Огінова І.О. Формоутворення в біології

Подождите немного. Документ загружается.

викривлених ділянках гексагональної сітки графіту, що може призводити до

формування структур типу азотистих основ. Дещо далі від осьової лінії

вакансії у гексагональній структурі заповнюють атоми кисню. В результаті

утворюються вуглеводи, структурно пов'язані із азотистими основами, так як

вони розташовуюються в одному гексагональному шарі графіту з гвинтовою

дислокацією. Утворення рибози, яка має додаткову ОН-групу, сильніше

поглинає внутрішню енергію і тому формування саме цього вуглеводу більш

вірогідне, ніж дезоксирибози, тобто можна припустити, що первинною

нуклеїновою кислотою була рибонуклеїнова кислота. Атоми фосфору

забезпечують максимальну хімічну стійкість до окислення, але тільки у

рідині. Це додатково показує можливість виникнення життя саме у зв'язку з

водою.

У результаті фізичних процесів і хімічних реакцій уздовж гвинтової

дислокації утворюється полімерний ланцюжок, який має строго періодичне

розташування азотистих основ, вуглеводів і залишків фосфорної кислоти.

Таким чином, завдяки наявності різноманітних дислокацій у структурі

реальних ниткоподібних кристалів графіту виникає мінлшива, нестабільна

компонента, яка приводить систему у біфуркаційну точку, пов'язану із

зростанням ентропії. Додатковими індукторами мінливості є зовнішні

фактори, особливо такі як температура та іонізуюча радіація, котрі суттєво

підвищують лабільність кристалічної решітки графіту.

Якщо надмірна енергія витрачається на утворення додаткових зв'язків, то

може виникнути стійка дисипативна структура, принципово відмінна від

вихідної. Вона буде функціонувати більш надійно і ефективно, так як для її

деструкції потрібний сильніший вплив, щоб зруйнувати додаткові зв'язки.

Подібні зміни, незважаючи на випадковість порогового переходу, будуть мати

ряд обмежень, пов'язаних із структурою та можливостями матриці кристалу

графіту. В результаті такий ниткоподібний кристал перетворюється в

систему, яку ми називаємо нуклеїновими кислотами. Структурні зміни

кристалу фіксують розмір зовнішнього впливу, його спрямованість

(стиснення або розтягнення, вигин або крутіння), швидкість перетворень та

інші параметри. Відбувається запам'ятовування характеристик діючих

зовнішніх факторів, збереження інформації, ентропія зменшується.

На периферії кристалу граиіту надлишок енергії також поглинається за

рахунок утворення зв'язків атомів азоту і кисню, які в сполученні з воднем

формують карбоксильні і аміногрупи, асоцийовані з вуглецевим кістяком.

Вони є основою для утворення амінокислот, котрі також полімерізуються за

довжиною кристалу. При цьому, як і у випадку з нуклеїновими кислотами,

виявляється певне сполучення детермінованих і випадкових процесів.

Випадковість привноситься стохастичністю приєднання атомів до

вуглецевого каркасу, а детермінованість визначається самою будовою цього

каркасу.

Ниткоподібний кристал графіту може існувати у двох кристалічних

модифікаціях - гексагональній (кожен третій шар повторює перший АБ-

АБ-АБ...) та ромбоедричній(кожен четвертий шар повторює перший АБВАБВ-

АБВ...). Відповідно з тим, який із типів кристалів графіту перетворюється,

може виникнути дуплетний або триплетний кодон: двом чи трьом нуклеотидам

відповідає одна амінокислота на периферії кристалу.

Вільна енергія гексагонального графіту менши, ніж у ромбоедричного,

тобто він є більш термодинамічно стабільним і частіше зустрічається у

природі. Це дає можливість припустити, що вихідним типом генетичного коду

був дуплетний. Однак різні деформації різко підвищують концентрацію

кристалів графіту із ромбоедричною організацією шарів, на яких міг

сформуватися триплетний код. Оскільки кодуючі можливості такого коду

набагато вищі, ніж у дуплетного (64 амінокислоти замість 16), то саме така

структура збереглася в ході еволюції. Дуплетні кодони могли утворити

послідовності ДНК, які у наш час не кодують пептіди (інтрони, "мовчазна",

"егоістична" ДНК, мобільні генетичні елементи). Вони формують банк

резервних компонентів і суттєво збільшують надійність функціонування

нуклеїнових кислот.

Усі ці процеси ідуть в об'ємі ниткоподібного кристалу графіту і жорстко

зумовлені його вихідною структурою, тому формування нуклеїнових кислот із

центральною, найбільш викривленної частини кристалу, і білків із

позосталого його об'єму, також буде тісно взаємопов'язаним. Кристал графіту

перетворюється на нуклеопротеід, якісно іншу систему із принципово новими

ознаками. Вона базується на строгій відповідності між нуклеіновими

кислотами і амінокислотами. Виникає генетичний код.

У своєму розвиткові комплекс нуклеінових кислот і білків безперервно

знаходиться у динамічній рівновазі: зміни структури білків відображаються на

будові нуклеінових кислот і навпаки. Якщо подібної відповідності немає, то

виникає динамічно напружена, нестійка структура. Первинні нуклеопротеіди

становили типову дисипативну просторово-часову структуру, яка є

реалізацією загальних принципів самоорганізації складних систем. Вона

здатна контролювати потоки енергії та речовини між системою і

середовищем, що дозволяє системі знаходитися у стаціонарному стані і

підтримувати гомеостаз.

Основний механізм, за допомогою якого здійснюється передача і пе-

рероблення інформації, по суті є петлею зворотнього зв'язку, тобто нелінійним

механізмом. ДНК містить у закодованому вигляді усю інформацію про

структуру і функції різних білків, але регуляція активності окрмих ланок ДНК

та її реплікація здійснюються за допомогою самих цих білків. Оскільки такі

системи відзначаються підвищеною надійністю функціонування, достатньою

складністю і лабільністю, саме вони зберігалися і розвивалися у часі і саме

на їх основі могли з'явитися системи з такими якостями живого як

самовідновлення, самовідтворення, саморегуляція.

ГЛАВА III. ЕВОЛЮЦІЯ БІОСИСТЕМ

Розвиток живої матерії іде системним шляхом і здійснюється у результаті

чергування періодів гомеостазу і біфуркацій. Важливим етапом цього

процесу було утворення клітин (одноклітинних організмів) з наступним їх

об'єднанням у багатоклітинні організми на базі ієрархічних відносин

(диференціяація клітин). Такі системи здатні до прискоренного розвитку з

одночасним зменшенням загибелі окремих клітин, що призводить до більш

ефективного використання зовнішніх енергії і речовини, яке пов'язане із

різким зниженням ентропії. Ці процеси реалізуються через компроміс між

детермінованістю та стохастичністю окремих параметрів, що характеризують

різні параметри складних систем. При цьому ключовими поняттями для

біосистем є спадковість, мінливість і добір, які зумовлюють причинно-слідчі

відносини у біології. У самому загальному розумінні спадковість - це

здатність матерії зберігати свої якості і змінюватися від минулого до

майбутнього. Матеріальним носієм спадковості у біосистемах є нуклеінові

кислоти, які забезпечують структурну і функціональну послідовність між

поколіннями. ЇЇ сталість (гомеостаз) у певних межах підтримується

адаптаційними механізмами (процеси репарації, реплікації тощо). Але

розвиток взагалі і живої природи зокрема забезпечується тільки завдяки

мінливій компоненті складних систем.

До мінливості відносять будь-які прояви стохастичності і невизначенності,

котрі можуть стимулювати як руйнування (прогресуюча у часі

нестабільність системи), так і утворення нових зв'язків між складовими

компонентами системи, що змінює її функціонування.

В біосистемах мінливість викликають декілька факторів. По-перше,

рекомбінації у результаті кросінговеру, випадкового розходження хромосом до

полюсів клітини під час мітозу і мейозу, випадкового сполучення гамет при

заплідненні. По-друге, вельми суттєвим фактором мінливості є сутації і

мобільні генетичні елементи (МГЕ), еволюційна доля яких залежить від їх

локалізації. А саме, мутації в інтронах, "мовчазній" ДНК не пов'язані

безпосередньо із формуванням нових морфогенетичних ознак і в цьому

відношенні є нейтральними. Такі ланки ДНК виступають своєрідним

"буфером" для багатьох мутацій, так як не дають їм проявлятися у

фенотипові. В цьому випадкові розвиток системи іде в межах стаціонарного

стану і підтримується адаптаційними механізмами.

Інша доля характерна для мутацій структурних генів і особливо ре-

гуляторних ланок геному: система опиняється у біфуркаційній точці. Її

майбутнє стає залежним від багатьох факторів, серед яких найважливішим є

геномне оточення. Якщо система (генний баланс) структурно стійка до

вторгнення нових одиниць, то змінений режим функціонування не встанов-

люється, а самі нові компоненти (іноді і вся система) руйнуюються. Але якщо

труктурні флуктуації успішно "приживлються" (формуються якісно нові

взамозв'язки між компонентами), то система перебудовується на новий режим

функціонування і досягає нового стаціонарного стану. У цьому випадкові

біфуркаційні механізми можуть суттєво змінити динамічну поведінку

складної системи і призвести до формування нових ознак. Їх майбутнє

знову ж таки неоднозначне: у домінантному алелі вони опиняються під

впливом природного добору уже в першому поколінні, а у рецесивній формі

як гетерозиготи можуть накопичуватися в популяціях і виявлятися тільки

внаслідок інбридінгу на тлі ізоляції і зменшення чисельності популяції.

Швидкість формоутворення суттєво залежить від складності генотипу:

воно іде відносно швидше у більш складній системі. Причиною цього є

специфічність випадкового пошуку, який реалізується у біосистемах. А саме,

алгоритм випадкового пошуку із лінійною тактикою (об'єкт після перевірки

добором повертається у вибірку) іде надзвичайно повільно і час добору

оптимального варіанту збільшується із зростанням складності системи. На

відміну від цього, алгоритм випадкового пошуку з нелінійною тактикою

припускає, що об'єкт після перевірки у вибірку не повертається. Саме він

реалізувався у біосистемах: особина, не пристосована до навколишнього

середовища, звичайно гине і не зоставляє нащадків, тобто незбалансований

генотип (неудалі спроби) не повторюється. Швидкість еволюції системи при

цьому різко зростає і стає пропорційною не 1\п (п - число параметрів: які

визначаюють структуру і функцію особини, наприклад, різноякісність і

кількість нуклеотидів), а 1\ корінь квадратний із п, тобто чим складніша

система, тим швидше вона розвивається.

Таким чином, компроміс між спадковістю і мінливістю створюює широке

поле дуже різноманітних варіантів, життєздатність яких визначається їх

відповідністю до навколишнього середовища.

У біфуркаційній точці система має множину варіантів майбутнього

розвитку, але реалізуються лише деякі із них, ті, котрі відповідають певним

принципам добору. До них відносять усі основні закони збереження, біологічні

закономірності тощо. На останньому этапі розвитку вибір

шляху здійснюється за допомогою принципу мінімуму дисипації енергії. Це

емпіричне узагальнення, котре полягає у тому, що коли у конкретній ситуації

можливо декілька типів організації матерії, які узгоджуються з іншими

принципами добору, то реалізується та структура, якій відповідає мінімум

росту (максимальне зменшення) ентропії. При цьому утворюються форми

здатні максимально використовувати зовнішні речовину і (або) енергію,

концентрувати навколишню субстанцію, знижуючи тим самим ентропію.

Тому постійно виникають області, які відзначаються мінімальною ентропією.

Вони стають областями притягання, з котрими асоціюються стійкі структури з

підвищеною здібністю використовувати енергію і речовину.

У біосистемах добір іде у напрямі утворення структур, найбільш

відповідних середовищу існування. Поліморфізм природних популяцій,

який формується внаслідок мінливості, призводить систему у біфуркаційну

точку, коли можливості виживання особин визначаються станом системи

більш високого рівня (екосистеми). У залежності від конкретних абіотичних

умов середовища і взаємовідносин між видами стійкими виявляються особини

с відповідним фенотипом, котрий дозволяє найбільш ефективно

використовувати не тільки харчові ресурси, але і весь комплекс факторів

середовища. Саме вони мають найбільше шансів зоставити потомство і

передати свій генотип наступному поколінню. Їх функціонування іде поблизу

стаціонарного стану і спрямоване на підтримку гомеостазу.

Наявність мінливості раніше або пізніше неминуче приведе і цю систему

у біфуркаційну точку, а її майбутнє буде визначатися випадковим

сполученням зовнішніх умов, які і зумовлять прояву тієї або іншої форми

природного добору.

Стабілізуючий добір пов'язаний з підтримкою норми реакції (межі, у яких

може змінюватися фенотип без зміни генотипу) і елімінацією граничних

варіантів, котрі придають системі нестабільність (розвиток за нестійкою

термодинамічною гілкою) і ведуть до суттєвого відхилення від стаціонарного

стану. Наприклад, зародки з мутаціями абртуються. В цьому випадкові

система у біфуркаційній точці не може адекватно змінити свою динамічну

поведінку, система зв'язків не модифікується, формоутворення не

відбувається.

Рушійний природний добір пов'язаний із формуванням нової норми реакції

у біфуркаційній точці. Це свідчить про те, що вихідна система була

оптимально складна і лабільна для утворення нових зв'язків між її

компонентами, а діапазон мінливості був достатньо широким. Наприклад,

зрушення норми реакції у березового пядуна в Англії у зв'язку із розвитком

промисловості. Потемніння кори дерев привело систему (вид) у

біфуркаційну точку, а її збереження виявилося поєднаним із переважним

виживанням меланізованих форм. У результаті вихідна система змінила

динамічний тип поведінки, з'явився новий стереотип її взаємодії із се-

редовищем (вона уписалася в системні відносини більш високого порядку),

вдалині від стаціонарного стану (сітле забарвлення) утворилася дисипативна

структура _ сформувалася нова норма реакції (темне забарвлення).

Дизруптивний природний добір діє в популяціях з широким ареалом

життя, коли ні один із морфологічних типів не має безумовної переваги на

усьому його протязі. В цьому випадкові норма реакції розчленовується і

формуються її різноманітні варіанти, середні значення виявляються

нестійкими. Наприклад, на маленьких океанічних островах у результаті

сильного вітру (біфуркаційна точка для системи) мешкають дві різновидності

комах. По-перше, це безкрилі форми, котрі не піднімаються у повітря і не

підлягають дії цього абіотичного фактору, тобто система, втратив ознаку,

опинилася в стаціонарному стані. По-друге, з'явилися особини із дуже

довгими крилами, здатні успішно протистояти вітру. В цьому випадкові

система у біфуркаційній точці змогла опинитися у стаціонарному стані завдяки

переважному виживанню і розмноженню форм з максимально розвинутими

крилами. Усі проміжні варіанти виявилися пов'язаними із зростанням ентропії,

тобто нездатними існувати у стаціонарному стані із середнім виразом ознаки.

Пошук системою у біфуркаційній точці нового стійкого стану, мак-

симально відповідного умовам оптимального обміну із середовищем речо-

виною і енергією, призводить до утворення дисипативних структур, котрі

фенотипово проявляються як адаптації. Специфіка таких пристосувань зу-

мовлена дією природного добору у ході якого елімінуються всі нестійкі

структури, пов'язані із ростом ентропії, тобто ті, котрі менш успішно

реалізують генетичні можливості і, як наслідок, гірше використовують

ресурси середовища. Наприклад, формування ознак, пов'язаних із мімікрією.

В популяціях будь-яких видів є поліморфізм за забарвленням. Наявність

природних ворогів призводить до винищення більшості із них, система

опиняється в біфуркаційній точці. Стохастичний характер мінливості може

призвести до появи форми і (або) забарвлення, подібних до неїстівного виду.

Такі особини опиняються на новій стійкій термодинамічній гілці, так як не

виїдаються хижаками і їх подальший розвиток іде у межах стаціонарного

стану , який підтримується адаптаційними механізмами, котрі забезпечують

переважне розмноження саме цих форм. Відповідна ознака закріплюється у

поколіннях як адаптація.

Утворення нових видів тісно пов'язане із загальними процесами са-

моорганізації матерії, котрі мають свою специфіку у залежності від

особливостей зовнішнього середовища. Розрізняють два основних типи ви-

доутворення: алопатричне (географічне) і симпатричне (квантове, швидке). В

першому випадкові процес починається на периферії ареалу вихідного виду і

пов'язаний із географічною ізоляцією. Популяція, відокремлюючися від

позосталої частини виду, опиняється у бійфуркаційній точці, а її виживання

залежить від діапазона спадкової мінливості. Якщо він невеликий, тобто

система максимально пристосована до середовища і її функціонування

зосереджене на підтримці гомеостазу, група не може вийти за межі нестійкої

термодинамічної гілки і гине. У протилежному випадкові внаслідок

інбрідингу іде гомозиготизація популяції, у фенотипі починають з'являтися не

тільки рецесивні алелі, але і пов'язані із ними мутації, що прфзводить до

формування нового сполучення ознак. Їх комплекс може суттєво

відрізнятися від відповідного набору батьківської групи, а гібриди від

схрещування особин старої і нової популяцій внаслідок несбалансованості

геномів стають нестійкими системами і характеризуються зниженною

життездатністю, стерильністю. Внаслідок цих процесів відповідні геноми

не закріплюються в поколіннях. Якщо ізоляція зберігається на протязі

десятків і сотень тисяч поколінь, то різниця між вихідним і видом, що

утворюється, зростає. У результаті виникає дисипативна структура вдалині

від стаціонарного стану батьківської групи, а еволюція обох систем іде

різними шляхами. Спостерігається дивергенція шляхів розвитку (катастрофа

типу "зборка"). Процес закінчується становленням презиготичних

репродуктивних ізолюючих механізмів, котрі свідчать про формування нової

генетично ізольованої системи (виду).

У випадку симпатричного видоутворення біфуркаційна точка виникає

усередині ареалу вихідного виду як результат порушення балансу генів

(мутації генні, хромосомні, геномні). При цьому відокремлення нової групи і

формування дисипативної структури стається швидко, за одне-два покоління і

характерне переважно для рослин, так як у них відсутні статеві хромосоми

і вони можуть розмножуватися вегетативно. Система відразу гине (нестійка

гілка) або функціонує як нова стабільна структура вдалині від попереднього

стаціонарного стану. Дивергенція шляхів розвитку призводить до появи

еволюційно різних форм із практично однорідної (на макрорівні) складної

системи.

Макроевоюційний процес пов'язаний із змінами таксонів надвидового

рівня. Здійснюється у двох основних напрямах, які включають глобальні

(арогенез) і часткові (алогенез) перебудови складних систем. Принципи їх

появи аналогічні: у біфуркаційній точці складна система змінює свою

динамічну поведінку і розвивається якісно іншим шляхом, даючи початок

новим дисипативним структурам. Різниця полягає у масштабах. А саме,

шляхом арогенезу формуються звичайно таксони типу рядів, класів і вище. В

основі цього процесу лежить поява у групи ознак (ароморфозів), які

дозволяють засвоїти нову адаптивну зону, котра потім подрібнюється. У її

межах група пристосовується до конкретних ланок середовища за рахунок

появи специфічних пристосувань (ідіоадаптацій), кожне із яких також є

дисипативною структурою, що утворюється у біфуркаційній точці, але більш

низького рангу. Наприклад, формування чотирьохкамерного серця і крила

пов'язане із засвоєнням птахами повітряного середовища, а уся

різноманітність птахів у межах класу зумовлена окремими пристосуваннями

до місця проживання. У ряді випадків перехід у новий стаціонарний стан

пов'язаний із втратою певних ознак (загальна дегенерація) у біфуркаційній

точці і використанням речовини та енергії складних систем більш високого

рівня, що спостерігається у видів, які переходять до паразитизму.

Ієрархічне чергування процесів на різних рівнях організації біосистем за

участю різномасштабних адаптаційних і біфуркаційних механізмів і призвело

до надзвичайного різноманітність живої природи.

Філогенез становить собою процес історичного розвитку групи. Розрізняють

первинні і вторинні його форми. До первинних відносять філетину еволюцію

і дивергенцію. Філетична еволюція - це поступова перебудова групи у часі без

розгалуження на дві або більше, яка відбувається у всіх стовбурах і гілках

дерева життя. Здійснюється головним чином за допомогою адаптаційних

механізмів, спрямованими переважно на формування кількісних ознак.

Дивергенція пов'язана із розходженням групи від спільного стовбуру на дві

та більше. Ця форма філогенезу реалізується за допомогою біфуркаційних

механізмів і добре описується кактастрофою типу "зборка". Основним

результатом є різномаїття великих таксонів рослин і тварин.

До вторинних форм філогенезу відносять паралелизми і конвергенцію. Їх

поява зв'язана із наступними особливостями самоорганізації матерії: закони

рівноваги універсальні і для поведінки систем поблизу стаціонарного стану

характерна повторюваність. тому пристосування до подібних умов життя

пов'язані із формуванням систем, які мають спільні структурні і

функціональні характеристики. Відміна полягає у специфіці минулого

еволюціонуючих складних систем. Якщо група утворена у результаті

дивергенції загального предка і має схожу генетичну основу, а потім

розвивається у спільному середовищі, то дія адаптаційних механізмів формує

ознаки, які відносять до паралелизмів. Аналогічна ситуація у неспоріднених

груп називається конвергенцією.

Історичний розвиток органів і їх систем (філембріогенез) може

здійснюватися декількома шляхами і пов'язаний як з утворенням нових

структур, так і з їх редукцією. У всіх випадках це асоційовано із змінами

динамічної поведінки системи, формуванням дисипативних структур і ростом

різноманітності, так як будь-які зміни, що збільшують пристосованість,

сприяють зменшенню ентропії і приводять систему у стаціонарний стан.

Різниця полягає у масштабах перетворень. Зміни, які відбуваються на ранніх

стадіях онтогенезу, головним чином, летальні, тобто приводять систему на

нестійку термодинамічну гілку. Але в рідких випадках вони можуть бути

корисними і тоді спостерігається радикальна перебудова структури і функції

організмів. Зміни на пізніших етапах індивідуального розвитку викликають

менші наслідки, зачіпаючи, перш за все, фізіологічні, біохімічні ознаки, а

також особливості поведінки.

Стаціонарний стан установлюється в основному за рахунок підвищення

лабільності складних систем і їх пристосованості до більш широкого

діапазону умов середовища у результаті зростання ефективності використання

речовини і енергії. У таких випадках ентропія зменшується внаслідок

придбання системою поліфункціональності.

Органи, які загубили своє значення, тобто не сприяють кращому обміну

речовиною і енергією із середовищем, зумовлюють зростання ентропії і

приводять систему у біфуркаційну точку. Більшість із них виявиться

нестабільними, швидкість приростання ентропії буде підвищуватися, а самі

системи - руйнуватися. Однак багатоваріантність шляхів розвитку у

біфуркаційній точці викличе і появу систем із редукованим джерелом

непевності, із мінімальним вкладом у нестійкість складної системи. Саме така

структура виявиться відносно стійкою, здатною до подальшого розвитку і саме

така форма онтогенезу закріпиться у поколіннях, зумовлюючи подальший

ріст різноманітності форм.

Індивідуальний розвиток особин іде у навколишньому середовищі і

пов'язаний із мінімізацією екзогенних впливів, здатних вивести систему із

гомеостазу, так як подібні зміни пов'язані із небезпекою для життя. У ході

еволюції реалізувалися два основні напрямки еволюції онтогенезу. По-перше,

максимальна пристосованість кожної стадії індивідуального розвитку до

середовища за рахунок провізорних (тимчасових) адаптацій. Зміна одного

комплексу адаптацій на інший часто сполучена із загибеллю особин під час

метаморфозу, так як при цьому він виявляється не пристосованим до

середовища (біфуркаційна точка):одні адаптації вже не діють, а інші ще не

сформувалися. Тому така лінія розвитку пов'язана з втратою значної кількості

зигот, що до певної міои компенсується великою кількістю статевих продуктів.

Однак найкращою пристосованістю до середовища є незалежність від

нього. Саме ця якість складних систем і реалізувалася як альтернативний

варіант у вигляді розвитку під покривом яйцевих оболонок. Найбільш повно

ця особливість розвитку виявилася у плацентарних тварин. Паралельно із

формуванням автономії онтогенезу зменшувалася кількість статевих продуктів

і розвивалася турбота про потомство.

В еволюції індивідуального розвитку можна простежити доволі цікаву

закономірність: спочатку спостерігається становлення механізмів, які

максимально пристосовують онтогенез до середовища за допомогою

провізорних адаптацій, які дуже різноманітні. Коли всі можливі варіанти

розвитку у цьому напрямі вичерпано, подальша еволюція уже може здійс-

нюватися тільки за допомогою принципово інших пристосувань. Як вірту-

альна форма у біфуркаційній точці реалізується поява яйцевих оболонок, так

як у цьому випадкові втрати речовини і енергії у вигляді статевих продуктів,

зигот, зародків і молоді мінімізуються, а швидкість продукції ентропії суттєво

зменшується. Потім сформовані дисипативні структури розвиваються у межах

цього еволюційного напряму, початкуючи різноманітні специфічні варіанти

статевої поведінки у плазунів та птахів. На певному етапі і в цьому каналі

еволюції спостерігається насичення, система знову опиняється у

біфуркаційній точці і наступний прогресивний розвиток онтогенезу стає

можливим тільки на якісно іншій основі, що призводить до появи

внутрішньоутробного розвитку з подальшим зростанням різномаїття.

Таким чином, еволюція онтогенезу іде шляхом підвищення його неза-

лежності від середовища, тобто спостерігається автономізація, ембріо-

налізація індивідуального розвитку.

ГЛАВА IU. АНТРОПОГЕНЕЗ ЯК ПРОЦЕС САМООРГАНІЗАЦІЇ МАТЕРІЇ

У НАПРЯМІ ПОЯВИ СВІДОМОСТІ ТА СОЦІАЛІЗАЦІЇ

Антропогенез здійснюється як системний триєдиний процес, пов'язаний з

еволюцією морфолого-фізіологічної організації людини, психогенезом і

соціогенезом. Кожний елемент антропогенезу є результатом взаємодії з двома

іншими, що і забезпечує самовідтворення і саморозвиток усієї структури

людства.

Загальним напрямком еволюції тварин є еволюція сторону удосконалення

нервової системи як управляючої компоненти ієрархічних складних систем.

На перших етапах самоорганізації матерії реалізується утворення прямих

зв'язків і формування морфологічних ознак, які забезпечують гомеостаз

системи у певному каналі еволюції. Поява будь-якої адаптації призводить до

розширення діапазону можливостей системи і збільшенню кількості

факторів до яких вона пристосована, тобто до меншої залежності від

середовища. У межах єдиного синергетичного процесу виникають більш чи

менш сталі структури, здатні реалізувати зворотні зв'язки, котрі починають

відігравати роль нових принципів добору.

На тлі уже розвинених морфологічних особливостей біосистем у бі-

фуркаційній точці перехід на стійку термодинамічну гілку може забезпечити

тільки формування більш пластичної і універсальної керівної ланки, що

дозволяє ефективніше використовувати потенційні можливості природи. У

результаті стосунки організму і середовища стають значно різноманітнішими

за рахунок прогресуючого розвитку нервової системи і психічного

відображення. Подальша еволюція таких систем пов'язана із усе більш

широкою і багатосторонньою реалізацією саме цього напряму. Такий

розвиток у бік розумності характерний для усіх груп тварин, що привело

деякі із них на рубіж виникнення свідомості.

В основі цього процесу лежали біологічні, психологічні (поведінка) і

соціальні передумови, котрі і зумовили появу розуму як системного явища у

однієї із груп приматів.

Складні системи реалізують тенденції до збереження гомеостазу двома

шляхами. По-перше, вони можуть так змінити свої власні характеристики, що

область гомеостазу розшириться, система виявиться пристосованою до більш

широкого діапазону умов середовища. По-друге, організм може змінити саме

зовнішнє середовище таким чином, що небезпечна межа відсунеться. В ході

самоорганізації матерії використовувалися обидві ці можливості. Для такої

реалізації система повинна мати певні властивості, а саме:

1) можливість оцінювати своє положення відносно границь гомеостазу, що

привело до формування рецепторів (інформаційні датчики);

2) наявність структур переробки і оцінки інформації;

3) присутність систем прийняття рішення і компенсації небажаних

відхилень.

Останні дві якості реалізуються за допомогою системи зворотних зв'язків.

Від'ємні зворотні зв'язки забезпечують стійкість організму і прагнення до

збереження гомеостазу. Додатні зворотні зв'язки провокують появу нових

якостей, підвищення складності і різноманітності систем у результаті

тенденції до збільшення ефективності використання зовнішніх речовини і

енергії. Носіями реакцій зворотних зв'язків є управляючі системи: