БИОФИЗИКА, 2021, том 66, № 5, с. 1015-1017

ДИСКУССИИ

УДК 577.3

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ В КОНТЕКСТЕ НЕЖИВОЙ ПРИРОДЫ

*Институт общей генетики им. Н.И.Вавилова, 119333, Москва, ул. Губкина, 3

E-mail: articlesmarina@gmail.com

**НИИ ядерной физики имени Д.В. Скобельцына, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,

119991, Москва, Ленинские горы, 1/2

E-mail: vnamiot@gmail.com

Поступила в редакцию 13.08.2021 г.

После доработки 13.08.2021 г.

Принята к публикации 16.08.2021 г.

Проблемы, связанные с природой жизни и способностью живого эволюционировать, в настоящее

время привлекают внимание широкого круга ученых. Общее происхождение всех живых организ-

мов делает затруднительным для биологов дать существенное определение жизни. Возможно, ис-

пользование понятийного аппарата других наук способно разорвать этот логический круг. Тем не

менее, биология может многое сказать о таких необычных и парадоксальных особенностях живого,

как его специфическая устойчивость (способность к воспроизводству) и изменчивость. Чтобы опи-

сать, как такие явления могут быть возможны, может потребоваться разработка новых физических

идей и моделей.

Ключевые слова: жизнь, эволюция, размножение, биология, физика.

DOI: 10.31857/S0006302921050215

В последние годы вновь возник интерес к та-

здесь упоминаем, как они выглядят с точки зре-

кой, казалось бы, уже давно и многократно об-

ния биологов.

сужденной теме, как проблемы жизни, макроэво-

Жизнь на разных уровнях организации являет-

люции и образования новых видов. Это связано

ся объектом изучения биологов. Однако даже в

со многими обстоятельствами, из которых особо

работах, посвященных возможным сценариям

можно выделить, пожалуй, два. Во-первых, это

происхождения жизни, весьма редко можно

связано с развитием биоинформатики, как экспе-

встретить детальное обсуждение того, какого

риментальной, так и теоретической, которое

должно быть определение жизни и живого. При-

имеет место в последние годы. Во-вторых, эти

чины этого понятны. Живые организмы связаны

проблемы стали вызывать интерес у представите-

единством происхождения, поэтому при всем их

лей других наук, таких как физика и математика,

многообразии жизнь как таковая известна нам в

традиционно имевших в основном дело с нежи-

единственном экземпляре. Представляется веро-

вой природой. Разумеется, как это иногда бывает

ятным, что какие-то нетривиальные подходы

у неофитов, некоторые из них полагали (и до сих

возможны в случае более широкого рассмотрения

пор еще полагают), что стоит только применить

вопроса, в случае сравнения особенностей жизни

уже имеющиеся в их распоряжении модели, раз-

с известными особенностями других физических

работанные, вообще говоря, для совсем других

явлений.

задач, с которыми уже сталкивалась физика, как

Попытки дать содержательное определение со

все эти «вечные» проблемы биологии будут тут же

стороны биологов были, и если их подытожить,

решены. Конечно, это далеко не так. Скорее, си-

то выделяются две ключевых черты живого. Это

туация здесь даже обратная. Именно: эти биоло-

особого рода устойчивость и особого рода спо-

гические проблемы могли бы помочь выявить в

собность изменяться. Оба этих момента во мно-

традиционной физике нечто новое, оставшееся

гом парадоксальны [1].

ранее непонятым или незамеченным. А уже по-

том, после того, как с этим разберется физика,

Особенности устойчивости живого хорошо

уже можно будет применить полученные знания

подытожены

выдающимся

морфологом

и для решения тех проблем, о которых здесь идет

В.Н. Беклемишевым: «Живой организм не обла-

речь. Поэтому мы полагаем, что для начала имеет

дает постоянством материала - форма его по-

смысл обсудить все те проблемы, о которых мы

добна форме пламени, образованного потоком

1015

1016

ФРИДМАН, НАМИОТ

быстро несущихся раскаленных частиц; частицы

к признакам, выглядящим дезадаптивными, как

меняются, форма остается». Живое сохраняет

гениталии гиен [10], «по сумме баллов» особь

способность к поддержанию своей структуры, к

должна как минимум оставаться жизнеспособ-

репарации, к самовоспроизводству на фоне по-

ной, как максимум - способной победить других

токов материи, энергии и информации, в усло-

в конкуренции, и это требование должно выпол-

виях постоянных внешних и внутренних возму-

няться для каждого из этапов эволюционных пре-

щений и случайной вариабельности. Свойства

образований. По сути дела, мы видим кончики

клеток сохраняются, несмотря на значительную

нитей, которые хотя бы для каких-то эволюцион-

стохастику экспрессии многих генов [2], более

ных линий должны были оставаться непрерыв-

того, эта стохастика может быть использована

ными с самого зарождения жизни и протянулись

организмами [3]. Зародыши живых организмов

до наших дней.

зачастую способны развиваться к окончательной

Весьма интересными поэтому представляются

структуре, несмотря на отклонения от «стан-

попытки рассмотреть жизнь с ее специфически-

дартного» хода развития, вызванные различны-

ми чертами с точки зрения современной физики,

ми внутренними и внешними причинами (из-

обнаружить их сходство с другими явлениями

вестное свойство эквифинальности). Более того,

или, напротив, уникальность, требующую при-

стохастические отклонения в ходе развития в ря-

влечения новых концепций, в том числе физиче-

де случаев могут выступать в качестве его движи-

ских. К сожалению, они пока немногочисленны,

теля [4]. Особь может выстраивать достаточно

но будем надеяться, что начало положено.

сложное поведение на фоне изменчивой и не

В данном выпуске журнала «Биофизика» пуб-

вполне предсказуемой среды [5]. Популяции

ликуются работы, каждая из которых связана с

многих животных способны достаточно быстро

теми или иными аспектами обсуждаемых здесь

восстанавливать свою численность и структуру

проблем. Сама по себе обсуждаемая тема на-

после массовой гибели в какой-либо местности

столько важна и интересна, чтобы рассчитывать

как за счет более значительного размножения,

на появление в дальнейшем и новых публикаций

так и за счет миграций [6]. А мозаичность расти-

по ней.

тельных сообществ, связанная с различными эн-

догенными и экзогенными нарушениями, игра-

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

ет существенную роль в их поддержании [7].

Автор заявляет об отсутствии конфликта инте-

Не менее парадоксальна эволюционная из-

ресов.

менчивость живого, сочетающаяся с устойчиво-

стью и даже немыслимая без нее. Подавляющее

большинство эволюционных преобразований

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

идет с сохранением значимых черт организации

Настоящая работа не содержит описания ис-

предка [1], что, собственно, и позволяло строить

следований с использованием людей и животных

филогенетические деревья задолго до достиже-

в качестве объектов.

ний молекулярной генетики. Исключением яв-

ляются обычно случаи далеко зашедшего пара-

зитизма. Этот консерватизм прослеживается на

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

всех уровнях, включая молекулярный. Так Hox-

1. А. С. Раутиан, в сб. Эволюция биосферы и биоразно-

гены обнаруживаются у всех билатеральных

образия. К 70-летию А.Ю. Розанова (КМК, М.,

многоклеточных и играют значительную роль в

2006), сс. 20-38.

их эмбриональном развитии [8]. Гомологи от-

2. A. Azizoglu and J. Stelling, Biochem. Soc. Trans. 47

дельных Hox-генов найдены также у гребневи-

(6), 1795 (2019).

ков и кишечнополостных. В то же время нет ни-

3. G. Balázsi, A. van Oudenaarden and J. J. Collins, Cell

какого сомнения в том, что изменения морфоло-

144 (6), 910 (2011).

гии, происходившие при эволюции билатерий,

4. В. А. Скобеева В.А. Дисс. … канд. биол. наук (МГУ,

огромны. Ген Ocelliless (oc), он же Orthodenticle,

М., 2011).

5. В. А. Непомнящих, в сб. Синергетика и психология.

контролирует образование головных структур, в

Вып. 3: Когнитивные процессы, под ред. В. И. Ар-

частности, глаз, у организмов из самых разных

шинова, И. Н. Трофимова и В. А. Шендяпина,

филогенетических ветвей. Так, несмотря на на-

(Когито-Центр, М., 2004), сс. 197-209.

копившиеся различия в первичной последова-

6. И. А. Шилов, Экология популяций и сообществ

тельности, мышиный ген сохраняет способность

(Изд-во «Юрайт», M., 2020).

направлять развитие глаза у дрозофил [9]. Но при

7. О. В. Смирнова и Н. А. Торопова, Успехи соврем.

этом сам глаз мыши и фасеточный глаз дрозофи-

биологии 136 (2), 199 (2016).

лы устроены совершенно по-разному. Кроме то-

8. S. M. Hrycaj and D. M. Wellik, F1000Research, 5,

го, даже если какие-то прямые или побочные эф-

F1000 Faculty Rev-859

(2016). DOI:

10.12688/

фекты эволюционных преобразований приводят

f1000research.7663.1

БИОФИЗИКА том 66

№ 5

2021