В общем плане можно сказать, что причины функционирования живой материи кроются в специфических особенностях и характеристиках её составляющих:
1) биоорганического вещества, которое одновременно используется и в качестве материальной основы живого, и в качестве носителя молекулярной информации и энергии, в связи с чем, органическое вещество служит не только для построения биологических макромолекул и структур, но и для записи, хранения, переноса и реализации молекулярной информации (структурных и функциональных программ живого);
2) в ресурсах наследственной информации, а, следовательно, в закономерностях молекулярной биохимической логики и молекулярной информатики, применяемой живой природой в качестве инструмента для формирования живых систем, их функционального поведения и эволюции в течение более чем 3,5 миллиардов лет;
3) в потенциальной и свободной химической энергии биологических молекул; в запасенной химической энергии в виде АТФ, которая служит в живой системе в качестве аккумулятора энергии.
Ключевая роль биоорганического вещества в организации живой материи никем не оспаривалась и никогда не подвергалась сомнению, она всегда считалась естественной и очевидной. Биоорганическое вещество как основа жизни, уже давно изучается разными биологическими науками. И ведь, действительно, мы сейчас знаем, что наследственная информация в клетке имеет дискретную химическую форму записи, поэтому она заключена в компонентах биологических макромолекул и структур. А процесс образования энергии также представляется как синтез ещё одного вещества - АТФ. Видимо поэтому потребности живой системы (организма) всегда рассматривались как потребности исключительно в веществах. А биоорганическому веществу в построении живого всегда отводилось главное место, поэтому физико-химический подход в исследовании живой материи всегда считался единственно верным.
Особенно поражает в живых системах то, что кодированная (наследственная) информация стала той неуёмной и необузданной силой и неукротимой субстанцией, которая обладает чрезвычайно высокой способностью (на основе энергии и вещества и системной организации) создавать копии самих себя (реплицироваться), развиваться, совершенствоваться и поэтому «вечно» существовать во времени и в пространстве. По крайней мере, до тех пор, пока имеются источники энергии и вещества, подходящие условия внешней среды для существования и позволяет их программа развития. Удивительно, что все мы: люди, животные, растения и даже бактерии являемся лишь материальными оболочками, - биологическими объектами, приспособленными для выживания и дальнейшего воспроизводства этих информационных субстанций! [4]
Следует отметить, что природная кодированная информация, как мера упорядоченности структур и функций, является естественной характеристикой не любой, а только живой материи! По представлениям сегодняшнего дня сам факт возникновения кодирования связан не только с информационными феноменами живой материи, но и с проблемами её эволюции и другими аспектами жизни. Чрезвычайно важная роль кодирования информации связана не только с зарождением жизни на Земле, но и с её эволюционным развитием, неуемной жаждой активности, размножения и распространения. Как мы видим, только информация, из трех составляющих живой материи, наделена чрезвычайно активной способностью проявлять себя (на основе энергии, вещества и системной организации)), - перемещаться (передаваться), размножаться, преобразовываться, самообновляться, распространяться, восприниматься, воспроизводиться, декодироваться и т. д. Ясно, что такими способностями сами по себе не обладают ни вещество и ни энергия.
3. Только информация представляет в живой системе тот феномен, который дарит живой материи те биологические характеристики и свойства, которые давно наблюдают биологи
Поэтому, важно констатировать, что процессы размножения никогда не являлись свойством материи (или вещества ДНК) или энергии, они всегда относились только к специфическим свойствам и особенностям самой кодированной информации, вследствие чего, процесс размножения является составной частью информационных процессов в живых системах. Как это происходит? В процессе размножения, то есть в процессе «самовоспроизведения», увеличивается число задействованных кодовых биологических элементов ДНК (обозначающих триплетов), в связи с этим увеличивается и «количество» материального носителя, то есть происходит приумножение обозначающих объектов при неизменном количестве обозначаемых объектов. К примеру, согласно гипотезе Уотсона - Крика, каждая из цепей двойной спирали ДНК служит матрицей для репликации комплементарных дочерних цепей. При этом образуются две дочерние двухцепочечные молекулы ДНК, идентичные родительской ДНК, причем каждая их этих молекул содержит одну неизменную цепь родительской ДНК. Здесь наглядно видно, что благодаря информации родительской ДНК, происходит приумножение информации на дочерних молекулах ДНК с одновременным приумножением вещества - новых дочерних молекул ДНК, выступающих в качестве носителя скопированной, то есть размноженной информации. Причем, сами множительные действия являются составной частью информационных процессов живой клетки. По такой схеме происходит приумножение, как самой информации, так и вещества - её носителя.
«Поэтому, как правило, множительные действия являются составной частью процесса переработки информации. Тем не менее, при определенных обстоятельствах выделение процесса размножения в отдельную операцию не только целесообразно, но и настоятельно необходимо. А сам процесс размножения выполняется путем копирования информации при обязательном наличии экземпляра, «работающего» как оригинал» [3]. Вспомним, например, аналогичные процессы транскрипции или трансляции генетической информации. То есть процесс размножения это чисто информационный процесс, а приумножение вещества-носителя информации является результатом (следствием) или продуктом этого процесса.
Следовательно, ДНК, «по человеческим понятиям», - это не информация, а дезоксирибонуклеиновая кислота, которая в живой природе применяется в качестве носителя наследственной информации. А вот от того, какая наследственная информация закодирована на этом носителе будет зависеть, какой организм будет развиваться на основе этой информации. К примеру, ответ на вопрос, кто вылупится из яйца - цыпленок или змея, страус или крокодил (?) определяет не ДНК, а обуславливает только та молекулярная наследственная информация, которая закодирована в её материальных структурах.
Поэтому самым наглядным примером могущества информационного дуализма, является точное копирование (размножение) генетической информации и передача её от поколения к поколению, следствием которой является процесс репликации - то есть процесс приумножения нуклеиновых кислот как новых носителей информации. Сейчас же этот процесс трактуется биологами довольно просто, как «самовоспроизведение макромолекул нуклеиновых кислот». Между тем, объяснение жизни может базироваться только на общности материальных и информационных закономерностей, которые присущи всем живым системам. Но беда в том, что биологи до сегодняшнего дня не могут разобраться с информационными закономерностями живого, несмотря на то, что в нашу жизнь повсеместно ворвался век технической информатики.
Ясно, что процесс размножения (самовоспроизведения) присущ и практически возможен только для кодированной информации, но не для материи (вещества) или энергии. Только благодаря тому, что кодированная информация является составной частью (триады) живой материи, биологическая форма материи приобретает свойства «самоуправления, саморегулирования и самовоспроизведения». «Общая теория информации утверждает, что смысловым критерием развития живой природы является создание все новых и новых устойчивых, упорядоченных материальных форм, а инструментом этого созидательного процесса является информационный дуализм» [2]. Только информационные ресурсы и закономерности позволяют веществу, энергии и информации в живой системе циркулировать, обновляться, воспроизводиться и создавать новые биологические реальности. Вполне очевидно, что основной причиной движущих сил эволюции, порождающих необузданную генерацию живого, и ошеломляющее разнообразие жизни являются, - ресурсы наследственной кодированной информации [4]
Кодированная информация, сохраняемая в любой записи, может считываться и передаваться на расстояние, записываться и вновь воспроизводиться без потерь, то есть формы её существования могут переходить одна в другую многократно. Информация, записанная любым способом на носителе, с течением времени может разрушаться под действием коррозии носителя и других физико-химических факторов. Потери информации также могут происходить при её передаче под действием помех и т. д. Информация сохраняет свое значение в неизменном виде, пока остается в неизменном виде носитель информации - память. Однако в природе нет памяти с бесконечным временем существования, поэтому срок «жизни» носителя (памяти), как правило, и определяет время существование информации.
Между тем, кодированная информация, благодаря уникальным способностям к смене своего носителя (например, генетическая), приобретает воистину удивительные способности - «вечности своего существования»! Поэтому можно сказать, что информация, хотя и зависит от многих факторов, однако она способна существовать неограниченно долго, что явно свидетельствует о том, что информация не зависит от времени своего существования. Это еще одно важное подтверждение того, что информация как сущность - нематериальна. Не удержусь от соблазна заметить, что в уникальной способности информации к вечному существованию заложена и потенциальная вероятность продления жизни любого живого существа, в том числе и человека.
Отметим еще одно из замечательных закономерностей кодированной информации. А именно: информационным ресурсам всегда характерно постоянное движение, воспроизводство и обновление. Поэтому процессы размножения живых систем непосредственно связаны с удивительной способностью ресурсов наследственной информации к процессам самообновления, самовоспроизведения, развития и размножения. Очень важно, что только эти процессы обуславливают способность живых существ к продолжению рода в дочерних системах (в новых поколениях), путем применения новых материальных носителей для информации.
Очевидно, что удивительные свойства обновления и размножения присущи только информации, но не материи (веществу) или энергии. Поскольку движение, обновление, отбор и воспроизводство информации в живой системе всегда нуждается в новых вещественных носителях, то это, естественно, приводит к движению и воспроизводству вещества, тем самым определяя движение и воспроизводство самой живой материи. Таким образом, получается, что вещество, как носитель информации и энергии в любой живой системе полностью «закрепощено» информацией и всецело подчинено информационным процессам!
Только информация (а не материя или энергия) способна обусловить информацию, - это одно из замечательных свойств (закономерностей) информации. Только информация способна воспроизвести, породить, обновить, исправить, копировать или размножить информацию. А удивительные свойства передачи, хранения, копирования, отбора и размножения (самообновления и самовоспроизведения) информации представляют в живой системе тот феномен, который дарит живой материи те биологические характеристики и свойства, которые давно наблюдают биологи. К слову сказать, что такое понятие как селекция также связано с информационными представлениями, позволяющими осуществить отбор более жизнеспособной (наследственной) информации (а значит, и отбор особи). Очевидно, что информация является не только фактором управления (самоуправления) и регулирования, но и причиной размножения и селекции, а, следовательно, и главной движущей силой эволюции живой материи. Ясно, что всей необъятной биосферой нашей планеты правит не какая-то сверхъестественная сила, а такая удивительная, простая и в то же время чрезвычайно сложная и таинственная сущность нашего мира, как кодированная информация [4].
И ведь, действительно, не секрет, что на основе клеточной организации и управленческой деятельности, наследственная информация в процессе эволюции формирует и совершенствует все новые и новые биологические объекты, которые вызывают новые циклы захвата и ввода в этот информационный круговорот все новых и новых порций вещества, энергии и информации. Эти процессы являются первопричиной роста, совершенствования, воспроизводства и развития не только отдельных организмов, но и эволюции биосферы в целом. Нисколько не преувеличивая, со всей ответственностью можно сказать, что кодированная молекулярная информация является не только главным атрибутом, но и всеобщим свойством живого, определяющим в нашем мире движение биологической формы материи. Однако этот факт, к сожалению, до сих пор еще не нашел отражения в молекулярных биологических науках.
Между тем, нематериальность (виртуальность) кодированной информации показывает, что нельзя в настоящее время трактовать жизнь, как чисто материальное явление. Объяснение жизни может базироваться только на общности материальных и информационных (нематериальных) процессов, которые присущи всем живым системам. Более того, в силу появления нового фактического материала, в настоящее время при изучении явлений жизни должно превалировать не материальное, физико-химическое представление, которое традиционно доминирует в естествознании, а, прежде всего, нематериальное мировоззрение, основанное на информационном подходе к молекулярно-биологическим проблемам [4].