Часть вторая
Развитие коацерватной жизни
ї 10 Развитие коацерватной жизни
После относительно короткого периода развития коацерватной жизни, который заложил все основные свойства жизни, последовал весьма долгий период существования коацерватной жизни, во время которого происходила отработка и совершенствование полученных ранее свойств. Так же происходила выработка и некоторых новых свойств, необходимых для существования жизни.
После обзаведения достаточно прочными оболочками живые клетки стали почти независимыми от внешнего влияния волнового механизма. Поэтому совершенствование жизни шло, в основном, под влиянием пассивного естественного отбора. Живые клетки еще не могли делать достаточно сложные молекулы из самых простых химических веществ, воды и углекислого газа. Клетки могли усложнять и строить молекулы только из уже имеющихся изомеров средней сложности, которые производил волновой ПМ и частично сами живые клетки. Общее количество пищи для живых клеток было строго ограничено. Поэтому, хотя естественный отбор имел, по существу, самую мягкую форму результаты его действия были очень жесткими. Каждое удачное совершенствование клетки в функционировании какой-либо клетки быстро влекло гибель других клеток, занимающих эту же экологическую нишу. Потомки лучше работающей клетки довольно быстро вбирали в себя почти все съедобное, и остальные гибли от голода. Это вычеркивало из списков жизни несколько менее приспособленные к этой экологической нише виды живых существ. Жизнь, по- прежнему, была только животной, питающейся готовыми веществами. Производить более сложные, чем длинные линейные молекулы, клетки не могли из-за недостатка окислителей. Вернее, произвести в малом количестве протобелки и подобные им молекулы могли, но не могли их толком использовать.
На период достаточно развитой коацерватной жизни приходится только два важнейших качественных изменения в функционировании клеток, которые резко изменили всю сложившуюся в те времена биосферу и круговорот веществ в природе.
Замыкание ДНК в спираль
Постепенное развитие и усложнение жизни приводило к тому, что в каждой хромосоме постепенно росла и удлинялась по спирали протоДНК. Но, протоДНК еще представляла собой кусочек спирали, еще не завершившей первый полный оборот.
<img src="bio075.png"><br>
Если мысленно продолжить тогдашнюю протоДНК в одной хромосоме, то получилась бы плавная спираль с большими расстояниями между ее витками, как показано на рис. 10.1 "а".
Как только спираль протоДНК удлинялась настолько, что, если смотреть на нее с торца, по стрелке А, стала почти кольцом, как на рис. 10.1 "б", то молекулы хромосом по концам протоДНК располагались почти параллельно друг другу. При таком их расположении между ними возникали силы электрического притяжения, и они начинали сгибать, сжимать и протоДНК и саму хромосому.
Если развитие продолжалось по этому варианту, то протоДНК стягивалась в кольцо. На этом развитие и само существование жизни должно было бы прекратиться. Только в этот период стоило бы поговорить о конкретных свойствах разных химических веществ. Ибо одни из них легче притягиваются друг к другу, а другие не очень. Но так как на земле существует два типа жизни по устройству ДНК, то, наверное, стягивание протоДНК в кольцо вещь весьма маловероятная. Далее этот вопрос не рассматриваем.
По мере удлинения протоДНК увеличивался и участок с параллельным расположением хромосомных молекул на концах протоДНК и сила, сжимающая протоДНК, увеличивалась, как показано на рис. 10.1 "в". В результате протоДНК стала расти не по первоначальной плавной спирали, как на рис. 10.1 "г", а по сильно сжатой, как на рис. 10.1 "д". Сжался и первоначальный участок протоДНК, от которого все начиналось. Это был процесс, неизбежный для любых типов протоДНК, из каких бы сортов молекул они не состояли.
Однако не все типы жизни с разными протоДНК выдержали переход к более сжатой форме ДНК.
У тех типов жизни, у которых спиралька протоДНК была достаточно прочной и жесткой, постоянное противоборство сил сжимающих протоДНК и жесткостью самой протоДНК приводило к возникновению незатухающих колебаний концов протоДНК с большой частотой. Из-за этого никакие новые молекулы к протоДНК не прирастали, а, наоборот, с протоДНК отлетали крайние молекулы и самой протоДНК, и хромосом. При наступлении времени замыкания протоДНК в первое кольцо спирали она сама себя уничтожала!
При слишком мягкой протоДНК она или стягивалась в кольцо и теряла все свои свойства, что вело к самоуничтожению этого типа жизни, или сжималась легко, но без замыкания в кольцо. Но, когда наступало время деления клетки, сжатая протоДНК не распрямлялась к первоначальной форме. Она мешала сама себе копироваться, а в случае нормального копирования новая протоДНК не могла расцепиться со старой, - мешали очень плотно расположенные витки спирали. То есть, и этот тип жизни в определенный период своего развития сам себя уничтожал.
Только те типы протоДНК, которые были и не слишком жесткими и не слишком мягкими, которые могли в промежутках между холостыми ходами или делением спокойно сжаться, а при рабочем или холостом ходе несколько распрямиться для нормальной работы, имели шанс развиваться далее.
Клетки, погибшие из-за замыкания в кольцо протоДНК, постепенно размывались волновым механизмом на составные части и служили дополнительной пищей для оставшихся типов жизни. Как уже упоминалось, у нас на Земле есть два разных типа жизни по строению ДНК. Именно они и прошли без ущерба процесс замыкания протоДНК в отдельных хромосомах в полную спираль. С этого момента коацерватная жизнь вступила в новую стадию своего развития, а протоДНК стала обычной ДНК, более нам сейчас привычной. На других планетах, с другим общим химическим составом коры и океана и выжившие типы ДНК могут быть другими.
** **
При сжатии протоДНК и хромосом получилось как бы единое целое тело. Из-за этого ДНК уже никогда более в клеточной жидкости не появлялась самостоятельно. Только время от времени по ДНК проходила рабочая щель. Но в это время ДНК взаимодействовала почти только с теми молекулами, которые ей доставляла клетка. Поэтому ДНК как бы никогда почти не нагревалась, несмотря на повышение температуры окружающей среды, и самой клетки. ДНК стала, как бы постоянно храниться в холодильнике. В результате живые существа получили возможность покинуть ту довольно узкую температурную зону от +50С до +150С, в которой зародилась жизнь и распространиться постепенно в более теплые места.
В зоне субтропиков и тропиков имелось большое количество питательных веществ, приготовленных для жизни волновым ПМ. Произошло что-то вроде "демографического взрыва". Живые существа заполнили практически всю линию прибоя в океане.
И заполнял всю эту огромную территорию тот тип жизни, у которого у первого из всех типов ДНК она благополучно замкнулась в хромосомах в полную спираль.
Вобрав в себя почти все питательные вещества, имеющиеся в океане, жизнь с этим типом ДНК оставила все другие, может быть и более лучшие в смысле записи информации и делительных свойств, типы жизни на таком голодном пайке, что их развитие резко затормозилось. Свободно развиваясь в теплой зоне океана, без каких-либо помех со стороны тех типов жизни, у которых ДНК еще не успела стать полной спиралью, жизнь с замкнутой спиралью ДНК приобретала разные новые свойства, которых еще, в принципе, не могло быть у других типов жизни. Постоянно перемешиваемой разными течениями водой клетки с новыми свойствами возвращались в зону умеренных температур, где окончательно объедали другие типы жизни. Может быть, даже питались ими. В результате все другие типы жизни, с другими ДНК должны были бы вымереть, и на Земле должен был бы остаться только один тип ДНК. Поскольку же все это происходило довольно медленно, то успел замкнуть ДНК в спираль еще один тип жизни. Находясь, все время в очень голодных условиях. Объедаемый, и съедаемый подавляющим, имеющим огромный количественный перевес типом жизни, который первым замкнул ДНК в спираль, этот второй тип жизни и ДНК никогда не имел возможности свободно развиваться, всегда отставал и не развился в какие-либо другие формы, кроме одноклеточных существ.
Все клетки, имеющие один тип ДНК, и размножающиеся простым делением без коррекции и самоконтроля ДНК, и с самоконтролем ДНК, и размножающиеся половым способом, и многоклеточные, и симбиотические замыкали ДНК в спираль практически одновременно и с одинаковым успехом. Разница во времени могла достигать нескольких тысяч лет, но это, при наличии огромной открытой кормушки в теплых зонах океана, было не существенно. Поэтому не произошло вытеснения разных сортов жизни с одним типом ДНК, каким-то одним, первым замкнувшим спираль ДНК. Все сорта жизни с одним типом ДНК далее благополучно развивались и дали все то разнообразие жизни, которое нас окружает.
Ростом температуры отражают среднюю скорость движения молекул, их кинетическую энергию. При увеличении температуры с +50С до +250С энергия движения молекул увеличивается примерно на 7%. Соударение молекул выделит энергии уже на 14-15% больше. Для того, чтобы при температуре +250С произошло такое же копирование на микрочастице глины внутри коацерватной капли, как и при температуре +50С нужны совсем другие молекулы. Гораздо более сложные и тяжелые, чтобы при взаимном соударении они не отскакивали друг от друга, а слипались под действием электрических сил в единое целое. Для производства таких веществ волновым ПМ и их перебора внутри коацерватных капель требуется во много раз больше времени, чем при температуре +50С. Поэтому, хотя и нет никаких физических препятствий для зарождения жизни и в тропической зоне, она просто не успела зародиться. Жизнь, появившаяся в умеренной зоне гораздо раньше, съела все вещества, из которых могла бы зародиться жизнь более высокотемпературная. Разделения жизни по температурным признакам просто не осуществилось. Вся жизнь на Земле однотемпературная по своему происхождению, несмотря на то, что она приспособилась к существованию в разных температурных условиях.
Из всего вышеописанного получается, что только на водных растворах может быть около двух десятков типов ДНК и, соответственно, типов жизни. В реальных условиях выжило только два типа жизни с разными типами ДНК. В лабораторных условиях можно устранить конкуренцию между разными типами жизни, подбирая соответствующие условия и химические вещества, просто разнося разные типы жизни в разные установки. Типы жизни с другими типами ДНК могут оказаться очень интересными для изучения и практического использования. А если попробовать не водные растворы? Мы сейчас сами себя заваливаем разными опасными отходами производства. Может быть, какой-нибудь из иных типов жизни с удовольствием будет все это перерабатывать в полезную для нас продукцию.
** **
Обязательные свойства ДНК, как носителя информации и организация размножения
Как ясно видно из всего, что было сказано в ї 9 о росте ДНК, увеличении количества хромосом и о способах ремонта ДНК никакая новая информация не может быть записана в середину ДНК, - только на ее концах. Так же видно, что и избавиться от ставшей лишней информации ДНК не может. Ведь для этого надо где-то составить соответствующий кусочек ДНК, затем вырезать из хорошей, проверенной на гладкость ДНК ставший ненужным кусок и вставить туда новый. Но, ведь кроме как на конце самой ДНК нужное свойство не запишешь. А, записав уже невозможно отличить его от остальных хороших частей ДНК. Не могут этого сделать никакие КММ, так как они просто действуют, но отнюдь не "понимают", что и зачем делают. Не могут КММ и определить ставший ненужным участок ДНК, - по той же причине, - они не "знают" и не "понимают", что он стал ненужным. КММ могут только определить испорченный участок ДНК и починить его по второй не испорченной половине ДНК.
В процессе развития жизни постоянно попадались случаи, когда какое-либо действие клетке становилось не нужным или даже вредным для нее в новых условиях. Но так как это действие в виде инициации потоков при холостом ходе ДНК все время повторялось, то оно мешало и развитию жизни, текущему функционированию клетки в изменившихся условиях.
Под влиянием внешних силовых воздействий на клетку, вязкости жидкости и взаимодействию потоков внутри клетки рабочие потоки все время несколько изменяются и в них достаточно часто попадают посторонние молекулы. Все это автоматически записывалось в ДНК. Получалась нормальная запись информации о нужном потоке плюс всякие записи об искажении его.
Информация о потоках, - это всего лишь участок определенным образом изогнутой части спирали ДНК. При работе ДНК активное движение такого участка вызывает соответствующий поток жидкости. Любые добавочные записи портят записанный поток. Как принято говорить в технике - создают шумы.
<img src="bio076.png"><br>
При каждом раскрытии ДНК к нужной последней и правильной записи - участок "И" на рис.10.2 - добавлялось некоторое количество вредных записей - участок "Ш" на рис. 10.2. Нужная запись не изменялась, а шумов все прибавлялось. В конце концов, шумов должно было стать столько, что они полностью забили бы и исказили все записи в ДНК
Физически шумы представляют собой криво прилипшие к ДНК молекулы материала для строительства ДНК, а так же посторонние. То есть, соединение шумового участка с остальной ДНК заведомо менее прочное, чем обычно. Поэтому при резком раскрытии конца ДНК часть шумового участка, или он весь целиком, стряхивалась от ДНК и отбрасывалась в сторону. То есть, еще до того, как появились хромосомы, затрудняющие самопроизвольные записи в ДНК и КММ, ремонтирующие испорченные участки ДНК, клетка, в целом, работала так, что шумов было все же минимальное количество.
Прилипание шумовых молекул к ДНК дело случайное, вероятностное. И по сортам этих молекул, и по тому, какой изгиб придают они концу ДНК. Поэтому, тот шумовой участок ДНК, который все же имелся и определенным образом портил работу всей клетки рано или поздно добавлялся еще один шумовой участок, который портил уже работу предыдущего шумового участка так, что в клетке восстанавливался нормальный поток. ДНК с двумя взаимно компенсирующимися шумами, в целом, работала, как если бы их не было вовсе. В целом, но не вполне. Сначала действовал правильный информационный участок и создавал нужный поток. Затем действовал первый шумовой участок и этот поток портил. В конце действовал второй шумовой участок и исправлял, отменял действие первого шумового участка. По существу складывалась система, которая ставила специфическую метку на ДНК. Метка утверждала, что нечто сделанное нужно переделать. Не отменить совсем, а сделать и переделать.
Жизнь развивалась, и в ДНК прибавлялись новые информационные записи. И каждый раз они сопровождались и записями разных шумов. А затем, через некоторое время, следовала запись метки о переделке испорченного шумами. Записи в ДНК полезной информации и всяческих шумов всегда были разными и организовывались разными потоками. Часть же записей в метке о переделках обязательно повторялась, - одно и то же действие требует и одной и той же записи. И так как в те времена в ДНК записывалось все, что происходило в клетке, то и эта часть метки о переделке записалась в ДНК, как обычный рабочий участок. Причем в каждой хромосоме в нескольких местах. Сложился еще один КММ с участием ДНК, который в любой момент мог поставить на ДНК метку переделки.
Стоило клетке попасть в новые условия, и КММ метки о переделке был готов к тому, чтобы исправить не только шумы, но и ошибочные действия клетки, которые вели к ухудшению ее состояния. Клетка научилась в течение своей жизни учиться лучшему и записывать это в наследственности при помощи меток переделки, как бы "отменяющих" неверные в данных условиях действия. С течением времени метки переделки были приспособлены "отменять" не только свойства и действия непосредственно прилегающих к ним участков ДНК, но и более отдаленных. Так как в каждой хромосоме ДНК удлиняются с обеих концов, то метки могут ставиться с любой стороны ДНК. С какой стороны будет поставлена метка - дело случая. Для работы клетки это не важно.
В результате полная ДНК, составленная из всех ДНК хромосом, и частные ДНК отдельных хромосом имеют целую систему меток переделки, расположенных, достаточно, произвольно и образующих из-за этого сложную перекрестную связь по переделкам. Условно это можно представить так, как изображено на рис. 10.3.
Из всего участка ДНК от А до Ж будет без переделок реализован только участок Г - Д. Все остальные будут либо переделаны, либо отменены.
<img src="bio077.png"><br>
Клетка может поставить метку и об отмене какой-либо метки. Пунктирная линия от А до Е на рис. 10.3. Тогда в клетке произойдет восстановление отмененных ранее свойств, записанных на участке Е-Ж. Как ранее отмечалось, очень часто клетке легче погибнуть, чем измениться. Расстановка меток переделки и отмены позволяет клетке сильно менять свои свойства, включая в работу неиспользованные участки ДНК, почти не меняясь во всем остальном. По мере развития жизни и отработки разных свойств клетки, КММ постановки и отмены меток тоже отрабатывался и стал работать только в исключительных случаях, как и все остальные КММ в клетке. Исключение составляют только сравнивающий и ремонтирующий КММ, которые работают очень часто.
Невозможность убрать записанное в ДНК и существование меток переделки и отмены делают понятным, почему время от времени у любых живых существ появляются атавизмы. Почему существуют ненужные, рудиментарные органы и почему имеет место закон Геккеля, по которому онтогенез сокращенно повторяет филогенез (онтогенез - развитие индивида, филогенез - развитие вида, к которому этот индивид принадлежит).
Атавизмы
Все происходящее в клетке - это работа разных молекулярных механизмов. Потоки жидкости в клетке тоже молекулярные механизмы разного масштаба. Любой же механизм время от времени дает сбои. Молекулярные механизмы в клетке сбиваются довольно часто. Достаточно резкого, но небольшого роста температуры и все молекулярные механизмы в клетке начинают работать хуже, так как на них усиливается воздействие более быстро двигающихся молекул самой жидкости, в которой все это происходит. Хватает и других причин, по которым КММ могут давать сбои. Все это в полной мере относится и к работе меток отмены и переделки.
Если при делении клетки, во время копирования новой ДНК, когда рабочая, копирующая щель будет находиться на месте какой-либо метки, а транспортный поток не успеет доставить вовремя хотя бы пару нужных молекул или поднесет к месту копирования постороннюю молекулу, то метка на новой ДНК будет скопирована неверно. Почти правильно, но не совсем.
Из-за этого новый организм будет развиваться так, как будто этой метки и вовсе нет. Метка не будет работать. Тот участок ДНК, который эта метка отменяла или переделывала ни отменяться, ни переделываться не будет. Новый организм будет развиваться с учетом тех свойств, которые в ДНК записаны и меткой не отменены. Это и есть атавизм. То есть в организме вдруг проявляются те свойства, которые были у предков, а сейчас совсем не нужны. Например, рождается человек весь покрытый шерстью с головы до пят.
При делении клетки хромосомы выстраиваются в одну линию. Частные ДНК, хранящиеся в отдельных хромосомах, объединяются в одну общую, и затем происходит копирование новой ДНК. Следовательно, при копировании ДНК никаких записей в нее произойти не может. Только случайно может записаться вредный шум при объединении частных ДНК, когда между ними еще есть зазор, в который попала какая-либо молекула. Все записи в ДНК происходят на холостом ходу, когда поочередно раскрываются ДНК в отдельных хромосомах. Процессы же, которые клетка новыми потоками пишет в ДНК, часто длятся более времени, чем холостой ход одной ДНК. В результате эта информация кусками записывается в разные частные ДНК отдельных хромосом. В общей ДНК эта информация не будет представлять собой один, законченный кусок ДНК, а будет разбросана в разных местах.
Следующий холостой ход частной ДНК вовсе не обязательно совпадет с одной из фаз первого записываемого процесса. После участка с записью части первого процесса будут куски записей о втором, третьем, четвертом процессах и только после них снова будет кусочек записи о первом процессе. Этот кусочек может нести запись не о продолжении первого процесса, а о его конце или середине. Полная запись какого-либо процесса на общей ДНК будет выглядеть примерно, как на рис. 10.4.
<img src="bio078.png"><br>
Такая кусочная запись есть отражение физических процессов удлинения ДНК, строения самой ДНК и общей работы всей клетки. Какого - либо особого смысла кусочная запись не имеет. Так самопроизвольно получается.
У многоклеточных живых организмов много разных органов. Строительство каждого органа продолжается долго. В результате информация о строительстве этого органа будет раскидана в общей ДНК в десятках и даже сотнях мест. В каждом по маленькому кусочку. Информация о начале строительства какого-либо органа тоже оказывается записанной в нескольких местах ДНК.
Из-за разных внешних условий, влияющих на скорость прохождения молекулярных процессов, может произойти излишне активное движение той части ДНК, где записана информация о продолжении начала какого-либо процесса строительства какого-либо из органов. Так как это продолжение начала мало отличается от самого начала, то это служит сигналом к строительству этого органа еще раз. В результате рождаются телята или змеи с двумя головами, люди с двумя сердцами и тому подобное.
В настоящее время такие случаи считаются результатом мутаций. На самом же деле это обычный сбой в работе сложного молекулярного механизма. Если при атавизме кусочек ДНК с меткой отмены-переделки не читается, то в данном случае кусочек ДНК слишком активно читается. Это как бы "антиатавизм". Но отнюдь не мутация.
Рудименты
Из того, как устроена ДНК, как в нее записывается информация и как организм проверяет и исправляет ДНК делается понятным существование рудиментарных органов и случаи появления явных атавизмов, но с рудиментарным развитием какого-либо органа.
Представьте себе, что какому-либо виду живых организмов стал совсем не нужен и в течение жизни совсем не используется какой-либо орган. Например, задние конечности у китообразных. Переделывать их во что-то другое организму тоже нет необходимости. Поэтому метку переделки-отмены для этого органа организм не ставит. Из-за этого каждое новое поколение рождается с этим органом. А из-за того, что он не используется в течение жизни организма, этот орган слабеет и немного атрофируется, но это почти никак не отражается в ДНК. Просто те потоки в клетке, которые заведуют строительством и работой этого органа, недостаточно подтверждаются активной деятельностью его и чуть-чуть, самую ничтожную малость ослабевают. Их насыщенность веществами, нужными для построения ДНК тоже чуть-чуть уменьшается.
В результате, когда копируется участок ДНК, заведующий неиспользуемым органом и рано или поздно произойдет сбой в копировании ДНК, то в нужное время не будет потоком доставлена в нужное место нужная молекула. Этот участок одной из сторон двойной спирали ДНК будет чуть короче, чем на другой стороне. Это будет замечено сравнивающим КММ и этот участок будет "отремонтирован",- из правильной части ДНК будет удалена ставшая "лишняя молекула". Вся информация в ДНК об устройстве и работе этого органа будет чуть сокращена, и орган будет формироваться изначально хуже, чем раньше. Так как орган не используется, то это ни на что не влияет. Только атрофироваться этот орган будет легче прежнего и еще меньше будет своей работой подтверждать соответствующие потоки при копировании ДНК. Поэтому, спустя какое-либо время из участка ДНК, заведующего этим органом выпадет еще одна молекула и так далее.
Неиспользуемый орган и информация о нем в ДНК постепенно уменьшаются, атрофируются. Здесь возможны два варианта развития.
В первом случае, когда неиспользуемый орган совсем не мешает всему организму, очень медленно происходит постепенное и окончательное исчезновение и органа и записей в ДНК о нем. Но этот процесс очень и очень длительный. Требуются тысячи и миллионы делений-копирований ДНК, чтобы иногда, от случая к случаю, по одной молекуле, постепенно во всех разбросанных по ДНК кусочков записей об этом органе были бы везде уничтожены. Поэтому у большинства организмов в ДНК имеются записи об уменьшенных, плохо функционирующих - рудиментарных органах.
Чаще же реализуется другой вариант развития. Неиспользуемый, рудиментарный орган начинает сильно мешать организму, попавшему в новые условия существования. Так как это рудиментарный орган и, следовательно, очень слабый и плохо работающий, то переделать его и приспособить под другую, нужную теперь организму работу не удается. Поэтому довольно быстро ставится метка отмены-переделки. Из наследственности информация о нем никуда не исчезает, зато организм сразу избавляется от ненужного органа.
Затем, очень медленно начинает теряться информация об этом органе и из ДНК, как и по первому варианту.
Здесь может произойти интересная вещь. Атавизм. Но всплывает не развитой орган, а рудиментированый. Например, у человека вырастает маленький и не действующий хвостик. То, что хвостик, вообще, появился - это атавизм. А то, что он неполноценный - это рудимент.
** **
По закону Э. Геккеля онтогенез - быстрое повторение филогенеза. То есть индивидуальное развитие особи быстро и не вполне точно повторяет эволюцию вида, к которому принадлежит эта особь. А как может быть иначе при таком устройстве и функционировании наследственности?
Закон Геккеля - это получение опытным путем из множества наблюдений внешнее по отношению к организму описание внутреннего устройства и действия ДНК и наследственности в целом. Получение и объяснение закона Геккеля теоретическим путем подтверждает, что мы находимся на правильном пути в изысканиях по происхождению жизни и ее развития.
Как было показано, из ДНК информация, если и исчезает, то крайне медленно. Рассеянная клеточная память о потоках на белковоподобных телах устроена так, что можно добавить молекул к концу белка, но не в середину. Убрать из середины белка ставшее что-либо лишним невозможно по причине физической недоступности ее из-за сложнейшей перепутанности белковых молекул в самих себе. Убрать лишнее с конца белка? А чем и как клетка определит, что это лишнее? И как убирать будет? Ведь для этого, кроме режущего КММ, нужно заставить поток, строящий по РНК белок, двигаться в обратную сторону. А это физически возможно только, если по каким-то причинам возникнет совсем новый и более мощный противоположный поток. А с какой стати он возникнет? Получается, что рассеянная память на белках так же, как ДНК сохраняет информацию об уже ненужных органах, которые так же нужно сначала начать делать, а затем переделать. Поэтому и в структуре белковоподобных молекул есть метки отмены и переделки, которые изменяют силу, характер и насыщение потока, генерируемого белком.
Память на потоках, которая играла в начале развития жизни главную роль, постепенно теряла свою роль. И, хотя, это самый легко меняющийся вид памяти клетки, но и он все же стремится к относительной неизменности. Поэтому в процессе индивидуального развития особи ей и приходится повторять почти всю цепочку эволюционного развития, выпавшую на долю ее предков.
ї 11 Жизнь и окислители
Как видно из всего предыдущего, жизнь использует для своего существования и самостоятельно производит в основном разные линейные молекулы. Из коротких линейных изомеров она делает все более и более длинные и сложные линейные же молекулы разной формы. Если бы ДНК и РНК не были изогнуты по спирали, то они не могли бы производить новые линейные молекулы и копировать себя. Сложно запутанные линейные молекулы протобелков, а затем и белков, не могли бы при распрямлении создавать потоки внутри клетки, будь они вытянуты в струну или имей шарообразную форму. Линейные молекулы, из которых состоят хромосомы, сохраняют ДНК от посторонних воздействий и объединяют частные ДНК в общую. Молекулы оболочки клеток так же имеют линейную форму. Можно сказать, что жизнь не только способ существования сложных химических веществ, а способ существования линейных молекул разной длины и формы. Конечно, живые существа используют молекулы и других форм, но главным в их существовании является работа длинных линейных молекул.
<img src="bio079.png"><br>
Однако, создавать все более и более длинные и сложные молекулы из более коротких не так просто. Например, из молекул N1 и N2 желательно создать молекулу N3, как показано на рис. 11.1 "а" и "б". Но, так как молекулы имеют большую массу и, вдобавок, двигаются, то при их сцеплении линейной молекулы не получится. При их соударении молекулы начнут вращаться вокруг точки сцепления с разными скоростями. В результате объединенная молекула начнет принимать такую форму, как показано на рис 11.1 "в". А молекула такой формы клетке не нужна и будет только мешать ее жизнедеятельности. При распределении зарядов в молекулах, как на рисунке, не произойдет даже нормального, неподвижного сцепления молекул. Молекула N2 будет все время совершать небольшие колебательные движения около молекулы N1 и, в конце концов, оторвется от нее. При относительно больших массах и скоростях движения молекул N1 иN2 сил электрического сцепления, вообще, может не хватить даже для временного удержания их в сцепленном виде. Молекулы просто проскочат друг мимо друга.
Чем дальше развивалась жизнь, тем более сложные вещества ей были необходимы. Создание же очень сложных веществ на основе только одних электростатических свойств самих молекул, из которых это вещество должно состоять на определенном этапе становится невозможным. Поэтому коацерватная жизнь когда-то вышла на предел своего возможного развития и стала топтаться на месте, более не усложняясь. Происходила только постепенная, качественная отработка уже наработанных жизнью свойств.
В то же время и в природе, вообще, и в устройстве клеток потенциально имеются средства для дальнейшего увеличения размеров молекул и придания им разных свойств. Свойства эти тоже электрического происхождения. Это сильные двухвалентные окислители в весьма ограниченном количестве.
При неограниченном количестве окислителей любой валентности произойдет полное окисление любого вещества. Сложные молекулы, нужные для жизни, при этом сначала распадутся на более простые, а затем и на простейшие типа СО, СО2 и жизнь прекратит свое существование. В больших количествах любой окислитель для жизни - яд и распадение.
Мы не рассматривали ранее подробно энергетику клетки, то есть откуда и как клетка берет энергию на поддержание и создание потоков жидкости внутри себя и для создания и расщепления разных крупных молекул. Не будем подробно разбираться в этом и в дальнейшем. Энергетика клетки, хотя и важное дело, без которого жизнь не возможна, но это всего лишь "подсобное хозяйство" клетки, которое не определяет ее главных свойств. Заметим только, что в самом начале развития жизни энергию для движения потоков внутри клетки давал все тот же волновой ПМ, который создал жизнь. При скатывании химических веществ в коацерватную каплю происходило сильное сжатие, уплотнение и деформации всякого рода ее оболочки. В более спокойной жидкости оболочка стремилась принять сферическую форму. Движения оболочки какое-то время поддерживало в клетке то движение жидкости, которое установилось при скатывании коацерватной капли. Находясь в непрерывно изменяющихся по размерам, форме и силе потоках жидкости, окружающих коацерватную каплю, она поневоле снова как-то деформировалась. Этот процесс постоянной деформации и расправления оболочки коацерватной капли и давал энергию для всех движений жидкости внутри коацерватной капли.
В самом начале процесса происхождения жизни этой, внешней по отношению к клетке, энергии вполне хватало. Как только клетки обзавелись более прочной оболочкой, им этой энергии стало не хватать.
<img src="bio080.png"><br>
В клетке всегда имелось какое-то количество не используемых молекул. Молекул обычных для клетки - линейных составных, но по всякому изогнутых, и не годных для ранее описанных процессов. Так же всегда имелось и какое-то ничтожное количество окислителей. При соединении окислителя к такой молекуле не происходило сгорание ее. Из-за слишком малого количества окислителя. Но физические ее свойства резко менялись. В их числе были и молекулы, которые при присоединении молекулы окислителя резко меняли форму, как показано на рис.11.2. При этом такая распрямившаяся или сжавшаяся молекула вызывала довольно сильное движение жидкости вокруг себя, как-то изменяя и подстегивая или замедляя имеющиеся в клетке потоки. Измененные потоки записывали соответствующую информацию в ДНК, и клетка постепенно обзаводилась собственным двигателем. В данном случае ей (клетке) было совершенно безразлично, какой окислитель использовать, лишь бы он не был чрезвычайно редкостным.
У нас на Земле самыми распространенными окислителями являются сера и кислород. В целом и атмосфера, и океан во время происхождения жизни были безокислительной средой, но все же какое-то ничтожное количество окислителей в океане было растворено. Причем растворено неравномерно. В тех местах, где на дне океана присутствовали месторождения с большим содержанием серы, там и в воде было больше растворено свободной серы. Где на дне океана были месторождения, по преимуществу содержащие кислород, там, в воде было растворено и большее количество свободного кислорода. Так как жизни было безразлично, какой окислитель использовать для энергетики, то в разных местах она и использовала то, что было доступнее. По энергетике жизнь разделилась на очередные два сорта - серную и кислородную. Будь на Земле еще какой-либо распространенный и легко растворимый в воде окислитель, то и сортов жизни по энергетике было бы больше.
Сера имеет в Земных условиях переменную валентность. То 2, то 4, то 6, в зависимости от внешних условий и окружающих ее веществ. Из-за этого непостоянства она менее удобна для развития жизни, чем кислород, который в водном растворе всегда имеет валентность равную двум. К тому же сера не очень хорошо растворяется в воде. Поэтому во время коацерватной жизни больший количественный и качественный перевес получила кислородная форма жизненной энергетики.
На первых этапах развития жизни действительно было безразлично, какой окислитель использовать для приведения в движение потоков жидкости в клетке. Лишь бы окислитель при соединении со сжатыми молекулами их распрямлял, как пружину, а при соединении с прямыми молекулами их скручивал и тем самым заставлял их производить движение жидкости.
Жизнь, как было ранее показано, состоит из составных молекул. Как видно из рис. 11.3 для существования в целом нейтральной длинной молекулы в ней чаще всего должно быть четное число составляющих ее коротких линейных молекул.
<img src="bio081.png"><br>
По бокам сложной молекулы заряды составляющих ее коротких линейных молекул взаимно компенсируют друг друга, и по бокам длинной молекулы практически нулевое электрическое поле. С торцов длинной молекулы заряды компенсировать нечем и по торцам ее имеется открытое и неравномерное электрическое поле. Окислители так же являются электрически заряженными диполями разного размера и разной валентности. Поэтому молекулы окислителя проходят вдоль боков длинной молекулы, не притягиваясь к ней и не реагируя с ней до тех пор, пока не окажутся у торца длинной молекулы. Попав в электрическое поле торца составной молекулы, молекула окислителя ориентируется в нем, и притягивается к торцу длинной молекулы.
И здесь очень важную роль играют взаимные относительные размеры торца длинной молекулы и молекулы окислителя, а так же валентность окислителя и необходимый клетке результат. У нас на земле все эти соотношения молекул, изготовленных клетками, и окислителей разного рода оказались таковы, что наши сорта жизни выбрали для себя в качестве окислителей серу и кислород. Двухвалентные окислители.
С течением времени живые клетки стали использовать привычные им окислители, не только для частичного окисления протобелков с целью обеспечения движения потоков жидкости в клетке, но и для многих других целей. В результате клетки научились целенаправленно вылавливать окислители из водного раствора океана и целенаправленно использовать их.
Однако, из-за чрезвычайно малого содержания окислителей в океане, по настоящему использовать их для своего развития клетки не могли. Кроме того, из-за использования клетками окислителей они через некоторое время совсем изымались из океана. Клетки, лишенные окислителей, в массовом порядке гибли, распадались и частично возвращали окислители в океан. Установился колебательный характер использования имеющихся в океане окислителей. Из-за этого жизнь то чуть усложнялась, чуть развивалась, то отступала назад, в состояние без использования окислителей. В дальнейшем из всех возможных форм жизни, в смысле использования окислителей, будем рассматривать только кислородную форму, как наиболее распространенную и к которой принадлежим мы сами.
<img src="bio082.png"><br>
При наличии очень незначительного количества кислорода в клетке часто происходило резкое усложнение имеющихся молекул, и очень существенно изменялись их формы. Дело в том, что по электрическим и химическим свойствам двухвалентный кислород имеет приблизительно такую форму, как показано на рис.11.4. Выступы это как бы валентные, присоединительные свойства. Кислород очень химически активен. Поэтому его химической активности и электрических свойств хватает, чтобы соединить в единое целое и накрепко связать между собой крупные молекулы, которые иначе бы проскочили мимо друг друга, как на рис. 11.1.
<img src="bio083.png"><br>
В результате, при сильном недостатке кислорода происходит не окисление сложных молекул, а их склеивание в более сложные молекулы разнообразной формы, как показано на рис. 11.5 "а", "б", "в". Форма "в" весьма схожа с формой протобелков. Сходна и с формой РНК, ДНК и многих других линейных молекул, нужных клетке. При наличии очень малых доз кислорода клетка получает возможность сравнительно просто синтезировать массу разных нужных ей молекул. Естественно, что клетки получают возможность при наличии достаточного количества кислорода создавать очень сложные настоящие белки и тем самым быстро совершенствовать и свою энергетику, и рассеянную в объеме клетки память о потоках.
Молекулы типа "а" и "б" тоже могут быть использованы клеткой в процессе ее жизнедеятельности. Однако, в местах сильных изломов таких молекул электрическое поле незамкнутое и неравномерное, поэтому они имеют тенденцию к взаимному слипанию в очень сложные агрегаты - полимеры, как показано на рис. 11.6.
<img src="bio084.png"><br>
В этом качестве они могут пригодиться клетке для построения каких-либо твердых, не изменяющихся структур. Для обычной жизнедеятельности клетки такие полимерные молекулы не нужны, и даже могут быть вредными. В то же время они отнимают кислород, нужный для энергетики и построения белков.
Раздробить такой полимер на части, используя имеющиеся в клетке КММ, клетке не удается. На сильных искривлениях электрического поля в местах излома молекулы - полимера не может удержаться на месте и произвести нужное действие разрезающий КММ. Его на искривлениях поля покачивает то в одну, то в другую сторону. Даже если КММ сработает, то его "выстрел" или направление разреза пройдет мимо нужного места. Более того, так как после срабатывания режущий КММ обычно рассыпается на составные молекулы, то эти отдельные молекулы, как попало, будут притянуты к полимеру и клетке будет нечем производить режущее действие в других местах. К тому же полимерная молекула имеет большие размеры и плохую обтекаемость и мешает разным процессам в клетке. Поэтому от таких полимеров клетка старалась избавиться, выталкивая ее за оболочку.
В симбиотических клетках, которые состояли из двух клеток - крупной и мелкой, избавление от полимерных молекул происходило не только наружу крупной клетки. Часть полимеров из крупной клетки обязательно попадала в мелкую клетку, так как крупная клетка привыкла кормить крупными молекулами мелкую клетку. Полимер проталкивался крупной клеткой сквозь оболочку мелкой клетки, а из мелкой клетки удалиться не мог, так как ее оболочка была приспособлена принимать крупные молекулы, а удалять молекулы гораздо меньших размеров.
Мелкая клетка, как ей и положено, пыталась раздробить полимерную молекулу на части, но ей это так же не удавалось. Полимерная молекула типа "а" или "б" долгое время находилась внутри мелкой клетки. Чтобы она не мешала жизнедеятельности мелкой клетки, потоки постепенно отводили ее в такое место, где она не очень мешалась. В этом месте полимерная молекула находилась практически в неподвижном состоянии. Через некоторое время в это же место потоки подносили еще одну аналогичную молекулу, затем еще и еще. В этом месте мелкой клетки постепенно образовывался целый склад таких молекул. Естественно, они через какое-то время реагировали между собой и образовывали целый пласт полимерных молекул типа изображенных на рис. 11.6.
<img src="bio085.png"><br>
Так как вся жизнь была сосредоточена в неглубокой зоне прибрежных вод, хорошо освещаемых солнцем, то рано или поздно неизбежно было попадание кванта света прямо в атом кислорода, связывающий короткие линейные молекулы в изолированную большую молекулу полимера. Квант света передавал свою энергию кислороду и вырывал его из молекулы полимера, как показано на рис. 11.7 "а" и "б". В наших земных условиях, в те времена, такой энергией обладал квант ультрафиолетовой части солнечного излучения. В других условиях это может быть квант и другой части светового спектра.
Свободный атомарный кислород чрезвычайно активен. Он немедленно вступает в химическую реакцию с ближайшими к нему молекулами. Поскольку все это происходит во внутриклеточной жидкости, то ближайшими к атому кислорода молекулами оказывались молекулы воды и растворенного в ней углекислого газа, которые атомарный кислород немедленно соединял между собой.
Происходит первая реакция фотосинтеза. Она была еще самопроизвольной, никак мелкой клеткой не организованной. Но, при разломе полимерной молекулы, ее части, не говоря уже об освободившемся атомарном кислороде, получили некоторую долю энергии кванта света, пришли в движение и организовали новые для малой клетки потоки жидкости. Химическая реакция между кислородом, водой и углекислым газом тоже породили свои потоки жидкости. То есть процесс фотосинтеза сразу же оказался записанным на достаточно сильных потоках жидкости. Чуть погодя, при очередном холостом ходе ДНК одной из хромосом новые потоки записали информацию о себе и в ДНК - долговременную память клетки. Таким образом, реакция фотосинтеза немедленно была запомнена и в дальнейшем воспроизводилась автоматически.
При этом малая клетка получала небольшую порцию коротких линейных молекул, которые могла использовать для своих нужд и для нужд большой клетки. Кроме того, малая клетка получила еще один КММ, который, используя внешнюю энергию света, мог разбирать на части молекулы любой величины.
Разорванные квантом света части полимерной молекулы находились недалеко друг от друга. Их масса была велика, и энергии кванта хватало только для того, чтобы они резко дернулись и, приведя в движение окружающую жидкость, тут же и затормозились, как показано на рис. 11.8.
<img src="bio086.png"><br>
Освободившийся атомарный кислород так же не успевал отойти далеко от места разрыва полимера, как вступал в химические реакции с водой, углекислым газом и другими веществами. Вблизи открытых концов частей полимера оказывался настоящий химический микро реактор, в котором происходили разные многоступенчатые химические реакции. В том числе и реакция фотосинтеза, которая была еще далеко не такой, как мы ее привыкли видеть сейчас. Однако, и в том виде, какой она была, выделялся свободный кислород, и получались первые, простейшие сахара. Волей случая первыми сахарами оказались правые их изомеры, а не обычные для жизни левые. Поэтому именно правые изомеры сахаров образовывали потоки, и именно их использование оказалось записанным в наследственности, а затем автоматически повторялось. Из-за записи в наследственности использования правых сахаров, левые сахара, даже, если они были лучше по всем параметрам, никогда клеткой не использовались. Для клетки их как бы и не существует.
В процессе реакций происходило не только связывание выделившегося кислорода, но и вторичное его выделение. Вторичный кислород оказывался очень близко к электрически открытым торцам недалеко расположенных друг от друга частей полимера и вновь соединял их в единое целое. Энергия вторичного кислорода уходила на стягивание частей полимера и, следовательно, возникали соответствующие потоки, которые записывали все это в ДНК. Полимер же снова был готов выделить атомарный кислород при попадании в него кванта света.
Таким образом, малая симбиотическая клетка стала непрерывно действующей фабрикой по производству сахаров и кислорода, и еще многих простейших органических веществ. Все это использовалось и малой и большой симбиотическими клетками для нужд жизнедеятельности и строительства разных молекул. Симбиотическая клетка стала растением, которое уже использует не только готовые изомеры, производимые волновым ПМ, но и само производит нужные сложные изомеры из самых простейших веществ. Растительной клетке стало уже не нужным быть активным хищником, и она резко изменила образ жизни. Стала менее подвижной, чем ранее. При этом она становилась легкой добычей для не симбиотических клеток, которые нашли в растительных клетках новый и почти неиссякаемый источник пищи.
Непрерывно производящий кислород полимер в малой клетке насыщал ее нужным для синтеза белковоподобных молекул кислородом. Лишний кислород поступал в крупную клетку, где использовался ею для своего развития и энергетики. Лишнего кислорода было слишком много для клетки, и он выводился наружу, где его использовали для своего развития все остальные типы и сорта жизни.
Некоторые ученые считают, что многие типы живых организмов в это время "объелись" кислородом и вместо совершенствования отравились, как бы сгорели, освободив этим и территорию и огромную биомассу для тех типов жизни, которые лучше использовали кислород.
При наличии достаточного количества кислорода у оставшихся типов и сортов жизни быстро реализовалась имевшаяся в потенции способность строить очень сложные настоящие белковые молекулы. При этом резко изменился и внутренний состав клеток, и их энергетические возможности. Но самым главным было приобретение огромной рассеянной памяти о рабочих потоках на молекулах белков. Клетка получила возможность развиваться без ограничений по памяти и совершенствоваться почти без предела.
Из приведенных рассуждений видно, что далеко не всякий сильный окислитель может стать основой для развития жизни. Для этого годятся окислители, которые в нормальных для данной планеты условиях, проявляют валентность равную двум. Только при двухвалентной активности возможно сшивание крупных линейных молекул. При одновалентном окислителе происходит просто частичное окисление молекул, что может быть использовано клеткой только в энергетических целях. При валентности более двух происходит сшивание и образование сложной молекулы из трех и более относительно простых молекул. Новая молекула приобретает очень сложную, комообразную структуру и далее продолжает расти как шар, как показано на рис. 11.9.
<img src="bio087.png"><br>
Такая форма сложных молекул имеет слишком жесткую структуру. Это очень твердый полимер, который не может распрямиться или согнуться при частичном окислении и поэтому не может играть роль белка ни в виде энергетики клетки, ни в виде рассеянной памяти о потоках.
В этом смысле невозможно существование фторной или хлорной жизни (валентность = 1), а вот серная жизнь вполне возможна, но конечно при совсем иных физических условиях, чем на Земле. Интересно, может ли существовать форма жизни, которая для энергетики, для дыхания, использует одновалентные окислители типа хлора или фтора, а для создания белков двухвалентные окислители типа серы и кислорода?
** **
Этим оканчивается период коацерватной жизни. Жизнь вступила в новую эру развития, которая достаточно хорошо известна, и которую особо пристально рассматривать не будем, за исключением примеров, подтверждающих рассмотренные процессы. В новый, белковый период развития жизнь взяла все, что было наработано в коацерватный период. Ведь из ДНК, из белков информация не удаляется.
Окончание коацерватного периода было и окончанием периода, когда жизнь, в основном, развивалась на базе физических процессов, под которые подбирались и производились разные химические вещества со свойствами, соответствующими этим физическим процессам.
Переход на белковую стадию развития позволил жизни не только подчиняться физическим законам, но и, в некотором смысле, "обходить" их, используя одновременно или последовательно обращение к сложным комбинациям других физических законов. Причем способность "обходить" законы физики тоже уже частично была заложена в коацерватном периоде. Например, молекула ДНК должна распрямляться и терять свои свойства при плюс 18 градусах Цельсия. Облепление ДНК множеством достаточно больших и тяжелых хромосомных молекул, крепко связанных между собой не дает возможности распрямляться и при температурах много больших, чем плюс 18 градусов Цельсия. Белковая стадия жизни с очень сложными комбинациями разных рабочих потоков в клетке позволяет гораздо легче "обходить" физические и химические свойства многих веществ и использовать их даже в тех случаях, когда на коацерватной стадии такое вещество стало бы настоящим ядом для клетки. Поэтому для опытных работ по изготовлению новых сортов жизни нельзя брать готовый набор веществ, сейчас используемых жизнью. Этот набор надо сильно упростить, удалив из него слишком сложные вещества, особенно типа белков, которые будут только мешать действию относительно простых комбинаций законов физики, действующих при возникновении жизни.
ї 12. Жизнь и смерть
Жизнь клетки полностью зависит от непрерывной и правильной работы потоков жидкости внутри клетки, которые перемещают, сортируют и устанавливают в нужные места разные молекулы. Эти потоки имеют и свою электрическую память о расположении и размерах нужных молекул. Стоит, по каким-либо причинам, прекратиться движению потоков жидкости или слишком сильно измениться по форме и электрической памяти, так жизнь и прекратится. Никакие свойства ДНК, РНК или белков уже не смогут реализовываться. Наступит смерть клетки.
К смерти клетки ведет множество разных внешних причин. Сильное повышение или понижение температуры не только портит потоки, но и разрушает белки - память и моторчики клетки. Удары, сильное давление ведут к такому изменению потоков, что клетка гибнет. И так далее и тому подобное.
Однако существуют внутренние причины, ведущие к обязательности смерти клетки.
Как бы хорошо ни действовали потоки жидкости, белки, ДНК, РНК и прочие внутренние механизмы функционирования клетки, обязательно время от времени происходят незапланированные встречи разных молекул. Этому причиной является обязательное обыкновенное тепловое хаотическое движение молекул воды. Из-за него электрический узор потоков жидкости все время немного портится. Потоки начинают захватывать и транспортировать совсем не те молекулы, которые должны были бы обрабатывать.
<img src="bio088.png"><br>
Посторонняя в потоке молекула скорость имеет совсем другую из-за другой массы и размеров, чем та молекула, вместо которой она попала в поток. Поэтому она неизбежно столкнется с соседней молекулой в потоке. Сближение этих молекул произойдет на очень малых относительно друг друга скоростях. Испорченный электрический узор потока не в состоянии крепко удерживать молекулу и посторонняя молекула ориентируется в электрическом поле своей соседки, а затем слипается с ней, как показано на рис. 12.1 "а" и "б".
Так как посторонняя молекула обладает не совсем теми химическими и электрическими свойствами, которые должны быть у молекулы в этом месте этого потока, то настоящей, "плановой" химической реакции между молекулой из потока и посторонней не происходит. Дело ограничивается слипанием двух молекул под действием электрических сил в относительно крупный агрегат. Масса этого агрегата резко возрастает, а гидродинамические показатели резко ухудшаются, и скорость агрегата в потоке резко уменьшается. На него начинают налетать следующие за ним молекулы из потока. У агрегата не совсем такие химические и электрические свойства, как надо и поэтому следующие молекулы из потока так же просто слипаются с ним, увеличивая его массу и размеры, как показано на рис.12.1 "в".
Через некоторое время агрегат увеличивается настолько, что перестает удерживаться в этом потоке и выпадает из него в межпотоковое пространство. Или закупоривает поток и прекращает его работу в нормальном режиме до очередного холостого хода хромосомы с ДНК, подстегивающей работу потока или аналогичного подстегивания потока белком-моторчиком. При возвращении скорости потока к норме слипшийся агрегат так же оказывается отброшенным в межпотоковое пространство.
В между потоковом пространстве находится много разных молекул, и агрегат постепенно притягивает их к себе, все, увеличиваясь в размерах. В других потоках происходят точно такие же процессы, и межпотоковое пространство постепенно начинает насыщаться все большим количеством разных агрегатов.
Какая-то часть из многих не очень крупных агрегатов снова попадает в потоки, с подпорченными тепловым движением молекул воды электрическим узором, и резко ухудшают работу потоков. При этом этот агрегат быстро вырастает в размерах и уже в увеличенном виде оказывается в межпотоковом пространстве.
Потоки же внутри клетки располагаются весьма близко друг от друга и большое количество агрегатов в межпотоковом пространстве начинают чисто физически деформировать потоки по форме и сжимать их по сечению. Из-за этого потоки работают все хуже, все медленнее и сбоев делают все больше. Нормальное функционирование клетки становится все более затруднительным.
Клетка приводит в действие все свои КММ, чтобы восстановить нормальную работу. Однако, агрегаты, в большинстве своем, состоят из вполне правильных, нормальных для клетки молекул. Поэтому КММ почти не за что зацепиться и отличить агрегат от остальных молекул. КММ дробят на части только уж совсем кривобокие агрегаты, к негладкому электрическому полю которых могут как-то пристроиться.
Подавляющее число агрегатов клетке раздробить не удается. Количество агрегатов все растет и, наконец, они так сдавливают и меняют все потоки, что ни движений ДНК, ни движений белков-моторчиков уже не хватает для восстановления нормального движения потоков. Потоки начинают подтягивать к местам изготовления нужных молекул все, что в них попало. Вместо нужных веществ получаются какие-то уродцы. Клетка сама себя отравливает и наступает ее смерть.
Процессы, ведущие к агрегатированию молекул, в начале жизни клетки идут довольно медленно, так как клетка еще чистая, почти свободная от агрегатов. Затем агрегатирование все ускоряется и ускоряется, так как появившиеся агрегаты своим поведением способствуют образованию новых агрегатов. Клетка сначала довольно долго остается молодой и жизнеспособной, а затем быстро стареет и умирает.
Каждый процесс деления клетки сопровождается возникновением очень сильных, по масштабам клетки, потоков. Эти потоки перемешивают межпотоковое пространство с такой силой, что значительная часть агрегатов ломается на составные части, ударяясь, друг о друга. При делении материнская клетка резко омолаживается из-за частичного очищения межпотокового пространства от большого количества агрегатов. Дочерняя клетка оказывается почти чистой от агрегатов и из-за разрушения их потоками, и из-за того, что в процессе деления перетекание материалов в нее происходит не хаотично, а организованными потоками через довольно узкую горловину, что задерживает агрегаты в старой клетке.
Материнская, первичная клетка рано или поздно все равно погибнет из-за нарастания количества агрегатов, которые мешают ей нормально функционировать. Поэтому-то жизнь не просто функционирование клеток, а именно процесс непрекращающегося деления, размножения клеток, в котором жизнь сама себя обновляет и очищается от агрегатирования.
Старение и смерть клетки несколько более сложный процесс, чем только что было описано, так как с течением времени разные сложные молекулы начинают терять свои главные свойства, постепенно полимеризуясь и твердея, чем мешают клетке функционировать. Но, в главных чертах, старение и смерть это именно забивание межпотокового пространства клетки разными агрегатами. Агрегаты занимают место, где клетка организует не постоянные, временные потоки и превращают жидкость в подобие киселя со значительно большей вязкостью, чем обычно. Из-за повышенной вязкости у клетки не хватает энергии, чтобы организовать поток. Негде его и разместить. Часть нормального функционирования клетки просто перестает получаться.
По мере заполнения межпотокового пространства агрегатами, выпадают из работы все новые и новые потоки - элементы жизнедеятельности клетки, и движения в клетке самопроизвольно останавливаются и клетка погибает.
В период коацерватной жизни клетки очень сильно зависели от внешних условий. Особенно от частых изменений химизма океана. Часто это приводило к резкому ускорению процесса образования агрегатов и, следственно, к преждевременной гибели клеток, когда клетка даже не успела поделиться хоть один раз и оставить жизнеспособное потомство. Мор клеток в зонах разного химизма был массовым. После их гибели и размывания волновым ПМ зона нехорошего для жизни химизма насыщалась питательным материалом для клеток из соседних зон океана, которые устремлялись к месту с большим количеством пищи. Они так же массами гибли, попадая в эту зону, размывались волновым ПМ и увеличивали концентрацию питательных веществ, делая это место еще более привлекательным для всех других клеток.
Рано или поздно в такую зону попадали клетки, в которых было некоторое количество веществ (не КММ, а именно каких-то химических веществ) замедляющих образование агрегатов и даже ломающих часть из них. Такие клетки не только нормально развивались в этих зонах, но и успевали оставить жизнеспособное потомство. Этим самым постепенно наделив все живые клетки малым количеством деполимеризаторов, препятствующих образованию агрегатов и продлевающих жизнь клетки на значительный срок, необходимый для большого числа делений клетки.
Эти деполимеризаторы обязаны быть довольно слабыми по своему действию. Иначе они разрушат не только кое-как слепленные агрегаты, но и нормальные большие работающие молекулы белков, ДНК, РНК и им подобные, которые имеют структуру, весьма похожую на структуру агрегатированных молекул. Поэтому, несмотря на все методы, которые используют живые клетки для продления своей жизни и работоспособности, сильно увеличить продолжительность жизни и число делений клеткам, в принципе, невозможно. Засорение межпотокового пространства агрегатами избежать не удается и смерть любой клетки, в конце концов, неизбежна.
И здесь перед человеком, который тоже смертен, но всегда хочет смерти избежать, встает очень трудная, но вполне разрешимая научно техническая задача о существенном продлении жизни.
Дело в том, что жизнь в качестве деполимеризаторов использовала только те вещества, которые в готовом виде существовали в природе. Конечно, по мере развития жизни, происходило какое-то совершенствование этих деполимеризаторов, которые клетка научилась производить для себя сама. Однако, в процессе этого совершенствования клетка перебирала довольно ограниченное число химических веществ, бывших в наличии внутри ее. Огромное количество редких элементов, их соединений было просто недоступно клетке. Никакие органического типа вещества, синтез которых требует температур, больших 100 0С клетке так же недоступны. Она же при этом сварится. Клетка может синтезировать вещества только в узком диапазоне температур, давлений, излучений и на ограниченном по разнообразию материале.
Совсем иное дело - человек. В химических лабораториях каждый год синтезируется более миллиона разных веществ. И синтез их может идти при любых мыслимых условиях, на любом наборе первичных веществ. Если лучше исследовать клетку в молодости и в старости, то, может быть, удастся искусственно создать лучшие деполимеризаторы, чем используемые в природе. Конечно, они должны быть не только активнее природных, но и как природные не разрушать белки, ДНК и прочие рабочие молекулы клетки. К созданию такого "эликсира молодости" теоретических препятствий нет, только сколько угодно практических трудностей. При удаче в создании такого "эликсира молодости" человек не только будет жить гораздо дольше, но и будет явно здоровее, так как очень многие болезни человека всего лишь результат плохого функционирования клеток в их старости.
Такой "эликсир молодости" - отнюдь не эликсир полного бессмертия. Нельзя создавать слишком активные деполимеризаторы. Они, вообще, могут растворить клетку. Но существенного увеличения активного, зрелого и здорового периода жизни человека можно добиться.
** **
ї 12.1. Дальнейшее развитие жизни
После появления достаточного количества кислорода, двухвалентного окислителя, полным ходом пошел процесс приспособления протобелковых молекул для нужд развития клетки. В том числе и в качестве упомянутых рассеянной памяти о потоках и моторчиках, приводящих все эти временные потоки в движение. При этом оказалось, само получилось, автоматически, что для записи на белках информации о самых разных потоках достаточно очень ограниченного количества свойств молекул ДНК и РНК.
<img src="bio089.png"><br>
Так как и ДНК и РНК это кусочки спирали переменного шага и кривизны, то электрическое поле ими образуемое не равномерно. В местах более сильного изгиба ДНК или РНК напряженность электрического поля сильнее, чем там, где изгиб ДНК, РНК поменьше, как показано на рис. 12.2.
В результате действия полей разной силы и формы к разным участкам спирали притягиваются молекулы разных размеров, формы и электрических свойств. Затем они уже к себе подтягивают другие молекулы, которые выстраиваются вдоль силовых линий электрического поля РНК, ДНК и изначально приобретают подобие спиральной формы с разной кривизной и закрученностью в разные стороны. Шаг напряженности линий электрического поля молекул РНК, ДНК определяется чередованием молекул их составляющих. В наших ДНК, РНК чередуются всего четыре молекулы. То есть, и минимальный шаг электрического поля имеет протяженность всего в 4-5 молекул, то есть всего порядка 10-7 см. На участке ДНК, РНК длиной всего в один микрон (10-4 см) могут выстроиться до 1000 разных белковоподобных структур. При этом сами то РНК, ДНК не изменяются и не записывают никакой информации об образующихся белковых молекулах в свою структуру. Белковоподобные тела "самопроизвольно" вырастают на каком либо участке ДНК, РНК. Вернее, молекулы, имеющиеся в каком либо потоке, выстраиваются в белковоподобную молекулу там, где электрическое поле ДНК, РНК соответствует электрическим полям этих молекул.
Внутри крупного шага напряженности электрического поля, определяющегося чередованием составляющих ДНК, РНК четырех молекул, шаг поля меняется и через каждую молекулу из этой четверки, как показано на рис. 12.3.
<img src="bio090.png"><br>
Соответственно этому более мелкому шагу электрического поля молекулы к ДНК, РНК могут притягиваться не только с шагом в 4 молекулы, но и через одну, через две, через три в разных комбинациях. Если учесть, что и размеры притягиваемых молекул могут быть разными, то только на одном участке ДНК, РНК из четырех повторяющихся молекул может получиться до нескольких сотен комбинаций производимых белковоподобных молекул. Поэтому тот же участок ДНК, РНК длиной в 1 микрон может произвести сотни тысяч разных белковоподобных молекул. Так как притягиваемые молекулы, имеют свои, определенные, ей присущие размеры, форму и электрические свойства, то первой к ДНК, РНК, на один и тот же участок ее, могут притягиваться молекулы разных размеров и химических свойств. Затем уже к этой молекуле будут достраиваться остальные, определяемые совместным действием электрических полей ДНК, РНК и притянутой первой молекулы. То есть один и тот же самый участок ДНК, РНК в разное время может производить несколько сортов белковоподобных молекул. Поэтому тот же самый участок ДНК, РНК длиной в 1 микрон может изготовить миллионы и миллионы разных белковоподобных молекул.
У разных живых существ длина ДНК колеблется от сантиметров до метров. Это означает, что живая клетка может, в принципе, синтезировать до десятков миллиардов и даже до триллиона разных белковоподобных молекул, каждая из которых заведует каким-либо потоком жидкости в клетке, то есть определенными свойствами клетки. Конечно, клетка не использует все эти возможности. Просто ей не нужно такого количества разных свойств. Однако, возможностей внести какие-либо изменения в свою работу, причем, не меняя ДНК и все прочее, а только за счет синтеза добавочных потоков и белковоподобных молекул, у клетки более чем достаточно.
Именно этим и объясняется то великое разнообразие живых существ, которые населяют нашу планету сейчас, и населяли ее в прошедшие миллионы лет. И все это разнообразие стало возможным только после того, как более простая коацерватная жизнь, подготовила и отработала все свойства клеток и научилась вырабатывать окислитель (кислород) в нужных для построения белковоподобных молекул количествах.
Без такого разнообразия белковоподобных молекул, организующих разные рабочие потоки в клетке, было бы невозможным существование высокоразвитых многоклеточных организмов. Не столь давно биологи и генетики обнаружили опытным путем, что в любой клетке многоклеточного организма одна и та же ДНК. Это же было продемонстрировано ранее и в этой теоретической работе. ДНК каждой клетки многоклеточного организма одна и та же. Но при совместной работе клеток в многоклеточном организме изначально получаются разные потоки в разных клетках. Это инициирует создание разных белковоподобных молекул в разных клетках организма, что ведет к весьма существенно различному функционированию разных клеток. В результате одни клетки мягкие и прозрачные, как в глазах; другие способны резко изменять размеры, как в мышцах; третьи служат накопителями энергии в виде жировых отложений; четвертые отвердевают настолько, что становятся перьями, рогами и копытами и так далее и тому подобное. И все это при одной, для всех клеток организма, одинаковой, главной молекуле ДНК в одном организме.
Это еще раз подтверждает, что первоначально главным в клетке было действие потоков жидкости, которые строили ДНК, которая, в свою очередь не давала затухать этим потокам. И как при зарождении жизни, так и сейчас клетка чувствует не, сколько изменение состава среды, сколько непосредственно реагирует на изменения, происходящие во внутриклеточных потоках жидкости, и стремится стабилизировать главные потоки за счет производства дополнительных потоков, которые, в конце концов, возобновляют главные потоки, строящие новую ДНК и делящие клетку.
Об инстинктах
К периоду уже развитой коацерватной жизни относится появление первых инстинктов.
Что такое инстинкт? Это готовая программа определенных действий живого организма в определенных обстоятельствах. Пока этих обстоятельств нет, программа не включается. Ее как будто и не существует совсем, и живое существо занимается своими делами. Как только обстоятельства сложатся определенным образом, так живое существо каким-то образом включает готовую программу действий, прекращает все другие дела и выполняет эту программу автоматически до тех пор, пока снова не изменятся обстоятельства.
Например, кролик ел травку и вдруг увидел лису. Немедленно следует прекращение еды и убегание изо всех сил. И вот сам то процесс бега, определение порядка перестановки лапок, является инстинктом, готовой программой, которая в критических обстоятельствах позволяет не думать куда какую лапку поставить, а сосредоточиться на оценке обстановки и решать куда бежать. Повторимся еще раз, что инстинкты всего лишь готовая программа ДЕЙСТВИЙ, совершаемых живым существом в определенных обстоятельствах и всегда одинаково.
В период развитой коацерватной жизни произошло существенное уплотнение, упорядочивание главных потоков в клетке. Главные потоки обзавелись чем-то вроде упругих стенок и стали походить на микрососудики. По механическим свойствам клетка стала походить на клубок перепутанных мягких резиновых колечек, заключенных в общую оболочку. Каждое резиновое колечко по отдельности легко деформируется и слабо противодействует сжатию. Все вместе же они и деформируются трудно и сжатию противодействуют сильно. К тому же по разным направлениям этот клубок резинок имеет разные свойства и по разному реагирует на прилагаемые усилия. Так и клетка стала реагировать на внешние силовые воздействия, как клубок резинок. Одинаковые обстоятельства стали вызывать одинаковые действия клеток и именно в смысле движения всей клетки. Сама система главных потоков стала хранилищем первых инстинктов. Инстинкты, то есть порядок запрограммированных действий, косвенным образом оказались записаны и в ДНК, и в РНК, и в протобелки. Косвенным, так как записывалась сама система потоков и их качества, но никак не записывались скоротечные действия системы потоков. Они просто не успевали куда-либо записаться. И в дальнейшем процессе развития жизни инстинкты никогда не записывались в ДНК, - не успевали. В наследственности, если под этим понимать только ДНК, никаких инстинктов нет, и не может быть. Они разным образом рассеяны по организму. Чем выше развивалась жизнь, тем большее количество инстинктов оказывалось сосредоточенными в мозгу живого существа в виде постоянных связей между нервными клетками. Как сделать эти связи, конечно, записано в ДНК. Но это запись именно о том, как сделать эти связи, а не как привести их в действие. Поэтому, в дальнейшем, говоря о наследственных свойствах и инстинктах, всегда будем помнить, что в ДНК есть только косвенные записи инстинктов.
** **
Скачки в записях в ДНК
В начале коацерватной фазы жизнь развивалась почти так, как в свое время об этом думал Ламарк. Практически все изменения, которые испытывала коацерватная клетка, оказывались немедленно записанными изменяющимися потоками в ДНК, как это было показано ранее в ї9 и ї10. Затем жизнь резко отошла от непрерывных изменений ДНК. Сначала этому способствовало образование хромосом, которые не всегда позволяли производить запись в ДНК, а только в условиях длительного недоедания, когда не хватало материала для образования обычного хромосомного чехла ДНК.
С появлением протобелков, а затем и настоящих белков необходимость записи текущих дел клетки в ДНК стала очень мала. Почти любые изменения деятельности клетки достаточно хорошо стали осуществляться при помощи синтеза нужного белка на определенном участке ДНК или РНК. Сами ДНК и РНК при этом не изменялись. Передача части клеточного материала с синтезированным белком, при делении клетки, из материнской в дочернюю, позволяло дочерней клетке с самого начала реагировать на обстановку так же, как в свое время реагировала материнская клетка. Наличие готового белка приводило к созданию соответствующего потока, который на холостом ходе ДНК синтезировал добавочную порцию нужного белка. Клетка получила возможность, не меняя ДНК приспосабливаться к разным условиям. Как бы постоянно тренироваться в определенных действиях и передавать способность к тренировке следующим поколениям без изменения основного носителя наследственных свойств - ДНК. Новые поколения оказывались генетически не приспособленными к имеющейся обстановке, но легко приспосабливающимися к ней за счет личной белковой тренированности.
На первый взгляд, клеткам стало совсем не нужным изменять основную единицу наследственности ДНК, достаточно менять белки. Однако это не так.
Прежде всего, наличие любых белков никак не влияет на сами свойства клетки что-либо записывать в ДНК при необходимости. Когда складывались условия, рассмотренные ранее, запись в ДНК происходила автоматически, несмотря на наличие белков, где все записываемое могло быть уже давно реализовано. В то же время, если по каким-либо причинам, в клетке не было синтезировано соответствующих белков, то это вынужденно должно было компенсироваться изменением ДНК. То есть клетка реагирует на обстановку либо синтезом белков, либо изменением ДНК, либо и тем и другим сразу.
Из-за этого изменение, приращение длины ДНК окончательно стало не непрерывным, а скачкообразным.
При изменении условий существования клетки часто проходило весьма много поколений, прежде чем осуществлялась в ДНК соответствующая запись. Могло сложиться и так, что к тому времени, когда клетка становилась готовой к записи в ДНК, внешние условия снова изменялись и запись приобретенных и сохраняемых на белках свойств клетки становилась совсем не нужной. Это еще более способствовало приспособлению жизни к некоторому среднему набору условий существования и благополучному ее сохранению при все более сильных, но относительно кратких, отклонениях условий от средней нормы.
<img src="bio091.png"><br>
Самым же главным препятствием для того, чтобы перевести запись всех изменений на белки и отказаться от записей в ДНК является сам процесс синтеза белков, который очень часто происходит с чудовищными ошибками. Неверно синтезированные белки не только портят всю картину жизнедеятельности клетки, но и могут даже привести к гибели клетки из-за отравления таким белком.
Синтез белков, по сравнению с синтезом ДНК, заведомо происходит с гораздо меньшей точностью. На рис. 12.4 ясно видна причина этой неточности.
На участке ТС, где электрическое поле ДНК или РНК имеет параллельный, или сходящийся характер, молекулы синтезируемого белка выстраиваются полем и удерживаются им достаточно точно. В том месте, где поле приобретает расходящийся характер, оно не может точно установить соответствующую молекулу. К тому же сила поля, начиная с этого места, быстро ослабевает. Из-за этого синтез новой молекулы может пойти и по варианту N1, и N2, и N3, и по многим другим вариантам.
ДНК свернута в спираль и электрические поля разных частей ее взаимодействуют друг с другом образуя гораздо более точную и жесткую картину электрического поля, чем это дает один отдельный участок ДНК. Поэтому синтез белков идет более однозначно и точно, чем это показано на рис. 12.4.
И все же из-за расходящегося характера полей и того, что потоки могут в место синтеза белка затащить не нужную молекулу, а только похожую на нее по электрическим свойствам, достаточно часто происходит синтез совсем не того, что клетке нужно.
<img src="bio092.png"><br>
Например, клетке нужен белок, изображенный на рис. 12.5 "а", а получился такой, как на рис. 12.5 "б". Уже из одного того, что у них разная форма, ясно, что и действовать они будут совершенно различным образом.
Поэтому жизнь, в принципе, не могла передоверить белковым молекулам те главные функции деятельности клетки, которые были нами ранее рассмотрены.
Как только складывались условия достаточно длительного недоедания, так клетка отказывалась от использования только белков, и возвращалась к записям в ДНК. Но, как было ранее показано, часто клетке легче погибнуть, чем измениться. Из-за этого записи в ДНК происходили достаточно редко, только в каких-либо критических обстоятельствах, наложившихся на длительное недоедание.
Получается очень интересная картина развития жизни. Какой-либо вид организмов очень долгое время как бы не замечает изменения внешних условий. В том смысле, что никаких изменений в ДНК не происходит. Каждый индивид этого вида выживает и приспосабливается к изменениям внешних условий за счет личной белковой тренированности, не передавая приобретенные свойства по наследственности (ДНК) своему потомству. Вдруг в какой-то момент, иногда даже тогда, когда внешние условия не изменяются довольно долгое время, происходит запись в ДНК каких-то новых свойств.
Именно такое свойство живых организмов привело к тому, что жизнь развивается не плавным путем, по Ламарку, а гораздо сложнее. Весьма редко, но довольно большими скачками с очень небольшими плавными изменениями между скачками развития. К сожалению, такой характер развития жизни привел к тому, что сейчас считается, что жизнь развивается не самостоятельным образом за счет своих собственных свойств, а за счет внешних мутаций. Как будет показано в дальнейшем, - мутации, в принципе, не могут привести к развитию живых существ; они ведут их только к гибели. Просто в настоящее время за мутации принимаются те резкие изменения, которые клетки (и любой организм в целом) могут производить в себе, в своей ДНК и механизм действия которых мы перед этим рассматривали. "Привязанность" к мутациям позволяет некоторым ученым считать, что благоприобретенные организмом свойства совсем не передаются по наследству, что далеко не верно.
Современное, постепенно сложившееся, мнение о том, что жизнь развивается за счет мутаций, требует отдельного разбора.
Как было ранее показано всем содержанием данной работы, для развития жизни совсем не требовалось каких-либо особенных, случайным образом происходящих изменений в наследственности. То есть ДНК, белковоподобных тел, потоков внутриклеточной жидкости в полной своей совокупности.
Все изменения, происходившие в живых клетках, являются строго закономерными реакциями на условия существования жизни в постоянно действующем волновом механизме. После достаточного приспособления к действию волнового механизма живые клетки начали развиваться более самостоятельно, приспосабливаясь к разным условиям за счет имеющихся у них качеств по относительно целенаправленному изменению разных своих свойств и отражению этого в памяти на ДНК, белках, потоках. Для развития им не нужны были никакие мутации.
В связи с этим следует разобраться, что сейчас понимают под мутациями.
А под мутацией сейчас понимают некое постороннее, внешнее для организма воздействие - химическое или физическое (радиоактивные излучения и т. п.), - которое резко изменяет кусочек ДНК так, что у потомков этого организма появляются какие-либо новые свойства. Обычно, свойства вредные для него, хотя бывают и полезные, и безразличные. Причем, разных мутаций насчитывают огромное количество. Почти любые изменения в организмах потомков по сравнению с родителями автоматически приписываются действию мутаций.
На самом же деле мутация под влиянием внешних воздействий явление невероятно редкое.
ДНК защищена очень хорошо. Оболочка клетки, цитоплазма - внутриклеточная жидкость, потоки - сосудики, ядро клетки, хромосомы - все это стоит на пути любого внешнего воздействия. В многоклеточном организме клетки занятые размножением организма защищены, вдобавок, мириадами других клеток, составляющих организм. Проникнуть к ДНК внешнему воздействию очень и очень трудно.
Кроме того, воздействие должно как-то прицельно попасть именно в ДНК, а не куда попало. ДНК - очень большая молекула, но все же молекула. Она микроскопически мала, и именно в нее попасть случайному по своей сути воздействию дело очень мало вероятное.
И энергию воздействие должно нести строго определенную. Такую, чтобы не сломать совсем ДНК - размножения не будет - и в то же время ее изменить. Поэтому диапазон энергий внешних воздействий, могущих вызвать мутации, чрезвычайно узок.
Самое же главное, что воздействие должно произойти тогда и только тогда, когда после всех процедур самоконтроля и исправления ДНК, ДНК находится в процессе копирования самой себя. Только в это небольшое время клетка в целом, ДНК и КММ не контролируют молекулу ДНК, и мутация может передаться потомству. До этого момента и после него ДНК себя контролирует и почти любая ее не гладкость, к которой ведет мутация, будет вырезана и заменена на гладкий участок. Не во время копирования новой ДНК мутация, в принципе, не может закрепиться в ДНК.
Таким образом, и общая защищенность ДНК, и необходимость прицельного попадания именно в нее, и именно тогда, когда она себя не контролирует, и строго ограниченный набор энергии внешних воздействий делают внешнюю мутацию практически невозможной!!!
За мутации воспринимается обычная плохая и неточная работа клеточных молекулярных процессов и механизмов. Как было показано ранее, никакой молекулярный или потоковый механизм точно работать не могут. Почти всегда они ошибаются, как минимум на одну молекулу.
В относительно нормальных условиях внешних мутаций не бывает, и жизнь развивается за счет своих собственных свойств, а не за счет посторонних воздействий.
Из-за геологических процессов, происходящих на Земле, из-за изменений космических условий, из-за изменений потоков излучений попадающих на Землю, а теперь и из-за деятельности человека иногда складываются условия с резко повышенным фоном разной вредности для жизни. Это может быть серьезное повышение радиоактивности или солнечного излучения, это может быть большим притоком разных химических веществ из-за вулканизма или подвижек земной коры. Эти условия не ведут к повышению невероятно малого числа внешних мутаций. Зато резко увеличивается число разных неправильных молекул в клетке. Они получаются в результате химических реакций с посторонними веществами или из-за произвольного разрушения или синтеза больших молекул под действием излучений. Всерьез и надолго меняется привычный для жизни химизм. Из-за этого получается много неверно сделанных клеткой веществ. В том числе и много неверных белков. Если их недостаточно, чтобы убить клетку, то она вынужденно функционирует не так, как ранее. Она изменяется, чтобы не измениться - сохранить способность к делению. Когда изменений на белках наберется достаточно, они скачком будут переписаны в ДНК и новые условия существования организма станут для него очередной нормой. Но ведь это не внешняя мутация, хотя за таковую и может быть воспринята.
Допустим, что все же произошла внешняя мутация. И организм выжил.
На ДНК появился участок, достаточно резко отличающийся по гладкости (электрическим свойствам) от ближайших участков ДНК. И имеющийся на обеих половинах ДНК.
На первом же холостом ходу ДНК сравнивающий КММ обнаружит этот участок. К нему будут потоками подогнаны стягивающий и режущий КММ. Режущий КММ установится, как ему и положено, несколько сбоку от мутации, еще на гладком участке ДНК, как показано на рис. 12.6.
<img src="bio093.png"><br>
С одной стороны ДНК будет полностью или частично вырезан и удален участок с мутацией. С другой половины ДНК с мутацией начнется изготовление копии для ремонта ДНК. Резкие изменения электрического поля в районе мутации на копии реализовать, воспроизвести не удается. Только такие изменения электрического поля будут скопированы, которые позволяют произвести молекулы, имеющиеся в распоряжении клетки. А у нее в распоряжении уже давным-давно, с самого зарождения жизни, только такие молекулы, которые копируют довольно гладкие электрические поля. Поэтому участок с внешней мутацией будет скопирован заведомо неверно. Гораздо глаже, чем сама мутация. Этот более гладкий участок будет вклеен в ремонтируемую часть ДНК. ДНК сразу сильно приблизится к своему исходному состоянию до мутации.
На следующем холостом ходу ДНК уже по этому, более гладкому, участку будет отремонтирована вторая половина ДНК, которая станет еще более гладкой. В результате, за несколько холостых ходов ДНК мутация будет либо совсем удалена, либо станет такой гладкой, что не будет заставлять клетку все время ремонтировать ДНК. Жизнь уничтожает внешние мутации, а не развивается на них.
Очень большая мутация по длине или по перепадам электрического поля заставит клетку все время заниматься только ремонтом ДНК, не переходя к этапу деления. Клетка будет забита разными, вырезанными кусками неверной ДНК и всяческими агрегатами, преждевременно состарится и станет неспособной к делению ранее, чем ДНК будет отремонтирована. Что бы ни давала клетке такая мутация, потомства не будет. Этот вариант развития жизни не реализуем, вообще, и ведет жизнь к гибели.
Окончательно приходим к выводу, что жизнь - процесс антимутационный. Мутации только мешают жизни развиваться или губят ее.
** **
Теперь, выяснив, как произошла жизнь и каковы ее обязательные свойства, можно переходить к рассмотрению обязательных свойств жизни в смысле соотношения между способами размножения разных видов живых существ и экологическими нишами ими занимаемыми. Для памяти сведем обязательные свойства жизни в таблицу N1.
<img src="bio094.png"><br>
Обязательные свойства жизни Таблица N1
Обязательные свойства жизни Таблица N1
|
1 |
Замкнутое, клеточное строение. |
|
2 |
Обязательность периодического деления, размножения клетки на большой спиралевидной молекуле типа ДНК. |
|
3 |
Обязательность предохранения от преждевременного деления с использованием хромосомного чехла, накопительных молекул типа РНК |
|
4 |
Обязательность постоянных или периодических записей в ДНК, ее самопроизвольное удлинение, особенно в условиях длительного недоедания. |
|
5 |
Периодическое добавление дополнительных хромосом. |
|
6 |
Обязательное наличие клеточных молекулярных механизмов (КММ) для манипуляций с крупными молекулами. |
|
7 |
Обязательное наличие КММ для контроля ДНК на гладкость рабочей ее стороны и ремонта испорченных участков ДНК. |
|
8 |
Обязательность простановки меток отмены-переделки на ДНК. (Закон Геккеля, наличие атавизмов и рудиментов, случайное дублирование органов) |
|
9 |
Обязательное изменение организма по измененной наследственности в течение его собственной жизни. Наличие периодически действующих связей от организма в целом к ДНК и обратно. |
|
10 |
Инстинкты - программа готовых действий - записаны в организме в целом. В ДНК есть только косвенные указания того, как этот инстинкт реализуется в процессе роста организма |
|
11 |
У белковой формы жизни - невероятное изобилие разных белков, синтезируемых без изменений в ДНК. Только скачкообразное изменение записей в ДНК в условиях длительного недоедания. |
Для надежности и лучшего запоминания повторим таблицу в открытом виде.
-- Замкнутое, клеточное строение.
-- Обязательность периодического деления, размножения клетки на большой спиралевидной молекуле типа ДНК.
-- Обязательность предохранения от преждевременного деления с использованием хромосомного чехла накопительных молекул типа РНК.
-- Обязательность постоянных или периодических записей в ДНК, ее самопроизвольное удлинение, особенно в условиях длительного недоедания.
-- Периодическое добавление дополнительных хромосом.
-- Обязательное наличие клеточных молекулярных механизмов (КММ) для манипуляций с крупными молекулами.
-- Обязательное наличие КММ для контроля ДНК на гладкость рабочей ее стороны и ремонта испорченных участков ДНК.
-- Обязательность простановки меток отмены-переделки на ДНК.
(Закон Геккеля, наличие атавизмов и рудиментов, случайное дублирование органов)
-- Обязательное изменение организма по измененной наследственности в течение его собственной жизни. Наличие периодически действующих связей от организма в целом к ДНК и обратно.
-- Инстинкты - программа готовых действий - записаны в организме в целом. В ДНК есть только косвенные указания того, как этот инстинкт реализуется в процессе роста организма.
-- У белковой формы жизни - невероятное изобилие разных белков, синтезируемых без изменений в ДНК. Только скачкообразное изменение записей в ДНК в условиях длительного недоедания.
Перечисленные основные свойства жизни появлялись последовательно, одно за другим. Иногда появлялись одновременно. В период коацерватной жизни появление очередного свойства у группы клеток приводило к тому, что клетки еще не имеющие такого свойства довольно быстро исчезали. Их просто объедали лучше устроенные клетки. В результате, с течением времени, оказалось, что выжили только те одноклеточные, которые накопили полный комплект обязательных свойств. Если в начале развития жизни было достаточно уметь как-нибудь делиться, то к концу коацерватного периода уже невозможно было жить, не используя контроль ДНК и протобелки. В настоящее время ни один живой организм, кроме вирусов, не сможет жить, не имея полного комплекта обязательных свойств. По мере развития жизни у нее, по необходимости, появлялись многие другие свойства. Большинство из них мы не будем рассматривать, так как для понимания процессов дальнейшего развития жизни и происхождения человека вполне достаточно того, что было рассмотрено ранее. В основном нас будут интересовать обязательные свойства многоклеточных организмов, которые появились в процессе их развития.
96
96