Огінова І.О. Формоутворення в біології

Подождите немного. Документ загружается.

ендокринна і нервова, які утворюються у результаті розвитку загальної

пристосувальної активності, спочатку морфологічних структур, а потім

поведінки (психологічні особливості). Ця загальна тенденція еволюції

вищих тврин пов'язана із розвитком реактивності і пластичноті адаптивних

органів тварин, із розширенням діапазону зв'язків органіму і середовища, із

змінами характеру цих зв'язків. У відповідній біфуркаційній точці відбувається

ускладнення умовнорефлекторної діяльності на основі розвитку кори великих

півкуль головного мозку. Це призводить до того, індивідульний досвід стає

одним із найважливіших факторів добору, спостерігається взаємне

збагачення індивідуумів адаптивними можливостями, які стають умовою не

тільки виживання, але і розвитку.

Біологічні структури, асоциойвані з розумом, сформувалися у результаті

численних біфуркаційних переходів, чергування періодів каналізуючого

розвитку і змін у динамічній поведінці систем на тлі змінних умов середовища

у спрямованої дії добору. Одночасно йшли надзвичайно різноманітні і

поліфакторіальні процеси, котрі приводили до формування усе більш

досконалих і ефективно функціонуючих складних управляючих систем.

Вихідні системи розгойдувалися внаслідок мутацій, всіляких варіантів ізоляції

і панміксії, інбрідингу і гетерозису. В результаті вони суттєво відхилялися

від стаціонарного стану, опиняючись у біфуркаційній точці. Багато варіантів

структури головного мозку були несумісними з оптимальним

функціонуванням і елімінувалися на несталій термодинамічній гілці. Однак

різноманітність можливих форм розвитку і установлючихся зв'язків між

компонентами систем у біфуркаційній точці іноді приводили до

утворення дисипативних структур, більш ефективно керуючих поведінкою

складних систем. Саме такі варіанти закріплювалися у поколіннях, так як їх

носії могли раціональніше використовувати ресурси середовища,

забезпечуючи власний гомеостаз. паралельно формувалися і засоби

забезпечення надійності функціонування цих систем. Важливу роль у цьому

відіграло резервування, тобто наявність дублюючих елементів, що суттєво

розширює діапазон пристосувальних реакцій складних систем, а також

підвищує їх потенційні можливості, ефективність і стійкість до перешкод

особливо в умовах випадкових зовнішніх впливів. Наприклад, у людини

одночасно функціонують лише декілька сотих долей відсотку усіх нейронів,

тобто ступінь резервування становить сотні одиниць. У приматів аналогічні

показники становлять 14-20% і 5-7 відповідно. Це свідчить про те, що

потенційні можливості головного мозку людини як управляючої системи

набагато вищі, ніж у мавп.

Філогенетичний шлях виникнення надлишкового резерву нервових еле-

ментів як адаптації до сприйняття навколишнього середовища має тривалу

еволюцію, найважливішим етапом якої було об'єднання проекційних систем

головного мозку (нюхової, зорової, слухової, соматокинетичної) в єдину

інтегровану морфофункціональну систему. Одночасно йшов процес і гене-

тичної диференціації нейронів у ході індивідуального розвитку: в результаті

вибіркової репресії і дерепресії різних ланок геному нейрони набували різної

функціональної активності. Це було основою сприйняття подразників різних

модальностей і переробки інформації, що надходитьзовні у різні відділи

головного мозку. Такий процес вимагав збільшення кількості нейронів і

ускладнення системи контактів між ними в ході еволюції вищої нервової

діяльності. Подібні явища характерні для будь-яких процесів самоорганізаії

матерії.

Таким чином, один із шляхів еволюції головного мозку, який міг

привести до розвитку системи адекватних форм поведінки у новій для ор-

ганізму ситуації, полягав у зростанні резерву надлишкових нейронів з

різноманітною системою контактів між ними. Це і створювало можливості

для формування практично нескінченого числа нейронних ансамблів.

У ході розвитку головного мозку людини система зв'язків між нейронами

надзвичайно модифікувалася і вдосконалилася завдяки чисельним бі-

фуркаціям, які призвели до різкого ускладнення структури складних систем

різноманітності синапсів. У результаті більшість нейронів утворює тисячі

синаптичних контактів.

Подібні зміни були не просто важливим етапом у розвитку нервової

системи, вони послужили початком нового періоду єдиного процесу само-

розвитку матерії - формування інтелекту: матерія спромоглася пізнавати сама

себе. З'явилася принципова можливість змін усього характеру її еволюції,

яка поступово перетворилася у спрямований процес. Це такий же етап

космічного розвитку Землі, як і виникнення на ній життя. За цей час матерія

у ході самоорганізації пройшла шлях від жорстко запрограмованого образу

дій до гнучких програм поведінки, до чуттєвого сприйняття дійсності

додався інтелект. У результаті подібної біфуркації виникла свідомість, з

якою, у першу чергу, і пов'язаний перехід від приматів до людини. При

цьому сферою дії добору виявився не інтелект як такий, а уся організація

суспільного життя, здатна виявити його можливості. Виживали, можливо, і

не найрозумніші і талановитіші. Зберігалися ті популяції гомінід, котрі в

найбільшому ступені відповідали умовам біосфери за всією сукупністю ознак.

Це був природний процес утворення стійких дисипативних структур, важливу

роль у якому відіграла еволюція поведінки.

Розвиток комплексів поведінки тісно пов'язаний із загальним ходом

психогенезу і є фенотиповою проявою особливостей психіки. Незважаючи на

генетичну детермінованість структуруної організації головного мозку,

величезне зростання кількості нейронів і ускладнення контактів між ними ( у

головному мозку людини приблизно 50 млрд. нервових клітин, на кожній -

близько 5 000 синапсів) призвело до виникнення системи, функціонування

якої здійснюється дуже лабільно. Це підтверджує справедливість уявленя про

надзвичайну розгалуженість шляхів розвитку складних систем під час

переходу у біфуркаційній точці і універсальність систем, котрі перейшли

через численні біфуркації ( вони здатні успішно функціонувати у все більш

широкому діапазоні умов середовища).

На тлі різкої і швидкої зміни зовнішніх умов у несприятливий для групи

організмів (складна система) бік (біфуркаційна точка) спостерігається

формування адаптацій за рахунок утворення нових форм поведінки

(дисипативна структура). Спочатку пристосування до середовища реалізується

через систему безумовних рефлексів до яких із часом приєднуються умовні

рефлекси і пов'язане із ними навчання, що дозволяє системі вийти на

принципово новий рівень адаптацій.

В силу того, що зв'язок між зовнішніми впливами і реакціями організму все

більш ускладнюється, з'являються численні ланки-посередники, завдяки яким

нервова система проходить еволюцію від здібності до навчання і до інсайту.

В основі інсайту лежить екстраполяційний рефлекс або елементарна розумова

діяльність. Це здатність тварин у нестандартній ситуації приймати

оптимальне рішення без попереднього навчання. Така якість могла

розвинутися лише на відповідній біологічній бази, яка включає множину

"надлишкових" нервових елементів і зв'язків між ними. Елементарна

розумова діяльність не може бути охарактеризована як ідіоадаптація, так як

вона властива різним таксономічним групам і має ознаку загальної

пристосувальної активності головного мозку, тобто її слід вважати

ароморфозом, котрий забезпечував принципово новий шлях компромісу між

організмами і середовищем на протязі тривалих геохронологічних епох.

Однак, незважаючи на велике адаптивне значення розумової діяльності,

цей засіб пристосування несе в собі і риси деякої недосконалості, котра

проявляється у розвиткові неврозів у тварин, які добре вирішують

екстраполяційні задачі, тобто лише у тих, котрі мають достатньо розвинену

розумову діяльність. Це пов'язане із тим, що у реальному житті тварини

досить рідко зустрічаються із необхідністю рішення евристичних задач

(біфуркаційна точка). Головні форми їх поведінки забезпечуються достатньо

шаблонними видами нервової діяльності (інстинкти, умовні рефлекси), які

стабілізують поведінку у середовищі існування з доволі постійними

параметрами. Тому вища нервова діяльність, котра лежить в основі розуму,

виявляється недостатньо "відпрацьованою" природним добором, система

коливається поблизу стаціонарного стану із досить широкою амплітудою і

може перейти на нестабільну гілку розвитку. Але за сприятливих умов саме

цей тип пристосування (швидке прийняття оптимального рішення у

нестандартній ситуації) виявляється здатним за найкоротший час

забезпечити цілісність складних систем у світі, де панує випадковість.

У міоцені (приблизно 220 млн. років тому) примати зіткнулися із

глобальними змінами клімату: зменшилися розміри тропіків, зросла

кількість листопадних і хвойних дерев, утворилися савани (біфуркаційна

точка). У ряді приматів відбулося розгалуження шляхів розвитку. Групи цих

істот, які опинилися у саванах (зовсім не типові умови після життя на

деревах), зазнали потужного і надзвичайно жорстокого впливу природного

добору. Радикально змінити свою морфологію за короткий проміжок часу

вони не могли:примати були надто складною, морфологічно збалансованою

системою. Стійка дисипативна структура вдалині від рівноваги, характерної

для вихідної групи, могла утворитися, в першу чергу, за рахунок

модифікації поведінки.

Серед предків людини завдяки суспільному типові життя сформувалася

своєрідна адаптація до знімання негативних наслідків евристичного рішення

задач у вигляді неврозів: ці задачі вирішував не один, а різні індивідууми,

тобто навантаження на кожну конкретну особину різко зменшувалося. Крім

того, завдяки наслідуванню результати такої діяльності ставали набутком усіх

членів групи.

Таким чином, суспільний тип життя наших предків вніс певний внесок у

функціональну організацію головного мозку, дозволив реалізуватися такому

важливому її атрибуту як розумова діяльність. Саме цей напрям еволюції,

який призвів до утворення стійкої системи в умовах невизначеності, і

реалізувався у ході наступного розвитку людини.

На всіх етапах організації матерії будь-які об'єднання елементів

(компонентів) призводили до появи у системи якісно нових якостей, які не

можуть бути зведеними до сукупності ознак окремих складових частин. Такі

системні якості забезпечують їй більш широке коло адаптаційних

можливостей і підвищену життєздатність. Угрупування як системи організації

і біологічіної адаптації живих істот широко відомі у світі і знаходяться на

значно вищому рівні, ніж особини. Вони утворюються як дисипативні

структури у біфуркаційній точці, коли морфолого-генетичні пристосування і

особливості поведінки уже вичерпані і опинитися на стійкій

термодинамічній гілці розвитку можна тільки принципово (катастрофічно)

змінив тип динамічної поведінки, спрямований на краще використання

ресурсів середовища ( речовини і енергії).

У результаті кооперації формується суперорганізм, який має свій власний

гомеостаз, котрий підтримується завдяки новим системним можливостям

навіть усупереч цілям окремих особин. Досягається компроміс між інтересами

окремих особин і угрупуванням, який підтримується індивідуально-груповим

добором (добір індивидів на відповідність групі, а групи - га відповідність

середовищу). Це добір на рівні угрупувань: виживає те, котре має кращу

організацію і пристосованість до середовища.

Стадна форма спілкування давала предкам людини велічезну перевагу у

боротьбі за існування і прийняла на себе функції специфічного біологічного

середовища їх еволюції, так як із середовищем взаємодіяло стадо. Кожен

індивідуум оріентувався не тільки на зовнішні умови, але і на інші тварини

угрупування, поведінка яких була додатковою і досить вагомою умовою його

реакції на стан зовнішнього середовища.

Стадо як біологічне середовище безпосередньо впливало на формування

умовнорефлекторних реакцій індивідума. Воно створювало можливості

придбання особиною більш різноманітних навиків дій, пов'язаних із

навчанням. Розвиваються якісно нові рефлекси співпраці (стадні рефлекси),

котрі реалізуються у здатності тварин співвідносити свої дії з положенням і

діями інших тварин стада. Завдяки їм стадо існувало як цілісна внутрішньо

організована система відносин особин.

Стадні рефлекси були засобами передачі інформації і зберігання досвіду

угрупування. Важливе місце серед них займають наслідувальні рефлекси, з

якими безпосередньо пов'язані різноманітні біологічні засоби сигнальних

інформаційних реакцій. По суті наслідування є пристосувальною активністю

тварин. Через нього здобуваються нові навички біологічно значущих реакцій

на зовнішнє середовище, а також здійснюється включення тварин у стадне

спілкування. Це має особливо велике значення для молодих тварин.

Важливими факторами стабілізації угрупувань предків людини були

трудова діяльність і мова, які стали потужними засобами виживання при-

мітивних соціумів в умовах дуже жорсткої боротьби за існування, так як

забезпечували максимальну адаптаційну пластичність за мінімальний час,

суттєво знижуючи залежність групи від середовища. Крім того, спілкування

між особинами відігравало роль своєрідного резерва взаємного збагачення

індивідуумів пристосувальними реакціями, що підвищувало значення

угрупування.

Соціогенез еволюціонував від біологічно доцільних угрупувань типу стада

приматів до власне людського соціуму. Перехідною формою між цими двома

упоярдкованими складними системами могло бути емоційно напружене

угрупування, пов'язане з досить швидкою зміною стереотипів поведінки у

відповідь на різкі зміни умов існування. У першому наближенні воно може

відповідати натовпові, керування яким здійснюється на рівні першої

сигнальної системи (жести, вигуки, будь-які ритми), а стан людей ха-

рактеризується як гіпноїдний. Натовп на давав переваг под час життя на

деревах, але у савані він створював враження єдиного організму із високою

агресивністю і імітаційною здібністю. У відносно стабільні періоди

відбувалася фіксація актів поведінки, які сприяли виживанню, формувалося

адаптаційно стійке угрупування.

Таким чином, і в ході соціогенезу чітко простежуються періоди відносно

стабільного розвитку (гомеостаз поблизу стаціонарного стану), потрапляння

системи у біфуркаційну точку, у якій може реалізуватися безліч подальших

варіантів розвитку: від руйнування на несталій гілці, коли у складній системі

відсутні можливості для утворення додаткових зв'язків, до появи соціумів

якісно нових типів, що призводить до розгалуження шляхів еволюції. У

цьому зв'язку слід відзначити принципову відміну біологічної еволюції і

соціогенезу: на рівні живої природи найбільш типовими є адаптаційні

механізми, які пристосовують систему до середовища у певному діапазоні її

параметрів, а біфуркації виникають лише у виняткових моментах історії

системи. На соціальному рівні навпаки. Розвиток будь-якої соцільної

системи із будь-якого стану може іти свідомо не єдиним чином навіть тоді,

коли на систему не діють невідомі нам сили. Це пов'язане з тим, що процес

розвитку соціуму містить інтелект людини, а передбачити усі дії людей зовсім

не просто: одна і та ж сама людина, а тим більше різні люди, навіть у

близьких обставинах можуть вести себе по-різному. По відношенню до

поведінки угрупувань людей кількість варіантів зростає лавиноподібно. Це

призводить до того, що кожен стан соціальної системи є біфуркаційним. Саме

такий тип еволюції (культуреволюція) викликає різке прискорення усіх

процесів самоорганізації суспільства і є основним для антропогенезу.

Активна участь інтелекту у процесах розвитку дозволяє суттєво

розширити область пошуку оптимуму. Системи перестають бути рефлексни-

ми, тобто такими, у яких мінімум ентропії шукається за чітко регламен-

тованими правилами. Принцип мінімуму дисипації енергії на протязі історії

людства проявляється, головним чином, у прагненні заволодіти джерелами

енергії і речовини. Це було одним із важливих ситімулів розвитку і водночас

причиною конфліктів. В останні роки проявляється тенденція до економного

використання ресурсів і розробки безвідходних технологій.

ЗАКЛЮЧЕННЯ

Самоорганізація матерії обіймає усі форми її існування, а основні

принципи розвитку включають яка універсальні закономірності, так і

специфічні особливості їх реалізації у біосистемах. До перших відноситься

чергування періодів гомеостазу (система знаходиться у стаціонарному стані

або поблизу нього), котрий підримується адаптаційними механізмами, і

періодів, пов'язаних із зміною динамічної поведінки складних систем. При

цьому система внаслідок внутрішніх або зовнішніх причин опиняється у

біфуркаційній точці, а її майбутнє стає невизначеним. Вона може піти по

нестійкій термодинамічній гілці і зруйнуватися (ентропія зростає). У ряді

випадків за рахунок формування додаткових зв'язків (приплив енергії і

речовини зовні) і біфуркаційних механізмів система може утворити стійку

якісно нову дисипативну структуру вдалині від вихідного стаціонарного

стану. Для опису подібних процесів успішно використовується математичний

апарат теорії катастроф. Внаслідок стохастичності переходу через пороговий

стан еволюція набуває напрямок і стає незворотною. Крім того,

невизначеність майбутнього у біфуркаційній точці призводить до

надзвичайного різномаїття дисипативних структур, що утворюються і

варіантів живих систем.

Специфічність розвитку проявляється в підкоренні біологічним законам,

котрі разом із загальними принципами самоорганізації матерії визначають

добір найбільш оптимально функціонуючих систем. додатковим фактором,

що зумовлює високу швидкість біологічної еволюції, є реалізація алгоритму

випадкового пошуку із нелінійною тактикою на тлі випадкових мутацій. Це

призводить до того, що по мірі ускладнення систем,котрі утворюються у

біфуркаційній точці, ефективність використання ними ресурсів середовища

усе зростає, збільшується пластичність з розширенням діапазону

пристосувальних реакцій, різко зменшується ентропія. В результаті

формується відносна незалежність особин від середовища існування,

граничним випадком якої є перебудова цього середовища за потребами виду,

що реалізувалося в ході антропогенезу. Подібний результат досягається за

рахунок еволюції керуючих систем (ендокринної і нервової), що призводить

до формування принципово нових норм поведінки і соціальних адаптацій.

Таким чином, увесь розвиток живої природи, у тому чіслі і людини, є

окремим випадком загальних принципів самоорганізації матерії. Згідно із

закономірністю, яка має назву "лезо Окама" (не треба використовувати для

пояснення будь-яких процесів складну методологічну базу, коли це можна

зробити більш простими засобами), якщо біологічна еволюція може іти

внаслідок природних причин спонтанно, то для пояснення виникнення життя

на Землі і його розвитку немає потреби використовувати будь-який

додатковий фактор у вигляді Бога, ідеї і тому подібних суб'єктивних уявлень.

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1. Агильдиев И.У. Власть предыстроии.-М:Прометей.-1990.-180с.

2. Айала Ф. Введение в популяциюнную и эволюционную генетику. -

М:Мир.-1984.-232с.

3. Андреев И.Л. Происхождение человека и общест ва.-М:Мысль.-

1982.-283с.

4. Бедников В.А. Основные факторы макроэволюции.-Новосибирск:Наука.-

1989,-279с.

5. Величко И.М. Когда и как возникли растения.-К.:Наукова думка.-1989.-

13ос.

6. Георгиевский А*Б. Эволюция адаптаций: историко-методологическое

исследование.-Л:Наука.-192с.

7. Грант В. Эволюция организмов.-М.:Мир.-1980.-407с.

8. Депенчук Н.П., Крисаченко А.Ю. Экология и теория эволюции.-

К.:Наукова думка.-1987.- 328с.

9. Дубинин Н.П. Что такое человек.- М.:Мысль.-1983.- 334с.

10. Иорданский Н.Н. Развитие жизни на Земле.-М.:Просвещеие.-1981.-

191с.

11. Кейлоу П. Принципы эволюции. - М.:Мир.-1986.-458с.

12. Кордюм В.А. Эволюция и биосфера.-К.:Наукова думка.-1982.-264с.

13. Лапо А.В. Следы былых биосфер.-М.:Знание.-1987,-208с.

14. Мажуга П.М., Хрисанфова Е.П. От вероятного к очевидному.-

К.:Молодь.-1989.-168с.

15. Моисеев Н.Н. Модели экологии и эволюции.-М.:Наука.-1983.-206с.

16. Отбор и мутационный процесс в популяциях.-М.:Наука.-1985.-338.

17. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса.-М.:Прогресс.-1988.-

432с.

18. Родин С.Н. Идея коэволюции.- Новосибирск:Наука.-1991.-271с.

19. Савенков В.Я. Новые представления о возникновении жизни на

Земле.-К.:Выща школа.-1991.-231с.

20. Симонеску К., Динеш Ф. Происхождение жизни. Химические теории.-

М.:Мир.-1986.- 388с.

21. Татаринов Л.П. Очерки по теории эволюции.-М.:Наука.-1987.-

251с.

22. Фолсом К. Происхождение жизни.-М.:МИр.-1982.-158с.

23. Хрисанфова Е.Н., Перевозчиков И.В. Антропология.-М.:МГУ.-

1991.-320с.

24. Эволюция.-М.:Мир.-1981.-264с.

25. Эрман Л., Парсонс П. Генетика поведения и эволюция.-М.:Мир.-

1984.- 417с.

ЗМІСТ

ВСТУП

ГЛАВА I. Загальні уявлення про основні принципи самоорганізації матерії

ГЛАВА II. Еволюція складних систем у напрямі життя

ГЛАВА III. Еволюція біосистем

ГЛАВА IU. Антропогенез як процес самоорганізації матерії у напрямі появи

свідомості та соціалізації.

ЗАКЛЮЧЕННЯ

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ