Существующие научные концепции происхождения жизни исходят из идеи глобального эволюционизма, которая базируется на факте эволюции живой реальности, экстраполируемой на всю остальную реальность. По мнению В.И. Вернадского «...логически - исходя из эволюции видов, которая в общей форме является не теорией, а эмпирическим обобщением, - мы не придем к точному и определенному ответу, а придем, как это очень часто наблюдается в точной науке, построенной на эмпирических обобщениях, к противоречиям...»[1].
В отечественной науке концепция глобальной эволюции обоснована в диалектическом материализме, по которому процессы эволюции обусловлены объективными законами развития материи. Однако, как справедливо отмечает Э.М. Галимов, «естественной внутренней тенденцией материального мира является тенденция к разупорядочению»[2]. Ключевой момент состоит в том, что «не видно, как и почему соединения химических элементов эволюционируют в сторону нарастающего упорядочения»[3].
В работах В. А. Аветисова и В. И. Гольданского выделены три этапа эволюционного усложнения по критерию сложности образующихся структур: химический, предбиологический, биологический. В своём анализе авторы учитывают и такой фактор, как явление хиральности, впервые обнаруженное Луи Пастером. Химическая эволюция - это не просто усложнение химических соединений, а усложнение структур, обладающих определённым видом симметрии. В обычных химических реакциях получаются равные количества левых и правых молекул, но в живой реальности используется только один из зеркальных изомеров. Соответственно возникает вопрос: «где именно искать причины нарушения симметрии — в ходе химической, предбиологической или уже биологической эволюции»[4]?
Оценивая возможность химического усложнения путём случайного взаимодействия, В. А. Аветисов и В. И. Гольданский определяют границу химической эволюции на уровне 50 звеньев. На следующем предбиологическом уровне сложности (длины от 50 до 150 звеньев) включается фактор, который называется «барьер ошибок»: для возникновения основы жизни «должны были образоваться полимерные цепи, содержащие только один тип хиральных звеньев»[5]. На третьем – биологическом этапе сложности (более 150 звеньев) - «…каждая из реально существующих последовательностей длиной, например 150 и более звеньев, заведомо "уникальна", поскольку подавляющая их часть не может быть реализована
в принципе»[6] путём "перебора" возможных вариантов.
Переход от химического к предбиологическому этапу осмысляется в виде двух гипотез, отображающих проблему направляющего фактора эволюции: специфичность функций или специфичность среды? Первая гипотеза отбрасывается сразу на том основании, что функции возникают у определённых структур. Во второй гипотезе акцент делается на факторах образования хирально чистой среды, в которой обеспечивается «нарушение зеркальной симметрии в геохимических или космохимических ареалах»[7], и тем самым создаются условия для эволюции молекул определённого качества. Этого фактора, по мнению В. А. Аветисова и В. И. Гольданского нет в естественных химических процессах, а также в экспериментах, моделирующих условия первобытной Земли. Поэтому следует предположить, что химическая симметрия может нарушаться либо вдали от термодинамического равновесия, либо при действии асимметрических полей. Дальнейший анализ показывает, что образование гомохиральных макромолекул «на термодинамической ветви химической эволюции оказывается невозможным, главным образом, из-за катастрофы ошибок»[8]. Иначе говоря, синергетические концепции самоорганизации следует исключить. В итоге остаётся единственный фактор – асимметрическое поле.
Кроме того, совершенно очевидно, что эволюция не сводится лишь к усложнению молекул, а предполагает создание из них определённых комплексов, обладающих новыми свойствами. В частности, необходимо свойство сохранения образовавшихся соединений и свойство их копирования. Возникает дополнительный вопрос: какие химические структуры возникают в ходе эволюции? В работах Э.М. Галимова показано, что устойчивые структуры, обеспечивающие сохранение динамически стабильного состояния, возникают в результате сопряжения противоположных процессов. Такой химический комплекс Э.М. Галимов называет «элементарной химической ячейкой». Таким образом, «в основе биологической эволюции лежит механизм естественного упорядочения»[9] в сопряженных противоположных процессах. При этом мерой упорядочения является функциональное соответствие, а не фенотипическая полезность.
Следует отметить, что впервые мысль о сопряжённых процессах была высказана Ф. В. Й. Шеллингом: особенность организации жизни «состоит в чередовании отдельных процессов, каждый из которых есть обратный, или отрицательный, по отношению к предыдущему »[10], а динамическая устойчивость обеспечивается тем, что эти противоположные процессы находятся в равновесии (сопряжены) друг с другом. В итоге «природа становится кругом, который возвращается в самого себя, является в себе самом замкнутой системой»[11].
Подведём итоги. В концепции абиогенеза удалось выделить три этапа в переходе от физических структур и процессов к биологическим:
1- образование первичных молекул в изотропном пространстве по закону минимума энергии («первичного бульона»);
2- создание несимметричного распределения молекул (механизма селекции) и первичного сопряжения (образование «элементарных химических ячеек»), обеспечивающего динамическую стабильность;
3- создание механизма направленного синтеза во вторичном сопряжении элементарных химических ячеек (образование «элементарных биологических ячеек», способных к самокопированию).
В такой формулировке более чётко вычленяются ключевые моменты и конкретизируется проблема поиска неких специфических факторов, благодаря которым возможен переход с химического этапа на предбиологический.
Однако, все известные сегодня науке физико-химические процессы идут в направлении минимума свободной энергии и не содержат в себе фактора, обеспечивающего нарастание структурно-функционального усложнения. Поэтому дальнейшее развитие научной концепции возникновения жизни на основе принятых онтологических оснований оказывается невозможным, что требует пересмотра исходных принципов, т.е. обращения к философскому анализу. Цель такого анализа видится в поиске нематериальных факторов, обеспечивающих направленность физических процессов.
Наше понимание оснований соответствующей исследовательской программы излагается в следующем сообщении («Философские основания теории происхождения жизни», В.А. Рыбин, С.А. Денискин).
[1] Вернадский В. И. Живое вещество и биосфера. - М.: «Наука», 1994. - 672с., С.132
[2]Галимов, Э. М. Феномен жизни: между равновесием и нелинейностью. Происхождение и принципы эволюции [Текст] / Э. М. Галимов. — М.: Едиториал УРСС, 2006. — 256 с., С.31
[3] Там же, С.29
[4]В. А. Аветисов, В. И. Гольданский, “Физические аспекты нарушения зеркальной симметрии биоорганического мира”, УФН, 166:8 (1996), с.873–891, С.875 https://mi.mathnet.ru/ufn1215
[5] Там же, С.877
[6] Там же, С.876
[7] Там же, С.881
[8] Там же, С.883
[9] Галимов, Э. М. Феномен жизни: между равновесием и нелинейностью., С.78
[10] Шеллинг, Ф. В. Й. Идеи к философии природы как введение в изучение этой науки. — СПб.: Наука, 1998. — 518 с., С.78
[11]Там же, С.42