Мэтью Альпер - Бог и мозг: Научное объяснение Бога, религиозности и духовности
Эти новые разновидности энергопоглощающих углеродных молекул продолжали кипеть в первичных морях Земли, пока в конце концов не обретали новую способность воспроизводить свои копии, прежде чем распасться. Они позаботились о сохранении своей физической идентичности, продолжая существование в виде собственных копий. Но ввиду разрушительного воздействия ультрафиолетового излучения Солнца далеко не все эти копии оказались идентичными «родителям» — молекулам, от которых они произошли. Большинство незначительных отклонений наносило вред «дочерним молекулам» и работало против их сохранения. Тем не менее некоторые разновидности получились более энергоэффективными, чем их «родители», и в этом случае новая структура зачастую вытесняла прежнюю. Чем дольше продолжался процесс, тем больше появлялось энергоэффективных молекулярных комбинаций.
Со временем у этих сложных углеродных макромолекул развились и другие способности, которые довели до максимума их потенциальную стабильность. К числу этих способностей, развившихся у макромолекул, относятся питание (способность поглощать энергию), пищеварение (способность усваивать энергию, служащую пищей), выведение отходов (способность макромолекулы избавляться от вредных побочных продуктов переваривания энергии) и передвижение (способность перемещаться из одного места или одного положения в другое). Эти самовоспроизводящиеся и потребляющие энергию макромолекулы продолжали развиваться, а я заметил, что из моих учебников органической химии выросла новая наука — биология.
Как и во всех прочих науках, в биологии сложилась своя терминология. К примеру, в биологии молекулы, способные совершать функции, перечисленные выше, назывались «живыми». Когда молекула создавала свою копию, этот процесс теперь назывался «рождением». А когда одна из таких молекул в конце концов распадалась, это явление называлось «смертью».
Первые из существующих формы жизни размножались неполовым способом: это значило, что им требовалась всего одна материнская (родительская) клетка, чтобы разделиться на две обособленных дочерних клетки. Опять-таки ввиду разрушающего действия солнечного излучения у потомства наблюдались незначительные мутации, в результате которых оно несколько отличалось по структуре от своих предшественников. Более энергоэффективные разновидности выживали с большей вероятностью. У выживших было больше всего шансов воспроизвестись и, следовательно, передать дальше характеристики (черты), дающие им преимущества. С другой стороны, наименее энергоэффективные разновидности с большей вероятностью прекращали воспроизводиться и погибали. В моих учебниках биологии приводился конкретный термин для этого процесса «прополки» или «отбраковки» организмов — естественный отбор. Благодаря процессу естественного отбора органическая материя — жизнь — продолжала эволюционировать.
Для того чтобы вести учет постоянно изменяющимся «живым» материальным структурам, биологи подразделили их на несколько категорий в зависимости от присущих характеристик. Первые формы жизни, появившиеся на Земле, в своем развитии образовали две отдельных ветви. Представителям одной из них источником энергии служил земной кислород, представителям другой — углекислый газ. Биологи ввели для этих первых двух форм жизни две отдельных ступени классификации — царства. Формы жизни, которые снабжал энергией углекислый газ, были отнесены к царству растений, а те, которые использовали кислород, — к царству животных. Со временем эти два царства продолжали развиваться и становились все более обособленными, в каждом появилась обширная группа уникальных форм — видов. В последующие три миллиарда лет мириады видов расселились по планете, окутав поверхность Земли тонкой органической оболочкой.
Через три миллиарда лет после начала эволюции моря уже были наполнены разнообразными формами растительной и животной жизни. Примерно в это же время у одного из морских животных развился позвоночник — защитный чехол, окружающий часть нервной системы организма и помогающий распределять нервные клетки по всей длине тела. Так в классификации появилась новая категория животных, которых биологи относят к подтипу позвоночных. По мере появления у позвоночных новых различий биологи помещали их в отдельные подкатегории — классы. Первым из позвоночных выделился класс (надкласс) рыб.
Примерно через сто миллионов лет у некоторых из этих рыб развилась способность передвигаться не только в воде, но и по суше. Биологи называют их амфибиями, или земноводными. Еще через сто миллионов лет из амфибий развился еще более новый класс позвоночных, живущих только на суше. Их назвали пресмыкающимися, или рептилиями.
На протяжении следующих пятидесяти миллионов лет некоторые рептилии эволюционировали таким образом, что их чешуя заменилась перьями, кости стали полыми, появилась способность летать. Так возникли птицы. Прошло еще примерно сорок миллионов лет, и из рептилий развились другие сухопутные существа — млекопитающие. Млекопитающие отличались от своих предшественников, рептилий, тем, что их эмбрионы развивались внутри организма матери, а не в яйце, находящемся во внешнем мире. Млекопитающие вырабатывали молоко, которым кормили детенышей, были покрыты шерстью, обладали таким свойством, как гомойотермность (теплокровность) и, что самое важное, имели значительно большие размеры мозга, что позволяло им демонстрировать в ответ на внешние раздражители гораздо более сложные реакции, чем проявляли другие формы жизни на Земле.
В классе млекопитающих различают шестнадцать подклассов, называемых отрядами. В качестве примеров отрядов можно назвать грызунов (крысы, мыши, белки и пр.), плотоядных, или хищников (кошки, собаки, медведи и пр.), китообразных (дельфины, киты, морские свиньи), парнокопытных (коровы, овцы, козы, олени и пр.). Примерно через сто миллионов лет после первого появления млекопитающих, и, вероятно, пятьдесят миллионов лет назад, развился еще один отряд млекопитающих — приматы. Приматы отличались от других млекопитающих тем, что в процессе эволюции обрели такие адаптивные свойства, как стереоскопическое зрение, повышенная подвижность пальцев, дополненная противопоставленным большим пальцем, и большие размеры головного мозга, особенно коры больших полушарий (той части мозга, где хранятся воспоминания и преимущественно происходит когнитивный процесс).
…Сто тысяч лет назад появился новый вид: Homo sapiens, то есть «человек разумный»
Время шло, приматы продолжали развиваться, становясь все более разнообразными, пока среди них не появилось семейство гоминидов. В отличие от предков, передвигающихся на четырех конечностях, гоминиды могли подниматься на две. Благодаря новой адаптации эти животные получили возможность пользоваться двумя высвободившимися конечностями, чтобы удерживать предметы, переносить их, манипулировать ими и в то же время продолжать идти. Развитие гоминидов продолжалось до тех пор, пока сто тысяч лет назад не достигло кульминации с появлением нового вида — Homo sapiens, то есть «человека разумного», более известного как просто человек (люди). У этого животного развились голосовые связки, позволяющие издавать разнообразные звуки, в итоге процесс коммуникации между людьми стал более совершенным. Мало того, в мозге человека сформировались структуры, позволяющие объединять звуки таким образом, чтобы придумывать и произносить слова — сочетания звуков, обозначающие объекты. С помощью слов люди смогли точнее выражать свои мысли. Это свойство в сочетании с развитой способностью накапливать и обрабатывать информацию сделало Homo sapiens самым могущественным существом на Земле.
Прежде чем продолжить перечисление свойств, имеющихся исключительно у человека как животного, мне хотелось бы кое-что прояснить. Всего на нескольких страницах я перескочил от происхождения первой органической материи к возникновению человечества. Но каким образом произошла эта эволюция? Как получилось, что всего за три с половиной миллиарда лет простая клеточная оболочка превратилась в плоть, вакуоль — в сложную систему пищеварения, а из ядра клетки образовался головной мозг? Как чешуя рептилий преобразилась в перья, а их лапы стали крыльями? Какая понадобилась органическая алхимия или молекулярное колдовство, чтобы превратить одни существа в другие? В качестве примера возьмем человека.
Две клетки, сперматозоид и яйцеклетка, встретились. Эти две клетки отличаются от всех прочих клеток человеческого тела тем, что каждая содержит половину набора хромосом организма-хозяина. В ядре сперматозоида заключена половина отцовских хромосом, в яйцеклетке — половина материнских. Когда две клетки с неполными наборами хромосом встречаются, когда происходит оплодотворение яйцеклетки, два неполных набора хромосом объединяются и рекомбинируются, образуя одну уникальную клетку с полным набором хромосом.
