Большинство биофизиков полагают, что физические представления наших дней достаточны, чтобы на их основе, не вводя новой сущности, понять специфические проблемы биологии. "Современная физика, - формулирует это положение М.В.Волькенштейн[3], - достаточна для понимания эволюции. Здесь могут потребоваться новые понятия, но не новые физические принципы".
Вот, например, как в наши дни общие физические представления, в том числе и представления теории самоорганизации, прилагаются к разработке проблемы образования и развития многоклеточных организмов. Одна из загадок этого процесса - как из единственной зародышевой клетки развивается многообразие типов специализированных клеток, как эти клетки узнают, где, в каком локальном участке пространства они должны расположиться, какими путями передается подобная "строительная" информация среди вновь образующихся клеток? У человека, например, насчитывается более 200 разновидностей специализированных клеток. В обзорной статье Б.Н.Белинцева, посвященной проблеме биологического формообразования[4], говорится, что каждая из вновь образующихся делением клеток зародыша содержит в своих хромосомах весь набор генетических программ возможного развития. Специализация клетки происходит после того, как она получает сигнал, включающий одну из имеющихся программ. Правильное включение программ позволяет голове зародыша сформироваться впереди, а не позади туловища, лапам (рукам) - на положенных местах, а внутренним органам - в положенных для них частях туловища.
Предполагается, что архитектура многоклеточного организма задается им самим. Самоорганизующаяся совокупность делящихся клеток вырабатывает пространственную информацию, включающую в каждой локальной точке пространства конкретную генетическую программу развития появляющихся там клеток. Ансамбль клеток создает некое морфогенетическое поле, служащее носителем пространственной информации. Поле образуется выделяемыми клетками химическими реагентами (морфогены), а команда на включение той или иной программы развития клеток в данном месте содержится в пространственных перепадах концентрации реагентов. "Сложность и уникальность биологических структур есть результат "сложного" отклика на "простые" управленческие факторы. Пространственный план задается неоднородным распределением физических параметров, влияющих на динамику внутриклеточных процессов... он именно возникает как продукт коллективного процесса самоорганизации, выражающегося в спонтанном возникновении диссипативных структур"[4].
Рассмотренный механизм формообразования многоклеточных организмов опирается на серьезную экспериментальную основу. Не будем углубляться в подробности, важно то, что слегка приподнялся занавес над тайной функционирования сложнейшей биологической системы, каковой является многоклеточный организм. И решающая роль в этом успехе принадлежит таким представлениям нового научного мышления, как диссипативные системы, их самоорганизация, коллективные упорядоченные взаимодействия элементов. Но все же без ответа остаются многие вопросы, прежде всего - как появились и саморегулировались такие процессы.
После появления многоклеточных организмов стержнем развития Дерева жизни стали процессы нарастания их сложности и упорядоченности. Одно из ключевых событий в этой серии -внезапное (по геологическим меркам) появление организмов, способных строить скелет. Это произошло на стыке двух геологических эпох - криптозоя и фанерозоя, примерно 600 миллионов лет назад. Скелет послужил важной предпосылкой для появления высших животных. Вот как описывает палеонтолог наблюдаемое им на разрезах пограничных отложений почти полное обновление биосферы и появление скелетных организмов: "Двигаясь вверх по разрезу от докембрийских пород к кембрийским, мы вдруг обнаруживаем в какой-то момент, что порода насыщена многочисленными и разнообразными остатками организмов, облик которых уже более или менее привычен для нас"[5]. Это, конечно, описание скачка в развитии. Но скачок длился несколько десятков миллионов лет, он мгновенен по геологическим меркам, но затянут с нашей точки зрения.
Похожие внезапные изменения состава биосферы, с которыми обычно совмещались глобальные изменения геологического облика поверхности Земли, неоднократно повторялись на протяжении всей последующей истории. Так, в рамках Международной программы геологической корреляции "Редкие события в геологии" установлено, что кроме описанного случая обновления биосферы имели место четыре Великих массовых вымирания: на рубеже ордовика и силура 480 млн. лет назад, перми и триаса 240 млн. лет назад, в конце триаса 190 млн. лет назад и на рубеже мела и палеогена 65 млн. лет назад. В промежутках отмечены более 10 малых вымираний. Высказывается предположение о периодичности массовых вымираний (Д.Рауп, Дж.Сепкоски) с интервалом 26 млн. лет в мезозое и кайнозое и с интервалом 34 млн. лет в палеозое.
65 миллионов лет назад произошло Великое мезозойское вымирание: "В морях исчезли господствовавшие аммониты и белемниты, многие морские и все крылатые рептилии, сухопутные динозавры. Установлено также резкое сокращение числа таксонов среди других групп микроскопических планктонных организмов с известковым скелетом"[6]. Выяснено, что в пограничных отложениях мел-палеоген аномально высокое содержание иридия, его концентрация более чем на два порядка превосходит среднее содержание в земной коре. Это обстоятельство дало повод для выдвижения версии о произошедшей катастрофе. Например, Земля могла столкнуться с крупной кометой. Но существует и другая гипотеза, согласно которой насыщение коры иридием произошло в ту эпоху за счет резко возросшей вулканической деятельности и массового выноса иридия из глубин магмы. В любом случае специалисты считают, что указанная геохимическая аномалия является результатом катастрофы глобального масштаба.
