Содержание материала

4.2. Целенаправленность в живой природе

Под воздействием различных факторов, в первую очередь имеющих циклический характер (первый уровень циклической направленности), на базе вещественной формы возникает значительное разнообразие объектов и процессов, развитие которых происходит в форме направленности по восходящей расширяющейся спирали (второй уровень циклической направленности). Среди них особую роль сыграли органические макромолекулы, одна часть которых смогла образовать автокаталитические циклы, легшие в основу метаболических (обменных) процессов живых организмов, другая – создать механизм саморепликации (первично, видимо, в форме РНК). Сопряженное развитие указанных выше процессов, выражаемое в виде направленности третьего уровня – по восходящей сходящейся спирали, и привело к образованию биологической ФВБ – живых организмов.

Необходимо отметить, что, хотя два исходных процесса в какой-то мере и объединились на уровне организма, «цели» этих процессов остались различными. Автокаталитические циклы, трансформировавшиеся в сложные открытые динамические системы, отвечают за сохранение относительного постоянства (динамического равновесия) внутреннего состояния организма, то есть гомеостаза. Процессы саморепликации трансформировались в генетические механизмы регуляции жизнедеятельности организмов, основной «целью» которых является воспроизводство биологических организмов, другими словами – образование новых объектов.

Таким образом, с появлением репликации в природе появился третий механизм образования объектов. Напомним, что начальный механизм связан с различными взаимодействиями объектов (в первую очередь, межобъектными и с окружающей средой) физической, химической и вещественной ФВМ. В последующем благодаря циклическим воздействиям на объекты возник более сложный механизм образования новых объектов – через процессы, завершающиеся третьим уровнем циклической направленности (по восходящей сходящейся спирали), а в дальнейшем и пятым уровнем циклической направленности (триадной).

Репликация позволила ускорить появление новых сложных объектов, однако специфика этого механизма состоит в том, что в отличие от предшествующего механизма новизна таких объектов относительна (создается не новый по свойствам объект, а копия старого). При этом следует отметить, что механизм репликации прошел три стадии своего развития. На первом этапе, когда процесс репликации происходил через использование первичных РНК в режиме саморепликации (на уровне еще неживой природы), получаемая копия мало отличалась от оригинала. После объединения репликатора с автокаталитической системой и образования биологических организмов процесс репликации усложнился, появился механизм бесполого размножения, в результате которого образуется клон исходного организма. Регулярно такой клон подвергался мутационным изменениям, что постепенно приводило к некоторому росту многообразия исходных организмов. На следующем уровне появилось половое размножение, которое позволило значительно ускорить рост многообразия исходных организмов (но в пределах определенных ограничений).

Исходя из принципов появления новых объектов в окружающем мире, реальное видовое разнообразие живых организмов, по всей вероятности, образуется не столько за счет генетической изменчивости, сколько за счет сопряженного развития по восходящей сходящейся спирали соматических и генетических процессов, происходящих в исходных организмах, аналогично тому, как это происходило при образовании первых живых организмов. Другими словами, соматические процессы имеют свою направленность развития, которая реализуется через различные варианты случайных генетических изменений (реализуются изменения, отвечающие определенным условиям). В то же время следует учитывать и наличие у генетической формы взаимодействия собственных закономерностей развития. Именно сопряженный процесс развития биологической и генетической форм взаимодействия бытия (ФВБ) должен приводить к появлению новых видов организмов, образуя в свою очередь видовую ФВБ. В целом же отметим, что появление репликации значительно ускорило эволюцию биологических объектов (по отношению к объектам неживой природы), поскольку в качестве первичных эволюционирующих элементов стали выступать сложные системы, образование которых было поставлено на поток.

Одно из принципиальных отличий организмов от объектов неживой природы состоит в том, что даже единичный организм представляет собой новую форму организации материи – вложенную системную иерархию, при которой системы состоят из подсистем, содержащих общие элементы, относящиеся к некоторым системам сразу, при этом их разделение невозможно без нарушения целостности хотя бы одной из них [3], что приводит к необходимости учитывать внутриорганизменные взаимодействия для всех форм организации живого. Кроме того, это означает, что рассмотрение организма как простой системы и даже как открытой неравновесной динамической системы является редукционизмом, но тем не менее такой подход в некоторых случаях может быть допустим. Более того, при определенных условиях организм может выступать в виде объекта, который (обычно при сильных и кратковременных воздействиях) реагирует на внешние взаимодействия как простая материальная вещь, имеющая определенную плотность и массу, то есть такой организм может обрести телеоматическую цель.

Другое принципиальное отличие касается уже систем, неживых и живых. Если в неживой системе существует всего три «цели», точнее одна «цель» (равновесие) и две направленности (на развитие и деградацию), то в живой (иерархически вложенной) системе к «соматической цели», представляющей собой равновесие (гомеостаз), добавляется «геномная цель» – репликация, которая к тому же в периоды своей реализации может нарушать это равновесие.

«Соматическая цель» представляет собой финал (активный) системной направленности второго уровня (системная направленность устойчивого состояния). Поскольку процессы, направленные на сохранение гомеостаза, у первичных организмов происходят в автоматическом режиме, такие процессы (и цели) относятся к телеономическим. Вполне понятно, что направленность на гомеостаз не является определяющей на стадии развитии организма или стадии его деградации, когда происходит его непрерывное направленное изменение в ту или иную сторону.

«Геномная цель» направлена на образование нового организма, но не через процессы, имеющие циклическую направленность (последовательно первых трех уровней), а по сокращенному (редуцированному) механизму репликации, поэтому такую цель и будем обозначать как репликационную. Для первых организмов такая цель существовала на протяжении всего жизненного цикла организма, в дальнейшем она стала проявляться «в чистом виде» только на определенных стадиях развития организма.

Циклические процессы в живой природе имеют значительные отличия от циклических процессов в неживой природе.

Если первый уровень циклической направленности (на замыкание цикла) в неживой природе ведет к некоторым изменениям объектов, то в живой природе относительно постоянные и стабильные циклические внешние воздействия не приводят к их изменениям, поскольку организмы способны к ним адаптироваться за счет образования соответствующих генетически обусловленных программ жизнедеятельности.

В то же время за счет нейтральных мутаций происходят определенные изменения в организмах даже в условиях стабильной окружающей среды (генетический дрейф). Однако нейтральные мутации, видимо, не приводят в дальнейшем к развитию организмов по восходящей сходящейся спирали. Другими словами, случайные генетические изменения не развивают организм, точнее не являются двигателем развития (если только у них отсутствует своя направленность развития внутри генома).

Но если окружающая среда меняется, меняются и некоторые циклические воздействия на организмы, что ведет к изменению условий достижения ими гомеостаза – соматическая цель. Организмы вынуждены приспосабливаться к новым условиям как за счет онтогенетических, так и генетических изменений. Поскольку каждый организм приспосабливается к изменениям индивидуально, совокупность таких изменений приводит к появлению направленности второго уровня – развитию совокупности рассматриваемых организмов (чаще всего популяции) по восходящей расширяющейся спирали.

В некоторых случаях указанный выше процесс сопряженных онтогенетических и генетических изменений может приводить к появлению еще одной цели (телеоциклической), которая характеризуется финальной направленностью процессов развития по восходящей сходящейся спирали (до образования организмов нового вида). Так случайность генетических изменений трансформируется в целенаправленное развитие организмов. Хотя движение к такой цели приводит к развитию организма, это развитие является вынужденным (связано с усложнением внешних условий существования организма, в том числе и за счет изменения биоценотических взаимодействий) и входит в определенное противоречие с первой целью – сохранением гомеостаза. Это означает, что в благоприятной и стабильной окружающей среде организм не развивается, он может лишь незначительно изменяться благодаря мутационным процессам и репликации, а в очень благоприятной – даже деградировать.

Поскольку живые организмы организуются в системы разного уровня, у каждого из них имеются и функциональные цели, о которых мы говорили выше. На уровне своей системы это цели, связанные с существованием вида, далее – цели, связанные с регулировкой биоценотических взаимодействий, которые выступает в данном случае в качестве иерархической системы, и в завершение – цели, связанные с формированием вложенной иерархии организмов (биоты в целом). Это генерализированное описание функциональных целей.

На самом деле процесс формирования вложенных систем (а значит, и соответствующих функциональных целей) выглядит несколько сложнее. На определенном уровне развития жизни из клеток, каждая из которых представляет собой компактную вложенную системную иерархию, образуется компактная вложенная системная иерархия второго уровня (многоклеточный организм). Биота же формируется как территориально распределенная вложенная системная иерархия третьего уровня, поскольку она состоит из элементов, представляющих собой вложенные системные иерархии второго уровня.

Несколько отдельно стоят функциональные экосистемные цели, которые образуются из наложения систем неживой и живой природы, в общем случае имеющих разную форму организации.

Ниже в таблице приведена примерная матрица целей в живой природе (до возникновения сознания). Как мы видим из таблицы, главные отличия от предшествующей матрицы (таблица 4.1) состоят в появлении новой формы организации объективной реальности – вложенной системной иерархии, а также в увеличении количества системных целей (появляется репликация).

Таблица 4.2. Матрица целей (направленностей и целенаправленностей) в живой природе до возникновения сознания  

 Типы целей (направленностей и целенаправленностей        Формы организации живой природы
 организм система организмов (популяция, вид)   иерархия организмов (биоценоз)  вложенная иерархия организмов (биота)
  Телеоматические  +  -
 Системные     развитие  +
 гомеостаз (телеономическая цель)  +  +
 репликация  +  -
 деградация  +  +
 Телеоциклические       замыкание цикла (изменение)  +  +
 развитие (по восходящей расширяющейся спирали  +  +
 образование нового организма (через развитие по восходящей сходящейся спирали)  +  +
 развитие (по полным циклам)  +  +
 образование интегративного организма  +
 развитие (по мегациклической направленности)  +  +
 Функциональные     систем живой природы  +  -
 иерархий живой природы  -  +
 вложенной иерархии живой природы  -
 экосистемные  +  +

Наличие функциональных целей (целей вышестоящих систем), естественно, влияет на реализацию первичных целей организмов, связанных с сохранением гомеостаза и репликацией (а в случае функциональных направленностей – поддержанием процессов развития или деградации). Например, на видовом уровне усложняются условия достижения гомеостаза, поскольку из взаимодействий с окружающей средой вычленяются и развиваются внутривидовые взаимодействия, обладающие своей спецификой. Если на начальных стадиях развития процесс репликации включал стремление (генетически запрограммированное) организмов учитывать только более благоприятные внешние условия (через выбор места и времени репликации) для сохранения гомеостаза своих потомков, то в дальнейшем у организмов возникли более сложные программы, направленные на организацию заботы о потомстве через непосредственное участие в этом процессе (репликация трансформируется в размножение, которое уже подвергается внутривидовому регулированию).

На системном уровне организации живых организмов образуется стандартная системная цель – устойчивое состояние вида. Поскольку достижение этой цели осуществляется в автоматическом режиме (в основном за счет действия обратных связей, включая регуляцию численности особей своего вида), такую цель можно считать телеономической. У системы на уровне вида есть и свои функциональные цели, связанные с регулировкой биоценотических взаимодействий, а на экосистемном уровне – цели, связанные с функционированием биогеоценоза, в котором этот вид обитает.

На иерархическом уровне организации живых организмов образуется аналогичная цель, связанная с устойчивым существованием биоценоза. Для достижения этой цели (также телеономической) происходит регуляция численности различных видов живых организмов, входящих в данный биоценоз. В качестве функциональной цели биоценоза можно указать его участие в регуляции видового разнообразия в биоте, а на экосистемном уровне – участие в формировании биома.

Вложенная иерархия (вся биота) также стремится к равновесному существованию за счет видового разнообразия и регуляции численности. Функциональная цель в этом случае имеется только экосистемная – участие в формировании биосферы Земли.  

 

Публикации
Наверх