Медицинская газета. Главный редактор Андрей Полторак. Юрий Блиев и Ибадулин Ренат Рашитович - Теория информационного устройства живого и биология сегодня

Теория информационного устройства живого и биология сегодня

Беседу вёл Юрий Блиев, обозреватель "МГ"



- Ваша новая книга появилась накануне 200-летнего юбилея Ч. Дарвина и 150-летия первого издания его «Происхождения видов», с прямо противоположными взглядами на живое. Это расчёт?
Нет, совпадение случайное. Хотя оно может помочь подчеркнуть дог-матизм учения, возникшего на заре естествознания, когда о многих направ-лениях в развитии науки не догадывались, тем более об информатике, ком-пьютерных и нанотехнологиях, позволивших создать «умные» машины с производительностью сотни триллионов операций в секунду. Мы не успева-ем за этот миг даже моргнуть!

- Что же заставляет Вас, работая около 60 лет в практическом здравоохранении, параллельно продолжать заниматься проблемами жи-вого?
Состояние наук о живом, которые продолжают изучать организмы, настойчиво расчленяя их, а это приём из позднего средневековья. Когда про-должают всерьёз наделять эволюцию и отбор созидательными способностя-ми, что абсолютно противоестественно.
Можно ли спокойно воспринимать опусы современных эволюциони-стов? Так в редакции журнала «В мире науки» (№04, 2009) отмечая юбилей Дарвина, считают, что эволюция - теория для всех. Её «надо преподавать как практическую дисциплину, при помощи которой можно достичь понимания как резистентности к лекарствам, так и динамики цен на рыбу. Дарвин за-служивает гораздо большего, чем имеет. Теория эволюции призвана объяс-нить прошлое, настоящее и будущее… Самое важное – то, что наследие Дар-вина напрямую соотносится с тем, как осуществляется государственная по-литика, и даже время от времени с тем, какой мы делаем выбор в жизни. В соответствии с эволюционной теорией чрезмерный вылов рыбы ведёт к ис-тощению её запасов, а бесконтрольное употребление антибиотиков – к ус-тойчивости патогенных микроорганизмов к лекарствам». Комментарии из-лишни?!
Не замечая, что успехи молекулярной электроники, стремительно приближают эру информационных машин на органических молекулах, кото-рые по своим параметрам приблизятся к биологическим, подтверждая тем самым информационную природу и живого. Информационная интеграция в науках о живом веление времени!

- Какие принципиально новые положения содержит теория, вы-носимая на суд читателей?
А. Эйнштейн в своё время обратил внимание на то, что большинство ошибок в философии и логике связаны с тем, что человеческий разум скло-нен воспринимать символ как нечто реальное. Это замечание оказалось спра-ведливым для многих отраслей наук, где имеют дело с так называемой ин-формацией. То, что мы сегодня принимаем за информацию, это только сиг-налы и символы, создаваемые первичной информацией, главной составляю-щей организмов. Я назвал сигнальную, символьную информацию вторичной, только потому, что мы привыкли к этому термину и его содержанию. Он появился уже в XY1 веке в понятии «придания формы, свойств» и связан с легендой, повествующей о том, как в пражском гетто рабби Левом был выле-плен глиняный великан Голем, оживавший каждый раз, когда его создатель вкладывал ему под язык текст с именем Бога. Легенда удивительно предвос-хищает создание роботов: здесь есть и носитель информации, и программы, и считывающее устройство. Сегодня человечество научилось использовать вторичную информацию для создания роботов, вычислительных машин, ав-томатизированных систем для обработки, хранения и передачи сигналов и символов на расстояния.

- С вторичной информацией понятно, а как «потрогать» первич-ную?
Чтобы потрогать, её надо изучать. Но её упорно не замечают, продол-жая полагать в информационном веке, что все целевое, целесообразное и удивительное в живом результат отбора и эволюции. Первичная информа-ция - самостоятельная естественнонаучная категория, которая наряду с ма-терией и энергией, является основной составляющей всего живого. Она объединяет многочисленные физические и химические объекты и процессы в организмах, отграничивая их от внешней среды, руководит многочислен-ным циклами, обеспечивает их ритмичность, создаёт в этих целях собствен-ные контролирующие устройства, механизмы отсчёта времени, энергетиче-ского обеспечения и другие, в том числе направленные на сохранение видо-вой принадлежности и воспроизводство себе подобных организмов. Опре-деление первичной информации, которое я привожу в книге, вряд ли можно считать полным и окончательным.

- Есть ли подтверждения предположения о существовании пер-вичной информации?
Их много. Главное то, что первичная информация не может напрямую контактировать с внешней средой, поэтому важным элементом живого яв-ляются границы в виде эпителиальных тканей, сигнальных устройств, мем-бран, оборудованных рецепторами для приёма, опознания, преобразования сигналов внешней среды. При разрушении этих границ первичная инфор-мация исчезает.
Современные мощные компьютеры могут иметь несколько устройств ввода информации. А на мембранах некоторых клеток «смонтировано» до 100 тысяч рецепторов, для наглядности - на голове человека такое же коли-чество волос. Каждый рецептор каждое мгновение принимает сигнал. Теперь представьте, с какой интенсивностью и скоростью должна работать такая информационная машина, чтобы принять, опознать, преобразовать, проана-лизировать поступающие сигналы и выработать мгновенно адекватный от-вет.
А если увеличить эти мощности на количество клеток, составляющих организмы? Но ещё ведь должна быть обеспечена координация в работе раз-личных органов, тканей и подсистем. Могла ли бы колибри, не имея мощных информационных механизмов, неподвижно зависнуть у цветка, как на пьеде-стале, и попасть клювом точно в место, где скрыт нектар? Или делать крыль-ями от 10 до 80 взмахов в секунду! Эта птичка единственная на планете, ко-торая может летать назад! Мнение, что это результат отбора и эволюции при нынешнем уровне развития науки и технологий может вызвать только груст-ную улыбку.
Иллюстрацией к сказанному может быть результат эксперимента аме-риканских ученых из университета Иллинойса. Ими была создана первая в мире математическая модель вируса, состоящая лишь из миллиона с лиш-ним "цифровых атомов”. Так вот она «прожила» всего 50 наносекунд (!), так как мощности одного из самых быстрых в мире компьютеров управлять та-кой моделью на большее не хватило. А ведь только в одной человеческой клетке 3,5 миллиарда нуклеотидных пар!

- В книге есть утверждение, что всё живое на нашей планете вне-земного происхождения. На чём оно основывается?
В первую очередь на свойствах первичной информации. Её нет в сво-бодном состоянии на Земле, нет и в составе других объектов, кроме живого. Она исчезает или гибнет при разрушении биологических границ и при кон-тактах с внешней средой, следовательно, она могла быть привнесена сюда только в составе организмов, где она защищена оборудованными границами. Сигналы, поступающие из внешней среды, тестируются, преобразуются и только после этого поступают для анализа, обработки и выработки ответов в геномы организмов, где правит первичная информация.
Журналом Time названы главные научные события 2008 года. Третье место отдано К. Вентеру за создание первой искусственной хромосомы. Од-ним из самых значимых научных событий названа расшифровка 80% генома мамонта. И вновь сенсации по типу «биологических шоу», порожденных структурным подходом, и уже знакомых нам по обещаниям из программы «Геном человека». Это несбыточные надежды на создание в будущем «новых форм жизни не существующих в природе» и возрождение мамонта!
Утопия! Да, сегодня методами генной инженерии можно собрать нук-леотидные последовательности, возможно, даже динозавра. Но где взять и как «вдохнуть» туда первичную информацию, чтобы согласованно заработа-ли составляющие каждой клетки, чтобы координировать функционирование всех клеток, тканей и органов?
Есть и некоторые косвенные свидетельства внеземного характера жи-вого. Из 85 стабильных элементов, известных в природе, удельный вес водо-рода, кислорода, углерода и азота в живом составляют 95% . Эти же четыре элемента - наиболее распространены во Вселенной, если не считать инерт-ных гелия и неона. «Иными словами, химический состав живого вещества больше напоминает состав звезд, чем состав планеты, на которой мы живем» ( Голдсмит и Оуэн).
В атмосферном воздухе удельный вес кислорода составляет 20,95%, а в клетках его 70%, Содержание углерода в растениях в 200 раз, а азота в 30 раз превышает их уровень в земной коре. Если бы формирование живого шло в условиях нашей планеты, тем более как открытых систем с обменом со средой веществом и энергией, то такое распределение элементов между жи-вым и неживым необъяснимо. Первичные информационные системы - одно-клеточные организмы и клетки - образования закрытые.

- Считается доказанным, что вечный двигатель невозможен. Вы называете вечным двигателем живое?
«Невозможен» доказано физиками в отношении   механических уст-ройств. Процессы в биологических машинах, в живом протекают порой в противоречии с физическими законами. К примеру, движение жидкости во-допроводящей ткани растений, которая поднимается к листьям против си-лы тяжести, у секвойи до высоты 125 метров. Чтобы держать такой столб жидкости необходимо давление от 17 до 30 атмосфер. Насоса типа «сердца» у растений нет.
         Приближаясь к пониманию процессов, происходящих в наномире, а живое вблизи этих измерений, учёные отмечают, что здесь наряду с «при-вычными» физическими законами во весь голос «заявляют» о себе законы квантовой механики, проявляются слабые и сильные взаимодействия, «отка-зываются» работать классические законы термодинамики.
Известный биолог Р. Лилли считает, что живое не подчиняется второму закону термодинамики. И это действительно так. Организмы, преобразуя и используя солнечную энергию, совершают круговые цикличные равновес-ные процессы, в том числе воспроизводство себе подобных, поддерживают постоянство своей внутренней среды, и тем самым не нарушают второе на-чало термодинамики. Наиболее убедительный пример вечного двигателя – микроорганизмы. Большинство многоклеточных организмов преобразуют и используют как источник энергии органику - естественный «аккумулятор» солнечной энергии. В.И.Вернадский считал живое вечным. Живое действи-тельно вечно насколько вечно Солнце! «Часы» в живом заведены на веч-ность.

- Что же такое живое по Вашей теории и в чём смысл основного закона?
Основной закон постулирует неизменность и неделимость информа-ционной части живого при подвижности и изменчивости его структур. Жи-вое это изолированные от внешней среды биологические информационные машины и биологические информационные сети, созданные на основе пер-вичной информации на специфических органических молекулах, способные к информационному генезу и адаптивному поведению, имеющие счётчик времени и собственный механизм энергетического обеспечения;
Основное качество живого - имманентная системная способность к информационным, т.е. целенаправленным взаимодействиям, которые прин-ципиально отличаются от любых физических взаимодействий.
Живое - это только одноклеточные и многоклеточные организмы со свойственным только им функционированием.

- А как же вирусы?
Вирусы не обладают ни одним свойством живого. Не имея биологиче-ских границ, они не несут первичной информации, являются объектами фи-зико-химической природы, появляющимися во внешней среде при разруше-нии организмов. Вне организмов они совершенно инертны, потому спра-ведливо предположение, что не они источники заболеваний, а организмы при контактах с ними формируют ответную реакцию, как заболевание.
В подтверждение только некоторые факты. Вирусы многоклеточных организмов не поражают одноклеточных, вирусы растений не опасны для животных, и наоборот. Бактериофаги среди сотен бактерий внедряются только в свой биологический вид. Вирусы многих животных специфичны только для своего биологического вида.
Каких либо корреляций у человека между клинической картиной ви-русных заболеваний и составом их нуклеотидных последовательностей, ха-рактером белкового покрытия не существует. Разные вирусы ничего общего между собой не имеющие, могут вызывать сходные заболевания. А сходные вирусы быть причиной различных клинических проявлений. Особенно на-глядно это выражено у флавивирусов, имеющих около 70 разновидностей. Они вызывают у людей от геморрагических лихорадок и энцефалитов до легких лихорадок и диарей. Инфицирование часто протекает в бессимптом-ной форме.
Информационный анализ взаимоотношений между инертными виру-сами и организмами, которые снабжают их программами, материалом и энергией, мог бы выявить новые подходы для разработки мер профилакти-ки, диагностики и лечения многих заболеваний.

- Вы утверждаете, что биологии как науки о живом нет. Почему?
Сегодня это огромный конгломерат узкоспециализированных отрас-лей, среди которых нет ни одной изучающей организмы как целостные обра-зования, т.е. отвечающей первоначальному смыслу термина: био… и …логия. Сегодня к этому необъятному применимо замечание Л.Д. Ландау, где «науки делятся на естественные, неестественные и противоестественные». Среди ес-тественных отраслей можно назвать систематику, Совершенно неестественно пытаться изучать живое в неживом, расчленяя организмы до молекул и нано-частиц. А этот приём характерен для подавляющей части биологических от-раслей. И абсолютно противоестественно приписывать внешней среде целе-вые действия по созданию совершенных органических информационных устройств, как организмы.
Новая теория категорически отрицает возможность спонтанного по-явления биологических информационных машин и их эволюционного объе-динения в информационные сети - многоклеточные организмы. В основе все-го разнообразия организмов на планете, насчитывающего почти миллион ви-дов животных и более четырёх сот видов растений, лежит усложнение пер-вичной информации, с параллельным увеличением количества носителей и их информационной ёмкости, что осуществить в земных условиях невозмож-но.
Объединение тысяч, миллионов и триллионов клеток, несущих ог-ромные массивы информации, формирует в сетях по информационным пра-вилам новые свойства, в том числе, такие как способность к обучению, логи-ческим и интеллектуальным действиям.

- В заключительном разделе у Вас есть ссылка на Н.П. Бехтереву.
В своей книге «Магия мозга и лабиринты жизни», в 2007 году она пи-сала, что есть области деятельности мозга, для познания которых нужны «принципиально новая идеология и принципиально новая технология». Можно предположить, что имелось ввиду. Интегрирующая информационная идеология, объединяющая достижения информационных и нанотехнологий может и должна стать тем самым принципиально новым в познании деятель-ности мозга. Такой подход справедлив для живого вообще.
Хочется надеяться, хотя признание информационной составляющей в живом и его информационного устройства запаздывает, что приоритет в этой области знаний будет российским. Приоритет будет наш, если и РАН уделит проблеме необходимое внимание в русле требований информационного века. Внутри, учитывая консерватизм одних и темпы прогресса других, акценты могут быть перенесены от биологов к информационным профессиям.