Биоценотическая концепция абиогенеза (БКА) утверждает, что жизнь возникла сразу в форме примитивного биоценоза, лишь позднее разделившегося на отдельные особи и виды; сперва на планете существовали только геохимические круговороты веществ, затем возникали одна за другой те реакции, которые мы теперь именуем метаболическими - сразу в форме звеньев, которые встраивались в прежние круговороты, - а потом уже возникли отдельные особи, наследственность и размножение.
Происхождение жизни в виде биоценоза, а не отдельного организма, рассматривает биоценотическая концепция абиогенеза (Вернадский, 1940; Камшилов, 1970; Чайковский, 2003). Тем самым проблема происхождения жизни упирается в вопросы планетогенеза, теории динамики разных планетных сфер – циркуляции атмосферы и гидросферы, начинающей сейчас разрабатываться циркуляции литосферы. «Коренной» наукой для таких рассуждений служит едва возникшая общая планетология – что-то вроде планетарной динамики.
Для обрисовки того, как появился предживой биоценоз, важно обратить внимание на еще неживые организованные циклы – геохимические. Предполагаемый сценарий выглядит следующим образом. В водно-воздушной среде планеты возникали под действием внутреннего тепла и внешнего света регулярные, закономерные циклические процессы, ячейки организованности (Заварзин, 1984). Эти огромные – по меркам нынешних живых организмов – организованности могли служить очередным переходным этапом между живым и неживым. Впоследствии эти геохимические организации порождали более мелкие и еще более организованные «отдельности». Организмам предшествовал безорганизменный биоценоз, а биоценозу – георитмика.
читать дальше
Для био(гео)ценоза не означено различие между онто- и филогенезом, понятия сукцессии и филоценогенеза служат лишь отдаленным аналогом этих понятий. Биогеоценоз – система с палимпсестной памятью, в которой не выделены иные субстраты памяти. То есть сама структура биогеоценоза и служит памятью, а специализированных структур с такой функцией не существует. А.С. Раутиан и В.В. Жерихин показали (Раутиан, Жерихин, 1997), что в таких системах возможны весьма сложные инерционные процессы. Однако этот мыслимый (пред)живой (био)геоценоз не обладает двойным развитием, то есть не содержит разделения на онто- и филогенез и в этом смысле не является живым.
По сути, внешним описанием многих черт этого процесса «возникновения жизни» является теория развития многовидовых сообществ (Барсков и др., 1996; Раутиан, Жерихин, 1997). Сложные сообщества возникают всегда при наличии самовоспроизводящихся устойчивых элементов и градиента факторов среды (Жерихин, 2003). В этих работах описан циклический процесс развития сообщества. Элементами этого процесса выступают биоморфы, в более общем описании это «энергетические машины» (Жерихин, 2003, с. 489), которые выполняют часть геохимического цикла. До появления жизни части цикла должны были выполняться, по-видимому, иными агентами. Любопытно: если представлять доступные ресурсы в качестве гиперобъемов, а потребление их – и выполнение частей цикла – как биоморфы (экониши), то мы получим, что соотношение биоморф соответствует распределению Ципфа. Возможно, именно эта ципфовость соотношения ниш частично, в меру соотношения между таксоном и биоморфой, сказывается в том, что таксоны также соответствуют распределению Ципфа.
Завершается цикл кризисом, где в фазе деструкции сложившееся «сообщество» (геохимический цикл) разрушается и появляются суверенизующиеся блоки, реликты прежней организации. Элементы, входящие в блок, замкнуты друг на друга (блок стремится к автономности), но блок в целом не способен замкнуть геохимический цикл. То, что было частью цикла, согласно этой логике становится самостоятельным существом. Ситуация разрушенного сообщества неустойчива, со временем отдельные его элементы и блоки вступают в новые отношения, образуя новое, иное по структуре сообщество.
В качестве упрощения, вырожденного случая (если угодно – регресса) в такой системе могут возникать подсистемы триггерного типа с конечным (небольшим) числом возможных дискретных состояний. ДНК, хиральность аминокислот и генетический код могли возникнуть раньше организмов, для их возникновения не обязательно присутствие даже свободной воды, так что их возникновение может быть процессом, одновременным с планетогенезом (Соколов, Барсков, 1988). С точки зрения объемлющей системы с памятью палимпсестного типа появление таких подсистем в любом случае было упрощением, независимо от того, были эти системы древними или упростились в составе палимпсестных систем.
При включении в состав таких палимпсестных систем особых подсистем, обладающих памятью «чистого листа», для них возникает возможность записи памяти. Повторим: морфология палимпсестной системы есть её память, память не отделена от системы. Такую морфологию, с точки зрения памяти, можно считать избыточной – во множестве мест она сохраняет сведения об одном и том же событии. Тем самым имеется возможность обратимой редукции сложности (в некоторых пределах). Система способна восстанавливаться при нарушениях, при этом траектория, ведущая к устойчивому состоянию, записана в морфологии уцелевших частей. Примером обратимой редукции сложности может служить сукцессия. Восстановление прежней структуры сообщества в процессе сукцессии «записана» в свойствах таксонов – их взаимодействия изменяют среду в таком направлении, что происходят закономерные смены, ряд которых приводит к осуществлению исходного (устойчивого) состояния.
С появлением триггерных частей возникает возможность сокращенной кодировки, записи морфологического строения. Эта кодировка используется для установления жесткой корреляции между морфологией триггерной подсистемы (последовательность, обобщенно говоря, 0 и 1), и морфологией (под)систем палимпсестного типа, то есть имеет место процесс означения триггерной последовательности.
Важно подчеркнуть, что изначально это может быть единая система, в которой все части по типу функционирования памяти – палимпсестны. Затем происходит дифференциация и выделяются части, в большей степени работающие как триггерные, т.е. не помнящие собственные предыдущие состояния. «Наследственная информация» возникает не в качестве появления памяти, а в виде её утраты – для запоминания используются «не помнящие себя» части. Именно утрата «запоминающей себя» функции позволяет использовать эту подсистему в качестве записи состояний иных частей, т.е. для восстановимой редукции сложности.
Обозначенная черта – знаковый характер генотипа как записи о развитии других структур – позволяет лучше понять утверждение, что «фенотип первичнее генотипа», то есть черты, запечатленные в анатомии и внешней морфологии, старше, чем «генетическое обеспечение» этих признаков. Можно сопоставить частоту мутаций и тот факт, что существуют «живые ископаемые», не изменившие свой облик за миллионы лет. Тем самым совокупность признаков организма более устойчива, чем (теоретически рассчитываемая) устойчивость генетического материала: фенотип является более устойчивым (помнит себя дольше). Наследственная информация быстрее изменяется (Раутиан, 1993), но имеет огромное преимущество: оставаясь сравнительно устойчивой на (относительно) небольших промежутках времени, она позволяет свёртывать сложность: создавать дублетную (вырожденную) копию морфологии, записанную в виде условных знаков. Генотип выполняет весьма специализированную функцию системы жестких ограничений, переключателей (Раутиан 1993). Специализация генотипа – путь к непрерывному возрастанию сложности.
Сейчас мы имеем два типа описаний «жизни» - через указание на диссипативные системы и на специфику генетического кода. Проще говоря, живому дается определение: диссипативная система с генетическим кодом. Мы знаем конкретный пример генетического кода. Но чтобы связать эти столь разные понятия – диссипативной системы и генетического кода, нам надо определить этот код в более общих понятиях и представить, в каком отношении он находится с какими-то близкими явлениями. Говоря иным языком, надо указать тот «общий род», «видообразующее отличие» которого является генетическим кодом. И таким общим понятием является триггерный тип памяти. Тем самым мы среди диссипативных систем выделяем те, которые наряду с палимпсестным строением имеют часть (субсистему) с памятью триггерного типа. Откуда и возникает различение на генотип и фенотип, и определение жизни через двойное развитие (фило- и онтогенез).
Индивидуация, или воспроизведение копии
Согласно предлагаемой гипотезе, благодаря разделению палимпсестной и триггерной памяти первичный (прото)фенотип разделился на фенотип и генотип. Фенотип взял на себя функцию читателя, генотип – текста.
Эта возможность – наличие «двух морфологий», реальной и «в виде текста» - даёт возможность дифференцировать филогенез и онтогенез. Вероятным следствием является переход (пред)жизни, устроенной по типу почвы (или, если угодно, биогеоценоза), в следующее состояние. Этот переход можно характеризовать как индивидуацию – появление живых организмов с возникновением индивидной морфологии. Появление сокращенной кодировки морфологии, но во множестве копий, позволяет изменяться каждому тексту по отдельности и воспроизводить собственную версию. В копиях возможны случайные искажения и наследование этих искажений. В этом смысле (пред)жизнь старше наследственности, но организмы появляются только с появлением наследственности. Так вместе с индивидуацией возникает уникальность индивида, особенная морфология и разбиение (пред)жизни на единицы с особой судьбой, особой траекторией развития - по числу копий триггерной памяти.
/всего частей восемь, так что до конца еще далеко/
1) Если "первичный бульон" и существовал, то встает проблема - как в нем обеспечивались нужные концентрации нужных наборов веществ (то, что Дикерсон назвал позже проблемой изоляции).
2) Вернее, что "бульона" никогда не было, а образование мономеров шло впараллель с их полимеризацией.
3) Для этого были удобны мелкие водоемы на грани высыхания и глины в качестве катализаторов, заменявших ферменты (появившиеся позже).
4) В эту эпоху "ничего похожего на обособленный организм возникнуть не могло, а могли существовать лишь беспорядочные образования довольно постоянного состава, в которых метаболизм поддерживался некоторое время и которые более напоминали холодное пламя, чем организмы".
5) Такие "субвитальные единицы" могли иметь меняющиеся границы и сливаться друг с другом, причем несовместимые разрушались, а у подходящих друг другу "диапазон их биохимической активности расширялся".
6) Сперва это были "зоны" (позже Бернал даже ввел термин "субвитальные территории"), занимавшие целые равнины, покрытые влажным субстратом (Бернал называл его илом и почвой, что неверно - ничего такого до возникновения жизни не существовало).
7) Появление разнообразных полимеров привело к возникновению мембран, а это позволило субвитальным единицам локализоваться в коацерватных каплях и других микрообъектах. Поскольку они не имели аппарата наследственности, их лучше именовать не протоклетками, а "эобионтами" (термин предложил в 1953 г. Н. Пири).
8) Появление наследственного аппарата непонятно, но тут важны два экспериментальных факта: во-первых, "два дополнительных синтетических полирибонуклеотида (один с группой пурина, а другой с группой пиримидина), каждый в отдельности неправильно скрученные, соединились in vitro... в плотную двойную спираль, аналогичную спирали натуральной ДНК". Во-вторых, нуклеиновая кислота может служить матрицей только для точно ей соответствующей, тогда как один "фермент может может способствовать синтезу многих, если не всех, нуклеиновых кислот".