БИОМОЛЕКУЛА КАК ОСНОВА ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА
Выше мы говорили, что жизнь и психика характеризуются, внешним образом активностью, являющейся результатом скопления запасной энергии. Нам предстоит теперь ближе разобраться в вопросе о том, чем вообще по существу отличается живое вещество от мертвой материи. В этом отношении необходимо иметь в виду, что в основе всех вообще жизненных процессов лежит обмен веществ или то внутреннее взаимоотношение частиц живого вещества, выражаясь словами атомистической теории, которое уже в своих химических процессах делает даже наипростейший организм самодеятельным, т. е. поддерживающим при благоприятных внешних условиях внутреннее молекулярное равновесие в таком виде, что является возможным постоянное разложение и восстановление вещества, иначе говоря, своеобразное подвижное сцепление его частиц, не только отличное от обыкновенного молекулярного и атомного, но еще и обусловливающее при известных отношениях объема к поверхности, соприкасающейся с питательной средой, избыточное количество восстановительных процессов и приводящее этим путем к росту живого организма, его размножению и развитию отдельных органов.
Новейшая химия, как известно, не открывает даже химической разницы между белком живой протоплазмы и инертным, или мертвым белком, так как предположения некоторых авторов о присутствии в живом белке группы цианистых соединений (Pfluger) и других, что живой белок представляет род альдегида, есть чистые, ни на чем фактическом не основанные предположения.
Очевидно, что все дело здесь заключается не в химической природе самого вещества, а в особой форме крайне подвижного неустойчивого равновесия сложных материальных частиц в виде биомолекул, лежащего везде и всюду в основе жизни и обусловленного энергией.
Это подвижное сцепление и лежит в основе обмена веществ и при определенных отношениях объема к поверхности способно постоянно накоплять в себе энергию путем непрерывных физико-химических превращений. Новый приток энергии идет, с одной стороны, на постоянное обновление ингредиентов, входящих в это сцепление, на увеличение объема всей системы и на массовое и молекулярное движение системы. Последнее в свою очередь лежит в основе раздражительности живого вещества, т. е. способности его к своеобразной двигательной реакции, приводящей к сокращению и сопутствуемой определенным субъективным состоянием.
Из предыдущего ясно, что между живым и мертвым не может быть с внешней стороны такой строгой грани, как может показаться с самого начала, особенно если мы отрешимся от мысли признавать клетку за первичную форму живой особи. В действительности мы имеем все основания полагать, что клетка представляет собой довольно сложный организм и что первичная жизнь должна быть представлена не клеткой, а простым, едва заметным под микроскопом зернышком, или биомолекулой, от которой до клетки современная биология открывает целую восходящую цепь простейших организмов. Тем не менее вместе с возникновением упомянутой сложной подвижной системы сцепления частиц вещества последнее приобретает такие особенности в своих отношениях к окружающей природе, которые обособляют его, как живое неделимое от всего мертвого, безжизненного и инертного.
Эта замкнутая сложная подвижная система сцепления частиц вещества, представляющая по Чермаку вихревое движение и получившая возможность не только при разложении воссоздать самое себя на счет окружающего мертвого материала, но еще расти и размножаться, и представляет собой живое белковое вещество, являющееся в наипростейшем виде в форме первичного зернышка,
Само собой разумеется, что энергия, лежащая в основе упомянутого подвижного сцепления, будучи одним видом общей мировой энергии, подчиняется закону постоянства и вечности энергии и тем самым не выводит живое вещество из подчинения общим законам природы, но расширит наши взгляды на природу мира вообще и в частности на природу живущих в нем организмов.
Живое вещество во всяком случае не есть только химическое соединение, в котором мы находим простые молекулярные сцепления. Здесь дело идет уже о своеобразном сцеплении сложных молекул в форме биомолекул — сцеплении крайне неустойчивом и подвижном, связывающем огромные количества энергии. Если мы примем во внимание, что атомы простых тел по воззрениям многих из современных физиков (В. Томсон, Секки, Крукс и многие другие) не есть неделимые частицы вещества, а представляют собой не что иное, как агрегаты еще более мелких частиц, именуемых электронами, освобождаемыми, например, радиоактивными телами, — агрегаты, связывающие огромные количества энергии, то мы должны прийти к выводу, что вещество в доступном нам мире состоит в постепенной градации усложнения своих основных частиц — в виде электронов, как наиболее простых известных нам элементов, в виде атомов, как элементов простых физических тел, в виде молекул разной сложности и состава, как элементов сложных химических соединений и, наконец, в виде биомолекул, как наиболее простых элементов живого вещества.
В настоящее время, по крайней мере, не может быть сомнения в том, что и простые тела в конце концов представляются сложными.
Напротив того, данные спектроскопии и механики газов говорят решительно в пользу этого взгляда. Очевидно, что сами атомы простых тел суть производные более простой материи, являясь, вероятнее всего, результатом группировки и сочетания частиц того простейшего распространенного везде и всюду вещества, которое известно под названием эфира. Во всяком случае атомы, являясь агрегатами более простых элементов или электронов, представляют собой своего рода меры энергии, находящейся в связанном состоянии.
Составляют ли электроны первоматерию или здесь дело идет также о больших или малых сложных агрегатах? — вопрос, конечно, небезынтересный, но трудный для разрешения. Во всяком случае если мы допустим еще дальнейшее разложение вещества, то оно может быть представляемо, по-видимому, лишь в форме энергии, так как от материи не остается уже никаких принадлежащих ей свойств. Если мы, например, так называемую «эманацию» радиоактивных тел признаем за отделение материальных, быстро движущихся частиц в форме электронов от разлагающихся атомов и уподобим эту эманацию катодным лучам в смысле отклонения и тех и других магнитом, то те же катодные лучи, пропущенные через стекло круксовой трубки, дают, как известно, рентгеновские лучи, уже лишенные этих свойств отклонения магнитов и проникающие через плотные среды.
В последнем случае мы имеем, очевидно, уже одну энергию. Таким образом, в катодных лучах и в явлениях радиоактивности мы находимся на предельной границе вещества в обычном значении этого слова, за которой мы встречаем уже чистую энергию. Здесь мельчайшие частицы вещества в форме электронов несутся в пространство как бы подхваченные энергией. Когда первые будут задержаны в круксовой трубке, тогда остается лучистая энергия рентгеновских лучей, и, вероятно, эта же энергия остается и за отклонением электронов с помощью магнита в радиоактивных лучах.
Мы вообще можем сказать, что материя, лишенная своих основных свойств весомости и притяжения resp. отталкивания, стоит уже на границе того предела, за которым все воображаемое перестает быть материей и представляет собой уже чистую энергию. И действительно, многие авторы конечный анализ материи сводят к энергии. Известно, что Лейбниц, Баскович, Тиндаль, Джоуль, Клозиус и другие в своем анализе представляют материю как собрание бесконечно малых центров действия энергии[7].
Что касается наших воззрений на этот предмет, то мы уже высказывались ранее в пользу того, что вещество и энергия лишь условно обособляются нами друг от друга. В предельных величинах делимости вещества, доступных нашему наблюдению, например в тех электронах, на которые современные нам химия и физика расчленяют атомы тел, мы имеем вещество как бы лишенным некоторых из своих обычных свойств, например весомости. Поэтому энергия является как бы синонимом запредельного расщепления вещества, т. е. уничтожения его основных свойств и той формы, которые ихарактеризуют вещество как нечто, связавшее в себе то или другое количество энергии. Таким образом, основным явлением в природе нужно признать энергию, связанное же состояние энергии и есть не что иное, как вещество.
Не подлежит сомнению, что каждое усложнение основных частиц вещества, начиная от электрона до биомолекулы живого вещества, сопровождается связыванием огромного количества энергии. Уже в атомах простых тел связано необычайно большое количество энергии, притом различное в различных элементах (в тяжеловесных металлах, например, больше, чем в других), как то показывают нам явления радиоактивности в радии и других радиоактивных телах (уране, тории), атомы которых, постоянно разлагаясь на электроны, освобождают колоссальное количество энергии.
Молекулы химических соединений связывают еще больше энергии, так как уже при разложении на простые тела они освобождают большие, хотя и, в зависимости от сложности соединения, неодинаковые количества энергии, которые должны быть присоединены к тому количеству энергии, которое связано в атомах простых тел, входящих в состав сложных химических соединений. Наконец, биомолекулы, образующие живое вещество, благодаря особой сложности своего состава должны связывать еще большие количества энергии по сравнению с обыкновенными молекулами сложных химических соединений. Равным образом и биомолекулы в зависимости от своей сложности должны представлять собой запасы неодинакового количества энергии. В этом отношении биомолекулы мозгового вещества, как состоящие из наиболее сложных белковых соединений, должны связывать непостижимо колоссальные, для нашего ума даже и трудно представляемые, запасы энергии[8].
Есть основание полагать, что когда внутреннее скопление энергии достигает наивысшей степени, то сцепление частиц может быть лишь подвижным, так как сама энергия не может уже с постоянством удерживаться в замкнутой системе и известная доля частиц вещества будет постоянно разлагаться на более простые составные частицы. Освобождающаяся при этом энергия, однако, не выходит из системы, а при существовании подходящего материала вновь строит распадающиеся частицы за счет этого материала, т. е. восстановляет распавшееся вещество, обусловливая таким образом всем известный обмен веществ живой ткани. Таким образом, обмен веществ – это основа всякого живого организма – коренится прежде всего в колоссальных запасах энергии, присущих всякому живому существу.