Неожиданный подход к изучению ДНК

ОгонёкНаука

«Эволюция должна иметь направленность»

Неожиданный подход к изучению ДНК: уральский ученый утверждает, что в этой молекуле записан код, согласно которому развивается все живое на земле. «Огонек» поговорил с физиком, который взялся поправить теорию эволюции

Беседовала Елена Кудрявцева

0:00 /
1065.808
Оказывается, учение Дарвина не всесильно. И верно только отчасти. Фото Ikon Images / Gary Waters / Diomedia

Доклад о «направленной эволюции», прозвучавший на конференции «Развитие жизни: вопросы эволюции и развитие организмов» наделал шума. Профессор Уральского университета, доктор физико-математических наук Алексей Мелких презентовал свою теорию, которая, по его мнению, должна прийти на смену дарвиновской. До этого основные аспекты своего 20‑летнего исследования он изложил в уважаемых журналах — Origin of Life and Evolution of Biospheres, Biosystems, Progress in Biophysics and Molecular Biology. О том, куда и, главное, зачем движется эволюция, «Огонек» расспросил автора теории.

— Расскажите, почему вы, физик по образованию, занимаетесь эволюцией?

Алексей Мелких, 
профессор
Уральского
университета,
доктор физико-
математических
наук

— После окончания Уральского технического университета я занимался проблемой транспортировки веществ через мембрану клеток и статистической физикой. Однажды в кулуарах услышал чью-то точку зрения, что если эволюция действительно происходила путем случайных мутаций и естественного отбора, то время, необходимое для подобного перебора полезных вариантов, не сопоставимо со всем временем существования нашей Вселенной. Начиная с 2000‑х я начал строить различные модели и быстро убедился, что у дарвинизма есть огромные проблемы, о которых ученые стараются лишний раз не говорить. Но в целом я не первопроходец, есть серьезные работы на этот счет — скажем, «Номогенез» российского биолога Льва Берга. Он говорил об эволюции как о процессе, протекающем по определенным законам, не сводимым к воздействиям среды обитания.

— Давайте начнем с начала в буквальном смысле. Согласно популярной теории Опарина и Холдейна, 4 млрд лет назад на древней Земле самопроизвольно зародились органические вещества. А затем из них каким-то образом сложились первые организмы. Вы, если я правильно понимаю, утверждаете, что никакой случайности в этом не было?

— Если говорить о самых ранних стадиях эволюции, то там больших противоречий нет. Противоречия возникают, когда появляются сложные системы и проблема перебора вариантов, когда первые молекулы, например мРНК или ДНК, начинают что-то кодировать. И вот уже с этого этапа теория Дарвина не работает. Я не отрицаю, что случайные мутации и отбор существуют, но они не могут быть главной причиной эволюции.

— Астроном Фред Хойл как-то сказал: вероятность случайного получения живой клетки примерно равна вероятности самосборки «Боинга-747» от торнадо на мусорной свалке.

— Совершенно верно. Представьте, даже простейшая бактерия имеет миллион нуклеотидов — это те «кирпичики», из которых состоят гены. Таких нуклеотидов — четыре вида, соответственно полное число вариантов равно 4 в степени миллион. Так что, если бы простейшая бактерия появилась методом простого перебора, для этого действительно не хватило бы времени жизни Вселенной. Что уж говорить о более сложных организмах, об обилии видов и о самом человеке, у которого геном — 3 млрд нуклеотидов. Это и есть основной аргумент. То есть в целом с увеличением длины ДНК число вариантов генома растет экспоненциально, и когда число нуклеотидов становится больше, чем 102–103, перебор вариантов становится невозможным за то время, какое существует Вселенная. Эволюция должна иметь направленность, иначе никакие виды не могли бы появиться.

— Что же ею движет?

— Направленность эволюции обусловлена квантовыми эффектами в биологически важных молекулах — в белках, ДНК и РНК. Внутри них в квантовых степенях свободы зашита вся информация, которая постепенно разворачивалась и включалась в процессе эволюции. Хорошую аналогию можно привести из ботаники: если вы посадите семечко березы, то у вас вырастет именно береза, а не что-то другое, потому что в семечке есть программа ее развития. Примерно такие же процессы мы наблюдаем в эволюции Вселенной. Именно квантовая механика (нетривиальные квантовые эффекты) позволяет решить парадокс Левинталя, который до сих пор не разрешен в биологии.

— Можно поподробнее про парадокс?

— Речь идет о работе белков. Дело в том, что белок состоит из очень большого количества аминокислот, которые в живой клетке могут соединиться невероятно большим количеством способов. Но для продолжения жизни подходит одна-единственная комбинация. Перебор всех возможных вариантов укладки белковой цепи займет время, также превышающее время жизни Вселенной. Однако белок успевает найти верный вариант в течение считаных секунд или долей секунды. Мы можем это объяснить, если предположим, что в белке изначально закодировано определенное количество квантовых степеней свободы и только из них он может «выбирать».

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Девушка года Playboy-2018» From Siberia with love Девушка года Playboy-2018» From Siberia with love

«Девушка года Playboy-2018»: Лидия Пономарева – из Сибири с любовью

Playboy
Ваш летний чекап Ваш летний чекап

Ежегодные обследования – очень даже неплохая идея

Домашний Очаг
Зачем сивке бурка Зачем сивке бурка

Препарирование сказок. Откуда взялось Лукоморье и почему Идолище Поганое

Maxim
На смену «Черному ястребу»: конвертоплан Bell V-280 Valor На смену «Черному ястребу»: конвертоплан Bell V-280 Valor

Конвертоплан V-280 Valor завершил испытания

Популярная механика
Неистощимый гений Леонардо Неистощимый гений Леонардо

И через пять столетий после смерти Леонардо не спешит раскрывать свои тайны

National Geographic
Ночной дожор Ночной дожор

Можно ли есть перед сном? Оказывается, да!

Elle
Новые миры Новые миры

Юбилей высадки на Луну – повод задуматься, куда и зачем мы можем полететь еще

Популярная механика
8 способов улучшить навыки общения 8 способов улучшить навыки общения

Как найти общий язык и с рабочим, и с миллиардером, и с нобелевским лауреатом

Psychologies
Юлия Пересильд Юлия Пересильд

Актриса Юлия Пересильд соткана из чистой энергии

Elle
Современный Робинзон: мужчина купил и облагородил необитаемый остров на Сейшелах Современный Робинзон: мужчина купил и облагородил необитаемый остров на Сейшелах

Англичанин купил необитаемый остров на Сейшелах и переехал туда навсегда

National Geographic
Гостевой брак и дружеский секс: что такое свободные отношения и кому они нужны Гостевой брак и дружеский секс: что такое свободные отношения и кому они нужны

Типы свободных отношений и кому они могут подойти

Cosmopolitan
Родион Газманов: «Она представилась: «Люси», – и смотрит враждебно...» Родион Газманов: «Она представилась: «Люси», – и смотрит враждебно...»

Наследник популярного музыканта о работе на Первом канале и творчестве

StarHit
Нур-Султан ускорил транзит власти Нур-Султан ускорил транзит власти

В Казахстане объявлены досрочные президентские выборы

РБК
8 самых дорогих гаджетов современности (суммы доходят до миллионов $$$) 8 самых дорогих гаджетов современности (суммы доходят до миллионов $$$)

Тебе захочется развидеть эти ценники

Playboy
Совместными усилиями Совместными усилиями

Все са­мые но­вые тех­но­ло­гии — на служ­бе у ва­ше­го те­ла и ва­шей кра­со­ты

Glamour
8 ошибок в дачной электрике, которые лучше не совершать 8 ошибок в дачной электрике, которые лучше не совершать

С электрикой шутки плохи - тем более в деревянном доме

CHIP
«Я начал терять скорость». Галицкий впервые рассказал, почему продал «Магнит» «Я начал терять скорость». Галицкий впервые рассказал, почему продал «Магнит»

Сергей Галицкий назвал три причины, почему он так внезапно продал свой бизнес

Forbes
Дарья Лисиченко: «мне ничего не стоило привить детям привычки правильного питания» Дарья Лисиченко: «мне ничего не стоило привить детям привычки правильного питания»

Чему будут учить на мастер-классах «Нескучный ЗОЖ»

Grazia
«Зайки» останутся без прав? «Зайки» останутся без прав?

Мошенников, не платящих за использование платных дорог, привлекут к ответу

АвтоМир
5 типичных ошибок при выборе видеорегистратора: учтите, чтобы не пожалеть 5 типичных ошибок при выборе видеорегистратора: учтите, чтобы не пожалеть

Самые популярные ошибки при выборе видеорегистратора для автомобиля

CHIP
Президент «Русэнергосбыта» Михаил Андронов: Потребители энергии смогут зарабатывать на электросетях Президент «Русэнергосбыта» Михаил Андронов: Потребители энергии смогут зарабатывать на электросетях

Будут ли солнечные батареи и ветряные электростанции популярны в России

СНОБ
10 самых шокирующих озёр в мире 10 самых шокирующих озёр в мире

Среди озёр можно встретить самые непредсказуемые сюрпризы нашей планеты

Популярная механика
Третья не лишняя Третья не лишняя

Дания настояла на подаче новой заявки на маршрут «Северного потока-2»

РБК
Войска Хафтара остановила полиция Войска Хафтара остановила полиция

Наступление Ливийской национальной армии на Триполи захлебнулось

РБК
У берегов Карского моря лежит неизвестная немецкая субмарина У берегов Карского моря лежит неизвестная немецкая субмарина

Координаты подлодки планируют установить в ходе экспедиции «Мы идём в Арктику»

National Geographic
71 страна, где нетрадиционная ориентация уголовно наказывается (и смертной казнью) 71 страна, где нетрадиционная ориентация уголовно наказывается (и смертной казнью)

71 страна, в которой запрещены однополые отношения на законодательном уровне

Playboy
Новая «голубая фишка»: стоит ли покупать акции «Сибура» в случае IPO Новая «голубая фишка»: стоит ли покупать акции «Сибура» в случае IPO

В случае проведения IPO акции «Сибура» наверняка станут новой «голубой фишкой»

Forbes
Макс Барских: «Я надел колготки в сеточку и танцевал с пылесосом» Макс Барских: «Я надел колготки в сеточку и танцевал с пылесосом»

Певец Макс Барских от недостатка женского внимания точно не страдает

StarHit
В Чили найден древнейший в Америке след человека В Чили найден древнейший в Америке след человека

В Чили найден отпечаток человека, оставленный 15,6 тысячи лет назад

National Geographic
Борьба с мигрантами: как Россия строит свою «мексиканскую стену» Борьба с мигрантами: как Россия строит свою «мексиканскую стену»

Глава Якутии предложил ограничить сферы, в которых смогут работать мигранты

Forbes
Открыть в приложении