Специфика биологического этапа естественной истории

Следующие главы истории самоорганизации Вселенной неразрывно связаны с появлением и деятельностью живых существ. Возникновение жизни означало прорыв на принципиально новый уровень сложности материальных систем, отличающийся целым рядом особенностей. Каждую из них нельзя назвать абсолютно уникальной, но в совокупности ими обладает только живое. Перечислим эти особенности.

1. Обмен веществ. Живые организмы постоянно обмениваются с окружающей средой веществами и энергией в различных формах. Только за счет этого может поддерживаться упорядоченность живого вещества (п. 4.6.2).

2. Размножение. Все живое обладает чрезвычайно эффективными механизмами самовоспроизводства. В работе этих механизмов задействуются все структурные уровни организмов, от молекулярных генных структур до высших форм психической деятельности.

3. Развитие. Жизнь обладает ярко выраженной способностью эволюционировать. Недаром эволюционная идея вошла в естествознание через биологию. Как сказал английский биолог, лауреат Нобелевской премии П. Медавар, «эво­лю­ци­он­ная гипотеза пропи­тывает всю биологическую науку, лежит в ее основе и придает ей осмысленность точно так же, как идея шарообразности Земли пронизывает всю геодезию…».

4. Поддержание гомеостаза. Все живое активно реагирует на внешние воздействия. При не слишком сильном воздействии характер реакции всегда таков, чтобы обеспечить сохранение организма или сообщества в оптимальном состоянии. В кибернетике такое состояние, устойчивость которого обеспечивается отрицательными обратными связями, называется гомеостазом.

5. Иерархичность организации. Все живое демонстрирует выраженную иерархическую структуру — пирамиду подчиненных уровней организации (п. 4.10).

6. Целостность. Все иерархические уровни организации живого функционируют согласованно. Еще Эмпедокл и Аристотель отмечали целесообразность устройства живых организмов как одно из их главных отличий от неживых предметов. Целостность живого на надорганизменном уровне была осознана сравнительно недавно и составляет предмет изучения экологии.

7. Функциональная асимметрия. Самоорганизация представляет собой цепочку последовательных нарушений симметрии (п. 2.1). Поэтому живые существа, прошедшие длинный эволюционный путь, отличаются высокой асимметрией строения и функционирования. Наиболее яркий пример — киральность живого (асим­мет­рия левого и правого), обнаруженная Пастером. Важнейшие молекулы, входящие в состав живых организмов, могут существовать в двух формах, отличающихся друг от друга, как правая и левая перчатки. Химических различий между ними нет, и при неорганическом синтезе эти вещества возникают в виде рацемической смеси: 50% «пра­вых» (D) молекул и 50% «ле­вых» (L). Однако живые организмы в этом отношении поразительно разборчивы. Скажем, для построения белков они используют только L-ами­но­ки­с­ло­ты, а молекулы сахара (ри­бо­зы), образующие остов ДНК, представлены только D-фор­мой. Запахи лимона и апельсина, которые мы без труда различаем, обусловлены одним и тем же веществом лимонен, но в двух зеркальных разновидностях.