Главная
Главная
О журнале
О журнале
Архив
Архив
Авторы
Авторы
Контакты
Контакты
Поиск
Поиск
Активизм и политика: корректировать или менять Систему?
Статья об общественно-политической ситуации в обществе, оценке протестных движен...
№13
(366)
01.11.2019
Наука и техника
О трактате Л.К. Попова «Основы молекулярной биологии» (К 130-летию публикации и 160-летию со дня рождения её автора)
(№17 [235] 20.10.2011)
Автор: Александр Пилипенко
Александр Пилипенко

Термин “молекулярная биология” получил общее признание после открытия структуры ДНК, которое в 1953 г. совершили Ф.Х.К. Крик и Дж.Д. Уотсон. Относительно происхождения этого термина нет единого мнения. В научном фольклоре бытует даже версия, что его изобрел сам Ф. Крик, которому, якобы, надоело на вопрос о его профессии называть себя смесью кристаллографа, биохимика, биофизика и генетика [1]. 

Но в историко-биологической литературе преобладает мнение, что этот термин впервые устно употребил в конце 30-х или начале 40-х годов ХХ в. один из основателей молекулярной биологии У.Т. Астбери, который с 1946 г. стал использовать этот термин и в своих статьях [2, с. 450]. Приоритет У.Т. Астбери признают многие ученые, в том числе непосредственно участвовавшие в создании этой науки [3, с. 451]. Однако сам У.Т. Астбери в 1950 г. отмечал: «Мне приятно, что сейчас термин «молекулярная биология» уже довольно широко употребляется, хотя мало вероятно, что я первым предложил его» [Цит.: 2, с. 450]. 

По другой версии, также разделяемой  рядом основоположников молекулярной биологии, её название ввел в 1938 г. один из создателей теории информации и «отец машинного перевода» У. Уивер, возглавлявший в то время отдел естественных наук Рокфеллеровского фонда, который поддерживал кристаллографические исследования структуры белков [4–6]. Эти работы велись в Кембридже в лаборатории, имевшей название "The MRC unit for the study of molecular structure of biological system", которую сокращенно называли "Лаборатория молекулярной биологии". Там работали, в частности, У.Л. Брэгг, Дж.Д. Бернал, Дж.К. Кендрю, Дж.Д. Уотсон. Мнение о приоритете У. Уивера стало особенно популярным в контексте проблематики менеджмента и финансирования науки. Однако примечательно, что Дж.Д. Бернал, один из гениальных сотрудников этой лаборатории, авторство интересующего нас термина приписывал всё же У. Астбери  [2, с. 450]. 

Ученых, которые стали независимо употреблять интересующий нас термин, в действительности могло быть несколько или даже много – кристаллизация достаточно развитых понятий может иметь разные центры. 

Идея создания молекулярной биологии активно обсуждалась в 30-е годы ХХ в. в разных научных группах, в частности, в Кембриджском Клубе теоретической биологии с участием Дж. Бернала, Дж. Нидэма и др. [7]. Такие обсуждения готовили почву и для выработки необходимой терминологии. 

Термин «молекулярная биология» очень удачный, почти безальтернативный, и должен был появиться с необходимостью, как только молекулярно-биологическое мышление (массовое или индивидуальное) достигло необходимого для этого уровня. В свою очередь, появление данного термина может служить показателем достижения некоторого порогового уровня молекулярно-биологического мышления.

При отсутствии единого мнения об авторстве термина «молекулярная биология», считается несомненным, что он возник не ранее 30-х годов ХХ в. На это указывает большинство существующих представлений об истории формирования этой науки. В действительности термин «молекулярная биология» появился на два поколения  раньше. 

В течение всего 1881 года в Санкт-Петербурге публиковалась серия из шести больших статей под общим названием «Основы молекулярной биологии» [8].

Публикация в непрофильном (литературно-художественном и общественно-политическом) журнале «Русская речь» (!), к тому же, не имевшем успеха и закрытом уже в следующем 1882 г. в связи с разорением издателя А.А. Навроцкого, стала одной из причин, что труд этот не вошел в широкое научное обращение. Среди других причин – неподготовленность большинства современников к восприятию молекулярно-биологического и эволюционно-химического подходов к познанию жизни. 

«Основы» вначале не были должно восприняты, а потом их забыли. Мы выявили этот труд в 1982 г., следуя «методу сплошного поиска», исходя из предположения, что особо интересные историко-научные факты можно найти в источниках, которые привлекают к себе наименьшее внимание исследователей. Ссылки на «Основы» есть в нескольких наших статьях, но до сих пор этот трактат остаётся малоизвестным. Исследований, специально посвященных «Основам», не существует, хотя труды такого рода являются исключительно важными источниками для понимания эпохи, в которую они созданы, особенно её потенциала, в том   числе нереализованного.

 «Основы молекулярной биологии» принадлежат Лазарю Константиновичу Попову – активнейшему популяризатору науки, автору книг и статей по биологии, антропологии, психологии, физике, истории науки и многих критико-библиографических статей и заметок [8–12 и др.]. Публиковался в журналах «Природа», «Природа и люди», «Русская речь», «Голос», «Новое время». Ему же принадлежат работы под псевдонимом «Эльпе» (составленном из первых букв его имени и фамилии). Под редакцией Л.К. Попова вышло также несколько переводов, в том числе «Жизнь животных» А.Э. Брема. Научно-популярные работы Л.К. Попова переиздаются поныне [13]. 

На момент публикации «Основ» их автору было тридцать лет. 

Нажмите, чтобы увеличить.
Попов Лазарь Константинович

Лазарь Попов родился в 1851 г. на территории современной Украины на берегу Азовского моря в Мариуполе. Образование получил в Санкт-Петербургском университете и Медико-хирургической академии, обучался также в Иенском, Бернском, Цюрихском и Женевском университетах, где слушал лекции многих известных ученых, в частности Э.Г. Геккеля, оказавшего на него некоторое влияние. 

Занявшись популяризацией науки, Л.К. Попов не ограничивался изложением существовавших представлений, а подвергал их анализу, критике и разработке. Считаясь популяризатором, фактически он был теоретиком, разрабатывая теоретические вопросы как естествознания, так и гуманитарных наук и искусства [8–12 и др.]. 

Свое кредо Л.К. Попов выразил в письме редактору журнала «Новое время» А.С. Суворину: «Я глубоко верил и продолжаю верить в необходимость широкого распространения критики знания там, где существует популяризация знания» [Цит.: 14, с. 401]. Фундаментальную роль критики и критического мышления в развитии науки впоследствии особо глубоко исследовали В.И. Вернадский и К.Р. Поппер.

В круг общения Л.К. Попова входили, прежде всего, журналисты и писатели. Его сотрудником по «Новому времени» был А.П. Чехов, который, однако, настороженно относился к его работам, в том числе по причине их критической направленности [14]. В то же время Г.И. Успенский ценил идеи Л.К. Попова (в данном случае – психологические) и применял их в своем творчестве [15]. 

Как и «Основы», большинство работ Л.К. Попова не вошло в широкий научный оборот, но есть признаки изменения этой ситуации. Определенное место его сочинениям уделяется в историко-археологических исследованиях [16–17]. Ряд авторов обсуждает его представления в области антропологии и истории искусства, хотя им даются порой диаметрально противоположные оценки, поскольку многие вопросы, которые ставил Л.К. Попов, не решены и по-разному трактуются  до сих пор. В работах Б.А. Фролова [18–20], а также А.А. Фараджаева [21], эти представления Л.К. Попова рассмотрены в контексте проблемы сложного процесса восприятия новых представлений, а сам учёный охарактеризован как энциклопедист, долго живший во Франции и имевший доступ к новейшим и важнейшим достижениям науки.

Краткие биографические сведения о Л.К. Попове есть в ряде дореволюционных энциклопедий, в том числе в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона [22], но о последних годах его жизни известно мало. По данным Комитета по государственному контролю, использованию и охране памятников истории и культуры Санкт-Петербурга, Лазарь Константинович Попов умер 2 октября 1917 г. и похоронен на кладбище Новодевичьего монастыря в Санкт-Петербурге [23, с.333].  Но в Энциклопедическом справочнике  «Литературное зарубежье России» [24, с.587] утверждается, что после революции Л.К. Попов эмигрировал в Германию, где в 1922 г. в Берлине была опубликована его повесть «Чубчик: Не сказка, а быль из петербургской собачьей жизни»

Одной из отправных точек для Л.К. Попова в области биологии стали труды Г. Спенсера [25–26], которому принадлежит заслуга формирования методологических начал и конкретных идей, впоследствии составивших исходный теоретический базис молекулярной биологии [27–29]. В частности, английский мыслитель внес фундаментальный вклад в формирование редукционизма, являющегося одной из методологических основ молекулярной биологии. В соответствие с этой системой взглядов биологические явления в основном сводимы к физико-химическим. Поэтому разгадку жизни следует искать, прежде всего, на молекулярном уровне.

В разговоре с Э. Франкландом, одним из основоположников учения о валентности,  Г. Спенсер выяснил, что протеин может иметь порядка тысячи изомерных форм. Приняв, в соответствие с теорией протеина Г.Я. Мульдера, что протеиновые ядра могут соединяться между собою химическими и иными связями, Г. Спенсер пришел к выводу о беспредельном многообразии изомеров структур, построенных из протеиновых ядер. Благодаря этому, особенности таких структур, названных Г. Спенсером «физиологическими единицами», могут определять особенности организмов и видов. 

Концепция физиологических единиц является прообразом будущих представлений о макромолекулах (ведь речь идет о нескольких молекулах протеина, соединенных химическими и иными связями, что в структурно-химическом отношении соответствует понятию индивидуальной молекулы), хотя сам Г. Спенсер называл их надмолекулярными структурами в силу их большого размера [26–29]. 

 В отличие от многих современников, например И.П. Павлова, который в 1897 г. говорил о «физиологии живой молекулы» [30, с.107], Г. Спенсер был убежден, что физиологические единицы и другие молекулы организмов, определяя биологические свойства, сами по себе живыми не являются.  Как и обычные молекулы, они выполняют свои функции только при условии сохранения их структуры. Из этих представлений следовало, что размножение на молекулярном уровне не может быть процессом деления или фрагментации молекул, поскольку изменение молекул ведет к утрате их свойств. 

Эти соображения привели Г. Спенсера к теоретическому открытию молекулярного воспроизведения, сущность которого в том, что сложные молекулярные структуры определяют синтез новых структур, идентичных исходным. Эти идеи, относящиеся к высшим достижениям теоретической биологии ХІХ века, содержат основы теории автокатализа и матричной концепции [26–29]. В английском оригинале они опубликованы в 1864 г., более чем за 60 лет до работ Н.К. Кольцова о матричном биосинтезе [31]. 

Подобные теоретические результаты, методологические установки и фактические достижения в области познания химической природы жизни создали в последней трети ХIХ века особую атмосферу, в которой формировалось осознание зарождения новой науки, которая позволит понять природу жизни путем изучения ее молекулярного уровня. Л.К. Попов воспринял формирование новой научной тенденции, прежде всего в работах  Г. Спенсера, чем и обусловлено название "Основы молекулярной биологии" – преобразованное название спенсеровских «Оснований  биологии» [25–26]. 

Помимо Г. Спенсера, глубокое влияние на Л.К. Попова в части разработки им представлений о природе жизни оказали взгляды К. Бернара [32–33]. 

 «Задача молекулярной биологии – писал Попов [9,  с.2], свести жизненные явления к внутреннему, частичному  движению протоплазмы и показать, в какой мере это внутреннее движение служит основой жизни, в какой мере оно поясняет природу органических существ и условия их жизнедеятельности».

Стоит сравнить это определение с дефиницией в Большой Советской энциклопедии: «Молекулярная биология – наука, ставящая своей задачей познание природы явлений жизнедеятельности путём изучения биологических объектов и систем на уровне, приближающемся к молекулярному, а в ряде случаев и достигающем этого предела. Конечной целью при этом является выяснение того, каким образом и в какой мере характерные проявления жизни… обусловлены структурой, свойствами и взаимодействием молекул биологически важных веществ, в первую очередь двух главных классов высокомолекулярных биополимеров – белков и нуклеиновых кислот» [3].

Если учесть, что в русском научном языке ХІХ в. термины «частица» и «молекула» были синонимами, а под «частичным движением протоплазмы» Л.К. Попов понимал, как мы увидим, не механическое движение молекул, а молекулярную форму движения, то есть совокупность явлений и процессов, происходящих в клетке на молекулярном уровне, то проникновение учёного в сущность будущей науки было чрезвычайным. 

Кроме термина «молекулярная биология», Л.К. Попов ввёл термин «биорганические вещества» (с одной буквой «о»), изучением которых должна заниматься молекулярная биология. Это почти так же замечательно, как и введение термина "молекулярная биология": во второй половине ХХ века  общее признание получил термин "биоорганическая химия". 

Совершив такой терминологический прорыв, остро чувствуя зарождение новой науки, наиболее важных конкретных идей Г. Спенсера и некоторых других ученых [см. 27] о беспредельном многообразии белковоподобных изомеров, молекулярной природе наследственности и самовоспроизведении молекулярных структур Л.К. Попов всё же не воспринял. Но зато он в полной мере акцептировал тезис об исключительной сложности молекулярной организации живых существ, определяющей большинство жизненных процессов. Выработанная им в итоге система представлений о химической природе жизни в целом соответствовала  взглядам  К. Бернара, на которых отчасти и  основывалась. 

В 1882 г. «Основы молекулярной биологии» вышли отдельной книгой с неизменным содержанием, но под новым названием, интересным  в историко-философском отношении: "Жизнь как движение" [9]. Цитировать труд Л.К. Попова мы будем по названному монографическому  изданию.

Общие представления Л.К. Попова о природе даны в следующих словах:  «Все физико-химические явления сводятся, в конце концов, к внутреннему, частичному или атомному движению и всецело определяются более или менее сложным сочетанием его форм. Простейшие формы движения соединяются в более сложные…пока, в конце концов, эти формы внутреннего движения не сочетаются между собою в самую сложную систему,  называемую нами жизнью…Весь мир в целом и в своих частях является... бесконечною системою постепенно усложняющихся или упрощающихся форм движения, и именно эти усложнения или упрощения составляют собою всю сумму органической и неорганической природы… Вот причина, того взаимодействия, той неразрывной связи, которая наблюдается во всем космосе… ничто не создается, а все развивается, оттого что ничто не покоится, а все движется. И смотря по тому, упрощаются ли при этом формы движения или усложняются, развитие становится регрессивным или прогрессивным"  [9, с.13–16].  

Обращает на себя внимание характеристика Л.К.Поповым жизни как «самой сложной системы», а также его системный подход к миру в целом.  

Согласно Л.К. Попову, живое и неживое едины в своей основе – движущейся материи, – но различаются по сложности, определяющей их принципиальное своеобразие. Сопоставляя свойства живых и неживых тел, автор доказывал, что каждому свойству живого можно сопоставить  некоторое свойство неживой природы. Из этого он делал вывод как об отсутствии пропасти между живым и неживым, так и о недостаточности каждого из свойств жизни для её обеспечения и определения. Например, безжизненность запасного белка показывает, что  химические свойства сами по себе не достаточны для жизни. Это же относится и к физическим особенностям, например, коллоидному состоянию протоплазмы.  «Изучение физико-химических явлений в связи с биологическими необходимо для того именно, чтобы выяснить, как… простейшие формы движения сочетаются между собою в более сложную форму, именуемую жизнью, а не для того вовсе, чтобы отождествлять их; отождествляемы могут быть только элементы данных форм, а не самые формы и не те условия, которыми они определяются» [9, с.40].

Условием жизни является обмен веществ. Его сущность в живой и неживой природе принципиально различны, поэтому жизненные явления также качественно отличаются от своих аналогов в неорганическом мире. Обмен веществ «составляет необходимое условие существования данного живого существа, как биорганического тела. Тогда как, напротив, существование кристалла ничего подобного не предполагает» [9, с.42]. 

Обмен веществ есть и в неживом мире (псевдоморфоз кристаллов и т.п.), но там «обмен  веществ не только не служит условием существования кристалла, условием его самосохранения, а напротив, необходимо предполагает его разрушение; словом, совершенно противоположное тому, что наблюдается в каждом организме, который именно путем непрерывного обмена веществ поддерживает свое существование» [9, с. 44]. 

Сравним со знаменитой формулировкой Ф. Энгельса: «Но то, что в мертвых телах является причиной разрушения, у белка становится основным условием существования» [34, с. 83].  Подобие этих взглядов Л.К. Попова и Ф. Энгельса частично связано с тем, что оба автора учитывали соответствующие теории К. Бернара, имевшего, впрочем, многих предшественников, включая Ж.-Б. Ламарка, разработавшего детальную концепцию о противоположной направленности процессов в живой и неживой природе [35]. 

Развивая эти представления, Л.К. Попов рассматривал органический обмен веществ как активный внутренне обусловленный процесс, состоящий в неразрывной  связи органического разрушения (благодаря которому вырабатывается необходимая для жизни энергия) и организующего синтеза.

 Организующий синтез  –  это «постепенное сочетание простейших форм движения в наиболее сложные, какими располагает природа живой протоплазмы, это приспособление извлекаемых извне простейших форм движения к условиям внутримолекулярного движения протоплазмы» [9, с.70]. 

Поскольку жизнь не обеспечивается ни одним отдельным физическим или химическим свойством, а требует определенного и очень сложного их сочетания, что достигается организующим синтезом, то именно организующий синтез является основой жизни. Этот синтез осуществляется только в очень сложной системе, протоплазме, где «внутренняя форма движения достигает такого усложнения, как нигде в другом теле» [9, с.69].

От этих представлений о природе жизни Л.К. Попов перешёл к своей теории её возникновения. Для истории проблемы происхождения жизни взгляды Л.К. Попова имеют исключительное значение, поскольку он был одним из основателей эволюционного направления в этой проблеме, формирование которого обычно связывают с именем советского академика А.И. Опарина [40].

Некоторые взгляды Л.К. Попова о происхождении жизни со ссылкой на книгу «Жизнь как движение» были кратко изложены историком ботаники А.А. Щербаковой еще 50 лет назад [36]. Но на дальнейшие исследования истории этой проблемы её труд не оказал влияния, и имя Л.К. Попова в этой области знания остается неизвестным. К этой теме исследовательница вернулась также в работе [37], где внимание сосредоточено на представлениях  Л.К. Попова о развитии способа передвижения, хотя он имел в виду, прежде всего, молекулярную и биологическую форму движения.   

Уже в самом понимании жизни как формы движения содержится, согласно Л.К. Попову, вывод о возможности возникновения живого из неживого: "В самом деле, если жизнь, согласно основному положению молекулярной биологии, есть высшая и самая сложная форма движения, если она выражает собою дальнейшее усложнение тех простейших форм движения, которыми характеризуются явления неорганического мира, то уже априори необходимо признать возможность перехода от этих последних явлений к более сложным, именуемым жизнью» [9, с.72]. 

Проблемой возникновения жизни Л.К. Попов заинтересовался под влиянием лекций Э.Г. Геккеля, которые он слушал в Иенском университете. Но учение о самозарождении, которое развивал германский естествоиспытатель,  не удовлетворило Л.К. Попова, и основой его дальнейших исследований стала теория Г. Спенсера о возникновении жизни не в результате спонтанного зарождения, а в итоге длительного эволюционно-химического процесса [26, 28–29]. Эту теорию Л.К. Попов поддержал уже в своих ранних работах 1875 – 1880 годов, переработанных затем в «Основы молекулярной биологии». 

 
Нажмите, чтобы увеличить.
Журнал "Русская речь", октябрь 1880
 Л.К. Попов, как и Г. Спенсер, исходил из посылки, что даже самые простые организмы имеют чрезвычайно сложную молекулярную организацию. Ввиду огромной молекулярной сложности сколь угодно простых существ их самопроизвольное зарождение в такой же мере невозможно, как и самозарождение высокоорганизованных животных. Г. Спенсер и Л.К. Попов, таким образом, дали молекулярно-биологическое обоснование невозможности самозарождения. В этом и состоит связь взглядов Попова о возникновении жизни с молекулярной биологией: вывод о невозможности внезапного зарождения получен, прежде всего, исходя из концепции об исключительной молекулярной сложности жизни как таковой. 

С учетом молекулярной сложности самых простых существ идея самозарождения противоречит и учению о развитии, поскольку самозарождение означает внезапное появление организации жизни, тогда как эволюция – это постепенный процесс преобразований: «Учение о произвольном зарождении только прикрывалось идеей развития, на самом же деле оно шло в разрез... с учением о постепенном, преемственном развитии низших органических форм в высшие... Всякое усложнение в организации, как бы ни казалось оно ничтожным, составляет результат развития предшествующего, простейшего состояния организации... а потому самозарождение его составляло бы такое же чудо, как любого высокоорганизованного позвоночного животного…Только отождествление этой идеи с примитивным представлением о противоестественных превращениях могло дать повод рассматривать учение о самозарождении, как необходимое дополнение к теории развития» [9, с. 81–85]. 

Прослеживая развитие в нисходящем порядке, дойдем до протоплазмы, но и первичная плазма является итогом эволюции. «Жизненные свойства протоплазмы должны были выработаться последовательно, в зависимости от ее структуры, а не возникнуть прямо, путем одного лишь химического соединения из безжизненных веществ» [9, с. 116].

На этом основании Л.К. Попов дал общую схему возникновении жизни, сформулировав при этом вслед за Спенсером сущность эволюционного подхода к этой проблеме: «Развитие низших органических соединений в высшие, а этих  последних в белковые образования, с задатками к проявлению той внутримолекулярной подвижности, из которой… должна была сложиться высшая форма движения, именуемая жизнью, таков единственно представимый процесс возникновения биорганического вещества, дальнейшее развитие которого положило начало организмам…Должна была выработаться высшая, наиболее сложная форма органического образования – протоплазма,  для того, чтобы могла обнаружиться высшая, наиболее сложная форма движения – жизнь» [9, с.117–120]. 

Конкретизация этих положений, согласно Л.К. Попову, должна стать одной из задач молекулярной биологии.

В ряде работ Л.К. Попов утверждал, что процессы, ведущие к становлению жизни, идут (но прерываются) и в настоящее время, и что идея возникновения жизни в каких-то особых условиях является отголоском катастрофизма, против которого он возражал. От введения в проблему абиогенеза принципа актуализма был выход к представлению о возможности экспериментального изучения процессов происхождения жизни. Однако Л.К. Попов был убежден в несовместимости эволюционного подхода с экспериментальным. Синтез «высших белковых соединений» возможен [9, с. 116], но между этими соединениями и сколь угодно простыми существами пролегает огромная историческая дистанция. 

Возражая Т. Гексли, который верил в возможность экспериментального решения проблемы биогенеза и сомневался в возможности её разрешения историческим путём, Л.К. Попов писал: «Если бы даже ныне были уже обстоятельно изучены все условия такого возникновения, то и тогда было бы тщетно пытаться искусственным путем получить живое существо…потому, что условия эти суть условия исторической преемственности, условия исторического опыта всей суммы предшествующих видоизменений биорганического вещества и, стало быть, вовсе недоступны для воспроизведения в лаборатории…Искусственная обстановка не в состоянии повторить собой тот последовательный ряд видоизменений, который составляет результат исторического опыта и только одного исторического опыта... Итак, исторический путь не только не должен быть упускаем из вида, а, напротив, оказывается единственным, который в состоянии привести нас к дальнейшему выяснению вопроса о процессе возникновения живых существ» [9, с.101–102]. 

Здесь выражено наибольшее отличие взглядов Л.К. Попова от современного состояния проблемы происхождения жизни, развиваемой в рамках эволюционной парадигмы вместе с экспериментальным подходом. Но в приведенном утверждении Л.К. Попова действительно вскрыто наличие принципиальных методологических проблем экспериментального анализа процессов абиогенеза. Наибольшая трудность состоит в том, что практически всегда остается неясным, какое действительное отношение имеет (и имеет ли) тот или иной результат к проблеме возникновения жизни. Что касается веры Л.К. Попова в чисто теоретическое познание происхождения жизни, то в настоящее время можно утверждать, что чисто теоретическая реконструкция процессов развития в общем случае невозможна [38]. 

Особым вкладом Л.К. Попова в проблему возникновения жизни является анализ вопроса о способе питания первоначальных форм жизни. Из факта, что современные животные целиком зависят от растений, учёные ХІХ в. обычно делали  вывод, что первые существа обладали растительными свойствами, то есть автотрофным способом питания. Но Л.К. Попов аргументировал, что с этим общепринятым мнением нельзя согласиться:  «Да,…существуют очень веские факты, в виду которых необходимо допустить, что «первые организмы»… не обладали способностью добывать пищу из неорганических веществ, а, напротив, питались органическою пищею. Фактов этих очень не мало, но мы укажем здесь на главные»  [9, с. 221]. 

Первичные организмы являлись простыми комочками протоплазмы. Поэтому, «если первые организмы питались неорганическою пищею, то такою способностью должна отличаться и протоплазма», но это не соответствует реальности [9, с. 221].

Первичная автотрофность предполагает, что протоплазма должна поглощать углекислоту и выделять кислород, но факты доказывают противоположное: протоплазма поглощает кислород и выделяет углекислоту. 

Далее, обязательным условием автотрофного питания является, как считалось, наличие хлорофилла. «Но хлорофилл обязан своим происхождением протоплазме… Другими словами, это значит, что образование клетки предшествовало происхождению хлорофилла и что, стало быть, прежде чем возникла хлорофиллоносная клетка, должна была существовать клетка без хлорофилла» [9, с.222 – 223]. 

Растения в период эмбрионального развития живут за счет веществ семян. «Стало быть, и здесь органическая пища предшествует неорганической» [9, с.223]. Здесь Л.К. Попов применил «биогенетический закон Дарвина – Мюллера – Геккеля» (онтогенез частично повторяет филогенез) к проблеме происхождения жизни. 

Л.К. Попов убедительно сослался также на концепцию К. Бернара, что питание никогда не бывает прямым: даже в случае растений протоплазма формируется из органических веществ, а не прямо из неорганических. 

Эти факты доказывают, что автотрофное питание является надстройкой над гетеротрофным. «Сопоставляя все эти факты, мы… необходимо должны признать, в противоположность общераспространенному мнению, что «первые» организмы, «прародители» растений и животных… питались органическою пищею» [9, c.223]. 

В свою очередь это подтверждает, что «живое вещество предшествовало живому существу. Вот это-то "живое вещество" и целый ряд предшествующих ему органических соединений и должны были служить пищею “первых” организмов» [9, с. 223]. 

Автотрофное же питание «могло совершиться лишь рядом постепенных переходов от одного способа питания к другому, … и тогда только ясно уже обозначились условия жизни растительной клетки» [9, с.224].

История вопроса о первичном способе питания, как и многих других аспектов проблемы происхождения жизни, отличается парадоксальностью. Вслед за Г. Спенсером сторонники эволюционного возникновения жизни в ХІХ – начале ХХ вв. обычно говорили о первичной автотрофности, аргументируя тем, что на первобытной Земле еще не было органических веществ, которыми могли питаться организмы. Этот аргумент они, начиная со Спенсера, приводили после изложения концепции химической эволюции, приведшей к возникновению жизни! Такая непоследовательность их взглядов (с одной стороны – эволюция органических веществ, с другой – их отсутствие) подчеркивает целостность представлений  Л.К. Попова. 

Из других авторов – современников и соотечественников Л.К. Попова, последовательно развивавших эволюционно-химическую теорию, – назовем профессора Харьковского университета И.П. Скворцова, который доказывал, что первобытные атмосфера и гидросфера были настолько сложны химически, что допускали гетеротрофный способ питания первичных форм жизни [39]. 

Отметим, что, опираясь на идеи Г. Спенсера, Л.К. Попов уже в ранних статьях 1875 – 1880 годов начал с ним неявную дискуссию и впоследствии вел ее постоянно, и не только в вопросе о способе питания первичных организмов. Возражая Г. Спенсеру (прямо не называя его имени), он отмечал, что процесс происхождения жизни не был просто усилением признаков, важных с биологической точки зрения, а сопровождался глубокими преобразованиями. И если Г. Спенсер рассматривал ход химической эволюции как достижение равновесия между веществами и внешней средой, то Л.К. Попов подчеркивал значение самого эволюционирующего субстрата, роль которого со временем  всё возрастает. А возникшая жизнь сама  начинает оказывать огромное влияние на неживую природу. Живые существа не только приспосабливаются к окружающей среде, но и приспосабливают ее к себе и создают условия, необходимые для своего существования. 

Уже в силу изложенного, труд Л.К. Попова относится к числу наиболее важных  работ  ХІХ в. по проблеме природы и происхождения жизни. В нем последовательно развиты представления, включая идею гетеротрофности первичных организмов, которые историки науки обычно датируют 20-ми годами ХХ в. и связывают с именем А.И. Опарина [40]. 

Эволюционное направление в проблеме абиогенеза, одним из основателей которого был Л.К. Попов, впоследствии стало ведущим, хотя и сталкивается с огромными теоретическими трудностями и парадоксами, некоторые из которых выявлены самим Л.К. Поповым, что также следует считать его большой заслугой. 

В частности, анализируя концепцию самозарождения, Л.К. Попов отметил, что она содержит в себе порочный круг: если бы из неживого вещества могла возникнуть жизнь, то это неживое вещество должно, по крайней мере, обладать способностью к организующему синтезу, а значит, уже быть живым. Но присваивать веществу "способность, которая является продуктом борьбы за жизнь предшествующих поколений,значит идти в разрез с элементарными положениями учения о развитии" [9, с. 84].

Здесь Л.К. Попов коснулся основного парадокса проблемы происхождения жизни: для возникновения жизни предбиологические системы уже должны обладать основными характеристиками жизни. Логика, использованная Л.К. Поповым для отрицания самозарождения, вполне применима и к анализу идеи эволюционного возникновения жизни. Например, важнейшим условием длительной прогрессивной эволюции сложных систем является наличие достаточно надежного механизма сохранения изменений (генетического аппарата или его аналога). Поэтому к такой эволюции способны лишь системы, изначально имеющие определенную достаточно сложную организацию; остальные системы в процессе «размножения» и «обмена веществ» вырождались [41]. 

В рамках эволюционной теории возникновения жизни Л.К. Попов один из первых столкнулся с подобной проблемой, поскольку  он постоянно подчеркивал, что только живые существа характеризуются способностью к «организующему синтезу», а в неживом мире процессы, подобные обмену веществ, ведут не к усложнению, а к вырождению и распаду.  Как при таких обстоятельствах могла возникнуть жизнь, остается главной проблемой эволюционной теории возникновения жизни. 

В структуре взглядов Г. Спенсера – родоначальника эволюционного учения о возникновении жизни, – такой проблемы не существовало, поскольку эволюцию жизни он рассматривал как прямое продолжение эволюции неживого мира. А у Л.К. Попова эволюционная теория возникновения жизни приобрела сложную противоречивую структуру, подобную современной. Много ранее противоречие между органическим прогрессом и неорганическим регрессом выявилось в творчестве Ж.-Б. Ламарка [35], но французский ученый еще не рассматривал возникновение жизни в форме ее самых простых существ как сложнейший эволюционный процесс.

С точки зрения тенденции к вырождению, которая в неживом мире преобладает над тенденцией к прогрессу, происхождение жизни в результате эволюции напоминает сизифов труд и, возможно, не более вероятно, чем внезапное появление жизни. Ведь до возникновения генетического аппарата каждое «эволюционное достижение» терялось. С особыми трудностями эволюционная теория сталкивается именно в проблеме возникновения достаточно надежного  генетического аппарата (или его аналога), который является предпосылкой эволюции сложных систем, способных к размножению и обмену веществ. Недостаточно же надежный генетический аппарат не может обеспечить эволюцию.

При всей своей противоречивости эволюционная теория возникновения жизни оказала глубокое влияние на науку и мировоззрение ХХ в. и способствовала (прежде всего, своими сложностями, требующими разрешения) развитию столь важных дисциплин, как термодинамика необратимых процессов, синергетика и др., область применения которых далеко выходит за рамки проблемы абиогенеза. Поэтому история эволюционного направления в проблеме возникновения жизни, как и само это направление, имеет высокий научный и философский интерес. Можно ожидать, что на этом пути и в будущем будут попутно получены важные результаты, даже если они и не разъяснят окончательно саму проблему возникновения жизни. 

С точки зрения истории собственно молекулярной биологии Л.К. Попов внес вклад главным образом в историю терминологии (термины «молекулярная биология» и «биорганические вещества»), в утверждение представления об исключительной сложности молекулярной организации жизни (включая данное им молекулярно-биологическое доказательство невозможности спонтанного самозарождения) и в понимание того, что разгадку жизни следует искать, прежде всего, на молекулярном уровне.

Терминологический прорыв Л.К. Попова доказывает, что он одним из первых осознал начавшийся процесс формирования новой науки. Его наследие свидетельствует, что процессы, ведшие к становлению молекулярной биологии, в последней трети ХІХ в. вышли из скрытой, латентной фазы и достигли уровня развития, на котором стали доступны  для осознанного восприятия.

В остальных отношениях содержание труда Л.К. Попова далеко от современной молекулярной биологии. Но следует обратить внимание, что молекулярная биология конца 30-х  – начала 50-х годов ХХ в. также качественно отличалась от современной одноименной науки.  В то время речь шла не столько о биологии, сколько о физике, химии и кристаллографии макромолекул. Например, исследования в кембриджской «Лаборатории молекулярной биологии» имели чисто физический характер, а биологические мотивы были привнесены только после появления там Дж. Уотсона [4 – 5]. 

С учетом этого примера  принято считать, что «молекулярная биология ХІХ века», зарождение которой констатировал Л.К. Попов, при всем её отличии от современной молекулярной биологии, была важным подготовительным этапом формирования этой науки. К концу ХІХ в. она имела в числе своих достижений не только методологические основания и фундаментальные теоретические концепции, вроде предложенной Г. Спенсером теории инструктивного самовоспроизведения наследственных молекулярных структур, но и важнейшие экспериментальные результаты, такие как исследования Э.Г. Фишера в области ферментологии [42], доказавшие обусловленность биологических функций ферментов их молекулярной структурой. Этот результат имеет явную молекулярно-биологическую природу, поскольку целью молекулярной биологии является выяснение того, каким образом и в какой мере характерные проявления жизни обусловлены структурой, свойствами и взаимодействием молекул биологически важных веществ [3].

 

 

Литература

 

1. Дымшиц Г.М. Молекулярная биология. – Новосибирск: НГУ, 2000. – 200 с.

2. Ванюшин Б.Ф. Молекулярная биология // История биологии с начала XX века и до наших дней. – М.: Наука, 1975. – С. 449–473. 

3. Энгельгардт В.А. Молекулярная биология // Большая Советская энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1974. – Т.16. – 616 с.

4. Перутц М. «Здесь было столько одаренных людей…» // Химия и жизнь. – 1990. – № 9. – С.26–30.

5. Баев А.А. Прошлое в настоящем // Вестник РАН. – 1994. – Т.64 – №12. – С. 1109 – 1127. 

6. Коулер Р. Менеджмент науки в Рокфеллеровском фонде: Уоррен Уивер и программа фонда по молекулярной биологии // Вопросы истории естествознания и техники. – 1996. –  № 2. – С. 48–85.

7. Маккей А. Джон Бернал и его лаборатория // Химия и жизнь. – 2002. –  №1. – С.50–53.

8. Попов Л.К.  Основы молекулярной биологии // Русская речь. – 1881. – № 2. – С. 199–223;  № 4. – С. 238–276;  № 6. – С. 176–219;  № 8. – С. 251–279;  № 10. – С. 288–333;  № 12. – С. 364–404.

9. Попов Л.К. Жизнь как движение. – СПб.: Балашев, 1882. – 8+250 с. 

10. Попов Л.К. В чем сила жизни? – СПб.: Цинзерлинг, 1890. – 4+ 321 с.

11. Попов Л.К. Механическая теория теплоты, основанная на вращательном движении молекул. – СПб.: Трубников, 1872. – ХХІУ+319 с.

12.Попов Л.К. Из первобытной жизни человека.– СПб.: Бенке, 1880.– 4+ІУ+275 с.

13. Эльпе. Обиходная рецептура. – М.: Твердъ, 1993. – 400 с. 

14. Чехов А.П. Полное собрание сочинений и писем в 30-ти т./ Письма. – Т.2. – М.: Наука, 1975. – 583 с.

15. Успенский Г.И. Смерть В. М. Гаршина // Полное собрание сочинений. – Том 6. – СПб.:  А.Ф.Маркс, 1908. – С. 684–695. 

16. Формозов А.А. Начало изучения каменного века в России: первые книги. – М.: Наука, 1983. – 126 с.

17. Формозов А.А. Страницы истории русской археологии. – М.: Наука, 1986. – 237 с.

18. Фролов Б.А. Открытие и признание наскальных изображений ледниковой эпохи. История одного коллективного открытия // Научное открытие и его восприятие.М.: Наука, 1971. – С. 194–235. 

19. Фролов  Б.А. Числа в графике палеолита. – Новосибирск: Наука, 1974. – 240 с. 

20. Фролов Б.А. Первобытная графика Европы. – М.: Наука, 1992. – 200 с. 

21. Фараджаев А.А. “Terra incognita” в культурном наследии России и Запада // Россия и Запад: диалог культур. – М.: МГУ, 1998. – Вып. 6. – С. 429–444.

22. Брокгауз Ф.А.,  Ефрон А.Е. Энциклопедический словарь. – 1898. – Т. 24А (48). – С.475–958.

23. Маркина Н. Л., Рогулина Н. В., Савинская Л. П., Шмелева О. А. (Сост.) Новодевичье кладбище / Комитет по госконтролю, использованию и охране памятников истории и культуры Санкт-Петербурга. – СПб.: Белое и черное, 2003. – 557 с.

24. Литературное зарубежье России: Энциклопедический справочник.М.: Парад; Нью-Йорк.: Северный Крест, 2008. – 680 с.

25. Спенсер Г. Основания биологии: В 2 т. – СПб.: Тиблен, 1867. – Т.1. – УІ+485 с.

26. Спенсер Г. О «самозарождении» и о гипотезе физиологических единиц // Спенсер Г. Основания биологии: В 2 т. – СПб.: Поляков, 1870. – Т.1. – С. 359–370.

27. Пилипенко А.П. Проблема информационных молекул и матричного биосинтеза в Х1Х – первой трети ХХ века // Вопросы истории естествознания и техники. – 1988. –  № 2. – С. 80–82.     

28. Пилипенко А.П. Истоки молекулярной биологии и эволюционной химии // Юбилеи науки. 1989. – Киев: Наукова думка, 1990. – С. 261–276.

29. Пилипенко А.П. Наследие Герберта Спенсера в молекулярной биологии и эволюционной химии  // Наука и науковедение. – 1996. – №1–2. – С.138–140.

30. Павлов И.П. Полное собрание сочинений. – М. – Л.: Изд-во АН СССР, 1952. – Т.6. – 462 с.

31. Кольцов Н.К. Физико-химические основы морфологии // Кольцов Н.К. Организация клетки. – М.; Л.: Биомедгиз, 1936. – С.461–490.

32. Бернар К. Определение жизни. – СПб.: Безобразов, 1876. – 54 с.

33. Бернар К. Курс общей физиологии. Жизненные явления, общие животным и растениям. – СПб.: Билибин, 1878. – 6+ХХ+317 с.

34. Маркс К., Энгельс Ф. Сочинения. – М.: Госполитиздат, 1961. – Т. 20. – ХХІІ+828 с.

35. Ламарк Ж.-Б. Избранные произведения. – М.: Изд-во АН СССР. – Т.1. – 1955. – 958 с.;  Т.2. – 1959. – 886 с. 

36. Щербакова А.А. История цитологии растений в России в ХІХ веке. – М.: Изд-во АН СССР, 1961. – 186 с.

37. Базилевская Н.А., Белоконь И.П. Щербакова А.А. Краткая история ботаники. – М.: Наука, 1968. – 310 с.

38. Пилипенко А.П. Аппарат исторической логики // Методологические вопросы науковедения. – Киев: УкрИНТЭИ, 2001. – С.285–307.

39. Пилипенко О.П. Еволюційно-хімічні та молекулярно-біологічні ідеї І. П. Скворцова // Вісник АН УРСР. – 1990. –  №3. – С.77–84. 

40. Опарин А.И. Происхождение жизни // Бернал Дж. Возникновение жизни. – М.: Мир, 1969. – С. 250–287.

41. Пилипенко А.П. Идеи Дж. фон Неймана и проблема происхождения жизни // Математическое естествознание: фрагменты истории. – Киев: Наук. думка, 1992. – С. 309–317.           

42. Фишер Э. Влияние конфигурации на действие ферментов. I–III // Эмиль Фишер. Избранные труды. – М.: Наука, 1979. – С.243–261.

 

_________________________

© Пилипенко Александр Павлович


Физика в поисках эффективной теории
Эволюция взглядов на происхождение вселенной: от простейших законов к Мультиверсу и модельно-зависимому реализ...
Мегапроекты нанокосмоса
Статья о тенденциях в российских космических программах на основе материалов двух симпозиумов в Калуге
Интернет-издание года
© 2004 relga.ru. Все права защищены. Разработка и поддержка сайта: медиа-агентство design maximum