Книга в процессе перевода, текущая версия — от 9 октября 2019 года.
Введение
В этой книге я предлагаю некоторые практические способы решения проблем со здоровьем за счет прироста биологической энергии. Любой человек может применять их самостоятельно, а врачи могут предлагать их своим пациентам. Человек, его энергия и мысль настолько взаимосвязаны, что для полноценного использования предложенных техник потребуется единый, взвешенный подход на базе нового теоретического воззрения. На основе представлений об энергии я высказываю некоторые предположения о том, как именно наш внутренний мир сцепляется с внешним. Теория не представляет интереса, если она не применима в конкретных жизненных ситуациях. Конечно, и другие люди разрабатывают те или иные теории, те или иные технологии здоровья, но я в этой книге пытаюсь предложить нечто вроде объединяющей теорию и практику «технологии жизни».Я намерен показать, что человеческая субстанция — это не просто некое метастабильное, переходное явление, а, скорее, зонд первопроходца, направленный вглубь нового мира. Самоорганизующиеся системы распадаются только в условиях инерции, и при незначительной благоприятной поддержке центры дегенерации могут стать центрами регенерации.
Биогенные стимуляторы, адаптогены, спонтанное исцеление, рак, старение и репродукция — все это рассматривается здесь в свете самого совершенного на сегодняшний день представления о биологических развивающихся системах и неравновесных процессах. Помимо практической ценности привнесение связности в наше понимание обычно относимых к «терапевтическому подходу» вопросов поможет сдвинуть, я надеюсь, фокус теории исследования самоорганизующихся процессов с информационно-статистического аспекта в сторону энергетического; поможет интерпретировать структуры, фазы и состояния в терминах энергии и предыстории, и только потом говорить об их абстрактных, информационных свойствах.
Часть первая. О целостности
Разум, или все, что нам уже известно, не останется тем же, когда мы узнаем больше. Заключенный в пределы, он ненавидим своим обладателем. Еще один тупой оборот, даже вселенский, — и очень скоро он превратится в мельничные жернова. Если многое становится равным малому, когда им овладеваешь, то заблудшая душа кричит: «Ещё! Ещё!»; меньшее, чем Всё, не сможет утолить Человека.
Уильям Блейк
Однажды поверив в будущее, мы осознаём возможность познания и выхода за пределы. Мы ценим внезапность и даже предвкушаем возможность столкнуться с ней лицом к лицу. Инерция — вот что легко приводит к завышенной оценке текущего знания. Если у нас имеется достаточно энергии (и времени), мы преодолеваем инерцию. Стремление к целостности может направить нас в сторону более адекватной науки и еще более прекрасного мира.
Глава 1. Аспекты целостности
Холизм — это способность заметить, что хотя природные объекты и можно разобрать на составляющие, последние, до определенной степени, сформированы их же участием в целостном объекте. Например, в органической химии признано, что находящиеся поблизости части молекулы, растворитель и т. п. изменяют химическую активность атома или радикала.
Холизм бы никогда не был упомянут, если бы в нашей научной традиции не было столь привычным сказать, например, так: «Мы знаем все, что нужно знать частях (атомах, поверхностях, полях, генах и т. д.), поэтому мы можем предвидеть результат их сочетания». Хорошая инженерия предполагает дотошное знание свойств материалов, позволяющее сделать достоверные предсказания о том, как они будут себя вести в новых конструкциях; а вот настоящая наука требует готовности признать неожиданный результат, когда он возникает. Холизм, или не догматический взгляд на мир, признает скорее индивидуальную уникальность, а не усредненность, и, вероятно, будет искать комплексные причины (в особенности — влияние внешней среды), а не списывать все с легкостью «на гены».
Исторически нежелание различать текущее и возможное знание, обычное существование и возможный потенциал чего-либо — вот что характеризует людей, выступающих против холизма и называющих себя редукционистами. Обычно в мире редукционистов избегают понятия о сознании, восприятии, ощущениях, удовольствиях и намерении. Если мы хотим понять жизнь и ее возможности, то, по-видимому, начать следует с включения ее «наиживейших» аспектов в наши размышления, даже если мы собираемся работать с такими довольно инертными представлениями как вирусная генетика.
Я полагаю, что центральный вопрос биологии — это взаимосвязь энергии и структуры. (Важность этого вопроса для физической науки может довольно грубо обозначить, как именно возникло предсказание Холдейна о «проглатывании».) Представления о резонансе и гистерезисе, столь смутно определенные в физике, должно быть, связаны с взаимодействием энергии и структуры на различных уровнях сложной организации и являются примером физических концепций, которые могут обрести смысл и ясность именно в биологии (1). Когда энергия протекает через материю, происходит накопление упорядоченности (например, как результат резонанса и гистерезиса), но мы так часто слышим об «энтропии», «неупорядоченности» и «симметрии», что забываем о большинстве формообразующих процессов материального мира.
Очевидно, что холистическая наука должна принести пользу здоровью человека (и экологии), но текущая ситуация такова, что биология и медицина стали в высшей степени ориентированными на продукт, а холистические соображения оставлены на откуп «пограничным» профессиям. Во многих альтернативных подходах ключом к здоровью считается понятие об «энергии», но, как правило, в них отсутствуют простые и эффективные способы оптимизации биологической энергии, зачастую применяются контр-продуктивные меры, к примеру, такие как назначение пищевого льняного масла. Далее я покажу, как из искаженных медицинскими промоутерами сообщений можно извлекать самые передовые достижения науки и применять их холистически, то есть самым эффективным образом.
Негенетическая биология
Само по себе слово «ген» уже содержит идеологию, поскольку оно предполагает происхождение, или генезис, хотя основное его значение — нечто вроде «единицы непрерывности». Основываясь на коннотации слова, догматические генетики прямо заявили о своей «центральной догме»: информация поступает только от ДНК к РНК и только от РНК в белок. Когда Темин и Балтимор описали «обратную транскрипцию» ДНК из РНК, все профессиональные биологи, с которыми я говорил, сказали, что они не верят в возможность этого. Даже когда никто не угрожал идее добавления «информации» в хромосомы, доминирующая вера среди биологов заключалась в том, что развитие тщательно контролируется «генами», потому что организм генам обязан своим генезисом. Принято считать, что гены «управляют», «обуславливают» или «программируют» интеллект, пропорции тела и старение. «Врожденное» состояние часто понимали как «генетическое». В учебниках говорится, что материнское влияние было только «генетическим», потому что плод был «изолирован» от событий в организме матери (так же, как «зародышевая линия» была изолирована от событий в остальной части тела). |
| Рис. 1. Кумулятивный эффект |
Энергия и мозг
Когда я изучал литературу, мне было интересно, насколько энергетически отличаются разные писатели и разные социальные группы. В литературе инакомыслящих (я написал магистерскую диссертацию по Уильяму Блейку) всегда много энергии, с избытком. Я начал видеть литературные «периоды» или стили (классический, реалистический, романтический, сюрреалистический и т. д.) как отражение социальной энергии и структуры. Размышляя в таком ключе о функции языка в обществе и в жизни человека, я увидел, что тексты Блейка о том, как он применял образы и символы, имеют смысл с точки зрения физиологии мозга. Даже отношение человека к математическим концепциям, теориям идеальных языков и «языковой философии» тесно связано с его отношением к власти, энергии, телу и природе сознания (2). |
| Рис. 2 |
На определенном этапе беременности количество клеток мозга у плода в два раза превышает таковое в момент рождения, и вполне вероятно, что хорошие условия для матери и плода — адекватный объем крови, насыщение кислородом, достаточный уровень глюкозы, прогестерона (3), гормона щитовидной железы, отсутствие токсинов и дисбалансов в питании — могут сохранить некоторые из клеток, которые обычно погибают к моменту рождения. Поскольку количество глюкозы и гормонов в организме регулируют мозг и печень, то именно условия развития этих органов с высокой вероятностью влияют на их дальнейшее функционирование и отвечают за некоторые из наблюдаемых трансгенерационных явлений.
Механизмы старения
Узнав о влиянии гормонов и запаса энергии на развитие мозга, а также о влиянии мозга на старение (и о догмах в нейронауках), я начал работать над тем, как энергетический метаболизм влияет на репродуктивную недостаточность, особенно на снижение фертильности при старении. Я надеялся, что работа в менее догматической области физиологии все же позволит мне лучше понять организм в целом, в том числе мозг.
Профессор Содерволл и его ученики из Орегонского университета показали, что у стареющих хомяков возникают отказы в работе желтого тела (области яичнике, которые производят главным образом прогестерон), а добавки витамина Е могут значительно продлить период фертильности. Его группа показала, что не «пожилые яйцеклетки» отвечают за бесплодие, а матка теряет способность к имплантации. Содерволл также продемонстрировал, что в любой момент беременности избыточный эстроген может привести к проблемам — от невозможности эмплантировать эмбрион до резорбции плода на поздней стадии.
Хотя я исследовал связь эстрогена с раком и знал по собственному опыту с мигренями, что стресс, диета и гормоны очень мощно влияют друг на друга, начав исследование окислительного метаболизма матки, я не представлял, что мои основные интересы при этом сойдутся в одной точке. Я был знаком с известной идеей Отто Варбурга о том, что рак вызывается «респираторным дефектом», и я знал, что у стареющей ткани дыхательная способность сокращается.
В учебниках говорилось, что за бесплодие при старении отетственны «стареющая яйцеклетка» и дефицит эстрогена. (Происхождение этих, входящих в матрицу догм, идей— это другая история, и я описал ее в другом месте). Я обнаружил, что у старых животных эндометрий матки зачастую потребляет кислород с высокой скоростью и проявляет другие признаки того, что он находится под воздействием чрезмерного эстрогена. Пытаясь с этим разобраться, я увидел, что высокой скорости потребления кислорода могут способствовать несколько вещей. Одинаковый влияние оказывают ситуации, когда либо слишком много эстрогенов, либо слишком мало прогестерона, поскольку действие этих гормонов определяет именно соотношение между ними. Дефицит витамина Е увеличивает потребление кислорода, и такое же влияние оказывает слишком большое количество ненасыщенных жиров. При дефиците витамина Е ненасыщенные масла окисляются таким способом, что образуется «возрастной пигмент», также называемый цероидным пигментом или липофусцином. Этот пигмент потребляет и кислород, и топливо, но не дает никакой полезной энергии.
Избыток эстрогена синергирует с дефицитом витамина Е, усиливая образование этого пигмента. Отчасти это может быть связано с тем, что эстроген является мощным стимулятором поглощения железа, а железо участвует в перекисном окислении, которое и приводит к образованию этого пигмента. Причиной того, что железо становится активным при перекисном окислении, является низкая концентрация кислорода, а у эстрогена как раз имеется несколько возможностей понизить доступность кислорода. Таким образом, оказалось, что многие особенности старения напоминают скорее ситуации избыточного, а не дефицитного эстрогена.
По-видимому, эстроген препятствует или прерывает беременность, заставляя матку потреблять кислород с такой высокой скоростью, что его не остается для эмбриона, которому с момента имплантации требуется много кислорода. Хронические или кумулятивные эффекты эстрогена, приводящие к образованию липофусцина, оказывается, действуют в том же направлении, что и сам эстроген, приводя к снижению кислорода, особенно в матке, но также и во всех других тканях (происходит старение всего организма). Избыток эстрогена также может разрушить желтое тело, препятствуя выработке прогестерона. Во время беременности действие прогестерона заключается в обеспечении для эмбриона доступа кислорода и питательных веществ, а также он ингибирует образование липофусцина и других признаков старения, повышая эффективность. (Среди антистрессовых стероидов прогестерон выделяется отсутствием вредных побочных эффектов).
Хотя моя работа и подтвердила другое исследование, проведенное в лаборатории Содервола в течение предыдущих 25 лет, идея о том, что влияние эстрогена, по-видимому, возрастает при старении и даже способствует процессу старения, противоречила доктрине, которую продвигала фармацевтическая промышленность. Тем не менее, я продолжал читать и увидел, что на самом деле нет никаких доказательств, противоречащих тому, что я видел в своей работе. Что имелось, так это сеть интерпретаций, которая требовалась для продаж терапии эстрогенами. Даже тот факт, что эстроген вызывает аборты, был очень сознательно «проигнорирован», пока индустрия не сфабриковала более приемлемое обоснование для торговли «противозачаточными» таблетками. Идея многих факторов, действующих в одном направлении и имеющих кумулятивный эффект, показалась мне наделенной общим биологическим смыслом. Казалось, это часть ответа на вопрос о том, что же именно теряется или накапливается при старении и отвечает за снижение адаптивной способности к изменяющейся среде. Казалось, это говорит что-то о природе «респираторного дефекта» Варбурга при раке. Эстроген и ненасыщенные жиры подавляют гормон щитовидной железы, который регулирует дыхание. Расточительный метаболизм доминирующего эстрогена имеет тенденцию выбирать всю глюкозу и, вероятно, активирует гормоны стресса, в том числе кортизол. Основные черты старения можно получить непосредственно путем введения чрезмерного количества кортизола. Эти особенности включают атрофию кожи, артерий, мышц, костей, иммунной системы и зон головного мозга, потерю пигмента (меланина), депонирование жира в определенных областях и замедление скорости проводимости нервов. Физиология старения (особенно репродуктивного старения) перекрывает физиологию стресса.
Ожидаемая продолжительность жизни у взрослых
Когда есть канализация и чистая вода, смертность младенцев и детей от инфекционных заболеваний невысока, поэтому средний возраст населения увеличивается, ведь до пожилого возраста доживает больший процент рожденных. Возросшее применение средств контроля рождаемости также ведет к увеличению среднего возраста населения, поскольку ежегодно рождается меньше детей. Изменения рождаемости и выживаемости младенцев могут происходить одновременно с сокращающим жизнь взрослых людей хроническим отравлением, которое возникает из-за промышленного загрязнения среды.
Чтобы понять воздействие старения на риск заболевания и смерти, нам нужна информация конкретно о людях, достигших определенного возраста. В США есть несколько организаций и частных лиц, которые умело использовали «перенормированную» статистику, чтобы убедить общественность в том, что рак побеждается, промышленное загрязнение безвредно, болезнь вызвана собственными безответственными выборами заболевшего, а продолжительность нашей жизни за последние несколько десятилетий увеличилась на несколько лет. Старые люди скорее всего умрут от рака, и в США на протяжении последних десятилетий смертность от рака среди пожилых растет, так же как и смертность от рака для населения в целом. В США за последние десятилетия ожидаемая продолжительность жизни для пожилых людей едва увеличилась на год. 2000 лет назад ожидаемая продолжительность жизни для пожилых людей, похоже, была на несколько лет дольше, чем сейчас.
Чтобы понять воздействие старения на риск заболевания и смерти, нам нужна информация конкретно о людях, достигших определенного возраста. В США есть несколько организаций и частных лиц, которые умело использовали «перенормированную» статистику, чтобы убедить общественность в том, что рак побеждается, промышленное загрязнение безвредно, болезнь вызвана собственными безответственными выборами заболевшего, а продолжительность нашей жизни за последние несколько десятилетий увеличилась на несколько лет. Старые люди скорее всего умрут от рака, и в США на протяжении последних десятилетий смертность от рака среди пожилых растет, так же как и смертность от рака для населения в целом. В США за последние десятилетия ожидаемая продолжительность жизни для пожилых людей едва увеличилась на год. 2000 лет назад ожидаемая продолжительность жизни для пожилых людей, похоже, была на несколько лет дольше, чем сейчас.
 | ||
| Рис. 3 Сравнение ожидаемой продолжительности жизни в Древнем Риме и современной Америке, по материалам Макдонелла и Гловера. |
Пубертантный период и старение
Многие исследования показали, что, по-видимому, половое созревание запускает механизм старения, и была высказана идея о «гормоне смерти», локализованном в гипофизе. (Рис. 4 и 5.) Многие дегенеративные заболевания развиваются под влиянием чрезмерного эстрогена и кортизона (и в результате многих метаболических изменений, которые возникают вследствие воздействия этих гормонов). Многие из этих заболеваний, в особенности те, что возникают после полового созревания и чаще встречаются у женщин, можно эффективно лечить антиэстрогенными и антистрессовыми гормонами, такими как прогестерон.
 |
| Рис. 4 |
 |
| Рис. 5 |
Ханс Селье отмечал, что лечение эстрогенами имитирует первую, «шоковую», фазу стрессовой реакции. Избыток эстрогена (или любого стрессора) заставляет гипофиз выделять пролактин и АКТГ, и оба гормона действуют на яичники, чтобы прекратить производство прогестерона, а также вносят свой вклад в процессы атрофирования многими другими способами. АКТГ, конечно же, стимулирует секрецию кортизола. Очевидно, что удаление гипофиза, чтобы задержать старение, не является практическим вариантом, но, изменив диету, можно до некоторой степени создать защиту от «гормонов смерти» и свести к минимуму воздействие эстрогена и кортизола.
Исторические и демографические исследования показывают, что на возраст полового созревания влияют определенные условия. Эшли Монтегю утверждала, мол, нужно больше неотений, в том смысле, что надо стараться сохранить и продлить юность, потому что в ней заключены наши самые человеческие качества. Если результаты исследований на животных обобщить, то получается, что отсрочка полового созревания может увеличить размер мозга и продолжительность жизни, улучшить интеллект, уменьшить насилие и даже сделать людей физически более привлекательными (типаж «симпатичного щеночка» в значительной степени зависит от размера мозга по отношению к размеру лица и тела). Я думаю, это будет следующий шаг в эволюции человека. Подобно тому, как воспитание, стимуляция и свобода способствуют улучшению функции и структуры мозга, жестокость и угнетение действуют в противоположном направлении. Если половое созревание задержалось, то очевидной становится роль культуры, развивающей любопытство, интерес к исследованиям, игре и чувственным удовольствиям, так что биология и культура будут взаимно дополнять друг друга.
Физиологический возраст частей тела некоторым образом зависит от стадии развития всего организма. Это противоречит идее редукционистов о том, что клетки или ткани имеют «присущую им» продолжительность жизни и разрушаются после некоторого ограниченного числа делений. Когда фрагменты ткани груди или кожи старых животных несколько раз пересаживали молодым животным того же (сингенного) штамма, после десяти «сроков жизни» они все еще находились в хорошем состоянии, и период их существования, по-видимому, ограничивала только необходимость вырезания их каждый раз при пересадке, чтобы убедиться, что в трансплантации не участвовала ткань молодого животного.
Когда старых крыс прививали на молодых, то старая крыса пары жила до двух раз дольше ожидаемого возраста. В недавних исследованиях молодых самок прививали на старых самок, чтобы изучить гормональные факторы старения. Оказалось, что яичники молодых животных постарели, и в них снизилось производство прогестерона. Таким образом, старая ткань, оказывается, становится моложе при пересадке на молодых животных, а молодую ткань можно «состарить», связав ее со старым животным. Подобные доказательства (и простое наблюдение, что клетки кожи и кишечника подвергаются тысячам делений при жизни человека), в значительной степени свидетельствуют в пользу идеи о том, что старение связано с системной энергетической проблемой.
Энергия и эволюция
В. И. Вернадский считал, что процессы обмена энергии и обмена веществ Земли усиливаются, и что биосфера испытает еще один значительный рост «скорости метаболизма», подобный тому, который случился в результате возникновения фотосинтеза на ранней стадии развития жизни. M. И. Будыко (в «Эволюции биосферы», 1986) обсуждает принцип «ароморфоза», согласно которому происхождение высших типов животных тесно связано с наличием большего количества энергии в окружающей среде и с появлением новых структур, позволивших повысить энергетический уровень активности и создать более сложные взаимодействия с окружающей средой (4). Когда у позвоночных развилась эффективная теплорегуляция, они смогли значительно увеличить свое энергопотребление. Выход из воды на сушу требует такой способности к более высокому энергопотреблению, а также новых структур, соответствующих новому образу жизни.
Когда млекопитающие и птицы достигли способности поддерживать более скоростной метаболизм, стабильно удерживая довольно высокую температуру тела, их основанная на фотосинтезе «пищевая цепь» состояла из организмов с более низкой температурой тела.
Сахар, белки и насыщенные жиры, вырабатываемые теплыми организмами, могут быть съедены теплокровными животными без особых побочных эффектов (5). Организмы, которые живут при низких температурах, содержат ненасыщенные жиры. Потребление большого количества ненасыщенных жиров снижает скорость метаболизма, а накопленные ненасыщенные жиры чувствительны к спонтанной и токсичной форме окисления. (Среди токсических эффектов — повреждение дыхательного аппарата, циркуляторной и иммунной системы, повышенная скорость старения и рак.)
В действительности, эти «низкоэнергетические» продукты питания противодействуют эволюционному достижению высокой скорости метаболизма. В ряде исследований было показано, что половое созревание можно задержать, если снизить потребление ненасыщенных жиров. В других исследованиях выяснилось, что избыток ненасыщенного масла в рационе матери может нарушить развитие мозга у плода. Выбор пищевых продуктов, имеющих в своем составе менее ненасыщенный жир, укрепляет эволюционные достижения.
Индустрия растительных масел сформировала у нации фобию употребления в пищу насыщенных жиров и холестерина, в то время как под идеей исключения этих продуктов из питания нет никакой базы. Люди с гипотиреозом склонны к сердечным заболеваниям, но при восстановлении функции их щитовидной железы повышенный уровень холестерина в крови становится нормальным, см. рис. 6. Холестерин наивысшей концентрации в организме находится в мозге. На производство защитных гормонов, таких как прогестерон, сильно влияет уровень холестерина крови. Самые высокие концентрации защитных гормонов также находятся в мозге.
Другим энергетическим фактором является видимый свет. В условиях зимы и ночью дыхательная система энергопроизводства повреждается, защитные гормоны понижаются, а вредоносные гормоны стресса растут. Иммунная система становится менее активной, и смертность возрастает.
Несмотря на то, что ультрафиолетовый свет ускоряет старение и вызывает рак при взаимодействии с ненасыщенными жирами кожи (E. P. Pinckney, Medical Counterpoint, Feb, 1973), обычный видимый свет оказывает на животных ряд положительных воздействий. Одним из таких воздействий является «регенерация» фермента СОД (супероксиддисмутазы), когда его атом меди под действием света вынужден пересоединяться с белком. Свет также повышает активность нормальных респираторных ферментов и содействует нормальной (или максимальной) выработке гормонов, включая прогестерон и гормон щитовидной железы.
Миграция животных с целью воспроизводства в регионах с большей продолжительностью светового дня — это способ извлечь выгоду из энергосберегающего действия света. Весеннее повышение гормонов у взрослых птиц вызывает рост новых клеток мозга в области, которая управляет их пением. (У людей внутричерепное пространство продолжает расти до старости, и количество ДНК в мозге также увеличивается с возрастом, однако, предполагается, что эти изменения в мозге взрослых людей обусловлены увеличением размеров нервных клеток и числа клеток соединительной ткани, а не постоянным ростом числа нервных клеток.) Я бы ожидал, что потепление климата и масштабное использование искусственного света (или миграции) приведут к продлению молодости и развитию более совершенного мозга.
Много лет назад говорили о тенденции «цефализации» в эволюции. Это тенденция создавать иерархическую организацию, в которой размер и значение мозга растут по мере эволюционирования. Позже было обнаружено, что интенсивность и эффективность дыхательного энергопроизводства в мозге растут с уровнем эволюции и алертности.
Другая относящаяся к энергопроизводству тенденция связана с небеспорядочной структурой ДНК. У аэробных микроорганизмов более высокое содержание G+C (гуанина и цитозина) в ДНК, чем у анаэробов, а теплокровные позвоночные имеют больше G+C, чем более низкие в классификации организмы, причем содержание G+C снова соответствует количеству используемого кислорода.
Хотя полный смысл показателя G+C не известен, он, как полагают, влияет на стабильность организма на разных уровнях, а мне думается, он позволяет организму процветать при более высоких температурах.
Связь G+C с эволюционным уровнем интересна тем, что изменения происходят в «не кодирующей» ДНК, там, где не участвует обычный выбор с «закодированными» белками. Когда-то в основе генетики были представления об «изоляция» генома и случайности его изменений; подозреваю, именно поэтому большинство биологов не знают об этой необычной характеристике состава ДНК. С течением времени люди освободятся от запутывающей догмы. (На рис. 7 показано увеличивающееся содержание G+C для плодовой мухи, жабы, мыши, коровы и человека в ДНК митохондрии, где вырабатывается энергия).
Загрязнения
Помимо извращений в нашем продовольственном снабжении, вызванном пропагандой индустрии растительных масел, растет загрязнение нашего продовольствия тяжелыми металлами. Например, повсюду распространился свинец, главным образом в результате его использования в освинцованном бензине. Пищевые добавки часто загрязняются тяжелыми металлами из серной кислоты, используемой при их изготовлении. Многие люди знают о знаменитых экспериментах, в которых ограничение количества употребляемой пищи приводило к росту продолжительности жизни животных, словно еда была токсичной. И только удаление токсичных тяжелых металлов из пищи без ограничения ее количества оказало такое же воздействие на продолжительность жизнь подопытных животных.
Когда эстроген повышен (как во время полового созревания, беременности или терапии эстрогеном), стимулируется поглощение железа. В процессе старения содержание железа в организме растет, особенно если имеется дефицит меди, содержание которой с возрастом снижается. Медь является важным компонентом цитохромоксидазы, которая играет решающую заключительную роль в митохондриальной дыхательной системе. Медь входит в состав цитоплазматического фермента СОД, который с возрастом уменьшается. Церулоплазмин, основной меде-содержащий белок, помогает удерживать железо в безопасной окисленной форме. Медь участвует в выработке меланина (который сам является антиоксидантом) и эластина. Столь характерная для старения потеря меланина, эластина и дыхательной способности вызвана также чрезмерным воздействием кортизола.
Белок, металлотионеин, богат сульфгидрильными группами, связывающими тяжелые металлы. Считается, что этот белок помогает обезвредить и устранить токсичные металлы. Этот белок индуцируется воздействием либо тяжелого металла, либо кортизола. Большее его количество вырабатывается при сочетании тяжелых металлов и кортизола, чем при воздействии этих факторов по одному. Поскольку медь, как и токсичные металлы кадмий, свинец, ртуть и серебро, сильно реагирует с сульфгидрильными группами, то организм, скорее всего, потеряет некоторое количество меди, подвергшись воздействию тяжелых металлов или кортизола. Я думаю, что очевидные черты старения, такие как потеря эластичности кожи, легких и кровеносных сосудов, депигментация (демеланизация) кожи, волос и (при болезни Паркинсона) черной субстанции, а также сокращение дыхательной способности объясняет хроническая потеря меди. Замена меди железом (и потеря медных ферментов, которые защищают от катализируемых железом свободных радикалов), вероятно, объясняет повышенное при старении образование липофусцина. Когда зависимое от меди митохондриальное дыхание нарушается, возможно, липофусцин становится примитивным видом защиты от стресса, поскольку обладает способностью поддерживать гликолитическое энергопроизводство (путем сохранения коэнзима НАД, никотинамидадениндинуклеотида, в относительно окисленном состоянии).
У животных меде-содержащие добавки к рациону могут восстанавливать естественный цвет шерсти до белой окраски, а в одном эксперименте это даже продлило время жизни. В настоящее время нет достаточных знаний о безопасности различных способов введения дополнительной меди. Медь может быть токсичной, и она окисляет другие нутриенты. Помимо выбора продуктов с высоким содержанием меди и низким содержанием железа и других тяжелых металлов, другие пищевые варианты, которые направлены на поддержание функции щитовидной железы, будут способствовать и сохранению меди. Существуют приемы в питании, которые могут свести к минимуму выработку нами кортизола (например, комбинирование фруктов и белков, поскольку белковые продукты понижают уровень сахара в крови и стимулируют секрецию кортизола).
Процессы самоорганизации
Старая идея, циркулирующая в нашей культуре, все еще склоняет многих людей к концепции «бильярдного шара» механистической причинности и заключается в том, что материя должна быть упорядочена «извне». Для Декарта это касалось материального мира, которому не хватает «вторичных» качеств, т. е. любого качества помимо присутствия в космосе. Этот абстрактный мир был дополнен совершенно отдельным миром разума и духа. Дух Декарта продолжает жить во многих генетиках, которые видят «отбор» как принцип упорядочения, наложенный на тупую материальную субстанцию, которая может изменяться только неупорядоченным образом, случайно.
Эта генетическая доктрина оказывает на медицинское мышление сильное влияние. Сотни заболеваний классифицированы как «генетические», и идею расширили, показав повышенную восприимчивость некоторых типов генетических тканей даже к вызванным микробами и токсическим заболеваниям. О диабете, аллергии, артрите, зобе и миопии часто говорят, что они «вызваны генами», несмотря на четкие доказательства влияния окружающей среды на их формирование.
Несколько известных молекулярных биологов писали и читали лекции о своей идее, что все в нашем поведении и культуре (включая искусство, политику и язык) программируется конкретно генами. (Один из них словно перенес генетическую операцию или мутировал, когда я указал на некоторые вопиющие ошибки в его аргументации, а он впоследствии изменил свои заявления.) Физическая наука дает гораздо более богатую картину свойств и потенциала материального мира, чем признают генетики. Но даже многие физики не признают богатство, которое стоит за совокупностью экспериментальных результатов в их области. Многие известные физики имели довольно целостные представления о мире (например, Дж. Ч. Бос, Майкл Полани, Б. В. Дерягин, Фредерик Содди, В. И. Вернадский). Полноценный физический подход может многое предложить биологии. Однако, когда я говорю, что для достижения адекватного знания целостный подход в биологии открыт для применения как физики и химии, так и экологии, истории и космологии, мне следует упомянуть и о существовании школы сверхъестественной (нематериальной и сосредоточенной на «квантах») физики, которая подает себя как целостное мировоззрение. Для них, полагаю, все еще применимо такое замечание Эйнштейна: «Вы верите в бога, играющего в кости, а я — в совершенные законы мира вещей, существующих как реальные объекты...» Где-то в другом месте Эйнштейн заметил, что поля объекта равнозначны распространению его материальной субстанции, т. е. он предпочитал материализовать поля, а не дематериализовывать вещи, как это делают некоторые из популярных философов физики (6).
Было показано, что упорядоченный эпитаксиальный рост кристаллов возникает в толще пластиковой пленки. Александр Ротен подробно изучил этот процесс дальнего упорядочивания. Он смог продемонстрировать биологически специфическую адсорбцию на относительно больших расстояниях. Многие другие исследования в области адсорбции и дальнего явно показывают, что взаимодействие атомов и молекул в клетках не должно регулироваться ни прямым контактом, ни случайным движением. Перегруппировавшись, компоненты клетки возвращаются в нормальное по отношению к другим компонентам положение, демонстрируя замечательную способность к самосборке или самонастраиванию.
В медицинской натуропатической традиции признается замечательная способность организма к саморегуляции и самовосстановлению. Я думаю, что сегодня, в свете новых знаний об энергии и структуре, эту позицию можно с пользой распространять. Размышляя в краткосрочном временном масштабе — о здоровье отдельного человека, в масштабе поколений — в связи желанием иметь более здоровых, более интеллектуально развитых детей, и вообще в масштабе эволюции, я думаю, мы можем заметить тенденцию, которая заключается не в том, чтобы просто сохранялся гомеостаз, но происходило движение вверх к большей энергии и большей общности структуры и функции. Задача обеспечения большей энергией и масштабов ее использования стимулирует нашу способность применять энергию осмысленно.
Некоторые заключения
Живые организмы наделены значительной приспособительной гибкостью, и мы можем наблюдать некоторые из способов, с помощью которых структуры разной сложности, относящиеся к более высоким или более низким уровням организации, приспосабливаются к состоянию энергии и структуры их окружения.
Условия, в которых развивается мозг, включая период гестации и более поздние питательные, гормональные и поведенческие условия, степень стресса и стимуляции, способствуют формированию структурной сложности мозга и метаболического энергопотребления, а также способности организма успешно справляться с ситуацией в окружающей среде.
Порочные физиологические циклы зачастую стабилизируют организм на низком энергетическом уровне, что может привести к заболеванию или быстрому старению.
Однако, существование нескольких систем положительной обратной связи (самостимулирования) указывает на то, что в нашей фундаментальной структуре мы тяготеем к экспансивному, восходящему направлению. Прогестерон (и его предшественники, прегненолон и холестерин) и гормоны щитовидной железы участвуют в некоторых важных системах с положительной обратной связью, включая энергопроизводство, устойчивость к стрессу и рост мозга.
При лечении и в повседневной жизни мы можем стараться защищать и оказывать содействие нашим энерговырабатывающим и энергосберегающим системам, находя такую стимуляцию, такие световые и температурные условия и такие продукты питания, которые соответствуют нашему эволюционному уровню.
Примечания
Несколько человек указывали, что не стоит ожидать появления порядка из беспорядка, сколько ни жди, только если в исходной ситуации имеется принцип упорядочения, «образующая тенденция». Тогда «хаос» будет описан как «потенциал», а развитие организации будет больше похоже на катящийся вниз по склону снежный ком, чем на поэтапное сохранение «случайных вариаций» в почти бесконечном временном масштабе. Наше знание о себе и наше представление о смысле жизни зависит от ответа на этот основной вопрос — о природе порядка и происхождении жизни.
В. И. Вернадский считал, что процессы обмена энергии и обмена веществ Земли усиливаются, и что биосфера испытает еще один значительный рост «скорости метаболизма», подобный тому, который случился в результате возникновения фотосинтеза на ранней стадии развития жизни. M. И. Будыко (в «Эволюции биосферы», 1986) обсуждает принцип «ароморфоза», согласно которому происхождение высших типов животных тесно связано с наличием большего количества энергии в окружающей среде и с появлением новых структур, позволивших повысить энергетический уровень активности и создать более сложные взаимодействия с окружающей средой (4). Когда у позвоночных развилась эффективная теплорегуляция, они смогли значительно увеличить свое энергопотребление. Выход из воды на сушу требует такой способности к более высокому энергопотреблению, а также новых структур, соответствующих новому образу жизни.
Когда млекопитающие и птицы достигли способности поддерживать более скоростной метаболизм, стабильно удерживая довольно высокую температуру тела, их основанная на фотосинтезе «пищевая цепь» состояла из организмов с более низкой температурой тела.
Сахар, белки и насыщенные жиры, вырабатываемые теплыми организмами, могут быть съедены теплокровными животными без особых побочных эффектов (5). Организмы, которые живут при низких температурах, содержат ненасыщенные жиры. Потребление большого количества ненасыщенных жиров снижает скорость метаболизма, а накопленные ненасыщенные жиры чувствительны к спонтанной и токсичной форме окисления. (Среди токсических эффектов — повреждение дыхательного аппарата, циркуляторной и иммунной системы, повышенная скорость старения и рак.)
В действительности, эти «низкоэнергетические» продукты питания противодействуют эволюционному достижению высокой скорости метаболизма. В ряде исследований было показано, что половое созревание можно задержать, если снизить потребление ненасыщенных жиров. В других исследованиях выяснилось, что избыток ненасыщенного масла в рационе матери может нарушить развитие мозга у плода. Выбор пищевых продуктов, имеющих в своем составе менее ненасыщенный жир, укрепляет эволюционные достижения.
 |
| Рис. 6 |
Другим энергетическим фактором является видимый свет. В условиях зимы и ночью дыхательная система энергопроизводства повреждается, защитные гормоны понижаются, а вредоносные гормоны стресса растут. Иммунная система становится менее активной, и смертность возрастает.
Несмотря на то, что ультрафиолетовый свет ускоряет старение и вызывает рак при взаимодействии с ненасыщенными жирами кожи (E. P. Pinckney, Medical Counterpoint, Feb, 1973), обычный видимый свет оказывает на животных ряд положительных воздействий. Одним из таких воздействий является «регенерация» фермента СОД (супероксиддисмутазы), когда его атом меди под действием света вынужден пересоединяться с белком. Свет также повышает активность нормальных респираторных ферментов и содействует нормальной (или максимальной) выработке гормонов, включая прогестерон и гормон щитовидной железы.
Миграция животных с целью воспроизводства в регионах с большей продолжительностью светового дня — это способ извлечь выгоду из энергосберегающего действия света. Весеннее повышение гормонов у взрослых птиц вызывает рост новых клеток мозга в области, которая управляет их пением. (У людей внутричерепное пространство продолжает расти до старости, и количество ДНК в мозге также увеличивается с возрастом, однако, предполагается, что эти изменения в мозге взрослых людей обусловлены увеличением размеров нервных клеток и числа клеток соединительной ткани, а не постоянным ростом числа нервных клеток.) Я бы ожидал, что потепление климата и масштабное использование искусственного света (или миграции) приведут к продлению молодости и развитию более совершенного мозга.
Много лет назад говорили о тенденции «цефализации» в эволюции. Это тенденция создавать иерархическую организацию, в которой размер и значение мозга растут по мере эволюционирования. Позже было обнаружено, что интенсивность и эффективность дыхательного энергопроизводства в мозге растут с уровнем эволюции и алертности.
Другая относящаяся к энергопроизводству тенденция связана с небеспорядочной структурой ДНК. У аэробных микроорганизмов более высокое содержание G+C (гуанина и цитозина) в ДНК, чем у анаэробов, а теплокровные позвоночные имеют больше G+C, чем более низкие в классификации организмы, причем содержание G+C снова соответствует количеству используемого кислорода.
Хотя полный смысл показателя G+C не известен, он, как полагают, влияет на стабильность организма на разных уровнях, а мне думается, он позволяет организму процветать при более высоких температурах.
 |
| Рис. 7 Замена молчащих нуклеотидов и содержание G+C в звуковых генах митохондрий и бактерий. T. H. Jukes and V. Bhushan, Journal of Molecular Biology 24, 39-44, 1966 |
Связь G+C с эволюционным уровнем интересна тем, что изменения происходят в «не кодирующей» ДНК, там, где не участвует обычный выбор с «закодированными» белками. Когда-то в основе генетики были представления об «изоляция» генома и случайности его изменений; подозреваю, именно поэтому большинство биологов не знают об этой необычной характеристике состава ДНК. С течением времени люди освободятся от запутывающей догмы. (На рис. 7 показано увеличивающееся содержание G+C для плодовой мухи, жабы, мыши, коровы и человека в ДНК митохондрии, где вырабатывается энергия).
Загрязнения
Помимо извращений в нашем продовольственном снабжении, вызванном пропагандой индустрии растительных масел, растет загрязнение нашего продовольствия тяжелыми металлами. Например, повсюду распространился свинец, главным образом в результате его использования в освинцованном бензине. Пищевые добавки часто загрязняются тяжелыми металлами из серной кислоты, используемой при их изготовлении. Многие люди знают о знаменитых экспериментах, в которых ограничение количества употребляемой пищи приводило к росту продолжительности жизни животных, словно еда была токсичной. И только удаление токсичных тяжелых металлов из пищи без ограничения ее количества оказало такое же воздействие на продолжительность жизнь подопытных животных.
Когда эстроген повышен (как во время полового созревания, беременности или терапии эстрогеном), стимулируется поглощение железа. В процессе старения содержание железа в организме растет, особенно если имеется дефицит меди, содержание которой с возрастом снижается. Медь является важным компонентом цитохромоксидазы, которая играет решающую заключительную роль в митохондриальной дыхательной системе. Медь входит в состав цитоплазматического фермента СОД, который с возрастом уменьшается. Церулоплазмин, основной меде-содержащий белок, помогает удерживать железо в безопасной окисленной форме. Медь участвует в выработке меланина (который сам является антиоксидантом) и эластина. Столь характерная для старения потеря меланина, эластина и дыхательной способности вызвана также чрезмерным воздействием кортизола.
Белок, металлотионеин, богат сульфгидрильными группами, связывающими тяжелые металлы. Считается, что этот белок помогает обезвредить и устранить токсичные металлы. Этот белок индуцируется воздействием либо тяжелого металла, либо кортизола. Большее его количество вырабатывается при сочетании тяжелых металлов и кортизола, чем при воздействии этих факторов по одному. Поскольку медь, как и токсичные металлы кадмий, свинец, ртуть и серебро, сильно реагирует с сульфгидрильными группами, то организм, скорее всего, потеряет некоторое количество меди, подвергшись воздействию тяжелых металлов или кортизола. Я думаю, что очевидные черты старения, такие как потеря эластичности кожи, легких и кровеносных сосудов, депигментация (демеланизация) кожи, волос и (при болезни Паркинсона) черной субстанции, а также сокращение дыхательной способности объясняет хроническая потеря меди. Замена меди железом (и потеря медных ферментов, которые защищают от катализируемых железом свободных радикалов), вероятно, объясняет повышенное при старении образование липофусцина. Когда зависимое от меди митохондриальное дыхание нарушается, возможно, липофусцин становится примитивным видом защиты от стресса, поскольку обладает способностью поддерживать гликолитическое энергопроизводство (путем сохранения коэнзима НАД, никотинамидадениндинуклеотида, в относительно окисленном состоянии).
У животных меде-содержащие добавки к рациону могут восстанавливать естественный цвет шерсти до белой окраски, а в одном эксперименте это даже продлило время жизни. В настоящее время нет достаточных знаний о безопасности различных способов введения дополнительной меди. Медь может быть токсичной, и она окисляет другие нутриенты. Помимо выбора продуктов с высоким содержанием меди и низким содержанием железа и других тяжелых металлов, другие пищевые варианты, которые направлены на поддержание функции щитовидной железы, будут способствовать и сохранению меди. Существуют приемы в питании, которые могут свести к минимуму выработку нами кортизола (например, комбинирование фруктов и белков, поскольку белковые продукты понижают уровень сахара в крови и стимулируют секрецию кортизола).
Процессы самоорганизации
Старая идея, циркулирующая в нашей культуре, все еще склоняет многих людей к концепции «бильярдного шара» механистической причинности и заключается в том, что материя должна быть упорядочена «извне». Для Декарта это касалось материального мира, которому не хватает «вторичных» качеств, т. е. любого качества помимо присутствия в космосе. Этот абстрактный мир был дополнен совершенно отдельным миром разума и духа. Дух Декарта продолжает жить во многих генетиках, которые видят «отбор» как принцип упорядочения, наложенный на тупую материальную субстанцию, которая может изменяться только неупорядоченным образом, случайно.
Эта генетическая доктрина оказывает на медицинское мышление сильное влияние. Сотни заболеваний классифицированы как «генетические», и идею расширили, показав повышенную восприимчивость некоторых типов генетических тканей даже к вызванным микробами и токсическим заболеваниям. О диабете, аллергии, артрите, зобе и миопии часто говорят, что они «вызваны генами», несмотря на четкие доказательства влияния окружающей среды на их формирование.
Несколько известных молекулярных биологов писали и читали лекции о своей идее, что все в нашем поведении и культуре (включая искусство, политику и язык) программируется конкретно генами. (Один из них словно перенес генетическую операцию или мутировал, когда я указал на некоторые вопиющие ошибки в его аргументации, а он впоследствии изменил свои заявления.) Физическая наука дает гораздо более богатую картину свойств и потенциала материального мира, чем признают генетики. Но даже многие физики не признают богатство, которое стоит за совокупностью экспериментальных результатов в их области. Многие известные физики имели довольно целостные представления о мире (например, Дж. Ч. Бос, Майкл Полани, Б. В. Дерягин, Фредерик Содди, В. И. Вернадский). Полноценный физический подход может многое предложить биологии. Однако, когда я говорю, что для достижения адекватного знания целостный подход в биологии открыт для применения как физики и химии, так и экологии, истории и космологии, мне следует упомянуть и о существовании школы сверхъестественной (нематериальной и сосредоточенной на «квантах») физики, которая подает себя как целостное мировоззрение. Для них, полагаю, все еще применимо такое замечание Эйнштейна: «Вы верите в бога, играющего в кости, а я — в совершенные законы мира вещей, существующих как реальные объекты...» Где-то в другом месте Эйнштейн заметил, что поля объекта равнозначны распространению его материальной субстанции, т. е. он предпочитал материализовать поля, а не дематериализовывать вещи, как это делают некоторые из популярных философов физики (6).
Было показано, что упорядоченный эпитаксиальный рост кристаллов возникает в толще пластиковой пленки. Александр Ротен подробно изучил этот процесс дальнего упорядочивания. Он смог продемонстрировать биологически специфическую адсорбцию на относительно больших расстояниях. Многие другие исследования в области адсорбции и дальнего явно показывают, что взаимодействие атомов и молекул в клетках не должно регулироваться ни прямым контактом, ни случайным движением. Перегруппировавшись, компоненты клетки возвращаются в нормальное по отношению к другим компонентам положение, демонстрируя замечательную способность к самосборке или самонастраиванию.
В медицинской натуропатической традиции признается замечательная способность организма к саморегуляции и самовосстановлению. Я думаю, что сегодня, в свете новых знаний об энергии и структуре, эту позицию можно с пользой распространять. Размышляя в краткосрочном временном масштабе — о здоровье отдельного человека, в масштабе поколений — в связи желанием иметь более здоровых, более интеллектуально развитых детей, и вообще в масштабе эволюции, я думаю, мы можем заметить тенденцию, которая заключается не в том, чтобы просто сохранялся гомеостаз, но происходило движение вверх к большей энергии и большей общности структуры и функции. Задача обеспечения большей энергией и масштабов ее использования стимулирует нашу способность применять энергию осмысленно.
Некоторые заключения
Живые организмы наделены значительной приспособительной гибкостью, и мы можем наблюдать некоторые из способов, с помощью которых структуры разной сложности, относящиеся к более высоким или более низким уровням организации, приспосабливаются к состоянию энергии и структуры их окружения.
Условия, в которых развивается мозг, включая период гестации и более поздние питательные, гормональные и поведенческие условия, степень стресса и стимуляции, способствуют формированию структурной сложности мозга и метаболического энергопотребления, а также способности организма успешно справляться с ситуацией в окружающей среде.
Порочные физиологические циклы зачастую стабилизируют организм на низком энергетическом уровне, что может привести к заболеванию или быстрому старению.
Однако, существование нескольких систем положительной обратной связи (самостимулирования) указывает на то, что в нашей фундаментальной структуре мы тяготеем к экспансивному, восходящему направлению. Прогестерон (и его предшественники, прегненолон и холестерин) и гормоны щитовидной железы участвуют в некоторых важных системах с положительной обратной связью, включая энергопроизводство, устойчивость к стрессу и рост мозга.
При лечении и в повседневной жизни мы можем стараться защищать и оказывать содействие нашим энерговырабатывающим и энергосберегающим системам, находя такую стимуляцию, такие световые и температурные условия и такие продукты питания, которые соответствуют нашему эволюционному уровню.
Примечания
- Резонанс связан с почти одновременными взаимодействиями между энергией и веществом, а гистерезис — с длительными эффектами более ранних взаимодействий энергии и материи.
- В 1957 году я распространил среди студентов разных национальностей и классов вопросник. Полученные мною выводы говорят о том, что абстрактная личность современного белого западного мужчины дезадаптивна, в том смысле, что многие жизненные способности или умения не развиты или подавлены.
- Прогестерон является одним из факторов «химически определенной» среды для роста нервных клеток в культуре. Другие факторы — это инсулин, трансферрин, селенит и путресцин.
- Идея Будыко о том, что биосферой управляет энергия, не знакома нашей англо-американской культуре, которая пыталась думать обо всем, даже о погоде (и особенно об эволюции) с точки зрения механики, инерции, статистики и гидродинамики. Существует сопротивление в отношении идеи о направленных, динамических саморегулируемых системах. Энергии солнца для фотосинтеза отводят незначительную роль.
- «Теплые организмы» — это организмы, которые согреваются внутренним теплопроизводством и регулированием температуры или окружающей средой.
- Пол Форман в статье «Исследования по истории науки» дает ценную историческую информацию о социальных факторах, имевших место в Германии 1920-х годов, когда уход физики из мира реальных объектов стал очень заметным.
Глава 2. Другой взгляд на эволюцию
Несколько человек указывали, что не стоит ожидать появления порядка из беспорядка, сколько ни жди, только если в исходной ситуации имеется принцип упорядочения, «образующая тенденция». Тогда «хаос» будет описан как «потенциал», а развитие организации будет больше похоже на катящийся вниз по склону снежный ком, чем на поэтапное сохранение «случайных вариаций» в почти бесконечном временном масштабе. Наше знание о себе и наше представление о смысле жизни зависит от ответа на этот основной вопрос — о природе порядка и происхождении жизни.
Когда в нефти были обнаружены сложные органические соединения, некоторые люди восприняли это как доказательство, что нефть — это результат просачивания остатков мертвых организмов в пористые геологические образования. Другая точка зрения заключается в том, что нефть была непосредственно создана землей, и что жизнь является параллельным творением.
В 1859 году, когда Дарвин опубликовал свою знаменитую книгу, в Пенсильвании была пробурена первая нефтяная скважина, а химики начали с особым интересом изучать нефть. Когда высокоуглеродитое железо растворяется в хлористоводородной кислоте, на ее поверхности появляется масло. Менделеев заметил, что оно похоже на природную нефть, поэтому он разослал по всему миру образцы знакомым с нефтью людям. Все идентифицировали его запах как запах нефти, и некоторым даже показалось, что они могут определить, из какого она региона (1).
Менделеев и другие предположили, что расплавленные металлы в глубине Земли могут взаимодействовать с углеродом, присутствующим в минералах, и так возникает нефть.
Недавно Густав Аррениус из Института океанографии Скриппса изучал способность карбонатов железа производить органические соединения. Я думаю, что разрыв в 100 лет между этой работой и идеями Менделеева и его современников является результатом доминирующей привычки мыслить о мире, как о негостеприимном месте, в котором жизнь есть великая невероятность, возникшая с большими трудностями. Знаменитый Крик, например, предположил, что жизнь должна была возникнуть где-то в другом месте, а потом прибыла на Землю в качестве поистине чужого космического путешественника. Мысль о том, что формы жизни, возможно, словно изверглись из земли в вулканических регионах, делает все слишком легким; и куда это могло бы привести, начни люди верить, что жизнь может возникнуть без борьбы за существование?
Несколько лет назад Сидни Фокс продемонстрировал, что аминокислоты, помещенные на горячую вулканическую породу, спонтанно преобразовались в белки, и у эти белки имели некоторое ферментоподобное каталитическое действие. При добавлении небольшого количества воды белки спонтанно формировали небольшие самовоспроизводящиеся сферы, точно по размеру бактерий. А одним из их ферментоподобных свойств была способность синтезировать похожие на генные цепи из подходящих молекул-предшественников.
Исследования глубинного океанского дна намного ниже уровня, на котором должна существовать жизнь (из-за отсутствия света), выявили червеобразные организмы. Дальнейшее изучение показало, что черви питаются бактериями, которые, в свою очередь, живут за счет вулканических выбросов, извергающихся через океанское дно. Если вулканические процессы создали жизненные формы и даже могут обеспечить им пищу, тогда нам не нужно представлять, будто сначала обязательно развились зеленые растения, а уж потом животные.
Вулканы выбрасывают окислители (2), и в нефти имеются гемоподобные молекулы порфирина, которые могут катализировать похожие на дыхательные реакции. Хотя молекулярный кислород и является нашим самым важным акцептором электронов (окислителем), другие вещества тоже могли бы иметь аналогичную функцию. А поскольку вулканы извергают как окислители, так и восстановители (в зависимости от температуры и других условий), мы не должны слепо принимать установку, согласно которой жизнь возникла в «восстановительной атмосфере» (3). Поскольку реакции, которые производят нефтеподобные углеводороды, не вырабатывают углеводов, мы могли бы захотеть исследовать возможность того, что углеводы являются продуктом примитивной разновидности метаболизма.
Если рассмотреть возможность вулканического происхождения жизни, то некоторые вещи будут выглядеть по-другому. Например, существует предположение, что жизнь возникла в изобилии, в среде, богатой, по крайней мере локально, сложными органическими молекулами, а не в случайных молекулярных сгустках, генерируемых молнией или медленно растворяющимся метеоритом. И мысль о том, что жизнь действительно имеет геологическое происхождение и является выражением природы нашей планеты, может побудить нас по-настоящему чувствовать себя как дома.
Если мы думаем о жизни, уже сложной и дышащей, движущейся к свету и приспосабливающейся к новой системе, в которой углекислый газ для новых синтезов берется из окружающей среды, мы, скорее всего, зададим другой набор биохимических и биоэнергетических вопросов. Первыми системами, использующими свет, могли быть системы детоксикации, которые эволюционировали для защиты дыхания от таких соединений, как аммиак, цианид и монооксид углерода. Эволюция этих систем могла бы привести к фотосинтезу. Если это так, то теоретическое и химическое исследование истоков жизни может дать нам некоторые подсказки о природе биологических ритмов, основанных на смене дня и ночи.
Об идее «ноосферы» писали некоторые мыслители. Пьер Тейяр де Шарден в «Человеческом феномене» использовал термин, придуманный Эдуардом Ле Роем. В. И. Вернадский в биогеохимических эссе разработал концепцию в отношении принципов биогеохимии. Вернадский видел ноосферу как ступень естественного геологического развития Земли. Он предположил, что вслед за различными этапами и аспектами Земли, литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы последует стадия, в которой высокоразвитое человеческое общество осознает свое место в мире и с пониманием займется сохранением и развитием природной системы.
Это не то же самое, что «гипотеза Гайи», в которой Земля рассматривается как саморегулируемая система, подобная организму, поскольку люди, которые говорят об идее ноосферы, осознают ущерб, уже нанесенный человеческой жизнью биосфере, и подчеркивают, что вектор развития человеческой цивилизации будет иметь решающее значение для Земли.
Если мы слепо продолжим бесцельную индустриализацию, уничтожение лесов, разрушительные сельскохозяйственные практики и милитаризм, вся биосфера может быть уничтожена, и это, возможно, покончит с земным развитием. Но если цивилизация идет к пониманию того, что мир находится в процессе развития, мы сможем найти в нем свое место. Если это произойдет, Земля перейдет на новый энергетический уровень, подобно тому, как это произошло когда-то с появлением фотосинтеза. По мере наращивания нашего понимания, мы можем думать о нашем сознании как о геологической силе.
Во время Второй мировой войны Вернадский писал: «Я смотрю на всё с точки зрения ноосферы и думаю, что в буре и грозе, в ужасах и страданиях стихийно родится новое прекрасное будущее человечества».
Примечания:
В 1859 году, когда Дарвин опубликовал свою знаменитую книгу, в Пенсильвании была пробурена первая нефтяная скважина, а химики начали с особым интересом изучать нефть. Когда высокоуглеродитое железо растворяется в хлористоводородной кислоте, на ее поверхности появляется масло. Менделеев заметил, что оно похоже на природную нефть, поэтому он разослал по всему миру образцы знакомым с нефтью людям. Все идентифицировали его запах как запах нефти, и некоторым даже показалось, что они могут определить, из какого она региона (1).
Менделеев и другие предположили, что расплавленные металлы в глубине Земли могут взаимодействовать с углеродом, присутствующим в минералах, и так возникает нефть.
Недавно Густав Аррениус из Института океанографии Скриппса изучал способность карбонатов железа производить органические соединения. Я думаю, что разрыв в 100 лет между этой работой и идеями Менделеева и его современников является результатом доминирующей привычки мыслить о мире, как о негостеприимном месте, в котором жизнь есть великая невероятность, возникшая с большими трудностями. Знаменитый Крик, например, предположил, что жизнь должна была возникнуть где-то в другом месте, а потом прибыла на Землю в качестве поистине чужого космического путешественника. Мысль о том, что формы жизни, возможно, словно изверглись из земли в вулканических регионах, делает все слишком легким; и куда это могло бы привести, начни люди верить, что жизнь может возникнуть без борьбы за существование?
Несколько лет назад Сидни Фокс продемонстрировал, что аминокислоты, помещенные на горячую вулканическую породу, спонтанно преобразовались в белки, и у эти белки имели некоторое ферментоподобное каталитическое действие. При добавлении небольшого количества воды белки спонтанно формировали небольшие самовоспроизводящиеся сферы, точно по размеру бактерий. А одним из их ферментоподобных свойств была способность синтезировать похожие на генные цепи из подходящих молекул-предшественников.
Исследования глубинного океанского дна намного ниже уровня, на котором должна существовать жизнь (из-за отсутствия света), выявили червеобразные организмы. Дальнейшее изучение показало, что черви питаются бактериями, которые, в свою очередь, живут за счет вулканических выбросов, извергающихся через океанское дно. Если вулканические процессы создали жизненные формы и даже могут обеспечить им пищу, тогда нам не нужно представлять, будто сначала обязательно развились зеленые растения, а уж потом животные.
Вулканы выбрасывают окислители (2), и в нефти имеются гемоподобные молекулы порфирина, которые могут катализировать похожие на дыхательные реакции. Хотя молекулярный кислород и является нашим самым важным акцептором электронов (окислителем), другие вещества тоже могли бы иметь аналогичную функцию. А поскольку вулканы извергают как окислители, так и восстановители (в зависимости от температуры и других условий), мы не должны слепо принимать установку, согласно которой жизнь возникла в «восстановительной атмосфере» (3). Поскольку реакции, которые производят нефтеподобные углеводороды, не вырабатывают углеводов, мы могли бы захотеть исследовать возможность того, что углеводы являются продуктом примитивной разновидности метаболизма.
Если рассмотреть возможность вулканического происхождения жизни, то некоторые вещи будут выглядеть по-другому. Например, существует предположение, что жизнь возникла в изобилии, в среде, богатой, по крайней мере локально, сложными органическими молекулами, а не в случайных молекулярных сгустках, генерируемых молнией или медленно растворяющимся метеоритом. И мысль о том, что жизнь действительно имеет геологическое происхождение и является выражением природы нашей планеты, может побудить нас по-настоящему чувствовать себя как дома.
Если мы думаем о жизни, уже сложной и дышащей, движущейся к свету и приспосабливающейся к новой системе, в которой углекислый газ для новых синтезов берется из окружающей среды, мы, скорее всего, зададим другой набор биохимических и биоэнергетических вопросов. Первыми системами, использующими свет, могли быть системы детоксикации, которые эволюционировали для защиты дыхания от таких соединений, как аммиак, цианид и монооксид углерода. Эволюция этих систем могла бы привести к фотосинтезу. Если это так, то теоретическое и химическое исследование истоков жизни может дать нам некоторые подсказки о природе биологических ритмов, основанных на смене дня и ночи.
Об идее «ноосферы» писали некоторые мыслители. Пьер Тейяр де Шарден в «Человеческом феномене» использовал термин, придуманный Эдуардом Ле Роем. В. И. Вернадский в биогеохимических эссе разработал концепцию в отношении принципов биогеохимии. Вернадский видел ноосферу как ступень естественного геологического развития Земли. Он предположил, что вслед за различными этапами и аспектами Земли, литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы последует стадия, в которой высокоразвитое человеческое общество осознает свое место в мире и с пониманием займется сохранением и развитием природной системы.
Это не то же самое, что «гипотеза Гайи», в которой Земля рассматривается как саморегулируемая система, подобная организму, поскольку люди, которые говорят об идее ноосферы, осознают ущерб, уже нанесенный человеческой жизнью биосфере, и подчеркивают, что вектор развития человеческой цивилизации будет иметь решающее значение для Земли.
Если мы слепо продолжим бесцельную индустриализацию, уничтожение лесов, разрушительные сельскохозяйственные практики и милитаризм, вся биосфера может быть уничтожена, и это, возможно, покончит с земным развитием. Но если цивилизация идет к пониманию того, что мир находится в процессе развития, мы сможем найти в нем свое место. Если это произойдет, Земля перейдет на новый энергетический уровень, подобно тому, как это произошло когда-то с появлением фотосинтеза. По мере наращивания нашего понимания, мы можем думать о нашем сознании как о геологической силе.
Во время Второй мировой войны Вернадский писал: «Я смотрю на всё с точки зрения ноосферы и думаю, что в буре и грозе, в ужасах и страданиях стихийно родится новое прекрасное будущее человечества».
Примечания:
- П. Н. Кропоткин. Гипотеза Д. И. Менделеева о неорганическом происхождении нефти и ее развитие советской наукой. Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева, том XXXI, №5, 1986.
- Многие происходящие в вулканах процессы способны генерировать молекулярный кислород, например, разогрев оксидов металлов, оксикислот и оксисолей, попадание хлора в известковый раствор или смешивание хлора и пара при высокой температуре. Если молекулярный кислород высвобождается в результате вулканических взрывов, то его можно просмотреть.
- «Аргумент» о зарождении жизни в восстановительной атмосфере опирается на то, что такую атмосферу создает ультрафиолетовый свет, и при этом формируются многие органические соединения; кислород образует озон, блокируя ультрафиолетовое излучение. Если бы жизнь создавал ультрафиолетовый свет, то кислород должен был отсутствовать. Если бы сложные органические молекулы создавало нечто отличное от ультрафиолетового света, то присутствие кислорода просто оказывало бы то же защитное действие, которое оно оказывает сейчас.
Глава 3. Холизм Вернадского
В последнее десятилетие заинтересованные в перестройке и альтернативном мировоззрении люди в Советском Союзе все чаще задумывались о В. И. Вернадском и его работе. Экологи и защитники природы в этой стране осознали, что его картина мира предлагает и практический, и вдохновляющий подход к единству жизни и окружающей среды. Хотя изначально это звучит довольно странно, но, используя в подходе к биосфере такие простые физические понятия, как масса, энергия и темпы изменений работа Вернадского дала сознанию и истории человека реальное место в науке. Изучение пределов, установленных пространством и потоком энергии от солнца и земли, привело Вернадского к формулированию довольно простых законов биогеохимии, например, что миграция химических элементов стремится к максимуму. С такой точки зрения он увидел, что интенсивность биологического размножения, метаболизма и уровень биологической организации взаимосвязаны через упорядочение и законы, а культура и сознание человека участвуют в этих естественных взаимоотношениях и процессах. Вернадский назвал эту точку зрения «космическим реализмом», это выражение использовал и Менделеев.Будучи студентом, Вернадский (1863–1945) испытывал тягу к истории и математике, много читал философской и религиозной литературы, включая Платона, Аристотеля, интересовался индуизмом. После учебы с Докучаевым (который был назван пионером экологии из-за изучения взаимодействия биологических и геологических факторов в образовании почвы). Вернадский учился в Германии и Франции. Кажется, он искал лучших умов и самых сильных личностей того времени во многих областях знаний. Он знал Кюри, Ганса Дриша (ученика Геккеля, Дарвиниста, Дриша - виталиста), Сеченова, Ле Шателье, Менделеева и Толстого и смог интегрировать их восприятие в его точку зрения.
После обучения у Докучаева (которого считают пионером экологии, поскольку он исследовал взаимодействие биологических и геологических факторов в процессах образования почвы), Вернадский учился в Германии и Франции. Создается впечатление, что он словно находился в поиске лучших умов и самых сильных личностей в различных отраслях знаний того времени. Он знал Кюри, Ганса Дриша (ученика Геккеля, дарвиниста, Дриш известен как виталист), Сеченова, Ле Шателье, Менделеева, Толстого и смог интегрировать их представления в свою точку зрения.
Например, он писал: «Я думаю, что в учении Толстого гораздо больше глубокого, чем мне то вначале казалось. И это глубокое заключается: 1) основою жизни — искание истины и 2) настоящая задача состоит в высказывании этой истины без всяких уступок» (из дневника Вернадского, запись от 25 ноября 1892 г. — прим. перев.), и он описал Толстого, как аккумулятор энергии человеческого сознания.
Нравственная мысль Толстого была сонаправлена восприятию Вернадским единства, в котором люди, как часть цикла преобразований, обязаны думать и действовать на благо планеты. Созданию, сохранению культуры и человеческому сознанию в мировоззрении Вернадского отдано центральное место, но не за счет чего-либо еще в мире: Сознание необходимо всему человечеству ради мира.
Например, он писал: «Я думаю, что в учении Толстого гораздо больше глубокого, чем мне то вначале казалось. И это глубокое заключается: 1) основою жизни — искание истины и 2) настоящая задача состоит в высказывании этой истины без всяких уступок» (из дневника Вернадского, запись от 25 ноября 1892 г. — прим. перев.), и он описал Толстого, как аккумулятор энергии человеческого сознания.
Нравственная мысль Толстого была сонаправлена восприятию Вернадским единства, в котором люди, как часть цикла преобразований, обязаны думать и действовать на благо планеты. Созданию, сохранению культуры и человеческому сознанию в мировоззрении Вернадского отдано центральное место, но не за счет чего-либо еще в мире: Сознание необходимо всему человечеству ради мира.
В 1922 году Вернадский читал в Париже лекции по биогеохимии и о месте сознания в истории Земли. Эти идеи были обобщены в его книге «Биосфера» 1926 года. Он попытался получить поддержку в Соединенных Штатах, чтобы создать лабораторию для изучения биогеохимии, но, вероятно, единственным американцем, заинтересованным в этом предмете, был его друг Э. С. Дана из Йельского университета. Председатель отдела химии в Стэнфорде сказал, что тема «вряд ли заслуживает того внимания, которое он ей уделил», и заявка была отвергнута Институтом Карнеги, Национальным исследовательским советом и Британской ассоциацией содействия развитию науки.
Хотя многие конкретные открытия Вернадского были независимо заново сделаны в Соединенных Штатах, его имя редко появляется в американских книгах по геологии или экологии. Я думаю, такая ситуация сложилась из-за его основной убежденности в том, что природа не управляется случаем. «Структура Земли — это гармоничная интеграция частей, которую следует изучать как неделимый механизм».
Хотя многие конкретные открытия Вернадского были независимо заново сделаны в Соединенных Штатах, его имя редко появляется в американских книгах по геологии или экологии. Я думаю, такая ситуация сложилась из-за его основной убежденности в том, что природа не управляется случаем. «Структура Земли — это гармоничная интеграция частей, которую следует изучать как неделимый механизм».
…Существа на земле — плод долговременного и сложного механизма, в котором, как известно, работают неизменные законы, и случая не существует ».
Идеализация случайности в немецкой и англо-американской науках затрудняет обсуждение физических и биологических подходов, которые делают упор на порядок, законы и направленность преобразований. Как и идеи Ле Шателье в области физической химии, сильно повлиявшие на мышление Вернадского, идея принципа «стабильности», который спонтанно приводит к повышенной сложности и упорядоченности в системе, чересчур чужда, чтобы быть легко воспринятой в нашей культуре. Работа Ильи Пригожина в этой области, вероятно, немного изменила эту атмосферу.
К сожалению, даже при наличии систематических наблюдений за появлением структуры из относительного беспорядка, в Соединенных Штатах возникновение порядка предпочитают приписывать хаотическим процессам и утверждать из «логики хаоса», что будущее абсолютно непредсказуемо, и мир хаотичен, а не подчинен закону. (Если в этой новой доктрине и есть какой-то значительный хаос, то я думаю, что он прежде всего в терминологии и нелогичных выводах некоторых из ее сторонников).
Для Вернадского мир подчинен закону. Его взгляд на жизнь как на активную массу, форму материи, которую нужно понимать количественно, «вихрь молекул», действующий на ее окружение, привел его к размышлениям в терминах скорости миграции 34 атомов через эту активную массу. С этой точки зрения инертные атомы становятся активными, а активные атомы становятся инертными в зависимости от их положения.
Для Вернадского мир подчинен закону. Его взгляд на жизнь как на активную массу, форму материи, которую нужно понимать количественно, «вихрь молекул», действующий на ее окружение, привел его к размышлениям в терминах скорости миграции 34 атомов через эту активную массу. С этой точки зрения инертные атомы становятся активными, а активные атомы становятся инертными в зависимости от их положения.
Это представление об «истории атома» совершенно естественно с точки зрения «космического реалиста», но оно приводит к вопросам, которые просто не встают перед человеком, обычно думающим об атомах, как о статистической и анонимной отдельности. Первый биогеохимический закон Вернадского о том, что миграция атомов стремится к максимуму, очевиден для всех, кто о нем размышляет, и он явно сопоставим с принципом равновесия Ле Шателье. Стоит только принять этот принцип и начать рассматривать жизнь как часть природы, как естественным следствием такого подхода станет второй закон Вернадского о том, что эволюция создает такие виды, которые максимизируют миграцию химических элементов.
Но такой подход требует размышлений о биосфере как о системе, которая движима энергией солнца, а это непривычно для эволюционистов. Вернадский сказал, что его второй биогеохимический принцип «показывает, так же точно, как соответствующие принципы в механике и физической химии, направление, в котором должны развиваться процессы эволюции, а именно в направлении роста сознания, мышления, а также форм, оказывающих все большее и большее влияние на окружающую среду».
Тейяр де Шарден получил свое представление о Ноосфере из работ Вернадского. Многие люди предпочитают считать идею о сознании, занимающем значимое и центральное место в эволюции, как исключительно религиозную идею. Однако, с точки зрения Вернадского, к этому можно придти, если рассматривать жизнь в терминах физики и химии. Чтобы яснее понять смысл этой идеи, было бы полезно применить ее к некоторым современным научным вопросам — от происхождения жизни до оптимизации фермерских и пищевых практик.
Глава 4. Центральная роль прогноза
Выясняется, что по сути развитие млекопитающего является
процессом не рекапитуляции, а, скорее, адаптации и упреждения.
P. E. Davidson,
in The Recapitulatory Theory and Human Infancy,
Columbia University Press, 1914.
Энергия течет через все системы организма, и поток её оставляет в нём структурный след. В 1960-х и начале 1970-х годов, пытаясь понять, что такое биологическое дыхание, я создавал много разных «модельных» систем химии дыхания.
В одном из экспериментов 1971 года я использовал аскорбиновую кислоту, перекись водорода, йод и медь. Каждые несколько секунд смесь поочередно меняла цвет и испускала клубы газа. Такую реакцию называют колебательной или реакцией Белоусова-Жаботинского. Происходящее заставило меня осознать, что в «построении структуры» может участвовать особое временнóе измерение, более интересное, чем при простом рассеянии энергии со временем. Начавшись в некоторой точке, колебательная реакция такого рода может генерировать в пространстве интересные кольцевые и спиральные структуры.
Я представляю взаимодействие между потоком энергии (например, между сахаром и кислородом) и структурой таким образом: структура задерживает проходящий поток и использует его для собственной поддержки и усложнения. (По-другому можно посмотреть на это так: если энергия может что-то сделать, она это делает; и это что-то есть построение структуры. Живая структура — это своего рода энергетический заряд, и очень важна спонтанность природы взаимодействий при наличии источника энергии.) Химическая природа источника энергии (и энергетического «поглотителя», которым обычно является кислород) влияет на природу структурного строительства.
С позиций О. Варбурга, А. Сент-Дьёрди и др. между энергией, выделяемой при гликолизе, и энергией митохондриального дыхания существует важное различие. Они чувствовали, что гликолиз является более примитивной формой энергопроизводства и поддерживает только элементарное функционирование и деление клеток, в то время как более эффективное дыхание обеспечивает дифференцировку клеток и сложные функциональные процессы.
Варбург полагал, что особые свойства дыхательной энергии может объяснить локализация митохондрий в клеточном пространстве. А Сент-Дьёрди думал, что дыхание напрямую удерживает структурные белки клетки в особом электронном состоянии. В настоящее время признано, что местоположение митохондрий создает внутри клетки энергетический градиент (АТФ). (Существование этих градиентов было предметом догматический сомнений.) И, например, полиамины, которые связаны с ростом скорости деления клеток, по-видимому, смещают клеточный метаболизм от дыхания в сторону гликолиза. Оказывается, природа источника энергии важнее, чем думали многие биологи.
Участвующие в адаптации и размножении гормоны регулируют баланс между гликолизом и дыханием. В других работах (например, J. Orthomol. Psych., 1975) я рассматривал гормоноподобные свойства различных питательных веществ. В 1930-х годах заметили, что все изменения у крыс, в питании которых отсутствовали «незаменимые жирные кислоты», совпадали с изменениями, происходящими при гипертиреозе. Параллельно с равновесием (или антагонизмом) между противоборствующими гормонами, похоже, существует какой-то баланс и оппозиция между различными видами пищевой энергии.
Различные пищевые источники энергии оказывают сложное структурное и функциональное влияние на организм, и я намерен в ближайшее время обсудить это более подробно. Но есть данные, говорящие об относительно простой абсорбционной или растворительной совместимости между клеточным веществом, находящимся в определенном энергетическом состоянии, и молекулами топлива, предпочитаемыми конкретным энергетическим состоянием. Вероятно, это может объяснить явные «направленные мутации» в способности микроорганизмов использовать новые вещества в качестве питания, которые наблюдали C. C. Lindegren, J. Cairns и другие. При адаптации к имеющимся в наличии продуктам не требуется никаких предвидений, а только своего рода структурное приспособление.
В процессе суточного цикла смены дня и ночи доступность пищи изменяется, и для защиты от стресса при участии множества гормонов происходит регулирование обмена веществ и нервной функции (рис. 1). Имеет место обучение — в том смысле, что циклическое повторение предвидят даже «простые» организмы. У людей и других млекопитающих наблюдают «феномен рассвета», когда к восходу солнца уровень сахара в крови поднимается до дневного уровня.
 |
| Рис. 1. Рост кортизола ночью |
В эволюции тенденция к доминированию головы (цефализация) у животных накладывается на другую тенденцию (известную также у растений). Её называют ювенилизацией, педоморфизмом или неотенией, когда ранняя стадия развития организма, ювенильная, длится у потомства все дольше и дольше, в конце концов становясь нормальным взрослым типом. Детеныши обезьяны по пропорциям тела и поведению напоминают людей гораздо больше, чем взрослые обезьяны. Младенец представляет наше эволюционное будущее.
Эмбриологи наблюдают, как «онтогенез повторяет филогению» — на раннем этапе развития млекопитающие проходят через стадии, напоминающие рыб и рептилий. Меня всегда интриговал тот факт, что рост объема мозга по отношению к телу, наблюдаемый при переходе от взрослого к младенцу, можно увидеть и при дальнейшем обратном движении от младенца к эмбриону, примерно на втором месяце или седьмой неделе развития. То есть первые несколько недель онтогенеза повторяют филогению, но затем и онтогенез также предвосхищает филогению, которая еще не наступила (рис. 2).
 |
| Рис. 2. Онтогенез предсказывает филогению |
ПРИМЕЧАНИЯ. Термином «ароморфоз» обозначают внезапное появление новой биологической формы при подходящих энергетических условиях (например, М. И. Будыко, «Эволюция биосферы», 1986). Педоморфоз, или ювенилизм, можно рассматривать как «ароморфный» ответ на окружающую среду (или нишу), которая становится все более питательной. Младенческая форма, которая требует взращивания, упорно использует преимущества более щедрой и энергонасыщенной среды. И В. И. Вернадский, и Илья Пригожин внесли свой вклад в разработку теории о возникновении порядка из беспорядка. F. D. Peat излагает идеи Пригожина в книге Synchronicity (Bantam Books, 1987).
Для каждого этапа эволюционной истории характерна своя метаболическая химия. Защищая и стимулируя митохондриальное дыхание, мы вносим свой вклад в нашу собственную эволюцию. (Более подробно об этом — в главах «Молодость, энергия, регенерация» и «Жизнь природы»).
* За этой идеей стоит принцип Ле Шателье, согласно которому система настраивается таким образом, чтобы восстановить нарушенное равновесие. Каждую часть потока можно рассматривать как нарушенное равновесие. Процесс усложняющего упорядочивания структуры обычно поглощает возмущающую энергию.
Имея в виду конкретно сердечную мышцу, Сент-Дьёрди сказал, что «структуру выстраивает функция». Обобщенные принципы стабильности прольют свет на жизненные процессы, в которых стимуляция приводит к росту и адаптации. По фрагментам большая часть необходимых знаний уже собрана.
У животных предложенный закон ароморфоза о максимальном стремлении живых систем задерживать поток энергии будет подразумевать склонность к большему мозгу, большей продолжительности жизни и, вероятно, более теплым организмам с более высоким энергетическим зарядом.
Глава 5. Жизнь природы
«Тогда скажи мне, что есть Мир Материи — и мертв ли?»
Смеясь, ответил он: «Трактат, начертанный на листьях,
Я написать готов, коль ты меня вскормишь любовью,
Да поднесешь мне кубок-два искрящихся фантазий.
Я, захмелев чуток, спою тебе о жизни мира,
Где радость дышит и живет в любой пылинке праха».
Смеясь, ответил он: «Трактат, начертанный на листьях,
Я написать готов, коль ты меня вскормишь любовью,
Да поднесешь мне кубок-два искрящихся фантазий.
Я, захмелев чуток, спою тебе о жизни мира,
Где радость дышит и живет в любой пылинке праха».
У. Блейк (1794)
«Будь это чисто научный вопрос, то свидетельства не оставляют сомнений, что дело о фундаментально биологической вселенной считалось бы практически доказанным. Причина, по которой научное сообщество страстно противится этому выводу, заключается в том, что биологические системы являются телеологическими, а это означает, что они целенаправленны. И если мы допустим, что вселенная населена огромным количеством имеющих цель компонентов, то недалеко и до мысли, что, возможно, и сама Вселенная может иметь цель...»
Ф. Хойл (1989)
Читая стихи или «научный» текст, полезно знать, что происходило в жизни писателя. Например, если вы знаете, что немецкая монополия на электрические машины развалила бизнес семьи Альберта Эйнштейна, то в этом контексте будет просматриваться и его отношение к физическому научному истеблишменту, в котором доминировала Германия. Природа общения и природа смысла самого по себе для ясности и полного понимания требуют, чтобы мировоззрение коммуникатора принималось во внимание («ad hominem»). Эйнштейн явно понимал это обстоятельство, когда говорил, что жизнь человека не может быть отделена от гипотезы человека.
Как-то в разговоре со мной декан Йельской школы медицины сказал, что не следует думать, будто заключение о безопасности премарина, которое дала его школа, было сделано в ответ на значительное денежное пожертвование, полученное от фирмы Айерст (создателей этого ультраприбыльного продукта). Впрочем, сообщить мне, о какой именно сумме идет речь, он отказался. Наша наука коррумпирована деньгами всех крупных отраслей производства. Поэтому важно внимательно относиться к альтернативным точкам зрения.
Связь между премарином и теорией неживой Вселенной не очевидна, если не вдуматься. Наша ориентированная на продукт медицинская культура взращивает идею уничтожения патогенных микроорганизмов, поскольку магические пули можно выгодно продавать и применять. В медицинской бизнес-среде не популярно представление об организме пациента, как о самовосстанавливающейся, самоорганизующейся системе, поскольку нет вложений в обеспечение здоровой среды: в чистый воздух, чистую воду, чистую еду, безопасную работу, хорошее жилье.
Теория «генетического дефекта», как причины болезней, сулит генный имплантат для устранения каждой проблемы. Интересно, что люди, которые твердят, мол, «сегодня известны тысячи генетических заболеваний», не говорят о том, что соответствующая «научная литература» бесконечно более «анекдотична», чем презренная «анекдотическая» поддержка различных неофициальных лекарств, столь оскорбительных для медицинского ведомства. Врач увидел в одной семье трех человек с мышечными судорогами, и в научную литературу входит латиноамериканский мышечный синдром с доминирующим менделевским наследованием. В тысячах таких публикаций совершенно не исследована возможность дефицита питательных веществ и воздействия токсинов, настолько сильно стремление распознать новый генетический дефект.
В нашей научной культуре существует таинство — редукционизм. Он сводит любое объяснение к описанию составных частей и способов их взаимодействия. Широкий спектр конкретных явлений объясняется с помощью довольно небольшого числа «элементов» и «законов». Мое любимое редукционистское высказывание — это позиция известного мистера Крика: «А кроме атомов там еще есть что-нибудь?»
Причина, по которой я называю редукционизм таинством, заключается в том, что его сторонников совершенно не занимают сложные философские аспекты, настолько ясным и очевидным им все представляется. В этом смысле они— фундаменталисты 20-го века. Хотя важность анализа, формальных рассуждений, математики и квантификации ими признается, изучение философских основ применяемых ими методов не входит в круг их интересов, разве что иногда они говорят, мол, «научный метод доказан с научной точки зрения».
С позиций здравомыслия следует различать наши желания, предположения, методики и представления, с одной стороны, и мир, который мы пытаемся понять, с другой. Если применяемый метод определяет наши выводы, то мы ближе к богословию, чем к науке, и многие «ученые» предпочитают именно такое положение вещей.
Если некоторый обобщающий вывод опирается на ряд конкретных примеров, то он является скорее суждением и не результатом применения формальной логики. Разные люди могут делать разные заключения. Разумная гипотеза жива, пока справедливы лежащие в ее основе разумные умозаключения. Элемент суждения при выборе гипотезы наводит некоторых людей на мысль, что этот выбор является произвольным или даже случайным. Если мы ясно понимаем, что выбор гипотезы определен нашим лучшим суждением, то нет никаких проблем, поскольку дело науки — тестировать гипотезы, устраняя заблуждения. Делая определенные выводы из гипотезы, мы выявляем ее смыслы и ищем способы проверить их.
Логика формальных рассуждений позволяет нам выводить частное из общего. Однако, мы не можем выводить общее из частного, а именно так редукционизм использует свой метод, навязывая собственное заключение о природе мира.
С точки зрения редукционизма физика может объяснить все. Ведь все состоит из «фундаментальных частиц и подчиняется фундаментальным законам взаимодействия». Находясь в таких рамках, приходится доказывать, что из общих законов физики можно проследить появление многих форм жизни, и что разнообразие форм организмов — это результат взаимодействия во времени случайных (генных) событий с окружающей средой. Такой способ объяснений формирует содержимое науки. Формальная логика, отталкиваясь от частного, требует, чтобы целое было объяснимо в терминах его составных частей. Если ухищрение, которое объясняет целое, можно найти в природе частного, то никаких проблем нет. Проблемы же возникают, когда редукционист заявляет, что у нас уже имеется такое знание о частях целого, с помощью которого можно адекватно объяснить собственно целое. В этом смысле считается, что физика — более общая наука, дающая биологии адекватные объяснения.
 |
| Майкл Поланьи (1891–1976) |
Присутствовавшие на конференции знаменитые немецкие физики сослались на известные им современные представления об электрической природе материи и подчеркнули что, очевидно, первый слой молекул нейтрализует адсорбирующую силу угля, а работающий в условиях отсталой страны Поланьи считает, что адсорбционный «потенциал» может каким-то образом преодолеть слой молекул и выйти в пространство для втягивания других молекул.
Примерно в 1930 году Ленгмюр предложил довольно сложную теорию многослойной адсорбции. К тому моменту о более изящной изотерме адсорбции Поланьи вспоминали только как об «ошибке» оконфузившегося молодого человека из отсталой страны. (Следует также помнить, что «современное» представление об электрической природе материи лежит и в основе теории фотоэффекта, которая сыграла важную роль в развитии квантовой теории. Если атомы не являются маленькими дискретными пакетами, как считалось на рубеже веков, то потребность в представлении об отдельных маленьких пакетах энергии не так очевидна. У Поланьи были и другие работы, которые выявили неприемлемые для физики того времени аспекты материи.)
Если лучшие физики и химики мира использовали редукционистский подход, чтобы блокировать развитие важного направления в физике, то становится понятным, как такой подход может воспрепятствовать развитию мысли в более сложных областях науки, таких как биология и космология. Отнесись немцы более серьезно к работе Поланьи об адсорбции, им пришлось бы пересматривать свои закостенелые ошибочные представления об «электрической природе материи». Если более высокий уровень организации материи (как в эксперименте Поланьи) описать с глубоким пониманием сути вопроса, то можно получить новые знания о природе «частей», составляющих нижний уровень. Такой подход можно назвать «сокращением».
Сегодня ничего не известно о том, что же заставляет атомы упорядочиваться в виде различных организмов. Говорят, что изменения происходят совершенно случайно, а окружающая среда способствует сохранению и размножению определенных форм.
Если признать, что наши знания не являются окончательными, а уточняются в процессе изучения мира, то мы с меньшей вероятностью отклоним новые сведения, которые противоречат нашим текущим представлениям. Состояние готовности к новому позволит нам полученные на одном уровне общности знания применять и на других уровнях. Ни одна из наук не будет наделена властью автоматически исключать какие-либо возможности в другой области знаний.
Скажем, к результатам исследования адсорбции Поланьи, существующим структурам организмов или биологическим системам можно относиться как к возможности задаться вопросом: «Какие же процессы способны создавать структуры такого рода, и существуют ли некие правила стабильности, которые, по-видимому, задают диапазон условий для существования таких структур?»
Правила построения структур, вероятно, будут очень сложными, а правила стабильности — более-менее простыми. Изотерма адсорбции Поланьи — пример очень простого правила стабильности, которое описывает поверхностное размещение молекул газа и дополняет наше понимание «конденсированного состояния вещества». Факторы, определяющие фертильность млекопитающих, можно рассматривать как элемент потенциального правила стабильности, описывающего условия, при которых могут появиться новые млекопитающие. Оказывается, факторы, влияющие на фертильность, значительным образом воздействуют и на дальнейшее развитие организма, его здоровье, интеллект и долголетие — то есть на процессы создания самой его структуры.
 |
| Сидни Фокс (1912–1998) |
Другой пример. Некоторые биохимики считали глупостью предположение о том, что процесс разведения водой клеток в тестовой пробирке может искажать важные принципы поведения ферментов. Но умный человек из зала, поразмыслив какое-то время, продемонстрировал, что некоторые из самых известных растворимых в пробирке ферментов реагируют с молекулами в растворе в клетке не случайным образом, а передают молекулу от фермента к ферменту организованным путем.
На протяжении почти всей истории химии белков большинство химиков придерживались невежественной точки зрения в отношении этих примеров из-за редукционистского убеждения, что «части» объясняют целое. Вера в случайность и инертность аминокислотных полимеров Фокса вытекает из представления о том, что формы создаются в течение продолжительного времени случайным образом, а свойства жизни являются просто произвольным результатом естественного отбора.
Наличие химических веществ в межзвездном пространстве, «биологических» молекул в нефти или субатомных частиц в космических лучах и радиоактивных минералах можно понимать с точки зрения различных правил стабильности. Растительную и человеческую материю лучше всего рассматривать именно с позиции правил стабильности. Это поставит все вещества на один и тот же «онтологический уровень», хотя существование сложных веществ будет накладывать специализированные требования.
В таком свете «условия существования» образуют прямую связь между вопросами практическими, например, здоровья и потенциальных возможностей человека, и кажущимися весьма далекими, такими как космология.
Для обнаружения «правил стабильности» для сложных структур, мы должны творчески расширить те правила или законы, которые теперь признаем. Такое образное расширение в поиске адекватных гипотез можно считать расширением физики или «сведением» физики к биологии.
Упорно утверждая, что формальные дедуктивные рассуждения должны выявить связь между нынешними физическими представлениями и описанием биологии, редукционисты вынуждены отстаивать представление о нашем существовании, как результате случайных мутаций и естественного отбора. Я же предпочитаю использовать воображение для расширения физических представлений, а не логических умозаключений для «приложения» этих идей. Моя позиция возникла из чувства, что мы еще не все знаем, и в поиске новых знаний нам следует избегать путей, которые требуют веры в отсутствие чего-то еще до того, как мы на это что-то посмотрим.
ПРИМЕЧАНИЯ
Обращая внимание на «правила стабильности», я думаю, нужно рассмотреть следующие процессы и принципы.
Системы, в каждой точке которых энергия (направляющая или движущая энергия) поступает и выделяется; системы, в которых ни одна часть не находится в равновесии. Таков мир, но его обычно исключают из «научных» описаний из-за сложности.
Асимметрия как общий аспект взаимодействия.
Гистерезис или системная память. Это один из аспектов реальности времени.
Дальний порядок. Этой простой идеей часто пренебрегают. Она подразумевается при гистерезисе.
Колебательные реакции, как парадигма для различных физических процессов, в которых разница в энергии создает структуру в пространстве и времени.
Вклад резонансных процессов в стабильность структур, а их участие в дальнем порядке, гистерезисе, колебательных реакциях, асимметрии и т. д.
Вся стабильность метастабильна.
Один из моих преподавателей, профессор Фрэнсис Рейтель, указывал на фундаментальную важность принципа Ле Шателье для биохимии. Другой профессор, Сидни Бернхард, принципиально изменил и расширил наше понимание биохимии, показав, что гликолитические ферменты работают в жестко организованной системе. Здоровье человека и здоровье планеты ухудшаются, несмотря на грандиозные заявления редукционистов. Удовлетворительное решение сложных проблем будет возможно только в том случае, если мы напрямую обратимся к сложности. Вернадский конкретизировал принцип равновесия Ле-Шателье в отношении биогеохимии, и подобные методы, вероятно, можно применять и ко многим другим сложным системам. Конкретизируя и используя эти идеи, следует принимать во внимание количество элементов системы и их организационное разнообразие.