Динамика адаптации и организация систем экологических факторов
По окончании десятилетнего цикла исследований стало ясно, что полная теория эффекта, с необходимостью включающая и описание границы его существования, захватывает много идей и концепций, а вне этого контекста изложена быть не может.
Само ядро эффекта подробно описано выше. Обсудим теперь идеи, входящие в контекст и необходимые для понимания теоретических конструкций. Хорошо известно, что каждый новый эффект проходит путь от невозможности до очевидности. Чтобы сделать очевидным обнаруженный эффект потребовалось привлечь немало идей. Перечислим основные из них, а после этого дадим первое объяснение.
Описанные выше изменения в коэффициентах корреляций и дисперсиях физиологических параметров для групп организмов при изменении условий жизни называются “ЭФФЕКТОМ ГРУППОВОГО СТРЕССА”.
Идея первая. Неспецифические реакции в биологии
Распределение реакций организма между двумя предельными типами "специфическое - неспецифическое" интенсивно используется во многих областях биологии. Очень известны примеры из иммунологии. Неспецифическая реакция воспаления, малоспецифические реакции макрофагов, синтез интерферонов и т.п. лежат ближе к одному полюсу шкалы, а специфический иммунитет, основанный на реакциях "антиген-антитело", - к другому. Дискуссия по вопросу: что в иммунитете важнее, специфические или неспецифические реакции, - не принесла никому победы, но сильно продвинула иммунологию.
Знаменитая неспецифическая реакция на многие и многие факторы - стресс . Еще одну группу примеров дают психология, зоопсихология, этология: при анализе поведения продуктивно использовать представления о малоспецифических реакциях - эмоциях (страх, радость, .). Для каждой эмоции можно перечислить много вызывающих ее воздействий - и их список принципиально незавершен.
Чем больше воздействий вызывают данную реакцию, тем она неспецифичнее; напротив, чем 'уже класс таких воздействий, тем реакция специфичнее. Часто, говоря о специфических реакциях, используют такие метафоры, как "ключ - замок": ключ - воздействие, а замок - механизм, отвечающий только на свой ключ.
Деление реакций на специфические и неспецифические отражает существование двух методологических установок: 1) ищите неспецифическое - оно самое важное; 2) ищите специфическое - только в нем истинная биология. Эти установки конкурируют между собой. Результатом конкуренции является "объективная" истина, в которой смешаны специфические и неспецифические черты.
Идея вторая. Эволюция, сукцессия и адаптация проходят в пространстве фенотипов по одной магистрали, но разную дистанцию
Три важных процесса: адаптация организмов к изменению среды обитания, сукцессия, то есть смена видов и разновидностей, происходящая при смене условий, и эволюция - медленное изменение существующих видов, рождение новых и т.п. - могут рассматриваться как модели друг друга. Они ведут к сходным фенотипическим сдвигам, но за разные времена и до разных пределов. Правдоподобно? Несомненно: в результате всех трех процессов достигается лучшее приспособление организмов к среде обитания. Естественно предположить, что это приспособление может быть похожим во всех трех случаях.
Характерные времена этих процессов различны: адаптация - самая быстрая, на протяжении жизни организма она может происходить неоднократно; сукцессия обычно требует смены нескольких поколений; эволюция же происходит за большое число поколений. С другой стороны, адаптация ограничена возможностями одного организма к адаптационным изменениям, сукцессия добавляет вариации за счет смены разновидностей и видов, эволюция включает почти неограниченный потенциал наследуемой изменчивости.
Правдоподобие, однако, не является достаточным аргументом. В эволюционных рассуждениях часто встречаются ловушки и многие симпатичные объяснения на поверку оказываются мифами нового времени. Чтобы обойти эти ловушки, полезен переход от прямого объяснения (ответа на вопрос "почему") к динамическому описанию (ответу на вопрос "как это происходит"). Каким образом оказывается, что адаптация и эволюция моделируют друг друга, и где пределы применимости этого утверждения? Для ответа на эти вопросы потребуются модели адаптирующегося организма и более детальные представления о пространстве фенотипов.
Идея третья. Для эволюции есть принцип оптимальности - а через него можно узнать, куда движется адаптация
Существуют принципы оптимальности для динамики эволюции и сукцессии [8,10,33]. Средний по большим временам коэффициент размножения - единая мера эволюционной оптимальности. Подробное обсуждение понятия "коэффициент размножения" нам еще предстоит. Важно сразу зафиксировать, что он не совпадает с плодовитостью, а зависит от выживания потомства. В явном виде для анализа эволюции его использовал Дж.Б.С. Холдейн [37], хотя рассуждения об "успехе в оставлении потомства" постоянно используются Ч. Дарвином в его знаменитом труде, а сам коэффициент рассматривался еще Т. Мальтусом в простейшей ситуации.
Необычность этого принципа оптимальности состоит в его динамической природе, зависимости от всего окружения и конкретной истории [10]. Нам обычно хочется, чтобы оптимальность имела простую и явную природу - ну, там, бегает быстрее, рога длинее, энергообмен лучше, . а в ответ нам: измерьте все эти свойства в коэффициенте размножения, да еще среднем за большие времена - тогда и будет ясно, что оптимально. Конечно, в реальных приложениях удается более-менее отделить вклад конкретной истории и определить роли различных анализируемых свойств, но это - специальная тонкая работа, а хочется сразу, просто и ясно. Беда только в том, что по-другому нельзя: у кого средний коэффициент размножения меньше, тот и вымер, уменьшая свою численность в геометрической прогрессии, уступил, несмотря на любые свои совершенства, поэтому его нет и совершенств этих нет вместе с ним.
Идея четвертая. Единый адаптационный ресурс
Прана, энергия Ци (Ки) и другие идеализации уже несколько тысячелетий привлекаются для описания ресурсов и резервов человеческого организма и для управления ими. "В Ведах вся природа обобщена в Одном Абсолютном Бытии. Тот, кто понял это Бытие, понял всю Вселенную. Таким же образом все силы обобщены в Пране, и тот, кто овладел Праной, овладел всеми силами природы, духовной и физической. ." [4] При столкновении с этой идеализацией, которая старше, чем европейская цивилизация и все науки, требуется, как минимум, уважение. Конечно, столь глобальное обобщение, выходящее за рамки любой науки, для нормального современного ученого немыслимо, но если сузить пределы до "всего лишь" единого универсального адаптационого ресурса, то появляется предмет для разговора[1].
Обращение с единым адаптационным или "энергетическим" ресурсом как с реальностью породило за тясячелетия много эффективных способов понимания организма, его воспитания и управления им. Нельзя отмахиваться от явленной эффективности ссылкой на отсутствие места для этого ресурса в современной науке.