Александр Уголев - Естественные технологии биологических систем

• Название: Естественные технологии биологических систем
• Автор: Александр Уголев
• Издательство: Наука
• Жанр: Биология
• Год: 1987

Книга посвящена концепции естественных технологий живых систем на различных уровнях организации последних и изложению доказательств, позволяющих преодолеть противопоставление естествознания и технологии. Эта концепция обосновывается на примере наиболее важных процессов в живых системах, их эволюции и происхождения. Охарактеризованы некоторые закономерности, которые могут быть интерпретированы как общие для естественных технологий живой природы и производственных технологий. Показано, что такие подходы плодотворны для понимания биологии в целом, процессов, протекающих в живых системах различной сложности, взаимодействий естественных и производственных технологий, в частности в медицине, экологии, питании и т.д.

---

Интересно сопоставить военные аспекты стратегии и тактики с технологией, так как технология войны также существует. Анализ такой технологии удивительно интересно и глубоко приведен, например, Л. Н. Толстым в романе «Война и мир».

Вопрос. Как соотносятся технологические подходы с теоретической биологией и теоретической физиологией?

Ответ. Представляется, что технологические подходы — необходимый элемент теоретической биологии и физиологии. Жизнь, как неоднократно отмечалось, необычайно сложный организованный процесс, а технология в новой интерпретации является наукой о сложных процессах. Ясно, что трудно представить себе теоретическую биологию и физиологию без учета блоковой организации биологических систем и основополагающих принципов естественных технологий (принципы эффективности, управления, множественности, сохранения, компромисса и т.д.).

Вопрос. Как объяснить, что в книге нередко смешиваются научные и этические аспекты естественных технологий?

Ответ. Вероятно, это справедливое замечание. В то же время можно сказать, что при рассмотрении технологических аспектов жизни, природы и общества трудно разделить этические и научные аспекты, тем более что нравственная сторона науки возникает как ее высшее достижение и в свою очередь влияет на нее. Важно, что технологические подходы придают новое звучание многим фундаментальным этическим концепциям.

Вопрос. Каково Ваше отношение к научному эссе Станислава Лема «Сумма технологии»?

Ответ. Станислав Лем — один из великих научных фантастов, а также «научно-художественных» мыслителей нашего времени. Восхищение им и многими его творениями понятно. В частности, работы Лема позволяют понять глубочайшие различия между развиваемой концепцией естественных технологий и всеобщей технологии, с одной стороны, и традиционной великой производственной технологией — с другой. Последняя в самых ярких красках и подчас парадоксальных ракурсах описывается в «Сумме технологии».

Многое из того, что является высшим достижением или высшей целью производственной технологии, ограничивается или запрещается основными правилами естественной технологии. Ярким примером этому служит идея живого океана, мыслящего, действующего и эволюирующего как единое целое (С. Лем. «Солярис»). С точки зрения естественной технологии и принципа блочности формирование подобной системы невозможно, а эволюция немыслима. Прогрессивная эволюция — это эволюция, связанная со специализацией на разных уровнях организации (от клеточного до биосферного) . Поэтому даже если бы исходные живые системы были бы гомогенны, то их развитие привело бы к формированию взаимодействующих, но специализированных структур.

Вопрос. Не является ли упрощением технологический подход к вопросам сущности жизни и эволюции, к вопросам экологии и взаимоотношениям человека и природы, к анализу свойств человека и к воздействиям (например, врачебным) на него?

Ответ. Ответ на этот сложный вопрос можно условно разделить на две части.

1. К сожалению, следует признать, что любое научное описание явлений природы и ее законов — это лишь наша интерпретация. Действительно, современные теории происхождения жизни и эволюции живого в сущности являются упрощением реального процесса возникновения жизни и его дальнейшей эволюции. По-видимому, то же самое можно сказать и о теории элементарных частиц. Вместе с тем даже вульгарная интерпретация явлений природы дает возможность хотя бы приблизиться к пониманию, если так можно выразиться, их контуров. Самое удивительное, что примитивные научные заключения, к сожалению, позволяют реализовать эффективные практические действия. Как правило, они разумны по первичным итогам, но таят опасность в своих более отдаленных последствиях. Первое свидетельствует, что контуры в какой-то мере соответствуют действительности, второе — что на самом деле главное мы по-прежнему еще не постигли.

В целом концепция естественных технологий, как и любая научная концепция, не свободна от упрощения.

2. Представления о естественных технологиях и об общих законах естественных и производственных технологий позволяют преодолеть пропасть между производственной деятельностью человека и влиянием антропогенных факторов на природу. Когда природа рассматривается с точки зрения естественных технологий в глобальных масштабах, то она сама становится более понятной и, следовательно, более близкой нам. Можно полагать, что такой всеобщий технологический подход не только теоретически обоснован, но и практически плодотворен, а также высоко морален. Он лишает людей многих иллюзий и тем самым напоминает об истинных следствиях человеческой деятельности на нашей планете в рамках плохо согласованных естественных и производственных технологий. Это касается, например, увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере и изменения циркуляции кислорода вследствие порубок лесов, влияния химического регулирования живых систем с помощью «специализированных» токсикантов (гербицидов, инсектицидов, пестицидов, дефолиантов и т.д.), включения промышленных отходов в биологические мегасистемы и т.д.

Следует иметь в виду важность технологических подходов для охраны здоровья человечества (например, для разработки оптимальной композиции пищи, методов ее консервации, приемов управления эндокринологией человека и т.д.). Важно, что многие виды человеческой деятельности, кажущиеся сегодня второстепенными, с точки зрения естественной технологии как науки превращаются в проблемы глобального масштаба. К их числу относится, в частности, использование антибиотиков для лечения инфекционных заболеваний человека и животных.

Эволюционные и экологические аспекты естественных технологий

Вопрос. Как соотносятся синтетическая теория эволюции, теория нейтральности и теория физиологической эволюции?

Ответ. Соотношение синтетической теории эволюции и теории нейтральности охарактеризовал М. Кимура в своей, ставшей классической, работе «Молекулярная эволюция : теория нейтральности» (М.: Мир, 1985. 398 с.). Для этих теорий свойственно углубленное рассмотрение генетических аспектов жизни и диалектическое отношение к эволюционным закономерностям фенотипа. Следует напомнить, что физиологическая эволюция — важная грань целостного эволюционного процесса, причем прогресс общей эволюционной теории невозможен без разработки не только генетических, но и физиологических аспектов. Необходимо иметь в виду следующие обстоятельства.

1.    В фенотипе реально существуют не только структура и функция, но и их эффекты. Последние определяют многие особенности эволюции, в частности прогрессивную структурно-функциональную эволюцию, включающую в себя специализацию и дифференциацию. Под контролем отбора находятся как полезные, так и побочные эффекты. При изменении условий существования организма побочные эффекты могут становиться полезными или вредными. Кроме того, каждая структура и функция имеет метаболическую стоимость, которая может рассматриваться как негативный эффект. Только благодаря действию отбора на все типы эффектов и достигается изменение структур и функций, которые модифицируются в результате изменений наследственной информации. Последняя контролирует структуры и функции, в том числе регулирующие (но не эффекты).

2.    Принцип эффективности характеризует не только важные механизмы эволюционного процесса в целом, но и запрещает полное совершенство, объясняет атрофию ненужных структур и многие другие особенности эволюционного процесса.

3. Принцип блочности — другой крайне существенный принцип организации биологических систем — намечает как основные пути эволюции, так и возможные ограничения. Эти ограничения в информационных теориях эволюции отсутствуют. Следует заметить, что пути эволюции определяются свойствами как информационных, так и работающих систем. Однако благодаря блестящим успехам генетики до сих пор основное внимание уделялось лишь первым из них.

Вопрос. Как объяснить, что в ряде случаев теория нейтральности в молекулярной эволюции, развитая М. Кимурой и вслед за ним многими другими, находится в противоречии с представлением об эволюции на основе универсальных функциональных блоков?

Ответ. Действительно, мысль, что эти две теории противоречат или даже исключают одна другую, высказывалась неоднократно. На первый взгляд представления о стабильности, консервативности универсальных функциональных блоков в ходе эволюции противоречит теории нейтральности и сходным теориям, которые постулируют неизбежность дивергенции молекулярных структур в результате обязательных точечных мутаций. Однако при глубоком рассмотрении нетрудно видеть, что противоречия не существует и стабильность функциональных блоков, т.е. структур, непосредственно участвующих в выполнении определенных функций, является следствием стабилизирующего действия отбора. Механизмы этой стабилизации были охарактеризованы нами ранее с различных точек зрения. Концепция универсальных функциональных блоков объясняет не только многие удивительные свойства живых систем, но и позволяет предсказать ряд явлений, что невозможно сделать с позиций других теорий.