Новая наука о жизни

Способ приспособления частей живых организмов к функциям целого, а также явная целенаправленность структуры и поведения живых организмов могут быть объяснены случайными генетическими мутациями, за которыми следует естественный отбор; при этом от­бираются гены, увеличивающие способность организ­ма выживать и воспроизводить; вредные мутации ис­ключаются. Так неодарвинистская теория эволюции может объяснить целенаправленность; совершенно необязательно предполагать, что здесь участвуют ка­кие-либо таинственные «витальные факторы». Очень мало известно о функционировании центральной нервной системы, но со временем, благодаря успехам биохимии, биофизики и электрофизиологии, станет возможным объяснить то, что мы называем разумом, на языке механизмов физико-химических процессов в мозге. Таким образом, живые организмы в принципе полностью объяснимы в терминах физики и химии. То, что мы сегодня не понимаем в механизмах разви­тия и в деятельности центральной нервной системы, является следствием невероятной сложности этих про­блем; но теперь, вооруженные новыми мощными кон­цепциями молекулярной биологии и компьютерными моделями, мы можем взяться за решение этих задач в таких масштабах и такими способами, которые раньше были недоступны.

В свете прошлых успехов вполне понятны опти­мизм и уверенность в том, что все проблемы биологии могут быть до конца решены с позиций механистичес­кого подхода. Но реалистическая оценка перспектив механистического объяснения должна опираться на нечто более серьезное, нежели историческая экстра­поляция; такая оценка может быть сформирована только после рассмотрения важнейших проблем био­логии и способов, которыми они предположительно могут быть решены.

1.2. Проблемы морфогенеза

Биологический морфогенез можно определить как «появление характерной и специфической формы в живых организмах»[17]. Первая проблема есть именно та, что форма обретает существование. Биологическое развитие эпигенетическое: появляются новые струк­туры, которые не могут быть объяснены как результат развертывания или роста структур, которые уже при­сутствуют в яйце в начале развития.

Вторая проблема состоит в том, что многие разви­вающиеся системы способны регулировать, другими словами, если часть развивающейся системы удаляется (или если добавляется дополнительная часть), система продолжает развиваться таким образом, что образу­ется более или менее нормальная структура. Клас­сическая демонстрация этого явления была проведена в 1890-е годы Г. Дришем в его экспериментах на эмбри­онах морского ежа. Когда одну из клеток очень моло­дого эмбриона на двухклеточной стадии развития уби­вали, из оставшейся клетки развивалась не половина морского ежа, но совершенно целый морской еж, хотя и меньшего размера. Точно так же маленькие, но це­лые организмы развивались после разрушения любых одной, двух или трех клеток эмбриона на четырех-клеточной стадии. Напротив, после слияния двух молодых эмбрионов морского ежа развивался один гигантский морской еж[18].