Марчелло Барбьери ведущий представитель биосемиотики, сравнительно нового научного направления, изучающего коды жизни. Вы, вероятно, слышали о генетическом коде, с помощью которого рибосомы преобразуют триплеты нуклеотидов ДНК в различные аминокислоты, из которых состоят белки. Барбьери обратил внимание на то, что в природе существуют сотни различных кодов от инсулина, который прикрепляется к рецепторам на поверхности клетки и запускает в ней различные процессы, до запаха (а точнее, феромона) в моче самца мыши, который оказывает влияние на эстральный цикл самки. Все эти эффекты являются результатом перевода с одного химического языка гормонов или феромонов на другой язык физиологических процессов. Так что генетический код не одинок в биологии коды встречаются на каждом шагу. С этой точки зрения ключевым элементов в процессе формирования белка является вовсе не ДНК, содержащая нужный рецепт, и не матричная РНК, которая служит его переносчиком, а рибосома. Которую для полноты аналогии можно сравнить с фармацевтом, выдающим лекарство по рецепту.
Кажется очевидным и тот факт, что механизм столь древний и играющий такую важную роль во всех жизненных процессах, существовал еще до разделения бактерий и архей, а следовательно, вполне может иметь более или менее непосредственное отношение к РНК-миру. Что-то в той среде вступило в некое взаимоотношение по-видимому, трансляцию из нуклеиновой кислоты в белок. Предшественнику современных рибосом, который, по всей видимости, не сильно отличался от современного спектра РНК-структур, удалось достичь цели. А значит, у истоков жизни стоит перевод между двумя химическими языками, достигнутый с помощью структуры, которая почти в неизменном виде дошла до наших дней.
До рибосом существовала всего лишь химия. Сложная химия, если быть точным, однако увеличение сложности это еще не самое главное. Важна не просто сложность, а «организованное усложнение». Любой повар знает, что если нагреть смесь сахара с жиром два сравнительно простых химических вещества, получится карамель. С точки зрения химии карамель представляет собой невероятно сложное вещество. Она состоит из несметного количества молекул, каждая из которых содержит несколько тысяч атомов. По своей молекулярной сложности карамель превосходит любую из молекул, необходимых вам для того, чтобы прочитать эту страницу. Но за исключением приятного вкуса в карамели нет ничего особенного, а значит, если вы хотите получить что-то новое и интересное, простого увеличения сложности недостаточно. Точно так же и смешивание разбавленных растворов аминокислот, сахаров, оснований и других веществ с определенным сортом глины приводит к образованию длинных и довольно сложных полимеров. Но в них, как и в карамели, мало интересного. Когда же они благодаря первым рибосомам начали вступать в отношения друг с другом, организованная сложность возобладала над простым усложнением.
В нашем случае речь идет об «организованном увеличении сложности». В сложной, но неорганизованной, системе например, автомобиле, поведение отдельных элементов тормоза, рулевого колеса, двигателя практически не зависит от того, находятся ли они вне системы или же являются ее частью. Большую часть времени они просто находятся на своих местах, пока их не кто-нибудь не толкнет, потянет или как-то приведет в движение. Но вы, муха или амеба это совсем другое дело. Поведение их компонентов меняется в зависимости от того, существуют ли они сами по себе или входят в состав системы. Составные части более тесно взаимодействуют друг с другом, благодаря чему сама их природа претерпевает изменения в контексте системы.
С этой точки зрения организованной сложностью обладает мост, соединяющий остров с материком. Если вам нужен действующий мост, не так уж важно, сделан ли он из веревок, стали или бетона. Он даже может состоять из пустоты (или воздуха), если речь идет о туннеле. Главное качество моста заключается не в его материале, а в способности надежно соединять две точки в пространстве. Это соединение представляет собой эмерджентное свойство моста. Иначе говоря, оно не является неотъемлемым атрибутом какого-либо исходного материала. Это свойство возникает благодаря взаимодействию материалов друг с другом и особенностями местной географии. Более того, сама функция местной географии меняется вслед за возведением моста. Река, пересекающая мост, больше не чинит препятствий движению транспортных средств, несмотря на то, что последние не могут плавать ни на поверхности, ни под водой. Но что особенно важно, вы не сможете понять природу этого изменения, изучая материалы, из которых состоит мост.
Когда начало и конец моста соединяются друг с другом, и только тогда, местная география претерпевает кардинальные изменения. А значит, мост по сути возникает именно в тот момент, когда между его концами устанавливается связь. Все зависит от цели: в одном случае это произойдет после того, как через препятствие будет переброшена первая веревка; в другом после того, как по мосту проедет первый автомобиль; в третьем после того, как будет открыто отделение таможенной службы.
Точно так же и рибосома, находящаяся в клетке, существенно отличается от изолированной. Перед ней стоит конкретная, но довольно непростая задача считывание матричных РНК и сборка белков в соответствии с генетическим кодом. Интересно, могли ли химические взаимодействия, возникшие благодаря рибосомам, фактически стать мостом, который соединил различные типы химии и предоставил энергию и материалы, необходимые для репликации самих рибосом? Ведь РНК это их основной компонент.
Собственно говоря, если бы перед нами стояла задача выбрать единственную инновацию, отделяющую пребиоту от биоты, мы бы остановились на рибосоме, переводчике высшего калибра. Мы согласны с мнением Барбьери, согласно которому рибосома является важнейшим элементом жизни. ДНК всего лишь скучный и довольно прозаичный текст. Но рибосома это оратора, а все остальные РНК поэзия. С появлением рибосом будущее оживает именно этот момент во многих отношениях знаменует истинное начало жизни.
Многие первопричины также связаны с более тонкими проявлениями эмерджентности: начало шторма, желудь, возникающий в виде почки на дубе, происхождение Земли. Каждая из них представляет собой переход количества в качество, эмерджентное явление, которое локализует настоящую отправную точку. Первый удар молнии, первая пара листьев, выделение тепла, под действием которого плавится ядро, расположенное внутри мантии все это примеры эмерджентных явлений, которые могут указывать на зарождение новых структур. Процесс «становления» делится на две части до эмерджентности и после нее.
Эмерджентное явление выходит за рамки всего, что случалось до него. Оно способно на то, что недоступно его элементам, взятым по отдельности, либо собранным лишь частично или с помощью неких вспомогательных «опор», которые впоследствии становятся помехой. Такой переход зачастую представляет собой наилучший момент, который можно было бы назвать «началом». Эмерджентное явление не возникает из составляющих его элементов, а зарождается в момент своего появления.
Явление первого удара молнии знаменует начало грозы. Деление клеток, отличающее желудь от расположенных рядом с ним почек, служит признаком зарождающегося дуба. Деление клеток и взаимоотношения, создавшие условия для развития яйцеклетки, которая впоследствии превратилась в вас, стали организующей силой, вызвавшей эмерджентное событие, с которого началась ваша жизнь. Вселенная сложна из-за того, что в ней так часто происходили эмерджентные события переход количественных изменений в качественные. В ней возникли мосты на манер рибосом, и теперь Луна вращается вокруг Земли.
Благодаря этим связям, отдельные события превратились в паутину причинно-следственных отношений самое примечательное свойство окружающего мира. Однако история это не паутина. Она обладает линейной структурой, так как речь и письмо предполагают пословную передачу информации. Даже гипертекст, используемый в Интернете, описывается линейной программой, составленной на языке гипертекстовой разметки (HTML). Именно поэтому первопричины кажутся такими сложными и запутанными с точки зрения наших историй человеческого рассказия, который порой ищет простоту там, где ее нет.
Наверн взглянул на мисс Доу с выражением легкого сожаления, которое быстро сменилось улыбкой. «Значит, домой? Разве это не хорошая новость? Уверен, ваши люди захотят узнать, что с вами произошло, но у вас, конечно же, нет причин для беспокойства мы можем вернуть вас ровно в то место и время, из которого вы попали сюда. Очень жаль, что вы не можете погостить у нас еще; всегда полезно побеседовать с тем, кто умеет говорить». Чудакулли вздохнул. «Быть Архканцлером непросто. Очень немногие люди в разговоре воспринимают тебя как человека, а не огромную шляпу; остается только надеяться, что человек, который готов тебя одернуть, когда ты выставляешь себя круглым дураком, действительно существует».
Когда он снова вздохнул, Марджори сказала: «В таком случае вы не будете возражать, если немного задержусь. Я к тому, что если вы можете вернуть меня домой так, будто ничего и не было в общем, я уже давно не брала отпуск, а то, что здесь происходит мне кажется крайне увлекательным. В конечном счете право владения моей родной планетой, по-видимому, будет рассматриваться в качестве особо важного дела на суде. Так что извините, если я, так сказать, беззащитная квартирантка, требую себе место в первом ряду. Впрочем, я тоже могла бы оправдать свой хлеб; хоть я и говорю сама за себя, но я прекрасно разбираюсь в любых вопросах, связанных с библиотечным делом. Тем не менее, я уверена, что представитель означенного мира, говоря по справедливости, наверняка должен иметь право, по крайней мере, следить за ходом заседания».
Взглянув на Архканцлера, Думминг Тупс заметил: «Возможно, ей придется надеть бороду, Архканцлер; так гласит устав». Воздух слегка сгустился, и он стал внимательно следить за лицом Чудакулли.