Том 13. Сумма технологии - страница 180

. Поскольку же кислород воздуха является продуктом деятельности живых организмов, их общая масса была, должно быть, ненамного меньше, чем сейчас. Отсутствие ископаемых форм вызвано, хотя бы частично, их нестойкостью: докембрийские формы были лишены минеральных скелетов. Что именно привело к такой «реконструкции» в кембрии, мы не знаем. Возможно, что эту проблему так никогда и не удастся решить. Однако, углубив наше знание биохимической кинетики, мы, возможно, сумеем раскрыть эту загадку, если нам удастся, исходя из современной структуры белкового гомеостаза, выяснить, какие более примитивные формы могли ему с наибольшей вероятностью предшествовать. Конечно, мы сможем решить эту загадку, лишь если ее решение связано с внутренней структурой организмов, а не с какой-то уникальной цепью космических, геологических или климатических изменений на рубеже кембрия.

Мы говорим об этом, потому что «кембрийский перелом» мог быть вызван какой-то «биохимической находкой» эволюции. Но если такая «находка» и была сделана эволюцией, это все же не изменило исходного фундаментального принципа всей архитектуры, в основе которого лежит использование клеточных кирпичиков.

Эволюции жизни, несомненно, предшествовала эволюция химических реакций; праклеткам не приходилось, таким образом, питаться мертвой материей как источником порядка. Они не смогли бы, кстати, решить сразу и одну из труднейших задач — задачу синтеза органических соединений из простых веществ (вроде двуокиси углерода) с использованием энергии солнечных фотонов[236]. Этот шедевр синтеза осуществили лишь растения, овладев искусством образования хлорофилла и целым аппаратом ферментов, улавливающих лучистые кванты. К счастью, с самого начала праорганизмы располагали, по-видимому, органическими веществами, которые они могли легко усваивать. Это были остатки прежнего изобилия органических веществ, которое появилось в ходе таких процессов, как, скажем, электрические разряды в атмосфере аммиака, азота и водорода[237].

Вернемся, однако, к основной динамической проблеме элементарной клетки. Клетка должна управлять существенными параметрами своих изменений так, чтобы из области еще обратимых флуктуации они не ускользнули за пределы обратимости — не привели к разложению и, следовательно, к смерти. В жидкой коллоидной среде подобный контроль может осуществляться лишь с ограниченной скоростью, поэтому флуктуации, вызванные статистической природой молекулярных движений, должны происходить не быстрее общеклеточного обмена информацией. В противном случае центральный регулятор — ядро — утратил бы власть над процессами, происходящими локально, информация о необходимости вмешательства поступала бы тогда, как правило, слишком поздно. Это было бы уже началом необратимых изменений. Итак, размеры клетки диктуются в конечной инстанции двумя параметрами — скоростью передачи информации из произвольного места клетки к регуляторам и скоростью локально происходящих химических процессов. На ранних стадиях эволюция, должно быть, создавала клетки, иной раз существенно различавшиеся размерами. Невозможна, однако, клетка величиной с тыкву или слона. Это вытекает из упомянутых выше ограничений.

Следует заметить, что для человека-технолога клетка является устройством по меньшей мере необыкновенным, которым можно скорее восхищаться, чем понять его. Организм столь «простой», как кишечная палочка (бактерия), делится через каждые 20 минут. В это время бактерия производит белок со скоростью 1000 молекул в секунду. Поскольку молекула белка состоит приблизительно из 1000 аминокислот, каждая из которых должна быть соответственно «расположена» в пространстве и «подогнана» к возникающей молекулярной конфигурации, это не столь уж легкая задача. Примерная, самая осторожная оценка показывает, что бактерия перерабатывает не менее 1000 битов информации в секунду. Это число станет особенно наглядным, если сопоставить его с количеством информации, с каким в состоянии справиться человеческий ум, — около 25 битов в секунду[238]. Печатная страница текста с