Бессмертие завершенной в своем развитии биологической системы, с самой общей точки зрения, - это возможность постоянного воспроизведения ею своей структуры на всех её уровнях от молекул до системы клетки, ткани, органа, организма в течение произвольного по длительности времени. Такая возможность открывается в связи с присущим всему живому свойству постоянного самообновления.
У хорошо известной фразы Гераклита: «Всё - непрерывный прилив и отлив...» имеется малоизвестное продолжение: «...Текут наши тела, как ручьи, и материя вечно возобновляется в них, как вода в потоке». Полное опытное подтверждение фундаментального принципа живого - его постоянного самообновления - окончательно было получено в 50-х годах XX столетия. Благодаря исследованиям метаболизма в различных организмах с применением изотопных меток, было показано, что процессы молекулярного самообновления имеют место даже в костной ткани нашего тела.
В живых организмах происходит не только постоянное самообновление на молекулярном уровне. Более того, процессы в живых организмах обратимы. Наглядно восстановление (возобновление) макроструктур многоклеточного организма наблюдается при регенерации его органов или утраченных частей тела. На клеточном уровне регенерация утраченных фрагментов организма часто идет через процессы, обратные процессам онтогенетической дифференцировки клеток [128]. Биосистемы предоставляют нам множество фактов обратимости процессов метаболизма в организмах различного уровня сложности.
Процессы, обратные клеточной дифференцировке, сопровождают не одно только явление регенерации. Эксперименты по выращиванию организмов до взрослого состояния в опытах по пересадке ядер терминально дифференцированных или опухолевых клеток в лишенную собственного ядра яйцеклетку [43, 129, 130] являются еще одним, притом прямым, свидетельством обратимости процессов дифференцировки генетического аппарата в соматических клетках.
Особенно наглядно демонстрируют нам эти свойства представители растительного мира. Все клетки растений тотипотентны. Практически любая живая клетка, обладающая ядром в условиях in vitro после периода дедифференцировки, может под влиянием компонентов питательной среды (или при определённой смене состава сред) начать бесконечную пролиферацию в виде каллусных или суспензионных культур, пойти по пути образований побегов, корней или соматического эмбриогенеза - В условиях искусственной культуры удаётся получить нормальное растение из любой живой дифференцированной клетки.
Помимо биологических систем, воссоздание (обратимость) структуры своего движения (обратимость отклонений) свойственно также и взаимодействующим физическим телам. Физики и математики подтверждают это опытными фактами и соответствующими математическими моделями.
В конце XIX века выдающийся французский математик Анри Пуанкаре пришел к весьма важному утверждению о том, что система из материальных точек, обладающих массой и движущихся по законам механики, через некоторое время после возмущающего воздействия обязательно должна вернуться в состояние, весьма близкое к первоначальному (теорема возвращения). Теорему возвращения Пуанкаре использовал для объяснения устойчивости движения планет в своих космологических изысканиях.
Обратимость физических процессов можно непосредственно наблюдать в макроскопических системах, например, в опытах по растворению краски в вязких жидкостях: из равномерно окрашенного раствора краска собирается в первоначальную каплю при вращении смесителя в обратном направлении [131].
В атомных системах, постепенно вышедших из некоторого упорядоченного состояния, также можно наблюдать возврат к первоначальной упорядоченности. В 19S0 г. Эрвин Хан открыл эффект «памяти» процессов атомного масштаба - так называемое спиновое эхо: связанные с ядрами протонные спины самопроизвольно восстанавливают казалось бы утраченную упорядоченность [131]. Эффекты атомной памяти показывают, что некоторые виды разупорядочения, даже вызываемые случайными столкновениями элементарных частиц, можно обратить [131].
Таким образом, отстаиваемое Больцманом положение (1872 г.) о необратимом со временем возрастании энтропии (меры беспорядка) в изолированных системах должно приниматься с учетом мнения его оппонента Лошмидта о возможности обращения импульсов элементов системы.
Следовательно, законы термодинамики имеют вполне определенную область применения и не являются абсолютными для биологических и некоторых физических систем. По крайней мере, классическая термодинамика не может объяснить феномен жизни. (К биологическим системам применима её модификация с условиями И. Пригожина).
Другими словами, в отличие от научно обоснованного запрета на создание вечного двигателя, ни в биологии, ни в физике нет закономерностей, абсолютно отвергающих возможность самопроизвольного возвращения системы в первоначальное положение из разупорядоченного состояния, вызванного случайными столкновениями частиц.
Напротив, способность возвращаться к исходному состоянию после отклонения от некоторого среднего уровня, вызванного тем или иным «возмущающим» фактором, является наиважнейшим свойством биологических систем: клеток, одно- и многоклеточных организмов.
Сохранение относительного динамического постоянства внутренней среды и устойчивости основных физиологических функций организма человека и животных получило название «гомеостаз». (Термин «гомеостаз» предложен в 1929 г. американским физиологом У Кенноном). В основе учения о гомеостазе лежит концепция французского физиолога К. Бернара (1878 г.) о постоянстве внутренней среды Организма.
В свою очередь, закономерность о возвращении системы после её возмущения в исходное устойчивое состояние на молекулярном уровне в виде принципа была сформулирована в виде принципа в 1884 г. французским химиком Ле Шателье: если условия, при которых система находится в состоянии равновесия, изменяются, то равновесие смещается в направлении, восстанавливающим первоначальные условия. Термодинамическое обоснование указанного принципа было дано К. Брауном в 1887 г.
Иначе говоря, закономерности биологии и физики не отвергают оснований для возможности пролонгирования жизни отдельного организма за её видовой предел, поскольку процессы в некоторых связанных системах - от систем элементарных частиц до биологических систем - обратимы.
Принцип необратимости процессов в физике не носит всеобщий характер. Если придерживаться тезиса, что нет материи без движения, то в природе, прежде всего, нас должен поражать факт стабильности многих материальных систем - факт обратимости процессов в них, между тем как их составные части на всех уровнях микромира находятся в постоянном движении.
Стабильны нерадиоактивные элементы таблицы Менделеева, хотя сами эти элементы представляют собой динамические системы из «элементарных» частиц, находящихся в постоянном движении.
Стабильны виды животных, растений и микроорганизмов, несмотря на постоянно идущие в них процессы самообновления: наиболее совершенные виды остаются неизменными на протяжении многих миллионов лет [40].
Обсудить на форуме
|
