Происхождение жизни - Опарин Александр Иванович - Страница 14

Основная коацерватная масса протоплазмы, указанные выше форменные структуры в совокупности составляют так называемую цитоплазму клетки. Но в каждой клетке, кроме цитоплазмы, присутствует резко обособленное от нее форменное образование — ядро, которое в основном построено из белков и нуклеиновых кислот. Оно играет очень существенную роль при делении клетки и при передаче наследственных признаков.

Указанные различимые и неразличимые под обычным микроскопом форменные образования протоилазмц по существу являются внешним, видимым выражением определенных, весьма сложных отношений растворимости веществ протоплазмы. Как мы увидим ниже, эта весьма подвижная структура протоплазмы имеет, несомненно, выдающееся значение в ходе жизненного процесса, но это значение ни в какой мере не может быть сопоставлено с той ролью, которую играет конструкция в специфической работе машины. И это вполне понятно, так как машина и протоплазма являются системами, глубоко принципиально различными между собой.

Характерной особенностью работы машины служит механическое перемещение ее отдельных частей в пространстве. Поэтому самым существенным для организации машины является именно расположение ее частей. Жизненный процесс носит совершенно иной характер. Он в первую очередь выражается в обмене веществ, т. е. в химическом взаимодействии отдельных составных частей протоплазмы. Поэтому наиболее существенным для организации протоплазмы является не расположение ее частей в пространстве (как это имеет место в машине), а известный порядок химических процессов во времени, их определенное, гармоническое сочетание, направленное на сохранение всей живой системы в целом.

Ошибка механистов состоит именно в том, что они не видят этой разницы и, стремясь приписать живым существам ту же форму движения материи, которая характерна для машины, ставят знак равенства между организацией протоплазмы и ее структурой, т. е. сводят эту организацию лишь к пространственному расположению ее отдельных частей. Это, конечно, является односторонним, так как всякую организацию мы должны мыслить не только в пространстве, но и во времени. Ведь мы, например, называем какое-нибудь собрание «организованным» не только потому, что его участники определенным образом разместились в комнате, но и потому, что на нем соблюдается известный регламент, определенная последовательность докладов и выступлений.

В зависимости от характера данной системы на первый план выступает или ее организация в пространстве, или организация во времени. Для машины ведущей является пространственная организация. Но мы знаем ряд систем, где на первый план выступает организация во времени. Образцом таких систем может служить любое музыкальное произведение: например симфония. Самое существование симфонии обусловлено тем, что в ней строго определенным образом сочетаются между собой во времени многие десятки и сотни тысяч составляющих ее звуков. Стоит только нарушить это гармоничное сочетание, эту определенную последовательность звуков — и симфония перестанет существовать как таковая, получится дисгармония, хаос.

Структура, определенное тонкое внутреннее строение, весьма существенна для организации протоплазмы. Но ведущей здесь является все же организация во времени, определенная гармония совершающихся в протоплазме процессов. Любой организм, будь то животное, растение или микроб, живет, существует только до тех пор, пока через него непрерывным потоком проносятся все новые и новые частицы вещества и связанная с ними энергия. Из внешней окружающей среды в организм поступают разнообразные химические соединения. Здесь они подвергаются глубоким изменениям и превращениям, в результате которых они претворяются в вещество самого организма, делаются подобными тем химическим соединениям, которые уже ранее входили в состав живого существа. В этом состоит процесс ассимиляции. Но наряду с ассимиляцией идет и обратный процесс— диссимиляции. Вещества живого организма не остаются неизменными, а более или менее быстро разлагаются, и на их место становятся вновь ассимилированные соединения, а возникшие при разложении продукты распада выделяются во внешнюю среду.

Таким образом, вещество живого организма никогда не остается неподвижным, оно постоянно распадается и вновь возникает в результате многочисленных реакций разложения и синтеза, теснейшим образом переплетающихся между собой. Наши тела текут, как ручьи, материя возобновляется в них, как вода в потоке, учил еще диалектик древней Греции Гераклит. Поток или струя воды может в течение некоторого промежутка времени сохранять постоянной свою форму, внешний вид, но эта форма есть лишь видимое отображение непрерывного процесса движения частичек воды. Самое существование описанной системы зависит от того, что через струю воды все время с определенной скоростью проносятся все новые и новые молекулы вещества. Если мы остановим этот процесс, исчезнет и сама струя как таковая. Это характерно для всех так называемых открытых систем, самое существование которых возможно только при постоянном взаимодействии с окружающей внешней средой.

Всякое живое существо также представляет собой открытую систему. Как и в струе воды, его форма и структура являются лишь внешним, видимым выражением некоторого, чрезвычайно подвижного равновесия тех процессов, которые непрерывной чередой совершаются в нем в течение всей его жизни. Однако характер этих процессов существенно отличается от всего того, что мы имеем в открытых системах неорганической природы. В струю воды ее частицы поступают в готовом виде и проносятся через нее без изменения. Организм, захватывая из внешней среды посторонние, «чуждые» ему по своей природе вещества, путем сложных химических процессов превращает их в вещества своего тела, в вещества, тождественные тому материалу, из которого построено тело. Именно в результате этого и создаются условия для сохранения постоянства состава и строения организма при наличии постоянно идущего распада, диссимиляции.

С чисто химической точки зрения обмен веществ представляется нам совокупностью громадного числа отдельных сравнительно простых превращений (реакций окисления, восстановления, гидролиза, уплотнения и т. д.). Специфическим для протоплазмы является то, что в ней эти отдельные превращения (реакции) определенным образом организованы во времени, сочетаются между собой в единую целостную систему. Они протекают здесь не случайно, не хаотически, а в строго определенной последовательности, в известном гармоническом порядке.

Этот порядок лежит в основе всех известных нам жизненных явлений. Так, например, при спиртовом брожении поступивший из бродильной жидкости в дрожжевую клетку сахар последовательно претерпевает здесь ряд химических превращений. Сперва он присоединяет к себе фосфорную кислоту, затем распадается на две половины. Одна из этих половин подвергается восстановлению, а другая окисляется и превращается в конечном итоге в пировиноградную кислоту, которая затем распадается на углекислоту и ацетальдегид. Последний восстанавливается в винный спирт. Таким образом, в конечном итоге из сахара получаются спирт и углекислота.

Возникновение этих веществ в дрожжевой клетке обусловлено тем, что здесь чрезвычайно строго соблюдается определенная последовательность всех необходимых для этого реакций. Если бы мы в этой цепи превращений заменили хотя бы одно звено или хотя бы в малейшей степени нарушили последовательность указанных превращений, у нас не получилось бы винного спирта, а возникло бы совсем другое вещество. И действительно, например, в молочнокислых бактериях сахар сначала претерпевает те же самые изменения, что и в дрожжах. Но когда дело доходит до образования пировиноградной кислоты, она не распадается, а сразу подвергается восстановлению. Благодаря этому в молочнокислых бактериях сахар превращается не в спирт, а в молочную кислоту.

Углубленное изучение происходящего в протоплазме синтеза разнообразных веществ показывает, что эти вещества образуются здесь не сразу, не благодаря какому-то одному особенному химическому акту, а как результат длинной цепи химических превращений. Для того чтобы возникло то или иное сложное, характерное для данного живого существа химическое соединение, необходимо, чтобы многие десятки, сотни, а иной раз даже тысячи отдельных реакций сменяли друг друга в строго определенном, «закономерном» порядке, который лежит в самой основе существования протоплазмы.