Информация как основа жизни

К этим примерам можно добавить еще один, и этого, пожа­луй, будет достаточно для иллюстрации роли поризма в разви­тии научных идей. Это история создания И. Ньютоном дифференциального исчисления. Метод дифференциального исчисления (метод «исчисления флюксий») И. Ньютон, как известно, изобрел в 1665 г., когда ему было всего 22 года, но долго его не пуб­ликовал, пользуясь им лишь для решения конкурсных матема­тических задач. Лишь много позже, после выхода соответст­вующих статей Г. Лейбница, он вступил с ним в жаркую поле­мику, отстаивая свой приоритет. Не ясно, осознавал ли И. Нью­тон с самого начала общее значение этого метода или рассмат­ривал его лишь как ординарный, хотя и новый математический прием.

Можно с уверенностью утверждать, что случаев, подобных описанным выше (хотя, возможно, и не такого масштаба), в ис­тории науки достаточно много, и аналогичные примеры можно привести из разных областей знания. Но вот что замечательно: ситуаций, подобных принципу поризма в развитии идей, много и в живой природе, хотя до сих пор, кажется, на это не обра­щалось должного внимания.

Примеры из области биологии

Как уже упоминалось, в биологии поризмами можно назы­вать такие изменения организации живых организмов, которые, решая задачи «сегодняшнего дня», в то же время открывают новые возможности для их дальнейшего развития. К сожалению, точно реконструировать каждый такой случай весьма затрудни­тельно (о поризмах, произошедших давно, мы можем судить лишь по их результатам, а поризмы, которые произошли не­давно, еще не успели себя выявить). Поэтому здесь нам придет­ся пользоваться в значительной мере лишь правдоподобными догадками.

К явным поризмам, пожалуй, можно отнести случаи повы­шения надежности геномов при переходах от низших кариотаксонов к высшим [2]. Действительно, частота возникновения губительных изменений генетической информации (т.е. летальных мутаций) в общем случае должна быть пропорциональной от­ношению М·К-1, где М - информационная емкость или число оснований в нуклеиновой кислоте, а К – надежность генетиче­ского аппарата. Таким образом, при постоянстве К частота ле­тальных мутаций будет возрастать прямо пропорционально М –информационной емкости генетического аппарата. При достиже­нии М некоторого критического значения, угрожающего жизне­способности популяции, выход из этой ситуации становится жизненно важным для данных обитателей данной среды. Реше­ния этой задачи могут быть самыми разными, в том числе уменьшение размеров генетических структур, развитие систем, предотвращающих губительное действие помех, а также увели­чение К – надежности организации генетического аппарата. По­следнее решение – повышение К – не только удовлетворяет требова­ниям «злобы дня», но и открывает возможности для дальнейшего увеличения информационной емкости генетических структур, т.е. для увеличения числа оснований в нуклеиновых кислотах, по крайней мере, до тех пор, пока мутационное давление опять не возрастет до критического значения. На основании результатов радиобиологических экспериментов [3] можно думать, что в ходе эволюции повышение К происходило не менее трех раз, причем каждый раз это осуществлялось путем усложнения структурной организации генома, что переводило живые организмы из 1-го кариотаксона (К = 1·102эВ) во 2-й (К = 1,1·10s. эВ), из 2-го – в 3-й (К = 4,6·103 эВ), а из 3-го – в 4-й (К=6,1·106эВ). Это сопро­вождалось увеличением информационной емкости генетического аппарата клеток, от первичных вирусоподобных организмов (1-й кариотаксон) до высших эукариот (4-й кариотаксон) примерно в 105–106 раз – от 105— 107 до 1011–1012 оснований. Такое возраста­ние информационной емкости генома, в свою очередь, служило основой для прогрессивной эволюции живых организмов, так как позволяло не только накапливаться в избытке генетической информации, но и периодически уменьшать мутационное давле­ние путем «сброса» более или менее значительных фрагментов генетического аппарата в ходе приспособления к различным экологическим нишам [4]. Здесь, следовательно, увеличение на­дежности генома, решая задачу выхода биологических объектов из-под мутационного пресса, в то же время открывало новые пути для дальнейшего развития живых организмов в направле­нии все большего повышения их организации. Это, конечно, яркий пример поризма в биологии.