Текст книги "На переломе эпох: выбор стратегии созидания будущего"

Выявление специфики устойчивости сложных динамических систем имеет важное значение, в особенности для анализа такого рода систем, которые являются в высшей степени автономными, могут «распадаться» на относительно независимые подсистемы (популяция, вид, биогеоценоз). Для анализа таких систем понятие ультраустойчивости оказывается недостаточным. В этой связи У. Р. Эшби ввел понятие мультиустойчивой системы, состоящей из ультраустойчивых подсистем, относительно независимых друг от друга на некоторое время. Мультиустойчивость выражает способность сложных систем «распадаться» на ряд подсистем, каждая из которых достигает равновесия самостоятельно и продолжает затем оставаться в этом состоянии. Мультистабильная система представляет большую свободу связей между главными переменными, а каждая из подсистем действует избирательно по отношению к тем значениям переменных, которые обеспечивают стабильность[104]104
  Эшби У. Р. Конструкция мозга. С. 296–308.


[Закрыть]. Достижение устойчивости в таких системах обеспечивается за счет разнообразных адаптивных механизмов, целенаправленного изменения функций и даже самой структуры. Такого рода системы образуют особый класс сложных динамических систем – самоорганизующиеся системы, которые, используя иерархическое управление, различные механизмы обратных связей, принципы ультраустойчивости, обеспечивают самосохранение системы.

Мультиустойчивая система отлична от ультрастабильной прежде всего тем, что она может приспосабливаться к внешним условиям не как целостная система, а путем приспособления какой-нибудь одной из ультрастабильных подсистем к определенным факторам среды. Данное обстоятельство весьма важно, поскольку приспособление сложной динамической системы со многими существенными переменными требовало бы значительного времени. «Сложное событие, невозможное в том случае, если входящие в него элементарные события должны совершиться одновременно, легко может произойти, если они могут наступать последовательно или независимо друг от друга»[105]105
  Там же. С. 226.


[Закрыть]. С этой точки зрения находит естественное объяснение трудный приспособительный процесс эволюции живой природы в целом.

Анализ понятий ультра– и мультиустойчивости позволяет более глубоко выявить роль устойчивости в различных процессах материального мира. Вместе с тем кибернетическое понимание устойчивости, охватывающее область живой материи, зачастую базируется на данных простейших биологических процессов, в частности физиологических, и не охватывает закономерностей индивидуального и исторического развития живых организмов.

Разработка этих аспектов устойчивости связана с применением кибернетического подхода к изучению самого процесса эволюции. И. И. Шмальгаузен в работах по биологической кибернетике показал, что нормальное протекание эволюционного процесса, представляющего собой внутренне организованную и устойчивую систему, было бы невозможно без наличия регулирующих механизмов: физиологических и формообразовательных взаимодействий внутри особи, естественного отбора внутри популяции и отбора популяций, внутри вида в целом, а также отбора видов внутри биогеоценоза[106]106
  Шмальгаузен И. И. Кибернетические вопросы биологии. С. 20–26.


[Закрыть].

Саморегуляция – важнейший механизм поддержания устойчивости в эволюции, одно из неотъемлемых, атрибутивных свойств биологической формы движения материи, выражающих специфику самодвижения и саморазвития живых систем.

Объяснение устойчивости эволюционного процесса с позиций генетической теории односторонне. В соответствии с воззрениями одного из создателей этой теории Ф. Г. Добжанского, объяснение механизма эволюции основано на принципе постоянства частот генотипов, которое нарушается мутационным давлением, миграцией генов из других популяций, естественным отбором, а также внешними факторами. Эти силы непрерывно воздействуют на популяцию, а соответствующие изменения частот генов накапливаются и суммируются. Таким путем поддерживается нормальное протекание эволюционного процесса[107]107
  Dobzhansky Th. Genetic and’the origin of species. New York, 1951.


[Закрыть]. Существенным недостатком генетической теории эволюции является то, что в ней не учитываются закономерности индивидуального развития, не рассматривается такое существенное свойство устойчивости живых систем, как активность организма в его сложных взаимоотношениях с внешней средой, недооцениваются экологические взаимоотношения между особями, а также место популяции в системе биогеоценоза.

Сказанное не отрицает достижений генетической теории эволюции, которая оказала значительное влияние на развитие популяционно-генетических, математических и экспериментальных исследований, обогативших понимание устойчивости филогенетического развития.

Согласно современным представлениям, эволюционный процесс возможен лишь при наличии двух главных механизмов передачи генотипической информации: через половые клетки (наследственность) и через отбор фенотипов в популяциях взаимодействующих видов (экологический механизм). В явлениях наследственности осуществляется прямая и односторонняя передача генотипической информации от поколения к поколению. При межвидовом взаимодействии происходит двусторонний обмен информацией через отбор фенотипов в наследственно гетерогенных популяциях взаимосвязанных видов. В последнем случае генотипическая информация передается в фенотипической форме. Поэтому ненаследуемые признаки, т. е. фенотипическая изменчивость, имеют большое значение в эволюции. Становятся понятными механизмы возникновения взаимных приспособлений цветков и опыляющих их насекомых, хищников и жертв и другие явления[108]108
  Камшилов М. М. Роль фенотипа в эволюции // Генетика. 1970. Т. IV. № 1. С. 140.


[Закрыть]. Имеющийся фактический материал в области биологии требует переосмысления теоретических представлений на новой методологической основе.

Весьма перспективным в выявлении устойчивости эволюционного процесса является кибернетический подход. Обосновывая методологическую значимость этого подхода, И. И. Шмальгаузен писал: «Значение новых методов исследования и применения новых плодотворных гипотез, ведущих к познанию объективных закономерностей, трудно переоценить. Однако, может быть, еще в большей мере прогресс науки зависит от создания более широких обобщений, охватывающих самые различные явления, и введения соответствующих новых понятий, так как это означает более широкий синтез наших знаний и ведет к объединению различных научных дисциплин в рамках единого естествознания»[109]109
  Шмальгаузен И. И. Кибернетические вопросы биологии. С. 35.


[Закрыть].

Решение этой задачи он считал возможным на основе кибернетического метода, который позволит достичь интегрального объединения биологических наук в рамках эволюционной концепции.

И. И. Шмальгаузен исходит из того, что эволюция – процесс авторегуляторный, в котором непрерывно поддерживается и закономерно изменяется определенный уровень организованности живой материи. Закономерности этого процесса выражаются в непрерывном приспособлении организмов к внешней среде. Такое точное приспособление, подчеркивает И. И. Шмальгаузен, было бы невозможно без наличия механизма, контролирующего и регулирующего исторический ход этого приспособления. Этот механизм заключается в некоторых формах взаимодействия между организмом и внешней средой и проявляется в различных формах борьбы за существование, ведущей к естественному отбору. Поскольку организмы обитают совместно с другими организмами и находятся под влиянием неорганических факторов среды, то регулирующим механизмом служит биогеоценоз. В качестве регулируемого объекта выступает популяция как элементарная эволюирующая единица эволюции.

И. И. Шмальгаузен показал, что наследственная информация (линия прямой связи) и обратная информация через активность организма (линия обратной связи) передаются на различных уровнях организации (внутриклеточный и организменный). По каналу прямой связи информация поступает от биогеоценоза в популяцию, по каналу обратной связи – от популяции в биогеоценоз. Каналом прямой связи служит наследственный аппарат половых клеток, каналом обратной связи – жизнедеятельность особей данной популяции в биогеоценозе. Наследственная информация преобразуется в биогеоценозе в фенотип особи, а обратная информация, осуществляемая на уровне организма, преобразуется под контролем биогеоценоза (в процессе естественного отбора и полового процесса) в управляющие сигналы наследственной информации (клеточный уровень).

Устойчивость в передаче наследственной информации достигается теми же средствами, что и в технических устройствах: повторностью сообщения, установлением системных связей между элементами сообщения, увеличением помехоустойчивости через усовершенствование передающей системы и изоляцией от помех (т. е. защитой от внешних воздействий). В биологических системах наблюдаются те же средства повышения надежности информации. Множественное повторение генов в полигенных системах, повторение одинаковых хромосом в диплоидных и полиплоидных организмах приводят к повышению устойчивости.

Не менее важное значение имеет установление системных связей, которое достигается ограничением свободы комбинирования генов. В хромосомах имеются тесно связанные комплексы – сложные гены, супергены, и даже целые участки хромосом, которые передаются из поколения в поколение. Усовершенствование передающей системы достигается химической устойчивостью молекул, совершенным механизмом клеточных делений. Изоляция от помех обеспечивается посредством регуляторных механизмов организма и клеток. Все эти средства в конечном счете обеспечивают высокую надежность в передаче наследственной информации и являются необходимым условием обеспечения устойчивости. «Жизненная устойчивость достигается в основном морфофизиологической сложностью всей организации и наличием сложной системы регуляторных механизмов»[110]110
  Шмальгаузен И. И. Кибернетические вопросы биологии. С. 60–61.


[Закрыть]. Наряду с этим большое значение имеет создание некоторого избытка активности, которая предстает как способность организма обеспечить свою жизнь необходимыми для этого средствами.

Выделение каналов прямой и обратной связи выявляет непосредственную связь между молекулярным и организменным уровнями. Это указывает на то, что роль организма в эволюции столь же важна, как и роль наследственных (генетических) факторов.

Анализ средств передачи информации, вскрытие механизма ее преобразования и выделение каналов связи позволили показать взаимосвязь различных уровней организации живого и наметить пути количественного описания эволюционного процесса как необходимого условия для построения теоретической биологии.

На основе кибернетического подхода И. И. Шмальгаузен выделил главные звенья процесса эволюции, вскрыл роль каждого из них, что является необходимым условием их математического описания и открывает возможность количественного описания процесса эволюции, который изучался в основном с качественной стороны. Главными условиями для количественного описания процессов являются, во-первых, строгое определение понятий, объясняющих эти процессы, и, во-вторых, нахождение основных измеряемых параметров.

Современной биологией накоплен большой экспериментальный материал. В связи с этим возникает необходимость отбора, наиболее существенного для построения теоретической биологии. Это возможно благодаря введению новых математизируемых понятий. Поэтому следует разрабатывать точные понятия и для биологии, такие, как информация, способы ее кодирования, самоорганизация и др. Теория информации нашла успешное применение в анализе процессов высшей нервной деятельности, физиологических процессов и т. п. «Многое прояснилось после того, когда мы осознали, что в ДНК хромосом закодирована наследственная информация. Онтогенез и физиологические процессы рассматриваются теперь как проявления расшифровки информации, заключенной в генотипе. А филогенез и все явления, связанные с эволюционными изменениями, рассматриваются как создание новой информации. Ничто другое не поможет так ясно представить себе разницу между онтогенезом и филогенезом, как описание их в терминах теории информации»[111]111
  Майр Э. Зоологический вид и эволюция. М.: Мир, 1968. С. 21.


[Закрыть].

Теория информации дает возможность конкретного анализа устойчивости живых систем. Используя ее методы, И. И. Шмальгаузен наметил пути определения количества информации в зиготе и первичных половых клетках особи, количества информации в популяции. Он показал, что количество генотипической информации определяется не числом генов в клетке, а количеством мутантных генов, которое поддается учету так же, как и количество фенотипической информации на основе математического аппарата популяционной генетики. Сопоставив закономерности в изменении скоростей естественного отбора, идущего только по фенотипам, с закономерностями изменения величин средней информации в зависимости от фено– и геновариантов в популяции, И. И. Шмальгаузен доказал, что обратная информация по фенотипам является основой контролирующего механизма эволюции[112]112
  Шмальгаузен И. И. Что такое наследственная информация? // Проблемы кибернетики. М. 1966. Вып. 16. С. 26.


[Закрыть]. Количественная оценка информации в популяции наряду с ее качественными показателями – условие установления степени устойчивости системы.

С позиций кибернетики получает принципиально новое решение вопрос о механизме эволюции. Вместо суммы факторов, действующих аддитивно, И. И. Шмальгаузен выдвигает действие цикличного механизма, в котором имеются два канала связи и два звена преобразования информации. Регуляция эволюционного процесса осуществляется посредством циклического механизма с обратной связью на основе сопоставления полученных результатов (фенотипов) в реальных условиях существования популяции (т. е. в биогеоценозах)[113]113
  Шмальгаузен И. И. Кибернетические вопросы биологии. С. 178.


[Закрыть]. Действие этого цикличного механизма на основе обратной связи регулирует процесс эволюции, придавая ему адаптивную направленность. Эволюционный процесс оказывается, таким образом, не телеологическим, направляемым сознательно поставленной целью, а телеономическим, автоматически действующим в направлении адаптации и усовершенствования[114]114
  Huxley J. Evolution. The modern Synthesis. London, 1963. P. 22.


[Закрыть]. Кроме того, согласно И. И. Шмальгаузену, прогресс проявляется не только в усложнении организации особи и повышении ее активности, исключительном развитии регуляторных механизмов, защищающих нормальные онтогенез и жизнедеятельность и способствующих высокой пластичности, но и, как следствие этого, в усовершенствовании механизма самой эволюции, в ускорении ее темпов в ходе исторического процесса. Ряд других исследователей также подчеркивают историческую изменчивость механизма эволюции[115]115
  Waddington С. H. The strategy of the genes. London, 1957; Завадский К. M., Колчинский Э. И. Эволюция эволюции. Л.: Наука, 1977.


[Закрыть]. Это свидетельствует о том, что по мере исторического развития повышение устойчивости ведет к изменению механизма эволюционных преобразований. Историческое развитие, таким образом, затрагивает не только результаты эволюции, но и сам механизм ее. С учетом регулирующих факторов процесса наполняется новым содержанием само понятие механизма эволюционных преобразований. Применение идей и методов кибернетического подхода позволяет конкретизировать некоторые моменты исторического развития живой природы.

Используя данные различных наук, кибернетика осуществляет интегративную функцию в познании устойчивости различных систем. Она выдвинула общий метод и обосновала возможность и правомерность одинаковой трактовки тех процессов, которые хотя и отличаются по своей материальной сущности, но сходны по характеру количественной стороны процесса. Однако неправомерно приравнивать различные системы на основании общности принципов их функционирования, необходимо учитывать их специфику. В полной мере это относится и к изучению специфики устойчивости разных систем.

Прогресс современной биологии тесно связан с изучением устойчивости живых систем и с выяснением механизмов ее поддержания на всех уровнях организации. Об этом свидетельствуют исследования по изучению механизмов стабилизации внутриклеточных процессов, регуляторных механизмов, обеспечивающих устойчивость индивидуального развития и надорганизменных систем, а также эволюционного процесса в целом.

Молекулярная биология изучает различные формы биологических молекул и их эволюцию, варианты изменений при переходе к более высоким уровням организации. При этом главное внимание обращается на исследование структуры и функций белков, нуклеиновых кислот, других биологических макромолекул, универсальных характеристик, определяющих жизнедеятельность клетки. «В биохимии, как и в физике, только изучение универсальных характеристик создает прочную основу для предсказаний и модельных упрощений»[116]116
  Грин Д., Гольдбергер Р. Молекулярные аспекты жизни. М., 1968. С. 373.


[Закрыть].

В настоящее время установлено биохимическое единство растений и животных, имеющих одинаковый состав органических веществ по белкам, нуклеиновым кислотам, сахарам, липоидам и т. д. Биохимическая универсальность содержит общие принципы структурной организации живой материи. В частности, в высшей степени упорядочена структура ДНК, а последовательность пар оснований – единственное свойство, которое может обеспечить передачу генетической информации.

Современная молекулярная биология в первую очередь призвана вскрыть механизмы поддержания устойчивости на уровне макромолекул, механизмы регуляции активности генов и клеточной дифференцировки, выяснить природу мутагенеза и молекулярные основы эволюционного процесса. Поэтому принцип устойчивости в молекулярной биологии приобретает важное методологическое значение для биологического познания.

В генетических исследованиях уделяется большое внимание изучению наследственной стойкости организации, механизмов обеспечения устойчивости в процессе смены поколений. Особое значение для понимания сущности наследственности имело открытие стабилизирующей функции нуклеиновых кислот в процессе регуляции внутриклеточных биохимических процессов, и прежде всего процесса биосинтеза белка. Это открытие позволило наметить пути управления жизнью, в частности наследственностью организмов. Значение нуклеиновых кислот в процессе эволюции определяется тем обстоятельством, что они, будучи более стабильными образованиями, чем белки и другие структурные компоненты клетки, ограждают организм от случайных воздействий внешней среды, обеспечивают сохранение адаптивных видовых свойств, приобретенных предшествующими поколениями в результате отбора, и составляют тем самым фундамент необратимости органической эволюции.

Вместе с тем в области молекулярно-генетических исследований остаются и нерешенные проблемы, тесно связанные с изучением устойчивости живого. Значительные успехи были достигнуты в изучении отдельно белков и нуклеиновых кислот. Однако в клетке эти биополимеры неразрывно связаны друг с другом и функционируют в форме нуклеопротеидов. Поэтому взаимодействия белков и нуклеиновых кислот необходимо изучать для выяснения структуры и функций хромосом, рибосом и других структур.

Важное место проблема устойчивости занимает в современной генетике популяций. В популяции, как показали еще исследования Р. Фишера, Дж. Холдейна, С. Райта и др., имеются адаптационные механизмы, способствующие ее существованию путем устойчивого поддержания некоторых основных параметров. К ним прежде всего относятся: генотипические частоты, гетерозиготность и полиморфизм, а также определенный темп и направления мутационного процесса. Любая популяция стремится сохранить состав, обеспечивающий среднюю приспособленность к среде, в которой она обитает.

Возрастание интереса к изучению устойчивости живого на различных уровнях его организации – общая тенденция развития биологического познания, ориентированного на выявление универсальных, сохраняющихся характеристик, определяющих нормальное функционирование живых систем.

Функциональные характеристики наряду с вещественными носителями (белками, нуклеиновыми кислотами и фосфорорганическими соединениями) обусловливают само существование жизни. При этом любая живая система отличается от неживой прежде всего направленностью своих процессов на самосохранение и самовоспроизведение всей системы в целом. Особенностью, качественно отличающей биологическую форму движения материи от всех других (в частности, неорганических систем), является то, что в живых системах сотни тысяч химических реакций, составляющих в своей совокупности обмен веществ, не только строго согласованы между собой во времени и в пространстве, не только гармонически сочетаются в едином порядке непрерывного самообновления, но и весь этот порядок закономерно направлен к постоянному самосохранению и самовоспроизведению всей живой системы в целом[117]117
  Опарин А. И. Жизнь, ее природа, происхождение и развитие. М., 1961. С. 12.


[Закрыть].

Динамическое самосохранение как универсальное, атрибутивное, свойство живой материи определяет все проявления специфической устойчивости живых систем и обеспечивает активное осуществление организмами процессов жизнедеятельности, направленных на их нормальное функционирование в конкретных условиях внешней среды, обусловливает все другие свойства – обмен веществ, размножение, рост, раздражимость, использование и кодирование информации, активность и т. п. Способность к самосохранению, является «целью» живой природы, и те ее части, которые «не обладают стремлением к самосохранению, оказываются неустойчивыми и сравнительно быстро отмирают»[118]118
  Ляпунов А. А. О рассмотрении биологии с позиций изучения живой природы как большой системы // Проблемы методологии системного исследования. М.: Мысль, 1970. С. 185.


[Закрыть]. Самосохранение – основная характеристика жизненных процессов, выражающая их сущность. Самосохранение, является самой первичной и самой решающей чертой жизненного процесса; оно обеспечило поступательное развитие структур в предбиологическом периоде. Никакие близкие к жизни субстраты, в том числе и белок, сами по себе не могут составить жизни, если они не вовлечены в какую-то более обширную систему, функционирующую по принципу саморегуляторной стабилизации[119]119
  Анохин П. К. Избранные труды. Философские аспекты теории функциональной системы. С. 278.


[Закрыть].

Предпосылки динамического самосохранения как существенного свойства жизни заложены на уровне физико-химических процессов, усложнение которых приводит к появлению устойчивых систем с чертами саморегуляции.

Самосохранение живого находится в единстве с его самоизменением, что имеет существенное значение определения особенностей жизни. Система может быть названа живой, если она обладает наследственной информацией (выражающей аспект сохранения), и может передавать ее потомству, а также если эта информация претерпевает изменения и они наследуются[120]120
  Уоддингтон К. X. Основные биологические концепции // На пути к теоретической биологии. С. 13.


[Закрыть]. Иными словами, сохранение и способность к эволюции выступают как атрибутивные свойства жизни, представляющей единство самосохранения и самоизменения. Данное единство – наиболее глубокое, сущностное противоречие живого, которое выступает в различных формах на разных уровнях его организации, своеобразно проявляясь во всевозможных биологических процессах, включая органическую эволюцию. Так, самосохранение определенных состояний на уровне организма достигается за счет постоянно происходящих самоизменений, самосохранение вида – путем его эволюции, биоценоза постоянной сменой составляющих его компонентов: растений, животных и микроорганизмов.

Характеризуя противоречие между самосохранением и самоизменением, невозможно утверждать, какая из этих двух его сторон является главной, в равной мере они необходимы для существования и эволюции жизни. Само изменение зачастую обусловлено сохранением неизменного состояния. Сохранение всей системы в целом нередко достигается путем изменения отдельных частей. Единство самосохранения и самоизменения лежит в основе всех проявлений устойчивости живых систем.

Устойчивость биологических систем определяется сохранением атрибутивных свойств живого, к числу которых относятся специфика химического состава живой материи, важнейших свойств, управляющих построением химических веществ (полимеров, белков, полисахаридов и т. п.), обмен веществ, свойство возбудимости и раздражимости и т. п.

Наиболее фундаментальными из этих свойств, поскольку все остальные свойства в определенной мере производимы от них, является специфика химического состава живого и обмен веществ.

Любое свойство живого организма определяется природой материального субстрата, из которого он построен. Особая природа материального субстрата живого определяет и своеобразие обмена веществ, который, как отмечал Ф. Энгельс, на уровне неорганической природы ведет к разрушению тела, напротив, живое сохраняется благодаря постоянно происходящим обменным процессам. «…То, что в мертвых телах является причиной разрушения, у белка становится основным условием существования. Как только в белковом теле прекращается это непрерывное превращение составных частей, эта постоянная смена питания и выделения, – с этого момента само белковое тело прекращает свое существование, оно разлагается, т. е. умирает»[121]121
  Маркс К., Энгельс Ф. Сочинения. Т. 20. С. 83.


[Закрыть]. Поэтому устойчивость биологических структур обеспечивается за счет осуществления специфических функций, основу которых составляют метаболические процессы. В живой природе структурная устойчивость не выступает «в чистом виде», в данном случае можно говорить лишь о структурно-функциональной устойчивости. В отдельных случаях устойчивость биоструктур может поддерживаться и в тех условиях, когда функциональная активность практически сведена к нулю (консервация, витрификация клеток и тканей при низких температурах, образование спор, явления анабиоза и т. д.). Однако устойчивость подобного рода выработалась у некоторых групп организмов в ходе эволюции как один из типов приспособлений к изменяющимся условиям среды и, следовательно, также является производной от функций жизнедеятельности.

Способность живых организмов к поддержанию метаболических процессов – важнейшая характеристика жизни, обеспечивающая ее существование. Растения поглощают вещества с низкой свободной энергией (например, СО₂) и выделяют соединения, содержащие высокую свободную энергию, такие, как кислород и углеводороды. У животных, наоборот, поглощаются вещества с высокой свободной энергией и выделяются – с низкой. Благодаря этому сохраняется обмен веществ, в котором соединения с высокой свободной энергией используются для поддержания жизнедеятельности организмов[122]122
  Юри Г. Некоторые общие проблемы происхождения жизни на Земле и во Вселенной // Философские вопросы биологии и биокибернетики. М. 1970. Вып. 3. С. 68.


[Закрыть].

Отличие живых систем от неживых заключается в их способности к ауторепродукции, т. е. к воспроизведению себе подобных и к усвоению необходимых веществ из внешней среды. При этом характерно не только постоянное воспроизводство самих себя, своих структур и функций в ходе размножения, но и отторжение от себя новых биосистем с большей или меньшей степенью подобия, копирующих исходные. Устойчивость жизни может обеспечиваться лишь ее способностью к воспроизведению, поскольку время жизни любого организма ограничено. Именно поэтому функция воспроизведения является важнейшим свойством жизни, благодаря которому обеспечивается передача из поколения в поколение генетической информации. В живом существует особая форма сохранения и передачи информации, основанная на внутримолекулярной организации высокополимерных соединений. Это осуществляется благодаря наличию генетического кода, который совершенствовался в ходе эволюции на основе естественного отбора. Известно, что идентичное самовоспроизведение доходит до самых элементарных наследственных структур – генов, обладающих свойством конвариантной редупликации[123]123
  Тимофеев-Ресовский Н. В., Воронцов Н. Н., Яблоков А. В. Краткий очерк теории эволюции. М., 1969. С. 16.


[Закрыть]. Матричный принцип служит основой идентичного самовоспроизведения и включает возможные вариации матрицы. Поэтому самовоспроизведение живого носит не инвариантный, а конвариантный характер, т. е. включает в себя изменения. Конвариантное воспроизведение как важнейшая отличительная особенность жизненного процесса представляет конкретную форму реализации единства устойчивости и изменчивости, характерную для биологической формы движения материи.

Живые системы, пребывая в состоянии постоянного изменения, в то же время обладают способностью к сохранению своей организации. Устойчивость живых систем в широком смысле есть не что иное, как присущая им способность к сохранению основных атрибутивных функций жизнедеятельности, способность воспроизводить жизненный процесс в каждом поколении. Если в неживой природе простой «отбор» лишь сохраняет уже имеющиеся устойчивые образования, то в живой он превращается в естественный отбор, который связан с размножением сохранившихся форм и накоплением у них новых полезных признаков. Это коренным образом отличает живые системы от неживых.

В более узком значении устойчивость живого связана с его способностью сохранения основных параметров, характеризующих живые системы. И в этом случае отличие живых и неживых систем является существенным. Реакция неживых материальных объектов на воздействия, стремящиеся изменить их состояние, носит пассивный характер. Напротив, живые системы характеризуются активностью, т. е. способностью организма обеспечить свою жизнь необходимыми для этого средствами. На организменном уровне данная способность проявляется в поисках лучших условий существования, искусственном создании таких условий (гнезда птиц, запасы пищи), осторожности в поведении, активной борьбе со всеми вредными влияниями. На популяционно-видовом уровне активность проявляется в совместной защите от врагов, установлении связей внутри вида и т. п.

Качественное отличие живого от неживого выражается в том, что живые системы не только реагируют на внешние воздействия, но и могут оказывать влияние на среду. Активность способствует такому взаимодействию живой системы со средой, которое нужно для сохранения системы и ее устойчивого воспроизведения. Устойчивость обеспечивается не только пассивным сопротивлением внешним воздействиям, но и особенно активным преодолением и нейтрализацией внешних условий[124]124
  Двинская И. Е., Мамзин А. С. Диалектическая природа биологической активности // Проблемы диалектики. Л. 1972. Вып. 1.


[Закрыть].

Понятие активности существенно дополняет содержание понятия устойчивости. Активность как необходимое условие для обеспечения устойчивости включает в себя известную степень вариативности. Она может возрастать в зависимости от индивидуального опыта, от умения действовать оптимально. Активность живого есть направленная, планомерная, вариативная деятельность, действие, состояние или поведение системы, обеспечивающие ее сохранение[125]125
  Там же. С. 141.


[Закрыть]. Вариативность проявляется в способности животного использовать тот или иной тип поведения в зависимости от внешних условий. Поэтому каждый отдельный поведенческий акт определяется с некоторой вероятностью, зависит от многих случайных факторов. Это свидетельствует о том, что биологическая устойчивость несводима целиком к инвариантности, а обусловлена соотношением генетически заданных факторов и влияний внешнего окружения. Биологическая активность – это избирательное специфическое воздействие системы на среду, преобразование этой среды для сохранения живой системы.

Специфика устойчивости живых систем заключается также и в том, что они находятся в состоянии так называемого подвижного равновесия. Если в замкнутых системах стабильность свойств системы во времени характеризуется равновесным состоянием, то стабильность свойств открытых систем предполагает постоянное неравновесие, беспрерывное чередование притока и удаления, созидания и разрушения, благодаря чему в ней устанавливается стационарное состояние[126]126
  Bertalanffy L. Vom Molekul zum Organismenwelt. Grundfragen der modernen Biologie. Potsdam, 1949. S. 46.


[Закрыть].