Иванов-Петров Александр (ivanov_petrov) wrote,
Иванов-Петров Александр
ivanov_petrov

Биология для небиологов

Ястребов C. От атомов к древу: Введение в современную науку о жизни. 2018.
Наконец я ее напиратил.

Со стороны иногда бывают вопросы - а что почитать, чтобы понять самую суть современной биологии, только я, мол, не биолог, мне чтобы ясно было. Книга как раз в ответ на такой вопрос.

Прежде биология была наукой о разнообразии живых существ на Земле, и потому там излагался жук-плавунец, лягушка и корова с собакой. Основной объем книги составляла систематика - какие бывают группы организмов, чем они вкратце характеризуются, в каких отношениях близости или родства состоят меж собой. Этот тип книги погрузился в прошлое, это уже выглядит как специальный труд по началам систематики, а биология - это совсем другое. Обзор разнообразия живого есть и в этой книге, но ближе к концу, на уровне царств, в связи с историей Земли и общим рисунком филогенетического древа. Потом, после обзора разнообразия царств, идет краткий очерк основных событий в истории Земли, от возникновения жизни и кембрийской революции и до появления эусоциальности в мелу, каждое важнейшее событие описано с очерком реконструированных причин, кратко, но очень ясно.

Книга Ястребова - это в основном молекулярная биология и биохимия. Начиная с простейших сведений об органических молекулах и дальше, к тому, как возникали клетки, как создавались самые важные цепи химических реакций, без которых немыслимо живое. В некотором роде это содержание биологии в старших классах школы - каким оно должно бы быть, но есть детали.

Книга, на мой взгляд, хороша именно этими деталями. Есть такой последний градус качества, когда излагается в общем стандартный материал, но изложение доведено до совершенства. Именно этот последний градус и требует неисчислимых трудов. Автор постарался каждую упоминаемую мелочь проверить, и если есть уточнения - внести в текст. Это в процентном отношении небольшой объем, но самый дорогой. Такое уточнение - пара строк - требует очень много времени. Ну вот упоминается банальная штука - что целлюлозу животные переваривать неспособны, и древоразрушающие насекомые - термиты, жуки всякие - содержат симбионтов, которые живут у них в кишечнике и за них целлюлозу переваривают. Этот факт можно где угодно отыскать - хоть в учебнике, хоть в какой-нибудь "занимальной биологии" или "тысяча пятьсот фактов о жизни". А автор отыскал небольшое дополнение - что в 1998 г. показано, что всё же могут животные сами производить белки, разлагающие целлюлозу, и есть термиты, жуки и прочая тварь, которые сами производят такие ферменты. И вот таких "маленьких" уточнений в книге полно - самые обычные факты дополнены то исключениями, то дополнениями, то точными указаниями.

При этом работа в целом стройная, логичная, без лишнего материала. Думаю, вычеркивание уже готового текста было для автора не меньшей заботой, чем отыскание новых сведений. В таких случаях легко зарыться в материал, запутать читателя подробностями - но нет, тут всё крайне ясно, стройно, логично, и все уточнения - это именно пара строк, другое дело, что они-то самые трудоемкие и ценные.

За счет чего автору удалось все это совместить - и варианты с деталями, и изложение целого, и ясность с логичностью, и красивые примеры? Понятное дело - объем. Автор не скупился на текст, книга довольно значительна по объему. Логика построения понятна: то, что следует сказать - следует сказать ясно. Автор не частит, не сокращает, старательно выделяя текст на ясное, спокойное изложение банальностей, чтобы самый несведущий читатель не заблудился и легко мог следить за логикой изложения.

Поскольку это касается происхождения жизни, становления эукариот и прочих таких вопросов, добрая доля книги - гипотезы. Это неизбежно, это надо хорошо понимать - очень существенная часть изложения современной биологии это факты, сшитые в целое логикой гипотез, это не "так было", а "мы не видим лучших вариантов, чем это". Это важный момент, и он не замаскирован. И опять - не знаю, как автору удалось, но у него получилось избежать невнятицы. Гипотзы излагать трудно, они слипаются, все эти варианты "если предположить"... Здесь изложение хоть и гипотетическое, но очень стройное. При этом данные взяты современые. Все же гипотезе симбиогенеза больше ста лет, и излагать ее как последнее слово было бы странно - и вот тут в изложении существенны работы последних 3-5 лет, идет изложение Кунина и других современных авторов. Четко указано, если гипотеза не может объяснить некоторых фактов - так что даже при таком, очень сглаженном изложении для неспециалистов ясно обознчено, что на такой-то случай есть две группы гипотез, одна нехороша тем, другая противоречит тому. Нет, выработать собственное суждение неспециалист не сможет, но хотя бы понимать, что ему не последнюю истину сообщают, а это и есть передний край - вот в 2017 г. была статья, вот в ней по этому фундаментальному вопросу такая-то гипотеза, сейчас разбираются. Получить такой уровень актуальности при сохранении ясности, логичности и элементарности изложения - это высокое мастерство. И так на каждой странице - вот АТФ-синтетаза как пример высшей сложности механизма органической молекулы, роторный электродвигатель по сути. Вот ясное изложение транцкрипции и трансляции. Вот теории происхождения митохондрий, всех эукариот. Вот важная гипотеза происхождения эукариотности - это гонка вооружений, в мир без хищников, мир прокариот пришли хищники, огромные эукариоты, и началась гонка размеров, гонка подвижности, этаж за этажом надстраивались системы ускорения, увеличения, защиты, маскировки - и мир эволюции дрогнул и двинулся к усложнению. Вот "тривалютная" теория энергии в клетке (АТФ, мембранный потенциал, натриевый потенциал). Вот механизм вращения бактериального жгутика - пример использования колеса в живой природе, на один оборот тратится энергия 1000 протонов. Каждый раз очень сложные материи излагаются удивительно ясно, все примеры очищены до последней степени, логика указывает на самое существенное, подробности даются в минимальном числе, чтобы внимание не рассеивалось. Можно еще сказать и так: кому фундаментальная работа Кунина "Логика случая" трудна, нет сил читать и продираться, тут - изложение для десятиклассника... Ну, умного десятиклассника.

Основная интуиция, тот лейтмотив, которым пронизана книга - рассмотрение живого как молекулярной машины. В центре внимания - вопросы организации этой биохимической машины, вот так устроено отграничение реакторного зала от внешней среды, вот так сделан транспорт, вот так устроены процессы перемещения веществ против градиента и т.д. В каждой теме внимание актора прежде всего обращается к вопросу "как сделано", как устроено, как функционирует. Это, конечно, один из самых трудных аспектов - зато и самый убедительный. Когда объяснение становится механическим, когда некоторая функция живого (например, работа почек) объяснена на уровне биохимической машины, - трудно сомневаться, что в жизни есть что-то еще. Это такое финальное объяснение - современному человеку механическое объяснение кажется финальным, поскольку им удовлетворяется любознательность, когда мы знаем, как устроено и как работает - что еще нужно человеку?

Что такое биохимия? Это наука, метод которой состоит в разрушении живого тела, работа с неживыми веществами, получившимися при разрушении, понимание химических реакций, происходящих в частях трупа, мысленная реконструкция химических механизмов и мысленное встраивание полученной механики в живую клетку. В результате часть за частью, процесс за процессом понимается как процесс неорганический, что и делает его понятным. Для встраивания в мысленную модель живой клетки применяется совмещание химического механизма с пространственной морфологией клеточных компонентов, органическая химия оказывается укорененной в морфологии неорганической химией, это химия плюс форма.

Поэтому несуществующая пока "истинная" клеточная биология должна быть прижизненным наблюдением за процессами в клетке со специальным вниманием к объяснению внутриклеточных форм. Впрочем, в этом месте я вышел за границы описываемой книги - в ней нет того, чего пока нет. Однако в этой книге изложение к такой чаемой клеточной биологии уже близко примыкает, кажется - еще вот чуть-чуть... Есть известное определение жизни у Холдейна как вопрос: жизнь - способ существования самовоспроизводящихся структур за счет притока энергии извне. Тут три части: ковариантная редупликация = самовоспроизведение, неравновесная термодинамика - приток энергии для поддержания структуры, и - форма, та самая структура, которая это может. Акцент на редупликации - это информационные исследования; на энергии - энергетические, биомеханика клетки, и остается еще морфология, изучение тех форм, которые с одной стороны самовоспроизводятся, с другой - умеют обеспечить приток той энергии и его использовать. Биоинформатика и биохимия цветут, в тени пока остается биоморфология. Биоинформатика в первой форме - генетики - возникла в 1900-м г., биоэнергетика, видимо, в 1960-х, а биоморфология, кажется, еще не родилась - тут пока "преднаука".

Каждый затронутый вопрос осмыслен на самом современном уровне, с привлечением самых последних данных, так что для описываемых знаний "20 лет назад" - это седая древность. В книге много ссылок на работы самых последних лет. И много истории науки... Это то самое удивительное умение автора - он умудряется не впадать в крайности и ясно изложить вроде бы несоместимое - и самые последние статьи, и важные моменты истории науки оказывается возможным изложить без путаницы, скороговорки, ясно и логично. И все это вместе с очень интересными содержательными моментами. Вот, например, схема перехода от мира РНК к современной жизни
tempFileForShare_2018-09-16-13-50-38

Книга очень хорошая; однако в некотором отношении - неудачная. То есть книга хороша вопреки замыслу автора, он написал замечательную книгу как популяризатор и не справился со стратегическим планирвоанием, это архитектурная неудача: автору не удалось исполнить свой замысел. Дело в том, что в заключении автор признается: самым важным для него был последний раздел, там, где про важнейшие этапы истории Земли, про важнейшие события эволюции, а все предшествующее - это ликбез, чтобы читатель вообще мог понять, о чем речь.

Этот замысел провалился. Книга читается как краткое начальное изложение биохимии, а вовсе не как книга по эволюции планеты и жизни на ней. Архитектура книги не выдержала нагрузки, вводные главы, которые автор не смог унять, разрослись и исказили замысел. Читатель этого может и не заметить - он получает отличную книгу по основам биохимии, молекулярной биологии, с популярным изложением основ - и там сзади даже прилипло что-то про историю Земли, это такой бонус. Видимо, автор хотел иного, но тут уж что делать. Хорошо, что несмотря на неудачу замысла в силу провала планирования книга все равно получилась замечательная. Вспоминается анекдот "Если здесь так, каково же в Одессе": если у автора такие неудачи, чего же ждать, когда у него получится воплотить в книгу именно то, о чем он хотел бы рассказать.

Ошибка планирования тут не случайна, это очень общая ошибка. Автор считал, что сначала нужно рассказать об элементах знания, дать выучить буквы - все эти аминокислоты и цикл Кребса, а уж потом, когда читатель освоит буквы, дать ему слова и фразы. Эта линейная концепция понимания - ошибочна. Вся молекулярная биология с биохимией не самостоятельны, поэтому и нельзя с них начинать общий текст. Эти дисциплины представляют собой развернутый ответ на вопрос "как?". То есть следовало сначала изложить историю Земли и дать основные этапы эволюции, и по мере столкновения с проблемами совершать экскурсы в биохимию, которая отвечает на некоторые вопросы. Но сами вопросы возникают не в рамках биохимии. Автор пошел путем прямым и понятным: сначала простое, элементарное, потом более сложное - и изложение провалилось, потому что вопроса, на который он отвечал, не было у читателей - он был в голове у автора, но читателю-то откуда об этом знать. Сложное стоит до простого, чтобы обратить внимание на элементарное, надо знать, зачем к этому обращаться. Планирование такого текста - задача очень непростая. Что, однако, не помешало созданию очень хорошей книги.
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 49 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →