Биология наука о живом

  «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причём с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка» - Ф.Энгельс

   «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот» - М. В. Волькенштейн.

В процессе познания окружающего мира человечество пытается как-то систематизировать накопленные знания, раскладывая их по полочкам. С одной стороны это хорошо, с другой – часто теряются объективные взаимосвязи между явлениями и процессами. Думается, что биология, как сфера научного познания, зародилась для описания биологических объектов (формы, свойств и пр.) и развивается как наука, изучающая явления органических процессов на планете, которые обозначаются как «жизненные». Другими словами: «Жизнь (лат. vita) — основное понятие биологии — активная форма существования материи, которая в обязательном порядке содержит в себе все «свойства живого». Википедия. «Более или менее точно определить понятие «жизнь» можно только перечислением качеств, отличающих её от «нежизни» - вот такой парадокс получается, однако!

Следует признать также, что «на текущий момент нет единого мнения относительно понятия жизни, однако учёные в целом признают, что биологическое проявление жизни характеризуется: организацией (высокоупорядоченное строение), метаболизмом (получение энергии из окружающей среды и использование её на поддержание и усиление своей упорядоченности), ростом (способность к развитию), адаптацией (адаптированы к своей среде), реакцией на раздражители (активное реагирование на окружающую среду), воспроизводством (все живое размножается), информация, необходимая каждому живому организму, расщепляется в нем, содержится в хромосомах и генах, и передаётся от каждого индивидуума потомкам». Википедия.

Знания, полученные в рамках школьной программы (ботаника, зоология, анатомия), вполне достаточные, чтобы среднестатистическому человеку иметь общие представления об окружающем мире.

Увы, «мир сложнее, чем есть на самом деле» и его можно познавать, кто-то это делает по необходимости, кому-то это по «внутреннему интересу».

Будем «плясать от печки» - нужен термин, и термин этот «Наука» — «область человеческой деятельности, направленная на выработку и систематизацию объективных знаний о действительности». (Википедия). Спору нет – «систематизация» знаний необходима, «объективность» — это фундамент, об «анализаторе (Сознании)» поговорим позже.

«По умолчанию» возникает термин «лженаука» (исторически Д.Бруно) на моей жизни это – «генетика» и «кибернетика». Опыт защиты кандидатской показал, этот факториал «научных знаний» и «человеческих отношений». Тем не менее, люди уходят…, а знания остаются потомкам.

Одной из точек бифуркации моего сознания стала монография Э.Шредингера «Что такое жизнь с точки зрения физики?» (1945).

Во всех областях науки достаточно своих проблем, и они как-то решаются, главное – определиться с областью познания. Для физики достаточно линейки (пространство), весов (сила взаимодействия), часов (время), для химии -  два вещества и реторта (молекулы можно «создавать» или «разлагать»), для астрономии – телескоп и призмы (спектрограф), для математики (количественной основы познания) – достаточно «0» и «1» (немного утрирую, конечно). Для биологии необходимо определиться с «объектом» познания! «Живая» материя – это «что?» и «как?».

На сегодняшней день понятия «живой-неживой» проходит по  грани вирусов, «ви;рус (лат. virus — яд) — неклеточный инфекционный агент, который может воспроизводиться только внутри клеток» - это определение Википедии. По сути – «все не так ребята» (В.Высоцкий).

Философское отступление.

„Мозг — это такой орган, с помощью которого мы думаем, что мы думаем.“ Ю.Тувим 

Необходимо определиться с понятием «живой-неживой» - «лезвие бритвы». Логичнее всего постулировать, что это клетка - «самодостаточный биологический объект», состоящий из конечного количества молекул, всяких и разных! Рост кристаллов (снежинки, например), или шаровая молния, или плазмоиды солнечных протуберанцев трудно отнести к проявлениям жизни. По современным представлениям границей между живым и неживым являются вирусы – «неклеточный инфекционный агент, который может воспроизводиться только внутри клеток». По сути своей, вирусы это многомолекулярные органические наночастицы, в составе которых имеется молекулы РНК или ДНК, «вне клетки вирусные частицы не проявляют признаки живого и ведут себя как частицы биополимеров».

Необходимость познания «живой материи» диктует усиленное развитие биологии и это проявляется в добавлении приставки «био» почти ко всем научным направлениям: биофизика, биотехнология, бионанофизика, биохимия, бионика, биоэнергетика, биоинформатика и т.д., даже биоастрология (или астробиология)!

 

Работа для мозгов.

«Изобрести можно ВСЁ, даже велосипед…» - была бы голова с мозгами.
                Наблюдения из жизни.

Задача познания (науки) простая – понять «Из чего сделано?», «Как сделано?» и «Как работает?», а задача инженеров – «Сделать что-то подобное».

Относительно «живой материи» есть только намеки на эти вопросы.

Из чего это сделано. Все вроде бы просто и известно: «из обычных атомом С, О, Н и др.», из таких же «сделана и неживая материя».

Как это сделано. Все как обычно, из атомов «сделаны» молекулы, аналогичные молекулам Н2О или О2, вот только в их основе углерод С и они «большие» ( С6Н12О6 - глюкоза) и даже «очень большие» (ДНК - 5 миллиардов соединенных между собой молекул, около 20 атомов каждая, то есть 100 миллиадров атомов в одной молекуле ДНК). Хотя полиэтилен (неживая материя) тоже может содержать миллиарды атомов, причем, по сути, будет представлять собой одну молекулу.

Количество известных органических соединений составляет почти 27 млн. (сам удивился!).

Как это работает. Вот здесь-то и начинаются сложности. С одной стороны, вроде бы других законов, уже открытых физиками и химиками для процессов синтеза и гидролиза органических («для живой материи») макромолекул, но все упирается в специфику биологических экспериментов, погрешность результатов в которых составляет до 50%! Более того, воспроизводимость (повторяемость) динамических «жизненных» систем почти никакая, в биологических экспериментах невозможно сделать перерыв, выключить аппаратуру и уйти домой, чтобы завтра прийти, включить снова аппаратуру и продолжить эксперимент, как например, при работе с кристаллами (из моей практики – однажды на заводе я не спал четверо суток, а в лаборатории сутки-двое – обычная работа).

Одним словом – впереди «невспаханное биологическое поле», которое ждет своих познавателей!

Сделать что-то подобное. Инженерно-техническое мышление совершенно простое, даже «велосипед» постоянно изобретается. Вот биологи не совсем с инженерным мышлением, и делать «биологические машины», подобные тем, что сделали Природа и Эволюция, пока только начинают, по-своему, на молекулярном уровне. Однако, для начала проще всего оказалось включить известные биологические объекты в технологические цепочки – биотехнология, называется. Большую работу проводят органические химики, копируя известные или создавая новые органические макромолекулы. Первым шагом, на наш взгляд, является создание «искусственных» вирусов в 2002 году  - «Химический синтез кДНК полиовируса: генерация инфекционного вируса в отсутствие естественного шаблона» [Sciene], правда терминология в этой области доступна только для специалистов. Следующий этап – «сборка» действующих объектов аналогичных одноклеточным – «бионанороботов», увы, «такая клетка пока технически не осуществима, но была создана вариация искусственной клетки, в которую был введен полностью синтетический геном в геномно опорожненные клетки-хозяева. Хотя они и не являются полностью искусственными, поскольку цитоплазматические компоненты, а также мембрана из клетки-хозяина сохранены, сконструированная клетка находится под контролем синтетического генома и способна реплицироваться.»

А дальше - больше! Особенно для «ремонта» организма человека – каждый хочет «жить здоровым и долго» - случайно (или не очень), ещё в 1909 были открыты «стволовые клетки». Первоначально, после «рождения», они «никакие» и в этом их нетривиальность! А далее, из «стволовых клеток», изменяя различные факторы, можно вырастить любые другие, вплоть до мозгов, наверное. Мечта человечества – постоянно обновлять собственный организм и собственные мозги, но это пока ещё где-то за горизонтом биологических знаний.