Живая система -- иерархически организованная сложная система, имеющая собственную программу развития, реализация которой обеспечивает сохранение системы на основе поддержания в ней определенного, отличного, от максимума уровня энтропии. Это определение подчеркивает, таким образом, все три основные особенности живой системы.
Биологи, несомненно, обратили внимание на то, что в приведенном выше определении живой системы отсутствуют указания на традиционно выделяемые свойства живого. Это объясняется тем, что эти «традиционные» свойства в большинстве своем могут относиться не ко всем, а только к открытым живым системам, с которыми их и было принято связывать. Иначе говоря, прежние определения живого, содержащие эти «традиционные» элементы, оставляли за пределами живого закрытые живые системы, соответствующие состоянию полного анабиоза. Естественно, что наше общее определение, относящееся ко всем без исключения живым системам, не может содержать в себе элементы, приемлемые только для открытых систем.
Как видно из приведенного определения, оно не содержит указания на нуклеиново-белковый характер субстратов живых систем. Это обусловлено тем фактом, что все три свойственные живым системам особенности принципиально могут быть реализованы не только на основе нуклеиново-белковых субстратов, но и на иной химической основе, в связи с чем этот нуклеиново-белковый вариант организации живой системы не может найти отражения в ее общем определении.
Попытки обосновать общее определение живой системы исходя из нуклеиново-белковой природы земной жизни закономерно приводят к ограничительному толкованию этого понятия. Одним из примеров такого подхода может служить хотя бы следующее определение: «Живыми называются такие системы, которые обладают нуклеиновыми кислотами и белками и способны сами синтезировать эти вещества. Это определение неприложимо к древнейшим ступеням возникновения жизни, а также к существующим, возможно, внеземным живым системам, которые могут быть устроены иначе». Как видно из этого текста, подобное определение требует немедленных оговорок по поводу ограниченности сферы его применения. Кроме уже содержащихся в этом тексте ограничений, авторам вышеприведенного определения приходится считать, что вирусы -- это объекты, «состоящие из нуклеиновых кислот и белков, но не являющиеся живыми», что противоречит их же собственному определению живой системы. Таким образом, попытки определения живой системы на основе констатации нуклеиново-белковой природы земных организмов исходят из предпосылок частного характера, т.е. страдают геоцентризмом и в этом смысле отражают пройденный этап развития биологии.
Наше определение не содержит также и упоминания р метаболической деятельности живых систем, поскольку она не свойственна закрытым живым системам.
Далее, в нашем определении ничего не сказано о способности живых систем к самовоспроизведению. Это связано с тем, что не все живые системы являются самовоспроизводящимися. Достаточно вспомнить многие бесплодные касты насекомых, например рабочих пчел и термитов и т.п.: все они представляют собою примеры несамовоспроизводящихся живых систем. То же можно сказать и о многих живых системах надорганизмеииого уровня, к которым понятие «самовоспроизведения» неприменимо, каковы, в частности, временные, миграционные стаи многих животных -- различных рыб, птиц и др.
Наше определение не содержит и указаний на способность живых систем к эволюции, поскольку эволюционировать способны не все, а только метаболически активные самовоспроизводящиеся живые системы. Что же касается закрытых живых систем, представленных организмами, находящимися в состоянии полного анабиоза, то они не способны ни к самовоспроизводству, ни к эволюции, поскольку существуют в форме нефункционирующей структурной системы организма. Эволюционное развитие адаптации, обеспечивающих биологическую допустимость анабиотических состояний, происходит лишь за счет тех или иных генетических изменений, возникающих в метаболически активных фазах онтогенеза, тогда как в состоянии полного анабиоза, когда живая система является закрытой, она способна лишь испытывать элиминирующее действие естественного отбора под влиянием определенных агрессивных факторов среды. Однако направление этой элиминации всецело обусловлено развитием организма в метаболически активных фазах онтогенеза. Иначе говоря, процесс эволюции как таковой всегда ограничен периодами метаболически активной жизни, т. е. свойствен не всем, а только метаболически активным живым системам.
На основе общего определения живой системы открытая и закрытая живые системы могут быть определены следующим образом.
Открытая живая система -- метаболически активная живая система, существующая на основе постоянного, активно осуществляемого обмена веществом и энергией с окружающей ее внешней средой, в ходе которого, в соответствии с программой развития системы, обеспечиваются ее сохранение и самовоспроизведение и создаются предпосылки к ее адаптивной эволюции.
Закрытая живая система -- метаболически неактивная живая система, не осуществляющая обмена веществом с окружающей ее внешней средой и существующая в форме комплекса нефункционирующих жизнеспособных структур.
5. Периодический закон развития живых систем
В ходе биологической эволюции уровень функционально-структурной сложности живых систем изменяется двояким путем:
1) на дискретной основе, благодаря периодической агрегации доорганизменных или организменных систем в системы более высокого уровня структурной сложности. При этом структурная сложность систем увеличивается сразу на порядок: исходные системы в результате акта агрегации становятся подсистемами новой системы более высокого уровня структурной сложности. Именно таким путем происходило становление монобионтов, метабионтов и ценометабионтов;
2) путем медленных, постепенных изменений тех или иных элементов системы, в ходе которых новое качество накапливается в рамках определенного уровня структурной агрегации -- монобионтного, метабионтного» или ценометабионтного. Так происходит адаптивная эволюция монобион-тов, метабионтов и ценометабионтов.
Целостная картина развития земной жизни представляет собою сочетание обоих этих путей и рисуется как сложный мультициклический процесс, подчиненный некоторому периодическому закону и состоящий в смене повторяющихся циклов, каждый из которых отличается от предыдущего более высоким уровнем структурной агрегации живой системы. В соответствии с этим выделяются три эры развития жизни на нашей планете, качественно различные по агрегатной структуре организмов: 1) монобионтная, в течение которой живые существа были представлены только монобионтами; 2) монометабионтная, в течение которой организмы были представлены монобионтами и метабионтами; 3) моно-мета-ценоме-табионтная, характеризующаяся присутствием в земной биоте одновременно всех трех структурно различных групп организмов -- монобионтов, метабионтов и ценометабионтов -- и продолжающаяся до настоящего времени.
Таким образом, в историческом развитии жизни на Земле происходили определенные периодические процессы, связанные с закономерной, циклической структурной агрегацией живых систем, составлявшей основу их адаптивного функционально-структурного усложнения. Эти периодические процессы могут быть описаны в виде периодического закона развития живых систем, сущность которого можно сформулировать следующим образом: эволюция организмов происходит на основе их периодической структурной агрегации, в ходе которой исходные доорганизменные или организменные системы становятся подсистемами новой организменной системы, более высокого структурного уровня.
Периодический закон развития живых систем отражает, следовательно, одну из наиболее общих особенностей их исторического развития -- неравномерность и цикличность их эволюции.
В связи с задачами настоящего исследования -- изучением экоморф» отражающих конкретную специфику организмов,-- заметим, что организменный уровень организации живой системы в структурном отношении не является, следовательно, однозначным, а представлен тремя структурно различными уровнями, что имеет существенное значение при оценке особенностей экоморф самых различных организмов.
6. О техногенных вариантах живых систем
Искусственно созданный человеком, т.е. техногенный вариант живой системы, удовлетворяющий всем требованиям в ее общем определении, действительно был бы «живым» в том же смысле и в той же мере, как и естественные, природные живые системы. Не вдаваясь в технические детали этой проблемы и не касаясь ее экономических и социальных аспектов, отметим лишь ее общетеоретическую правомочность: искусственные, техногенные живые системы столь же возможны, как и любые созданные человеком техногенные объекты. Поскольку в случае создания техногенных живых систем речь идет фактически о моделировании свойственных природным живым системам конкретных функциональных особенностей, проблема техногенной жизни находится в рамках бионики и ее можно рассматривать как одну из технических задач, закономерна вытекающих из потребностей развивающейся человеческой цивилизации.
Выводы
Жизнь как, явление природы существует в форме дискретных живых систем. Основу дискретности живых систем составляет неделимая единица жизни -- организм.
Живые системы обнаруживают значительное разнообразие, источником которого являются: 1) общий характер связей живой системы с внешней средой, 2) уровень функциональной организации системы, 3) уровень ее структурной агрегации и 4) способ организации процессов метаболизма. В связи с этим существенно деление живых систем соответственно на открытые и закрытые; организменные и надорганизменные; монобионтные, метабионтные и ценометабионтные; автобионтные и анавтобионтные. Эти деления неадекватны и не соподчинены друг другу; множественность их отражает многогранность процесса эволюции живых систем.
Разнообразие живых систем уменьшает число свойственных им общих особенностей, сводя его к трем взаимосвязанным главным свойствам живого: 1) наличию собственной программы развития живой системы, развертываемой на основе активно регулируемых информационных взаимосвязей ее с внешней средой, 2) иерархичности ее функционально-структурной организации и 3) ее высокой функционально-структурной сложности, особенно на молекулярном уровне.
Понятие живой системы относится к объектам весьма различного уровня сложности и может быть описано лишь в терминах биокибернетики а в соответствии с идеей системной организации. Живая система -- иерархически организованная сложная система, имеющая собственную программу развития.
Эволюция организмов происходит на основе их периодической структурной агрегации, в ходе которой исходные доорганизменные или организменные системы становятся подсистемами новой организменной системы более высокого структурного уровня. Этот периодический закон развития живых систем отражает одну из наиболее общих особенностей их исторического развития -- неравномерность и цикличность их эволюции.
Техногенные объекты, соответствующие определению живой системы, если таковые будут созданы, будут «живыми» в том же смысле и в той же мере, как и естественные, природные живые системы.
Страницы: 1, 2, 3
