Чтение онлайн

В основе процессов саморегуляции лежит обмен информацией, который осуществляется благодаря существованию информационных связей – гормональных, нервных, генетических.

Гормональные связи осуществляются в организме с помощью особых химических сигналов – гормонов – которые распространяются вместе с кровью от определенных органов, их вырабатывающих, в другие органы, способные их воспринять в необходимом для функциональности организма количествах. Гормоны влияют на все функции организма, создавая так называемый гормональный фон. Если их слишком много или слишком мало, организм начинает разрушаться.

У многоклеточных живых существ существует центральная нервная система , которая по сложным нервным образованиям передает сигналы о внешней среде и внутреннем состоянии организма; параметрами нервной связи является частота следования импульсов, которая увеличивается при повышении интенсивности стимула. Это обратная связь между рецепторами, расположенными на периферии, и главным руководящим органом – мозгом.

Генетическая связь является связью между устройством и деятельностью существующего организма и программой (информацией), хранящейся в виде записанной на материальный носитель (молекулу дезоксирибонуклеиновой кислоты – ДНК) информации обо всех структурных элементах организма.

Важнейшей особенностью любой биологической системы (начиная с одноклеточных организмов и до человека) является наличие у этой системы обратных связей . Это один из основных принципов, лежащих в основе саморегуляции и самоорганизации живых систем, без которого невозможна жизнедеятельность. Существование обратной связи помогает организму получать, передавать, сопоставлять и посылать откорректированный сигнал, устраняя нежелательные искажения или спасая организм от повреждения. Обратные связи контролируют правильное течение всех процессов в биологической системе.

Принято разделять обратные связи на положительные и отрицательные. Положительной обратной связью называется такая, когда в результате процесса воздействие усиливается. Отрицательной обратной связью называют такую, когда в результате процесса воздействие ослабляется.

Положительные и отрицательные обратные связи работают как на уровне отдельного организма, так и на уровне популяции и даже всей биогеоценозной системы, причем роль этих связей неравноценна: для хорошей функциональности отдельного организма или популяции более значительную роль играют отрицательные обратные связи, которые помогают адекватно реагировать на изменяющиеся условия внешней среды или нарушение внутренних процессов, они обеспечивают стабильность живой системы и возможность адаптации к некомфортной среде, осуществляют контроль за балансом (энергетическим и метаболическим) живой системы, ростом популяции, ходом эволюции. Для ускорения развития и роста живой системы большее значение имеют положительные обратные связи.

Следовательно, отрицательные обратные связи способствуют воспроизведению заложенной программы развития и жизнедеятельности, а положительные обратные связи улучшают какие-то новые качества и способствуют их передаче потомству. На всех уровнях самоорганизации сначала происходит информационный обмен с помощью положительной обратной связи и только потом включается механизм отрицательной обратной связи с наложением на процесс каких-то ограничений или изменением его направления.

Главной целью управления в самоорганизованной системе является процесс жизнедеятельности, который можно разбить на три уровня (по решаемым целям): 1) выживание; 2) поддержание гомеостазиса; 3) долгая сытая жизнь.

Эволюцией называется процесс длительных и постепенных изменений, которые приводят к качественным изменениям, завершающимся образованием новых систем, структур и видов. Идеи о постепенном развитии живых организмов известны с античности, но до XIX в. главенствовало мнение, что живые системы не развиваются, а сразу появились в завершенном виде. Это мнение было основано на религиозных доктринах, предполагавших сотворение живого мира и человека Богом в законченном и не подлежащем переделке виде.

Первую теорию эволюции предложил Ламарк, который отверг идею постоянства видов и разделил все живое по «градациям», то есть по изменениям от низших существ к высшим; эта идея легла в основу его классификации живого мира, известной как лестница Ламарка . Причиной усложнения живых организмов Ламарк считал стремление к совершенству, а главным фактором – влияние окружающей среды.

Следующий шаг был сделан Чарльзом Дарвином. Основные принципы эволюционного учения Дарвина можно свести к следующим положениям:

1. Каждый вид способен к неограниченному размножению.

2. Ограниченность жизненных ресурсов препятствует реализации потенциальной возможности размножения, поэтому большая часть особей гибнет в борьбе за существование и не оставляет потомства.

3. Гибель или успех в борьбе за существование носят избирательный характер: выживают и оставляют потомство те особи, которые лучше приспособлены, то есть в природе происходит естественный отбор.

4. Под действием естественного отбора группы особей одного вида из поколения в поколение накапливают приспособительные признаки, в результате чего приобретают существенные отличия и превращаются в новые виды.

Теория хорошо объясняла видовое разнообразие природы и существование близкородственных видов живых существ. Впервые в научном мире Дарвин определил место человека среди живых существ, отнеся человека к высокоорганизованным приматам. Именно этот пункт учения Дарвина вызвал ожесточенные споры, расколов общество на эволюционистов и креационистов. Передовые ученые и общественность способствовали распространению эволюционной теории Дарвина, защищали ее от нападок.

Одновременно с Дарвином аналогичную теорию независимо выдвинул американский ученый А. Р. Уоллес.

В XX в. теория Дарвина была дополнена последними научными изысканиями и расширена. В нее вошли данные генетики, палеонтологии, молекулярной биологии, экологии, этологии, сравнительной эмбриологии, морфологии, биогеографии, систематики, селекции растений и животных. В науку она вошла как неодарвинизм, или синтетическая теория эволюции . Синтетическая теория эволюции выделяет популяцию как элементарную структуру, с которой начинается эволюция, и генотип популяции (устойчивое изменение) как элементарное явление, лежащее в основе процесса эволюции; более широко и глубоко рассматривает факторы и движущие силы эволюции; разделяет эволюцию на микроэволюцию и макроэволюцию.

Под микроэволюцией понимается совокупность эволюционных изменений, которые происходят в генофондах популяций за сравнительно небольшой период времени и приводят к образованию новых видов, под макроэволюцией – эволюционные преобразования, приводящие к возникновению надвидовых форм организации живого за длительный исторический период.

Синтетическая теория эволюции рассматривает взаимодействия «сверху – вниз»: от биосферы к экосистеме, от экосистемы к сообществам, от сообществ к организмам и т. д., что позволяет выделить первичные связи, которые традиционный взгляд «снизу – вверх» воспринимает как случайные и незначительные.