Биологическая форма жизни

Глава 2. Биологическая форма жизни

GTR0: непрерывный прямой и обратный ход между описанием и организмом

2. 1. Диаграмма GTR0

На диаграмме изображены четыре куба: SEED, Cells, Organs, Organism. Каждый куб — отдельное пространство со своей онтологией объектов. Три перехода между ними обозначены тремя операциями: свёрткой, сплайсом и цепочкой. Стрелка, огибающая все четыре куба сзади, показывает обратный ход — возврат из Organism в SEED. Именно замкнутость этого пути делает изображённое жизнью, а не просто процессом роста.

2. 2. Прямой и обратный ход

Прежде чем разбирать пространства по отдельности, нужно ввести главное: GTR0 — это не путь в одну сторону. Это полная трансформация, у которой есть два направления, идущие неразрывно.

Прямой ход — развёртка (RTR): описание разворачивается в организм. Компактный план SEED превращается в работающую клетку, клетки собираются в ткани, ткани — в целостный организм. Свёрнутое становится развёрнутым.

Обратный ход — свёртка (DTR): организм сворачивается обратно в описание. Наследственный материал упаковывается в компактное ядро, готовое к передаче. Развёрнутое возвращается к свёрнутому.

Важнейшее и легко упускаемое: эти два хода не следуют один за другим как две фазы. Они идут одновременно и непрерывно. Организм ни на миг не перестаёт разворачивать своё описание — клетки постоянно считывают план и строят себя по нему; и ни на миг не перестаёт сворачивать себя обратно — постоянно поддерживая и обновляя наследственное ядро. Остановка любого из ходов есть смерть.

Это прямо отвечает определению из первой главы: жизнь есть непрерывная одновременная прямая и обратная трансформация. Не описание, развёрнутое однажды, и не организм, свёрнутый напоследок ради потомства, — а оба процесса, идущие вместе всё время, пока длится жизнь. GTR0 — первое и древнейшее воплощение этого устройства.

2. 3. Почему именно четыре пространства

Структура GTR0 не выбрана произвольно. Она вынужденная: каждое из четырёх пространств необходимо, и ни одно нельзя пропустить, не разрушив жизнь.

Должно существовать описание. Без компактного, передаваемого плана организм не мог бы воспроизвестись. Каждый раз жизнь возникала бы заново с нуля — а это противоречит наблюдаемому наследованию. Значит, нужно пространство, где организм существует в свёрнутом виде, как чертёж.

Должна существовать работающая единица. Чертёж сам по себе мёртв. Чтобы жить, описание должно быть развёрнуто в нечто действующее — в единицу, которая потребляет ресурсы, реагирует на среду, поддерживает себя. В биологии такая единица — клетка.

Этих двух пространств достаточно для простейшей жизни. Но как только клетки начинают объединяться, появляется потребность ещё в двух уровнях — и появляется не случайно, а потому что объединение клеток проходит две качественно разные стадии.

2. 4. Четыре пространства

a) SEED — описание

SEED содержит компактное описание организма: что и как должно быть построено. Это пространство статично — описание не действует само по себе, оно лишь хранит план. Описание удивительно компактно: небольшой объём информации задаёт устройство, которое при развёртке состоит из триллионов элементов.

Биологический пример — последовательность ДНК в половой клетке.

Привычная аналогия — чертёж здания или исходный текст программы: сам по себе он ничего не делает, но содержит всё необходимое, чтобы построить работающую вещь.

b) Cells — работающие клетки

Cells содержит живые клетки как активные процессы. Каждая клетка имеет оболочку, внутренний обмен веществ, способность принимать и посылать сигналы. Природа объектов здесь принципиально иная, чем в SEED: в описании нет ни процессов, ни времени; в клетке нет статического чертежа — есть непрерывная деятельность.

Биологический пример — бактерия, амёба, отдельный нейрон. Привычная аналогия — запущенная программа: текст программы превратился в работающий процесс, который что-то делает прямо сейчас.

c) Organs — функциональные структуры

Organs содержит группы клеток, объединённых общей функцией. Онтология та же — это по-прежнему клетки. Новое в том, что клетки теперь занимают определённые места относительно друг друга и связаны прямыми контактами. Однотипные клетки собираются вместе и образуют ткань, способную делать то, чего не может одна клетка.

Биологический пример — мышечная ткань, нервный узел, железа. Привычная аналогия — несколько одинаковых программ, работающих сообща над общей задачей: по отдельности каждая ограничена, вместе они образуют рабочий узел.

d) Organism — целостный организм

Organism содержит органы, связанные в единое целое. Онтология снова та же — клетки. Но теперь разные органы выстроены в систему зависимостей: один обеспечивает работу другого. Сердце снабжает мышцы, мышцы движут тело, нервы управляют сердцем. Организм — не набор органов, а их связанная цепь, где целое не сводится к сумме частей.

Биологический пример — животное, растение, человек. Привычная аналогия — система из разных взаимодействующих сервисов: каждый выполняет свою роль, но работают они только вместе, передавая друг другу результаты.

2. 5. Три перехода

Между четырьмя пространствами лежат три перехода. Важно различать термины: вся операция уровня — это трансформация (GTR0); три операции внутри неё — переходы. Переход меняет одно пространство на другое внутри уровня; трансформация связывает уровень в замкнутый цикл.

a) Свёртка: SEED и Cells

Первый переход — между описанием и работающей клеткой. Это самый резкий из трёх: меняется сама природа объекта. На одной стороне статический чертёж, на другой — живой процесс. Между ними нет плавного промежутка: нельзя быть «наполовину чертежом, наполовину клеткой». Такой переход с полной сменой природы Гативус называет свёрткой.

В сторону развёртки описание разворачивается в клетку — в биологии это считывание генов и построение клетки по ним. В сторону свёртки работающая клетка свёртывается обратно в описание — упаковка наследственного материала для передачи потомству. Оба направления, как сказано, идут непрерывно.

b) Сплайс: Cells и Organs

Второй переход — между отдельными клетками и тканью. Здесь природа объекта не меняется: и до, и после это клетки. Меняется другое — клетки получают взаимное расположение и связи. К пространству добавляется новое измерение: где клетка находится и с кем соединена. Такой переход — расширение без смены природы — Гативус называет сплайсом.

В биологии этот переход известен под собственным именем — гистогенез, образование тканей:

одинаковые клетки дифференцируются и собираются в функциональные ткани. Обратная сторона — выделение одной клетки из организма для размножения.

c) Цепочка: Organs и Organism

Третий переход — между отдельными органами и целым организмом. Природа объекта снова та же. Но теперь связываются не однотипные клетки, а разные органы, и связываются в систему зависимостей: выстраивается цепь, где работа одного звена обеспечивает работу следующего. Такой переход — надстройка последовательности над готовыми единицами — Гативус называет цепочкой.

В биологии этот переход — органогенез:

формирование органов и их объединение в системы целого организма. Обратная сторона — распад организма на составляющие при гибели.

Стоит подчеркнуть: гистогенез и органогенез — не изобретение Гативус. Это давно описанные стадии эмбрионального развития. Гативус лишь показывает, что за ними стоят две разные операции — сплайс и цепочка, — и что обе работают над одним и тем же материалом, клетками, не меняя его природы.

2. 6. Замкнутый цикл и эволюция

Три перехода в сторону развёртки образуют прямой ход: SEED, Cells, Organs, Organism. Но сам по себе он — лишь развитие одной особи. Жизнью он становится потому, что неотделим от обратного хода: организм непрерывно воспроизводит и поддерживает своё описание, и этот возврат идёт всё время, а не однажды в конце.

Кульминация обратного хода — передача описания потомству. И здесь ключевое слово — новое. Возврат происходит не в то же самое описание, а в слегка изменённое. Этот возврат с изменением и есть механизм биологической эволюции. Большинство изменений нейтральны или вредны, и такие линии угасают. Но иногда изменение даёт организму способность, повышающую выживаемость, — и тогда новое описание распространяется. Эволюция в архитектуре Гативус не добавлена к жизни извне как отдельный механизм: она встроена в сам цикл как неточность возврата.

Так одна структура — замкнутый цикл из четырёх пространств с непрерывным прямым и обратным ходом — охватывает всю биологическую жизнь: и развитие отдельной особи от зародыша до взрослого организма, и наследование от поколения к поколению, и эволюцию вида во времени. Это не три разных явления, а три проявления одного цикла.

2. 7. Неполные формы жизни

Не все организмы проходят полный цикл через все четыре пространства. И это не делает их менее живыми — просто их цикл короче.

Одноклеточные — бактерии, амёбы, дрожжи — проходят только свёртку: описание разворачивается в клетку, клетка делится и передаёт описание дальше. Сплайс и цепочка им не нужны. Цикл замкнут на уровне одной клетки, и это полноценная жизнь.

Промежуточные формы — колонии, биоплёнки, слизевики — проходят свёртку и частичный сплайс: клетки объединяются, но без полного разделения функций и без устойчивой системы органов. Эти формы показывают, как многоклеточность складывалась эволюционно — шаг за шагом, по одному переходу.

Многоклеточные — растения, животные, грибы — проходят полный цикл через все четыре пространства.

2. 8. GTR0 как основание

GTR0 — единственный полностью материальный уровень жизни. Всё остальное — восприятие, поведение, мышление, воля — надстраивается над ним и будет рассмотрено в следующих главах. Но всё это надстроенное реализуется не новой материей, а специализацией уже существующих клеток: нервная ткань, которая делает возможным восприятие и мышление, состоит из обычных клеток, входящих в Organism.

Отсюда — главный тезис всей книги. Природа не изобретала отдельный механизм для каждого следующего уровня жизни. Она взяла уже готовое, отлаженное устройство GTR0 — компактную модель организма с её непрерывным прямым и обратным ходом — и реализовала его заново на новом материале. Восприятие, мышление и воля устроены изоморфно биологическому развитию: та же трансформация из четырёх пространств и трёх переходов, тот же непрерывный цикл свёртки и развёртки — но не над клетками, а над информацией.

Поэтому, чтобы построить полную архитектуру жизни, не нужно изобретать новое на каждом этаже. Достаточно понять устройство GTR0 — и проследить, как одна и та же трансформация поднимается с уровня на уровень, обрастая специфическими свойствами, но сохраняя исходное устройство. Этим подъёмом и заняты следующие главы.