Теория систем в биологии
Рефераты >> Биология >> Теория систем в биологии

Но уже идея системы видов повлекла за собой зна­чительные следствия. Если вид строился по принципу морфологического однообразия его элементов-индивидов, то система видов включала разнообразные элементы-виды. Наличие разнообразия видов привело к необходи­мости придать системе живой природы некоторый внут­ренний порядок. Виды были расположены по степени сложности, и это явилось интуитивным предвосхищением эволюционной идеи (поскольку такое расположение не­избежно должно было в общих чертах совпасть с эволю­ционным рядом). Развитие эволюционных представле­ний, базирующихся на принципе филогенетических свя­зей растительных и животных организмов, привело к построению филогенетической системы живой природы.

Органический мир впервые предстал перед исследовате­лями как множество элементов (видов) с вполне опреде­ленными межэлементными связями. Правда, пока был обнаружен лишь один из типов связей, но уже казалось, что основные черты картины живой природы установле­ны достаточно полно.

В действительностиже, как отмечает К. М. Хайлов, эта картина была крайне неполна: во-первых, единствен­ными ее элементами признавались индивид и вид — всего две из многих живых систем; во-вторых, ни индивид, ни вид сами не были изучены как живущие и функцио­нирующие системы, т. е. как множество с разнообразиеми актуальными связями элементов. Наконец, сама фило­генетическая система видов построена не на актуальных (действующих) связях, а представляетсобой как бы ста­тический отпечаток уже совершившихся процессов раз­вития. Поэтому из знания этой системы нельзя было вы­вести никаких представлений о таких существенных ди­намических свойствах живыхсистем, как внутреннее взаи­модействие составляющих их элементов, регуляция, ре­генерация, устойчивость и т. п.

Возможность изучения вида как подлинно живущей и функционирующей системы открылась лишь с переходом от представлений о морфологическом однообразии орга­низмов вида к представлениям о генетическом разнооб­разии особей вида; от идеи «вид — простое множество» к идее «вид — множество с межорганизменными генети­ческими связями». Исходным моментом явился здесь анализ актуальных генетических связей, т. е. скрещива­ния особей друг с другом. Единицей деления стала менделевская популяция, и вид выступил как максимальная менделевская популяция (что весьма существенно кон­трастировало с прежним пониманием вида, выработан­ным в рамках морфологического подхода). Это позволи­ло впервые в истории биологии увидеть образовании неорганизменного уровня, обладающие рядом свойств жи­вого организма (способность к адаптивным реакциям, со­хранение устойчивости в определенных пределах, т. е. «целесообразное»поведение). Выделение связи опреде­ленного типа и вычленение на ее основе актуально гене­тической системы вида дало возможность построить, но­вую системную картину живой природы, в которой ме­сто элементарной единицы занимал уже не индивид, а вид. Идею организмоцентризмасменила идея видоцентризма.

Снова казалось, что биологическая реальность охва­чена полностью. Однако в этой картине отсутствовали такие важные живые системы, как биоценозы — моновидовые и поливидовые сообщества организмов - и биогео­ценозы (экосистемы). В отличие от организменнойбиологии классического периода в экологии, связь между эко­логическими элементами с самого начала стала предме­том исследования. Как обнаружилось в начале XX в., эта связь выступает в двух различных формах — в форме связи разных организмов друг с другом и в форме свя­зи организмов с факторами абиотической среды. Эти типы связи стали предметом двух взаимодополняющих направлений экологии — биоценологии и биогеоценологии.

Взаимосвязанное развитие всех современных направ­лений биологического исследования приводит к ряду важных методологических уточнений, касающихся су­щества системного подхода в биологии. Согласно К. М. Хайлову, системный подход отражает растущее понима­ние того, что современная биология имеет дело не с одним, а с целым рядом объектов и уровней организации, каж­дый из которых занимает не менее важное положение в органической природе, чем организм. Это, естественно, влечет за собой крушение идеи «центризма», какой бы то ни было одной системы при построении целостной систем­ной картины живой природы. Наконец, обнаруживается, что системная организация жизни является столь же важным ее аспектом, как и эволюция.

ОБЩАЯ ТЕОРИЯ БИОСИСТЕМ

Перейдемтеперь к характеристике концепции Л. Л. Малиновского. Ее автор подчеркивает, что в настоящее время в теоретической биологии пробивает себе дорогу новое научное направление, ставящее во­просыо типах взаимодействий, об основных движущих силах явлений без их детализации, о системах элементов иногда и без подробной характеристики самих элементов. Это направление пока еще окончательно не конституиро­валось и выступает под разными названиями: общая теория биосистем, учение о биологических структурах, био­кибернетика и т. п. Оно изучает взаимодействие в орга­низмах и рассматривает не отдельные клетки, ткани, ви­ды пли биохимические процессы, а их связи.

Действительно, сравним таких животных, как мышь и кит. Разница в весе у них в 10 млн. раз, среда обитания и внешняя форма совершенно различны. Почти все про­цессы в организме мыши и кита различаются в количест­венном отношении, и все же план строения у них настоль­ко общий, что их справедливо относят к одному классу млекопитающих. План строения настолько способствует приспособлению,что обеспечивает их жизнеспособностьв чрезвычайно различных условиях и с очень разными количественными и отчасти качественными показателя­ми. Этот пример хорошо иллюстрирует мысль Л. Л. Ма­линовского о том, что план строения и структура (архи­тектура) системы начинают становиться одной из цент­ральных проблем теоретической биологии.

Это новое направление еще слишком молодо, чтобы можно было вынести окончательные суждения об его эф­фективности. Однако следует подчеркнуть,что лежащие в его основании идеи уже сейчас помогают по-новому взглянуть на некоторые важные теоретические и практи­ческие проблемы. Попробуем показать это на ряде при­меров, приводимых самим Л. Л. Малиновским.

Подходя с изложенной точки зрения к наиболее общей классификации структуры биологических систем, автор выделяет два простейших крайних типа: дискретный, или корпускулярный, и жесткофиксированный. Системы пер­вого типа в чистом виде состоят из единиц, практически не связанных друг с другом. Таковы особи одного вида и одного пола, клетки одной ткани, аллеломорфныепар­ные гены; таковы же (с известными оговорками) и мно­жественные органы в одном организме - пальцы на ру­ках, зубы, однотипные дольки в печени и т. д Как пра­вило, само по себе объединение множества однотипных единиц в подобную систему лишь незначительно повы­шает уровень их общей организации, по такие системы нередко обладают большой приспособительной ценно­стью, поскольку они отличаются большой пластичностью. Составляющиеих единицы сравнительно взаимно неза­висимы и подвижны и в силу этого способны к разнообразным перемещениям и комбинаторике.


Страница: