение второе, после этого, становилось еще более красным. Третье поколение- это было то, что уже вообще считалось другим видом. Они превращались в перелетную саранчу. То сеть, другими словами, он открыл явление, кстати говоря, видообразования. Но потом сказали, конечно, что это не есть видообразование, это есть морфогенез в специфических условиях и так далее. Мы еще, немножко дальше, вернемся к этому явлению.
Но что здесь происходит? Вот эта самая перелетная саранча- это та самая саранча, которая полностью отвечает всем дарвиновским постулатам, включая важный мальтусовский принцип- принцип стремления к размножению в геометрических прогрессиях в условиях дефицита ресурсов, когда, кстати, нарастает биомасса чудовищно совершенно. Но, чем дело здесь кончается? Если с раковой опухолью дело кончается, как правило, гибелью хозяина вместе с этой опухолью, естественно, никаких новых видов клеток не появляется, я имею в виду более высоко развитых, то саранча- это открыли французские зоологи- начинает двигаться. Вот она поднялась на крыло и полетела в одном единственном направлении по вектору. Они не летят в поисках пищи. Попался по дороге оазис, попалось по дороге поле- они сели, наелись и полетели снова по этому самому вектору. Куда бы ни полетели, они оказываются в океане, в пустыне, и там они исчезают. В общем, вот это открыли французы- Реми Шовен- были его книжки, совершенно замечательные. И таким образом он появляется, этот вид, и ничего из этой перелетной саранчи, птичек не получается, то есть следующего развития уже нет. Просто произошло преобразование одного вида в другой, и этот вид погиб. Так вот работает теория Дарвина в природе.
Таким образом при реализации модели Дарвина осуществляется эволюция, только эволюция не как развитие- то есть повышение уровня организации, а как инволюция, то есть упрощение и снижение уровня организации, которая в конечном тоге приводит к смерти.
И вот, когда я, не будучи, вообще говоря, профессиональным эволюционистом, - я, вообще, по своему образованию биофизик, занимаюсь биохимией, молекулярной биологией, биоорганической химией, но я кончал биологический факультет, и никуда не денешься- всю общую биологию любой биолог должен знать и над ней размышлять. И вот, когда я вот эти принципы Дарвина поставил в ряд и вывел вот эти вещи, то дальше, читая литературу, я обнаружил, к счастью великому- сначала к сожалению для себя, потом к счастью- я обнаружил, что я, конечно, не был первым, поняв и увидев, как работает теория Дарвина.
Во здесь есть цитата из книжки Петра Алексеевича Кропоткина (на экране), который нам известен- ну, старшему поколению- как один из крупных анархистов, лидеров анархистского движения,а на самом деле он был совершенно великолепным натуралистом- Кропоткин. И вот написал он еще в XIX веке книгу. Она была издана в Петербурге в двадцать втором году: «Взаимная помощь среди животных и людей, как двигатель прогресса». У него была своя идея эволюции, у Петра Алексеевича Кропоткина, он исходил из того, что прогресс или эволюция прогрессивная, она осуществляется благодаря взаимодействию, а не благодаря конкуренции внутривидовой, межвидовой и так далее. Это была его идея. И вот он здесь написал: «Если бы эволюция животного мира была основана исключительно или даже преимущественно на переживании наиболее приспособленных в периоды бедствий <...>,- ну и так далее, - то регресс, а не прогресс были бы общим правилом в животном мире».
Вот это он сказал. А до него еще сказал- это тоже я случайно наткнулся в литературе, потому что эту статью далеко не всегда можно найти- Николай Григорьевич Чернышевский- тоже, может быть кому-то известен, он вообще был человек таких взглядов радикальных, но когда в России появилась теория Дарвина тоже там возникли споры, были Тимирязев, Ковалевский, были категорически «за», а Чернышевский сказал примерно то же самое, что потом, не зависимо от него, сказал Кропоткин.
То есть мысль о том, что дарвиновская модель ведет не к прогрессу, а к регрессу, - это не моя выдумка. А просто я как бы переоткрыл то, что было сделано до меня.
Это вот та самая теория, которая, по словам Докинза, на самом деле, если в ней сомневаться, то надо сомневаться в том, что вокруг чего вращается: земля вокруг солнца или солнце вокруг земли. Но вот получается, что если говорить о конкретном варианте эволюционной теории, Дарвиновской теории, то тут уже начинаешь сомневаться, что вокруг чего может вращаться, по большому счету. Но, тем не менее, эволюция, как мы знаем, она во всей истории биосферы, она прогрессивна, она не деградация, а, наоборот, - повышение уровня организации. И вот первая теория эволюции, которая была выдвинута Жаном Батистом Ламарком в конце XVIII- по большей части в начале XIX века, - эволюция- это результат присущего живым организмам стремления к прогрессивному развитию. То есть это его фактически констатация факта. То есть организмы от низших к высшим развиваются благодаря их внутренним свойствам, внутренней потребности, а не потому что существуют какие-то не связанные с их непосредственной жизнедеятельностью факторы, и вот происходит какой-то безличный отбор.
И ламарковский принцип эволюции, теория эволюции, также была основана на двух постулатах: первый- это принцип самосовершенствования- постулат. Он просто постулировал, что любой живой организм по внутренним причинам стремится к развитию. Условно говоря, никто не заставляет эмбриональную клетку превращаться во взрослый организм. Это ее внутреннее свойство, это ее программа. Откуда-то — это второй вопрос- откуда она взялась, как разворачивается и так далее. Но так или иначе, нет внешней силы, которая бы каждый этап запускала, формировала и так далее. То есть это возникновение сложного организма из яйцеклетки сильно отличается от возникновения автомобиля из железной руды и прочих пластиков, и так далее, и так далее. Это делают, он не сам развивается. «Это природа одарила животных- он пишет- способностью усложнять и постепенно совершенствовать свою организацию».
Дарвин, безусловно, знал работы Ламарка очень хорошо. И вот против этого принципа он явным образом выступал, особенно до того, как опубликовал свою книгу. Он сказал, что я не могу себе представить, откуда берется эта способность усложнять, откуда берется это стремление? Ну а потом последующие стали обвинять Ламарка в витализме- наличии каких-то там мистических сил и так далее. В этом смысле теория Ламарка, эволюционная, она была потом еще в борьбе виталистов и механицистов биологии, вот этот пункт был поставлен на второй план.
Хотя, вдумайтесь, природа одарила животных способностью постепенно усложнять и совершенствовать свою организацию. Но каждый из нас этим занимается или, по крайней мере, стремится к этому. Если мы хотим, чтобы у нас были развиты мышцы и все такое прочее, мы чем занимаемся? Мы занимаемся тем, что активно работаем над собой. Если мы хотим, чтобы у нас была лучше память, нужно делать соответствующие тренировки и так далее. То есть, по большому счету, пункт первый — он именно постулат, он самоочевиден. Если ты стремишься повысить уровень своей организации, то делаешь то-то и то-то, если ты не делаешь то-то и то-то, то эти органы, ткани атрофируются, ослабляются и так далее. Самоочевидные вещи.
Но какое это может иметь отношение к эволюции? А к эволюции это может иметь отношение, только если что-то такое развилось и передалось по наследству потомству. И вот отсюда второй пункт- принципы наследования благоприобретенных признаков.
Отсюда знаменитый пример Ламарка, над которым потом, вообще говоря, все очень смеялись. Но смеется хорошо тот, кто смеется последний. По поводу жирафа. Я думаю, все помните, почему у жирафа такая длинная шея? Потому что жирафы стремились питаться листиками, которые растут все выше и выше, это их особая экологическая ниша, и поэтому в поколениях шея вытягивалась, вытягивалась. Подавляющее большинство неодарвинистов использовали этот пример Ламарка для издевательства над ним. Ну почему- это уже другой вопрос.
Но принцип наследования благоприобретенных признаков - это что значит- признаки, возникшие у животных в результате собственной активности или из-за ее отсутствия, могут наследоваться и закрепляться в поколениях.
Надо сказать, что Ламарк не выдумал этот принцип. Это было общее, так сказать, мнение всех биологов того времени. И тот же самый Дарвин. Абсолютно не подвергался принцип наследования благоприобретенных признаков. В 1877 году в “Nature “ он опубликовал статью, довольно интересную, как раз касающуюся этого принципа. Он описал явление собак, каких-то породистых, которые жутко боялись мясника. Почему? Ну это Англия, там у них родословная этих собак была очень хорошо известна. И вот прадеды тех собак, которые боялись мясника, они получили от мясника крупные неприятности- он их сильно побил- так вот следующее поколение, еще следующее поколение и третье поколение боялось этого мясника, хотя мясник бил только дедушек или прадедушек. Это статья Дарвина, опубликованная в журнале “Nature “.
Принцип наследования приобретенных признаков, или благоприобретенных признаков — это не выдумка Ламарка. Это была общая точка зрения в течение практически всего XIX века.
Почему была отвергнута эта точка зрения? При переходе в XX век от дарвинизма к неодарвинизму. Потому что был такой известный крупный ученый, германский, Август Вейсман, который решил экспериментально проверить- наследуются ли эти признаки приобретенные или не наследуются. Может, кто-то из вас слышал по поводу замечательных опытов, которые ставил Вейсман. Он брал мышей или крыс и отрубал им хвосты. Первое поколение- отрубает хвосты- вырастают с хвостами, второе- вырастает с хвостами, третье, четвертое, пятое… И тем самым доказал, что благоприобретенный признак отрубания хвостов не наследуется.
Ну, вообще-то говоря, он мог бы посмотреть, скажем, некие традиции у евреев и у мусульман, которым приходится каждое поколение каждый раз заниматься обрезанием. Как-то не наследуется. Но он, будучи биологом, поставил это на животных. Можно назвать отрубание хвостов благоприобретенным признаком. Ведь это не есть проверка Ламарка. Ламарк говорил о том, что наследуются признаки, которые возникают в результате собственной активности живых организмов, направленных на выживание в данных условиях среды и так далее.
Так вот, после того, как был отвергнут этот принцип в течение всего XX века- принцип наследования благоприобретенных признаков- отвергался подавляющим большинством биологов, кроме тех, которые работали, между прочим, в Советском Союзе, но это другая страна, и об этом можно целую лекцию читать. Кто-то об этом знает. Ну вот у нас была такая популяция биологов, которая как раз тогда другую точку зрения исповедовала. Но мировая наука эволюционистская: синтетическая теория эволюции исходила из того, что изменчивость, обусловленная лишь случайными ненаправленными мутациями, а эволюция- естественным отбором счастливцев.
Но наступил XXI век. И вот я хотел бы вам сказать, что с наступлением XXI века, начиная примерно с двухтысячного года, а мы сейчас всего-навсего в 2016-ом году, накопилось критическое число результатов в мировой литературе, которые говорят о том, что эти самые приобретенные признаки могут наследоваться. И они-таки наследуются. Именно поэтому я вот начал с статьи в журнале “Nature “, где “Yes, ungently”- необходимо срочно пересматривать теорию- говорят одни, а другие говорят- да нет, все в порядке, так сказать, будем продолжать все, как раньше. Почему? На основании чего? Потому что появилась масса данных, свидетельствующих о том, что на самых разных уровнях организаций- от бактерий, по большому счету, до человека, хотя вот последних опытов не так много, биологи все-таки человеком меньше занимаются, чем, естественно, животными.
Я вам приведу всего один пример, очень яркий, который заставляет, на самом деле, нас задуматься и о, так сказать, биологии человека тоже или, я бы даже сказал, об эталоне поведения человека, который был опубликован- вот опять ссылаюсь на авторитетнейший журнал- в “Nature “ меньше двух лет тому назад. «Возвращение Ламарка: благоприобретенный условный рефлекс- страх перед запахом- передается по наследству». Был поставлен эксперимент, в котором сочетали павловский- выработку условного рефлекса- с наблюдением, что там происходит в потомстве. Брались мыши. Им в клетку запускали запах достаточно безобидного вещества пропанола или ацетофенона- совершенно безобидные, не ядовитые вещества в низких концентрациях, и били их электрическим током. Ну, не убивали, а неприятный рефлекс вырабатывали. Чисто павловский- выработка условного рефлекса. Потом, когда этим животным в клетку запускали воздух с соответствующим запахом, они вели, как будто их бьют электрическим током: прятались, боялись, убегали и просто скрывались из виду и так далее. Это ничего нового, сто лет тому назад Иван Петрович открыл вот эту возможность приобретения выработки условных рефлексов. Затем этих мышей, у которых выработался условный рефлекс, их спаривали с самками, у которых не было, естественно, никаких страхов, ничего. Потомство просто под действием запаха тоже вело себя так, как отцы, как родители. Снова скрещивали, второе поколение, получали потомство- тоже вело себя так, как родители, как деды, в данном случае. Если дедов приучили бояться пропанола, то второе поколение боялось пропанола. Если это ацетофенон, то второе поколение боялось ацетофенона. Если у дедов не вырабатывали условный рефлекс, они не боялись ни ацетофенона, ни пропанола.
Первый вопрос, который возникает, - может, их научили дедушки, а дедушки их пап, а папы научили их потомство? Нет. Даже при искусственном оплодотворении, когда брали у дедов сперму и оплодотворяли яйцеклетки у самок, все равно этот рефлекс передавался. Более того, там, я не буду вдаваться в подробности, там менялась и цитология головного мозга, ну, в общем, был проведен серьезный анализ. Действительно, менялась в целом вся биология этих животных под действием этого, на самом деле, благоприобретенного признака, в отличие от Вейсмана. Запах для этих мышей служил индикатором опасности, индикатором неприятности. Они, когда чувствовали этот запах, они знали, что нужно куда-то прятаться, убегать и все такое прочее. Вот это вот, с точки зрения поведенческой,- это благоприобретенные признаки.
Ну, вообще говоря, эта работа вызвала очень мощный отклик, никто ее сомнению не подвергает, потому что она была сделана очень качественно, очень чисто, но дальше, подумайте сами, попробуйте перенести выработку этих условных рефлексов на поведение человека и его потомства. Это очень важно. Можно выработать условный рефлекс у дедов, прадедов- он будет передаваться. Кстати говоря, вопрос- на сколько поколений? На других видах- до десятков, сотен поколений передаются вот эти самые благоприобретенные признаки. За счет чего это происходит? Ну это совсем уже — каковы молекулярные механизмы этой передачи- но это не предмет этой лекции, безусловно, это специальные вопросы, они, в общем, сегодня открываются, решаются и так далее.
Ну вот, произошла, можно сказать, сегодня реабилитация Ламарка. Реабилитация в том смысле, что живые организмы вырабатывают новые свойства у себя, причем, целенаправленно вырабатывают новые свойства в ответ на действие факторов внешней среды, и эти свойства могут передаваться по наследству.
Ну вот я привел здесь обложку «Journal of Experimental Biology » (на экране). Это очень крупный журнал, он вышел в январе прошлого года. Весь журнал-160 страниц- там масса статей, которые посвящены вот всем этим явлениям. Почему привел обложку, потому что на обложке вот тот самый некий «кентавр» из двух видов саранчи. Слева саранча пустынная, справа саранча перелетная. Ну, конечно, здесь, так сказать, просто рисунок, он как раз говорит о том, что как раз то, что открыл Уваров в тридцатые годы,- это есть пример, в данном случае, уже патологического наследования благоприобретенного признака, который кончается исчезновением дальше вот тех, кто этот самый признак приобрел. В принципе, этот благоприобретенный признак может привести не только к повышению уровня организации, но и к исчезновению популяции в каких-то особых условиях.
Значит, собственно, в чем реабилитация Ламарка? Обнаружены факторы эволюции, позволяющие обойти барьер Вейсмана, барьер между телом, половыми клетками, расширение знаний о ДНК, скорость эксплуатационного процесса- тоже очень интересный момент. Согласно теории синтетической эволюции быстрее всего должны эволюционировать микробы, ибо они делятся чрезвычайно быстро и все время должны появляться все новые виды микробов, а медленнее всех- те, кто очень медленно размножается. Так вот, это давно было известно, еще в двадцатом веке- для вас и для меня это новостью было, когда узнал от специалистов, - быстрее всего эволюционируют слоны, из живых организмов. Можете себе представить, как быстро размножаются слоны. И тем не менее, если посмотреть в палеонтологической летописи, как быстро они менялись, - намного быстрее, чем какие-то рептилии и беспозвоночные. Это вот говорит наука.
И ламарковский принцип эволюции- четвертый пункт- очень важный- отвечает общественному благу, а неодарвинистский противоречит ему. Потому что, согласно дарвинизму, живые существа- это пассивные объекты, объекты, у которых есть только одна активность- стремление к размножению в геометрической прогрессии, а все остальное пассивно- случайные мутации, а дальше действие на них внешних факторов, внешних сил, которые безлично отбирают что-то подходящее для данных условий существования. Их изменчивость- мутации- случайна и не направлена, ну и так далее, мы об этом говорили.
Ламаркизм. Живые существа- активные субъекты, то есть они обладают многими стремлениями, и главное их стремление- это остаться, по большому счету, живыми, остаться активными. Вот ради этого все это происходит, и не за счет кого-то, а за счет своих собственных внутренних ресурсов, резервов и прочее. И, с точки зрения ламаркизма, прогрессивная эволюция, то есть повышение уровня организации - это и есть естественное нормальное явление природы.
Эволюция- это реализация присущего живым организмам стремления к прогрессивному развитию. Но живой организм состоит из вещества, из материи. Все мы материальны, не духи, не ангелы, а, в общем, приземленные существа, состоящие из крови, плоти и всего такого прочего, то есть любой живой организм есть материальное тело. Вопрос, а материальное тело способно - и что это за материальное тело- способно ли оно к саморазвитию? То есть то, что мы наблюдаем на уровне того, что называем живым организмом, оно, вообще говоря, должно проявляться на уровне того, из чего оно состоит, это живое тело.
И надо сказать, это совершенно поразительная вещь, что Ламарк, в конце XVIII, начале XIX века над этим вопросом тоже, естественно, думал. Это широта его сознания. Важнейшим аспектом концепции Ламарка является динамическая организация живого вещества. Активность- это есть динамическая организация. Активность- это есть непрерывное изменение состояния и всего такого прочего.
Что же за живое вещество, по Ламарку, еще раз повторюсь, это двести с гаком лет тому назад? «Желатино-подобное или слизистое состояние материи, необходимое для существования живого вещества, и ранее, и сейчас образуется самостоятельно». Это цитата из Ламарка. «Желатино-подобное или слизистое состояние материи». Желатино-подобное — он имел в ввиду животных, а слизистое состояние материи- он имел в виду растения. Когда на эту материю, желатино-подобную, воздействуют токи тепла и электричества, материя самоорганизуется в живую самоподдерживающуюся субстанцию, которая и наделена вот этим принципом- способностью питать самое себя, расти и адаптироваться к внешним условиям.
Ну, высказанная мысль, двести с гаком лет назад, конечно, была какой-то абсолютно мистической, абстрактной и так далее для подавляющего большинства. Даже если бы высказать эту мысль сто лет назад, отношение было бы такое же. Если вы выскажете эту мысль еще двадцать лет тому назад, то тоже было бы… А двести- ну что за древность какая-то и прочее. А вот мысль эта сейчас, в последние пять- десять лет, начинает находить свою почву, так сказать, для того, что это не просто абстрактные мистические рассуждения, а это базируется на современной химии и физике, чего «абсолютно доминирующая субстанция в любой желатино-подобной материи является вода».
И вот заголовок моей лекции говорит о том, что прогрессивное развитие живых систем обусловлено способностью водных систем к самоорганизации.
Мы все знаем, что мы состоим из воды, ну как минимум на 70 процентов, но когда мы были в утробе матери, мы состояли из воды на девяносто с гаком процентов. Как только родились, то там было восемьдесят с чем-то процентов. Но, к сожалению, при приближению к финалу, как-то суше и суше становимся. Но тем не менее, вроде, 70 процентов- много, но 30 процентов того, что изучает моя кафедра биоорганической химии, молекулярной биологии, биохимии, биофизики, а эти семьдесят процентов растворителя не особо волнует наших биологов.
Но я вот люблю приводить такой пример, что вот есть живые существа, которые спрашивают, а что такое живая вода? Да вы ее видели и сами в руках держали эту самую живую воду. Вот справа (на экране) медуза, которая состоит из воды, по массе, некоторые виды- на 99,9 процента. И обитает эта «вода», суперчистая, в воде, которая гораздо грязнее. Вода морская- там меньше девяноста семи процентов воды, остальное- соли. Тут масса вопросов возникает: каким образом она не лопается, эта медуза, в воде и так далее или наоборот не сжимается? Много очень вопросов есть, но главный вопрос следующий, что вот эти 99,9 процентов воды- это живая вода, благодаря 0,1 процента того, что ее делает желе. Jellyfish - это есть медуза. Так вот, на самом деле, вода реально может быть живой, но только нужно понять, а в чем свойства этой живой воды отличаются от свойств воды, в которой эта «живая вода» плавает. Потому что, вроде бы, и там подавляющее большинство воды и здесь подавляющее большинство воды, и тем не менее между ними есть существенная разница.
И вот то, чем отличается вода медузы от воды, в которой она плавает, это, на самом деле, научное знание последних где-то десяти-пятнадцати лет от силы, хотя еще Рентген, еще XIX век, говорил о том, что существует не одна вода, а несколько, и они сочетаются друг с другом. И в течение XX века немало ученых было, которые говорили об особых свойствах биологической воды, в биологических системах и не только в биологических системах. Но это все былая маргинальная такая информация, знания маргинальные, потому что, ну какое это может быть особенное состояние? Вот эта вода (показывает бутылочку воды со стола). Ничего особенного в ней нет. Жидкая, и все такое прочее.
Вот мой большой друг (на экране) Джералд Поллак- профессор из университета штата Вашингтон- он занялся этим вопросом совсем недавно. Именно где-то в начале XXI века, в 2001-2002 году. И вот два года назад он выпустил такую, совершенно потрясающую, книгу, которая уже приобрела много премий там всяких в Соединенных Штатах, которая называется: «Четвертая фаза воды», помимо жидкой, твердой и газообразной. Что такое из себя представляет четвертая фаза воды? А это и есть та самая вода-желе, Jellyfish- это и есть четвертая фаза воды, и более того мы с этой водой встречаемся неоднократно.
Как он обнаружил, изучил свойства этой самой четвертой фазы воды? Будучи физико-химиком, будучи биоинженером, он поставил очень простой эксперимент. Вообще, вода у нас всегда в каком-то сосуде. У этого сосуда могут быть смачивающиеся стенки. Вот в стакан мы наливаем воду, выливаем воду- и стенки оказываются мокрыми, смачивающимися. Вопрос: та вода, которая около стенок, которая смачивает гидрофильные поверхности, она чем-то отличается от воды, которая далеко от этих стенок или не отличается, или это то же самое или имеют особенности? И вот он поставил простейший эксперимент, который можно вообще на кухне поставить любому. И он был воспроизведен. Берется такой колодец, у которого стенки очень гидрофильные, то есть хорошо очень смачиваются, ну, какой-то гидрогель. И в нем, в этом сосуде, делается суспензия из микрочастиц, которые можно назвать микросферы, которые заряжены электрически, могут быть положительно заряженные или отрицательно заряженные. Как мы знаем, одноименные заряды отталкиваются. Залили туда все микросферы, которые заряжены, предположим, положительно, и они будут разбегаться максимально друг от друга, но пространство ограничено, поэтому они должны равномерно распределиться между собой по всему объему. Или отрицательные- неважно. Они должны равномерно распределиться. А на самом деле происходит то, что эти микросферы сначала, действительно, равномерно распределены, а потом они убегают, убегают от этих стенок на довольно-таки значительное расстояние (изображение на экране). То есть у стенок образуется какая-то особая вода, в которой эти микросферы не суспендируются. И там не растворяются белки, там не растворяются соли и так далее. То есть вот здесь начинает образовываться вода, которая отличается по своим свойствам от воды, которая вдали от этих стенок. Из воды, которая формируется вблизи поверхности геля, они вытесняются.
Что происходит при этом? Происходит при этом явление самоорганизации. Что значит «самоорганизация»? Это усложнение системы. Обратное- это упрощение системы, рассыпание ее на какие-то отдельные части, хаотизация. А здесь была исходно вода как бы хаотизирована, а затем дальше она разделилась на две фракции спонтанно, самостоятельно она разделилась на две фракции- это явление самоорганизации вот на этом уровне, который видно под несильным микроскопом, а иногда можно даже глазом увидеть, ну потому что расстояния эти могут достигать долей миллиметра, а то и даже миллиметр- можно увидеть глазом очень чистую воду у какой-то поверхности, даже если вода мутная.
Самоорганизация, мы знаем, на самом деле, такие вещи не надо специально открывать. Просто надо открывать глаза для того, чтобы увидеть явление самоорганизации, связанные так или иначе с водой. И мы такие явления знаем. Вода способна к самоорганизации не только на уровне вот этого эксперимента, не только на уровне там микро или мезо, как говорят, но она способна к самоорганизации и на макроскопическом уровне. Воронки в воде образуются не только тогда, когда мы ложечкой чай перемешиваем или кофе, они образуются спонтанно. Ну, скажут, вот воронка в ванне, она вытекает. Нет, воронки образуются- вот течет река и образуются воронки- спонтанно образуются, их никто там не крутит палочками, веточками. Вот эти вот воронки образуются в текущей воде (на экране).
Что касается атмосферной воды- вихри вот эти самые, смерчи чудовищные- они из чего образуются? На самом деле, в первую очередь из влаги. Да, вообще говоря, и образование облаков тоже по большому счету сегодня необъяснимо с точки зрения школьной и даже университетской физики. Отсюда метеорологи очень хорошо классифицируют облака, но не всегда очень точно предсказывают, как будет меняться погода, почему вообще образуются облака, тем более вот такие, как здесь указано (на экране), это, вообще говоря, вопрос на сегодняшний день открыт. Почему? Да потому что мы свойства воды только - только начинаем познавать.
Вот здесь приведена картинка (на экране), когда около геля, который очень мокрый сам по себе, образуется вот такой толстенный слой - это 200 микрон, 0,5 миллиметров вот такой суперчистой воды.
Нам эта четвертая фаза воды, которая образуется около гидрофильных поверхностей, на самом деле, очень хорошо известна. Про медузу мы уже говорили. Вот эта вот вещь (на экране) - это что такое в первую очередь? На самом деле- это вода. Можно делать такое желе, беря всего полпроцента чего-то желеобразующего и девяносто девять и пять десятых процента будет воды, которая вот так стоит и не растекается. Да кстати, кусок мяса, кусок рыбы, это все, на самом деле тоже состоит-то в основном из воды. Три раза заморозил- оттаял, и вытекла эта вся вода, а так-то она там держится. Это мы тоже очень хорошо знаем.
Капиллярные силы, так называемые. Слово есть, а объяснения -то, на самом деле, нет, хотя есть даже уравнение и так далее. Почему вода поднимается против силы тяжести в смачивающем воду капилляре? Сейчас становится понятно- потому что это особая пограничная вода. Ну и вот, такая картинка забавная (на экране младенец в памперсе). Вот у нас есть такая, совершенно замечательная, живая вода, и эта живая вода, она, так сказать, теряет воду, но чтобы она там не испачкала все вокруг, мы используем такого рода штуку, которая этой воде не дает растекаться,- называется памперсы. Чем больше он может этой воды накопить, тем лучше этот самый памперс. Химики над этим активно работают.
Из всего этого следует, что водная фаза, прилегающая к гидрофильным поверхностям, или пограничная вода, отличается от объемной воды по растворимости в ней различных веществ, по вязкости, плотности, температуре замерзания, то есть это вообще другая вода. И эту другую воду мы в руках держим, мы знаем о ее существовании. Вернее не знаем. Мы знаем, что другая вода есть, но вот задумался один человек- Джералд Поллак- всерьез на эту тему и открыл глаза массе людей, что вот, взгляните вокруг себя и вы увидите то, что раньше не замечали.
Это динамическая структура, это жидкокристаллическая вода, это квазиполимерная водная фаза, а проще ее называют желеобразная вода.
Поллак молодец в том, что он, сделав эти наблюдения, открыв новые свойства воды, он стал читать литературу и увидел, и нашел, что, оказывается, этой водой в тридцатые годы в Германии, например, занимались. Был опубликован после войны обзор в серьезном научном журнале, где были ссылки на сто пятьдесят работ, в которых говорилось об этой самой воде. Причем, в серьезных журналах, серьезные химики, физики этим занимались. Но в науке так бывает часто, что эти открытия, они сильно опередили свое время, потом это все было забыто на полвека, и сейчас снова начинают возрождаться в новом качестве все эти представления.
Но Поллак сделал реальное одно из важнейших открытий. Он сделал открытие, что между вот этой водой, которую, назовем ее «пограничная», которая у границ с гидрофильной поверхностью и водой, которая вдали от этой поверхности, возникает разность электрических потенциалов. Вода около поверхности заряжена, как правило, отрицательно в большинстве случаев. А вода здесь несет либо нейтральный, либо несет противоположный заряд. И если поместить сюда электроны, то по этим самым электронам течет из этой воды сюда электрический ток, электроны. Ну а разность потенциалов, вообще говоря, может достигать 0,15 вольта, то есть это не какие-то микро- нановольты, которые требует для своего измерения суперчувствительная аппаратура. Это одна десятая той батарейки обычной, которой мы пользуемся, может достигать разность потенциалов между двумя этими водами. Значит, вот эта вода, эта водная система, есть источник, на самом деле, электричества в особых условиях. То есть, другими словами, вот в этой воде (показывает бутылочку с водой со стола) текут электрические токи, в любой, потому что здесь тоже есть растворенные вещества, границы и так далее, и так далее. И вот это есть открытие, которое было опубликовано впервые в 2009-ом году. Оно известное, оно уже проверенное- перепроверенное. Но известно вот вам и еще примерно такому же количеству людей, ну, раз в пять, наверное, больше людей в мире, кто знает, в курсе этого открытия.
Итак, вода смачивающая гидрофильные, смачивающиеся, поверхности, заряжена отрицательно. Электроны в этой воде возбуждены и могут освобождаться под действием слабых импульсов, то есть - течь электрические токи. И, конечно, сразу возникает вопрос у любого более-менее физически подкованного человека — для того, чтобы разделить заряды и, чтобы возникла разность потенциалов нужна энергия, потому что заряды стремятся соединиться, естественно, и при этом выделить энергию. Но для того, чтобы их разделить нужна энергия. Откуда берется эта энергия?
И вот была доказана важнейшая вещь, что электромагнитные поля, в особенности инфракрасный свет, усиливают электронно-донорную емкость гидратной воды, то есть, другими словами, разделение зарядов в воде происходит, грубо говоря, за счет тепла. Вот вода жидкая почему? Потому что температура в окружающей среде выше нуля градусов. В данном случае речь идет об электромагнитном излучении, которое корригируются теплом, инфракрасное излучение. Если мы наденем на глаза приборы ночного видения, то в полной темноте мы увидим, что все светится с разной интенсивностью, что это свечение- это есть свечение: более нагретое тело будет светиться ярче, более холодное будет светиться слабо и так далее. Это и есть электромагнитное излучение, которое везде и всюду есть и от него спрятаться нельзя. Нельзя спрятаться от тепла. То есть можно, конечно, спрятаться, но тогда- жизни нет. То есть в тех условиях, в которых есть жизнь, в этих условиях есть фактор, который поддерживает разделение зарядов между пограничной и объемной водой.
Значит, для разделения зарядов условия все есть. И разделение зарядов происходит. Если есть разделение зарядов, есть батарейка, и эта батарейка может производить эффективную работу. Значит, система активна, она обладает внутренней собственной активностью. Не сеть перпетуум мобиле, энергия не берется ниоткуда, она берется из окружающей среды и трансформируется в энергию, которая способна совершать какую-то работу.
Какую работу? Электрический ток- это работа. В частности, он обеспечивает самодвижение воды. Вода никогда не бывает в покое, она самодвижется. Электрический ток обеспечивает ее самодвижение, механику воды. Кстати, какое самодвижение, например, в живом организме может обеспечивать вот это явление? Движение крови по капиллярам. Без давления. Даже вот эксперименты показывают: можно отключить сердце, пережать капилляры, а эритроциты будут по капиллярам двигаться, когда нет внешней силы, которая бы их качала. Есть внутреннее свойство воды, которое позволяет двигаться жидкости по капиллярам, у которых вот эти самые гидрофильные стенки. Но эта энергия позволяет обеспечивать и химическую работу, работу, которая тоже является источником энергии.
Какая химическая работа у нас, в нашем организме- да в любом живом организме- обеспечивает энергию для жизнедеятельности? В первую очередь, эта энергия- дыхание. А что такое дыхание? Дыхание, мы считаем, что это есть сжигание питательных веществ, а на самом деле- сжигание чем? Кислородом. Кислород при этом восстанавливается, превращается снова в воду. И вот, если у нас есть такая отрицательно заряженная вода и она донор электронов, а здесь есть кислород, растворенный, а кислород в воде есть всегда, потому что вода - это H2O, и она расщепляется на водород и кислород, то эти электроны могут переходить на кислород. Это будет формально рассматриваться как горение, сжигание воды, а в результате горения чего угодно — вода в данном случае выступает как топливо- освобождается энергия, уже энергия химическая, которую дальше можно использовать для выполнения тех или иных работ.
Это не абстрактное, не теоретическое, так сказать, представление. То, что вода может окисляться кислородом и гореть, это формально гореть- здесь вот на картинке то, что она может реально гореть (на экране)- это было открыто еще 200 лет тому назад, во времена, между прочим, Ламарка. Было известно, что вода может окисляться кислородом.
Кстати, наверное, многие знают о том, что абсолютно сухой уголь в очень сухой атмосфере очень плохо горит. Надо побрызгать, и тогда он начинает гореть гораздо лучше. Есть электростанции, которые работают на пятидесятипроцентной взвеси угля в воде, куда он поставляется с помощью трубопровода.
Это было открыто в конце XVIII века, потом забыто, переоткрыто в конце XIXвека, потом опять забыто, потому что объяснений не было никаких- как вода может гореть. Вообще, как шутка- синичка море подожгла. Ха-ха-ха, понимаете, а вот, оказывается, может вода гореть. Вот эта вот соленая вода в пробирочке (на экране) помещается в радиополе, поле, так сказать, которое идет от источника радиоволн. Здесь вот порядка тринадцати мегагерц с чем-то. И подносишь искру- и эта вода вспыхивает, и температура пламени достигает 1500 градусов.
Что такое «вода горит»? Это расщепляется вода на водород и кислород. Горит, конечно, водород, естественно, он снова превращается при этом в воду. Но горение водорода, как вы знаете, реакция называется «реакция гремучего газа» -ого какие энергии! На этом ракеты летают. Ну а источником водорода, как и кислорода, является вода.
И еще один момент. Мы все говорили: вода, вода, вода. Но когда, еще раз, я употребляю слово «вода», я имею в виду не совокупность молекул H2O. А у них есть границы, а на границе другая вода. Но в воде тоже никогда не бывает так, чтобы ничего не было, кроме молекул H2O. Кстати говоря, кроме молекул H2O там есть молекулы D2O, H2O18 и так далее, это всегда очень сложная смесь. Но реальная вода, которая нас интересует, это вода, которая, помимо всего прочего, содержит соли. И одна из солей, без которой не бывает практически никакой реальной воды, - это карбонат, естественно. Питьевая вода- это какая? Это вода, которая обязательно должна содержать гидрокарбонат или бикарбонат- HCO3. Если она его не содержит, то, вообще говоря, это не очень хорошая вода для питья. Так вот оказалось, что бикарбонаты и гидрокарбонаты являются катализаторами вот этого процесса горения воды и выделения из воды энергии. И вот по этой причине, я думаю, многие слышали, знают, что сода питьевая бывает очень полезна для здоровья. Чайную ложечку соды...ну, в общем, можно погуглить в интернете. Вот медицинские свойства соды питьевой. Какую роль играет сода? А она способствует, помимо всего прочего, вот этому самому горению воды. В частности мы наблюдали, что если взять раствор, ну, просто вот питьевую воду, добавить туда очень небольшое количество перекиси водорода, как такой импульс, источник кислорода дополнительный, то такая вода начинает гореть, вспыхивать. Это можно, ну, не глазом видеть, а с помощью очень чувствительного детектора света- фотоэлектронного умножителя, и горение воды, закрытой в стакан или даже в пробирочку маленькую, будет продолжаться. Вот у нас здесь вот (на экране) эксперимент- зажгли ее в октябре 2008 года и прекратили эксперимент в январе 2010-ого года. Полтора года горела вот эта самая водичка. За счет чего? А за счет того, что реакция поразительная: когда вода сгорает, появляется вода. Но другая вода. Это появляется вода, которая хаотическая. А благодаря энергиям, которые окружают эту пробирку, эта вода снова становится горючей. И вот, птица-Феникс- сказка ложь, да в ней намек, добрым молодцам урок. Собственно, вода и есть «птица -феникс».
Теперь дальше. Значит, вот, это вода есть активная субстанция, в которой могут происходить физические процессы, способствующие повышению уровня организации. Какие процессы? Процессы, связанные с тем, что если в воде есть углерод и углекислота, если в воде есть азот, а они всегда есть в атмосфере, если в воде есть еще какие-то микроэлементы, соли и так далее, то начинают появляться в этой активной системе высокоактивные частицы, в частности такие как формальдегид, органика. Идет окисление и восстановление азота- появляются соединения, содержащие аминогруппы и окислы азота, и они начинают взаимодействовать друг с другом. И эти реакции уже химиками изучены. И в ходе этих реакций из очень простых соединений начинают образовываться все более и более сложные полимерные соединения- предшественники углеводов, сахаров, предшественники нуклеиновых кислот, аминокислот и так далее. То есть по большому счету в этой бутылочке (бутылочка с водой со стола), если ее не кипятить, если ее не облучать интенсивными очень вещами, вообще говоря, со временем начинает идти биохимическая эволюция.
Вот. А когда идет биохимическая эволюция, образуются полимеры, то эти полимеры снова на себе формируют вот эту вот воду с особыми свойствами- четвертую фазу воды. Появляется все больше и больше вот этих разделений зарядов, плюсов-минусов, все больше энергии, система становится все более энергичной, с одной стороны, а с другой стороны, эта система становится все более сложной. В ней начинают идти колебательные процессы. Что это такое? Это по большому счету прогрессивная эволюция на уровне биохимии. То проблема, которую решали сто лет, вот сейчас, по крайней мере, появились правдоподобные механизмы ее решения, которые говорят о том, что эта эволюция идет всегда и везде.
И вот я подхожу к концу. И то, что я вам рассказывал, опять-таки, в этом нет новизны. В этом есть раскрытие того, о чем говорили многие великие люди и пятьдесят лет тому назад, и сто лет тому назад. И вот здесь (на экране) цитата Нобелевского лауреата Альберта Сент-Дьерди, он получил Нобелевскую премию за открытие витамина C и изобрел слово «биоэнергетика». И вот в пятидесятые, в начале шестидесятых годов он сказал, что вода- это прародительница и матрица жизни. Тогда его никто не услышал, опять же, из биологов. Прародительница жизни, матрица жизни, то есть в воде те нуклеиновые кислоты, углеводы, сахара, аминокислоты которые в живых организмах есть, они полостью соответствуют вот этим динамическим свойствам воды. Нет естественного отбора, просто другие не остаются там, соединяются с чем-то еще. Вода является главным отбирающим фактором саморазвития собственной активности. Она и прародительница и матрица жизни.
Итак, водные системы, в которых- вот здесь вот (на экране) то, о чем я вам говорил,- перечисляются очень небольшое число принципов, на самом деле, это уже не постулаты, это результаты экспериментальных данных, экспериментальных наблюдений, она трансформирует внешнюю рассеянную энергию в организованную свободную энергию. Необходимым условием для работы такой системы является содержание в окружающей среде тепловой энергии - а там, где нет тепла совсем, там нет жизни, вопроса здесь никакого — достаточной для поддержания воды в жидком состоянии. И это условие требуется для спонтанного возникновения существования и развития живых систем.
Вот я думаю, Владимир Георгиевич, который передо мной выступал (Владимир Сурдин, астроном. Прим. ред.), может быть, он говорил по поводу спутника Сатурна Энкелада. Дело в том, что вода- это третье по распространенности вещество во Вселенной и первое по распространенности молекулы во Вселенной — стало совсем недавно известно. На тех же самых спутниках Сатурна и Юпитера содержание воды больше, чем в поверхностных океанах на Земле. А на спутнике Энкелада у Сатурна, обнаружено, открыто совсем недавно, в двенадцатом году- океан жидкой воды, правда под толстой коркой льда, но вода жидкая, вода соленая, почти как наша морская вода. И сегодня те, кто это открыли, сегодня будут посылать космические корабли туда, которые будут оснащены различными приборами, позволяющими регистрировать есть ли там органика и так далее. То есть те, кто занимается исследованием космоса, они абсолютно убеждены в том, что, если они находят жидкую воду где угодно, даже на таком диком расстоянии от Солнца, как вот эти спутники, там должна спонтанно образовываться жизнь.
Ну вот, я хотел бы завершить свой доклад тремя людьми, которые проложили путь биологии в XXI-ом столетии (на экране). Один из них жил двести с гаком лет тому назад, человек, который вообще изобрел слово «биология». И предложил- сегодня все больше и больше людей разделяют точку зрения, что это есть истинная теория эволюции- Ламарк, другой изобрел слово «биоэнергетика», потому что жизни без энергии нет и без энергии воды нет, и третий, наш современник, профессор Джералд Поллак, который обнаружил такие свойства воды, которые обеспечивают ее возможность быть как матрицей, так и матриксом жизни.
Вот все, что я хотел сказать. Спасибо!
Вопрос слушателя:
Скажите, пожалуйста, вода, ее аморфное состояние, характеризуется наличием достаточно большого количества квазистационарных состояний, локальных минимумов энергии. Идет ли эта система по пути релаксации к этим локальным состояниям либо по пути самоорганизации? Если по пути самоорганизации, то вот вы как раз сказали — саморганизация. Но вот тут тогда нужно четко указать критерии самоорганизации. Что является самоорганизацией, а что является релаксацией. Что просто была система в одном состоянии, перешла в более выгодное энергетическое состояние- это релаксация. Если она была в одном состоянии, перешла в другое состояние, причем, вы говорите о самоорганизации, то что тогда является критерием самоорганизации? Если идти по пути Пригожина и вот этих работ, вязанных там с аттракторами, в этом направлении, то понятно. Пока я у вас вот, честно говоря, этого направления не увидел. Что является самоорганизацией? Каковы критерии самоорганизации? Спасибо.
Владимир Воейков:
Спасибо. Значит, вот критерии самоорганизации. Еще раз. Вот эта вода, которая «четвертая фаза воды», она отличается по своим структурным, причем под словом «структурные» я подразумеваю динамические структурные особенности, ибо это не лед. Я думаю, вы со мной согласитесь, что лед гораздо более организован, чем жидкая, тем более газообразная вода, обладающая системой кристаллической структуры, это и есть организованная система, минимум. А пар, газообразная вода, она минимально организована. Так вот, эта вода, которая у стенок, - это и есть четвертая фаза воды, она организована в том смысле, что в ней, во-первых, резко затруднено, ну, если говорить уже о физических свойствах воды, резко затруднена подвижность молекул воды, они упорядочены друг относительно друга. Даже не молекулы воды, а остатки молекул воды, потому что это квазиполимерная вода. Она отрицательно заряженная, потому что она избавилась от части протонов. Вот это вот особое состояние, безусловно, организованной воды. По всем параметрам, ну, если говорить уже о физике, там смотрелось и инфракрасная спектроскопия, и инфракрасное излучение из этой воды. В общем, эта вода организованная. Та вода, о которой вы говорите, это вода вот здесь вот (схема на экране), это объемная, так называемая, вода, и там, действительно, на модель так называемых мерцающих кластеров, эта модель вот для этой объемной воды. Потому что, безусловно, вот в этой бутылке (со стола) подавляющее большинство вот этой вот самой неорганизованной воды. Но здесь обязательно присутствует вот эта вот организованная вода на поверхности раздела, которую мало кто изучал, и на стенках. Это стали изучать только недавно. А вот если я, биолог, и если я возвращаюсь к самому себе, к объекту собственного исследования, то я должен сказать, что такой вот неорганизованной воды, которая описывается в учебниках химии, мерцающие кластеры, в нашем организме - не так уж и много. Я думаю, если задумаетесь, поймете, что эта вода, от которой мы избавляемся, стараемся избавиться. Ну и самая чистая вода появляется, к сожалению, в каких-нибудь отеках или пузырях послеожоговых, там вода неорганизованная. А в нашем теле, даже в крови, вообще почти неорганизованной воды практически нет. Вот в этом как раз и смысл достижения Поллака, это в том, что он смог сделать легко воспроизводимую и хорошо изучаемую модель, экспериментальную, той воды, которая является отражением основных свойств биологической воды. Вот я когда говорил о Jellyfish - медузе, то вот медуза, которая содержит 0,1 % твердого вещества, вот этот 0,1 % твердого вещества формирует гигантское количество вот этой вот самой организованной воды. Так что это, еще раз, это вновь открытая субстанция, и ее свойства стали изучаться только в самое последнее время.
Ну и не так много времени. Джералда Поллака я вам дам, нет сейчас с собой ссылки на него, посмотрите в интернете ссылки на его работы, на его лекции многочисленные, в ютюбе можно послушать, есть в переводе на русский язык. Очень рекомендую. Во-первых, это потрясающий совершенно докладчик, великолепный совершенно популяризатор науки и один из глубочайших ученых, кстати говоря, его выдвигали на Нобелевскую премию уже. Правда пока еще много людей, которые не понимают, но его уже выдвигали. Может, рановато, но тем не менее он уже сделал колоссальный прорыв. Так что то, что вы говорили верно, но не полная истина, она не касается той воды, о которой я хотел вам поведать, о которой стало известно совсем недавно.
Ну это как, знаете, можно говорить, я думаю вы со мной согласитесь, - сажа и алмаз. Они имеют разный уровень организации, хотя состоят из одного и того же. Или уголь и алмаз. То же самое из воды можно сделать устойчиво организованную систему и неорганизованную, а энергия получается при переходе от организованной к неорганизованной. А дальше возвращение, я уже объяснял, каким образом идет так сказать регенерация организованной воды. Это ее внутреннее свойство.
Вопрос слушателя:
Здравствуйте, ну сразу два вопроса. Во-первых, почему вы можете выделять вот эту воду, как какое-то новое состояние воды? И второй вопрос- какое отношение эта вода имеет к эволюции, о которой вы говорили ранее? Спасибо.
Владимир Воейков:
Значит, первое — почему она выделяется. Она выделяется по вновь ее открытым физическим свойствам, которые в существенной мере отличает ее от воды, с которой она сосуществует постоянно. Они сосуществуют практически всегда. Даже в той же самой рыбе jelly, в медузе, есть как обычная вода, естественно, так и существенная часть вот этой организованной воды. И переход из одного состояния в другое- это и есть движущая сила вообще процессов жизнедеятельности.
Теперь, что касается прогрессивных процессов, то благодаря тому, что водная система является такой вот организованной, и в ней постоянно течет процесс перехода из одного состояния в другое - я об этом говорил, но снова готов повторить, - что если в этот процесс вовлекаются другие элементы, такие как азот, углерод, железо, сера и так далее, и так далее, то происходит увеличение уже степени организации этих молекул. В каком смысле? Идет их полимеризация, появление все более и более сложных структур, причем, это все появляется в динамической системе, которая обладает ритмической активностью. То, что здесь ритмология есть, это тоже показано, просто не было возможности на эту тему говорить, и в результате начинают появляться уже макромолекулярные предшественники того, из чего в дальнейшем строятся и клетки, и живые организмы, и так далее.
Надо сказать, что образование клеткоподобных структур в такого рода системах, оно, вообще говоря, было открыто достаточно давно. Может быть кто-то помнит теорию происхождения жизни на Земле академика Опарина, она была основана на коацерватных каплях. А что, собственно, из себя представляют коацерватные капли? А коацерватные капли из себя представляют полимеры, там в основном гуммиарабик, до этого был еще и коллаген. Те, кто открыли коацерватные капли, думали об особенных свойствах воды в коацерватных каплях. Сегодня можно сказать, что в этих коацерватных каплях вот этой вот пограничной четвертой фазы воды довольно много. И это тогда, в тридцатые, сороковые, пятидесятые годы — потом, к сожалению, эти исследования кончились- было показано, что в них спонтанно идут процессы биохимической эволюции, усложнения и всего такого. Опять, работы не новые, но они остановились из-за того, что не было фундамента для них. Чисто была эмпирика, а вот сегодня, вот я хотел бы сказать- удачно или нет- появились уже реальные модельные системы, в которых видно, что идут процессы увеличения уровня организации.
Ну и были еще и другие ученые, которые обнаружили вещи, которые казались совершенно нереальными и дикими. И появление и смеси неорганических веществ, и их каких-то предшественников- полимеров- уже практически амебоидоподобных клеток. Это Вильгельма Райха работы тридцатых, сороковых, пятидесятых годов, которые воспроизведены были многими, но они настолько противоречили всем устоявшимся догмам биологической науки и в частности той самой синтетической теории эволюции, что, в общем, они были отвергнуты. Сегодня надо к ним снова возвращаться, потому что это были экспериментальные данные, которые свидетельствовали о самозарождении жизни, которое происходит непрерывно. К этому просто надо возвращаться, к сожалению, этими вопросами сегодня занимается небольшой коллектив международных ученых. Там есть американцы, есть англичане, европейцев довольно немало. Но пока все равно продолжает доминировать у нас днк-доминирующее воззрение. Но остановить уже сейчас будет невозможно развитие вот в этом направлении.
Вопрос слушателя:
Можно ли считать, что единственный из критериев появления — это гидрофильная поверхность? Это единственное, по сути?
Владимир Воейков:
Гидрофильная поверхность и достаточное количество энергии для того, чтоб вода стала жидкой.
Слушатель:
И инфракрасное излучение?
Владимир Воейков:
Да, температура, излучение, кстати вот откуда берется на том же самом Энцеладе океан жидкой воды, который там- чуть не сто километров его глубина. Солнца-то нет, а сверху там слой десятков километров льда. А потому что есть приливные вещи, он вращается вокруг Сатурна, и вот механическая энергия, просто движение космического тела, она преобразуется в энергию, которая позволяет видеть жидкую воду так далеко от Солнца. То есть Солнце не является абсолютно необходимым условием для возникновения. Важно, чтобы была жидкая вода. А гидрофильная поверхность, а гидрофобных, вообще, очень мало. Вдумайтесь, в природе. Подумайте, где гидрофобные поверхности? Вот разлив нефти. Но это не природное явление.
Реплика слушателя:
Состояние любого вещества на поверхности отличается от его…
Владимир Воейков:
Абсолютно верно, я ничего здесь нового не сказал, я просто синтезировал известные вещи в новое.
Откуда взялся пароход? Паровая машина была известна, корабль был известен. Нужно было просто поставить паровую машину на парусное судно, и появился совершенно новый вид, который называется «пароход». Так вот появляется новизна.
Вопрос слушателя:
Вы приводили пример бутылки, полимерной, от воды. Это все-таки гидрофильная поверхность? Для меня она гидрофобная. То есть это относительное понятие?
Владимир Воейков:
Я, честно говоря, не встречал полимерных бутылок, которые бы появились в природе естественным путем. Вот я лучше сюда налью (берет стакан) и здесь она будет более организованной. Но здесь поверхность раздела- вода-воздух, а там такая вода. И кстати, поверхность океанов тоже содержит такую вот воду. Там идут совершенно другие процессы, чем на сантиметры глубже.
Слушатель:
А вот еще автоколебательная реакция Белоусова, Тьюринга, она была открыта лет шестьдесят назад. И , если не ошибаюсь, там ведь тоже водные растворы солей из этой же… Но почему-то тогда это развития не получило?
Владимир Воейков:
Совершенно верно! Вы знаете, потому что само по себе наличие колебательных реакций, когда Белоусов открыл эти реакции, оно противоречило тогда доминирующей концепции термодинамики, поэтому его статьи были отвергнуты. Ну это история, о которой надо читать Симона Эльевича Шноля, каким образом удалось, так сказать, вытащить для научной общественности реакцию Белоусова. Он вообще отказывался публиковаться. Но дело в том, что там были хитрые очень реактивы, реагенты, вот эти колебательные реакции. Это сейчас выясняется, что эти реакции протекают практически всегда и везде. Ну вот, например, я студентам показываю, вы берете глицерин и воду и помещаете их друг с другом. Что-то стандартное. Ну, идет диффузия воды в глицерин, глицерина в воду. А там, если посмотреть в микроскоп, там идут вот такие, что я показал, вихри, вьюги, облака образуются и так далее, и так далее. То есть эти процессы, если в них всмотреться, они, по большому счету, все такие колебательные и так далее.
Роль воды в этих процессах очень важна.
