Троицкий вариант — Наука

Объяснить феномен жизни

М. Кацнельсон и Е. Кунин. Фото из личных архивов
М. Кацнельсон и Е. Кунин. Фото из личных архивов

Кратко прокомментировать интервью Михаила Кацнельсона для меня, безусловно, большое удовольствие. Миша наделен великолепным даром объяснять сложные и глубокие понятия доступно, интересно и одновременно корректно. Очень, очень редкий талант. Наше с Мишей сотрудничество — одно из главных событий в моей жизни за последние годы, да, в общем-то, и за всю, не короткую уже научную биографию.

Как и Миша, я не берусь оценивать, так сказать, абсолютную ценность наших работ, всё это еще не устоялось, и вообще, цыплят по осени… Но для меня эта деятельность невероятно интересна и, конечно же, помогла мне посмотреть на биологическую эволюцию по-новому. Ну, мне кажется, что мы сформулировали по крайней мере одну важную идею, которую еще предстоит воплотить в строгую теорию, уж не знаю, нам это удастся или кому-то другому — хотелось бы, конечно…

И вот на этой идее я остановлюсь чуть подробнее и не то чтобы возражу Мише, но может быть, слегка разовью и почеркну нетривиальность наших построений. Миша упоминает статьи Пайнса и Лафлина, в которых они сравнивают биологические системы со стеклом. Эти статьи достаточно важны и, безусловно, нас стимулировали, но сравнение по сути тривиально. В общем-то, они просто говорят, что биологические системы имеют некий средний уровень упорядоченности: не кристалл, но и не жидкость, и в этом смысле похоже на стекло. Ну, в общем, тот же самый апериодический кристалл Шрёдингера, ничего нового.

Наше утверждение в другом: в основе возникновения сложности, в любой системе — как в физике, так и в биологии — лежат конфликты между взаимодействиями на разных уровнях, которые ведут к так называемым фрустрированным состояниям. Как я понимаю в основном со слов Миши, в физике конденсированного состояния это более или менее общепризнанный механизм возникновения паттернов в стеклах и других средах (хотя и там это понято недавно).

А вот формулировка этого принципа фрустрации как основы биологической сложности, мне кажется, новое в нашей работе. Еще раз, у нас нет строгих определений и настоящей теории, как справедливо подчеркивает Миша, но есть множество примеров на всех уровнях биологической иерархии, которые, как мне кажется, делают концепцию убедительной. Яркий пример — многоклеточный организм, его сложность основана на конфликте между индивидуальными клетками, которые стремятся размножаться, и коллективом клеток (ткани, органы), который это размножение сдерживает. На этом основано функционирование сложной системы… Ну, а что бывает, когда баланс нарушается, всем известно…

И еще два слова о «биологических законах». Миша, конечно, абсолютно правильно подчеркивает, что биология не может требовать никакой модификации фундаментальных законов физики. Другого уравнения Шрёдингера нам точно не надо. Однако, по-моему, биологические законы могут существовать, и обосновать их — интереснейшая задача. Это именно законы коллективного поведения.

Я не могу их сейчас сформулировать, но могу наметить две области, где их надо искать. Первая — сложность на основе фрустрации, как говорилось выше. Это общефизические закономерности, не специально биологические. Вторая — репликация цифровых носителей информации, которая при соблюдении некоторых весьма общих условий, неизбежно ведет к эволюции. Мне кажется, на стыке этих двух принципов и лежит объяснение феномена жизни. Будем стараться понять глубже — может, и ­докопаемся.

Евгений Кунин,
вед. науч. сотр. Национального центра биотехнологической информации Национальной медицинской библиотеки Национальных институтов здравоохранения США

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Связанные статьи

avatar
6 Цепочка комментария
1 Ответы по цепочке
7 Подписки
 
Популярнейший комментарий
Цепочка актуального комментария
7 Авторы комментариев
Альберт КуликЛ.Е. Цитоловскийprotopop47Максиммихаил Авторы недавних комментариев
  Подписаться  
Уведомление о
Валерий Лесов
Валерий Лесов

Феномен фрустрации, как общефизической закономерности, возможно, поможет внести вклад в науку не только биологам и физикам, но и химикам, геологам …

Александр Асмолов
Александр Асмолов

Сибиоз М. Канцельсона и Е. Кунина -это подарок для понимания развития «цветущей сложности» эволюционирующих систем. Благодаря Якунина рискнул написать для псхологов книгу «Преадаптация к неопределенности: непредсказуемые маршруты эволюции"/2018/. Важно видеть не только эволюционный смысл фрустрационный, конфликта, но и кооперации, взаимопомощи в эволюции/Кропоткин, Гамильтон /!

Михаил Родкин
Михаил Родкин

Как понимаю, проблема возникновения жизни во многом — как перепрыгнуть через «ущелье» бесконечно малой вероятности возникновения химической структуры, способной к некоей изменчивости и саморепликации. После этого включается механизм конкуренции таких структур за ресурсы и далее фактически только вопрос времени. А «прыжок» бесконечно маловероятен. Но в физике много и других весьма маловероятных событий. Какова вероятность, что в ванне сама собой возникнет циркуляция воды? Много выше вероятности «зарождения жизни», но также фактически не реализуемая. Но выньте пробку, и через некоторое время циркуляция налицо. По аналогии, применительно к жизни, может вопрос таков — каковы должны быть внешние неравновесные условия системы богатой «органическими кирпичиками», чтобы возникла первичная система способная к изменению и репликации?

Максим
Максим

Боюсь, что оптимизм Евгения может не оправдаться. Если живое не сводится к физическим законам и нужны биологические, то не окажется ли, что и законы информатики окажутся недостаточными? Т. е. живое это не только элементарные частицы (со своими законами) плюс информация (пусть и крайне сложная и многоуровневая). Я, лично, полагаю, что во всяком случае человек точно не сводится только к этому.

protopop47
protopop47

… В МИРЕ НАУКИ № 11−2018…
ЛЮДИ.
Почемумы не похожи ни на один другой вид на земле…

Л.Е. Цитоловский
Л.Е. Цитоловский

Для того, чтобы объяснить феномен жизни недостаточно рассматривать лишь эволюцию, появление жизни. Конечно, это достойная задача, но есть и другая, не менее достойная. Нужно еще объяснить феномен поддержания индивидуальной жизни. Гомеостаз противодействует деградации живого при воздействии внешней среды. При этом система не всегда возвращается к прежнему состоянию, а находит другое тоже устойчивое. Момент возникновения фрустрации есть и здесь: при отклонении от оптимума возрастает нестабильность и это ведет к нахождению оптимума. Это напоминает процесс направленной диффузии броуновских частиц к полюсу холода.

Альберт Кулик
Альберт Кулик

=Объяснить феномен жизни=

Очень хорошее и очень достойное двух таких ученых мужей намерение. Может, наконец-то, мы получим ответ на давний вопрос «что такое жизнь» и дадим ей строго научное определение?

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (4 оценок, среднее: 4,75 из 5)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: