Возникает ощущение, что самосборка представляет собой некий парадокс, поскольку переход от изолированных субъединиц (начальное состояние) к их агрегату (конечное состояние) сопровождается увеличением упорядоченности системы. Увеличение упорядоченности означает очевидное уменьшение энтропии.
Вполне возможно, что наблюдаемая негэнтропийность и противоречие жизни второму закону термодинамики – лишь иллюзия, и движущей силой процесса сборки, как это ни парадоксально, возможно, является энтропия, – в частности, высказываются предположения, что в основе негэнтропийных процессов в живой системе лежит увеличение энтропии воды.
С другой стороны, может быть жизнь и не представляет собой особого исключения для Вселенной. Ведь и Вселенная не подчиняется только второму закону термодинамики. Если бы это было не так, Вселенная, учитывая ее временную бесконечность, бесконечно давно превратилась бы в гомогенат. А это не так. Одно из базовых свойств Вселенной в любом разрезе – это ее дискретность. Вселенная не гомогенна, следовательно в ней самой существуют силы, стремящиеся к ее структурированию и упорядочиванию. Живое – лишь одно из проявлений этой тенденции.
Постоянную работу против сил уравновешивания с окружающей средой Бауэр назвал «всеобщим законом биологии».
В свое время русский физик И.А.Умов писал, что мы имеем два закона термодинамики, управляющие процессами природы; мы не имеем закона или понятия, которые включали бы процессы жизни в процессы природы. Эволюция живой материи в общих чертах увеличивает количество и повышает качество упорядоченности в природе. Существующие в природе приспособления отбора, восстановления структуры и включающие в себя живое, должны, по—видимому, составить содержание третьего негэнтропийного закона термодинамики (3).
ГЛАВА 2
ОНТОГЕНЕЗ ЦЕНТРАЛЬНОЙ
НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
1
Головной мозг представляет собой одну из самых больших эволюционных загадок. Время, потребовавшееся для его эволюции, было очень мало (100 млн. лет) по сравнению с длительностью эволюции жизни в целом (4 млрд. лет) (148).
Онтогенетическая схема развития головного мозга и центральной нервной системы хорошо известна: оплодотворенная яйцеклетка – морула – бластодермический пузырек – эктодерма – нервная трубка – головной мозг.
Первым шагом в формировании центральной нервной системы из премордиальной массы клеток является ее превращение из поверхностной пластинки в трубку. Уже у четырехнедельного эмбриона человека можно выделить три области головного мозга: передний, средний и задний. Через пять недель передний мозг делится на конечный мозг и промежуточный. Эта стадия развития уже хорошо видна у эмбрионов 9—12 мм длины. В дальнейшем промежуточный мозг дифференцируется на надталамическую область (эпиталамус), зрительный бугор и подталамическую область (гипоталамус). Конечный мозг, особенно его латеральные доли, чрезвычайно быстро растут, образуя полушария мозга. Поверхностный богатый клеточным серым веществом слой конечного мозга называется корой мозга. В процессе развития коры ее поверхность так сильно увеличивается, что собирается в складки – извилины.
Генетическая детерминация созревания нескольких миллиардов клеток коры мозга, их синаптических контактов на поверхностной мембране нейрона и самих нейронов, объединенных этими возбуждениями, создает ту наследственную матрицу морфофункциональной системы, которая определяет высшие формы сигнальной, системной деятельности.
В отличие от остальных тканей объем считываемой генетической информации продолжает нарастать не только в процессе эмбриогенеза, но и в постнатальном периоде и, вероятно, при обучении. В этом принципиальное отличие нервной ткани от других. В обычных соматических клетках взрослого организма геном репрессирован и активна только его небольшая часть (1—3%), только в мозге транскрибируется от 15 до 35% генома (18).