Что такое смерть?

Когда-то на планете Земля небо было оранжевым из-за отсутствия свободного кислорода. Давление атмосферы, насыщенной окислами и гидридами азота, углерода, фосфора и серы, превышало 5 атм. Температура океана местами достигала 350 градусов Цельсия. Непрерывно извергались вулканы и полыхали молнии. В этих экстремальных условиях вечные экспериментаторы Время, Хаос и Случай, в ходе бесчисленных случайных хаотических процессов, случайно создали молекулу РНК. Позволив ей, черпая из насыщенного океанического бульона необходимые вещества и энергию наращивать свою структуру и делиться, повторяя себя.

РНК расшифровывается как рибонуклеиновая кислота. Эта молекула состоит из остатков фосфорных кислот и азотистых оснований: аденин, урацил, гуанин и цитозин. Каждое основание соединено с молекулой сахара – рибозой и молекулой фосфата. Вместе основание, сахар и фосфат называются нуклеотид. Число нуклеотидов в молекуле полимера РНК может достигать миллионов. РНК может делиться, делать копии самой себя (реплицироваться). Поскольку РНК может не только кодировать информацию, но и проявлять каталитическую активность, молекулы РНК, включающие обе эти функции, являлись первыми объектами живой природы, так как при наличии питательной среды они способны реплицировать сами себя. Появилась жизнь как антиэнтропийный процесс самоорганизации, сопротивления безысходности смерти Вселенной.

Самые древние следы жизни на Земле имеют возраст около 3.75 миллиардов лет. Поначалу это были протовирусы, представляющие РНК без белковой оболочки. Они реплицировались копируя себя, удваиваясь в геометрической прогрессии, и вскоре заполнили океан. Ими двигали жажда жизни и Голод. Страха и Смерти не было. Была только массовая гибель из-за изменений климата и геологических катастроф. Памятником их существования служат месторождения нефти и газа, скопившиеся в глиняных куполах осадочных пород.

Защищаясь от изменений в окружающей среде и от агрессии себе подобных, некоторые протовирусы нарастили себе белковые оболочки, благо молекула РНК не только способна хранить информацию, но и синтезировать белки из аминокислот. И, появившиеся особи доклеточной формы жизни – вирусы, хищники, защищённые белковой оболочкой, превратили беззащитных протовирусов в лёгкую добычу, используя их для своего размножения. Но для РНК смерти не было, поскольку вирусы просто перепрограммировали её под свой генетический код. Большая часть современных вирусов, в частности Covid, хранит свою наследственную информацию на РНК. Кроме Жажды жизни и Голода в среде протовирусов появился Страх, как необходимость защищаться от хищников.

Практикуя естественный отбор, идя от простейшего к сложному экспериментаторы Время, Хаос и Случай заставили протовирусы не только наращивать свою оболочку, защищаясь от вирусов, но и вступать в симбиотические союзы друг с другом. Для хранения сведений о наиболее удачных союзах и передачи её по наследству, потребовалось хранилище генетической информации, и экспериментаторы с этим справились. Заменив в РНК азотистое основание урацил на тимин, а сахар рибозу на более устойчивую дезоксирибозу, для надёжности наследственной информации они продублировали её, соединив две молекулы РНК в одну двойную спираль ДНК — дезоксирибонуклеиновой кислоты .

Информацию в ДНК закодировали в виде сочетания четырех химических соединений (оснований): аденина (А), гуанина (Г), цитозина (Ц) и тимина (Т). Причём основание А соединили с основанием Т, Ц соединили с Г и сформировали пары нуклеотидов (комплементарные пары). Надёжность информации была достигнута тем, что она закодированная в одной спирали ДНК через свою комплементарную пару дублируется в другой спирали. И нарушение кода в одной спирали, восстанавливается при помощи комплементарной пары другой спирали.

Каждое основание соединили с молекулой сахара (дезоксирибозой) и молекулой фосфата своей спирали. Вместе основание, сахар и фосфат образуют нуклеотид. Эти нуклеотиды соединены в две протяженные нити, соединённые комплементарными парами нуклеотид, которые закручиваются относительно друг друга, образуя двойную спираль. Буквами – нуклеотидами А, Т, Ц и Г стала писаться генетическая история симбиоза, как инструкция для жизнедеятельности последующих поколений. Появилась простейшая клетка, содержащая РНК и ДНК, защищённая белковой мембраной. У неё не было ни ядер, ни вакуолей, ни других «органов», а хромосома, где хранилась ДНК, была всего одна, и имела она форму кольца. Так и по сей день устроены клетки бактерий.

На эксперименты с бактериями у Хаоса ушёл миллиард лет. Практикуя естественный отбор, голод, страх, жажду жизни и симбиоз, он отработал сложнейшую биохимию жизни, отработал методику сохранения наследственной информации и необходимость взаимопомощи. Бактерии, пройдя суровую школу выживания на Земле, которую постоянно бросало то в жар, то в холод, приспособились к жизни на ней и стали не способны к дальнейшему прогрессу. Нет, они проделали огромную работу. Жизнь, как она создавалась, – антиэнтропийный энергозатратный процесс, и бактерии для выживания использовали все доступные им виды энергии. Например, переводя двухвалентное железо в трёхвалентное они усваивали освободившуюся энергию. Не было таких химических реакций, откуда бы бактерии не черпали энергию. Даже, из таких экзотических: меняя в соединениях изотоп углерода С12 на С13, получали свою долю освободившейся энергии. Особенно преуспели цианобактерии освоившие фотосинтез. Они устлали дно озёр и морей синезелёными матами в толще которых процветала жизнь других бактерий.

Миллиарды колоний с триллионами триллионов незаметных бессмертных тружеников в течение миллиарда лет постепенно обогатили океан кислородом, что позволило другим бактериям потреблять энергию из окислительно-восстановительных реакций с растворёнными в океане элементами. Железо, марганец, сера, цинк и т.д. до урана, под воздействием бактерий выпадали в осадок, образуя залежи руд и минералов. Тектонические плиты образующихся материков подползая друг под друга уносили железо в слои магмы, где расплавленное оно тонуло, пополняя железное ядро планеты. И в океане не стало свободного железа, основного источника энергии бактерий. Кислород, производимый цианобактериями, массово используемый для окисления железа, стал стремительно накапливаться в океане и атмосфере. Кислород – это яд! И множество бактерий погибло от бескормицы и ядовитого кислорода. Увеличение содержания кислорода в атмосфере за счет уменьшения доли углекислого газа, снизило парниковый эффект. Как следствие, температура океана понизилась с +60 градусов по Цельсию до +6 градусов. Это было катастрофой! Величайшей катастрофой, которой закончился Архей 2,7 миллиарда лет тому назад!

Так экспериментатор Хаос завершил свой эксперимент с простейшими клетками – бактериями. Цивилизация бессмертных многочисленных тружеников, выполнив своё предназначение по созданию месторождений, исчерпала себя и должна была погибнуть. Экспериментатор сделал вывод, что простейшая бактериальная клетка – хоть и сложнейший, но ещё не совершенный механизм, где ДНК лежит прямо во внутренней среде клетки — в ее цитоплазме, гигантском многопрофильном химическом заводе. Где рядом с драгоценной молекулой каждое мгновение появляются и исчезают тысячи самых разнообразных химических соединений. Каждое из которых опасно для наследственной информации и для молекулярных механизмов, которые эту информацию считывают и переводят в нужные для жизни белки. В таких условиях невозможно создать надежную систему хранения, чтения, воспроизведения и ремонта ДНК. Кроме того, бактерии примитивны и эгоистичны, и не способны ни к саморазвитию, ни к прогрессу. Устроив катастрофу, Хаос всё-таки дал им шанс на выживание, через совершенствование своей структуры и структуры общественных отношений.

Используя опыт тесного взаимовыгодного сотрудничества – симбиоз, наработанный ещё в бактериальных матах, наиболее приспособленные для существования в экстремальных условиях археобактерии стали «нанимать на работу» другие бактерии, в условиях сложившейся глобальной катастрофы «согласных на всё». Наиболее перспективным оказался симбиоз архей с цианобактериями, вырабатывающими кислород и синтезирующими глюкозу по схеме: 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 (глюкоза) + 6O2. Этот союз, закреплённый множеством поколений и генетическим кодом, дал начало растительной клетке с её хлоропластами, содержащими хлорофилл.

Аналогично союз архей с протеобактериями, ставшими митохондриями, дал начало животной клетке. Митохондрии – энергетические центры клетки, которые дышат кислородом, сжигают глюкозу: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O, и освободившуюся энергию тратят на синтез АденозинТриФосфата (АТФ), который является основным переносчиком энергии в клетке. Животная клетка приобрела энергоцентры — митохондрии и усовершенствовала сборочные цеха белков – рибосомы. И множество других органелл, выполняющих свои функции. Но основную роль и тут по-прежнему играла и играет РНК: она считывает генетическую информацию с ДНК, передает её в цитоплазму клетки, где при участии РНК происходит синтез белка.

Выделившееся ядро – стало изолированным от цитоплазмы с ее кипящей биохимией. Оно стало библиотекой, где бережно хранятся тома проектной документации организма – хромосомы. Каждая хромосома, состоящая из ДНК, туго намотана вокруг белков, называемых гистонами, которые поддерживают хромосомы в таком состоянии. Каждая страничка тома – хромосомы ген является основной структурной и функциональной единицей наследственности. Гены — это определенные участки ДНК, которые содержат инструкции по созданию молекул белков, то есть в них зашифрована информация о соответствующем белке.

У человека гены различаются по размерам от нескольких сотен ДНК пар оснований до более чем 2 миллионов оснований. Количество генов у человека приближается к 30 тыс. Самое большое число генов обнаружено у рачка дафнии 40 тыс. Каждый индивид имеет две копии гена, каждый из которых был получен от одного из родителей. Большинство генов у людей схожи между собой, но некоторые гены (менее 1% от всех) значительно различаются между людьми.

У комара – 6 хромосом, у человека 46, у волка – 78, у гадюки обыкновенной 1260.  Это я к тому, чтобы никакой homo sapiens не задирал высоко свой нос: в эволюции он где-то между комаром и гадюкой обыкновенной.

 Ядро стало не только местом хранения хромосом, но и областью считывания и репликации ДНК, а главное — взяло под свой контроль считывающие и транспортные функции РНК и их регуляцию. У клетки появилась возможность развития сложных механизмов изменчивости. Был достигнут принципиально более высокий уровень приспособляемости организмов к внешней среде. Была приобретена способность формировать, в зависимости от условий, морфологически и функционально различные клетки при неизменном геноме. Благодаря этому клетка оказалась способной в дальнейшем развить сложные жизненные циклы, половое размножение и многоклеточность. Был взят курс на развитие многоклеточных организмов. У каждой клетки многоклеточного организма один и тот же геном. Но благодаря сложной системе регуляции включения и выключения считываемых генов, в разных условиях обеспечивается развитие принципиально разных типов клеток.

Самая маленькая из клеток имеет 300 нанометров в диаметре. Самой большой клеткой является страусовое яйцо. Любой из нас в начале своей жизни состоял из единственной клетки на протяжении примерно 30 минут, а взрослый человек состоит уже из сотни триллионов живых клеток. Определенные гены включаются и выключаются в определенные сроки согласно расписанию, которому подчиняется жизненный цикл роста. Такие хорошо согласованные во времени регуляции генной активности — необходимое условие для эволюции эмбрионального развития, способного создавать сложные ткани и органы. Высокая точность и сложность строения глаза или органов слуха не были бы достигнуты, если бы их развитие не подчинялось строжайшим правилам очерёдности становления каждой из входящих в них структур.

Клетки являются строительными блоками для всех живых существ на земле. Клетки обеспечивают структуру тела. Мы дышим и едим для того, чтобы снабжать митохондрии клеток кислородом и питательными веществами. Они поглощают питательные вещества из пищи и кислород, превращая эти вещества в энергию. Клетки выполняют множество различных специальных функций. Содержат наследственный материал и способны копировать себя. Всего в теле взрослого человека насчитывается около 230 различных типов клеток. Это клетки эпителиальной, мышечной и нервной тканей. Клетки-рецепторы органов чувств, секреторные клетки, клетки крови и иммунной системы, половые клетки и др. 14 миллиардов клеток уже существует в мозге человека к моменту его рождения. И число это не увеличивается.

Смерти по-прежнему не было, поскольку, делясь клетка полностью повторяла себя. Амёба по-прежнему размножалась делением. Гидру можно было изрубить на части, и из каждой её части появлялась новая гидра. Но уже инфузория-туфелька, размножаясь делением, при неблагоприятных условиях переходила на половое размножение. В надежде, что кто-то из её многочисленных не похожих друг на друга потомков приспособится к изменившейся внешней среде. Половое размножение — это не репликация, это выбор. И как плата за свободу выбора появилась Смерть. Смерть появилось тогда, когда две особи нашли друг друга, соединились, чтобы произвести на свет третью особь. А эта третья – это не первая, и не вторая. Это новое существо. А когда создаётся что-то новое, надо освобождаться от старого.

При половом размножении гены смешиваются и перетасовываются. Это означает, что каждое отдельное тело представляет собой лишь временное транспортное средство для короткоживущей комбинации генов – хромосом. Данная комбинация генов и её носитель отдельный индивидуум, может быть короткоживущими, но сами гены живут долго. В ряду поколений их пути постоянно пересекаются и расходятся. Индивидуумы не вечны, как и их хромосомы, которые подобно набору карт, полученных каждым игроком при раздаче карт приходят и уходят в небытие. Но с самими картами при перетасовке ничего не происходит. Карты — это гены. Гены, как карты, не разрушаются, они просто меняют партнеров и продолжают двигаться дальше. Это их работа, их назначение.

Они — хозяева жизни, воспроизводящие себя. А мы только приспособления, необходимые им для их существования во времени. Аппараты для передачи их в последующие поколения. Набор карт случайно выпавший индивидууму в процессе игры под названием Эволюция. После того как мы выполнили свою задачу, нас выбрасывают. Но гены, а некоторые из них выходцы из Архея, остаются в игре. Они вечны. Так Хаос играет в покер с Энтропией. В процессе эволюции превращая бездушные молекулы полимера РНК в разумные существа. Наделяя их разумом, знаниями, интересом, инициативой, мощью, энергией. Работая, чтобы со временем вырастить из них своих козырных тузов и королей. Зачем?

Клаузиус вывел емкую и лаконичную форму двух законов термодинамики:

1) Энергия Вселенной остается неизменной. 2) Энтропия Вселенной стремится к максимуму.

По формуле Больцмана S= k*log W, где S – энтропия, k — постоянная Больцмана, log W – логарифм вероятности беспорядка. Пока выигрыш на стороне Энтропии и беспорядок во Вселенной только возрастает. Но это пока. Клод Шеннон уже показал, что Энтропия по Больцману — это недостаток информации о состоянии замкнутой системы. Да и народная мудрость давно заметила: кто владеет информацией, тот владеет миром. Так, что время, прогресс, знания, хранилища информации и труд – всё перетрут. И даже Энтропию, которая самонадеянно решила, что во Вселенной она будет только возрастать. На то нам и дана Жизнь – энергозатратный антиэнтропийный процесс, запущенный Хаосом почти 4 млрд лет тому назад.

Жизнь, как уже было сказано, начинается с одной клетки. Потом число их удваивается, согласно заложенному в ДНК расписанию, формируя органы, мышцы, нервы, мозг и т.д. Достигая сотни триллионов различных клеток у взрослого человека. Где в симбиозе каждая клетка обеспечивает жизнедеятельность всех остальных, клеток многоклеточного организма. И всё без права на ошибку! Клетка сложнейший и совершеннейший механизм, работающий на молекулярном уровне. Но ошибки при делении клетки, считывании информации с ДНК, её переносе на рибосомы для синтеза требуемых организму белков, конечно, случаются. Молекулярное ОТК работает не покладая рук, бракуя и уничтожая клетки с искажённой ДНК. Но…

И, чтобы ошибки не накапливались, существует предельное число делений для ДНК клетки. Оно равно пределу Хейфлика – 52. То-есть внутри клетки заложены биологические часы: при каждом делении клетки наконечники хромосом (теломеры) укорачиваются на 50–200 нуклеотидов. Когда длина теломер оказывается меньше требуемого минимума, клетка теряет способность делиться. И смерть является частью процесса эволюции, обеспечивающего приспособление вида к окружающей среде. Необходимую смену поколений и генов, для размещения которых нужны пространство, ресурсы и новые организмы.

Профессор Леонард Хейфлик, разработавший теорию старения клеток, утверждал, что максимальная потенциальная продолжительность жизни человека составляет 120 лет. Доживём ли мы до этого возраста, зависит по большей части от нас самих. Всем известно, что вредные привычки, стрессы и болезни укорачивают жизнь, укорачивают теломеры. А правильное питание, здоровый сон, физическая активность, радость и оптимизм продлевают жизнь. И наука не стоит на месте. Уже открыт фермент теломераза, способный удлинять концевые участки хромосом. Но, что это? Способ отодвинуть смерть индивидуума или дать простор раковым клеткам? Науке это не известно. Известно это только Хаосу, который использует живые организмы как временные хранилища для генов и хромосом. И без колебаний устроит очередную глобальную катастрофу. Уберёт с лица Земли биологическую жизнь, человека и человечество 04. 04. 2212 года. Если это ему понадобится.