С.Э.Шноль - Физико-Химические Факторы Биологической Эволюции (1979)

предсказания, а потом посредством эксперимента или обобщения ранее найденных дан­ных сопоставить предсказанное с действительностью. Так биоло­гия приблизится к физике в самом главном—в методе научного познания.

Пытаясь рассмотреть биологические закономерности с единых позиций, я прослеживаю далее физические и физико-химическиеусловия начала биологической эволюции и основные критерии естественного отбора в системах полимерных молекул, для кото­рых характерно матричное воспроизведение. При таком исследо­вании критериями отбора служат физические и физико-химиче­ские свойства макромолекул и их комплексов.

Более того, весь процесс биологической эволюции от первич­ных матричных молекул до высоко совершенных животных и рас­тений можно рассматривать как последовательное, поочередное действие различных физических и физико-химических критериев естественного отбора, т. е. последовательное «включение» раз­личных факторов эволюции.

В настоящее время, конечно, нереально, руководствуясь толь­ко общими соображениями, проследить, например, посредством ЭВМ, точные траектории эволюционного процесса. Однако это пока и не нужно. Сейчас вполне достаточен термодинамический подход — выявление лишь начальных и конечных состояний в каждом направлении эволюции. Тогда оказываются ненужными детальные вычисления и становится возможной оценка предель­ных состояний. Так, если ведущим критерием естественного отбо­ра (т. е. фактором эволюции) при становлении биохимических реакций служит их скорость, легко в принципе оценить, когда дальнейшее совершенствование ферментов станет бесполезным из-за медленности диффузионных потоков реагентов и продук­тов. Ведущим критерием отбора, фактором эволюции станет ин­тенсивность перемешивания, и предел возможностей биологиче­ской эволюции на данном этапе также можно будет оценить по предельно достижимой скорости перемещения организмов в про­странстве. Применительно к биологии такой термодинамический подход выглядит как «принцип предельного совершенства» при анализе основных этапов эволюции.

Можно представить себе опасения, возникающие у читателя книги, озаглавленной «Физико-химические факторы биологиче­ской эволюции». Не сводит ли автор биологию только к физике и химии? В сущности, это опасение понятно. И чтобы рассеять его, нужно сначала определить, что такое собственно биология? Не служит ли установление физико-химических механизмов био­логических явлений доказательством отсутствия биологической специфики? Нет. Не служит. Биологическая специфика состоит в эволюционном способе (в ходе естественного отбора) формиро­вания всех механизмов и свойств биологических систем. Поэтому собственно биологической является именно теория эволюции. Однако сам ход, этапы, траектории эволюционного процесса вполне подлежат изучению с позиций математики, физики, фи­зической химии (см. нашу статью [340]).

Именно учитывая биологическую специфику, эволюционный способ возникновения всех «механизмов» в биологических систе­мах, автор рассматривает физико-химические факторы эволюции, общие закономерности хода эволюционного процесса, матрично­го воспроизведения, ферментативного* катализа, превращения энергии, образования дискретных организмов, возникновение ионной асимметрии, появления внутриклеточных структур, меха­низмы морфогенеза и перемещения в пространстве. Из общих соображений выведена необходимость многоклеточности, наличия рецепторов, нервной системы, мозга.

Естественно, что весь широкий круг вопросов нельзя рассмот­реть с равной компетентностью. Я остро ощущаю свой дилета- низм в очень многих затронутых проблемах, но тем не менее, не могу преодолеть привлекательности попытки общего взгляда на современную биологию.

Эта книга сложилась в результате многократного чтения соот­ветствующего курса лекций студентам-биофизикам физического факультета МГУ. Обычно лекции проходили на Беломорской био­станции МГУ. Часто на открытом воздухе, вблизи нового лабо­раторного корпуса, среди заросших лишайниками валунов, около моря, под шум сосен и крики чаек мы обсуждали общие пробле­мы биологии. Живая реакция слушателей стимулировала работу над текстом лекций и рукописи. Мне хочется с благодарностью отметить огромный труд директора Беломорской биостанции Н. А. Перцова по созданию

--">