Закономерный характер химической эволюции. В развитии ХФМ можно выделить целый ряд направлений1. Общим направлением всех линий развития является движение от низшего к высшему, от простого к сложному: от химических элементов к молекулам и их комплексам. В пределах общего направления можно выделить магистральное, т. е. основное направление, с которым связано наибольшее богатство, многообразие химических превращений, и побочные, или тупиковые, ветви развития.

Магистральное направление развития ХФМ связано с углеродом как наиболее сложным и богатым химическим элементом, и другими элементами-органогенами — Н, О, N, S, Ph.

Тупиковые ветви развития существуют благодаря магистрали химической эволюции, поскольку они представляют собой ответвления от нее. В то же время тупиковые направления обусловливают развитие на магистральной линии, создают необходимые для химической эволюции условия. В конечном счете химическая эволюция закономерно приводит к возникновению живой материи.

Что определяет направленность химической эволюции от простого к сложному, к возникновению живого? По этому ключевому вопросу в естественнонаучной и философской литературе существуют две основные точки зрения. Одни ученые (А.И. Опарин, Дж. Бернал, В.И. Кузнецов) считают, что фактором, определяющим развитие химического в сторону живого, является химический отбор, который дает оценку развивающихся химических систем относительно среды. В процессе отбора таких химических систем сохраняются и продолжают эволюционировать все более сложные системы. «Выживаемость» химических систем обусловлена усложняющимся химическим содержанием систем. Согласно второй точке зрения направленность химической эволюции определяется внутренними ограничениями, вытекающими из свойств химических элементов и их соединений. Не среда совершенствует химическое, а химическое совершенствует само себя при сопоставлении со средой (посредством химического отбора наиболее устойчивых систем). Активным фактором отбора оказывается, с этой точки зрения, само химическое, «отбор есть самоотбор «под углом зрения» соответствия среде»1. Фактически к этой точке зрения подходил и А.И. Опарин, который подчеркивал способность химической материи к саморазвитию.

Вторая точка зрения в различных вариантах обосновывается Д. Кеньоном2 и А. П. Руденко. С позиций концепции «биохимического предопределения» Д. Кеньона каждая ступень химической эволюции в основных чертах предопределена свойствами химических соединений предшествующей ступени химической эволюции и не является случайной по отношению к последней.

В разработанной А.П. Руденко теории саморазвития открытых каталитических систем3 объектом химической эволюции рассматривается не молекула, а каталитическая система, включающая взаимодействующие молекулы, катализаторы и химическую среду. Основным показателем развития каталитической системы является абсолютная каталитическая активность, рост которой служит основой эволюционных изменений каталитической системы, ее усложнения, которое происходит с нарастающей вероятностью.

В конкретном химическом аспекте процесс эволюции химической материи и возникновение живой материи описан теорией А.И. Опарина, считающейся наиболее вероятной гипотетической теорией происхождения жизни4. Согласно этой гипотезе предбиологическая эволюция прошла несколько основных ступеней — органических веществ (начиная с простейших соединений углерода СН, CN, СО) — высокомолекулярных полимеров (прежде всего первичных белков и простейших нуклеиновых кислот) — индивидуальных многомолекулярных систем, в результате направленной эволюции которых возникали первичные примитивные организмы.

В процессе химической эволюции обнаруживается глубинная, внутренняя логика развития, которая скрыта под частностями и «деталями» химического процесса и может быть выявлена только совместными усилиями теоретической химии и философской науки. Как уже отмечалось, способом химического существования и развития является прямой субстратный синтез. Его основным внутренним противоречием является противоречие между субстратным синтезом как целостным процессом и включенным в него процессом химической диссоциации, или распада.

Диалектический «смысл» субстратного синтеза заключается в том, что химические вещества по отдельности не обладают достаточным для саморазвития содержанием и поэтому химическая эволюция может осуществляться только посредством синтеза этих веществ. Преобладание, или абсолютность, химического синтеза ярко выражено уже на исходном уровне химической эволюции — в химических элементах, основной тенденцией которых является тенденция к синтезу, а не распаду, что предопределено уже физической структурой элементов — стабильностью атомного ядра и способностью электронных оболочек к электромагнитным взаимодействиям. Выражаясь гегелевским языком, химические элементы и их соединения «определены к синтезу».

Однако «паритетность» химических синтезов является относительной, ибо химические элементы неравноценны по своему химическому содержанию и, следовательно, эволюционному потенциалу. Поскольку наиболее богатым химическим элементом является углерод, с ним связано магистральное направление химической эволюции. Атомы углерода образуют так называемую полипептидную связь, последовательность сотен тысяч атомов углерода, к которой могут присоединяться любые другие химические атомы и их группы. Химическая эволюция приводит к появлению такого химического субстрата, который получает все более богатое химическое содержание и становится основой химической эволюции, приобретает автономность и устойчивость. Субстратный синтез теряет при этом свой прежний «паритетный» характер, постепенно исчерпывает себя, а развивающийся химический субстрат становится все более способным к самостоятельной эволюции, к саморазвитию. Важнейшим свойством такого субстрата оказывается самосохранение, которое осуществляется благодаря тому, что химическая диссоциация превращается в средство поддержания синтеза, поддержания целостности автономного субстрата. Когда химический процесс оказывается таким образом «замкнутым на самого себя», т.е. становится средством поддержания целостности материальной системы, химический субстрат превращается в живую материю, а химический процесс становится жизненным процессом. По глубокому замечанию Ф. Энгельса, жизнь — это самосохраняющийся химический процесс. Жизнь, таким образом, является закономерным и необходимым результатом химической эволюции природы.

В химической эволюции обнаруживается одна из важнейших закономерностей развития — аккумуляция содержания низших ступеней в высших. Химическая эволюция представляет собой не простую смену одного состояния другим, а накопление, синтез основных результатов развития в последующих ступенях, в результате чего возникает материальный субстрат, обладающий наибольшим многообразием самых различных и даже противоположных свойств. Так, белки, один из важнейших компонентов живой материи, обладают кислотными и основными, гидрофильными и гидрофобными свойствами, обнаруживают все основные типы реакций. В нуклеиновых кислотах — втором важнейшем компоненте живой материи — благодаря их особой структуре происходит накопление информационного содержания в сжатой, кодированной форме.

Возникновение жизни обусловлено прежде всего магистральным направлением химической эволюции, где химическая форма материи выступает в своем оптимальном, или достаточно полном, содержании или многообразии. Учитывая это обстоятельство, большинство крупнейших химиков мира считают, что жизнь не может возникнуть на какой-либо иной, кроме углеродной, основе, например, на базе кремния или азота, которые обладают несравненно меньшим, чем углерод, многообразием химических связей и, следовательно, меньшим потенциалом развития. «Все данные физико-химических исследований, — пишет А.И. Опарин, — говорят нам о том, что иных форм соединений, ведущих к развитию жизни, не может быть»1 . По мнению В.Г. Фесенкова, «во Вселенной органическая жизнь, если она вообще существует, может быть построена только на основе углеводородных соединений»2 .

Биологическая форма материи

Сущность жизни. Живая материя, как уже отмечалось, возникает в результате закономерного развития химической формы материи, когда последняя «выходит за свои собственные рамки» и становится «сам себя осуществляющим перманентным химическим процессом» (Энгельс). Гегель отмечал, что «если бы продукты химического процесса сами начинали действовать сызнова, то они были бы жизнью. В этом смысле жизнь есть увековеченный химический процесс»3 .

Используя разумные соображения Гегеля, Энгельс дал первое в науке определение жизни как способа существования белковых тел. «Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел»1 . Энгельсово определение материи фиксирует субстратную и функциональную стороны живой материи. В соответствии с данными науки XIX в. субстратом жизни Энгельс считал белковые тела, включающие, наряду с белком как главным носителем жизни, жиры, углеводы и другие химические соединения. С функциональной стороны (способ существования живого субстрата) жизнь рассматривалась как процесс самосохранения живого посредством постоянного саморазрушения и обновления химических составных частей субстрата. Данное Энгельсом определение сущности жизни выходит далеко за пределы «чистой» философии, имеет также непосредственный биологический смысл и является результатом творческого «вторжения» философии в смежную область науки. Оно выступает примером компетентного философского обобщения данных биологической науки.

В середине XX в. определение жизни, сохраняя основное материалистическое содержание — трактовку жизни как способа существования высокоорганизованной материи, претерпело существенные изменения в своей собственно биологической части. Молекулярной генетикой была ракрыта огромная роль в явлениях жизни нуклеиновых кислот — ДНК и РНК, выступающих в качестве важнейшей химической основы наследственности. В связи с этими и рядом других открытий биологии жизнь необходимо определить как способ существования высокоорганизованного материального субстрата, основными химическими компонентами которого выступают белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры, некоторые минеральные соединения.

Сущностью жизни, или биологического способа существования, является тенденция к самосохранению путем приспособления к среде (адаптации). Замечательная особенность биологической формы материи (БФМ) заключается в том, что если более простые материальные тела — физические и химические существуют в силу присущей им большей или меньшей устойчивости, то у живой материи самосохранение становится результатом активных процессов: на самосохранение направлена вся совокупность физических, химических и собственно биологических процессов живого организма. Это самосохранение возможно только благодаря активному приспособлению живых организмов к окружающей среде.

Самосохранение путем приспособления, как два важнейших свойства БФМ, выражаются в совокупности других существенных свойств живой материи: ассимиляции и диссимиляции, росте и развитии организмов, раздражимости и сократимости живой ткани, способности к движению, способности к эволюции. Последняя, способность к эволюции, включает ряд факторов, важнейшим из которых, с позиций теории Дарвина и ее современного варианта — синтетической теории эволюции (СТЭ), являются изменчивость, наследственность и естественный отбор.

Все свойства живого представляют собой выражение различных сторон способа существования живого — самосохранения через приспособление. Распад живого субстрата (диссимиляция) и его восстановление (ассимиляция) являются активным способом динамического, а не статического сохранения состава и структуры живого. Динамическое самосохранение жизни осуществляется посредством роста и онтогенетического развития организма. С помощью раздражимости живое получает сведения об изменяющейся внешней среде, посредством сократимости и движения — активно реагирует на ее изменения. Если физические и химические тела в основном только проявляют имеющуюся у них способность сохранения, ограниченную жесткими пределами, то благодаря механизму наследственности живое накапливает, сохраняет и передает от поколения к поколению все важнейшие (наследуемые) признаки и механизмы приспособления. Наследственность — концентрированное выражение способности живого к самосохранению, своего рода биологическая «память». Важнейшие индивидуальные, видовые и другие признаки живого закрепляются посредством особых биологических структур — генов, совокупность которых образует геном организма. Совокупность всех геномов живых организмов составляет генофонд живой материи в целом.

Живые организмы образуют популяции — самовоспроизводящиеся (путем размножения при наличии минимальной численности и разнообразия особей) совокупности живых организмов данного вида, обладающие общим генофондом и территорией. Популяции различных видов образуют биоценозы, связанные с определенной абиотической средой и составляющие вместе с нею биогеоценозы. Совокупность всего живого на Земле образует биос, входящий в состав биосферы, которая включает, наряду с биотической компонентой (биосом) части других «сфер» планеты — атмо-, лито- и гидросферы. Целостное учение о биосфере было создано выдающимся советским ученым В.И. Вернадским. Общая масса живого вещества в биосфере оценивается в 1,8-2,5´10¹⁸ г (в пересчете на сухое вещество), а биосферы в целом — 3´10²⁴ г. Однако, как показал Вернадский, живое вещество становится наиболее мощным фактором развития биосферы. На определенном этапе развития биосфера превращается в ноосферу, сферу разумной жизни, управляемую человеком.

В классификационном отношении живые организмы образуют четыре царства природы — растений, животных, грибов и вирусов, которые в свою очередь делятся на типы, классы, отряды, семейства, роды, виды, некоторые промежуточные единицы.

Одним из важнейших свойств живого является целесообразность, понимаемая как направленность всех процессов живого на его сохранение. Целесообразно — значит служит сохранению жизни. Первоначально удивительная целесообразность живого религиозной и идеалистической философией была истолкована как выражение заложенной в живом цели. Лежащую в основе такого заключения логику нетрудно понять: все целесообразное напоминает действие разума, разумного замысла. Именно таким образом возникла телеология (от греч. teléos — цель), с позиций которой в основе всех природных процессов лежит духовное начало — цель, которая направляет эти процессы к определенному результату. Телеология ведет свое происхождение от взглядов Аристотеля, который считал, что природные процессы направляются нематериальной энтелехией.

В основе телеологии лежит наивный ход мыслей, связанный с предвзятым, не имеющим никаких научных оснований, взглядом на материю как на косное, инертное начало и духовное — как активное начало, двигатель материальных процессов. С этих позиций любая закономерность в мире должна быть объяснена действием разума. Первоначально таким наивным образом объяснялись и принципы физики, например, наименьшего действия, фиксирующий тот факт, что механические изменения осуществляются всегда с наименьшими затратами энергии и по кратчайшему расстоянию. Однако для естествознания уже давно стало привычным, что закономерность, упорядоченность, целесообразность и т. п. целиком объяснимы материальными факторами и не требуют для своего понимания привлечения понятия о каких-либо сверхприродных факторах. Дарвин убедительно доказал, что целесообразность живого является результатом естественного отбора.

Учитывая терминологический «остаток» телеологии в термине «целесообразность», некоторые ученые предлагают использовать термины «целосообразность», «телеономию» (К. Питтенбрай), «квазителеологию» (К.Х. Уоддингтон).

Одним из замечательных способов самосохранения живого является непрерывное существование жизни через смену поколений. По мнению А. Вейсмана, живое и его генетическая основа являются в этом смысле бессмертными, смертны лишь отдельные индивиды и поколения. Существование живого посредством смены поколений вносит в развитие материи новую форму связи конечного и бесконечного, которая своеобразно предвосхищает диалектику конечного и бесконечного в высшей форме материи — человеческом обществе.

Весьма важную роль в развитии БФМ играет способность отображения внешней среды, возникающая первоначально в форме раздражимости, на основе которой далее возникает чувствительность и психическая деятельность. Раздражимость — фундаментальная способность живой ткани отвечать реакцией на внешние воздействия. Состояние раздражения заключает в себе оценку биологической значимости внешних воздействий, в соответствии с которой организм отвечает положительной или отрицательной реакцией. На уровне раздражимости организм получает способность дифференцировать внешние воздействия на положительные (биологически полезные) и отрицательные (биологически вредные). Способность к биологической оценке внешних воздействий — одно из важнейших приобретений живой материи.

Раздражимость и возникающая на ее основе психическая деятельность развиваются по мере усложнения условий существования живого. Эта эволюция происходит на базе усложнения материального субстрата — появления материальных лабильных возбудимых структур в клетках, нервных клеток, объединяющихся далее в нервную систему, которая проходит ряд этапов усложнения, превращаясь в сложнейшим образом организованную нервную систему высших животных, включая человека. Ведущую роль в последней играет центральная нервная система (ЦНС), в особенности ее высшие отделы — большие полушария головного мозга и ближайшая подкорка. Деятельность высших отделов ЦНС называется высшей нервной деятельностью (ВНД), которая представляет собой высшую форму материальной физиологической деятельности.

Почему возникает психика?

На основе физиологической деятельности ЦНС осуществляется психическая деятельность. ВНД и связанная с нею психическая деятельность являются наиболее сложными формами приспособления организмов к внешней среде. Психическая деятельность возникает потому, что она обеспечивает более совершенный способ приспособления к среде, чем физиологическая ВНД. В чем заключаются преимущества психики перед ВНД — это нам еще предстоит выяснить позднее.

Физиологическая деятельность относительно простых организмов, начиная с одноклеточных, выражается во врожденных видовых и временных, прижизненно образующихся реакциях, у животных с ЦНС — в безусловных (видовых, наследуемых) и условных (прижизненных) рефлексах. На основе условных и безусловных рефлексов возникают более сложные, психологические реакции — ассоциации (временные связи) и инстинкты — сложнейшие врожденные психические формы поведения. Важнейшие инстинкты высших животных и человека: инстинкт жизни, или самосохранения (как самый важный инстинкт), двигательный (у человека — инстинкт деятельности), ориентировочный (у человека — познавательный), половой и пищевой инстинкты, «социальный» (регулирующий поведение в живых сообществах), включающий так называемый инстинкт родства, родительский и т. п. инстинкты.

Биологическая эволюция. Наиболее разработанной теорией биологической эволюции является современный дарвинизм (СТЭ). Согласно СТЭ важнейшими факторами эволюции являются наследственная изменчивость (мутации и рекомбинации генов) и естественный отбор, понимаемый как выживание наиболее приспособленных организмов.

Дата: 2018-12-28, просмотров: 289. ⇐ Предыдущая15161718192021222324Следующая ⇒ Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. © 2018 - 2024