Наука плоского мира IV: Судный день

Марчелло Барбьери ведущий представитель биосемиотики, сравнительно нового научного направления, изучающего коды жизни. Вы, вероятно, слышали о генетическом коде, с помощью которого рибосомы преобразуют триплеты нуклеотидов ДНК в различные аминокислоты, из которых состоят белки. Барбьери обратил внимание на то, что в природе существуют сотни различных кодов от инсулина, который прикрепляется к рецепторам на поверхности клетки и запускает в ней различные процессы, до запаха (а точнее, феромона) в моче самца мыши, который оказывает влияние на эстральный цикл самки. Все эти эффекты являются результатом перевода с одного химического языка гормонов или феромонов на другой язык физиологических процессов. Так что генетический код не одинок в биологии коды встречаются на каждом шагу. С этой точки зрения ключевым элементов в процессе формирования белка является вовсе не ДНК, содержащая нужный рецепт, и не матричная РНК, которая служит его переносчиком, а рибосома. Которую для полноты аналогии можно сравнить с фармацевтом, выдающим лекарство по рецепту.

Кажется очевидным и тот факт, что механизм столь древний и играющий такую важную роль во всех жизненных процессах, существовал еще до разделения бактерий и архей, а следовательно, вполне может иметь более или менее непосредственное отношение к РНК-миру. Что-то в той среде вступило в некое взаимоотношение по-видимому, трансляцию из нуклеиновой кислоты в белок. Предшественнику современных рибосом, который, по всей видимости, не сильно отличался от современного спектра РНК-структур, удалось достичь цели. А значит, у истоков жизни стоит перевод между двумя химическими языками, достигнутый с помощью структуры, которая почти в неизменном виде дошла до наших дней.

До рибосом существовала всего лишь химия. Сложная химия, если быть точным, однако увеличение сложности это еще не самое главное. Важна не просто сложность, а «организованное усложнение». Любой повар знает, что если нагреть смесь сахара с жиром два сравнительно простых химических вещества, получится карамель. С точки зрения химии карамель представляет собой невероятно сложное вещество. Она состоит из несметного количества молекул, каждая из которых содержит несколько тысяч атомов. По своей молекулярной сложности карамель превосходит любую из молекул, необходимых вам для того, чтобы прочитать эту страницу. Но за исключением приятного вкуса в карамели нет ничего особенного, а значит, если вы хотите получить что-то новое и интересное, простого увеличения сложности недостаточно. Точно так же и смешивание разбавленных растворов аминокислот, сахаров, оснований и других веществ с определенным сортом глины приводит к образованию длинных и довольно сложных полимеров. Но в них, как и в карамели, мало интересного. Когда же они благодаря первым рибосомам начали вступать в отношения друг с другом, организованная сложность возобладала над простым усложнением.

В нашем случае речь идет об «организованном увеличении сложности». В сложной, но неорганизованной, системе например, автомобиле, поведение отдельных элементов тормоза, рулевого колеса, двигателя практически не зависит от того, находятся ли они вне системы или же являются ее частью. Большую часть времени они просто находятся на своих местах, пока их не кто-нибудь не толкнет, потянет или как-то приведет в движение. Но вы, муха или амеба это совсем другое дело. Поведение их компонентов меняется в зависимости от того, существуют ли они сами по себе или входят в состав системы. Составные части более тесно взаимодействуют друг с другом, благодаря чему сама их природа претерпевает изменения в контексте системы.

С этой точки зрения организованной сложностью обладает мост, соединяющий остров с материком. Если вам нужен действующий мост, не так уж важно, сделан ли он из веревок, стали или бетона. Он даже может состоять из пустоты (или воздуха), если речь идет о туннеле. Главное качество моста заключается не в его материале, а в способности надежно соединять две точки в пространстве. Это соединение представляет собой эмерджентное свойство моста. Иначе говоря, оно не является неотъемлемым атрибутом какого-либо исходного материала. Это свойство возникает благодаря взаимодействию материалов друг с другом и особенностями местной географии. Более того, сама функция местной географии меняется вслед за возведением моста. Река, пересекающая мост, больше не чинит препятствий движению транспортных средств, несмотря на то, что последние не могут плавать ни на поверхности, ни под водой. Но что особенно важно, вы не сможете понять природу этого изменения, изучая материалы, из которых состоит мост.