В начале 2003 года была подготовлена к печати и направлена в редакцию журнала “Сибирь-Восток” статья, текст которой приводится ниже. Она завершает статейную работу, поскольку накоплено достаточно материала для книги “Гипотеза информационного происхождения и существования живого”, или “Информационная гипотеза живого” к работе над которой я приступил. Статья не была опубликована. Выпуску врачей 1953 года Военно-Медицинской академиии Самаркандского медицинского института посвящается Основные положения гипотезы
информационного Р. Р. Ибадулин В работе, являющейся продолжением ранее опубликованных материалов, анализируются дополнительные доказательства информационной сущности живого. Автор предпринимает попытку сформулировать основные, по его мнению, положения новой гипотезы информационного происхождения и существования организмов. A potentia ad actium Период после публикации материалов об информационной сущности живого [ 14, 15, 16, 17] характеризуется нарастающими темпами развития информатики и компьютерных технологий, главными тенденциями которых являются предсказанные в конце XX века миниатюризация информационных устройств, увеличение их быстродействия, памяти, и как следствие усложнение решаемых ими задач. Накапливаются данные об информационных свойствах световых излучений, воды, водных растворов и коллоидов.Время подтверждает и высказанный ранее тезис о том, что сложные и дорогие эксперименты на микро уровне всё чаще разочаровывают исследователей, принося факты, которые не могут быть объяснены с диалектико-материалистической точки зрения [ 14] . Диалектический материализм, как мировоззренческая парадигма, продолжает терять свои позиции, уступая место новому мировоззрению – информационному [ 1,22, 23] .Важнейшие аргументы в пользу информационной природы живого поставляет не генетика и не геномика, а как будто бы далёкая от биологии новая отрасль, появившаяся сравнительно недавно и получившая название молекулярной электроники или молетроники. Сегодня доказана как теоретически, так и экспериментально возможность создания молекулярного и органического компьютера, где логические элементы, полупроводники, триггеры, запоминающие устройства и др. собраны из одной молекулы или группы молекул, а для их переключения используется не только электричество, но и другие физические явления, в том числе разного рода излучения [ 10] .В обычных условиях молекулы являются плохими проводниками, но при подаче напряжения электроны упорядочиваются, а электропроводность молекул возрастает. Если состояние низкой электропроводности определить как логический “0”, а высокой “1”, то получается элементарный молекулярный переключатель. Оказалось, что такой переключатель способен выполнять функции памяти типа RAM. Первый импульс напряжения, переводящий систему в состояние “1”, соответствует записи информации. Эта информация может быть считана последующими импульсами, которые определяют, в каком состоянии находится молекула – “0” или “1” или стерта посредством приложения отрицательного напряжения[ 19]Многие природные и синтезированные органические молекулы могут быть использованы в качестве логических элементов. Есть органические молекулы, разные половины которой обладают разными свойствами по отношению к электрону. Одна способна отдавать электрон, выступая донором, другая только принимать, являясь акцептором. Между двумя электродами такая молекула будет пропускать ток в одном направлении - от донорской части к акцепторной. Если между двумя такими молекулами установить группу молекул, способных менять свойства под воздействием каких либо физических факторов (электрического напряжения, лазерного излучения, ультрафиолета и других), то все вместе они смогут исполнять роль “затвора”. Получается аналог полупроводникового триггера (вентиля) - базового элемента каждого компьютера, работающего по “двоичной” логике. Логические вентили можно собрать из двух типов молекул ротоксинов – “нити” и “бусины”. “Бусина”, нанизанная на “нить”, перемещается, обеспечивая положение “0” и “1”. Молекула спиробензипирана переключается из состояния “0” в “1” под воздействием ультрафиолетовых лучей, а в обратном направлении - обычного света. Функции “0” и “1” способны выполнять зеркально симметричные изомеры органических молекул (“правая” и “левая”) под воздействием света и электрического тока [ 10] . Переключение подобных триггеров осуществляется с невероятной скоростью за одну фемтосекунду - 10-15 сек.Показаны логические и усилительные функции молекулы из группы тиолов (меркаптанов) размером примерно 1 нанометр, состоящей из углерода, водорода и серы [ 20] . То, что молекула ДНК, в состав которой входят углерод, водород, азот, фосфор, кислород, при объединении водородными связями комплементарных азотистых оснований между собой, может выполнять функции микропроцессора, блока оперативной памяти (ОЗУ), постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) несомненно. Важным условием при сборке молекулярных компьютеров является время жизни используемых молекул. ДНК – “долгожитель”, самая стойкая даже к тлену органическая молекула. ДНК способна к ренатурации, то есть к полному восстановлению нативной характерной для данного биологического вида структуры молекул после термической денатурации [ 2] . То, что ДНК в биологических компьютерах играет роль основного носителя информации не случайно.По мнению учёных можно будет создать молекулярный процессор в 100 миллиардов раз экономичнее современных микропроцессоров, и гораздо меньших размеров. Исследуются пути создания квантовых компьютеров, где рабочими элементами будут уже не молекулы, а атомы и субатомные частицы. По законам квантовой механики каждая частица характеризуется направлением вращения - спином. Противоположные спины соответствуют состояниям логических “0” и “1”. Сейчас по данным лаборатории IBM Стенфордского университета, где добились устойчивой работы структуры, состоящей из 5 атомов, квантовые компоненты могут быть использованы как в блоке памяти, так и в процессоре [ 19] . Приведенные данные показывают, что многие органические молекулы, в том числе и ДНК, по своим характеристикам могут быть транзисторами, логическими элементами информационных устройств. Органические молекулы способны изменять своё состояние под воздействием излучений лазера, при воздействии света, звука, радиоволн и, возможно, других физических факторов. И, наконец, органические молекулы могут генерировать лазерные излучения, выполнять функции хроматофоров, светодиодов, преобразователей сигналов. Так, в Японии изобретено светоизлучающее устройство из одной органической молекулы – дендромеры. Разработаны технологии сопряжения и соединения неорганических и органических молекул и групп молекул для соединения “выходов” одних логических элементов с “входами” других. Нанотехнологии позволяют соединять молекулы, используя также углеродные нанотрубки. Таким образом, сегодня имеется всё необходимое для “сборки” молекулярных и органических компьютеров. При этом общая принципиальная схема строения и функционирования компьютеров, как объективная закономерность, остаётся одинаковой для всех устройств независимо от времени их создания, применённых материалов и технологий. Компьютер на органических молекулах в пробирке уже существует [ 10] . Прогнозируется промышленное производство молекулярных компьютеров в 2010-2015 годах.Молетроника сегодня дала фактический материал для теоретических обобщений об информационном начале в живом, молетроника завтра может дать инструмент и методику их экспериментальной проверки. Есть основания считать, что по многим параметрам органические компьютеры, то есть устройства, при сборке которых будут использованы лишь органические молекулы, могут быть предшественниками биологических компьютеров. Достаточно реальным сегодня представляется предположение, что в биологических компьютерах для обработки, хранения и передачи информации, обеспечения быстродействия при минимизации затрат энергии используются лазерные излучения, радиоволны, голография и другие факторы [ 24] .Подтверждения этому имеются в работах, авторы которых понимают, что генетический текст и генетический код, в основе которых чередование структуры ДНК, не способны хранить, обрабатывать и передавать огромные массивы информации, необходимые для развития, существования и воспроизводства живого. Они теоретически и экспериментально доказывают, что геном одновременно существует в материальной и в волновой форме, а информация кодируется и направляется в основном волновыми взаимодействиями [ 4,5] . Авторами построена и уточняется “гипотетическая модель эндогенного биоволнового (голографического) управления развитием многоклеточных организмов из эмбрионального состояния во взрослое” [ 24] .С использованием приборов удаётся регистрировать генерируемые геномом лазерный свет от инфракрасного до ультрафиолетового [ 3] , звуковые волны, биологически активные радиоволны кило- и мегагерцового диапазонов. Хромосомы, по их мнению, способны трансформировать когерентный свет, в определенных условиях взаимодействующий с геноструктурами и белками. Поэтому практически любая точка в пространстве организмов является источником физических полей, в том числе генознаковых. Они полагают, что в живом используется также явление фотонной телепортации - основной принцип фотонного компьютера.Авторы считают, что в биосистемах образуются голограммы и квазиголограммы [4,5], а волновая информация многократно (избыточно) повторена в разных пространственных масштабах. “Когерентно-импульсный режим работы хромосомного континуума характеризуется как лазерный излучатель, где может происходить лазерная накачка фотонов молекулами ДНК с их последующим квантово-пороговым импульсным отстрелом”. Колебательные процессы обеспечивают биологическую память генетических молекул [ 24] .Здесь приведена небольшая часть положений авторов очень интересных работ, свидетельствующих, что создатели теории волнового генома и волнового генетического кода наиболее близки к информационному толкованию биологических явлений. Они применяют такие по сути информационные понятия как ДНК - квантовый, ДНК - волновой, хромосомно - волновой биокомпьютеры, отмечая их способность к элементарным актам мышления. Постулируется биологическая память генетических молекул; голографическая память; лингвистико-фоновая и фоново-ассоциативная память генома, а молекула ДНК называется супер информационным биополимером. Говорится так же о регуляторной волновой информации [ 7] ; квази-сознании генома разного уровня [ 3] .В статье нет возможности подробно рассмотреть каждое из приведенных положений. Такая цель и не ставится. И всё же при многих совпадениях во взглядах на информационную сущность живого у нас имеются принципиальные расхождения. В первую очередь это относится к биологическому компьютеру - основополагающему информационному понятию. ДНК или геном это ещё не компьютер. ДНК - важная, но только часть “железа” биологического компьютера, исполняющая роль микропроцессора и другие функции. Работоспособным любой компьютер становится лишь при объединении микропроцессора с другими частями “железа” и конечно с программным обеспечением [ 14,18] . Без этого память, элементарные акты мышления, квази-сознание и другие способности информационных устройств и созданных на их основе информационных систем необъяснимы. Не организм, как считают некоторые, и не мозг, как это представляют другие, и не геном, а клетка и одноклеточные организмы имеют все необходимые компоненты, чтобы считаться компьютерами [ 14, 17] . С этих позиций клеточная теория, пожалуй, единственное и важное обобщение классической биологии, которое не будет противоречить информационной гипотезе живого.Во-вторых. Считать программами регуляторную волновую информацию и знаковые взаимодействия с позиций современной информатики представляется не достаточно аргументированным. Когерентное включение и выключение лазерных, звуковых, радиоволновых генераторов излучений, используемых для переключения молекулярных логических элементов, происходит по командам соответствующих программ и под контролем операционных систем, обеспечивая целевые процессы работы с внешней и внутренней информацией, выработку рациональных вариантов ответов. Волновые проявления вторичны, они не могут быть точной копией программ и по тем причинам, что не защищены от помех, подвержены дифракции, интерференции и воздействию различных полей. Программы задают ритм включения и выключения излучателей, которые и создают “реестр образов и звуков, бесконечный и постоянно меняющийся” фиксируемый исследователями [ 6] .П.П. Гаряевым с коллегами была создана молекулярно-опто-радиоэлектронная аппаратура (МОРА), которая, по их мнению, имитирует основные волновые управленческие процессы генетического и метаболического аппаратов живой клетки. Если в МОРА ввести вещественные программы – матрицы, взятые у организмов, - ДНК, РНК или белки, то, по утверждению авторов, возникает система сложных управляющих знаковых физических полей – аналогов тех, что использует наш организм для регуляции собственной жизнедеятельности. В экспериментах на крысах они лечили записанной на МОРА информацией диабет и добились в нескольких случаях восстановления функции клеток поджелудочной железы [ 6] . Волновая медицина и различные волновые генераторы в последнее время получили широкое распространение при лечении многих заболеваний. Даже стали говорить об информационной медицине, полагая, что в основе её методов лежит информационная корректировка работы тканей и органов путём волновых воздействий. Но пока лечебный эффект не постоянен и не всегда стабилен. Вероятнее всего, потому что генерируемые волны не оказывают прямого влияния на информационные процессы в геномах, тем более на сами программы, а лечебный результат обусловлен волновыми взаимодействиями с вторичными проявлениями работы программ.В-третьих. Авторы придерживаются эволюционного взгляда на формирование изучаемых ими информационных процессов и явлений [ 24] . Но не объясняют, как такие сложные и ассоциированные, согласованные по времени, месту и уровню, связанные в единую логическую цепь события в геноме и в его волновых проявлениях могли формироваться случайным образом [ 25] .Выше указывалось, что наиболее подходящим биологическим материалом для центрального процессора, ОП и ПЗУ, как носителя информации оказалась ДНК. Какое-то информационное значение, по-видимому, имеет то, что в каждой ДНК любой клетки суммарное количество пуриновых оснований равно сумме пиримидиновых, количество аденина соответствует количеству тимина, а количество гуанина – цитозину [ 2] . Вполне возможно, что какое-то основание выполняет функции лазерного излучателя, другое источника фотонов. А может быть дезоксирибоза, имея в своём составе фосфор, генерирует свет, а азотистые кольца играют роль транзисторов? Молетроника и информатика сегодня позволяют косвенно подтвердить, что ДНК и хромосомы могут исполнять функции центрального микропроцессора биологического компьютера и быть носителями стратегической для организма информации, в том числе и наследственной, но не шифруемой генетическим кодом.Программа развития организма включает как активацию, так и репрессию отдельных генов в разных клетках и тканях [ 9] . Бесспорно, что последовательность этих циклов должна быть определена и чётко регулироваться. Так вот оказалось, что подвижные элементы некодирующей части ДНК, перемещающиеся в геноме как в пределах одной хромосомы, так и между хромосомами, способны или активировать близлежащие гены или подавлять их активность. Перемещения осуществляются путем вырезания элемента из одного места и встраивания его в другое, либо путем образования копии подвижного элемента, внедряющейся в новое место [ 8] .Закономерно возникают вопросы к тем, кто утверждает, что способность к перемещениям определяется особенностями структуры подвижного элемента и наличием белков-ферментов, обеспечивающих эти перемещения ( транспозиции), а также благодаря активности ферментов, которые способны точно вырезать элемент из хромосомы для того, чтобы затем вставить его в какое-то другое место. И, конечно же, не на случайное. Кем и как выбирается участок ДНК для вырезания или копирования? Кем и как определяется место для встраивания его в собственную или другую хромосому? Как ферменты определяют, где и какие гены должны быть в данный момент активированы или подавлены? Если говорить об организме человек, то для решения таких задачек надо знать всё о 46 хромосомах, о более чем 21000 генах и 3-х миллиардах нуклеотидных последовательностях, составляющих геном!Согласно информационному подходу подвижный участок ДНК выполняет функции носителя (по типу дискеты или CD-Rom в информатике), на который из операционной системы записаны соответствующие программы. Они в первую очередь управляют движением носителя по заданному маршруту, несут команды для активации или торможения функции генов, для копирования каких-то программ в сами гены и для выполнения других запрограммированных действий.РНК – представляются носителями второго уровня, так как в основном осуществляют транспорт оперативной информации, скопированной из операционных систем или программ, находящихся на ДНК Они способны образовывать трёхмерные пространственные структуры. В биологическом компьютере в процессе транскрипции, при "переписывании" информации с ДНК на РНК, использованы, по- видимому, все известные нам сегодня информационные приёмы - от механических до квантовых. ДНК-зависимая РНК-полимераза "узнаёт" промотор - участок ДНК, с которого необходимо начать копирование, и прикрепляется к этому участку. Расплетая двойную спираль ДНК, перемещаясь вдоль одной из её цепей, РНК присоединяет новые нуклеотиды в соответствии с принципом комплементарности [ 2] . Идёт создание нового биологического носителя. На него копируются по командам главной операционной системы необходимые программы, "почтовые индексы", маршруты движения и другая необходимая информация для синтеза белков, а также команды для органелл, которым эти белки предназначаются.. Большая площадь взаимодействия и полное пространственное совпадение с матричной ДНК, то есть прямой контакт, позволяют сделать процесс копирования программ быстрым и точным при минимальных затратах энергии.Малые РНК присутствуют во всех отделах клетки, включая цитоплазму, ядро, ядрышко, митохондрии. Отмечается необыкновенная многофункциональность этого полимера в живой природе [ 26] . Известны следующие функции РНК: генетическая репликативная, аналогичная главной функции ДНК; кодирующая, структурообразующая, узнавания, каталитическая - аналогичная энзиматической функции белков-ферментов. Установлено, что короткие РНК также могут регулировать активность генов. Компактно свернутые молекулы малых РНК принципиально подобны трехмерным структурам глобулярных белков [ 26] , что ещё раз подтверждает предположение о носителе информации, могущем нести разные программы соответственно выполняемым на данном этапе функциям.Заметим, что РНК обладает некоторыми функциями от ДНК, другими от белков, то есть, является функционально переходной формой биологического носителя. При явно информационном содержании всех процессов до сих пор функции РНК пытаются объяснять с позиций структурного подхода - последовательностью нуклеотидов и способностью формировать трехмерные конгломераты. У прокариот для управления на этапе инициации и терминации операционная система для передачи команд (сигналов) использует соответствующие белки, несущие определённые программы. Если многие процессы жизнеобеспечения у прокариот и эукариот совпадают и не претерпели изменений за миллиарды лет, то механизм транскрипции, а именно единицы скриптоны или опероны у них разные. У первых они моногенны, у эукариот включают в себя несколько генов [ 2] , что зависит, конечно же, от степени сложности этих разных биокомпьютеров, особенно их программного обеспечения. Белки, синтезируемые в рибосомах с участием иРНК, мРНК являются не только строительным материалом, но и носителями программ (информации), которая из ДНК через РНК переписывается в молекулы белка и доставляется к органеллам, мембранам и другим образованиям клетки. Рибосомы – это “фабрики” по изготовлению белковых носителей с информацией, скопированной с иРНК, мРНК. По типу промышленного производства CD-Rom, DVD- дисков с записанными на них утилитами, программами установки различных устройств, с фильмами, играми и так далее.Не только обычные белки, но и прионы, имея пространственное строение, оказались носителями информации, даже генетической. Дрожжевые прионы (Psi+ и Sup35) у Saccharamyces cerevisiae передают генетические наследуемые признаки без участия ДНК или РНК [ 3] . Прионовые белки (PrPsc), те самые которые могут вызывать заболевания нервной системы у людей и крупного рогатого скота, в том числе "сумасшествие коров" не имея нуклеиновых кислот, то есть генетического аппарата, также способны, передавать наследственные признаки последующим поколениям, обуславливая их штаммовую специфичность. Известно 20 разновидностей таких прионов. В норме они находятся на поверхности клеток человеческого организма и участвуют в передаче сигналов. Патологические прионы при встрече со здоровыми способны влиять на них, передавать им свои приобретенные болезнетворные способности [ 3,24] . Но как? Неразрешимая загадка для генетики и молекулярной биологии. Вероятнее всего и здесь имеет место запрограммированный ранее механизм информационного взаимодействия.Другая загадка прионов PrPsc, которую не могут объяснить учёные: как они из других органов и тканей попадают, преодолевая гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), в головной мозг и размножаются там. Есть предположения, что через лимфу или ретроградно через нервные окончания по аксонам. Но обязательно ли проникать в головной мозг самим прионам? Если организм информационное устройство и имеет своё информационное поле, а прионы способны нести и передавать информацию, то должно существовать много каналов для передачи информации о патогенных свойствах в головной мозг, минуя материальные структуры, в том числе желудок и ГЭБ. Информационную сущность ДНК, РНК, белков и прионов, как биологических носителей, подтверждает их пространственная трёхмерная структура, существующая миллиарды лет. Аналогичная трёхмерная архитектоника микросхем, позволяющая в одном кристалле разместить значительно больше элементов, разработана человечеством совсем недавно в конце XX века, когда стало очевидным, что наступает предел совершенствования сложности и быстродействия кремниевых интегральных схем на основе планарной технологии, то есть когда все элементы микросхем размещались в одной плоскости. Плотность размещения молекулярных элементов в трёхмерной схеме может составить 1012 - 1015, а производительность компьютеров, где использованы такие микросхемы, возрастает до 1000 триллионов операций в секунду! Но, судя по количеству элементов в микропроцессорах, их пространственному размещению и работе с использованием собственных излучателей, производительность биологических компьютеров должна быть несоизмеримо выше. Накоплена группа фактов, свидетельствующая о возможности без матричного синтеза биологических носителей информации. Так, “… прионам, теломерам и Qb-репликазе - присуща общая стратегическая черта. Это их необычная способность реплицировать белки, ДНК и РНК, вроде бы, безматричным (безматериальным), и пока необъяснимым, путем (выделено мной). Для прионов - это непонятный путь проникновения из желудка в мозг и необъяснимая штаммоспецифичность без генома, для теломер - непонятный ALT механизм синтеза концевых хромосомных ДНК, а для Qb-репликазы - непонятный "безматричный" синтез РНК. В качестве одного из объяснений мы выдвигаем гипотезу, что “прионоподобные паразитические белки обладают виртуальным геномом, взятым “взаймы” у клетки-хозяина на момент размножения этих белков” [ 3,7] . Авторы правы, если “виртуальный геном” понимать как снабжённый операционными системами и программами белок, которые определяют его свойства.Отдельные открытия противоречат центральной догме молекулярной биологии утверждающей, что транскрипция и трансляция возможны только на матричной основе и в следующем порядке ДНК-РНК-БЕЛОК. При исследовании механизма восстановления теломер установлено, что теломераза оказалась необычной обратной транскриптазой, то есть РНК-зависимой ДНК-полимеразой, имеющей собственную матрицу РНК для синтеза коротких повторяющихся последовательностей концевых ДНК хромосом. Здесь путь обратный - от РНК к ДНК. Передача генетической информации без ДНК, саморепликация молекул ДНК и РНК без матриц, обратный путь репликации ДНК не объяснимы без информационных взаимодействий на основе программ. Количество таких открытий опровергающих тезис, что нуклеиновые кислоты, белки и другие биомолекулы работают на материальном вещественном уровне в соответствии со своей структурой, будет расти, соответственно появятся новые доказательства информационного устройства живого. Нельзя не отметить, что указанные сведения опровергают появившееся сравнительно недавно предположение, что живое начиналось не с белков, а с РНК в силу “возможности воспроизведения (репликации) полимера, повторяющего свою специфическую микроструктуру в поколениях” [ 26] . Но требуется воспроизведение не только структуры, не только материального носителя информации, необходимым условием функционирования является программное содержание. А где РНК могла набрать огромное количество программ, способных объединить несколько тысяч нуклеотидных последовательностей ДНК, около миллиона белков, включить излучатели, замкнуть мембрану и скоординировать работу всех частей клетки?Дополнительным свидетельством информационного устройства живого явились сведения об информационных свойствах воды. В 1988 г. в журнале Nature появилась публикация о существовании памяти воды. Основанием стало сохранение биологической активности растворов антитела в разведении 10 -120, при котором вероятность обнаружить хотя бы одну молекулу белка бесконечно мала[ 11] .Последующие исследования позволили сделать вывод о том, что основу такой памяти составляет способность воды сохранять структурно-информационные свойства во времени. Растворение любых веществ в воде изменяет ее структурные характеристики, происходит окружение молекулы вещества вполне определенными гранями структурных элементов воды, которые, согласно обнаруженному свойству самокодируемости информационной системы воды, выстраивают остальные структурные элементы воды в строго определенном порядке, отражающем свойства растворенного вещества [ 12] . Этим авторы объясняют также активность гомеопатических растворов.При растворении веществ в воде вокруг ионов, полярных молекул и мицелл возникает двухслойная гидратная оболочка, состоящая из плотно "структурированного" слоя молекул воды и рыхлого "деструктурированного" слоя. Плотный слой гидратной оболочки считается состоящим из связанных между собой водородными связями водных кластеров, структура которых специфична в зависимости от природы гидратируемой частицы [ 21] .В настоящее время появились гипотезы о существовании в воде не только коротко живущих “мерцающих кластеров”, но и весьма устойчивых образований. Так, согласно одной из них вода представляет собой иерархию правильных объемных структур, в основе которых лежит кристалло-подобный "квант воды", состоящий из 57 её молекул. Эта структура энергетически выгодна и разрушается с освобождением свободных молекул воды лишь при высоких концентрациях спиртов и подобных им растворителей. "Кванты воды" могут взаимодействовать друг с другом за счет свободных водородных связей. При этом возможно образование уже двух типов структур второго порядка. Их взаимодействие друг с другом приводит к появлению структур высшего порядка. Последние состоят из 912 молекул воды, которые практически не способны к взаимодействию через водородные связи [ 11] .Таким образом, водная среда представляет собой как бы иерархически организованный жидкий кристалл. Изменение положения одного структурного элемента в этом кристалле под действием любого внешнего фактора или изменение ориентации окружающих элементов под влиянием добавляемых веществ обеспечивает высокую чувствительность информационной системы воды. Наличие фракций воды подтверждено методом высокоэффективной жидкостной хроматографии [ 12] .Большая часть клеточной воды структурирована и мало подвижна, что обуславливает желеобразное состояние цитоплазмы. Это не обычный раствор, компоненты которого взаимодействуют друг с другом при случайных столкновениях. Сигналы из одной части клетки немедленно передаются во все остальные, а потоки метаболитов организованы и движутся к местам их переработки. Вода живой и мертвой клетки неодинакова[ 12] .По некоторым данным сами жидкие кристаллы ДНК в составе хромосом и/или структурированная вода биосистемы, точнее ее электролиты, являются светочувствительными средами. Информационно-волновые процессы распространяются и на белковую, и на водную составляющие биосистем [5]. На водных растворах можно получить коротко живущие голограммы [ 24] .Помня, что излучатели света широко использованы в биологических компьютерах, представляется актуальным сообщение в технической литературе об экспериментах по управлению светом. Свет в искусственной среде - "бозе-концентрате" (состав среды не публикуется) можно затормозить и даже на некоторое время задержать. Среда хранит данные о поглощённом пучке света, а по команде может их выдавать. Авторы открытия полагают, что это явление найдёт применение в информатике, в новых типах молекулярно-атомных и квантовых компьютеров, в системах хранения и передачи данных, что позволит передавать за короткое время в сжатом виде больший объём данных со значительно меньшими энергетическими затратами. Может быть, водные растворы биологических молекул имеют свойства и “бозе - концентрата”? Тогда это ещё один дополнительный и мощный фактор в пользу информационной природы живого. Вода - основной материал биологического компьютера, её содержание идёт по возрастающей от волос, где её около 10%, к клеткам других тканей от 70%, к нейронам серого вещества головного мозга- 90%… В клетках и тканях, где наиболее интенсивно идут информационные процессы, содержание воды выше. Случайно ли это? Возможно, структурированная вода не только необходимый компонент информационного устройства живого, объединяющий все составные части клетки, но и ещё один носитель и хранитель информации. Если вода информационная среда, то все жидкие компоненты: кровь, лимфа, межклеточные, межтканевые, спинномозговая и другие жидкости - значительно усиливают возможности многоклеточных организмов, как информационных систем. Информационные свойства воды и механизмы информационных процессов в структурированной воде ещё одно существенное звено в цепи доказательств информационной природы живого. Исследования воды в настоящее время расширяются, знания о её свойствах будут дополняться новыми открытиями, а некоторые гипотетические положения станут реальностью. Анализ новых научных данных, достижения современной информатики и молетроники делают возможным противопоставить всем гипотезам самозарождения жизни, в том числе на основе коацервата, саморепликации РНК, панспермии, а также эволюционной теории, новую гипотезу информационного происхождения и существования живого, основу которой могут составить следующие обобщения. 1. Жизнь со всеми её проявлениями, связями, зависимостями понятие философское. Информационная часть живого, составляющие её операционные системы и программы первичны и функционально неотделимы от генерируемых ими структур и функций материального органического субстрата. Жизнь - многообразные формы материализации информации, заключённой в живом. Жизнь вечна, насколько вечна Вселенная. 2. Живое – это организмы и их совокупности, составляющие биосферу Земли, и функционирующие как информационные устройства. На Земле никогда не было, не могло быть, и сейчас нет условий для спонтанного появления живого. Всё живое происходит только от живого.3. Первичным образованием и основным информационным устройством живого является биологический компьютер, в конструкции которого для работы с информацией соблюдены универсальные принципы обязательные для любого компьютера независимо от времени его изобретения, применяемых материалов и размеров.4. Единство информационной (software) и материальной (hardware) частей - объективная закономерность при создании и функционировании биологических компьютеров и информационных систем живого, как и каждого информационного устройства. Традиционный структурно - функциональный подход в исследовании живого без учёта, поиска и расшифровки информационной составляющей бесперспективен. По этой причине живое остаётся не познанным, хотя в результате масштабных и дорогих исследований стали известны структура генома человека, многих простейших организмов и микробов.5. Информационная составляющая биологических компьютеров постоянна и неизменна. Условий и механизмов для её изменения без остановки работы всего информационного устройства, не существует. Информационная составляющая в живом имеет также несколько систем защиты и лечения повреждений, вплоть до включения программы апоптоза (запрограммированная смерть клеток) при неисправимых ошибках, возникающих чаще всего в ходе репликации ДНК.6. Структурированная вода в живом обладает свойствами информационной среды, которая может исполнять функции носителя, возможно хранить и передавать информацию. 7. Одноклеточные организмы и клетки многоклеточных организмов - замкнутые, автономные биологические компьютеры, работающие на основе сложного программного обеспечения, определяющего их структурно-функциональную организацию, видовую принадлежность, целевые механизмы гомеостаза, воспроизведения себе подобных и энергетического обеспечения.8. Многоклеточные организмы - замкнутые, автономные, самоуправляемые информационно-кибернетические системы разной степени сложности, состоящие из биологических компьютеров, функционирующие на основе многоуровнего информационного обеспечения, определяющего их структурную организацию и функционирование, видовую принадлежность, а также целевые механизмы гомеостаза, воспроизведения себе подобных и энергетического обеспечения.9. Спонтанное возникновение одноклеточного организма и последующая так называемая органическая эволюция не реальны. Все информационные процессы имеют целевой характер, все информационные устройства предназначены для реализации программных целей.10. Организм и механизмы его воспроизводства (“курица” и “яйцо”) могли появиться только одновременно, так как содержат одинаковую информацию о биологическом виде, одинаковые операционные системы и программы, которые обеспечивают в поколениях повторение строения и функций каждой особи. Организмы и механизмы их воспроизводства объединены в целевой, единый и неделимый цикл.11. Организмы не взаимодействуют с природными факторами, а противостоят им (кроме экстремальных). Такое противостояние становится возможным благодаря врождённым, запрограммированным целевым действиям, таким как преобразование энергии солнца и органических веществ в собственные источники энергии, гомеостаз, митоз, апоптоз, а также многим базовым инстинктам (половой, пищевой и другие) и многочисленным врождённым рефлексам. Последовательное эволюционное формирование этих и подобных им функций исключено, так как без них (без одной из них) любая особь не жизнеспособна.12. Все организмы обладают способностью к обучению на основе приобретаемого опыта, поскольку являются информационными устройствами со сложным программным обеспечением. При этом приобретенные в течение жизни особи знания и навыки по наследству не передаются, а формируются каждым поколением вновь в зависимости от собственного опыта и условий обитания.13. Путь от конструирования органических компьютеров к созданию простейших замкнутых биологических компьютеров, открыт. Учитывая невероятные темпы развития информационных технологий, можно предположить, что ни одна гипотеза возникновения и функционирования живого, не была исторически так близка к экспериментальной проверке. Формирование информационной биологии, как новой фундаментальной отрасли знаний, как науки об информационных основах происхождения и существования живого на Земле, объективная необходимость.Словосочетания информационная биология, информационная медицина всё чаще встречается в литературе. Появились кафедры с соответствующими названиями. Но цели и задачи, которые они себе определяют больше сродни прикладным разделам классической биологии и биоинформатики. Например, на кафедре информационной биологии факультета естественных наук Новосибирского государственного университета полагают, что “Информационная биология относится к числу высоких технологий современной биологии (выделено авт.). Она обеспечивает информационно-компьютерные и теоретические основы генетики и селекции, молекулярной генетики и биологии, генетической и белковой инженерии, биотехнологии, медицинской генетики, генодиагностики, генотерапии, экологии, словом, тех наук, благодаря выдающимся достижениям которых биология превратилась в одну из лидирующих наук грядущего столетия. Информационная биология занимает в современной биологии ключевую и исключительно важную позицию. Предметом информационной биологии является исследование биологических систем на трех уровнях их организации: (i) молекулярно-генетическом; (ii) организменном и (iii) популяционном и экосистемном”. Такой подход не очень отличается от традиционного, свойственного вчерашней биологии. По нашему мнению, информационная биология должна быть новой самостоятельной отраслью науки. В основу её методологии должен быть положен информационный подход, а предметом исследования должны стать все информационные отношения и процессы, протекающие в организмах и их сообществах и проявляющиеся в целевых биологических закономерностях.А вот как сформулированы задачи кафедры информационной биологии: - “создание компьютерных баз данных для хранения экспериментальной информации о структуре и функции биологических объектов на всех уровнях их иерархии начиная с молекулярно-генетического, включая организменный и заканчивая популяционным; - разработка алгоритмов и пакетов программ для анализа информации, накапливаемой в перечисленных выше базах данных; - разработка теоретических и компьютерных методов анализа геномов и изучение их информационного содержания; - изучение механизмов хранения, реализации и передачи наследственной информации, закодированной в геномах;- создание компьютерных технологий моделирования молекулярно-генетических систем и процессов, в том числе фундаментальных: репликации, транскрипции и т.д.; - моделирование структурной организации и функции генетических макромолекул, молекулярных взаимодействий между ними; - изучение закономерностей эволюции генетических макромолекул и молекулярно-генетических систем; - разработка теоретических и информационно-компьютерных основ моделирования молекулярно-генетических систем-продуцентов с заданными свойствами; - создание математических моделей функционирования клеток и целых организмов на основе информации, записанной в их геномах; - создание математических моделей воспроизведения, функционирования и эволюции популяций и экосистем; - разработка теоретических основ фармакологии, биотехнологии и агробиологии нового поколения”. Уже приближенное рассмотрение показывает, что эти задачи во многом совпадают с общими прикладными принципами биоинформатики, применяемыми в биологии и медицине, может быть за исключением двух задач, выделенных мною курсивом. Но для решения этих задач необходимо предварительно “прочесть” геномную информацию, а чтобы прочесть, надо знать, что это за информация, как она зашифрована и записана, можно ли её скопировать и воспроизвести. Задачи информационной биологии могут состоять в изучении механизмов и технологии работы с внутренней и внешней информацией в живом, познании управляющей роли информации и её сопряжённости с биологическими структурами, функциями и физико-химическими процессами. Информационная биология - новая специальность и требует формирования новых специалистов. Не даст фундаментального результата её пребывание хотя и в “высоких технологиях”, но как части классической биологии, постулаты которой устарели и будут рушиться. Не даст ничего и простая интеграция знаний из различных областей знаний, объединение учёных разных специальностей во временные коллективы. Бесперспективной дифференциации наук должна противостоять новая отрасль, которая будет способна обеспечить теоретическое, экспериментальное и практическое единство современной информатики, информационных технологий, кибернетики и новейших достижений комплекса биологических и других естественных наук, преобразовать полезное применительно к своим задачам и заниматься изучением живого в русле информационного мировоззрения XXI века.Автор понимает дискуссионность выдвигаемых положений. Сегодня очевидно, что промедление в кардинальном изменении подходов к изучению живых организмов всё больше тормозит развитие комплекса фундаментальных наук о живом . Нельзя, чтобы биология и медицина остались в стороне от стратегического информационного пути современного прогресса. Опоздавшие отстают.Литература: 1. Акчурин И.А. Новые экспериментальные и теоретические основания современных поисков единства научного знания http://rusnauka.narod.ru 2.Биология. Большой энциклопедический словарь. М., “Большая Российская энциклопедия”, 1999 3.Б.И.Бирштейн, А.М.Ярошенко, Гаряев П.П. Леонова Е.А. Тертышный Г.Г. Почему мы не можем лечить ВИЧ и рак? (лингвистико-вероятностно-волновая версия) ©, 2001. Источник: SciTecLibrary.com4.Гаряев П.П. Волновой генетический код. М., Издатцентр. 108с. (1997). 5.Гаряев П.П. Волновой геном. М., Изд. Общ. Польза. 279с. (1994). 6.Гаряев П.П. Волновая генетика и сахарный диабет. “МГ”, профессиональное медицинское издание, №73, 2 8.9.20017.Гаряев П.П., Гарбер М.Р., Леонова Е.А., Тертышный Г.Г. К вопросу о центральной догме молекулярной биологии. #bt {display:block;} 8.Гвоздев В.А.. Подвижная ДНК эукариот. Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова http://www.NATURE.ru/db/msg.html79.Гвоздев В.А. Пространственное расположение хромосом в клеточном ядре определяет активность генов. Статьи Соросовского Образовательного журнала в текстовом формате, БИОЛОГИЯ (2001) 10.ЗайцевА.А. Молетроника.http://nauca.relis.ru/HTML/DIR0012 11. Зенин С.В. Структурированное состояние воды как основа управления поведением и безопасностью живых систем. Автореферат докт.диссерт., 1999.12.Зенин С.В. Информационная сущность действия гомеопатических препаратов. Гомеопатическая медицина и акупунктура, №2 1997. 13.ЗолотовВ. Виртуальная биохимия. http://www.computerra.ru/news/2000/12/26/6828/for_print.html14.Ибадулин Р.Р. Живое и клетка. Выпуск 10 “Занимательные очерки о деятельности и деятелях противочумной системы России и Советского Союза”, М., Информика, 2000, с.с.197-279. 15.Ибадулин Р.Р. Информационные основы живого. Размышления врача у компьютера. М., 1999. 16.Ибадулин Р.Р. Многоклеточные организмы, как информационно-кибернетические системы. Выпуск 11 “Занимательные очерки о деятельности и деятелях противочумной системы России и Советского Союза”, М., Информика, 2001, с.с. 73-137. 17.Ибадулин Р.Р. На пути к информационной гипотезе происхождения и существования живого. Журнал “Сибирь-Восток”, 2001, №3 (39), с.с. 31-36; №4 (40), с.с. 31-36.18.Колчанов Н.А., Матушкин Ю.Г., Лихошвай В.А, Регуляторные контуры генетических систем: принципы организации и эволюции. Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск 19 .Нетоскоп. Neulett-Paskard http://www/netoscope.ru/neushtml2 0.Нетоскоп. Bell Labs №20/78, 2002 http://www/netoscope.ru/neushtml21. Осипов В.А. Проект по разработке системы получения, хранения, транспортировки и контроля качества структурированной воды на основе матричных технологий "AIRES", www.aires.spb.ru22.Петров В.С. Научное мировоззрение 21-го Века (Internet) 23. Попов Л.В., Седов А.Е., ЧудовС.В. Развитие концепций информации в контексте биологии. doktor.ru: для врачей – Биометрика – 2000.24. Прангишвили И.В., Гаряев П.П., Тертышный Г.Г, Леонова Е.А., Мологин А.В. Генетические структуры как источник и приемник голографической информации. УДК 575.17 a 2000 Институт проблем управления РАН, Москва 25. Роузвер Д. Молекулярная биология опровергает теорию эволюции Перевод Е.Канищевой. Internet26. Спирин А.С. Биосинтез белков, мир РНК и происхождение жизни. http://vivovoco.nns.ru/VV/GOURNAL/VRAN/ASPIRIN/ASPIRIN.HTM
© Ибадулин Ренат Рашитович.
|