975. ЛИНЕЙНАЯ ДОМИНАНТА В ПОНИМАНИИ ФЕНОМЕНА ЖИЗНИ
ОГЛАВЛЕНИЕ ЖУРНАЛА:
Записи 2 - 245 http://albercul.livejournal.com/49123.html
Записи 246 - 661 http://albercul.livejournal.com/65567.html
Записи 662 и далее http://albercul.livejournal.com/172658.html
Начало: (893), (916), (961), (968)
Итак, рацематы - это тупик для дальнейшей биохимической эволюции. Грядущей жизни в самом её зачатии во Вселенной реально угрожала рацемическая симметрия, а это значит, что ей (жизни) угрожала рацемическая смерть. В рацемическом равновесии (в рацемическом хаосе) природа слепа, и только с выходом из него она прозревает. Нарушение оптической симметрии стало необходимой предпосылкой для возникновения жизни на фоне безжизненной природы. Отсюда само происхождение жизни мы не то что вправе, а просто обязаны рассматривать в единой связке с разрушением рацематов и возникновением оптической асимметрии. Жизнь возникла именно благодаря молекулярной асимметрии. Жизнь в полной мере есть порождение асимметрии, её счастливое производное. Без нарушения оптической симметрии космическая эволюция материи никогда и ни при каких обстоятельствах не пошла бы в сторону жизни.
Но как же, в силу каких обстоятельств могло произойти такое маловероятное событие в мире, где, казалось бы, всё препятствует этому?
5. Как, каким путем могло произойти разрушение оптической симметриии в начале жизни?
Внимание исследователей со времен Л. Пастера сосредоточилось не столько на биологическом смысле оптической асимметрии, сколько на поиске возможных физических факторов, которые могли бы её вызвать в самом начале, причём непременно в глобальных (возможно даже, космических) масштабах. Сам Л. Пастер полагал, что зеркальная асимметрия есть проявление некой «диссимметрии Вселенной» и, стало быть, она была навязана живой природе извне. Понятно, что при такой трактовке вопрос о биологической целесообразности феномена теряет всякий смысл.
Позже гипотетически рассматривались более конкретные, но опять-таки внешние асимметризируюшие факторы: магнитное и гравитационное поля Земли; слабое взаимодействие с его нарушением чётности; поляризованный звёздный свет (благодаря которому, возможно, во всей Солнечной системе левые аминокислоты преобладают над правыми, а в других галактиках - их зеркальные двойники, так что аминокислоты там правые, а сахара - левые) и т.п.
Дополнительный импульс, усиливший интерес к проблеме, сообщила разработка теории катастроф (как ответвление теории динамических систем) и концепции самоорганизации. Часто цитируемая в этой связи гипотеза Л.Л Морозова и В.И. Гольданского предполагает, в частности, так называемый самопроизвольный фазовый переход к асимметрии, причем скачкообразно, через необратимую бифуркацию. Подобно тому, как возникновение Вселенной связывается современной космологией с «Большим взрывом» (Big Bang - 2B), так и возникновение жизни во Вселенной (а, стало быть, и оптической активности элементов живого вещества) можно связать со своеобразным «Биологическим Большим взрывом (Biologikal Big Bang - 3B). Возникновение жизни в безжизненной природе из первоначально рацемической смеси оптических антиподов мира добиологической химии происходило, по мнению названных авторов, именно как своеобразный фазовый переход, как бифуркация, как катастрофа. Эволюционный сценарий происхождения оптической асимметрии (предполагающий постепенное накопление однонаправленных молекулярных стереоизомеров) был ими полностью отвергнут.
Мне же представляется, однако, вполне реалистичным именно эволюционный сценарий происхождения оптической асимметрии. Причем в традиционном понимании смысла этого термина, т.е. эволюция, идущая через случайную изменчивость и естественный отбор наиболее жизнеспособных и наиболее приспособленных мод. Отбор как постоянный и монолитный рост ценности, функциональной значимости информации, что в сущностном плане означает развитие, усложнение семантики.
Отмеченное выше стремление рацематов к равновесию и стабильности отнюдь нельзя расценивать как нечто абсолютное и неизменное. Равновесие, в котором пребывает рацемическая система, открытая для потоков энергии из окружающей среды и подверженная другим внешним воздействиям, на самом деле всегда носит динамический характер. В ней происходят флуктуации - игра и противоборство рацемизации и преимущества того или иного оптического антипода, их взаимопревращение. Малые резонансные возмущения в определенный момент неустойчивости системы могут разрастаться в макроструктуру вплоть до полного доминирования того или иного изомера. Особенно при дополнительном воздействии асимметризирующих факторов (поляризованный свет, электрическое, магнитное, гравитационное и другие физические поля, конвекционные потоки на границе раздела фаз твёрдого, жидкого и газообразного состояния вещества и т.п.), что подтверждается многочисленными экспериментальными данными. В результате поначалу обратимая рацемическая система переходит, таким образом, в достаточно стабильное состояние с частично (или даже полностью) нарушенной зеркальной симметрией.
В качестве разрушителей зеркальной симметрии могли выступать в далеком прошлом и объекты минерального происхождения, обладающие в силу особых своих качеств каталитической активностью, например, асимметрические (левовращающие и правовращающие) кристаллы кварца. И, стало быть, химический элемент кремний, который выше уже был назван мною в качестве возможного первичного фактора линейной полимеризации органических молекул, вполне мог оказать углероду ещё и вторую услугу в грядущем конструировании им жизни. Сочетание двух возможностей в одном «силикатном гене», по логике, имело бы для природы несомненные «экономические» преимущества.
Как бы то ни было, нарушение оптической симметрии вполне могло происходить в мягком и спокойном режиме, без каких-либо молниеносных катастроф и революционных потрясений, словом, без всякого «B». И необязательно сразу в глобальных масштабах, как это полагали Л.Л. Морозов и В.И. Гольданский.
Полимерным органическим молекулам, формировавшимся где-то в спонтанно возникавшей оптически активной среде, ничего не оставалось, как включать в свой состав (в качестве строительного материала) только правовращающие или только левовращающие мономеры. Они просто вынуждены были это делать в отсутствие выбора! Первичное образование таких асимметричных органических полимеров, несомненно, было делом случая и вряд ли имело поначалу какое-либо существенное значение для "мировой революции" в сторону жизни. Однако именно такие молекулы оказались наиболее подходящими для последующей органической эволюции, что и показал в дальнейшем их естественный отбор (первопричина всякой самоорганизации, метод методов, порождённый самой природой), который при всей своей стихийности шёл уже направленно. Включение только одного изомера из двух послужило главной предпосылкой для стабилизации и выживания теперь уже куда более сложных органических молекул, их последующего воспроизведения и накопления в определенной среде, а также дальнейшего структурного и функционального усложнения. Такие молекулы приобретали преимущества в отношении скорости реакционных процессов и потенциальной возможности к реплицированию (рацематы полностью проигрывали им в этом отношении). Процесс их направленного отбора мог протекать, в принципе, ещё до зарождения жизни, в так называемом первичном «бульоне».
Продолжение следует