Лев Кривицкий - Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции
Огромное количество информации поступает в организмы из окружающей среды через органы чувств и путем непосредственного воздействия на дифференцирующиеся органы и системы в процессах индивидуального развития. Поэтому следующая, шестая аналогия касается сходства организма с управляемым кибернетическим устройством, получающим информацию из внешней среды по каналам связи. Реакции организма как сложной системы на внешние воздействия регистрируются по типу «черного ящика»: определяются параметры воздействий на входе и параметры реакций на выходе, и по ним делаются выводы о динамике состояний системы.
«Внешние факторы, – констатирует Шмальгаузен, – не имеют специфического формообразовательного значения. Они оказываются лишь в роли освобождающих причин, определяющих время и иногда место наступления известной реакции, и в лучшем случае служат для выключения «стрелочного» механизма, направляющего развитие по одному или другому из существующих уже, то есть полностью детерминированных, путей («каналов») развития. На более поздних стадиях развития регуляция формообразования переходит к эндокринной системе и к самой функции отдельных органов, связанных посредством кровеносной и в особенности нервной системы» (Там же, с. 45).
Сходство организмов с машинами, обладающими заранее запрограммированными реакциями на поступающие извне сигналы, весьма велико. Однако канализация развития и приобретение соответствующих модификационных изменений осуществляется не прямо и непосредственно, а через посредство биологической работы, происходящей в рамках индивидуально организованных форм борьбы за существование. В отличие от машины, каждый организм обладает чувствительностью, которая направляет его развитие на оптимизацию жизнедеятельности.
Чувствительностью обладает и весь клеточный состав организма. Именно своей чувствительностью, а не заложенными в них наследственными кодами руководствуются клетки при своих перемещениях в процессах эмбрионального развития. Это обусловливает автономизацию развития от генетических программ, направляющих клеточное размножение. Такая автономность развития, наличие свободы от контроля наследственных механизмов развития является предпосылкой и автономизации развития от непосредственных стимулов среды.
«В высших формах индивидуального развития, – пишет Шмальгаузен, – зависимость от факторов внешней среды совсем теряет своё формообразовательное значение и авторегуляция переходит в более или менее ярко выраженное автономное развитие. Как и все формы преобразования информации, индивидуальное развитие определяется в своей специфике только организацией самого преобразующего механизма. Во всех случаях формообразования оно индуцируется очень незначительным влиянием, небольшой разницей в обмене, незначительным количеством специфических продуктов индуктора или эндокринной железы, ничтожным поступлением энергии из внешней среды, и реализуется в полной мере при малейшем превышении порогового уровня реактивности материала». (Там же, с. 45).
Сущность автономизации заключается в том, что изменения в работе развивающихся организмов под непосредственным воздействием среды преобразуются в изменениях работы развивающихся организмов под непосредственным воздействием информации, которая аналогична той, что поступала из среды. Шмальгаузен в предшествующих работах в духе СТЭ относит возникновение этой информации за счет накопления мутаций, профильтрованных и прилаженных отбором.
Здесь он уже об этом избегает упоминать. Он явно склоняется к тому, что стабилизирующий отбор поддерживает не результаты мутагенеза, а результаты регуляторных процессов, протекающих в организмах в процессах активного приспособления к изменившимся обстоятельствам их жизнедеятельности. Использование кибернетики и информатики показало ему, что преобразование информации происходит не благодаря отбору помех, а посредством использования специфических регуляторов и усилителей, создающих селективные преимущества и соответственно стабилизируемых отбором.
«Реакция, – уточняет Шмальгаузен, – ни в какой мере не пропорциональна формообразовательному воздействию. Обычно она выражается в клеточных делениях, перемещениях и дифференцировке больших клеточных масс. Она подготовлена заранее в виде известного запаса энергии внутри реагирующего материала. Такой характер индивидуального развития, то есть преобразования наследственной информации, напоминает обычный метод преобразования информации с использованием специфических усилителей в регулирующих механизмах автоматического управления» (Там же).
Направленное биологической работой и отбором преобразование информации с использованием биологически активных веществ в качестве катализаторов, воздействующих на чувствительность клеток и соответствующих тем, что выделяются при воздействиях окружающей среды – таков механизм автономизации развития организмов от непосредственной привязанности к изменениям среды.
Седьмая аналогия, обнаруженная Шмальгаузеном при сравнении информационных процессов в живой природе и в кибернетических устройствах, связана с выходом на надорганизменный уровень организации и регуляции жизненных процессов. На этом уровне регуляция осуществляется посредством прямых и обратных связей между биогеоценозом и популяциями определенных видов. Шмальгаузен опирается на идею биогеоценозов В.Сукачёва, с которым его связывала совместная борьба с лысенковщиной. Журнал, руководимый Сукачёвым, и кафедра биологии МГУ во время хрущевской «оттепели» были двумя главными форпостами противостояния лысенковщине, в которых участвовал Шмальгаузен в качестве лидера отечественной эволюционной биологии.
Обращение Шмальгаузена к биогеоценозу как к некоему аналогу человека как регулятора кибернетических систем обусловлено, во-первых, тем, что биогеоценоз в понимании В.Сукачёва, в отличие от биоценоза как сообщества живых организмов, охватывает и небиотические факторы среды, то есть включает всю среду в целом. Во-вторых, проведение аналогии между биогеоценозом и управляющими устройствами существенно расширяет горизонты эволюционной морфологии, включая в сферу ее рассмотрения среду уже не просто как один из факторов формообразования, а как систему эволюционной экологии. Раскрытие связей между эволюционной морфологией и эволюционной экологией оказывается не менее плодотворным, чем вовлечение в сферу исследования эволюционной генетики.
«Так как любая популяция организмов, – размышляет Шмальгаузен, – входит в состав определенного биогеоценоза и является его органической частью, то, следовательно, обнаруживается самая интимная связь между «управляемым объектом» и «регулятором». И в автоматически регулируемых устройствах регулятор нередко столь тесно связан с регулируемым объектом, что образует с ним, в сущности, одно целое. Более того, именно на наличии этих связей и основана сама возможность управления. Сложность связей между биогеоценозом и входящей в его состав популяцией как раз и определяет возможность весьма совершенной регуляции эволюционного процесса. Эти связи осуществляются, во-первых, в виде управляющих сигналов от «регулятора», то есть биогеоценоза, влияющего на состав живущей в нем популяции, и, во-вторых, в виде обратных сигналов от популяции, воздействующей определенным образом на весь биогеоценоз» (Там же, с. 23).
Согласно Шмальгаузену, средством передачи обратной информации от популяции к биоценозу выступает опять же активность особей. Рассмотрев столь комплексно и системно роль активности организмов в преобразованиях эволюционно значимой информации, Шмальгаузен, к сожалению, в духе своего времени характеризует эту активность как чисто внешнюю, выраженную в добыче жизненных средств, защите от врагов и т. д. Будучи внешней по своим проявлениям, эта активность уходит в биогеоценоз в качестве информации о состоянии популяции. Такое абстрактное рассмотрение активности не доводит понимание этой активности до осознания преобразующей роли биологической работы, и, в частности, работы, вложенной борющимися за существование организмами в самих себя.
Шмальгаузен вплотную подвел своих читателей к осознанию этого недостатка в понимании эволюционной роли активности организмов. Но сам преодолеть его не успел. Разумеется, это не снижает того значения, которое имеет его эволюционная морфология для построения современной теории эволюции. Но только учет самопреобразующей активности организмов может помочь нам продвинуться к адекватному пониманию преобразования видов.
Глава 30. Синтетическая теория эволюции и проблемы видообразования
30.1 Механизм преадаптации
Чрезвычайно важную роль в эволюции живых организмов играет их преадаптированность к определенным приспособительным изменениям, то есть устройство их органов и генетических структур, предрасполагающее к трансформациям в том направлении, которое способствует успешному освоению изменившейся среды и оптимизации жизнедеятельности в ней.
