Эволюция глазами физиков. Возникновение жизни
Физический факультет

Курс предназначен для студентов всех естественных специальностей, главным образом не биологов, и тех студентов-биологов, кто хочет расширить свои представления об эволюции «сторонним» взглядом физиков на область знания, изучаемую биологами на более высоких, надмолекулярных уровнях. Он не требует специальной предварительной подготовки по биологии или физике.

Цель курса состоит, с одной стороны, в расширении естественнонаучного мировоззрения слушателей в области живой природы, минимально необходимого для университетского образования. А с другой стороны, мы хотим показать, что возникновение инструктированного молекулярного синтеза, или возникновение жизни, является не столько чудом, сколько, скорее, хотя пока и не полностью экспериментально подтвержденным, но вполне закономерным этапом наших теоретических представлений о молекулярной эволюции. Курс стремится заложить основу, необходимую для дальнейшего самостоятельного развития слушателей в области наук о жизни, перебросить мостики между уже полученными ими базовыми физическими знаниями и представлениями о жизни и биосфере. Анализируется применимость методологии точных наук и принципиальные ограничения, накладываемые все более часто используемой в эволюционных работах методологией точного знания.

Наряду с рассмотрением базовых понятий об эволюции, в лекциях излагаются отдельные вопросы использования физических подходов в этих науках. Основные принципы самоорганизации рассматриваются как суть эволюции от изначального хаоса неживой материи до сложных живых систем, существующих в условиях постоянно изменяющейся среды. Основное внимание уделяется анализу эволюции на молекулярном уровне, возникновению и усложнению неорганических соединений, возможности возникновения относительно сложных органических соединений в условиях первобытной Земли и экспериментальному обоснованию возникновения пребиотических соединений (большинства современных метаболитов) в опытах Миллера-Юри и других исследователей. Разбираются физические ограничения случайного синтеза, обосновывается принципиальная невозможность случайной самосборки современных информационных молекул. Теоретическая модель, предложенная советским и российским физиком Д.С. Чернавским, рассматривается как звено, соединяющее наши представления о домолекулярной, пребиологической молекулярной и надмолекулярной эволюции в единую логическую цепь. Рассматриваются феноменологическая теория отбора Эйгена и гипотетические сценарии возникновения сложных информационных макромолекул; азы представлений о современной живой клетке и экспериментальные успехи последних лет на пути создания протоклетки.