Как создавалась жизнь (регуляционный аспект)

[konstmikh]

свободные размышления в перерывах между несвободными.

Очень многие в наше время представляют себе эволюцию как бесконечное стремление к новизне и реализацию этого стремления. Причем основой "стремления " мыслятся случайные изменения в самом "слепом" и самом "низком" по сложности субстратном этаже меняемости, - в молекулярных процессах, а именно,

Comments

[konstmikh]

То есть дал то, как я понимаю. А вообще определений жизни несколько. И они разные. Я здесь не спорю.
Наш академик, А.Ю.Розанов, недавно рассказывал, что когда они собрали группу академиков для определения какой-то программы изучения жизни, то оказалось, по кругу, что никто не согласен с определением предыдущего. Так что решили начать искать точки взаимодействия без определения. Это и понятно. Определение есть формализованное выражение (на языке письма и речи) некоего общего смысла, который оформляется в мозгу как пересечение многих других смыслов (интеграций нейро-процессов), составляющих мета-уровень по отношению к данному определению.

Для меня очевидно лишь то, что в нашей рефлексии "объективного мира", т.е. в наших психо-физических гештальтах (как именовал это В.Кёлер), отражена нетождественность восприятия того класса физических гештальтов, которые мы на языке письма и речи называем "живым" и того класса, который мы называем "не живым". Мы их различаем как разные по самому изоморфизму восприятия. И пытаемся отразить на языке письма и речи (в определении) эту разность. Эта разность (восприятия) не выровнена на уровне коллективного сознания и слагающих его группировок индивидуальных сознаний. Существует два изоморфизма: (1) жизнь как способность матрицировать сложные молекулы (и трансформировать их в матрицировании) и (2) жизнь как сложная равновесная интеграция очень многих молекулярных процессов (своего рода сложнейшая динамичнаяЖ/К решетка). Вопрос всесторонне обсуждался в середине 20 века после открытия ДНК - это обсуждение отражено в текстах Уоддингтона). Мне близка позиция Уоддингтона (вирус еще не жизнь; клетка - живое). Матрицирование само по себе свойственно всем кристаллам (эпитаксия - как механизм роста кристаллической решетки, есть последовательное матрицирование "слоев" решетки. Классическая эпитаксия, - когда один кристалл продолжает рост другого (трансформация, изменение). Для этого необходимо лишь общие параметры в структуре решетки (т.е. большая часть информации должна быть оставлена, частично меняется). В этом плане нет ничего особого в том, что могут себя матрицировать сложные молекулы Ж\К кристаллов (днк, рнк, все белки). Не вижу здесь чего-то принципиально другого.

А вот интеграция молекул того уровня, который представляет собой клетка (как сложнейшая Ж\К организация матрикса ("скелета") цитоплазмы плюс еще более сложной интеграции мембранных нано-структур, это нечто дискретно иное (на уровне наших психо-физических гештальтов). Уровень этой сложности не позволяет переводить отражающие его (в восприятии) психо-физические гештальты в те же слабо (убого) изоморфные им структуры "языка письма и речи", которыми удачно оперирует для отражения другого класса психо-физических гештальтов язык (письма и речи) называемый нами "физикой" и "химией". Уровень этой сложности не позволяет разваливать её (в попытке её адекватного рационального отображения) на составляющие её элементы (сложность безвозвратно теряется), т.е. это тот уровень сложности "физических гештальтов" (условное название - слов уже нет) когда. как это сформулировал Вертгеймер (гешталь-теория) "существуют явления объективного мира, где свойства целого не являются суммой свойств частей, а свойства целого предопределяют свойства слагающих его частей. Или, как это по другому отобразил Нильс Бор в его лекциях, что то что мы называем жизнью, предполагает исключительно дополнительный принцип описания (подобно кванту).

Допускаю, что на ком-то техническом уровне (когда техника увеличивает способности нашего восприятия) граница двух классов психо-физических гештальтом расплывается (они теряют дискретность). Но пока этого нет (раз), а во-вторых, проблемы истинности опередлений возникают тогда только в области туманной границы (здесь - принцип дополнительности). За пределами этой области можно пользоваться естественно сложившимися (эволюционировавшими) языками (письма и речи) отображения данных разных классов психо-физических гештальтов.

[evgeniirudnyi]

К жизни как воспроизводству. Обычно в качестве возражения против такого подхода приводят в пример мула. Мул не может сам воспроизводится, но ведь он явно живой.

В целом, перед обсуждением происхождения жизни было бы хорошо вначале разобраться с гештальтами. Ведь если гештальты не позволяют содержательное обсуждение происхождения жизни, то, скорее всего, ничего хорошего не получится.

[konstmikh]

К жизни как воспроизводству. Обычно в качестве возражения против такого подхода приводят в пример мула. Мул не может сам воспроизводится, но ведь он явно живой.

Это возражение не принимается. Это передергивание. "Нарушение законов" формальной логики (смотрю "Логика" для средней гимназии, проф. Челпанов, 1898). Понятно, что любая живая особь, у которой ампутированы или хирургически удалены вторичные или первичные половые органы, размножаться не может. А те кто могут, не обязательно будут размножаться. Речь идет о принципиальной возможности той интеграции, которую называем живой организацией (жизнью) воспроизводить себя. А то что есть n-е число преходящих обстоятельств, при которых эта возможность не реализуется в том или ином частном случае, - это другой вопрос и ничего не меняет по существу.

[evgeniirudnyi]

Я не думаю, что это передергивание. Это обстоятельство показывает, что мы можем сказать, является ли организм живым или нет без обращению в размножению.

[konstmikh]

Я извиняюсь, - не имел в виду какой-то намеренный лукавый ход мысли ("передергивание"). Может быть мы можем задать исчерпывающие постулаты смыслового значение понятие "живое" ("жизнь") и без такого постулата, как воспроизведение, или повторение той же сложной интеграции (как я ранее написал, есть несколько соперничающих определений "живого" - без критерия воспроизведения и с ним; я лишь обозначил, то что "наиболее комфортно"для моего текущего состояния сознания. Но пример с мулом все равно "пустой". То что есть конкретные особи и даже классы особей (разных видов - по изначальному определению слова "вид" не должны давать плодовитого потомства), которые бесплодные,-тупиковые ветви в череде воспроизведений), нисколько не фальсифицирует значение критерия "воспроизводиться". Те самые бесплодные особи появились в результате "способности к воспроизведению", и если бы такой способности не было, то они бы не появились, и жизнь бы "не состоялась" (не продолжилась бы во времени).
Альтернатива - только вечное существование как-то "случайно" и многократно возникающей интеграции (скажем, клетки), уровень которой был интуитивно обозначен как "живое". Но на планете Земля такой вечности ни у одной клетки нет ("продолжительность во времени" достигается только через воспроизведение; у многоклеточных организмов - через чередование фаз более простой интеграции (гамета - клетка) с "полноценной" более сложной интеграцией другого уровня (многоклеточный организм). Мне это представляется существенным (постулатом). Необходимым (но недостаточным - и вирусы воспроизводятся (еще недостаточно сложные Ж\К интеграции - нет "обмена веществ"), и кристаллические решетки воспроизводятся).

[evgeniirudnyi]

Если я правильно вас понял, то согласно вашему предложению нельзя сказать живой-неживой при рассмотрении отдельного объекта. Поэтому вопрос следует поставить по другому: что, собственного говоря, мешает нам решить вопрос живой-неживой таким образом.

[konstmikh]

Если мы говорим, что в живой материи особую роль играют молекулы репликаторы (РНК, ДНК), т.е. определенный класс молекул ("общее понятие" в логике), которые могут копировать сами себя (как зеркальное отображение), то это не означает, что каждая отдельная (конкретная) молекула ДНК, которая себя не воспроизводит в "текущих обстоятельствах" полностью или частично (сплошь и рядом, в любой клетке), не относится к данному классу молекул. Такая логика мне не знакома. \\ Мул состоит из множества тканей, а они из клеток, которые многократно воспроизводили себя в процессе онтогенеза мула; то клеточное деление, которое называют митозом, предшествовало мейозуи создавало мула, как илюбое другое многоклеточное живое существо. А у многих организмов мейоза нет вообще, - это частное. Также у мула идет сперматогенез и овогенез (как частный вариант воспроизведения клеток), но в силу частных особенностей их интеграции нарушены условия, при которых нормально происходит слияние клеток разных полов. Однако разделение на два разных пола и само воспроизведение живого существа через процесс слияния клеток от двух разных полов ("обмен информацией") является частным инструментом "воспроизведения жизни" (она могла быть и бесполой) и не относится по существу к вопросу о том, что такое живое, даже и в контексте критерия воспроизведения своего строения каждой отдельной клеткой (половая клетка мула также может воспроизводить себя в заданных условиях, -она не может нормально сливаться с другой клеткой, т.е. образовывать с ней единую интеграцию; это совсем другое; также не могут делать и многие клетки организма - разных и одной и той же тканей; но все они могут воспроизводить себя через обычное клеточное деление - митоз).

[konstmikh]

В целом, перед обсуждением происхождения жизни было бы хорошо вначале разобраться с гештальтами. Ведь если гештальты не позволяют содержательное обсуждение происхождения жизни, то, скорее всего, ничего хорошего не получится.

Гештальт - базовое понятие, Как и другие базовые понятия (род, число, пространство. время, причинность, обслоовленность, следствие), имеющие социальное (коллективное) происхождение, отражающее мироустройство, как оно преломляется через психологию перцепции с учетом результат ответных реакций 2по этой перцепции" (ЭмильДюркгейм) дальнейшему расчленению не подлежит. Глубже "слов нету". Так что врядли с ним можно "заранее разобраться".

Даст ли "гештальт" или какое другое базовое понятие "содержательное обсуждение происхождения жизни" невозможно узнать априори. Здесь можно только пробовать (методом проб и ошибок). Принцип "целого" нигде так более необходим, как для понимания "живого" и "жизни". Этот тот уровень сложности интеграции более простого, где почти каждый шаг его мысленного разложения уже не позволяет собрать все заново "как было". с чем и столкнулась генетика и молекулярная биология (в чем ловушка этого ящика Пандоры). Я. кстати. не говорил о происхождении жизни (об источнике столь сложной интеграции и её удержании даже на небольших отрезках времени - между клеточными делениями; не говорил о происхождении генетического кода, как важной составляющей матрицирования и т.д. - не говорил о времени, - что это такое? (я не знаю). Я говорил только о неизбежных ближайших последствиях тех макро- событий (которые мы допускаем по принципу актуализма), которые назвал "войной миров" - (1) прото-клетки (как уровня интеграции, названным ранее живым - формальный маркер смысла) с тем меньшим уровнем интеграции, который именуется вирусами и (2) простых (минералы) и сложных (ж\к-молекулы) кристаллических решеток ("кристаллами" мы тоже условно обозначаем некий уровень интеграции атомов и молекул, который характеризуется тем-то и тем-то, что является (чем характеризуется) нашим выражением - на языке письма и речи и в картинках (слабо-изоморфное средства) нашей рефлексии через сенсорную перцепцию "поведения" какого-то ряда объектов в тех-то и те-то контролируемых и повторяющихся условиях, которые мы называем экспериментом. опытом и т.д. А дальше уже "нету слов". То есть разрешительная способность того средства рефлексии, которую мы называем языком (письма и речи), имеет свои границы.

[evgeniirudnyi]

С другой стороны, есть формальная логика. То есть, обсуждение проблемы, в котором одновременно содержится утверждение А и его отрицание вызывает когнитивный диссонанс, который вряд ли удастся удалить на уровне гештальтов.

В случае живого и неживого одновременное появления А и его отрицания получается при сопоставлении двух утверждений:

1) Поведение живого описывается такими же законами физики, как и поведение неживого.
2) Живое произошло из неживого.

Соотвественно, на этом пути утверждением А будет выглядеть так:

А. Между живым и неживым есть отличие.

[konstmikh]

Здесь уже мы переходим на уровень "игры словами", которыми изначально условно обозначили какие-то онтологические сущности. Или даже не словами, а словосочетаниями, конструкции которых, работающие не для понимания сущностей, а для попытки передать понятое от одного (кто понял. - передатчика) к другому (кто еще не понял, - приемнику) были названы формальной логикой (Налимов, Вероятностная модель языка). Ведь мы же оба знаем (теорема Гёделя), что в рамках множества осмысленных высказываний любого строго формализованного языка всегда будут высказывания, которые истины (значимы), но принципиально недоказуемы в рамках этого языка. Они могут быть доказаны только на уровне мета-языка (требование перехода к нему, полагаю, также вызывает когнитивный диссонанс у любого математика, как и сам тот факт, что арифметика, как база математики, противоречива в своих основаниях, т.е. содержит как раз те самые не доказуемые утверждения, принимаемые как аксиомы (теорема Гёделя). Выходом "из ситуации дискомфорта", - и как индуквтино-логическое следствие из теоремы Гёделя по В.В.Налимову, - и был сформулированный Нильсом Бором "принцип дополнительности" в попытке понять (осмыслить, как-то описывать) сложные явления, к которым он в первую очередь причислил ттаковые, которые мы отображаем в языке через понятие "жизнь" (лекции Нильса Бора для биологов).

То есть да, "обсуждение проблемы, в котором одновременно содержится утверждение А и его отрицание вызывает когнитивный диссонанс". - То есть интроспективное ощущение дискомфорта ума. - Но именно в рамках сознания, воспитанного на формальной логике (ничего плохого в таком воспитании не вижу, хотя с 1917 года и снова после 1954? оно не практикуется). Но поскольку это состояние неизбежно при рассмотрении сложных явлений (см. суждение Н.Бора выше), то наверное ничего не остается, как только внутренне с этим примириться.

[evgeniirudnyi]

Как пишут, Бор поменял свою точку зрения на использование дополнительности в биологии. См.

Волькенштейн, М. В. (1988). Дополнительность, физика и биология. Успехи физических наук, 154(2), 279-297.

В любом случае требуется сказать, в чем заключается идеал научного знания, другими словами, задать стандарт научного объяснения. Ведь если научная теория содержит одновременно утверждение и его отрицание, то нам требуется правило, в каком случае что использовать. В утрированном виде: по четным дням само утверждение, а по нечетным его отрицание.

[konstmikh]

Увы, не читал, что пишут об изменениях точки зрения Бором. В данному случае ссылка на него была не как на авторитет, а на понятность его подхода, - на смысловую сообразность его "принципа дополнительности" выводам из теоремы Гёделя (Гёдель свою позицию не менял и никто его теорему не опровергал). Все что писал по этому поводу Налимов в его Вероятностной модели языка, т.е. о "живой структуре" языка науки, о том, на каком языке мы мыслим и как он соотносится с тем языком, на котором мы высказываем мысли (понятое), о том, какое место и значение в этом языке занимает\играет формальная логика и к чему привела столетняя борьба школ неопозитивизма за "стандарты научного объяснения" (выработку строгих критериев эмпирической значимости суждений) мне глубоко созвучно и понятно. И я вряд ли могу что-то к этому добавить. Это часть моего "образа мира" в плане того, что такое язык (письма и речи) как средство отображения действительности (что он может и что не может). У Вас может быть, естественно. другое мнение на это счет вообще и другое мнение касательно выводов Налимова в частности (если Вы его читали).

Ни о какой научной теории речь не шла (к тому же к биологии, по крайней мере во временном аспекте развития жизни, - как и к науке истории, не приложимы те критерии "теории", которые применяются к экспериментальным наукам, т.е. аксиоматика которых изначально заточена на эксперимент и проверку результата в реальном времени). Речь шла о понятии (что такое "живое" ) и сразу же было сказано, что в этом отношении консенсуса нет. Эколог, специалист по физике твердого тела и специалист по химии жидких растворов почти наверняка будут придавать эту понятию по меньшей мере несколько разный смысл. У этой медали даже и не две стороны, а семь, как говорят китайцы.

Я ответил на заданный вопрос и дал то определение (не очень строгое), которое мне близко. В чем данное определение "содержит одновременно утверждение и его отрицание" мне не очень понятно. Для меня оно содержит два совсем не исключающих, а именно дополняющих друг друга постулата значения: (1) особый уровень интеграции "высоких молекул" и нано-частиц (называемый в обиходе обменом веществ) , который не описывается исчерпывающе тем сводом "правил", который представляет собой содержание предмета физики и химии, и (2) возможность воспроизводить себя на шкале долгого времени (не теряя память системы в её фазовых переходах, - череде поколений). У вирусов, скажем, есть (2), но нет (1). Проблема стара (как я писал уже, споры велись очень мощные уже в середине XX века) и они отражены в текстах Уоддингтона ( К.Х.УОДДИНГТОН - основные биологические концепции Мир, 1970, C.11-38). Я, как биолог, не вижу для себя проблемы в осмыслении того, чему был посвящен мой пост и тем более "над- построениям" в осмыслении закомерностей изменения (в поколениях) многоклеточной организации. Существуют и другие подходы к её осмыслению (см. ту же книгу Голубев, Голубев).

[konstmikh]

Вот нашел для Вас этот текст Уоддингтона.
К.Х.УОДДИНГТОН - основные биологические концепции
(цитировано по Мир, 1970, C.11-38 (взято с сайта Маркова-)

Что называть жизнью? многие авторы разделяли в этом отношении чувства Шеррингтона [1]: «Спрашивать, что такое жизнь, - значит ставить вопрос, на который заведомо нельзя дать удовлетворительного ответа».

Ж. Леб [2] в 1916 г. выразил эту мысль следующим образом: «Основное отличие живой материи от неживой заключается в непрерывном синтезе специфических веществ из простых соединений неспецифической природы». (Живое существо ... берет из окружающей среды ряд сравнительно простых физико-химических компонентов (энергию солнечного света, воду, неорганические соли, относительно простые органические соединения и т. д.) и строит из них самое себя, синтезируя значительно более сложные молекулярные структуры по сравнению с исходными). Ту же точку зрения разделял и другой ведущий биолог своего времени Дж. Холдейн. "Активное поддержание нормальной и притом специфической структуры и есть то, что мы называем жизнью; понять сущность этого процесса - значит понять, что такое жизнь".

Дж. Грэй - клетка представляет собой относительно столь крупную структуру и содержит так много молекул, что она должна подчиняться статистическим закономерностям и, следовательно, второму закону термодинамики. (на первый взгляд кажется, что живые клетки противоречат 2-му закону термодинамики). Положение Дарвина о неизбежности естественного отбора дает вполне удовлетворительное объяснение эволюции.

Г. Мёллер, наиболее дальновидный из ранних генетиков (по мнению Уоддингтона) , еще в 1916 г. писал - (определение жизни): Система может быть названа живой, если она (*1) обладает специфичностью и может передавать эту специфичность потомству и если, кроме того, (*2) специфичность может претерпевать изменения, с тем чтобы измененная специфичность также передавалась потомству. (...) В наши дни следует слегка перефразировать это определение, используя современный язык и заменив слово «специфичность» термином «информация». Система может быть названа живой, если в ней закодирована передаваемая по наследству информация, если эта информация иногда претерпевает изменения и если измененная информация также наследуется.

Сделав этот шаг, Уоддингтон говорит, что он против генетического определения. Определение жизни с точки зрения генетики представляется значительно более общим, чем приведенное выше определение с точки зрения физиологии (носители информации могут быть очень разными).

(английская игра - bit -man). Нечто подобное происходит в процессе роста кристаллов. Таким образом, ошибка в некотором смысле наследуется, поскольку она воздействует на укладку последующих «поколений» молекул. Таким образом, в этих системах происходят процессы, по существу родственные естественному отбору изменчивой наследуемой информации, но мы не считаем такие системы живыми и, как мне кажется, в основном потому, что они недостаточно интересны. Чтобы их можно было назвать живыми, они должны, как мне кажется, проявлять какую-то «физиологическую активность», которая, однако, может существенно отличаться от активности живых существ, населяющих нашу планету. Такие системы могли бы производить «живую материю» совсем иного химического состава и функционирующую совершенно иначе, чем окружающая нас материя, но я настаиваю, что они должны делать еще что-нибудь, а не просто передавать информацию.(...) Именно населяющие Землю фенотипы имели в виду физиологи, когда они дали определение жизни как особого состояния материи.... как мне представляется, достаточно оснований считать, что любая живая система должна обладать тем или иным фенотипом. "

Уоддингтон - теория фенотипов

[konstmikh]

Ну и ко ли "живая система должна обладать тем или иным фенотипом", то вот прелставления Уоддингтона о фенотипе и описывающем его становление эпигенетическом ландшафте. (источник тот же).

ТЕОРИЯ ФЕНОТИПОВ. Теория фенотипов составляет существенную часть общей теории биологии.
Теория информации. Примерно в 1948 г. Шеннон и Уивер [6] разработали элегантную математическую теорию для рассмотрения некоторых проблем, требующих количественной оценки разнообразия или специфичности той или иной системы. (но её трудно использовать биологам). Однако, когда мы переходим к рассмотрению связей между генотипом и фенотипом, ограниченность этой теории выявляется со всей силой и она быстро становится не просто бесполезной, но даже опасной. Первые стадии - просто. Транскрипция -нет потери информации. Трансляция-это уже как переход от обычного алфавита к азбуке морзе.
В целом же теория информации как таковая бесполезна при анализе соотношения между генотипом и фенотипом, хотя слово «информация», если использовать его в широком смысле, с успехом заменяет такие выражения, как «количество разнообразия» или «специфичность». (...)

Если попытаться дать математическое определение фенотипа, то будет ясно, что он представляет собой функцию, зависящую от времени. Далее, это должна быть функция не только трех пространственных переменных, поскольку нас интересует нечто большее, чем просто геометрия организма. Нам потребуется ввести свою переменную для каждой (химической или геометрической) составной части системы, которая имеет отношение к рассматриваемым вопросам. Поэтому, как правило, мы будем иметь дело с функцией, зависящей от очень многих переменных. Чтобы представить эту функцию геометрически, мы должны будем прибегнуть к многомерному фазовому пространству, отвечающему всему набору указанных выше переменных; в пределах этого. пространства фенотип будет представлен некой фигурой, начинающейся в точке, соответствующей строению яйца и простирающейся вдоль временной оси. Теоретически такая фигура может принять форму ограниченного непрерывного листа, например треугольную форму. В таком случае мы обнаружили бы, что через некоторое время после оплодотворения состав фенотипа непрерывно изменяется по мере перехода от одного состояния к другому. Эмпирически установлено, что в норме этого не происходит. В изучаемых нами организмах мы обычно находим ряд обособленных и отличающихся друг от друга органов - печень четко отличается от почки как по своему местоположению, так и по строению, оба эти органа отличаются от сердца и т. д. Это означает, что изображающая фенотип фигура должна разветвляться на ряд отдельных субконфигураций, каждая из которых простирается отдельно по временной оси. Не умаляя общности наших рассуждений, можно изобразить каждую из этих субконфигураций в виде отдельной линии. Таким образом, фенотип можно представить в виде ветвящейся системы траекторий, распространяющихся в фазовом пространстве вдоль временной оси". (*КМ - это и есть эпигенетический ландшафт Уоддингтона).

RE: Уоддингтон - теория фенотипов

[evgeniirudnyi]

Большое спасибо за ваши ответы. Они были для меня крайне полезны.