Но как случайно и хрупко существование такого краба. Стоит ему сломать ногу, повредить штырь подпиточного устройства или аккумулятор — и он обречен на гибель. Чтобы с его смертью не прервалась жизнь всего крабьего рода, в память краба надо заложить катушку с магнитной лентой, на которой записаны все его устройство и последовательность операций сборки. Наделенный такой катушкой, краб с помощью своего технологического блока сможет собирать из разбросанных по помещению деталей все новых и новых в точности подобных себе крабов.
Постойте, постойте… А откуда же он будет брать катушку, в которой хранятся описание его устройства и технология его сборки? Эту катушку ему придется изготовлять в блоке управления и вкладывать при «рождении» в блок управления новоиспеченного краба. Теперь смерть не страшна старому крабу. Пусть откажет любой механизм, пусть полностью разрядится аккумулятор, существование крабьего рода не прервется, если каждый собранный им молодой краб будет, в свою очередь, собирать все новых и новых себе подобных…
Но, увы, эти упования краба-родоначальника — упования молодости, еще не столкнувшейся с неумолимым действием времени. Взять, к примеру, его самого. Пусть даже не постигнет его ни одна из катастроф. Значит ли это, что он сможет жить вечно?
Нет, конечно. Из-за трения будут постепенно изнашиваться его детали, стареть электроизоляция, пригорать контакты, Из-за износа магнитной ленты ослабнет память. А в результате точность движений старого краба будет уменьшаться до тех пор, пока в один прекрасный день он окажется не в состоянии найти розетку…
Если износ деталей — причина старения и смерти отдельного краба, то жизни всей крабьей популяции угрожает износ другого рода. Магнитная лента, на которую записаны схема устройства и сборка отдельного краба, та самая лента, которая вкладывается в новоиспеченного краба при рождении, в результате многократного переписывания тоже постепенно искажается помехами. Со сменой поколений помехи эти накапливаются, запись становится менее и менее точной и менее и менее точной становится ведущаяся по записи сборка новых крабов. Они получаются не такими молодцеватыми, как прежде, чаще гибнут от того, что где-нибудь гайка затянута слабо, или от другого мелкого дефекта. А там, глядишь, появились и вообще крабы-уродцы: у кого ноги не хватает, у кого фотоэлемента, у кого катушка в память не вложена… Начинается неумолимое вырождение всего рода. Не правда ли, удивительно похоже на то, что случается иногда в реальной жизни!
Выходит, не так уж трудно смоделировать жизнь. Ведь наша в принципе несложная модель осуществляет многие функции жизни: и способность передвигаться, и автоматизм, и целесообразность действий, и самосохранение, и приспособление внутренних отношений к внешним, и память, и размножение. Добавьте к этому списку любое новое функциональное требование, и ценой дополнительного усложнения модели оно будет воспроизведено. Таким образом, поведение механических крабов может сколь угодно близко соответствовать поведению крабов живых.
Так что же, мы создали искусственную жизнь? Увы, нет. Мы лишь создали систему, моделирующую часть функций жизни. Чтобы действительно создать искусственную жизнь, чтобы превратить механических крабов в настоящих, необходимо произвести над ними операцию, которая никому еще не удавалась. И эта операция — минимизация…
В самом деле, начнем постепенно уменьшать наших крабов, следя за тем, чтобы они, видоизменяясь как угодно, сохраняли бы только одно — способность выполнять все указанные выше функции? Это значит, что по мере уменьшения краба можно отказываться от конкретного исполнения отдельного узла и использовать принципиально иную конструкцию, способную, однако, выполнять ту же операцию, которую выполняет заменяемый узел. Скажем, можно отказаться от раздельного снабжения электроэнергией и деталями, заменив их блоками, в которых нужные детали совмещены с источником энергии. По мере уменьшения может оказаться ненужной дифференцированная система органов чувств и органов перемещения. Скажем, миникраба поместят в жидкий объем, в котором он будет передвигаться с помощью сокращающихся жгутиков. А все сигналы внешнего мира сведутся тогда к изменению температуры и концентрации солей в жидкости…
Так вот, если последовательно и неуклонно проводить эту операцию минимизации, мы убедимся, что наименьшей из всех мыслимых систем, способных выполнять все функции краба (и еще многое другое), является живая клетка. Наименьшие из всех энергетических, транспортных, информационных и многих других блоков — молекулы белков. Эти микроскопические мастера на все руки могут делать все. Единственное, чего они не могут делать, что синтезировать сами себя. Поэтому блок управления, занимающий в организме краба особую роль, занимает особую роль и в живой клетке. Эта особенность проявляется в том, что блок воспроизведения состоит не из белковых молекул, а из молекул нуклеиновых кислот.
Молекулы одной из этих кислот — дезоксирибонуклеиновой (ДНК) — будучи самыми крупными в природе молекулами, являются в то же время наименьшими из всех магнитных лент, на которых может быть записана информация, необходимая для воспроизведения организма и всех его частей. Молекулы других кислот — рибонуклеиновых (РНК) — это наименьшие из всех технологических блоков, способные по программе, записанной в ДНК, изготовлять все детали и части живого организма — молекулы всевозможных белков.
Таким образом, живой организм есть не просто самодействующая, самосохраняющаяся и самовоопроизводящаяся система, но предельная, наименьшая из всех возможных подобных систем. Именно в этом предельном переходе и состоит главный секрет жизни, ибо именно он все многообразие живого мира сводит всего к 24 деталям: четырем нуклеотидам и к двадцати аминокислотным остаткам. Из четырех нуклеотидов комбинируется все многообразие молекул ДНК — этих законодателей живой материи, а из двадцати аминокислотных остатков — все многообразие белков — великих исполнительных механизмов жизни.
Теперь, понимая, что не в функциях, а в процессе минимизации, в предельном переходе суть жизни, мы можем в полной мере оценить проницательность Ф. Энгельса, который около ста лет назад определил жизнь как «способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь». Это определение сохраняет свою силу и по сию пору, хотя, конечно, мы очень много узнали и глубже поняли, в чем состоит этот самый «способ существования белковых тел» и что означает этот «постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой…»
В 1945 году австрийский физик Э. Шредингер выпустил книгу «Что такое жизнь с точки зрения физики?»— запись лекций, читанных им в Дублине в 1943 году. В этой книге Шредингер впервые обратил внимание биологов на то, что обмен веществ и обмен энергии, то есть процессы, которыми они так привыкли оперировать, по сути дела, ничего не объясняют.
«Представляется нелепостью, — писал он, — чтобы существенным был именно обмен веществ. Любой атом азота, кислорода, серы и т. д. так же хорош, как и любой другой того же рода. Что могло бы быть достигнуто их обменом? В прошлом некоторое время наше любопытство удовлетворяли утверждением, что мы питаемся энергией… Нечего и говорить, что если понимать это буквально, это такая же нелепость… Так как каждая калория, конечно, имеет ту же ценность, что и любая другая, то нельзя понять, чему может помочь простой обмен этих калорий».
Эти слова как будто сводят на нет ценность энгельсовского определения жизни. В самом деле, какой смысл менять один атом на другой, точно такой же? Или одну калорию на другую, точно такую же? И тем не менее Энгельс был прав. Сами по себе ни обмен веществ, ни обмен энергии ничего не значат, но именно в этих взаимосвязанных процессах состоит «способ существования белковых тел» — могущественнейший механизм приспособления живой материи к окружающей среде…
Чтобы уяснить смысл этого утверждения, вернемся к крабу, описанному в предыдущей подглавке. Вдумайтесь, какое поразительное и трагическое противоречие скрыто в его судьбе! По заложенной в его блок управления программе он может монтировать прекрасных новых крабов, может «вдыхать в них душу живу», передавать им скопированную со своей собственной программу продолжения всего крабьего рода. Но на какой тонкой нити висит его собственное существование! Каждая вмятина, каждое повреждение, каждый изъян его организма — это уже навсегда, навечно, на всю жизнь. Случись маленькое, ничтожное повреждение сустава ноги — и крабу уже грозит смерть. Пригори контакт — и он слеп и беспомощен.
Как можно защитить от таких напастей организм отдельного, данного, конкретного краба? Очевидно, надо воспользоваться той магнитной лентой, на которой записаны устройство и технология сборки нового краба, и применить всю эту информацию к ремонту краба-родоначальника. Ведь технологический блок, с помощью которого краб собирает из готовых деталей себе подобную молодежь, можно использовать и для самообслуживания, когда понадобится самому себе заменить панцирь, фотоэлемент, ногу. Благодаря такому простому приему жизнь краба практически перестанет зависеть от качества и долговечности деталей. Пусть любая из них работает день, час, минуту. Но если запись на магнитной пленке точна и технологический блок в порядке, жизнь краба гарантирована. В принципе он может даже не дожидаться, пока та или иная деталь выйдет из строя, а осуществлять непрерывный «обмен деталей», подобно тому как в технике сменяют узлы, выслужившие ресурс, не дожидаясь, пока они выйдут из строя.
Таким образом, принцип «обмена деталей» позволяет получить организмы более долговечные, чем любая из их деталей. Такой организм, находясь в состоянии непрерывного разрушения и созидания, обретает свойство в любой момент быть совершенно новеньким, поэтому с ним не может сравниться механизм, собранный из самых прочных, самых долговечных, самых надежных элементов. И дело не только в перманентной новизне самообновляющегося организма…