Эволюция на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям - Александр Никонов

По такому же принципу существуют и живые организмы. Разница между настоящей жизнью и «жизнью» ячеек в кастрюле — только в сложности диссипативных структур. Водяные потоки просты, а живая клетка очень сложна, но и она производит и рассеивает тепло в результате своей жизнедеятельности… Кстати, Пригожин, которого я упоминал выше, заметил и доказал одну интересную вещь. Оказывается, если в систему закачивать энергию, в ней образуются не просто новые структуры, но именно такие структуры, которые противятся наступлению хаоса, или, что то же, уменьшают общую энтропию. Другими словами, поступающая в систему энергия не рассеивается тупо в пространстве. Эти образования ее присваивают и тратят с максимальной эффективностью. А рассеивают совсем немного. Жадны до энергии!

На что же тратят эти структуры присваиваемую ими энергию? Да на свою жизнь! На поддержание себя в мире, который каждую секунду стремится их разрушить. Они постоянно, каждую секунду работают, чтобы противостоять второму началу термодинамики, которое стремится уничтожить любую сложность, любую организацию, рассеять информацию и превратить всё в хаос и бессмысленную кучу вещественного мусора.

Так работают ячейки Бенара — если не «кормить» их теплом горящего газа, они распадутся, им просто не на чем будет работать. А если человек перестанет есть и питать свое сложное тело энергией, то тоже умрёт и распадётся. У него не будет энергии на ежесекундную борьбу за свою сложность против уравнительного давления среды, за свою организацию, накопленную информацию, за свою выделенность из среды.

Живые системы находятся в устойчивом неравновесии со средой только до тех пор, пока борются за свою устойчивость — за свою жизнь. Бросили бороться — покатились вниз. А для борьбы нужна энергия. Ее живые системы добывают в этой самой среде, жестоко конкурируя друг с другом за добычу! Поэтому выживает и оставляет потомство лучший, сильнейший, самый приспособленный.

На этих словах мы плавно переходим от физики к биологии, а точнее, к механизму биологической эволюции. Приготовьтесь, пристегните ремни!

Кстати, исходя из вышеизложенного, вы поняли, почему так важно убирать за собой? Потому что, собирая вещи и организуя в комнате порядок, вы работаете на жизнь. А раскидывая их и оставляя в хаотическом беспорядке, вы играете на смерть, в малых масштабах разрушая мир!

Итак. В открытую систему под названием планета Земля попадает куча энергии в виде солнечного излучения. Прекрасно! Греет наше Солнышко планетку! Но каким образом из мусора химических элементов образуется жизнь? Ведь наша аналогия с ураганом на автомобильной свалке всё равно осталась справедливой — ураган, хоть и очень энергичен, всё равно не сможет собрать автомобиль: автомобиль слишком сложен.

Да, не сможет. Но природа и не собирает сразу целую лисицу из грязи. Она работает иначе — движется маленькими шажочками, закрепляя один удачный результат и отбрасывая тысячи неудачных. Она глупая, но у неё в запасе миллионы лет на перебор вариантов.

Разберёмся с механизмом появления структур.

Ячейки Бенара в жидкости устроены просто: поскольку нагретая жидкость легче холодной, при нагреве от дна кастрюли она поднимается вверх, там отдает набранное тепло в атмосферу в виде пара, то есть самых горячих молекул жидкости, которые покидают кастрюлю. После этого чуть охладившаяся жидкость опускается вниз, чтобы опять набраться тепла. Так образуются круговые потоки. А как получается биологическое усложнение в природе? Откуда взялось такое разнообразие видов животных?

Механизм биологической эволюции, то есть изменения живого вещества, состоит из трех частей:

— наследственность;

— изменчивость;

— отбор.

Если эти три штуки есть в системе, значит, можно сказать, что в ней идёт эволюция по Дарвину. Давайте же с каждым из этих пунктов неспешно разберёмся: каждый из них по-своему прекрасен.

Наследственность. «Ты на кого больше похож, на папу или на маму?» — такой вопрос иногда задают взрослые дяди и тети детям. Ребенок обычно отвечает, не задумываясь, а задуматься бы стоило — почему вообще он должен быть на них похож? Он же самостоятельная личность, а не кусок, понимаете ли, мамы или папы!

Так вот, дорогие мои, биология уверенно утверждает: кусок! В том и состоит главная идея природы, что признаки родителей передаются детям. Не просто видовые признаки — две руки, две ноги и голова, — а конкретные детали, присущие родовой линии: нос картошкой, голубые глаза, группа крови, склонность к раннему облысению, музыкальный талант, высокий рост, черты лица и прочее.

Хотя все существа одного вида и имеют общие видовые признаки, однако в мелких деталях внешнего и внутреннего строения отличаются. Вот эти-то детали — анатомические или поведенческие — и передаются потомкам от их родителей. Поэтому когда дяди и тети говорят, что вы просто копия мамы или папы, пожмите плечами и объясните: «а что вы хотели, биология!»

Изменчивость. Поскольку мы живем в физическом мире, в котором неопределенность и непредсказуемость заложены в саму структуру бытия (об этом читай в моей книге «Физика на пальцах»), важно запомнить: в этом мире всегда есть и будут ошибки. В этом мире ничего нельзя гарантированно скопировать в абсолютной точности, всегда будут небольшие расхождения между копией и оригиналом. Мир несовершенен. И слава богу, зато он существует!

В книге информация записывается буквами. А где и на чём записана информация о человеке, о его индивидуальных признаках? Ведь где-то же должны содержаться сведения о том, что у ребёнка будут голубые глаза, как у мамы, и нос картошкой, как у папы? Когда в утробе матери формируется и строится тело будущего младенца, на основании каких планов оно строится? Где эти планы зафиксированы?

Записи обо всех наших признаках и особенностях содержатся внутри каждой нашей клетки — в самом её центре, в ядре. У человека триллионы клеток, и в каждой из них есть информация обо всем человеке. «Буквами», которыми записывается информация о нас внутри нас, служат наборы химических соединений. Они называются аминокислотами. Всего этих «букв» двадцать. Химический алфавит. Из аминокислотных «букв» составляются «слова», в которых закодированы некие признаки — например, цвет глаз. Эти «слова» — наборы сцепленных между собой аминокислот — именуются генами. Всего генов около тридцати тысяч, и их сочетание описывает всю конструкцию человека.

«Слова»-гены составляют собой «книгу» с полной записью о каждом из нас. Точнее, не «книгу», а «свиток», поскольку для компактности скручены в двойную спираль — знаменитую спираль ДНК. Аббревиатура ДНК расшифровывается как дезоксирибонуклеиновая кислота. Это длиннющая, напоминающая плотно завитую пружинку молекула, которая состоит из многих миллиардов атомов. Молекулу эту простым глазом, конечно же, не увидеть, да и в обычный оптический микроскоп не увидеть тоже. Но если бы можно было развернуть молекулу ДНК, она бы вытянулась в нить длиной в два метра, то есть из микрообъекта сразу стала бы макрообъектом. И всё потому, что в ней записан колоссальный объем информации — всё о целом человеке!