О живом и мёртвом 2

Да. В одном абзаце изложить нечто достаточно сложное трудно. Даже схематично, даже на уровне гипотезы. Кое-кто вообще не понял, о чём речь. Поэтому мне приходится продолжить тему, заложенную в моей заметочке «О живом и мёртвом» (см. https://author.today/post/725825 ), которая сама была просто моей реакцией на неудачную попытку математического обоснования одной из гипотез каким-то англичанином. 

Итак, один английский учёный (хорош ржать…) попробовал с помощью математики доказать, что первые проблески жизни могли произойти благодаря деятельности вулканов. Мол, именно там возникли первые живые клетки. На мой взгляд – это плохая идея. Во-первых, среди гипотез возникновения жизни роль вулканов занимает на сегодня видное место – это не новость. Во-вторых, проблема здесь состоит в том, что никто внятно не описал самого процесса этой трансформации. Поэтому «перевод» на язык математики здесь по определению будет провальным. То есть вообще не очень понятно, зачем англичанин отвлекал внимание публики на свою персону. 

Однако на меня его заява впечатление таки произвела настолько, что, собрав в пучок жалкие обрывки знаний в области, к которой я отношения не имею, я решил представить, а что и как там вообще могло происходить. И невольно мысли сразу обратились к такой странной форме существования материи, как вирусы. Если спросить в Сети, что это за хрень такая, то можно в разных вариациях услышать (прочитать) коротенькое сообщение о том, что вирусы, мол, не совсем живые, а может и вообще неживые, и что они вообще не могут жить без живой клетки. Хотя они могут размножаться… 

Короче «брэд оф сиф кэбл», хотя в принципе современную науку можно и нужно понять правильно, ведь деньги ей выделяют большей частью для решения насущных проблем человечества. Там и копают. А «вирус» в переводе вообще означает «яд», если склероз мне не изменяет. То есть их изучают именно, как источник заболеваний, то есть на прикладном поле, если так можно выразиться. Если же сделать шаг в сторону, то погрузитесь в очень плотный туман, где даже с терминологией всё очень тускло. 

Здесь прямолинейной дороги нет, и придётся двигаться от внешних границ к центру. То, что вирусы не могут существовать вне живой клетки – чушь по определению. Если бы дела обстояли так просто, то не существовало бы вирусных заболеваний, ведь они вызваны именно вирусами, а не клетками. То есть вирус, даже для того, чтобы попасть в другую клетку должен как-то преодолеть расстояние до неё. И в это время он, как ни крути – вполне себе жив, в смысле функционален. Мало того, это состояние он способен поддерживать достаточно длительное время. Помните, наверное, сообщение о том, что в «вечной мерзлоте» обнаружен самый большой вирус. И этот древний вирус ожил, попав в благоприятную среду… 

На сегодня распространены три основные версии появления вирусов. Две из них, по сути, являются вариациями одной. В упрощённом виде она заключается в том, что вирусы – это деградировавшие клетки. Но есть и третья гипотеза. Именно она вызывает интерес. Дело в том, что строение клетки очень сложное и она именно в виду своей запредельной сложности никак не может возникнуть сама по себе из неживой материи. Должен был существовать какой-то «протобиот», гораздо более простой по своей конструкции, который потом, по мере своей эволюции и превратился в клетку. 

И вот на эту роль именно вирусы подходят лучше всего. И эта самая третья гипотеза, известная под названием «гипотеза коэволюции» предполагает, что вирусы возникли из сложных белков и нуклеиновых кислот независимо от клеток. Я бы добавил здесь, что раньше клеток. Потом они продолжили свою эволюцию уже вместе с клетками. Только вирусы могли стать первыми созданиями Природы, которые были предтечами клеточной формы жизни. Мало того, именно вирусы сегодня считаются важнейшим естественным средством переноса генов между различными видами. То есть именно они определяют эволюцию и генетическое разнообразие в Природе. В развитии жизненных форм на самом раннем периоде клеточной жизни вирусы вообще имели центральную роль в силу своего разнообразия и гибкости. При этом под термином «вирус» нужно понимать все его формы, включая самые примитивные, которые сейчас именуются «вироиды» и «прионы». Все эти формы до сих пор не могут уверенно отнести не к живой, не к неживой форме существования материи. 

Главные качества, которые роднят вирусы с живой материей – это наличие собственного набора генов, способность изменяться путём естественного отбора и способность к размножению. Обычно вирусам противопоставляют клетки в праве зваться живыми за то, что якобы вирусы не способны существовать самостоятельно, вне клетки-носителя, как будто забывая при этом, что клетки, являющиеся частью более сложных организмов, тоже не способны существовать отдельно от организма. 

С другой стороны утверждения о том, что одинокий вирус может жить и размножаться исключительно в составе живой клетки неверны по сути. Этого просто никто не проверял, да и проверить это на самом деле невозможно. Ведь сложно воспроизвести в лабораторных условиях все виды ситуаций, которые могут возникнуть в окружающем мире. Если добавить к этому просто немереное количество даже известных разновидностей вирусов, то задача представляется нерешаемой в принципе. 

Ещё одно проблемное утверждение заключается в том, что у вирусов нет собственной системы обмена веществ, и для самовоспроизведения им необходима клетка-хозяин. Замечательно, не будем спорить с этим утверждением, а просто отметим, что исследованию подвергались именно болезнетворные вирусы. И получается, что вирус в организме либо использует клетку как «склад материалов», либо деградирует до уровня части клетки, переставая размножаться. Но тогда в первом случае речь может идти исключительно о том, есть в окружающей среде необходимые элементы для самовоспроизведения вируса, или среда для воспроизводства неподходящая. Причём в настоящих условиях чёткой границы между этими двумя состояниями среды быть не может. То есть не может быть идеальной среды - всегда будут «неудобные приправы». Например, какие-то вредные вещества в переменном количестве в окружающей среде. И именно это будет тем самым фактором, который будет подталкивать способность вируса к мутации, приспособлению к внешним условиям. Неудачные мутации погибнут, а удачные будут развиваться. Это и есть эволюция. 

Ещё одна разница между клетками и вирусами заключается в том, что клетки размножаются делением, а вирусы… назовём это «матричным дублированием». То есть это способ, известный из неживой материи. Именно так размножаются кристаллические структуры. Отличие от кристаллов здесь в том, что у кристаллов отсутствует механизм наследственности, который есть у вирусов. Тот самый механизм, который позволяет сохранять полезные свойства мутировавшему вирусу… К вопросу кристаллов я ещё вернусь. 

Учитывая необходимость приспособления вируса к окружающей среде (мутации), можно вспомнить, что физико-химические преобразования исходных компонентов вируса неизбежно создадут не один «протовирус», а сразу группу (колонию). Понятно, что особенности среды обитания отдельного вируса в колонии будут зависеть от его положения в этой колонии. То есть условия на границе колонии будут сильно отличаться от условий, которые сформируются в его глубине. А это в свою очередь будет означать, что вирусы, находящиеся в разных местах первичного сгустка, будут мутировать в разных направлениях, развивая у себя разные свойства. 

Естественно предположить при этом, что одновременно у всех вирусов будут развиваться и симбиотические качества, ведь иначе первичный сгусток просто распадётся. Я это предполагаю на основании того, что исследования болезнетворных вирусов говорят о том, что они обладают комплексом качеств, предназначенных для внедрения во вполне конкретные клетки организма. Именно поэтому говорят о разнообразии в методах распространения вирусных заболеваний. В одном случае нужно касание заражённого организма, в другом – просто вдохнуть воздух, которым дышал больной. То есть имеется вполне определённая способность к симбиозу с чужой структурой. Этот механизм выборочного приспособления мог и даже должен был сформироваться ещё на самых ранних стадиях появления первичных вирусов.

Вот тут пришло время вспомнить про кристаллические структуры неживой материи. Известно, что вирусы обладают множеством вариантов конструкции. Среди этих разновидностей имеются и формы в виде кристаллов. Полагаю, что именно такие формы являются самыми древними, самыми первичными вариантами конструкции вирусов. Все иные варианты конструкции есть результат эволюции первичных форм под влиянием внешних условий, результат эволюции. 

Это и есть то самое в развёрнутом виде, что я имел в виду в последнем абзаце в прошлой заметочке про возникновение живой материи из неживой… если коротко.