CC BY
98
Климов Г.К. ПРЕССИНГ НА ТЕОРИЮ ЭВОЛЮЦИИ ЧАРЛЬЗА ДАРВИНА ПРОДОЛЖАЕТСЯ: ЭВОЛЮЦИЯ ИЛИ РЕВОЛЮЦИЯ ВИДОВ?
Относительно доказательства принципа изменчивости видов в теории эволюции Ч. Дарвина в научной среде существует некоторая растерянность. Вполне обоснованно появляются сомнения в том, что случайные мутации генов могут привести к целенаправленной эволюции, ведущей к столь поразительному совершенству организмов. Вроде бы и нет такого критерия практики, который позволил бы произвести оценку истинности изменчивости организмов в теории эволюции Ч. Дарвина случайными мутациями генов. Автор настоящей статьи увидел некоторую возможность попытаться выполнить такую оценку, то есть ответить на вопрос: да (случайные мутации), или нет (другие механизмы). По его
мнению, сделать это можно следующим способом.
Автор увлекся идеями геолога И.П. Шарапова (1989) и эколога Н.Ф. Реймерса (1994) сконцентрировать науку в виде номологических высказываний (НВ) . Поэтому на протяжении более пяти лет он формировал банк всех доступных для него НВ науки, за исключением относящихся к математике. На основании этого банка данных им была написана общая теория естествознания (Климов, 2001), а сейчас завершена общесистемная теория науки (ОТН). Известно, что теории выполняют в науке двоякую функцию. С одной стороны они являются результатом исследования, а с другой - инструментом для новых исследований. Поэтому появилась возможность проверить ОТН как инструмент для новых исследований.
Поскольку НВ разных авторов сформулированы неодинаково, то для приведения НВ в общий вид производилась их корректировка. При этом, более 25 % из всех НВ автор синтезировал сам. В
качестве образца скорректированных НВ ниже приведены первые аксиомы Б.М. Медникова (1-3), а формулировки Б.М. Медникова даны курсивом. Далее по тексту авторские формулировки помечены в круглых скобках либо как (Г.К. Климов), когда автор сам формулировал НВ, либо с указанием (Квалификация Г.К. Климова), когда идея данного НВ позаимствована из опубликованных работ. Таким образом, сформирован общий банк НВ объемом в 1805 единиц. Если из этого банка НВ отобрать те НВ, которые в той или иной мере будут касаться эволюционной или революционной изменчивости вообще, то можно получить некоторое расширенное представление в вопросе образования органов и видов.
Формулировки автора не производились специально под вопрос происхождения органов и видов. Они формулировались для систем вообще как дедуктивное следствие системного подхода, а не по осознанной прихоти автора относительно каких-либо сомнений по поводу причин изменчивости видов. В последнем вопросе автор является, по меньшей мере, дилетантом, поскольку он не специалист в данной области. Автор посредством НВ конструировал общесистемный мир. В философии такое направление называется рациональным конструктивизмом.
Б.М. Медников (1982) акцентировал внимание на способе достижения организмами изменчивости путем собственной формулировки пяти аксиом по материалам Ч. Дарвина и Н.В. Тимофеева-Ресовского относительно случайных мутаций под действием внешних факторов, три из которых (ниже позиции 1-3) касаются случайных изменений генетических программ.
1. Аксиома случайных изменений генетических программ (1-я аксиома Ч. Дарвина): в процессе
передачи из поколения в поколение генетические программы в результате различных причин изменяются случайно и ненаправленно, и лишь случайно такие изменения могут оказаться удачными в данной среде (Яблоков, Юсуфов, 1998, с. 30).
Здесь появляется возражение по поводу того, что лишь случайно такие изменения могут оказаться удачными в данной среде. И еще большие недоумения вызывают представления по поводу того, что такие случайные изменения многократно усиливаются, что отражено в следующей аксиоме Н.В. Тимофеева-Ресовского.
2. Аксиома многократного усиления изменений генетических программ (аксиома Н.В. Тимофеева-
Ресовского): случайные изменения генетических программ при становлении фенотипа многократно
усиливаются (Яблоков, Юсуфов, 1998, с. 30).
3. Аксиома отбора генетических программ (2-я аксиома Ч. Дарвина): многократно усиленные
изменения генетических программ подвергаются отбору условиями внешней среды (Яблоков, Юсуфов, 1998, с. 30).
Все нижеследующие НВ выбраны из банка ОТН.
4. Теория революционного образования органов и видов (правило прерывистого равновесия, теория
эволюции рывками С.Д. Гоулда - Н. Элдреджа; 1972): видообразование - это относительно быстрый
процесс, происходящий, когда группа организмов отклоняется в эволюции от родительского вида и вступает на свой собственный генетический путь (Хорган, 2001, с. 196; Реймерс, 1994, с. 67). Между видами нет переходных особей, поэтому можно предположить, что в некоторых условиях вместо эволюции происходят революционные рывки. При этом адаптационные флуктуации у вида сохраняются, а вид не вымирает, как считается, а революционирует в новый.
Несколько по другим причинам Стюарт Кауфман (Stuart Kauffman) протестировал на компьютере взаимодействие разных абстрактных реагентов, предположительно неорганических и органических веществ. Он пришел к нескольким выводам. 1. Когда система простых соединений достигает определенного уровня сложности [в кристаллогенезисе это уровень концентрации, выше которого элемент или соединение образуют собственные кристаллы; ниже этого уровня кристаллов данного вещества не существует - Г.К. ], она подвергается радикальному изменению, сходному с фазовым переходом I рода. Молекулы начинают самопроизвольно соединяться, чтобы создать большие молекулы увеличивающейся сложности и каталитической способности. Именно этот процесс самоорганизации, или автокатализа, со способностью копировать себя и развиваться, привел к жизни. 2. Комплексные множества взаимодействующих генов, подверженных случайным мутациям, не развиваются случайно. Наоборот, они имеют тенденцию соединяться в относительно малом разнообразии комбинаций, или аттракторов. В своей книге «Происхождение порядка: самоорганизация и отбор в эволюции» (The
Origins of Order: Self-Organization and Selection in Evolution, 1993, 709 с.) С. Кауфман
утверждает, что этот принцип порядка мог сыграть большую роль, чем естественный отбор, в направлении эволюции жизни, в особенности, когда жизнь становится сложной (Хорган, 2001, с. 216217).
Равномерно линейная дарвиновская эволюция нереальна для объяснения появления органов, видов, разновидностей горных пород и целостных магматических плутонов. Все эти процессы в геологическом времени нелинейны, либо микронелинейны. Появление органов является, вероятно, аналогом
своеобразного фазового перехода для организма от состояния, когда органа не было, к состоянию, когда он есть.
Органические макромолекулы могут «кристаллизоваться», образуя сложные ткани и органы. В связи с тем, что любое изменение в сложных системах «прокатывается» по всем иерархическим уровням [см. ниже закон Ж. Кювье - п. 22], образующиеся в организме новые структуры отражаются как в мужском, так и женском генном аппарате, что приводит к изменению «мутациям» в хромосомах. Появление жизни является естественным процессом в том смысле, что при условии достаточно сложного набора
взаимодействующих молекул, происходит «кристаллизация» автокаталитических субнаборов (Хорган, 2001, с. 218). Тогда большая часть порядка, представленная биологическими системами, получается как следствие распространяющихся повсюду эффектов, генерирующих более совершенный порядок. Весь смысл в том, что это - достигаемый порядок (Хорган, 2001, с. 219). Так можно прийти к рациональной структурологии органов, или морфологии. В природе существует скрытая фундаментальная тенденция генерировать порядок (Хорган, 2001, с. 222). Она начинается на самых малых уровнях
концентраций, когда в единицу времени микрокристаллы непрерывно то образуются, то распадаются. Но малые концентрации не поддерживают процесс до появления макрокристаллов.
Самое главное в генетическом обеспечении животного заключается не в его морфологии, но скорее в механизме физиологической регуляции, полагает Р. Том. Он склонен признать ламарковский взгляд и допустить, что вообще-то функция создает орган (Том, 2002). Непрерывно синтезирующиеся и распадающиеся органические «микрокристаллы-новообразования» создают благоприятные структуры, которые могут некоторым образом улучшить функциональные способности организма. Это распространенный прием в природе. Чтобы снять давление в глубинах Земли, структура кристаллов реорганизуется и трансформируется в новую с более плотной упаковкой атомов. Поэтому вполне правдоподобно выглядит представление о том, что если у организма есть какие-либо проблемы, то случайный перебор всевозможных органических новообразующихся структур может привести к такой, которая снимет одну из проблем. Тогда такие структуры организма вживаются в него, и закрепляются
в генном наследии. Это не противоречит нижеследующим НВ.
5. А. с. любой структуры в виде закодированной информации окружающих условий: кодирование
информации в природе осуществляется с помощью имеющихся средств (вещества). (Г.К. Климов).
6. А. с. управления большей системой (средой) параметрами меньшей системы, и наоборот -
управления меньшей системой параметрами большей внешней среды: такое управление является
взаимным, и оба управления кодируются свойствами противоположных систем. Может иметься разница времен существования большой и малой систем. Тогда в управление вступит в действие принцип подчинения мод Г. Хакена. Но, несмотря на указанный принцип, любая даже короткоживущая система все равно аддитивно управляет параметрами долгоживущей системы. (Г.К. Климов).
7. А. с. содержательного тождества между понятиями управление окружающей системы (среды) и
кодированием меньшей системой (средой) управляющих факторов окружающей среды: это разные
смысловые выражения, но оба они отражают суть верно. Ведь информацию можно передать разными выражениями: книга лежит на доске, под книгой лежит доска и т. д. (Г.К. Климов).
8. А. с. единичного акта управления (ЕАУ) в виде вещественного или энергетического
воздействия, обусловливающего единичный акт кодирования (ЕАК) в приемнике: ЕАК осуществляется в
виде единичного акта записи условий ОС, когда эти условия дискретные. Для неживых тел кодирование (запись) внешних условий производится однократно, для живых организмов реакция на внешние условия происходит регулярно, причем если воздействие внешней информации прекращается, то система изменяет свою структуру, кодируя новые внешние условия, о чем бы мы сказали, что она возвращается к прежнему состоянию. Из многих миллиардов таких ЕАУ или ЕАК складываются функции отдельных клеток, из которых возникают континуальные или дискретные функции органов, а из них - функции организма в целом. (Г.К. Климов).
9. А. с. элементарной единицы информации (ЭЕИ) в виде информационного воздействия,
обусловливающего единичный акт кодирования: ЭЕИ представляет собой деформирующую окружающую среду элементарную структуру управления. ЭЕИ редко отражает только один сигнал информации, как правило, это пакет из нескольких сигналов. Например, структура породы отражает одновременно состояние нескольких факторов сразу: химический состав, температуру, давление, скорость изменения
температуры системы и др. (Г.К. Климов).
10. А. с. единичного акта информационного кодирования в виде отклика вещества (клетки,
организма) на то или иное событие, условие в ОС: запись информации осуществляется на всех
иерархических уровнях вещества, тела в виде определенных закодированных признаков. (Г.К. Климов).
11. А. с. избирательности информации в кодировании веществом (телом) окружающих условий: любое вещество или тело находится в поле информаций разного рода, но на большую часть информационного поля вещество никак не реагирует. Например, организм в целом не реагирует на слабые электромагнитные поля широкого диапазона частот, ультразвук, многие запахи, определенную часть зрительной информации и т. д. (Г.К. Климов).
12. Принцип преломления действующего фактора в иерархии систем (внутри и наружи): энергия,
вещество и информация, поступающие в систему извне и выступающие как факторы ее жизни, действуют не в «чистом» виде, а видоизменяются этой системой. Если они проходят предварительно через надсистемы рассматриваемой системы, то эти процессы идут многократно и трансформируются всеми надсистемами и самой системой (многократное эхо) (Реймерс, 1994, с. 60), в результате чего на всех иерархических уровнях системы, и в сфере внешнего действия системы, осуществляется запись информации в виде определенных закодированных признаков.
13. А. с. структур в виде программ для умеющих считывать ее устройств: «неподвижный ландшафт, порождающий сигналы для человека и многих животных, не является программой для лягушки, способной замечать лишь движущиеся предметы» (пример М.И. Штеренберга, 2003, с. 82). Мир по отношению к считывающим устройствам содержит в себе лишь программы. Например, яблоко - это программа, которую можно съесть.
14. А. с. органической формы жизни в виде самовоспроизводящейся (можно считать -
самокодирующейся) структуры-программы, непрерывно адаптирующейся к постоянно изменяющимся внешним условиям: основное отличие «живого» от «неживого» состоит в способности «живого» постоянно
адаптироваться к окружающим условиям, постоянно поддерживая состояние собственного гомеостаза, что осуществляется только единственно возможным способом - путем постоянного поддерживания неравновесного состояния с окружающими условиями. Чем выше эта способность, иными словами, чем
выше энергопотенциал системы, тем устойчивее неравновесное состояние биосистемы, тем выше жизнеспособность организма (Э.С. Бауэр, 1935). (Г.К. Климов).
Механизмы, связанные с извлечением связанной энергии химических соединений и трансформацией ее в различные виды физиологической работы, сложны и многообразны. Весь процесс жизни на Земле связан с их совершенствованием, в частности, с переходом от автономных внутриклеточных, филогенетически более древних механизмов регуляции энергообмена к эволюционно более поздним и совершенным нейроэндокринным механизмам. Они способны дифференцированно изменять состояние энергообмена в клетках высокоспециализированных структур, обеспечивая реализацию энергоемких процессов на уровне целостного организма. Взаимодействием двух компонентов, входящих в любую биосистему, - нейроэндокринной регуляции метаболизма и собственно энергетического субстрата -определяется гибкая связь организма с ОС. Эта организация и составляет суть развития и основу адаптивного поведения биосистемы.
Развитие живой системы как в фило-, так и в онтогенетическом аспектах всегда приводит к повышению ее функциональной надежности. Однако, чем сложнее функция системы, тем больше должно быть элементов в ее конструкции. В то же время чем больше элементов, тем больше вероятность нарушений в действиях самой системы. Следовательно, функции совершенства и надежности функционирования системы находятся во взаимном дополнении. Живой организм - сверхсложная и вместе с тем весьма надежная система. Надежность - это дублирование регулирующих механизмов, наличие в организме резервных мощностей, т. е. структурно-функциональная избыточность определенной степени.
Если рассматривать функциональную систему биоэнергетики в ее связи с другими функциональными системами, обеспечивающими жизнедеятельность организма, следует признать ее универсальный характер, т. е. наличие межсистемной консолидации - функциональной связи с каждой из них (движения, питания, выделительной, поддержания гомеостаза, терморегуляции и т. п.). Таким образом, состояние энергетики - не только главный фактор, определяющий рост и развитие организма, но и критерий совершенства этого развития (Апанасенко, Попова, 2000, с. 106-107, 109).
15. А. с. каждой отдельной (дискретной) системы (будь то ген, организм, ландшафт, биосфера в
целом) в виде своего рода «головного отряда» эволюционного ряда систем конкретного типа: каждая
отдельная сложно организованная система (будь то ген, организм, ландшафт, биосфера в целом, математика, инженерная геология и т. д.) представляет собой своего рода «головной отряд» эволюционного ряда систем конкретного типа. Состояние каждой системы является пробным решением, опробующимся в новых нишах, выбирающим ОС и преобразующим ее (расширенное представление тезиса К. Поппера (В.Н. Садовский, 2003, с. 16)). (Г.К. Климов).
16. А. с. эволюции «головных объектов» только под действием прямого или обратносвязевого
давления ОС: каждый существующий во Вселенной объект, являясь «головным объектом» в
многочисленных направлениях эволюции вещества, развивается или эволюционирует только под действием прямого или обратносвязевого давления ОС и обратносвязевой фиксацией ОС состояния данного объекта. (Г.К. Климов).
17. А. с. любой (V) структуры вещества и процесса как проявление минимаксного принципа: упаковка химических элементов в неорганической материи происходит в виде твердых кристаллов с правильными кристаллографическими очертаниями, тогда как органические молекулы представляют собой обычно длинные цепочечные агрегаты из десятков, сотен, тысяч и даже миллионов атомов, которые сворачиваются в виде клубков, змеек, спиралей и являются, таким образом, тоже своеобразной разновидностью материальных структур, от физико-химических свойств которых зависит существование органического мира. Максимальная плотность упаковки в структурах неорганических веществ осуществляется на основе минимума свободной энергии (1-й вариационный принцип Гиббса), а максимальная работа в биологических процессах живого вещества осуществляется при минимуме затрат энергии (2-й вариационный принцип Гиббса).
18. А. с. способности атомов углерода изменять места расположения валентных выходов, что
позволяет углеводородам включаться в различные деформации полимерных молекул углеводородов и строить сложные ткани и органы: В.И. Вернадский считал, что геометрия живого вещества отличается
от геометрии земных не биогенных тел (цит. по В.В. Добровольскому, 1998, с. 5) . Эта «геометрия» привязана к строению валентных связей, которые в органических соединениях строятся на основе атомов ^ ^ O и N не очень большие размеры ионов которых, по сравнению с углеродом,
обеспечивают их некоторой степенью свободы для формирования различных конформаций. В случае же кислородных соединений (оксиды, соли, кислоты, основания) размеры кислородных ионов, занимая около 93 % объема вещества, исключают околовалентную подвижность соединений. По объему кислорода в органическом вещества в два раза меньше, чем в минералах, и это обеспечивает пластичность структур для образования конформаций. «Фактически речь идет о реализации в биологии геометрии так называемого квазикристаллического типа» (Голубев, 1996, с. 85). М. Пришвин (1942) красочно написал, что «формы, возникающие из кристаллов замерзшей воды, так близки к формам растений, что связь между теми и другими формообразованиями очевидна» (цит. по Князевой, Курдюмову, 2000, с. 39). Иногда черты сходства между мертвым и живым миром имеют глубокие причины. Академик Б.К. Вайнштейн вместе с биологом Н. Киселевым наблюдали, как белковые молекулы, полученные в результате «раздробления» вируса, снова собирались вместе при подходящих условиях и укладывались «по правилу спиральной лестницы». «Этот процесс, - пишут исследователи, - удивительно напоминает кристаллизацию и действительно имеет с ней чрезвычайно много общего. В обоих случаях дело сводится к некоторой симметричной укладке одинаковых «строительных элементов»» (цит. по И.И. Шафрановскому, 1985, с. 101).
19. А. с. кристаллизации в виде самосборки из готовых субъединиц вещества: принципиальное
отличие неорганических и органических построек, создаваемых атомами химических элементов, заключается в том, что первые собираются путем непрерывной плотной упаковки атомов в виде минеральной кристаллической решетки, где атомы жестко прижаты друг к другу, тогда как вторые образуются путем присоединения атомов к цепочкам атомов углерода, образуя длинные молекулярные цепи, которые затем сворачиваются в структуры разной конформации, часто в виде клубков и спиралей, или, присоединяясь друг к другу, образуют мономерные замкнутые сферические поверхности - мембраны клеток. Таким образом, в кристаллогенезисе - это сиботаксисы, в живом веществе и вирусологии - готовые субъединицы органического вещества.
2 0. Принцип информационного отражения структурных изменений в органах на всех иерархических уровнях организма, произошедших на одном из них: изменения, произошедшие на одном из
иерархических уровней организма, передаются по наследству вследствие матричной редупликации в
генах и сохраняются, если организмы прошли конкурс по естественному отбору. Причем, возможна ситуация, когда в клетках организма гены имеют существующую конфигурацию, а в сперматозоидах генерируется новая «мутированная» конфигурация. Случайные мутации в генах также возможны, но они вряд ли бывают целесообразны.
21. Принцип информационного отражения объектом массоэнергоинформационного поля среды: поля
параметров (геологических, биологических, экологических, экономических и др.) и их структура информационно отражают степень эволюции и черты внешнего массового или энергосилового поля объекта.
22. Закон анатомической структурной корреляции Ж. Кювье (1830): в организме, как в целостной
системе, все его части соответствуют друг другу как по строению (закон соподчинения органов), так и по функциям (закон соподчинения функций). Изменение одной части или функции неизбежно влечет за собой изменение других частей или функций.
Отсечение надсистемой и межсистемными отношениями многих вероятных путей развития подсистем, детерминированность их развития предполагают наличие единого русла изменений, их одновременности и сопряженности. Поэтому в любой целостной системе имеется согласование частей.
23. Принцип тензорности любого процесса: никогда, ни при каких обстоятельствах, не бывает
процессов в чистом (изолированном) виде, которые бы не производили детерминированные тензорные изменения в ОС. Созданные детерминированные тензорные изменения разных порядков в ОС, тут же, в виде обратных связей, снова воздействуют на происходящий процесс. Естественно считать, что эти процессы материализованы. Информационные процессы тоже протекают по этой схеме, но с большим запаздыванием, чем физические или химические. (Г.К. Климов).
Заключение. Подводя итоги обсуждаемому вопросу, можно сделать вывод, что изменчивость в организмах, как вытекает из НВ ОТН, собранных непредвзято, больше следует не из случайных мутаций в генах, а изменчивость продуцируется непрерывными изменениями постоянно «кристаллизующихся» и тут же распадающихся тканевых субнаборов, которые, если встраиваются в организм, то «прокатываются» (передаются) по всем иерархическим уровням организма, включая генный аппарат. Через генный аппарат они и передаются по наследству. Это оказывается возможным благодаря тому, что любой элемент природы («снизу») и включающая его более крупная система («сверху») непрерывно создают друг друга по градиентным, асимметричным, необратимым законам природы. Любые процессы, как в иерархических «низах» системы, так и в ее «верхах», необратимо оставляют свой след, без устали совершенствуя мир с двух сторон путем включения обратных связей, постоянно создавая новую среду обитания, новое информационное поле. Это происходит только потому, что в эволюционно асимметричном мире нет глобального равновесия в виде состояния природы, нет также и глобальной обратимости в развитии природы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Апанасенко Г.Л., Попова Л.А. Медицинская валеология. Ростов н/Д.: Феникс, 200. 248 с.
2. Голубев С.Н. Биоструктуры как фрактальное отображение квазикристаллической геометрии// Сознание и физическая реальность. 1996. Т. 1, № 1-2. С. 85-92.
3. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. М.: Высшая школа, 1998. 413 с.
4. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Жизнь неживого с точки зрения синергетики// Синергетика: Тр.
семинара. - Т. 3. Материалы круглого стола «Самоорганизация и синергетика: идеи, подходы и
перспективы». М.: Изд-во Моск. ун-та, 2000. С. 39-61.
5. Медников Б.М. Аксиомы биологии. М., 1982.
6. Реймерс Н.Ф. Экология. Теории, законы, правила, принципы и гипотезы. М.: Россия молодая,
1994. 367 с.
7. Садовский В.Н. Философия науки XXI века: что целесообразно заимствовать из философии науки XX века и от чего следует отказаться / Системные исследования. Методологические проблемы. Ежегодник 2001. М.: Едиториал Урсс, 2003. С. 7-28.
8. Том Р. Структурная устойчивость и морфогенез. М.: Логос, 2002.
9. Хорган Д. Конец науки. СПб.: Амфора, 2001. 479 с.
10. Шарапов И.П. Метагеология: Некоторые проблемы. М.: Наука, 1989. 208 с.
11. Шафрановский И.И. Симметрия в природе. Л.: Недра, 1985. 168 с.
12. Штеренберг М.И. Физическая сущность жизни и начала теории организованных систем (Вечные вопросы в свете науки, философии и религии. Книга I). М.: ООО «Новый Век», 2003. 164 с.
13. Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение: Дарвинизм. М.: Высшая школа, 1998. 336 с.
