Саморегуляция в природе

Глава 8. Саморегуляция  в природе.

Полны чудес неистощимых

Природы вечные дела..

И. Аксаков. 

Сложность и многообразие природы всегда поражали человеческое воображение. Вышедший из природной  среды, он интересуется всем, что его  окружает. Каждый житель планеты в общении с природой находит много того, что ему близко и что он больше всего ценит. 

Любителям уединений  и тишины природа способна обеспечить этот идиллический уют, а почитатели эстетики найдут в природной среде  удивительные формы и линии, прекрасные краски и звуки. Недаром считается, что чарующая природа - лучшая среда для творчества и вдохновенья поэтов, музыкантов, художников. "Красив и лес, и поле, и цветы"... Все это прекрасно и заслуживает удивления и восхищения, ибо каждая тайна природы делает человека более естественным, более работоспособным, чутким и удивительно наблюдательным. Наполненный стремлением познать как можно больше, человек способен на многое, вплоть до самопожертвования ради поставленной цели. 

Такая одержимость  многих людей приносит часто удивительные результаты и большие надежды. Человек уже многое знает о природе. И не только об ее красотах и прелестях. Он проник во многие ее тайны, которые, казалось, природа спрятала за "семью замками". И этот процесс проникновения в тайны природы продолжается. 

Из всего того, что человек уже знает о  природе, наибольший интерес представляют вопросы, связанные с регуляцией жизненных процессов всех живых  организмов. Вопросы регуляции заслуживают  внимания потому, что в ходе эволюции они совершенствовались вместе с совершенствованием самой жизни на земле. II теперь, когда она достигла такого уровня, что среди множества живых организмов появилось мыслящее существо, этот феномен природы имеет для человека особое значение. 

Во-первых, потому, что  людям не безразлично знать, как это могло произойти. А во-вторых, зная, что естественная регуляция ведет развитие природы по пути прогресса, возникает соблазн поучиться у "неразумной природы" и подобным образом организовать свою "разумную" деятельность. 

В этом сложном деле есть и трудности, которые заключаются в том, что мы, в данном случае, имеем дело с многомиллиардным опытом развития природы, обобщить который - дело не простое. Но есть и обнадеживающие моменты. Это, прежде всего, разум, как высшая форма существования материи, который в своем развитии не имеет предела. Только человеческий разум способен не только понять прошлое, но и организовать будущее ради сохранения жизни на Земле. 

Человечество должно учиться у природы самоорганизации  и саморегуляции жизненных процессов на различных уровнях жизни и социальной деятельности. Для этого мы, прежде всего, должны взять от природы и положить в основу своего дальнейшего развития все то нужное и необходимое, все то, что соответствует социальной жизни общества, разумно исключив все, что не подходит или мало подходит для мыслящих существ. Здесь должно в разумных отношениях учитываться и использоваться как биологическое, так и социальное в человеке, чтобы социальное совершенствовало биологическое, а познание биологических законов способствовало лучшей организации социального. 

Только на основе использования такого взаимовлияния  и появится возможность целенаправленно  развивать не только социальные структуры  общества, но и совершенствовать биологическое  в человеке. Этот момент представляется очень важным, так как на более совершенном биологическом базисе будет развиваться и более совершенная социальная надстройка. Такое взаимовлияние и обеспечило развитие жизни на Земле от простейших ее форм до мыслящего существа, которым является человек. 

Получив от природы  такое преимущество над всем остальным  миром, человек по своей наивности  и недомыслию долгое время считал себя властителем природы и не задумывался над тем, что он, как  и все другие собратья по жизни, является таким же биологическим существом. А если это так, то, как и все живое на земле, человек должен стать равноправным членом сложноорганизованной структуры - биосферы, которая является целостным образованием, включая в себя все живое, существующее на Земле. 

Являясь сверхорганизмом на планете, биосфера обладает и сверхгигантскими возможностями саморегуляции, которая поддерживает ее в относительно устойчивом состоянии. 

Устойчивость достигается  в основном за счет того, что природа  в ходе эволюции отработала процессы саморегуляции на различных уровнях организации жизни. Принцип организации и саморегуляции естественных систем, от ее самых простейших основополагающих структур до сверхорганизма биосферы, является индивидуально-общественным. Это значит, что каждая структура, на каком бы уровне организации она ни находилась, обладает своей индивидуальностью и, в то же время, вместе с другими, подобными структурами, составляет целостный живой организм или систему организмов, способную к непрерывному самообновлению и прогрессу. 

Концепция структурных уровней организации жизни была сформирована в работах Г. Брауна в 1917 году и Р. Селларса в 1933 году. В настоящее время она прочно вошла в состав биологических наук, но дискуссии вокруг этого щекотливого вопроса продолжаются, и пока что сама концепция имеет еще далеко не законченный вид. А о том, чтобы связать биологические принципы организации живых существ и положить в основу развития социальной жизни общества, пока на эту тему речь не идет. Да и, на первый взгляд, что тут общего или что из этого можно извлечь? 

И, тем не менее, разобравшись в вопросах организации жизни  вообще, можно многое использовать для социального развития общества. В этом плане и видится автору перспектива в организации социальной жизни общества, основанная на углубленном изучении структурных уровней организации живого вещества биосферы. Эта перспектива подкупает еще и тем, что по мере накопления знаний о биосфере все яснее просматривается связь между развитием жизни и уровнем организации живого. 

В книге "Становление человечества" В. П. Алексеев по этому вопросу приводит следующее рассуждение. Цитирую в сокращении: "Представим себе всю видимую Вселенную структурно неорганизованной. Это означает, что она заполнена аморфной материей. В этой бесструктурной среде любой физический закон распространяет свое действие на всю Вселенную без ограничений. Но при громадных размерах Вселенной действие любого закона на расстоянии будет запаздывать, и Вселенная, следовательно, придет в неустойчивое состояние. 

Таким образом, в  общей форме можно сделать вывод о том, что возникновение структуры, организованности - одновременно   шаг к стабилизации и к относительно стационарному состоянию". 

Нам теперь сложно представить  окружающую природу в виде такой  вот аморфной материи, структурно неорганизованной и не имеющей механизмов регуляции. Все окружающее нас живое поражает своей целесообразностью, и настолько совершенной, а часто и очень мудрой, что возложить это на силы самой природы долгое время казалось сверхвозможным и думалось, что без воли творца здесь не обошлось. И, тем не менее, знание законов развития живой природы дает возможность нам убедиться в ее могуществе и созидании с одной стороны, и слабости и уязвимости с другой. 

В современной биологии уже существует несколько подходов к выделению структурных уровней организации живого вещества биосферы. Существует и несколько схем, отражающих наблюдаемые факты структурной дифференциации живой природы. Нет необходимости подробно анализировать эти схемы, а есть необходимая потребность выделения структурных уровней живой природы для того, чтобы на отработанной на протяжении многих миллионолетий природных механизмах, создать социальную структуру, способную вписаться в глобальную систему живых существ нашей планеты.

1. Молекулярный уровень  саморегуляции. 

Важным этапом в  эволюции нашей планеты стал абиогенный синтез органических молекул, которые, вступая во взаимодействие друг с  другом, образовывали более сложные  соединения. В течение миллионов  лет возникали и разрушались  бесчисленные варианты новых соединений. Любая новая возникшая структура обладает и новыми физическими и химическими свойствами, проявляющимися в определенных условиях среды. Это означает, что среда активизирует те свойства молекул, которые соответствуют данным сложившимся условиям. 

На определенном этапе развития Земли от сложившихся  на ней условий окружающей среды  зависело дальнейшее развитие и формирование структур, ставших впоследствии живыми. В этих структурах среда стимулировала, вызывала к деятельности, заложенные в них физические и химические свойства, которые, в соответствии с постоянно меняющимися условиями, изменялись и создавали более сложные структуры, а они, в свою очередь, изменяли и окружающую среду. 

Запущенный таким  образом механизм, продолжает работать и по сей день. Вначале он работал медленно, но постепенно стал набирать обороты, и развитие жизни ускорило свой бег. 

На самых ранних этапах ее развития процессы регуляции  осуществлялись только за счет физических и химических свойств органических молекул. По мере усложнения жизни возникали специализированные структуры - регуляторы биохимических реакций. К ним относятся, прежде всего, белки - катализаторы, которые обеспечивают ускорение химических реакций в десятки и сотни миллионов раз. Возникновение таких возможностей сыграло исключительную роль в ускорении эволюционного процесса. Возросшие возможности давали, соответственно, возросшие количественные и качественные результаты. 

Позднее эволюция "позаботилась" о создании еще более надежных и еще более совершенных систем регуляции. Появление структур типа современных молекул ДНК и РНК, обладающих возможностью матричного синтеза, упорядочило воспроизводство биологических структур. Считается, что на этом этапе развития материи возникшие структуры стали живыми, так как обладали способностью к самообновлению. Эта способность связана с тем, что нуклеиновые кислоты ДНК и РНК содержат генетическую информацию, которая передается к месту синтеза белка. На их структурах запрограммирована белковая структура, от которой зависят свойства живых организмов различных уровней организации. 

Такое представление  о нуклеиновых кислотах как общебиологическом  регуляторе оставалось основополагающим и незыблемым до тех пор, пока не были открыты инфекционные агенты, вызывающие целый ряд заболеваний у животных и растений, под названием прионы, особенностью строения которых является то, что их структуры состоят только из белка, что в них нет структур, подобных ДНК или РНК, и что они обладают способностью к размножению. 

Эта особенность  заставила задуматься над общим знаменателем жизни, так как матричный синтез на структурах типа ДНК и РНК, оказывается, является более поздним образованием в развитии жизни. Значит, до этого уровня развития жизни существовала белковая жизнь, обладающая возможностями в определенных условиях строить себе подобные структуры. 

Считать прионы неживыми - нет оснований. Они способны к  самовоспроизведению себе подобных, активно функционирующих молекул, функция которых проявляется  в определенных условиях среды. Подобно  прионам, такой же функциональной способностью, в определенных условиях среды, обладают вирусы. Но то, что это живые структуры - сомнений нет, хотя они и не имеют клеточного строения. 

Прионы и вирусы являются доклеточными формами жизни, но вирусы поднялись на ступеньку выше. Они стали обладателями небольшого количества нуклеиновой кислоты, то есть определенного количества материала, заключенного в белковую оболочку, которая выполняет защитную роль. Этот организм способен к самовоспроизводству только в определенных условиях. Ими является среда клеток живых организмов. 

Вне клеточной среды  животных и растений вирусы, как  и прионы, жить не могут. Но процессы регуляции функциональной деятельности у них эволюционно выше по сравнению  с прионами. В их основе лежит  нуклеиновая кислота, дающая возможность упорядочить жизнедеятельность организма, и прежде всего, его структурный уровень, с которым непосредственно связана функциональная деятельность существа, находящегося на следующей, уже более высокой ступени эволюции. 

Но развитие жизни не останавливается на достигнутом. Ее дальнейшая эволюция приводит к возникновению еще более совершенных систем регуляции. К ним относятся многочисленные системы генов - модификаторов, включающих пусковые механизмы тех или иных биохимических реакций, и генов - супрессоров, наоборот, подавляющих эти реакции. Такие системы регуляции срабатывают на клеточном и на еще более высоких уровнях жизни.

2. Клеточный уровень  саморегуляции. 

Клетка, по сравнению  с прионами и вирусами, является структурой более совершенной. Она представляет своеобразный симбиоз простейших структур, таких, как митохондрий, пластид, лизосом и других, которые в условиях общеклеточной среды способны к активной функциональной деятельности. 

Функциональная деятельность одних органоидов взаимосвязана с деятельностью других, что в целом и обеспечивает клеточной структуре морфологическую и функциональную устойчивость. Эта структура более жизненна по сравнению с вирусами и прионами. А отсюда клетка является не только структурно механической и функциональной ячейкой всего живого, но и представлена в природе целостными, как их принято называть, одноклеточными организмами. Их автономное существование в среде обитания возможно в силу того, что они имеют совершенную функционально-структурную организацию, в основе которой лежат процессы саморегуляции.