Александр Гордон - Диалоги (май 2003 г.)
Вот здесь немножко отступить хотелось бы и сказать, что проблема на самом деле – информационная. Под информацией я буду понимать далее по Кастлеру «запомненный выбор одного варианта из нескольких». Под ценной информацией – тот выбор, ту последовательность, которая способствует образованию белка, достижению цели. Ну а количество информации по Шеннону – это логарифм того самого числа, о котором мы говорили, числа вариантов.
По существу, вот с той самой проблемой – почему цифра так мала, – здесь можно провести аналогию с языком. Проблема та же. Например, можно задать вопрос: а как люди догадались, что есть алфавит и стали писать друг другу письма? Если варианты посчитаем, как расставить буквы, чтобы смысл получился, то даже в коротком письме: «Я вам пишу, чего же боле» получим те же самые величины. Десять в минус трехсотой. Так что здесь аналогия вполне прослеживается.
А.Г. Вначале был не алфавит, а слово. Тогда появление алфавита становится понятным.
Д.Ч. И здесь вопрос: а как появился всё-таки адаптер? Утверждение состоит в том, что адаптеры тоже могли появиться по принципу слепка. Но слепка уже не окружающего, а, так сказать, слепка со щели, где одна сторона чувствует детали структуры, где уже последовательность важна, а другая сторона чувствует нужную аминокислоту. Можно показать, что такое образование сильно ускорялось, упрощалось и так далее, и так далее. Тому есть сейчас просто экспериментальное основание, показано, что двойная спираль иногда тройной может быть и так далее. Я опускаю сейчас это. Важно вот что. Адаптеры тоже работают по принципу слепка. Здесь тоже можно провести аналогию с производством. Вот я сказал, как по инструкции делается. Там, в инструкции, информации много, и нужно знать язык. А можно сказать: «Вот вам деталь, бросьте её в глину, глина засохнет, получится слепок». А слепок – это уже штамп. Дальше штампуйте эту деталь.
А.Г. Вот вам деталь, сделайте такую же.
Д.Ч. И деталь будет такая же.
После того как образовались адаптеры, здесь уже и возникла информация, возник алфавит. Можно следующий слайд.
Вот здесь изображён первичный цикл. Здесь главную роль играет не последовательность ДНК, а её форма. Главную роль играет не последовательность, а форма белка, которая тут же образуется, минуя стадию информационного кодирования. После того как образовались адаптеры, если они образовались, возникает промежуточная схема.
Вот эта схема промежуточная. В ней могут идти процессы и по первому, и по второму образцу – параллельно. И это очень важно, потому что в эволюции всё должно быть последовательно. Нельзя сразу новое что-то такое предлагать, забыв про старое. Должен быть какой-то период, где и новое, и старое последовательно работают. И если отказала новая схема, работает старая. Вот таков эволюционный механизм.
Опять же приведу аналогию с языком. Я не специалист, поэтому могу здесь быть неточен. Но мне кажется, что здесь аналогия есть. Вопрос вот какой: как возник алфавит? До алфавита была иероглифическая или пиктографическая письменность. Просто люди посылали друг другу рисунки. А рисунок можно понять, не зная алфавита. Он сразу воспринимается. Рисунок – это как бы слепок с объекта. Затем постепенно при увеличении объектов, при развитии цивилизации рисунки уже перестали удовлетворять. Потому что, хорошо общаться с рисунками, когда объектов 10, 20, 30, 100. А когда их десятки тысяч, как сейчас слов, то не придумаешь же десятка тысяч рисунков. И тогда иероглифы постепенно стали как бы частью объекта, упростились и постепенно превратились в буквы. То же самое и в биологии. Вот эти адаптеры, они сперва были как бы осколками чехла. Но постепенно эти осколки сами по себе уже перестали играть роль, а превратились как бы в буквы, как бы в алфавит – вот такая схема была предложена.
Спрашивается, а можно ли её подтвердить или опровергнуть экспериментально? Можно. Было предложено провести эксперимент, он вполне реален. Два или три раза было предложено, с Фоксом договорились, но Фокс скончался. Договорились здесь с одной лабораторией, с Отрощенко. Кончились реактивы… Так что, то, что я говорю, является пока гипотезой. Это я должен подчеркнуть.
А.Г. А в чём заключаются эти эксперименты, которые вы хотели провести?
Д.Ч. Для этого нужно провести эксперименты Фокса, но в определённой последовательности, а именно: Фокс проводил эксперименты отдельно – поликонденсация нуклеотидов и поликонденсация белков. А здесь нужно сперва найти условия, при которых аминокислоты сами адсорбируются на ДНК или РНК – на ДНК лучше. Как они адсорбируются? Безусловно, можно найти условия, когда образуется вот такой адсорбат-чехол. После этого нужно взять те самые реактивы, которые Фокс использовал, и провести образование связей. Это тоже вполне возможно. А дальше посмотреть, обладает ли такой искусственный белок репликазной активностью, особенно если его в периодических условиях делать.
Вот этот эксперимент непростой, сложный. Дорогой эксперимент, но вполне реальный. Ну, будет он проведён или нет, не знаю. Надеюсь. Вопрос, почему не хватило денег, я опускаю.
А.Г. Это да, это можно опустить.
Д.Ч. Почему кончились реактивы – это я тоже опускаю.
Но вот здесь встаёт вторая проблема, вот какая. Хорошо, мы поняли, как образуется код. Адаптеры – это уже есть код. Но тогда встаёт вот какая проблема. В современной биосфере – единый код. Образно выражаясь, всё живое говорит на одном алфавите, на одном языке. Исключения есть, но очень редкие и, так сказать, атавистические: в митохондриях, в хлоропластах. Это органеллы, которые раньше были самостоятельными организмами, потом внедрились и так живут. Так что есть исключения.
Почему код единый? Ответов несколько. Один ответ – и, я думаю, он прозвучит у вас из уст Ягужинского, возможно, такой: данный код – самый лучший в каком-то смысле. И он был отобран, а в результате все остальные исчезли. Другой ответ, наш ответ: в той схеме, о которой я рассказал, последовательность не важна и мог образоваться любой код. На самом деле, некоторые преимущества, конечно, могут быть, и они есть. Но они не столь велики и не столь сильны, чтобы выделить один код. А наш ответ – вот какой. Один код образовался не потому что он наилучший, а потому что организмы, обладающие разными кодами, взаимодействовали друг с другом антагонистически.
Что такое взаимодействие в биологии? В биологии всё просто. Взаимодействуют, значит, кушают друг друга. Представьте себе, два организма или две популяции смешались, а у них коды разные, адаптеры разные. Смешалось всё, и биосинтез белка перестал быть однозначным. То один белок, то другой, адаптер то такой, то такой… Это гибель. Поэтому при встрече, при взаимодействии двух особей с разными кодами…
А.Г. То есть двух особей, которые несут разную информацию в себе?
Д.Ч. Да, да – при таком взаимодействии обе погибают. Один – потому что его съели, а другой – потому что скушал яд. Вот это обстоятельство – антагонизм условных информаций – в данном случае имеет совершенно простую биологическую подоплёку. Кстати, такую же, как и при образовании биологической асимметрии, о которой здесь говорил Аветисов. Да, асимметричные молекулы – это часто яд.
Но для того, чтобы ответить точно на этот вопрос, нужно, конечно, построить математическую модель, что и было сделано, и показать, каковы свойства у этой модели. Но этот вопрос – какова здесь математическая модель может быть – заслуживает специального обсуждения, и я надеюсь, что мы его проведём.
А.Г. Да, мы вынесем его за рамки этой программы, по крайней мере.
Д.Ч. Сейчас могу сказать, что с учётом этого обстоятельства образуется чистое состояние. То есть, один вариант побеждает все остальные, даже если он ничем не выделен.
А.Г. Просто, потому что больше его.
Д.Ч. Если его чуть-чуть больше, если он чем-то выделен, то эта выделенность вовсе не является гарантом, что он победит. Случай здесь управляет. Даже если они равны, всё равно побеждает один. Мы с Ниной Михайловной называем это «принцип Оруэлла». Ну, вы знаете, что «all animal are equal but some of them are more equal than others». Все равны, но…
А.Г. Все животные равны, но среди них есть такие, которые равнее других.
Д.Ч. При таких условиях оказывается, что один более равный, чем другие.
А.Г. То есть не отбор, а выбор.
Д.Ч. Не отбор, а выбор. И это очень важно. При отборе не рождается новая информация. Отбор отбирает то, что уже было где-то заложено. Случайный выбор, по Кастеру, – это процесс генерации информации. Таким образом, во всех развивающихся системах, где накапливается, увеличивается информация (и в биологии тоже) не меньшую роль играет выбор, чем отбор.
А.Г. Тут пора перейти, наверное, к эволюции. Какую коррекцию это вносит в биологическую эволюцию, ведь сам факт существования биологической эволюции тоже в какой-то мере противоречит теории вероятности, потому что уж очень быстро она развивается с точки зрения вероятности.
