Техника - молодёжи 1988-11, страница 46

весьма немного. Часто в распределении находят 99% и более типов, представляющих собой только очень хорошо приспособленных мутантов. Следовательно, при неожиданных природных катаклизмах и других резких изменениях среды рассчитывать на появление мутантов-новичков «со стороны» не приходится. Они уже есть! Но создаются они из имеющегося под рукой у природы материала — широкого спектра мутантов.

Второе. Процесс селекции описывается математически, подобно тому, как, скажем, фазовое превращение насыщенного водяного пара в конденсат. В данном случае речь идет о конденсации в информационном многомерном пространстве, называемом последовательным. Селекция на языке математики означает локальную концентрацию, то бишь конденсацию мутантов в последовательном пространстве.

Если бы по нему мутанты распределялись равномерно, то их невозможно было бы отличить друг от друга. Возникновение информации можно сравнить с тем, как водяной пар, до 'поры до времени равномерно распределенный в некотором объеме, вдруг начинает конденсироваться в некоторой точке. Образуется капля — область пространства.

Третье. Рассматривая форму распределения мутантов в среде диких типов, нельзя не отметить, что эволюция произвела среди них своего рода оптимизацию. Как? Путем самоуправления. Это лучше всего пояснить таким примером.

Альпинисту, отправляющемуся в горы по случайно выбранному маршруту, трудно рассчитывать на покорение многих вершин сразу. Слишком много времени отнимут трудоемкие, но малопродуктивные с точки зрения приближения к цели подъемы на горные отроги, спуски в долины. Понаблюдаем за действиями опытного горовосходителя, стремящегося пройти траверсом как можно больше пиков. Он прокладывает свой маршрут по горному району так, чтобы все время идти по гребню хребта. Так и в эволюции!

Путешествуя в горах селекции по заранее спланированным маршрутам, можно увидеть, что только в самых ценных местах, а именно: на высоких, значимых пиках,— можно обнаружить почти всех мутантов. Ясно, что и на примере с горным ландшафтом вероятность сыскать самые высокие вершины больше там, где уже есть высокие горы.

Впрочем, не рекомендуется застревать на одном-единственном, местном пике — нужно держать открытым вход на возможно большее число вершин. В мутации достаточно случайностей, но все же их не так много, как считал Моно. Другими словами, подчеркивает М. Эйген, хотя новая теория молекулярной биологии и «обошла» Дарвина, но построена на основе дарвинизма.

«Пытаясь хорошенько обосновать свою новую теорию,— рассказывает М. Эйген,— я прибегаю к помощи моделей, которые строятся на упомянутых выше многомерных пространствах. Трудно придумать лучший аналог. И, возможно, сегодня я нахожусь в таком же затруднении, что и Альберт Эйнштейн в 1916 году, когда пытался объяснить своим соотечественникам теорию относительности. Ему также нужно было рассказать, о чем не было представления.

Я хочу не описывать эволюцию, а представить ее в виде физического принципа. Все упирается при этом в вопрос: почему такой невероятный процесс, как возникновение жизни, физически возможен?

Все снова и снова объясняют нам, что с точки зрения теории вероятностей это никак невозможно. Мой ответ: вы считаете примитивно. Пользуетесь плохой статистикой. Вы были бы правы, если бы все упиралось в одну-единственную молекулу нуклеиновой кислоты... В эволюции все сложнее...

Мы только старались понять, как действует этот механизм. Мы экспериментально показали, что наши аргументы, почерпнутые из химии, физики, математики,— правильны. 9/10 моей работы содержат эксперименты над молекулами нуклеиновой кислоты, вирусами и микроорганизмами.

Теперь вернемся к весьма тонкому вопросу. Кто, собственно, произво-водит отбор при селекции? Кто оценивает — удачен или неудачен отбор?

Поскольку мы толкуем о процессе самоорганизации, то без нуклеиновой кислоты нам в нем никак не обойтись, ведь нужна система, способная создавать сама себя! Ибо все особенности и преимущества селекции всегда должны быть связаны с самовоспроизводством. Система, которая быстрее всего себя воспроизводит — с помощью своей мудреной ферментной машинерии,— высокоразвита и пригодна для селекции. Это и есть естественный отбор.

Можно и математически, и экспериментально показать, как говорят биологи, творческую роль отбора. Только система, которая сама себя воспроизводит, может и сама себя инструктировать. Это на словах звучит весьма невероятно, а на доске математически это записывается сравнительно простым уравнением. Молекула нуклеиновой кислоты обладает такими свойствами, что может и читать, и воспроизводить свою собственную структуру. Ну а самовоспроизводство — основное условие возникновения жизни.

Вот вам еще пример — с информационным обеспечением общества. Ведь информация, без которой невозможно представить нашу жизнь, также не может возникнуть иным способом. Представьте, скажем, что происходит в обществе, когда возникают новые идеи... Их копируют, им подражают. О них пишут в газетах и книгах. Так идеи оцениваются, выносятся на суд читателей, модифицируются. Они, наконец, отбираются. Часть идей при этом исчезает, забывается, не выдержав естественного отбора.

То же самое происходит и с генами. Только в этом случае мы находимся на стыке жизни и нежизни: материального мира физики и нематериального мира информации. Надо отметить, что производство информации, в частности, ее репликация, может происходить только в неравновесной системе. Ведь что было бы, окажись нуклеиновые кислоты в равновесном растворе? Не было бы роста, конкуренции и, соответственно, естественного отбора.

«Вывести из себя» систему может только обмен веществ. Поскольку ресинтезировать нуклеиновые кислоты из их продуктов разложения еще никому не удавалось, остается систему подзарядить энергией. Как? Вспомним: при синтезе молекул нуклеиновой кислоты в качестве «строительных элементов» используются трифосфаты. Будучи энергетически богаче, чем соответствующие мономерные элементы, они способны вызвать спонтанную реакцию — цепи нуклеиновой кислоты наращиваются до большой длины. Попав в водную среду, нуклеиновая кислота распадается: вначале на энергетически бедные блоки, потом на монофосфаты. Этим объясняется, почему в равновесной водной среде нуклеиновые кислоты вовсе не могут существовать. Поскольку за возникновение трифосфатов, этих энергобогатых «строительных

44