Естественноисторический подход и эволюционная химия

Химическая эволюция и биогенез вплоть до появления простейших живых организмов относятся к области проявлений химической формы движения материи. Следовательно, изучение этих явлений, выяснение природы эволюционных объектов, причин и закономерностей химической эволюции составляет предмет химической науки, особой ее области эволюционной химии.

Хотя это было очевидно давно, и актуальность решения проблемы химической эволюции несомненна, так как с этим связывалось выяснение сущности и происхождения жизни, являющееся важнейшей проблемой современного естествознания, в науке создалась странная ситуация. Как пишет Кузнецов, проблема химической эволюции как бы временно выпала из круга интересов химиков, оказалась где-то в стороне от главных путей развития химии. В то же время проблемой химической эволюции интенсивно интересовались биохимики и биологи, геохимики и геологи, космохимики и космологи в плане поиска решения вопроса происхождения жизни; они внесли в эту область свое представление о предмете (изучение путей происхождения биогенных веществ и биохимических механизмов) и актуалистический метод изучения проблемы. Следует рассмотреть причину того, что одна из самых актуальных химических проблем химиками не изучалась, и крупная область химии ими практически не разрабатывалась.

Это было связано с тем, что в отличие от биологии, где существовало четкое представление, об эволюции как о происхождении одних видов из других, в химии до появления работ в области эволюционного катализа отсутствовало конкретное понимание химической эволюции, так как не были известны ни ее объекты, ни особенности происходящих при эволюции процессов, отличающих их от обычных химических превращений. Не зная предмета исследований, химики не ставили и задачу изучения химической эволюции и, в то же время, не могли воспользоваться формулировками этих задач, даваемыми биохимией, так как актуалистический подход, на основании которого они давались, был чужд химии, стремившейся, в отличие от описательных наук, строить все свои выводы на основе строгого эксперимента и доказанных положений.

Учитывая эту специфику химии, подход эволюционной химии к проблеме химической эволюции мог быть только естественноисторическим, т. е. основанным на рассмотрении свойств и особенностей, присущих самим объектам эволюции, условий и закономерностей их существования и последовательного саморазвития, самоорганизации и самоусложнения от простейших до сложнейших форм и живых организмов, выявляемых лишь с учетом свойств объектов, факторов внешней среды и законов химической эволюции, в том числе принципа естественного отбора.

Следовательно, для того чтобы эволюционная химия могла применить присущий ей естественноисторический· подход к проблеме химической эволюции и биогенеза, должны были быть известны в общих чертах не только природа объектов химической эволюции и сущность химического эволю­ционного процесса, но и особенности и свойства этих объектов, условия и причины эволюции и ее основной закон. Другими словами, это было бы возможно только после разработки общей теории химической эволюции, решающей эти вопросы и создающей научно-теоретические основы эволюционного учения в химии.

Стоящая перед химией задача оказалась более сложной, чем та, которую решал Ч.Дарвин при разработке эволюционной теории в биологии. В биологии хорошо были известны объекты эволюции (организмы и популяции); была извест­на полная эволюционная систематика всех существующих и ископаемых организмов, разработанная Ж.Б. Ламарком; требовалось лишь вскрыть причины эволюции и установить ее основной закон, что и сделал Ч. Дарвин. В химии же до установления причин и закона эволюции требовалось еще выявить сами объекты эволюции, которые были неизвестны, и установить суть химического эволюционного процесса, которая была неясна, так как были неизвестны объекты. При этом не существовало никакой эволюционной систематики объектов, которая могла бы помочь установить причины и закон эволюции.

Тем не менее, эту задачу удалось решить. Началом послужили исследования изменений катализаторов в реакциях. При этом было обнаружено явление саморазвития открытых элементарных каталитических систем в ходе самопроизвольно протекающей базисной каталитической реакции, имеющей большой термодинамический потенциал, установлены условия и закономерности саморазвития, самоорганизации и самоусложнения таких систем, найден основной закон их эволюции, определяющий ее направленность, причины и механизм действия естественного отбора. Разработанная при этом теория эволюционного катализа помогла выявить специфические свойства элементарных открытых каталитических систем, установить, что цепочки эволюционных изменений этих систем и представляют собой проявление химической эволюции. Из всех возможных химических объектов,- будь то простые или сложные молекулы и всевозможные полимолекулярные химические системы, к последовательной химической эволюции способны лишь элементарные открытые каталитические системы, имеющие необходимую для этого исходную структурную и функциональную организацию. Из этого следует, что теория эволюционного катализа, разработанная для описания частного явления - саморазвития элементарных открытых каталитических систем, является одновременно основой общей теории химической эволюции. А так как саморазвитие свойств и функций элементарных открытых каталитических систем, происходящее, согласно теории эволюционного катализа, при преодолении вероятностных и кинетических пределов развития, позволяет выявить естественные этапы химической эволюции и постепенное формирование и усложнение свойств и функций систем вплоть до их перехода в живые системы, то указанная теория является теорией добиологической химической эволюции, т. е. теорией биогенеза.

С появлением указанной теории приобретает полное право на существование и эволюционная химия как само­стоятельная область химии. Ибо благодаря этой теории в конце концов оказываются определенными объекты, условия и закономерности химической эволюции, и появляется научно-теоретическая база и концептуальная система эво­люционного учения в химии. Необходимость выделения эволюционной химии как самостоятельной области химии подчеркивается также и тем обстоятельством, что элементар­ные открытые каталитические системы, являющиеся объектами химической эволюции, обладают совокупностью специфических химических свойств, отличающихся от химиче­ских свойств отдельно взятых молекул и веществ, обычно рассматриваемых в химии. Это - системные, динамические и эволюционные свойства, характеризующие существование, поведение и развитие целостных полимолекулярных открытых химических систем при их взаимодействии с факторами внешней среды. Эти свойства целесообразно выделить в осо­бую группу химических свойств, считая их проявлением химизма, так как именно благодаря этим свойствам возможна реализация химической эволюции и биогенеза и развитие простых химических проявлений до уровня био­логических явлений.

Учитывая все это, в предмет эволюционной химии должны, входить: феноменология явления существования и развития элементарных открытых каталитических систем, характеристики условий и свойств, эволюционные законы химии, общая теория химической эволюции и биогенеза, принципы и механизмы естественного отбора, пределы и естественные этапы химической эволюции, описание тупиковых форм и биогенеза, эволюционная систематика объектов эволюции, методы исследования высших проявлений химизма, модели­рование биокатализаторов и биохимических процессов и освоение каталитического опыта живой природы, практиче­ское использование явлений высшего химизма и законов химической эволюции. У эволюционной химии должны быть постоянные и эпизодические связи со следующими областями науки: с катализом и кинетикой (эволюционным катализом), с физической химией и термодинамикой, с неорганической и органической химией, с бионеорганической и биоорганиче­ской химией, с химией комплексных соединений, с коллоидной химией, с физикой и химией жидкого состояния, с фотохимией, с биохимией, биологией и эволюционным учением, с молекулярной биологией, с геохимией, геологией и химией почв, с космохимией и космологией, с кибернетикой, с теорией систем и общей теорией развития с химической технологией. Методологический подход к проблеме биогенеза в эволюционной химии – естественноисторический. Однако это не исключает сочетание естественно исторического подхода как основного с элементами актуалистического, что может дать даже определенные преимущества при конкретизации естественных этапов химической эволюции и физико-химических форм преодоления предела развития в условиях выполнения основного закона эволюции.