Цитоплазма. Внутренняя полужидкая среда клетки, в системном объеме которой развернута внутренняя структура клетки, то есть ее ядро, все органоиды (или органеллы), включения и вакуоли. Цитоплазма состоит из воды с растворенными солями и разнообразными органическими веществами, среди которых преобладают белки. Структура цитоплазмы состоит из фн. ячеек, не связанных жестко и свободно перемещающихся во всем ее объеме. Заполняющие их фщ. единицы, когда это необходимо, переходят из них в фн. ячейки органоидов. Поэтому основными функциями цитоплазмы являются аккумулятивная и транспортная.
Эндоплазматическая сеть. Органоид клетки, представляющий собой сложную систему каналов и полостей, пронизывающих всю цитоплазму клетки. На мембранах гладкой эндоплазматической сети происходит синтез жиров и углеводов, которые накапливаются в аккумулятивных фн. ячейках ее каналов и полостей, а затем транспортируются к различным органоидам клетки, где они в качестве фщ. единиц занимают соответствующие фн. ячейки их структур. На мембранах каналов и полостей располагается также множество мелких округлых телец-рибосом.
Каждая рибосома состоит из двух мелких частиц, в состав которых входят белки и РНК. В каждой клетке содержится по нескольку тысяч рибосом. На рибосомах синтезируются все белки, входящие в состав данной клетки, путем сборки белковых молекул из аминокислот, имеющихся в цитоплазме. Синтез белков - это сложный процесс заполнения аминокислотными блоками соответствующих фн. ячеек их структур, который осуществляется одновременно группой из нескольких десятков рибосом, или полирибосомой. Синтезированные белки сначала накапливаются в каналах и полостях гранулярной эндоплазматической сети, а затем транспортируются к тем подсистемам клетки, где расположены предназначенные для них фн. ячейки. Эндоплазматическая сеть и полирибосомы представляют собой единый механизм биосинтеза, аккумулирования и транспортировки белков.
Митохондрии. Органоид, основная функция которого состоит в синтезе АТФ, представляющей универсальный источник энергии, необходимой для осуществления постянно протекающих внутри клетки химических процессов. Количество митохондрий в клетке колеблется от нескольких до сотен тысяч. Внутри митохондрий находятся рибосомы и нуклеиновые кислоты, а также большое количество разнообразных ферментов. Синтезированная АТФ заполняет транспортные фн. ячейки цитоплазмы и направляется к ядру и органоидам клетки.
Пластиды. Органоиды растительных клеток. Бывают различных типов. С помощью одного из них - хлоропластов, благодаря входящему в их состав пигменту (хролофиллу), клетки растений способны, используя световую энергию Солнца, синтезировать из неорганических веществ органические (углеводы). Этот процесс, как известно, носит название фотосинтеза.
Комплекс Гольджи. Органоид всех растительных и животных клеток, в котором происходит накопление белков, жиров и углеводов с последующей их транспортировкой в соответствующие фн. ячейки как внутри клетки, так и вне ее.
Лизосомы. Органоид, имеющийся во всех клетках и состоящий из комплекса ферментов, способных расщеплять белки, жиры и углеводы. В этом заключается основная функция лизосом. В каждой клетке сосредоточены десятки лизосом, участвующих в расщеплении уже отфункционировавших или аккумулятивных системных образований, а также тех, которые попадают в клетку извне путем фагоцитоза и пиноцитоза. В результате расщепления фщ. единицы покидают фн. ячейки расщепляемых структур, собираются в фн. ячейках аккумулятивных систем данной клетки, а затем транспортируются в фн. ячейки ее новых системных образований. Расщепленные с помощью лизосом отфункционировавшие структуры клетки удаляются за ее пределы. Образование новых лизосом происходит в клетке постоянно. Ферменты, функционирующие в лизосомах, как и всякие другие белки, синтезируются на рибосомах цитоплазмы. Затем эти ферменты поступают по каналам эндоплазматической сети к комплексу Гольджи, в полостях и трубочках которого формируются фн. ячейки структур лизосом. Сформировавшись, лизосомы отделяются от концов трубочек и поступают в цитоплазму.
Клеточный центр. Органоид, расположенный в одном из участков уплотненной цитоплазмы. В него входят две центриоли, играющие важную роль при делении клетки.
Структура клеток содержит и другие органоиды: жгутики, реснички и т.п., а также клеточные включения (углеводы, жиры, белки).
Вместе с тем, клетки, будучи сами по себе очень сложными системными образованиями, в свою очередь являются фщ. единицами, заполняющими фн. ячейки гиперсистем последующих уровней организации Материи. Вследствие этого в системной организации клеток предусмотрен механизм, позволяющий за сравнительно короткий период времени создавать аналогичные им системные формирования. В результате клеточный цикл включает два периода:
1) Деление (митоз), в процессе которого образуются две дочерние клетки;
2) Период между двумя делениями - интерфаза - собственно время функционирования клетки.
Большую роль в делении клетки играет ее ядро, имеющееся в каждой клетке и представляющее собой сложную фн. подсистему. Ядро имеет ядерную оболочку, через которую в него и из него поступают белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты, вода и разнообразные ионы. Попав внутрь ядра, они заполяют фн. ячейки ядерного сока, а также ядрышек и хроматина. В ядрышках происходит синтез РНК, сами же они формируются только в интерфазе. Хроматин представляет собой однородное вещество, служащее аккумулятивной подсистемой, с помощью которой осуществляется формирование хромосом при делении ядер.
Хромосомы являются основным механизмом клетки, где собирается, хранится и выдается так называемая наследственная информация, включающая в себя химическую запись последовательности фн. ячеек в структурах белков данной клетки. Указанная информация хранится в находящихся в хромосомах молекулах ДНК. Таким образом, молекулы ДНК представляют собой химическую запись структур всего разнообразия белков. На длинной нити молекулы ДНК одна за другой следует запись информации о последовательности фн. ячеек структур разных белков. Отрезок ДНК, содержащий информацию о структуре одного белка, принято называть геном. Молекула ДНК представляет собой собрание нескольких сот или тысяч генов. Диаметр хромосом невелик и составляет в среднем 140 , длина же их, повторяя длину молекул ДНК, может быть свыше 1 мм. В середине периода интерфазы происходит синтез ДНК, в результате которого хромосома удваивается.
Важнейшая функция хромосом - быть хранительницей записей структур и, соответственно, алгоритмических способностей фн. подсистем клетки с помощью механизма образования белковых фщ. единиц. С течением времени, по мере приращения функций того или иного вида органических систем, изменяется и совершенствуется запись в хромосомах, следуя требованиям законов фн. развития Материи. В прямой зависимости от молекулярной записи ДНК хромосом через механизм синтезирования белковых молекул происходят все процессы жизнедеятельности клеток. Число хромосом постоянно для каждого вида животных и растений, то есть в каждой клетке любого организма, принадлежащего к одному виду, содержится совершенно определенное число хромосом (рожь - 14, человек 46, курица - 78 и т.д.). Хромосомный набор, содержащийся в ядре одной клетки, имеет всегда парные хромосомы. Так, 46 хромосом человека образуют 23 пары, в каждой из которых объединены две одинаковые хромосомы. Хромосомы разных пар отличаются друг от друга по форме и месту расположения. В результате митоза получаются две дочерние клетки, по строению полностью сходные с материнской. Каждая из них имеет точно такие же хромосомы и такое же их число, как и материнская клетка. Таким путем обеспечивается полная передача всей наследственной информации каждому из дочерних ядер. Ядро и все органоиды цитоплазмы клетки взаимодействуют как единая система.
Все клетки имеют сходный тип строения: ядро, митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическую сеть, рибосомы и другие органоиды. Однако, прежде чем стать столь совершенной системой, какой она является в наши дни, клетка прошла длительный путь эволюции, отмеченный соответствующими отрезками на ординатах t и ft тензора Развития Материи. Вначале она была частью неизвестных нам неклеточных организмов, затем несовершенных одно- и многоклеточных, включая бактерии и синезеленые водоросли, и в конечном итоге достигла совершенства сложного клеточного механизма, характерного для представителей современного нам растительного и животного мира. Вследствие движения Материи по ординате качества в процессе эволюции клетки образовалось огромное разнообразие ее типов, каждый из которых был наделен строго определенными фн. свойствами и соответствует определенной точке на данной ординате.
Вместе с тем, с определенного момента этот процесс стал протекать одновременно с началом развития фн. систем более высокого организационного уровня, фн. ячейки которых клетки стали заполнять в качестве фщ. единиц. В итоге клетка превратилась в сложное системное образование, для поддержания фн. свойств которого внутри и вне ее постоянно протекают сложные химические процессы. Постоянство процессов связано с тем, что время функционирования фщ. единиц по мере увеличения их молекулярного веса все более не совпадает со временем существования фн. ячеек структур, которые они заполняют, так как при ограниченном пространстве перемещения фщ. единиц время их существования находится в прямой зависимости от их фщ. массы. Кроме того, постоянство процессов вызвано тем, что большинство протекающих в клетке химических реакций имеет необратимый характер. Для всех этих реакций свойственны величайшая организованность и упорядоченность: каждая реакция протекает в строго определенном месте в строго определенное время в строго определенной последовательности. Молекулы ферментов расположены на мембранах митохондрий и эндоплазматической сети в том порядке, в котором идут реакции.
В клетке имеются около тысячи ферментов, с помощью которых протекают два типа реакций: синтеза и расщепления. Основным (созидающим) типом реакций следует считать реакции синтеза, в процессе которых образуются сложные молекулярные соединения, заполняющие в качестве фщ. единиц фн. ячейки подсистемных структур клетки. Так, на замену каждой отфункционировавшей молекулы белка, покинувшей ту или иную фн. ячейку, на освободившееся место поступает новая молекула белка, по структуре и химическому составу, а следовательно и своим фн. свойствам, полностью адекватная предыдущей фщ. единице. Это означает, что вновь синтезированная фщ. единица способна (или должна быть способна) принять полноценное участие в любом из характерных для данной фн. ячейки алгоритмов.
Синтезирование фщ. единиц осуществляется с помощью функционирования специальных подсистем клетки на основе кодированной генозаписи ДНК. Имеющие при этом место флуктуационные отклонения в случае их положительного эффекта обратной связью фиксируются в генозаписи и служат целям дальнейшего совершенствования данной системной структуры. При отрицательном эффекте от вновь синтезированной фщ. единицы нарушается выполнение части фн. алгоритмов и, в случае, если система не в состоянии это элиминировать, ненадлежащее функционирование соответствующей подсистемы в конечном итоге может привести к разрушению структуры данной клетки в целом. Таким путем организационное устройство клетки позволяет ей поддерживать постоянное наличие соответствующих фщ. единиц в фн. ячейках своих подсистем, что сохраняет ее структуру и чем обеспечивается способность клетки выполнять алгоритмы фн. ячеек систем более высокого порядка, куда она входит в качестве фщ. макроединицы. Все реакции биосинтеза (реакции ассимиляции) идут согласно общей теории систем с поглощением энергии движения в пространстве, которая, как бы увязая в структуре системы клетки, преобразуется в энергию связи между ее фн. ячейками.
Другой тип реакций - реакции расщепления - происходит с одновременным уменьшением энергии связи, преобразующейся в энергию движения. При реакциях диссимиляции фщ. единицы подсистем клетки, являющиеся системными образованиями более низкого порядка, отфункционировав, распадаются на фщ. единицы своего подуровня, готовые при необходимости вступить в новые синтезирующие реакции с целью формирования новых структур - фщ. единиц более высокого организационного уровня. Оба типа реакций тесно взаимосвязаны и представляют собой единый процесс, направленный на заполнение фн. ячеек структуры клетки дееспособными соответствующими фщ. единицами, что в итоге обеспечивает поддержание на должном уровне фн. свойств клетки, как единого целого.
Одним из основных и сложнейших типов синтезирующих реакций является биосинтез белков, протекающий в клетке постоянно в течение всего периода времени ее существования. В процессе функционирования клетки часть ее белков, принявших участие в каталитических реакциях, постепенно денатурируется, их структура, а следовательно и функции, нарушаются и они удаляются из своих фн. ячеек, а затем и из самой клетки. Их место в фн. ячейках занимают вновь синтезированные белковые молекулы, по своим фн. свойствам полностью идентичные освободившим им место фщ. единицам. Учитывая, что существует великое множество типов белковых молекул, механизм их синтезирования, совершенствовавшийся в течение долгого времени, в конечном итоге превратился в специализированную подсистему клетки с четким перечнем алгоритмов функционирования.
Программа синтеза белков, то есть информация об их структуре, записанная и хранящаяся в ДНК, направляется в рибосомы с помощью информационных РНК (и-РНК), синтезирующихся на ДНК и точно копирующих ее структуру. Каждой аминокислоте соответствует участок цепи ДНК из трех рядом стоящих нуклеотидов: А-Ц-А (цистеин), Т-Т-Т (лизин), А-А-Ц (лейцин) и т.д. Число возможных комбинаций из 4-х нуклеотидов по 3 равно 64, хотя используемых аминокислот всего 20. Последовательность нуклеотидов и-РНК в точности повторяет последовательность нуклеотидов одной из цепей генозаписи, при этом с каждого гена можно снять любое число копий РНК. Переписывание информации на и-РНК, то есть процесс "транскрипции", происходит при одновременном синтезировании и-РНК, которое осуществляется с помощью принципа комплементарности. В результате образующаяся цепочка и-РНК по составу и последовательности своих нуклеотидов представляет собой точную копию состава и последовательности нуклеотидов одной из цепей ДНК. Молекулы и-РНК направляются затем к рибосомам, куда поступают также и аминокислоты, доставляемые извне клетки в уже готовом виде. Аминокислоты попадают на рибосому в сопровождении транспортных РНК (т-РНК), состоящих в среднем из 70 - 80 нуклеотидных звеньев, в 4 - 7 местах комплементарных друг другу. К одному из концов т-РНК присоединяется аминокислота, а в верхушке изгиба находится триплет нуклеотидов, который соответствует по коду данной аминокислоте. На каждую аминокислоту имеется своя т-РНК, то есть их также 20 разновидностей.
Синтез белков и нуклеиновых кислот происходит на основе реакций матричного синтеза. Этим обеспечивается придание вновь образованным соединениям фн. свойств заменяемых фщ. единиц. Новые молекулы синтезируются в точном соответствии с планом, заложенным в структуре уже существующих молекул. Поэтому в этих реакциях обеспечивается точная, строго специфичная последовательность мономерных звеньев в синтезируемых полимерах. Здесь происходит направленное стягивание мономеров в определенное место клетки - в фн. ячейки вновь образуемого полимера, при этом расположение самих фн. ячеек предопределяется структурной организацией копируемой матрицы. Роль матрицы в матричных реакциях играют макромолекулы нуклеиновых кислот ДНК и РНК. Мономерные молекулы (нуклеотиды или аминокислоты) в соответствии с принципом комплементарности располагаются и фиксируются на матрице в строго определенном, заданном порядке. Затем происходит "сшивание" мономерных звеньев в полимерную цепь, и готовый полимер сбрасывается с матрицы. После этого матрица готова к сборке новой полимерной молекулы. При помощи матричного типа реакций осуществляется воспроизведение однотипных соединений - фщ. единиц данной системы. Потребность воспроизведения однотипных фщ. единиц прослеживается на всех уровнях организации Материи и является одной из главных закономерностей общей теории систем.
Информация о структуре белка, записанная в и-РНК в виде последовательности нуклеотидов, переносится далее в виде последовательности аминокислот в синтезируемую полипептидную цепь, то есть происходит процесс "трансляции". По мере сборки белковой молекулы рибосома ползет по и-РНК, за ней вторая, третья и т.д. Каждая из них синтезирует один и тот же белок, запрограммированный на данной и-РНК. Когда рибосома пройдет и-РНК от конца до конца - синтез белка окончен. После этого рибосома идет на другую и-РНК, а белок по эндоплазматической сети направляется в соответствующую его фн. свойствам свободную фн. ячейку, которую он заполняет в качестве фщ. единицы.
Синтез белков в клетке происходит непрерывно. Все рибосомы, помещающиеся одновременно на одной и-РНК, объединяются в полирибосому. Рибосома работает вдоль и-РНК "шажками": триплет за триплетом РНК находится в контакте с нею. Для сшивания полипептидной цепи в рибосоме имеется белок синтетаза. Молекулы т-РНК, проходя через рибосому, задевают своим кодовым концом место контакта рибосомы с и-РНК. Если кодовый триплет т-РНК окажется комплементарным к триплету и-РНК, аминокислота, доставленная т-РНК, переходит из ее фн. ячейки в фн. ячейку синтезируемой молекулы белка, таким образом становясь фщ. единицей ее структуры. Этим обеспечивается наиважнейшее правило построения фн. систем - помещение данной фщ. единицы в строго соответствующую ей фн. ячейку или, наоборот, заполнение фн. ячейки строго соответстующей ей фщ. единицей. Поэтому имеющийся в любой клетке механизм синтезирования белков обеспечивает стопроцентную гарантию того, что переносимая т-РНК данная аминокислота попадет только в соответствующую ей фн. ячейку структуры белка или, наоборот, того, что в подошедшую в рибосоме незаполненную очередную фн. ячейку синтезируемого белка попадет только соответствующая ей по фн. свойствам фщ. единица - требуемая аминокислота.
Заполнив очередную фн. ячейку синтезируемого белка, рибосома делает еще один шаг по и-РНК, получая таким образом информацию о фн. свойствах следующей фн. ячейки заполняемой структуры. т-РНК с освободившейся рабочей т-фн. ячейкой уходит во внутриклеточное пространство, где захватывает соответствующую ей новую молекулу аминокислоты с тем, чтобы вновь нести ее к любой из фщ. рибосом.
Молекулы белков синтезируются в среднем около 1 - 2 мин. Процесс этот протекает в продолжение всего периода существования клетки. Все реакции белкового синтеза катализируются специальными ферментами, вплоть до реакций захвата т-РНК. Все реакции синтеза эндотермичны, и поэтому каждое звено биосинтеза всегда сопряжено с расходом АТФ.
Любая клетка сохраняет свой состав и все свои фн. свойства на относительно постоянном уровне. Так, содержание АТФ в клетках составляет 0,04% и эта величина стойко удерживается. Включение и выключение процессов, обеспечивающих поддержание фн. свойств клетки, происходит в ней автоматически. Основой авторегуляции этих процессов является специальная сигнальная подсистема клетки, использующая с этой целью фн. свойства фщ. единиц предыдущих подуровней, то есть электромагнитные свойства электронов, атомов и т.д. Поэтому в любой клетке всегда имеется определенное количество различных ионов и других заряженных частиц, которые в целом создают биоэлектрические цепи, микрополя и т.п. Изменение биоэлектрического потенциала хотя бы в одном из звеньев любой подсистемы клетки служит сигналом для начала или окончания той или иной биохимической реакции, того или иного перемещения фщ. единиц по фн. ячейкам различных подсистем клетки. Наличие в структуре клеток подсистемы сигнальной биоэлектрической связи, а также использование в этих целях фн. свойств фщ. единиц нижних подуровней (электронов, ионов и др.) служит еще одним подтверждением наличия тесной взаимсвязи всех уровней единой системной организации развивающейся Материи.
Итак, конечным итогом Развития Материи по уровню З явилось образование сложнейшей системной структуры - органической клетки. Структура каждой клетки включает в себя строго определенное количество различных фн. подсистем, каждая из которых выполняет строго определенную, присущую только ей функцию, обеспечивающую нормальное функционирование всей клетки в целом. Каждая подсистема клетки имеет свою, строго определенную структуру, включающую системные образования более низкого организационного уровня, имеющие полимолекулярное строение со своими специфическими законами функционирования. Каждая молекулярная структура включает в себя атомные системы со своими специфическими законами функционирования. Атомные структуры основаны на законах функционирования субатомных подсистем. И так бесконечно в структурную глубь Материи. Все указанное нагромождение фн. систем и подсистем тончайшим образом организовано в пространстве и во времени с одной единственной целью обеспечить проявление в строго определенном месте в строго определенный период времени фн. свойств своеобразного материального образования - органической клетки.
С этого момента Материя вступила в новый этап своего качественного развития - создание саморегулирующихся и самоуправляемых макробиосистем.
[ Оглавление ] [ Продолжение текста ]
[ Оглавление ]
Игорь Кондрашин
Диалектика Материи
Диалектический генезис материальных систем
(продолжение)
Уровень И
Ввиду того, что развитие систем уровня З в пространстве было ограничено пределами земной поверхности, течение времени требовало продолжения ускоренного движения Материи по категории качества даже тогда, когда оно почти исчерпало себя на этом организационном уровне. Поэтому на определенном этапе Развития Материи выполнению требований этого закона могло отвечать лишь появление новых структурных формирований, составленных из групп клеток и обладающих иным спектором фн. свойств. Таким образом, с появлением клетки, то есть с того момента, как она приобрела первоначальную системную законченность, Развитие Материи по ординате качества стало переходить в следующий организационный уровень - И, в котором уже сами клетки стали служить в качестве фщ. единиц, заполняя фн. ячейки более сложных структур нового уровня. Это выразилось прежде всего в фн. специализации отдельных подсистем клетки, которая с течением времени привела к появлению многочисленных типов клеток, каждый из которых обладал строго определенными фн. свойствами. Поэтому движением Материи по ординате качества в пределах организационного уровня И следует считать функциональную дифференциацию клеток, автоматически ведущую, в силу действия 1-го принципа построения систем, к их структурной интеграции.
Следует также отметить, что согласно законам Развития Материи количественное прибавление однотипных фщ. единиц с одинаковыми фн. свойствами не может обеспечить заполнения вновь образующихся в процессе движения Материи по ординате качества фн. ячеек, а значит и Развития Материи в целом. Лишь появление фщ. единиц с различными фн. свойствами удовлетворяет этим требованиям. Однако все разнотипное требует обязательной системной организации. Вот почему по мере Развития Материи происходит создание на базе имеющихся все новых фщ. единиц с отличными от уже существующих фн. свойствами, для реализации которых формируются структурные образования все более высокого системного уровня.
Именно это привело в конечном итоге к необходимости зарождения нового вида структур, включающих клетки в свои фн. ячейки в качестве фщ. единиц. На ординате времени этот момент был отмечен 2 - 3 млрд. лет тому назад, когда зафиксировано, по имеющимся данным, появление Жизни на Земле. До этого Земля, как считается, была стерильна. Однако по канонам современной биологии любое живое существо рождается только от своих родителей, то есть от живых же существ. Поэтому теория системного Развития Материи помогает однозначно ответить и на этот вопрос.
Вступление Материи в своем Развитии на новый этап сопровождалось появлением многочисленной разновидности организмов растительно-животного мира. Следуя принципам системного построения, клетки, заполняя фн. ячейки все новых структур и функционируя в них в качестве фщ. единиц, создавали различного рода системные и подсистемные формирования, фн. нагрузкой многих из которых было лишь поддержание в организованном состоянии системы клеток в процессе их специализации для образования в дальнейшем более совершенных организмов. Эволюция растительного и животного мира происходила в течение сравнительно длительного периода времени и основные ее этапы хорошо известны. Вместе с тем, на всем протяжении этого развития от водорослей и бактерий до современных нам представителей флоры и фауны все процессы их образования, существования и отмирания подчинялись единым принципам системной организации Материи, действие которых распространяется на каждый организационный уровень, включая и подуровень И. Все относящиеся к нему организмы представляют собой целостные системы, структуры которых можно представить в виде определенным образом расположенных в пространстве фн. ячеек, заполненных в качестве фщ. единиц органическими клетками.
Системы организмов имеют, как правило, фн. подситемы - органы, несущие ту или иную фн. нагрузку. Структуру органов составляют фн. ячейки с примерно однотипными фн. алгоритмами и поэтому заполняющие их фщ. единицы - клетки имеют приблизительно одинаковое строение и, соответственно, фн. свойства. Группы таких клеток носят название тканей. Как и в предыдущих организационных подуровнях, время существования фн. ячеек не совпадает с периодом функционирования фщ. единиц. Поэтому все организмы имеют подсистемы, обеспечивающие доставку комплектующих элементов - различных атомов и молекул для образования новых фщ. единиц, идентичных заменяемым в фн. ячейках отфункционировавшим фщ. единицам. При этом фн. свойства вновь образованных клеток должны полностью совпадать с фн. свойствами заменяемых и, в конечном счете, корреспондировать алгоритмам заполняемых фн. ячеек. Механизмом, обеспечивающим поддержание в фн. ячейках подсистем организмов в постоянной фн. готовности соответствующих фщ. единиц, является митоз (деление) клеток.
Известно, что в любом организме, как и в любой фн. системе, каждую фн. ячейку занимает строго соответствующая ей по своим фн. свойствам фщ. единица. И наоборот, каждая фщ. единица должна занять место в строго соответствующей ей фн. ячейке. Поэтому любое отклонение от этого правила всегда ведет к тому, что не соответствующая данной фн. ячейке фщ. единица не в состоянии выполнять предписания имеющихся алгоритмов функционирования, что влечет за собой нарушение функционирования той или иной подсистемы организма или всей его системы в целом и что, в конечном итоге, может привести к его гибели.
Зарождение так называемой живой природы произошло в водах мирового океана, или вернее, на стыке морей и суши. Наличие всех компонентов, включая воду, а также атомов большинства химических элементов в совокупности с каждодневным постоянным источником энергии - лучистой энергией Солнца создало идеальные предпосылки для системного конструирования различных структур фн. ячеек, которые тут же могли заполняться необходимыми фщ. единицами. И поэтому не эпизодические грозовые разряды (бывшие лишь необходимым условием, но отнюдь не причиной) послужили толчком к зарождению сложных биоструктур (как утверждают отдельные научные гипотезы), а последовательное перебирание различных системных вариантов в сочетании с соответствующими благоприятными условиями внесистемной среды привело к созданию динамически устойчивых биосистем. Молекулы морской воды в сочетании с различными химическими элементами в виде растворов проникали сквозь оболочку новых системных формирований и заполняли в качестве фщ. единиц соответствующие фн. ячейки их структур, при этом лучистая энергия Солнца, преобразуясь и застывая в виде энергии межмолекулярной связи, способствовала удержанию на период функционирования фщ. единиц в своих фн. ячейках.
В результате длительного организационного процесса, протекавшего многие миллионы лет, вначале появились простейшие одноклеточные организмы синезеленые водоросли и бактерии, затем зеленые водоросли, грибы и другие многоклеточные растения, имевшие самое примитивное строение, но являвшиеся венцом творения Материи на тот момент ее Развития. Последующее течение времени и соответствующее продвижение Материи по ординате качества требовало дальнейшего умножения функций (). В силу этого водоросли, попадая на сушу, стали все более приспосабливаться к обезвоженной среде. В их организме началось расслоение подсистем, каждая из которых выполняла определенную функцию. В отдельных случаях некоторые ткани стали наделяться двумя и более функциями, то есть становились полифункциональными, отвечая тем самым законам общего Развития Материи.
Мы не будем подробно описывать весь длительный процесс эволюции организмов и их фн. подсистем в тот долгий период. Для нас важно отметить, что в результате этого процесса появилось большое количество разнообразных растений, которые мы отнесем к одной группе так называемых организмов первого поколения. Несмотря на кажущееся внешнее различие, а также наличие несхожих фн. подсистем, всех их объединяет, и это особенно важно, единый принцип построения фщ. структур. А именно: в их фн. ячейки в качестве фщ. единиц поступают в виде растворов представители всего набора подуровней В и Г атомы, молекулы, ионы, радикалы и т.п., то есть элементы неорганических соединений, находящихся в почве, а точнее, в окружающей среде и соединяемых в фн. ячейках данного вида организмов с помощью энергии Солнца в системы очень сложной организации. Синтезированные таким образом из CO2, H2O и других системных образований нижних подуровней глюкоза, аминокислоты, а затем углеводы, белки, нуклеотиды и т.д., то есть фщ. формирования более высоких подуровней заполняли в качестве фщ. единиц фн. ячейки подсистем органических клеток, которые сами уже являлись фщ. единицами в структуре организмов растений. Клетки, системная организация которых позволяла производить синтез структур указанным образом, впоследствии стали называться автотрофными. Характерными их представителями являются клетки современных нам зеленых растений.
Основной реакцией, протекающей в организмах первого поколения, является реакция фотосинтеза:
Кванты света, бомбардируя молекулярную структуру хлорофилла, передают определенное количество своей кинетической энергии части его электронов, переводя их таким образом в возбужденное состояние. В результате этого электроны покидают свои орбитали и перескакивают в более высокие. Часть из них, присоединяясь к ионам водорода, превращает их в водород и т.д. Одновременно при этом процессе АДФ превращается в АТФ, а CO2 в глюкозу. Фотосинтез служит основой постоянно протекающего в природе великого созидательного процесса биосинтеза, в результате которого создается бесчисленное множество фщ. единиц, заполняющих соответствующие им фн. ячейки в структурах различных биоорганизмов.
В настоящее время с помощью фотосинтеза на Земле ежегодно связывается в более сложные структуры свыше 170 млрд. тонн углерода, миллиарды тонн азота, фосфора, серы, кальция, магния, калия и других элементов. В результате этого образуется около 400 млрд. тонн различного рода органических веществ. Все они в виде фщ. единиц заполняют фн. ячейки клеток всех организмов растительно-животного мира, обеспечивая их нормальное функционирование в качестве системных образований более высокого порядка.
В процессе эволюции организмов первого поколения происходило все большее обособление отдельных подсистем их структур. Особенно это стало необходимым после постепенного освоения растениями суши и приспособления к новым для себя условиям существования. В итоге этого длительного процесса фн. дифференциации в структуре организмов растений появились следующие органы (или подсистемы): корни, стебли, листья и т.д., каждый из которых имеет свое фн. назначение. Так, основная функция подсистемы корней - обеспечивать снабжение всей системной структуры организма растения фщ. единицами предыдущих подуровней. Через корневую систему в растения поступают в виде растворов молекулы воды совместно с атомами и ионами различных неорганических веществ, необходимых при синтезировании сложных органических формирований (клеток, тканей и т.п.). Поэтому фн. алгоритмы подсистемы корней должны обеспечивать постоянное устойчивое поступление требуемых химических элементов, осуществляя при этом их опознование, дозирование, отсортировку и транспортировку в отведенные для них фн. ячейки структуры организмов.
По мере совершенствования корневой подсистемы в некоторых организмах ее структура стала включать также фн. ячейки аккумулятивного центра, в которых временно размещался запас необходимых для организма растения химических элементов и соединений. Поэтому в периоды отсутствия по какой-либо причине поступлений необходимых элементов извне, растение могло пополнять их из аккумулятивных клеток корнеплодов. Фн. подсистема корней является неотъемлемой частью единой структуры организма растения и подчиняется его внутреннему алгоритмическому распорядку, направленному на обеспечение фн. свойств растения, как целостной системы - фщ. единицы более высокого уровня. Если произвести искусственное отделение подсистемы корней от остальных подсистем организма растения, то внутренний алгоритмический порядок нарушится и обе части системы прекратят свое фн. существование, распавшись на составляющие их фщ. единицы.
Другой важной подсистемой организмов растений являются листья. Их основная функция состоит в осуществлении важнейшего органического процесса реакции фотосинтеза в период функционирования организмов растений. Структура каждого листа (то есть пространственное расположение его фн. ячеек) представляет собой довольно совершенный механизм, позволяющий обеспечивать оптимальное течение реакций фотосинтеза при данных условиях. При этом все другие подсистемы организма способствуют нормальному протеканию этого процесса. Полученные в результате фотосинтеза органические соединения транспортируются в отведенные для них соответствующие фн. ячейки, освобождая место для образования новых единиц органических соединений. Реакция фотосинтеза сопровождается интенсивным газообменом, для чего в структуре листьев имеются специализированные фн. ячейки с соответствующими алгоритмами, в которых происходит приток молекул углекислого газа и отток молекул кислорода. Кроме того, в функции подсистемы листьев входит терморегулирование реакции фотосинтеза, достигаемое путем сбора всей излишне поступающей энергии фотонов Солнца и отвода ее специальным механизмом подсистемы, в основе действия которого лежит принцип испускания (испарения) молекул воды.
Подсистема листьев, следуя климатическим колебаниям, функционирует лишь в благоприятные для этого периоды. Когда же температурный режим окружающей среды препятствует нормальному течению фотосинтеза и действует разрушающим образом на тонкие механизмы листьев, внутренний алгоритмический распорядок организма растения предусматривает их отторжение. Это самозащитное явление нисколько не нарушает целостного единства структуры организма растения и служит целям обеспечения сохранности остальных его подсистем. Поэтому опадание листьев является таким же естественным событием в цикле алгоритмов развития растений, как и их появление в процессе регенерации.
Следующей функционально важной подсистемой организмов растений являются стебли. Перечень функций, выполняемый сочетаниями их фн. ячеек, также весьма обширен. Сюда прежде всего следует отнести внутрисистемные пространственные перемещения различных фщ. единиц из одних частей системы в другие: от листьев к корням, от корней к листьям и т.д. Для этих целей структура стеблей предусматривает наличие специальных транспортных артерий, или сосудов, пронизывающих подсистемы всего организма, и по которым фщ. единицы перемещаются из одних фн. ячеек в другие. При этом вода и минеральные соли поднимаются от корней в верхнюю часть растений по внутренним сосудам, а образовавшиеся в листьях органические вещества транспортируются по внешним артериям стеблей. У многих растений структура стеблей (стволов) включает аккумулятивные фн. ячейки, куда складируется запас необходимых для последующего использования элементов. Стебли (стволы) растений служат также целям оптимального расположения фн. ячеек структуры организма растения в геометрии пространства. Поэтому даже пространственное расположение лиственного покрова растения с целью обеспечения максимальной площади его облучения Солнцем входит в функцию стеблей.
Еще одной очень важной особеностью строения стеблей является включение в их структуру сигнальной подсистемы организма растения, имеющей свои ответвления практически во всех его органах. Однако главные каналы связи проходят именно через стебли. По этим каналам внутренняя информация организма поступает из одной подсистемы в другую, координируя таким образом во времени начало и прекращение тех или иных реакций, запрограммированных алгоритмами соответствующих фн. ячеек. Эти же сигналы служат для внесения коррекции в указанные алгоритмы. Здесь следует отметить, что само понятие организм включает в себя наличие условно целостной биологической системы с обязательным присутствием сигнальной подсистемы. Именно благодаря сигнальной подсистеме некое скопление органических клеток объединено в систему единого организма. В простейших организмах растений сигнальная подсистема появилась вначале также в довольно зачаточном состоянии, развившись со временем в примитивную первую сигнальную подсистему, положившую одновременно начало появлению духовности в организме. Как уже отмечалось, сигнальная подсистема организмов растительно-животного мира имеет биоэлектрическую природу. С ее помощью происходит тесное взаимодействие подсистем единой структуры организма, регулирование во времени алгоритмической деятельности тех или иных фщ. единиц.
Здесь необходимо также отметить и то, что в столь сложных системных образованиях, каковыми являются организмы I-го поколения, свое дальнейшее развитие получило общее для всей живой организации Материи свойство раздражимость. Под раздражимостью понимают способность системы отвечать на внешние воздействия такой реакцией, которая по своей силе, месту и характеру не соответствует силе, месту и характеру самого внешнего воздействия, при этом данная реакция имеет обратимый характер, что способствует ее многократному повторению. В организмах, даже самых примитивных, раздражимость проявляется в гораздо более сложной, чем в изолированном белковом комплексе, дифференцированной форме, имеющей свое определенное функциональное значение, однако и здесь она базируется на закономерностях, свойственных всем системным формированиям, а именно: перемещении в определенный период времени отдельных фщ. единиц из одних фн. ячеек в другие. Элементарной формой раздражимости является способность находящегося в клетках миозина отвечать сокращением при воздействии на него минимальным количеством АТФ, как естественного химического раздражителя. Реакция сократительного белка на АТФ исчезает, если блокировать одну из важнейших реактивных групп белков - сульфгидрильную группу. Восстановление этих групп в структуре сократительного белка восстанавливает и реакцию белка на названный раздражитель. Растения не имеют специальных тканей или какого-либо координационного центра, воспринимающих и проводящих раздражения. Однако, несмотря на относительную примитивность реакций растений на раздражения, сложнейшая подсистема плазматических, сосудистых и гормональных связей, объединенная в примитивную сигнальную подсистему, в свою очередь объединяет все их части и органы в единый целостный организм и регулирует все физиологические и биологические процессы. Возбужденный участок ткани или органа растения приобретает отрицательный по отношению к невозбужденным участкам заряд, вследствие чего между возбужденным и невозбужденным участками возникает электрический ток (биоэлектрический потенциал). Кроме того, в возбужденном участке образуются (или освобождаются) вещества высокой физиологической активности (ауксины и другие фитогормоны), которые передвигаются к другим участкам ткани и, наряду с биотоками, вызывают в них состояние возбуждения. Скорость распространения возбуждения у растений составляет единицы и десятки микронов/сек. Претерпев соответствующие молекулярно-физические изменения в ответ на воздействие раздражающих агентов, белковые структуры в силу действия имеющейся генозаписи их исходного построения вновь возвращаются в свое первоначальное состояние и могут снова реагировать на те или иные воздействия. Энергия ответной реакции на раздражение обычно пропорциональна, но не равна энергии раздражения, так как реакция на раздражение осуществляется за счет внутренней энергии организма растения, накопленной ранее при ассимиляции. Если в предыдущих реакциях на раздражения эта внутренняя энергия израсходовалась, то новые раздражения не будут вызывать ответной реакции до тех пор, пока не восстановятся исходный энергетический уровень и другие свойства возбуждаемого участка ткани. Очень сильные раздражения не стимулируют, а наоборот, угнетают жизнедеятельность организма, и при достаточной продолжительности действия такие раздражители нарушают нормальный ритм его функционирования. В силу этого сила раздражения должна быть строго дозирована.
Организмы I-го поколения, несмотря на их относительную примитивность, имели уже довольно надежную подсистему алгоритмозаписи, в основе которой лежит биохимическая запись генетического кодирования ДНК. В ней собирается информация практически от всех клеток, входящих в организм. По мере усложнения системной организации растений повышалась надежность и подсистемы алгоритмозаписи, обеспечивавшей кодирование развертывания структуры фн. ячеек всех подсистем организма, соотнесенное с пространственно-временными интервалами. Вначале подсистему алгоритмозаписи имел практически каждый орган растения. Так до сих пор существуют растения, у которых при культивировании лишь одного органа происходит развертывание всех остальных. К ним можно отнести лесной ландыш (корневище), тополь (часть стебля) и т.д. Однако, в конечном итоге, наиболее надежной оказалась система записи алгоритмов, производимая в особом, специально для этого предназначенном органе растения его семенах. Одно из главных преимуществ такой записи является возможность ее реализации (алгоритмочтения) с большим интервалом как в пространстве, так и во времени.
И действительно, семена можно перенести на многие километры от материнского растения и посадить, то есть дать начало развития нового организма растений, через несколько лет после отделения семени от родителя. Все это отвечало требованиям Развития Материи по ординатам качества-времени-пространства. Мы не будем останавливаться на самом механизме алгоритмической записи развертывания структур подсистем всего организма растения в зародыше семян, однако отметим, что запись эта настолько полная, что включает в себя количественное и качественное отличие всех входящих в структуру данного организма фн. ячеек, время их развертывания и период функционирования, а также алгоритмические особенности каждой группы функционально обособленных ячеек. Поэтому как только семя попадает в соответствующую фн. ячейку биогеоценоза, тут же включаются его биочасы и начинается декодирование кропотливо составленной генозаписи зародыша, являющееся первой фазой развертывания структуры организма очередного растения.
Семена, как известно, помимо генетической записи зародыша имеют и небольшой запас (сухой паек) тщательно отобранных элементов, необходимых для использования в качестве фщ. единиц на первых порах развертывания структуры растения. Позднее, по мере развития их различных подсистем, организмы растений стали более запасливыми и помимо накопления строго обязательного запаса необходимых элементов в семени, они начали также аккумулировать значительное количество элементов в другой своей, более обширной аккумулятивной подсистеме - плодах. При созревании плодов основная масса их фн. ячеек, имеющих главным образом аккумулятивную функцию, заполняется всеми элементами, необходимыми для нормального развертывания из семян первых подсистем растения. Это заполнение, как и все трансформации в растениях, происходит не хаотически, а повинуясь строгому регламентированию соответствующими алгоритмами, согласно которым строго определенные молекулярные соединения в виде фщ. единиц заполняют отведенные для них фн. ячейки, где они с помощью энергии Солнца полимеризуются в более сложные соединения, что обеспечивает им более продолжительный период существования. В последующем, после завершения созревания плода и семян, то есть когда все фн. ячейки их структур наполнятся соответствующими фщ. единицами, плод вместе с семенами опадает на верхний слой почвы, где происходит деполимеризация его фщ. единиц, в результате чего создается среда питательных элементов для находящихся здесь же семян. Поэтому, как только из семени начинается развертывание структуры нового растения, сохранившиеся элементы деполимеризированного плода служат основным источником, обеспечивающим заполнение его фн. ячеек соответствующими фщ. единицами.
В процессе своего формирования каждое семя проходит стадию оплодотворения, то есть момент соединения двух системообразующих структур пыльцы и яйцеклетки. Это соединение служит целям улучшения генотипа растений посредством распространения более совершенных структур фн. ячеек подсистем, образовавшихся при мутации генов. Совершенствование этого процесса шло по пути от обоеполых растений через однодомные, то есть у которых есть и тычиночные, и пестичные цветки, до двудомных, где тычиночные и пестичные цветки расположены на разных растениях. Таким образом, уже у организмов I-го поколения сформировались особи разных полов. Появление семян от разнополых растений обеспечивает наличие генозаписи как минимум от двух родительских системных образований, что способствует постоянному совершенствованию структуры фн. ячеек данного вида растения и соответственной оптимализации совокупности их алгоритмов. Генозаписью алгоритмов построения и функционирования фщ. единиц всех подсистем растения, произведенной в ДНК клеток зародыша семян, а также обеспечением минимального запаса необходимых при развертывании структуры организма элементов, сосредоточенного в плодах, практически заканчивается фн. деятельность большинства растений - организмов I-го поколения. Отфункционировав, структуры их подсистем распадаются, а фщ. единицы, заполнявшие ранее их фн. ячейки, деполимеризуясь, покрывают верхний слой почвы, образуя и поддерживая таким образом ее гумусовый слой. В дальнейшем разрозненные элементы гумусового слоя могут войти в состав фщ. единиц структуры нового растения с тем, чтобы, отфункционировав там, вновь вернуться в гумусовый слой. Этот процесс бесконечен и составляет основу биогеоценоза.
Как ни велико множество разновидностей организмов I-го поколения, функциональная нагрузка их в целом одинакова, а разница состоит лишь в структурной организации их подсистем, приспособленных под те или иные особенности биогеоценоза, в котором они территориально размещены и фщ. единицами которого они сами являются. Поэтому, исчерпав весь набор возможных функциональных приращений () в структурах организмов I-го поколения, Развитие Материи перешло в новую область - к конструированию структур с новыми функциями у организмов с более высокой системной организацией, которые объединяются в следующую группу - организмы II-го поколения. Их появление было следствием существования уже достаточно развившихся организмов I-го поколения, хотя последующее одновременное функционирование и развитие организмов обоих поколений несколько затушевывает вторичность генезиса организмов II-го поколения. Но уже то, что их различает, а именно: при формировании фщ. единиц для фн. ячеек своих подсистем в последних используются в качестве основы комплексные блоки фщ. единиц организмов I-го поколения, раскрывает очередность появления поколений.
К II-му поколению организмов относятся все растительноядные представители животного мира. Развитие у них подсистемы ускоренного искусственного расщепления органических соединений тканевых структур растений позволило им добывать в большом количестве комплексные материальные соединения, с помощью которых они могли постоянно заполнять фн. ячейки своих все более усложнявшихся подсистем, что способствовало появлению фн. ячеек с новыми свойствами и соответствовало движению Материи по ординатам качества-времени. Мы не будем подробно анализировать эволюцию организмов II-го поколения от простейших одноклеточных до современных нам хордовых класса млекопитающих травоядных животных. Отметим лишь, что главной причиной дивергенции их системной организации была потребность следования законам Развития Материи. Основой этого длительного процесса явилось усложнение морфофизиологической структуры организмов, что привело к появлению в протерозойскую эру (2 млрд. лет назад) животных с двусторонней симметрией тела с дифференцировкой его на передний конец и задний. Передний конец стал местом для развития органов чувств, нервных узлов, а в дальнейшем - головного мозга. В процессе последующей эволюции происходила, главным образом, дивергенция типов животного мира и замена первоначальных низкоорганизованных примитивных форм более высокоорганизованными путем еще большей дифференциации строения и функций тканей и органов организмов. При этом фн. ячейки тканей организмов II-го поколения заполнялись в качестве фщ. единиц уже лишь гетеротрофными клетками, то есть неспособными к синтезу органических соединений из неорганических. В самих клетках еще более усовершенствовалась система генозаписи в цепочках ДНК. Характерной особенностью клеток любого органа осталось то, что в каждой из них имелся весь набор генов данного вида организмов, однако в клетках разных тканей используются лишь немногие группы генов, то есть только те из них, на которых записаны алгоритмы структурного развертывания и функционирования структур фн. ячеек, которые данные клетки занимают в качестве фщ. единиц.
Протекавший многие сотни миллионов лет морфофизиологический прогресс, или ароморфоз, привел к значительным эволюционным изменениям подсистем структуры организмов II-го поколения (что выразилось в общем подъеме их организации), биологическому прогрессу, а также другим не менее важным последствиям. Сюда прежде всего следует отнести отрыв их систем от гумусового слоя почвы и способность свободно и автономно перемещаться по субстрату. Вследствие этого организмы получили возможность постепенно осваивать до этого пустынные районы земной поверхности в трех сферах: на суше, в воде и воздухе, что вело к увеличению фн. разнообразия их структур и вполне отвечало требованиям движения Материи в качестве-времени-пространстве. Приобретенная способность к передвижению в пространстве околоземной поверхности позволило организмам II-го поколения перемещаться от одного источника питания (системы организмов I-го поколения) к другому, максимально расширяя ареал своего обитания. Кроме того, в неблагоприятные моменты организм стал иметь возможность укрываться в более безопасном для себя месте. Потребление разнообразных травянистых растений увеличило набор элементов, из которых слагались фщ. единицы, заполнявшие фн. ячейки подсистем организмов животных, при этом каждый элемент заполнял отведенную именно для него фн. ячейку, где он мог проявить свои, присущие лишь ему фн. свойства. Вместе с тем, как и во всех системных образованиях предыдущих подуровней, любая вновь означившаяся фн. ячейка структуры того или иного организма безусловно требовала для своего заполнения лишь фщ. единицу, способную выполнять ее набор фн. алгоритмов. Малейшее несоответстие фщ. единицы заполняемой фн. ячейке вело к нарушению функционирования данной подсистемы организма и к возможному прекращению существования всей его системы в целом.
Рассмотрим вкратце строение организмов II-го поколения. В качестве примера возьмем структуру организма любого современного нам млекопитающего животного. Его целостная полуавтономная система включает в себя множество подсистем. Одной из основных среди них является опорно-двигательная подсистема. Она включает в себя костный скелет с прикрепленными к нему группами мышц. Костный скелет, определяя геометрическое расположение в пространстве прочих подсистем организма, в отдельных случаях выполняет и защитную функцию. Клетки мышечной ткани с помощью биохимических реакций при участии АТФ, как универсального источника биоэнергии, сокращаясь в заданный момент времени, приводят к пространственному перемещению с заданной скоростью отдельных частей организма. Опорно-двигательная подсистема, хорошо скоординированная и четко управляемая, позволяет некоторым современным животным перемещаться со скоростью в несколько десятков км/час.
Другой важной подсистемой организма является подсистема пищеварения. Она включает в себя ряд органов, где регулярно протекают процессы размельчения органических соединений подсистемных образований организмов I-го поколения до такого состояния, когда они могут быть использованы в качестве составных элементов в синтезируемых гетеротрофных клетках различных органов подсистем рассматриваемого нами организма. Регулярность указаных процессов определяется потребостью отдельных подсистем в замене в их фн. ячейках отфункционировавших фщ. единиц на новые. Наряду с подсистемой пищеварения функционирует также подсистема выделения. Через ее органы из организма удаляются непотребовавшиеся элементы, имевшиеся в органических соединениях пищи, а также элементы распада отфункционировавших фщ. единиц большинства подсистем организма.
Постоянно функционирующая подсистема дыхания служит для обеспечения газообмена протекающих в различных органах и тканях биохимических реакций. В процессе газообмена происходит постоянный подвод требующегося для окислительно-восстановительных реакций кислорода, а также отвод одного из продуктов распада всех органических соединений - углекислого газа.
Аккумулятивная подсистема организма включает в себя органы, фн. ячейки которых заполняются определенным запасом большинства элементов, необходимых для построения фщ. клеток других подсистем, удлиняя тем самым период автономного функционирования организма в целом. В органах данной подсистемы скапливается также ряд органических соединений, последующее расщепление которых может послужить дополнительным источником энергии. Аккумулятивная подсистема имеет очень важное значение в жизнедеятельности организмов животного мира. С ее помощью организм имеет возможность увеличить интервалы между приемами пищи, нормально функционируя в указанные перерывы. Это особенно важно для животных, ареал обитания которых находится в пустынной местности, а также в зимнее время года.
Подсистема крово- и лимфообращения обеспечивает постоянную надежную транспортировку всех необходимых для протекающих в клетках биохимических реакций компонентов и отвод элементов, образовавшихся в процессе распада отфункционировавших единиц. Кровь представляет собой имеющую свойства жидкости структуру фн. ячеек, заполненных соответствующими фщ. единицами. Поэтому в крови всегда содержится полный перечень потребляемых в клетках при их синтезировании элементов, и они в необходимый момент перемещаются из фн. ячеек крови в соответствующие фн. ячейки синтезируемой клетки. Освободившиеся фн. ячейки крови тут же заполняются новыми фщ. единицами из аккумулятивной подсистемы фн. ячеек или же непосредственно из подсистемы пищеварения. Удержание в фн. ячейках крови соответствующих элементов и соединений, а также их перемещение в фн. ячейки синтезируемых клеток имеет биоэлектрическую основу.
Ввиду того, что все биохимические реакции в клетках протекают при строго заданной температуре, в организмах II-го поколения (у теплокровных животных - млекопитающих) существует более совершенная, чем у I-го поколения, подсистема терморегулирования, обеспечивающая постоянство внутренней температуры тела, несмотря на любые температурные колебания внешней среды. Порой эти колебания достигают 70oC.
Из-за большой сложности построения и функционирования системы организмов II-го поколения, ей потребовалась надежная подсистема самосохранения, или защитная подсистема, зачатки которой мы можем наблюдать уже у организмов I-го поколения. Указанная подсистема включает специальные органы и фн. алгоритмы как внешней, так и внутренней самозащиты. В частности, внутренняя самозащита направлена, в основном, против проникающих в различные органы организмов чужеродных образований, которые подсистема самозащиты старается разрушить и вывести за пределы системы. Интересен один из способов внутренней самозащиты, основанный на принципе постоянства температуры для протекающих в биосистемах реакций. Исходя из того, что вторгнувшиеся микроорганизмы (например, вирусы) реакционно более активны, поскольку практически не имеют аккумулятивной подсистемы, и их системная организация в большей части менее приспособлена к колебанию температур из-за существующей разности фн. масс, организм в целях самозащиты через подсистему терморегулирования повышает во всей своей системе общую температуру, сознательно идя на риск временного нарушения своих отдельных биореакций. Однако вызванные этим нарушения в инородных микросистемах значительно серьезнее, вследствие чего они погибают или резко снижают свою активность, после чего и выводятся за пределы системы организма, в то время как подсистемой терморегулирования вновь восстанавливается характерный для данного организма температурный режим.
Организмам II-го поколения, как известно, приходится постоянно перемещаться в поисках пищи по суше, воде или воздуху. Для обеспечения безопасного передвижения, а также более продуктивных поисков пищи в системах этих организмов получила широкое развитие подсистема восприятия, поиска и ориентации. Она включает в себя органы зрения, слуха и обоняния. С их помощью организмы легко ориентируются в пространстве и более эффективно ведут поиск потребляемых частей организмов I-го поколения. Указанные органы участвуют также в алгоритах функционирования подсистемы внешней самозащиты.
Среди прочих подсистем организмов II-го поколения следует выделить три наиболее важных. Одной из них стала выделившаяся подсистема передачи раздражимости, или возбуждения. Для перемещающегося по субстрату организма в условиях быстро меняющейся ситуации потребовалась более ускоренная передача соответствующих сигналов от одного органа другому. Вследствие этого передача сигналов в организмах II-го поколения стала носить целиком биоэлектрическую основу, а выделившаяся подсистема передачи развилась в центральную нервную подсистему (ЦНП). Входящие в эту подсистему клетки отличаются особенно хорошей электропроводимостью, в силу чего в них постоянно циркулируют так называемые токи покоя и токи действия. При наличии какого-либо раздражителя происходит возбуждение данного участка ткани, в связи с чем возникает ток действия. Возбужденный участок ткани приобретает отрицательный электрический заряд по отношению к любому невозбужденному ее участку, после чего биоэлектрический потенциал передается согласно имеющемуся алгоритму в соответствующий орган системы, при этом скорость передачи сигнала благодаря эволюции постепенно возросла до 120 м/сек. Единая ЦНП организмов II-го поколения приняла на себя функцию координирования фн. деятельности практически всех подсистем организма, являясь таким образом основой более усовершенствованной, чем у организмов I-го поколения первой сигнальной подсистемы, а вместе с ней и своеобразной духовности организмов. Дальнейшая эволюция первой сигнальной подсистемы организма протекала по пути установления и закрепления так называемых рефлекторных дуг, которые составляли определенную цепочку фн. ячеек, заполненных соответствующими нервными клетками. В процессе формирования ЦНП ее отдельные части все более функционально дифференцировались, образуя спинной мозг, головной мозг, вегетативную нервную подсистему. Отличительной чертой нервных клеток является то, что они, в отличие от других, практически не имеют способности к делению и существуют в течение всей жизни организма, в силу чего установившаяся один раз рефлекторная дуга при определенных условиях существует до момента распада всей системы организма. Первая сигнальная подсистема включает в себя рефлекторные дуги, передающие возбуждения как от рецепторов, реагирующих на внешние раздражители, так и от рецепторов внутренних раздражений. Структура устойчивых рефлекторных дуг генетически записывается и воспроизводится в последующих поколениях, образуя перечень так называемых безусловных рефлексов. В итоге нервная подсистема организма приобрела наибольшее значение в осуществлении регулирования и четкой координации фн. деятельности различных подсистем целостного организма.
В процессе существования организмов II-го поколения стало складываться все больше ситуаций, при которых на раздражение отдельных рецепторов организму целесообразнее было реагировать совершенно по разному. Так, например, сытое животное при виде новых порций пищи или воды никак не реагирует на них, поскольку его первая сигнальная подсистема наряду с получением сигнала от рецептора глаза одновременно получает также сигнал и от рецептора аккумулятивной подсистемы организма и этот сигнал по своей раздражающей силе на какое-то время оказывается сильнее первого. Для анализа постоянно поступающих в нее сигналов о различной силы раздражениях многочисленных рецепторов на стыках центров преломления рефлекторных дуг в недрах ЦНП стали формироваться так называемые центры анализа и обработки раздражающих сигналов, на которые легла функция координации хода последующих реакций на большинство раздражений, передаваемых от различных рецепторов. По мере эволюции организмов II-го поколения эти аналитические центры первой сигнальной подсистемы все более локализовывались в структурах головного мозга, а учитывая, что функционально организмы II-го поколения постепенно все более разнились между собой, аналогичную все большую разницу приобретали и аналитические фн. центры ЦНП. Таким образом, со временем становилось все более очевидным, что каждая вновь появляющаяся функция организмов II-го поколения получала свой, обслуживающий только ее аналитический центр головного мозга ЦНП, то есть актуальная область движения Материи в качестве-времени () на новом этапе ее Эволюции все более перемещалась в структуры головного мозга организма.
Еще одной важной подсистемой организмов II-го поколения стала подсистема генозаписи, которая помимо кодирования структурного развертывания всей системы организма, а также состава всех его фщ. единиц стала генетически записывать еще и рефлекторные связи дуг, и соотвествующие аналитические фн. центры сигнальной подсистемы ЦНП. Именно таким путем начал складываться генотип организмов. Вновь образовывавшиеся впоследствии рефлекторные дуги и аналитические фн. центры при закреплении их в качестве условных рефлексов составляли фенотип организма, после чего генетически записывались и передавались по наследству, входя уже наряду с ранее записанными рефлексами в генотип последующих поколений, соответственно пополняя его и все более развивая его духовность .
Последней важной подсистемой организмов II-го поколения следует считать подсистему воспроизведения потомства, основанную на функциональном разделении всех организмов на два пола: мужские и женские особи. Каждый пол со временем приобретал все большую фн. специализацию, однако наибольшего отличия достигли органы подсистем, принимающие непосредственное участие в производстве потомства. Зарождение каждого организма начинается с момента соединения двух специализированных клеток - гамет, отдельно заимствованных от особей обоих полов. В каждой гамете имеется своя генетическая запись, заключенная в гаплоидном наборе нескольких десятков хромосом, при этом любое внутрихромосомное отклонение генома определенным образом отражается на формирующемся генофонде потомства. Развитие зародышей организмов млекопитающих первое время протекает в специальной подсистеме материнского организма под контролем его ЦНП, регулирующей прежде всего подвод соответствующих питательных элементов для заполнения фн. ячеек развертываемой структуры нового организма. После рождения детеныша и отделения его от материнской системы, снабжение нового организма питательными элементами материнским организмом осуществляется еще продолжительное время и они поступают в него в виде специального раствора (молока), вырабатываемого соответствующей фн. подсистемой организма женской особи. У организмов II-го поколения существуют также подсистемы воспроизведения потомства посредством выкладки яиц, представляющих собой зародыш в строго дозированной среде тщательно отобранных питательных элементов, которые он полностью использует в качестве фщ. единиц для фн. ячеек развертываемой структуры до определенного момента своего развития.
Таким образом, морфологическая и физиологическая дифференциация подсистем организмов II-го поколения, протекавшая многие миллионы лет, отвечала потребностям движения Материи по ординате качества-времени (), являясь в то же время прямым следствием этого движения. Следует отметить, что в Развитии Материи данный вид движения к этому моменту стал окончательно доминирующим для рассматриваемой области Вселенной, в то время как движение в пространстве-времени все больше стало играть второстепенную вспомогательную роль.
В процессе эволюции новые, высшие по своей организации группы организмов возникали путем ароморфозов, идиоадаптаций и дегенераций. На одном из этапов указанного процесса развития системной организации Материи появились представители организмов третьего поколения. К ним относятся организмы, использующие в качестве строительных полуфабрикатов при синтезировании своих фщ. единиц не неорганические вещества гумусового слоя и не органические соединения размельченных тканей отдельных органов растений, а значительно более сложные органические вещества тканей организмов II-го поколения. В результате этого, у плотоядных животных, как они впоследствии стали называться, отпала необходимость постоянно и в больших количествах потреблять отдельные органы разнообразных растений для того, чтобы заполнить фн. ячейки своих подсистем соответствующими фщ. единицами. Им стало достаточно овладеть одним из организмов II-го поколения, чтобы получить сразу в большом количестве разнообразие многих необходимых элементов, находящихся в фн. ячейках организма растительноядного животного и из которых они могли синтезировать фщ. единицы для подсистем своего организма. Начиная с этого времени необходимые элементы организм стал получать готовыми блоками (блок-питание), что вполне отвечало принципам построения материальных систем, предопределяющим использование в качестве фщ. единиц в структурах всех последующих ступеней организации устойчивых комплексов единиц предыдущих уровней.
В системной организации организмов III-го поколения произошло меньше изменений по отношению к организмам II-го поколения, чем это было между поколениями II-м и I-м. Прежде всего значительно изменилась подсистема пищеварения, приспосабливаясь под новый вид питания, а также еще большую фн. значимость получила нервная подсистема. Среди организмов III-го поколения по уровню своего развития все больше стали выделяться наземные животные. В конечном итоге, все дальнейшее развитие животного мира стало сводиться, в основном, именно к последовательному усложнению у наземных организмов III-го поколения ЦНП, повышению интенсивности и эффективности ее использования, увеличению разнообразия спектра ее функций. Главным образом, это сказалось на системной организации головного мозга, который все больше становился специализированной подсистемой умножающихся аналитических фн. центров, объединяющих анализаторы и инициаторы большинства процессов, протекавших внутри организма, и некоторых - вне его.
Несмотря на большое количество видов организмов всех трех поколений (а их только в настоящее время насчитывается на Земле около 0,5 млн. видов растений и 1,5 млн. - животных) и их фн. разнородность, на ординате качества-времени тем не менее все равно наступил момент, когда всего этого разнообразия стало недостаточно для обеспечения дальнейшего Развития Материи. Выход из этого мог быть, как и прежде, найден лишь в еще более сложной системной организации Материи путем создания очередного нового организационного уровня. Первые предпосылки перехода к нему начали возникать еще около 30 млн. лет назад, когда в лесах палеогена и неогена появились парапитеки - животные величиной с кошку, которые жили на деревьях и питались растениями и насекомыми. От парапитека произошли современные гиббоны и орангутаны и еще одна ветвь - вымершие древние обезьяны дриопитеки, которые дали три ветви, приведшие к шимпанзе, горилле и человеку. Чарльз Дарвин убедительно доказал, что человек представляет собой последнее, высокоорганизованное звено в цепи развития живых существ четырех поколений и имеет общих далеких предков с человекообразными обезьянами.
Итак, результатом движения Материи по организационному уровню И следует считать создание наиболее развитых организмов - организмов IV-го поколения, к коим мы причисляем только человека, система организма которого в целом к тому времени достигла стабильного совершенства. Будучи производной системой, вобравшей в себя все лучшее от организмов II-го и III-го поколений, человек получил в качестве генетического наследства набор всех тех подсистем, которые обеспечивали его существование и надежное функционирование в широком диапазоне окружающей среды. В качестве питания для заполнения фн. ячеек своих подсистем его организм все более приспосабливался к потреблению высокопитательных частей организмов I-го и II-го поколений. Так, в его рационе все большую долю стали занимать элементонасыщенные аккумулятивные подсистемы, формируемые вокруг семян у организмов I-го поколения (плоды, ягоды, фрукты) и различные части организмов II-го поколения. Части организмов III-го поколения, то есть плотоядных животных, человек в пищу практически не потреблял и не употребляет, как этого не делают и сами плотоядные животные, ввиду невозможности их использования для заполнения фн. ячеек подсистем его организма. Однако, опережающее развитие и специализацию в дальнейшем вплоть до наших дней в организме человека все более стала получать подсистема, регулирующая его высшую нервную деятельность, и в первую очередь, структура его головного мозга.
И действительно, если у человекообразной обезьяны объем черепа составлял 600 см3, то уже у первого человека, австралопитека, жившего 3 - 5 млн. лет назад, объем мозга стал составлять 800 см3. У питекантропа - 1 млн. лет назад - объем черепа колебался уже в пределах 900--1100 см3. Благодаря прямохождению у обезьяноподобных предков человека руки освободились от необходимости поддерживать тело при передвижении и стали приобретать способность к другим разнообразным вспомогательным движениям. В силу этого у питекантропа хотя еще и не было приспособленных жилищ, но он уже умел пользоваться огнем и начал использовать различные предметы в качестве первых орудий. Помимо огромного преимущества, полученного в связи с освобождением передних конечностей, переход к прямохождению давал гоминидным предкам человека еще одно эволюционное приобретение: в результате изменения положения головы и глаз сильно возрос объем воспринимаемой ими зрительной информации, вследствие чего в огромной степени расширились возможности в выработке адекватного конкретной ситуации поведения.
Если сам переход австралопитеков к прямохождению не мог осуществиться без сильного изменения фн. свойств их мозга, то совершенствование прямохождения и возросшие в связи с этим возможности ориентации во внешней среде так же, как и использование руки, в свою очередь повысили роль мозга как центральной подсистемы оценки информации о внешней среде и управляющей поведением всего организма. Параллельно с указанным процессом происходило анатомическое совершенствование руки как органа трудовой деятельности, вначале еще примитивной, но на последующих этапах эволюции превратившейся постепенно в орган сложной, сознательно программируемой деятельности.
Несомненно, что имевший при этом место отбор опирался на оптимальный геномный набор, контролирующий анатомическое строение органов. Вместе с тем, адаптивное фн. использование всех анатомических завоеваний и их дальнейшее эволюционное совершенствование были уже невозможны без совершенствования мозга как центрального аппарата, управляющего новыми функциями тела, в силу чего основными критериями дальнейшего отбора все более становились структура и фн. свойства мозга. Поэтому именно мозг как подсистема управления положением и функционированием тела, деятельностью освобожденной руки, а также ориентации в конкретной жизненной ситуации и построения программ поведения стал являться с тех пор главнейшим фактором естественного отбора. Именно дальнейшее умножение и совершенствование его аналитических фн. центров, отражавшие приращение функций () в процессе Развития Материи в целом, стали основой в тот период времени ее интенсивного движения по следующему организационному уровню - К.
[ Оглавление ] [ Продолжение текста ]
[ Оглавление ]
Игорь Кондрашин
Диалектика Материи
Диалектический генезис материальных систем
(окончание)
Уровень К
"Впоследствии естествознание включит в себя науку о человеке, точно также, как наука о человеке включит в себя естествознание - это будет одна наука."
К. Маркс
Итак, Человек, будучи наисложнейшей системой фщ. единиц, в которой постоянно протекают четко согласованные в пространстве и времени различного рода биохимические процессы, с определенного времени сам постепенно становился фщ. единицей в системной организации Материи более высокого уровня, заполняя там соответственные фн. ячейки. С этого момента наступила эпоха самоорганизующихся систем нового типа, хотя их зачатки мы можем наблюдать уже на организационном уровне И. Так, анализируя структуру биогеоценоза, мы видим, что лесные заросли представляют систему разнородных фн. ячеек, заполненных соответствующими фщ. единцами - деревьями, кустами и травами. Одни поколения растений, отфункционировав, отмирают и освободившиеся после них фн. ячейки заполняются другими, новыми растениями.
У организмов II-го и III-го поколений также можно наблюдать примитивную системную организацию фн. ячеек нового уровня. К ней можно отнести поселения муравьев, рои пчел, стаи рыб, птиц, волков, обезьян, стада слонов, оленей, табуны лошадей и т.д. Вполне естественно, что все эти образования лишь условно можно назвать организациями, но тем не менее некоторые ее черты они все-таки имели. В основе этих формирований лежала дифференциация функций фн. ячеек, структурно связанных между собой и интегрированных в единую систему. Единая системная организация указанных формирований допускает лишь условное разделение указанных групп на фн. подгруппы, так как фактическое их разделение в большинстве случаев ведет к нарушению целостности системы. Так, если от роя пчел отделить фн. подгруппу, скажем, трутней, весь рой как единая система перестанет существовать. В стаях волков и обезьян мы обязательно обнаружим фн. ячейку вожака, которую всегда занимает самый сильный и выносливый член стаи, то есть, иными словами, обладающий наиболее развитым феногенотипом.
Функционально различные ячейки систем нового типа имеют также свои, строго определенные фн. алгоритмы, которые находящаяся в ячейке фщ. единица обязана выполнять. Это - единый закон для всех системных образований Материи. Так, трутень не в состоянии выполнять в должной мере фн. алгоритмы рабочей пчелы, точно также как и рабочая пчела не способна выпонять функции трутня. Слабый вожак не сможет навести порядок внутри стаи, так же как и уберечь ее от внешних врагов и т.д.
Как известно, одним из первых звеньев в системной организации уровня К явилась организация семьи, которую также можно считать и последним звеном в процессе развития по подуровню И. Из двуячеечной системы у организмов I-го поколения (первичная ячейка: материнское растение + вторичная ячейка: семена) семейная структура трансформировалась в трехячеечную у организмов II-го и III-го поколений (две первичные ячейки: отец и мать + вторичная ячейка: потомство). Время существования структуры семьи колеблется от продолжительности брачного периода до периода выращивания потомства. Полноценная семья существует до гибели одного из супругов. Нормальное функционирование семейного формирования может быть достигнуто лишь при условии заполнения всех ячеек его структуры соответствующими фщ. единицами. Отсутствие или несоответствие хотя бы одной из них является достаточным фактором, чтобы привести к распаду данного формирования.
Каждая фн. ячейка, в том числе и семейная, имеет определенный набор фн. алгоритмов, которые заполняющая ее фщ. единица обязана выполнять. Ввиду этого существуют специфичные фн. алгоритмы отца, алгоритмы матери, а также алгоритмы потомства. У каждого вида организмов они различны, но во многом и схожи между собой. Их запись хранится на тех же цепочках ДНК-РНК и передается каждому последующему поколению в виде наследственного генома. Известно, что начиная с момента оплодотворения, яйцо в каждой из своих клеток в процессе размножения содержит всю совокупность генов, то есть всю родительскую информацию, необходимую организму для обеспечения своего роста, существования и функционирования. Но ни в один из моментов организму не нужна информация в полном объеме. Поэтому небольшие наборы генов, называемые транспозонами, способны покидать хромосомы, переходить из одной клетки в другую, перенося ту или иную информацию.
Следующим решающим шагом в системной организации Материи по уровню К явилось создание новых фн. структур, фн. ячейки которых на определенные периоды времени заполняли уже такие суперсложные материальные образования, как человеческие индивидуумы, которые функционировали там, выполняя требуемые фн. алгоритмы. Такого рода системные образования мы назовем гиперорганизмами. Их появление могло произойти лишь вследствие объединения нескольких первобытных семей в одно стадо, а также дальнейшего умножения полифункциональности подсистемы человеческого организма - "мозг-рука", которая при помощи все новых орудий могла выполнять все новые фн. алгоритмы. Перемещаясь в фн. ячейку первобытного гиперорганизма, человек, как фщ. единица фн. системы первобытной семьи, был вынужден временно покидать ее фн. ячейку, хотя в тот начальный период гиперорганизации это перемещение выглядело весьма условно. Таким образом, уже первая дифференциация функций человека стала причиной структурной интеграции первобытного стада. Возникшие в результате этого фн. группы нового типа представляли собой структуры фн. ячеек, имевших свои строго обозначенные алгоритмы, которые реализовывались заполнявшими их фщ. единицами. Итак, из всех организмов II-го, III-го и IV-го поколений стать фщ. единицей в гиперорганизмах мог лишь организм IV-го поколения, имевший наивысшую внутреннюю системную организацию, - человек.
В качестве примера рассмотрим порядок функционирования фщ. единиц в группе охотников на мамонта. Ее структуру заполняли два-три десятка внешне одинаковых мужчин, вооруженных подобием копий и камнями. Все они невидимо занимали различные фн. ячейки в сложившейся группе и поэтому выполняемые ими алгоритмы не были одинаковыми. Вот один из них прибежал в стойбище и дал понять остальным, что он видел невдалеке мамонта или его свежие следы. Вот другой, вооружившись копьем, первым ринулся в указанном направлении, увлекая за собой других. Третий выбрал удобное место для атаки на животное и подал сигнал к нападению на него. Четвертый, после убийства мамонта, стал ловко разделывать его тушу. Пятый быстро развел костер и начал обжаривать мясо. Шестой, остававшийся в стойбище, за время отсутствия охотников смастерил для них несколько новых копий. Вернувшись с добычей в стойбище, люди из фн. ячеек группы охотников незримо переместились в свои семейные ячейки с тем, чтобы наутро из семейных ячеек также незримо вновь перейти в ячейки охотников. И так изо дня в день, из поколения в поколение.
Из рассмотренного нами примера следует, что фщ. единица нового организационного уровня Материи помещается в соответствующую фн. ячейку лишь на период функционирования, покидая ее, как только необходимость пребывания там временно отпадает, и вновь заполняя ее при возникновении указанной необходимости, при этом перемещения из ячейки в ячейку стали носить характер регулярной повторяемости. С этой особенностью организационного уровня К перед Материей открывались широчайшие возможности по приросту функций (), то есть для создавания по мере ее движения по ординате качества-времени все увеличивающегося количества фн. ячеек при одновременном использовании значительно меньшего числа фщ. единиц - людей, которые в силу этого были вынуждены все более совершенствовать свою способность попеременно занимать несколько ячеек, тем самым повышая коэффициент своей персональной полифункциональности. Фн. алгоритмы каждой ячейки системных образований уровня К, то есть гиперорганизмов, фиксировались в то время в виде биохимической записи в колониях клеток головного мозга отдельных людей, способных осуществлять, удерживать и воспроизводить эту запись, представляющую собой межнейронные связи, по которым в определенный момент протекает биоток. В силу этого дальнеший естественный отбор фщ. единиц К шел по пути выделения людей, отличавшихся, при всех прочих равных параметрах организма, большим количеством нервных клеток в полушариях головного мозга, способных к формированию большего числа аналитических фн. центров сигнальной подсистемы. И хотя этот процесс протекал довольно медленно, тем не менее он дал свои результаты. Так, если у синантропов, существовавших 500 тыс. лет назад, объем черепа был лишь 850--1250 см3, то у неандертальцев, обитавших на Земле 150 тыс. лет назад, объем мозга составлял уже более 1400 см3, хотя извилин на нем было еще не так много. Неандертальцы питались мясной и растительной пищей, одевались в шкуры и жили группами по 50--100 человек. Человеческая семья в то время не могла существовать в одиночку, так как она быстро погибла бы, не сумев защитить себя от зверей, а также добыть себе достаточно пищи. Поэтому с первых шагов своего развития человек был коллективным животным. Благодаря же своей способности к полифункционированию лишь он смог стать универсальной фщ. единицей в ячейках гиперсистем уровня К.
Постоянное участие в коллективных мероприятиях, будь то охота или защита от врагов, требовало от людей установления контакта между собой. Это следовало также и из закона построения развивающихся систем, согласно которому между ячейками любой структуры должна существовать определенного рода взаимосвязь. Со временем она постепенно оформилась и между фщ. единицами в структурах уровня К - людьми: вначале жестами, затем смысловой речью. Так, уже неандертальцы общались между собой жестами и членораздельными звуками. Все это, как известно, явилось зарождением второй сигнальной подсистемы, материальной основой которой служили все те же нейроны коры больших полушарий мозга. Здесь постоянно протекал незримый процесс установления новых межнейронных связей, формирования более сложных аналитико-инициаторных фн. центров, а также записи на ДНК-РНК клеток соответствующих биологических изменений подсистем организма. По мере своего развития II-ая сигнальная подсистема все активней проявляла свою фн. значимость в жизни людей. Теперь уже не вид мамонта, а лишь звуковой символ, обозначающий его, произнесенный одним из членов человеческого стада, стал достаточным раздражителем и приводил соответствующие подсистемы организмов охотников в возбуждение, после чего они устремлялись в направлении предполагаемого местонахождения зверя, то есть предмета раздражения. Зачатки II-ой сигнальной подсистемы существуют и у некоторых других животных, например, собак, кошек и т.д., но проявление ее в этих организмах носит очень ограниченный, примитивный и односторонний характер. Только у человека, с громаднейшим потенциалом его головного мозга, II-ая сигнальная подсистема получила свое дальнейшее фн. развитие, которое нашло отражение в фн. специализации подсистем слуха, речи и все тех же аналитико-инициаторных фн. центров головного мозга.
Одновременно с развитием подсистем организма человека, как фщ. единицы уровня К, продолжали совершенствоваться фн. алгоритмы фн. ячеек гиперструктур, в частности, алгоритмы орудиепроизводства. Так, постепенно человек научился раскалывать камни на пластины и мастерить из них наконечники копий, ножи, скребки, проколки. Каждый новый алгоритм, несмотря на свою относительную простоту, требовал многие сотни лет на свою выработку. Однако в отличие от безусловных рефлексов, то есть алгоритмов фн. ячеек подуровня И, алгоритмы ячеек уровня К не передавались по наследству генетическим путем от поколения к поколению. Биологически передавалась лишь способность к повторению их биозаписи путем установления соответствующих межнейронных связей, формирования фн. центров и функционирования с их помощью. Поэтому индивидуум, умевший делать из камня нож, должен был показать, как это делается, своему соплеменнику или сыну, тот - своему и т.д.
Все это происходило на фоне увеличения объема мозга и дальнейшего усложнения его организации. Опережающим темпом развивались те поля мозга, которые были связаны с осуществлением сенсорной и речедвигательной функций. Следует подчеркнуть, что возникновение и развитие речи оказались возможными лишь на основе сложного изменения анатомии голосового аппарата, увеличения объема гортани, изменения положения корня языка и уменьшения размера челюстей. Иными словами, речь, так же как и орудие трудовой деятельности - рука, сделавшие возможной и неизбежной социализацию первобытного человека, возникли на базе сложнейшего изменения телесной, анатомической организации предков первобытного человека. Продолжавшаяся в этой связи нагрузка на головной мозг привела к тому, что у первых современного типа людей - кроманьонцев, появившихся 30-40 тыс. лет назад, объем мозга достиг небывалой величины (1400--1600 см3), а его структура существенно усложнилась за счет еще большего увеличения числа аналитико-инициаторных фн. центров сигнальных подсистем, связанных с алгоритмированием трудовой деятельности и речи и способностью к абстрактному мышлению. В индивидуальном развитии мозга можно выделить появление гетерохроний, определяющих развитие филогенетически молодых областей за счет относительного уменьшения старых; череп стал приобретать все более человеческую форму. Так постепенно формировался Homo sapiens - "человек разумный".
Кроманьонец не только по физическому облику, форме черепа и чертам лица вплотную приблизился к современному человеку; он демонстрирует уже подлинно человеческий интеллект - способность организовывать коллективные формы труда и жизни, умение строить жилище, изготовлять одежду, пользоваться высокоразвитой речью. Кроманьонец овладел искусством живописи, создал систему ритуалов поведения и зачатки первобытной религии, ему свойственны чувство сострадания к ближнему и забота о нем, то есть то, что мы называем альтруизмом.
Все убыстрявшийся темп эволюционного процесса развития гоминид служит еще одним подтверждением найденной нами ранее зависимости движения Материи в качестве от движения во времени: . На всем пути эволюционного развития гоминидных предков человека и на первых этапах биологического формирования самого человека действовала, все усиливаясь, одна и та же главенствующая закономерность: совершенствование телесной, анатомической организации предъявляло все большие требования к регуляторной деятельности мозга и уже в силу этого ставило его под сильное давление отбора. Вместе с тем, мозг, совершенствуя организацию и функции тела, приобретал все большие возможности для оценки конкретной жизненной ситуации и выработки адекватной ей программы поведения, что делало объектом отбора не только регуляционные, но и экстраполяционные, то есть рассудочные, свойства мозга как программирующего устройства высшей нервной деятельности и зачаточного интеллекта. Таким образом, головной мозг, включавший в себя прежде всего весь совокупный спектр аналитико-инициаторных фн. центров сигнальных подсистем, стал в конце концов органом высшей интеграции физиологической и духовной деятельности человека как фщ. единицы систем уровня К.
Наряду с указанными процессами продолжалось развитие и гиперсистемных образований уровня К. Оно происходило путем фн. дифференциации и создания ячеек, отличающихся новыми фн. алгоритмами, с одновременной их интеграцией. Так возникло рыболовство, скотоводство, земледелие. Появились первые ремесла: производство орудий и инструментов, утвари, пошив одежды. Вследствие этого усилилась фн. специализация фщ. единиц - людей. Так, одни все более совершенствовали фн. алгоритмы рыболовства, другие - алгоритмы по уходу за домашними животными, третьи - способности охотника, четвертые все быстрее и в больших количествах мастерили орудия труда и предметы быта, пятые показывали больше умения в обработке земли и выращивании растений. Уже 7-13 тыс. лет назад людям были известны каменный топор, мотыга, лук, серп, первый ткацкий станок. Около 6 тыс. лет назад люди научились плавить медь и стали изготавливать орудия из металла. Появились плуг, медный топор, медный серп и т.д.
Ввиду того, что биологически все люди были равны, то есть гомологичны и имели одинаково устроенные подсистемы своих организмов, они могли выполнить почти что любой из алгоритмов перечисленных выше фн. ячеек. Разница была лишь в том, что разные фщ. единицы - люди могли выполнять одни и те же фн. алгоритмы по разному: одни - быстрее и более точно, другие - менее эффективно. Это было вполне естественно в силу того, что у людей, постоянно занимавшихся, например, земледелием, происходило постепенное генетическое закрепление способности к выполнению соответствующих фн. алгоритмов. Пользуясь ими, они лучше других знали где, как и когда обрабатывать землю, что и когда высаживать в нее, как ухаживать за растениями и когда их убирать. Люди, занимавшиеся изготовлением орудий, знали лучше, как обрабатывать камень, кость, дерево или металл, чтобы придать им необходимую для выполнения той или иной функции форму, и т.д. Указанные навыки функционирования передавались по наследству от поколения к поколению, все больше закрепляя посредством генетического кодирования способность фщ. единиц к выполнению определенного ряда специфических фн. алгоритмов. По мере совершенствования человеческого организма поведение людей становилось все более лабильно и тренируемо, так что под влиянием условий воспитания и социального окружения навыки функционирования стали достигать все более разного уровня развития и эта разница в свою очередь закреплялась генетическим путем. Таким образом было положено начало появлению генетической функциональной неоднородности людей, то есть разновеликой наследственной способности выполнять те или иные фн. алгоритмы, отражавшей прежде всего неодинаковую физиологическую предрасположенность той или иной индивидуальной структуры головного мозга к формированию тех или иных аналитико-инициаторных фн. центров сигнальных подсистем.
Первобытные общины. Одновременно с эволюционным развитием фщ. единиц и появлением новых фн. ячеек происходила дальнейшая структурная интеграция гиперорганизмов 1-го типа путем совершенствования внутрисистемных связей между их фн. ячейками. Первой известной такой структурой после первобытного стада следует считать родовую общину. Она не отличалась большой сложностью. Все ее ячейки были примерно равнозначны, располагались примерно на одном фн. уровне и имели различия лишь в наборе фн. алгоритмов. Однако, со временем среди них постепенно все более выделялись фн. ячейки старейшин, которые, как правило, занимали наиболее опытные и достаточно влиятельные члены общины, способные тем или иным образом внушить к себе уважение других. Их опыт представлял собой наибольший запас фн. алгоритмов, зафиксированных в их головном мозге. Все это способствовало перемещению фн. ячеек старейшин вверх по вертикали структурной организации гиперорганизмов, ставя оставшиеся в нижнем слое фн. ячейки членов общины в организационное подчинение. (Ранее, как мы помним, фн. ячейку вожака в стаде занимал самый физически сильный его член, а не самый мудрый и умный, как теперь. В этом и заключается главнейшая разница между гиперорганизмами животных и людей.) Фн. ячейки старейшин стали сосредоточивать первые алгоритмы организации и управления, то есть функции, касающиеся деятельности гиперорганизма как такового.
Несколько родов, живших в одной местности, составляли племя. Все племя говорило на одном языке, имело общие обычаи и общий фонд фн. алгоритмов. Во главе племени стоял совет старейшин, являвшийся первым в истории зачаточным органом коллективного руководства: он распределял между родами места для охоты, выпаса скота и земледелия, разбирал споры между родичами. По мере роста числа племен между ними все чаще стали возникать территориальные войны, в результате которых появились новые структурные формирования: фн. ячейки воинов и их предводителей. Постепенно родовую общину стала сменять соседская община, дав новый толчок в увеличении генофонда ее членов. Раздражителями членов общины для выполнения алгоритмов тех или иных ячеек служили, с одной стороны, инстинкт самосохранения и прочие собственные ассоциации, основанные на I-ой сигнальной подсистеме внутренней самоинформации организма: голод, холод, жажда и т.п. С другой стороны, все большую роль начали играть внешние раздражители: указания старейшин, старших, других членов общины и т.п., побуждавшие людей к выполнению в определенной очередности необходимого перечня алгоритмов. При этом внутренний механизм действия каждой фщ. единицы был уже довольно сложным и составлял приблизительно следующую цепочку чередования быстросменяющихся событий: раздражение анализ ассоциация возбуждение или торможение той или иной ткани организма, приводящее к пространственному перемещению некоторого его органа согласно требуемому алгоритму. Все это должным образом координировалось в пространстве-времени.
Отсутствие возможности генетической записи гиперсистемных фн. алгоритмов, а также необходимость дальнейшего совершенствования внутрисистемных связей между фн. ячейками гиперорганизмов привело 5 тыс. лет назад к появлению письменности, которая стала помогать использовать в еще больших масштабах преимущества II-ой сигнальной подсистемы. Теперь уже человеку, находившемуся в фн. ячейке возбудителя, необязательно было отдавать словесный сигнал человеку в фн. ячейке возбуждаемого. Достаточно было зафиксировать и передать его символическое изображение.
Разбросанные по различным ареалам племена имели свои индивидуальные пути развития, которые отличались друг от друга, в результате чего неодинаково складывался генофонд и алгоритмофонд каждого из них. Известно, что каждое новое качество Материи помимо развития во времени тяготеет также и к развитию в пространстве. В силу этого племена с более богатым генофондом и/или алгоритмофондом объединялись (путем подчинения их себе) с племенами, имевшими более скудный гено- и/или алгоритмофонд, при этом происходило взаимное смешение фондов, что отвечало требованиям фн. развития Материи в пространстве-времени. Итогом указанного процесса, как и процесса развития гиперорганизмов 1-го типа, явилась интеграция фн. ячеек уровня К в сложнейшее системное образование, каковым следует считать государство. Первыми известными государствами были государства Древнего Египта, возникшие более 5 тыс. лет назад.
Рабовладельческие государства. Развитие первых государств происходило прежде всего путем территориального расширения с одновременным увеличением фщ. материала присоединяемых соседних поселений. В итоге это привело к созданию динамически устойчивых гиперорганизмов 1-го типа - рабовладельческих государств Египта, Индии, Китая, Греции и Рима, структурная организация которых отвечала требованиям Развития Материи того времени. Вместе с тем, в результате действия в гиперсистемах общих для всех развивающихся систем центров с энергетическим и энтропийным факторами, с течением времени наблюдалось все большее иерархическое организационное расслоение гиперорганизмов по структурной вертикали, приведшее к появлению так называемых фн. пирамид. Наиболее сформировавшейся в структурном отношении в рабовладельческих государствах была фн. пирамида государственного управления (первый элемент еще неосознанной потребности самоорганизации), включавшая управленческие, репрессивные и вспомогательные подсистемы. Она также охватывала рабовладельческие хозяйства, внося определенную упорядоченность в связях по вертикали между фн. ячейками рабов, надсмотрщиков, управляющих и рабовладельцев, путем их соответствующего соподчинения. Фн. ячейки крестьян, ремесленников и некоторых других слоев населения были еще слабо ассоциированы.
Благодаря совершенствованию орудий производства и технологических алгоритмов, индивидуальный труд земледельцев и скотоводов той эпохи стал намного производительней труда их первобытнообщинных предшественников. Поэтому они могли затрачивать уже меньше труда и времени на удовлетворение потребностей собственных организмов. Но поскольку движение Материи в качестве ведет к постоянной дифференциации функций, это соответствующим образом отражается на системной организации гиперорганизмов. Следствием этого процесса и явилось появление рабовладельческих хозяйств, структурная композиция которых позволяла принуждать основную массу фщ. единиц заниматься ординарным трудом в течение большего времени, чем это требовалось для удовлетворения их личных потребностей. В результате же прибавочного труда ими создавался продукт, который мог использоваться для поддержания в фщ. состоянии нескольких свободных от ординарного труда фщ. единиц - людей, давая им возможность употреблять освободившееся время своего производительного функционирования для выполнения алгоритмов в других, вновь организующихся по мере движения Материи в качестве, фн. ячейках. Вполне естественно, что большая часть указанного фщ. материала - рабы - занимала самый нижний ряд фн. пирамиды и находилась в наиболее подчиненном положении после рабочего скота. Лишь постоянная угроза побоев со стороны надсмотрщиков была основным раздражителем их нервной системы, побуждая выполнять на пределе физических возможностей организма те или иные монотонные производственные алгоритмы.
Рассмотрим, для чего же развивающейся Материи на данном этапе ее Развития потребовалась столь негуманная системная реорганизация. Для этого достаточно вспомнить, что наряду со структурной интеграцией внутригосударственных подсистем гиперорганизмов продолжались и морфогенетические корреляции в высшей нервной деятельности человеческого организма. Известно, что многие свойства нервной системы и психики человека, определяющие тип его высшей нервной деятельности, черты и свойства индивидуального поведения, специфические личные интересы и склонности, так же как нормы и формы индивидуальной реакции на всевозможные внешние стимулы и раздражители, включая и определяемые социальным окружением, в той или иной мере наследственно детерминированы. Следовательно, уже при рождении люди по своим потенциальным фн. свойствам и возможностям, иными словами, по природным способностям - разнообразны, не равны. В силу этого ансамблевая организация нейронных структур ЦНП, все более кооперативная деятельность громадного количества анализаторов и инициаторов все более совершенных фн. центров полушарий головного мозга положили начало появлению и развитию у отдельных индивидуумов третьей сигнальной подсистемы организма человека, раздражителем ассоциативных элементов которой стала "проблема", вызываемая обычно отсутствием возможности выполнения каких-либо фн. алгоритмов, чаще в силу их незнания.
В период своего зарождения III-я сигнальная подсистема, имеющая также название "стереотип динамический", функционировала в так называемом индуктивном режиме, при котором ее деятельность носила случайностный характер. Так, например, заметив, что медь, попав в первобытный костер, расплавляется и после затвердевания приобретает новую форму, человек вывел алгоритмы выплавки изделий из металла. Вследствие этого схема индуктивного режима выглядит так: проблема фн. алгоритм. С развитием III-й сигнальной подсистемы режим ее функционирования стал носить более дедуктивный оттенок, то есть иметь более целенаправленный характер. Поэтому схема дедуктивного режима выглядит следующим образом: проблема фн. алгоритм. В результате в алгоритмических наборах отдельных фн. ячеек все чаще стали появляться сегменты функционирования с использованием III-ей сигнальной подсистемы в дедуктивном режиме. Соответствующие им периоды мы назовем функционированием II-го порядка, занимавшим иногда все время активного функционирования отдельных фщ. единиц. Этот вид функционирования следует отличать от функционирования I-го порядка, которое было присуще подавляющему большинству фн. ячеек ординарного труда, заключающегося в регулярном повторении уже известных фн. алгоритмов, найденных ранее с помощью III-ей сигнальной подсистемы.
Постепенная кортикализация (привязка к определенным участкам мозга) появления, а затем и нахождения новых фн. алгоритмов еще более повысила значение головного мозга в системной эволюции и структурной организации гиперорганизмов I-го типа. Однако, в ту далекую эпоху зачатки III-ей сигнальной подсистемы появлялись лишь у незначительного числа существовавших людей, в то время как у основной их массы главной доминантой оставались раздражители II-ой сигнальной подсистемы. Но даже начальный период развития III-ей сигнальной подсистемы привел к бурному расцвету античной науки и искусства, разработке новых технологических процессов и организационных форм. Воспринимающие рецепторы III-ей сигнальной подсистемы лежат в недрах многоконтурных нейронных ансамблей, организованных в многочисленные гетерофункциональные анализаторы, в которых протекают сложные биохимические процессы. Инициируемые "проблемой"-раздражителем очаги возбуждения доминируют в соответствующих областях структуры головного мозга до тех пор, пока в них не сассоциируется "решение", приводящее к ответой реакции подсистем организма и сопровождающееся появлением (выполнением) ряда новых фн. алгоритмов. Однако, проблема-раздражитель может быть воспринята и вызвать возбуждение, а также стать инициатором ассоциации решения не в каждом головном мозге, а лишь в том из них, который имеет тонко скомпонованную структурную цепь соответствующим образом настроенных рецепторов, анализаторов, ассоциаторов и трансляторов, формирующих четко выделяющийся фн. центр. Все прочие варианты формирования фн. центров головного мозга, а также аналогичные описанному выше, но в которых нечетко функционирует даже хотя бы одно из звеньев в указанной цепи, не говоря уже об отсутствии того или иного из них, не позволяет людям воспринимать или анализировать те или иные проблемы, либо выдавать переведенные на язык фн. алгоритмов соответствующие решения. Вот почему ученые и писатели, композиторы и художники, но прежде всего организаторы и изобретатели - это люди, у которых фн. центры III-ей сигнальной подсистемы ЦНП доминируют над фн. центрами II-ой.
Вместе с тем, для того, чтобы нормально функционировать, индивидуум с феногенотипом организатора должен попасть в фн. ячейку, ответственную за структурную организацию той или иной части системы гиперорганизма. Так же как и изобретатель, даже занимая соответствующую фн. ячейку, должен иметь условия и достаточный психологический потенциал: потребности минус возможности проблема, чтобы реализовать свой потенциал. Но не всегда в структуре гиперорганизмов случается так, что человек с определенными фн. способностями попадает в соответствующую его феногенотипу фн. ячейку. Следствием этого всегда является снижение в той или иной степени эффективности функционирования всей системы в целом. Если такое реже встречалось в первобытном стаде, где вожак (позднее старейшина) отбирался естественным отбором изо всей массы сородичей, то это участилось в рабовладельческих государствах, хотя на первой стадии развития их структура отвечала требованиям законов движения Материи в качестве-времени, поскольку довольно легко впитывала вновь появлявшиеся фн. ячейки и не препятствовала их дальнейшей дифференциации с обособлением ячеек II-го порядка.
Иерархическое возвышение фн. ячеек рабовладельцев над фн. ячейками рабов и других фщ. единиц гиперорганизмов давало им возможность с помощью фн. центров собственной III-ей сигнальной подсистемы (если она у них при этом была) или фн. центров III-ей сигнальной подсистемы своего способного управляющего отыскивать новые организационные формы в пределах своих владений. Излишки же продуктов, полученных за счет дополнительной эксплуатации труда рабов, отчасти перепадали также и на содержание других людей - фщ. единиц в фн. ячейках II-го порядка, поскольку, помимо прочих особенностей, отличительной чертой фн. ячеек II-го порядка является то, что занимающие их фщ. единицы, функционируя в одном из режимов III-ей сигнальной подсистемы, вынуждены тратить на это практически все время своего активного функционирования с минимальным иногда результатом. Времени на функционирование I-го порядка, то есть непосредственное производство продуктов питания, у них практически не остается, что вынуждает гиперсистемы всегда иметь такую структурную организацию, когда фщ. единицы фн. ячеек II-го порядка содержатся как бы за счет результатов функционирования фщ. единиц в фн. ячейках I-го порядка. И действительно, античные скульпторы, художники и ювелиры, философы и поэты, сенаторы и военоначальники, но прежде всего организаторы, изобретатели и управляющие не могли бы эффективно функционировать в своих фн. ячейках, если бы вместо этого они были вынуждены ежедневно с утра до вечера обрабатывать землю или ухаживать за скотом. Вместе с тем, земледельцы и скотоводы также не имели достаточно свободного времени активного функционирования, чтобы значительно расширить его сегменты на фн. алгоритмы II-го порядка.
Как известно, каждый человек с разной степенью генетической детерминации своих фн. свойств при адекватных условиях жизни наследует геномную ДНК молекулярной массой в 1,8 1012 дальтон, что соответствует примерно 3 млн. генов. Тем не менее, слагавшийся в античную эпоху феногенотип людей, ввиду дальнейшего углубления дифференциации индивидуальных совокупных спектров фн. центров сигнальных подсистем ЦНП, все более специализировался, делая различными способности к выполению тех или иных фн. алгоритмов у разных людей. Вследствие этого одни лучше могли играть на музыкальных инструментах, но хуже умели ухаживать за животными; другие хорошо изготовляли гончарные изделия, но не имели пластики движений для танцев; третьи с большим вкусом рисовали картины или слагали стихи, но были плохо приспособлены к выполнению фн. алгоритмов земледельца и т.п. Таким образом, дифференциация фн. ячеек и расширение суммативного спектра их фн. алгоритмов вела, несмотря на всю биологическую универсальность человеческого организма, к генотипной специализации индивидуальных совокупных спектров фн. центров сигнальных подсистем головного мозга, что в свою очередь отражалось на профессиональной ориентации фщ. единиц - людей. По этой же причине земледельцы и скотоводы, помимо поддержания жизни в своих организмах, вынуждены были своим трудом производить жизненные средства для поддержания в режиме активного функционирования фщ. единиц, заполнявших фн. ячейки II-го порядка.
ТЕЛЕГРАМКанал с обзорами, анонсами новинок и книжными подборками
Книжный Вестник
Бот для удобного поиска книг (если не нашлось на сайте)
Поиск книг
Свежие любовные романы в удобных форматах
Любовные романы
О психологии, саморазвитии и личностном росте
Саморазвитие
Детективы и триллеры, все новинки
Детективы
Фантастика и фэнтези, все новинки
Фантастика
Отборные классические книги
Классика
ВКОНТАКТЕБиблиотека с любовными романами, которая наверняка придётся по вкусу женской части аудитории
Любовные романы
Библиотека с фантастикой и фэнтези, а также смежных жанров
Фантастика
Самые популярные книги в формате фб2
Топ фб2
книги