Вигена Артаваздовича Геодакяна, посвященные проблеме пола, появились в 1965 году в сборниках по проблемам кибернетики. Тогда же вышла статья

Вид материала

Статья

Содержание Взаимоотношения системы со средой Отставание консервативной подсистемы от оперативной Примеры бинарно-сопряженных подсистем Аутосомы—половые хромосомы Гаметы—соматические клетки Общество (правши—левши) Нервная система Система дыхания Пищеварительная система

Подобный материал:

• Вигена Артаваздовича Геодакяна, посвященные проблеме пола, появились в 1965 году, 4857.78kb.
• I вступление, 32.31kb.
• Культура Кольского Севера; Творческие работы посвященные проблемам студенческой молодежи, 67.08kb.
• «Мой учитель» посвященные к Году учителя, 64.26kb.
• Михаил Александрович Шолохов (родился. В 1905 году) Когда в 1925 году появились Донские, 334.1kb.
• Лекция 21. Генетика пола Определение пола, 33.63kb.
• Публичный доклад о результатах деятельности школы моу сош п. Пола в 2008-2009 учебном, 335.49kb.
• Курс «Обзор перспективных технологий Microsoft. Net» Губанов Ю. А., математико-механический, 177.56kb.
• Больше-Кочинский школьный музей этнографии и фольклора, 25.15kb.
• Воспитание и обучение одаренных детей, 267.86kb.

Взаимоотношения системы со средой

Дифференциация системы на постоянную и оперативную память создает структуру “стабильного ядра” и “лабильной оболочки” в информационных взаимоотношениях системы со средой (Рис. Б.3). Если рассматривать потоки, передающие генетическую информацию от поколения к поколению, то емкости постоянной памяти образуют осевую (генетическую) линию, тогда как емкости оперативной памяти составляют боковую (экологическую) линию, “вынос” части информации навстречу факторам среды.

Рис. Б.3

По оси “система-среда” система
разделяется на “стабильное ядро”
и “лабильную оболочку”


Центростремительные потоки информации, поступающие от среды, попадают сначала в оперативную память системы, преобразуются там, подвергаются отбору, и только после этого часть информации попадает в постоянную память (Рис. Б.3). Такая структура систем предполагает существование каких-то барьеров между подсистемами, препятствующих смешению всей информации. Описанный способ хранения генетической информации, в двух объемах, сообщающихся между собой каналом связи контролируемого сечения, повышает устойчивость системы.

Для обеспечения информационного контакта системы со средой в основном через оперативную память, необходимо, чтобы элементы оперативной памяти обладали большей дисперсией признаков по сравнению с элементами постоянной памяти, то есть первые должны быть разнообразнее вторых.

Осуществление преимущественного контакта среды с оперативной памятью за счет сдвига средних значений признаков, а не за счет разной дисперсии признаков не решает задачу в случае альтернативных признаков. Например, одна и та же особь может быть одновременно и жаростойкой и морозостойкой (неальтернативный признак), но не может быть одновременно и крупной и мелкой (альтернативный признак).

Отставание консервативной подсистемы от оперативной

Необходимость переработки новой информации в оперативной памяти, до того как она сможет попасть в постоянную, делает постоянную память системы инерционной. Инерционность постоянной памяти, её отставание от оперативной в получении новой информации от среды придает ей и её элементам черты совершенства. Напротив, элементы оперативной памяти приобретают черты прогрессивности. Рассматривая эволюцию системы во временнóм аспекте, можно сказать, что оперативная подсистема содержит новые признаки, которые в будущем перейдут в консервативную. Поэтому оперативную подсистему можно считать эволюционным “авангардом” системы (Рис. Б.4).

Такое разделение и специализация подсистем по альтернативным задачам сохранения и изменения обеспечивает оптимальные условия для реализации основного метода эволюции живых систем—метода отбора, то есть в известном смысле метода проб и ошибок. С сосредоточением проб в оперативной памяти там же локализуются и ошибки и находки. Это дает возможность системе пробовать различные варианты решения эволюционных задач без риска закрепления неудачных решений.

Рис. Б.4

По оси времени оперативную
подсистему можно рассматривать
как “авангард” по сравнению с
консервативной.

Примеры бинарно-сопряженных подсистем

ДНК — белки. Рассматривая нуклеопротеид как систему, с подсистемами ДНК и белок, можно видеть, что ДНК более стабильна. О большей лабильности белков по сравнению с ДНК говорят температуры их денатурации, которые у белков значительно ниже, чем у ДНК. Смысл дифференциации—окружить более устойчивые к факторам среды молекулы ДНК менее устойчивыми белками. Например, если температура денатурации ДНК примерно 65^оС, а белков—около 45^оС, то вирус, представляющий собой ДНК в белковой оболочке, денатурирует при 45^оС, то есть благодаря сопряженному с ней белку нечувствительная к 45^оС ДНК становится чувствительной. Значит, белок является информационным посредником между ДНК и средой, способным “предупредить” заблаговременно о наступлении жары. Другие белки позволяют ДНК “ощущать” холод, третьи—“видеть”, “слышать” и таким образом “узнавать” об опасностях среды.

Морфологическое строение известных нуклеопротеидов вирусов также говорит о том, что ДНК (или РНК у некоторых вирусов) в них представляет “ядро”, а белки—“оболочку”. Поэтому со средой прежде всего взаимодействуют белки и поток информации должен быть среда ↔ белок ↔ ДНК. Центробежный поток информации, ДНК → белок, хорошо изучен. Это поток информации, осуществляющий синтез белков и определяющий поведение системы. Больший интерес представляет обратный, центростремительный поток информации: среда → белок → ДНК, в особенности звено белок → ДНК. Долгое время вообще отрицалось существование такого потока. Конечно, можно представить, что в процессе эволюции, когда образовались более высокие уровни организации (клетки, организмы) и появились соответствующие обратные связи, то обратные связи на нижележащих уровнях (в данном случае на молекулярном) утратили свое значение и исчезли. Однако существуют факты, которые очень трудно объяснить, не допустив наличия центростремительных потоков белок → ДНК. К ним можно отнести прежде всего явления, связанные с образованием адаптивных ферментов и антител.

Аутосомы—половые хромосомы. Дифференциация на аутосомы и половые хромосомы существует не у всех видов. Кроме того, между хромосомами нет видимых барьеров. Однако в пользу взгляда на аутосомы и половые хромосомы как на постоянную и оперативную память ядра свидетельствуют многие факты. Эволюционно половые хромосомы значительно “моложе” аутосом и произошли из них, а Y-хромосома на 20–80 тыс. лет моложе Х-хромосомы. Отмечена большая лабильность и изменчивость половых хромосом по сравнению с аутосомами. Среди ядер с ненормальным числом хромосом подавляющее большинство составляют отклонения, связанные с половыми хромосомами (у человека известен даже набор ХХХХY (Штерн, 1965)). При действии ультразвука прежде всего разрушаются половые хромосомы. Радиоактивные вещества метят половые хромосомы интенсивнее аутосом (в особенности Y-хромосому). По дисперсии размеров половые хромосомы (прежде всего Y-хромосома) также превосходят аутосомы. Есть указания на преимущественно периферическое расположение половых хромосом в ядре у человека (Barton et al., 1964).

Ядро—цитоплазма. На клеточном уровне организации бросается в глаза прежде всего дифференциация на ядро и цитоплазму. Морфология клеток делает довольно очевидными соотношения между ядром, цитоплазмой и средой, как в смысле последовательности попадания информации (среда → цитоплазма → ядро), так и в смысле большего разнообразия цитоплазм (клетки разных тканей) и однообразия ядер. Показано, что ядра в любой клетке организма (по крайней мере у определенных видов) содержат всю генетическую информацию (постоянная память), в то время как цитоплазма клетки определяет специализацию данного сорта клеток (оперативная память), определяет, какую часть генетической информации необходимо извлечь из ядра в каждом отдельном случае.

Гаметы—соматические клетки. На организменном уровне организации элементами являются клетки. Клетки организма делятся на гаплоидные (гаметы) и диплоидные (соматические). Прежде всего обращает на себя внимание большое разнообразие (морфологическое и физиологическое) соматических клеток по сравнению с однообразием гамет. Очевидна также специализация этих подсистем в осуществлении задач наследственности и изменчивости. Гаметы представляют консервативную тенденцию, а соматические клетки, наоборот, тенденцию изменчивости. Потоки информации от среды в течение всей жизни воспринимают соматические клетки (организмы растут, развиваются, стареют и пр.), и только после переработки в оперативной памяти суммарная за жизнь, итоговая информация может попасть в постоянную память, в гаметы (в форме элиминации, дискриминации или привилегии данной особи или в форме передачи каких-либо мутагенных влияний).

Общество (правши—левши). Дифференциация общества на правшей и левшей создает два поведенческих режима (психики): консервативный режим правшества—психология сохранения (аналог женского пола), и оперативный режим левшества—реформаторская психология изменения, поиска нового, (аналог мужского пола). Первые максимально приспособлены к оптимальной (стабильной) среде, вторые—к экстремальной.

* * *

Сопряженные пары подсистем не исчерпываются только приведенными структурами. Уже сейчас можно привести (или возможно, что будут открыты в будущем) и другие самовоспроизводящиеся системы, построенные аналогичным образом. Между парами бактерия—фаг, ген—признак и другими существуют, видимо, во многих отношениях такие же взаимоотношения.

Дифференциация на сопряженные подсистемы имеет место не только в самовоспроизводящихся структурах, но также во многих биологических рабочих системах и вообще во всех эволюционирующих, следящих системах. Например, такие биологические системы, как кофермент—апофермент, антиген—антитело, правое—левое полушария и подкорка—кора головного мозга, симпатическая—парасимпатическая вегетативная нервная система и другие обладают чертами, характерными для постоянной и оперативной памяти.

Принцип сопряженных подсистем лежит также в основе дифференциации некоторых социальных институтов: государственный аппарат—правительство, производство—наука, больница—поликлиника, школа—вуз. Отмечались, например, аналогичные соотношения между наукой и производством, с одной стороны, и взаимоотношениями подсистем в популяции—с другой (Гуревич, 1966). Такие черты науки, как большее разнообразие направлений, относительная лабильность, право на поиск, с вытекающими отсюда надеждой находок и риском ошибок, придают ей свойства прогрессивности (оперативная память). Напротив, меньшая дисперсия направлений, относительная стабильность и инерционность, требование рентабельности, придают производству черты совершенства (консервативная память). Можно думать, что для всех эволюционирующих систем, тесно связанных со средой, такая дифференциация повышает устойчивость и способствует их дальнейшей эволюции.


Приложение В: Рисунки и Таблицы


Рис. 6.3 Эволюция размножения (Геодакян, Геодакян, 1986). А—только бесполое размножение; Б, В, Г—чередование бесполого и полового поколений;
Д—– только половое размножение. ▬ - 2n—Диплоидная фаза цикла, ─ - n—Гаплоидная фаза цикла, ▬► —Мейоз, ─▌─ —Митоз, ● —Спора,

— одноклеточный или многоклеточный организм, — зигота

● n — гаметы мужские, женские; — процесс оплодотворения

Табл. 2.1 Половой диморфизм по основным причинам смерти (США, 1967 г.)*

Причина смерти	Смертность на 100 000		Соотношение полов, % ♂♂
	мужчин	женщин
Опухоли дыхательной системы	50.1	8.5	85.5
Другие болезни дыхательной системы (71% эмфизема)	24.4	5.0	83.0
Цирроз печени	18.5	9.1	67.0
Атеросклероз, включая болезни сердца	357.0	175.6	67.0
Симптомы старости и болезней	14.9	8.3	64.2
Пневмония исключая новорожденных	32.3	19.5	62.4
Другие болезни сердца	17.9	11.1	61.7
Другие болезни сосудистой системы	18.2	11.1	62.1
Опухоли органов пищеварения и брюшины	53.0	36.2	59.4
Все остальные болезни	32.4	22.4	59.1
Опухоли других и неопределенных мест	20.5	14.7	58.2
Родовые повреждения, постнатальная асфиксия и ателектаз	11.9	8.4	58.6
Некоторые болезни раннего детства	29.2	21.6	57.5
Другие болезни, особенно раннего детства и юношества	15.3	11.7	56.7
Неревматический хронический эндокардит и повреждения миокарда	26.8	20.5	56.7
Общий атеросклероз	17.2	14.8	53.8
Повреждения сосудов, влияющие на центральную нервную систему	96.3	83.3	53.6
Гипертоническая болезнь	22.3	22.2	50.1
Опухоли гениталий	17.9	20.1	47.1
Сахарный диабет	14.9	16.8	47.0
Опухоли груди	0.2	24.6	0.8
Все случаи:	891.2	565.5	61.2

*—Включены все причины смерти, дающие вклад более 1%.

Табл. 4.3 Соотношение полов при злокачественных новообразованиях и врожденных пороках развития
(сводные данные мировой статистики) (из Раевский, Шерман, 1976 с изменениями).

Системы и органы	Филогенетическая “новизна” органа и системы	Локализация органа в пределах системы	Соотношение полов, ♂♂ : ♀♀		Врожденный порок
			По раку	По порокам**
Нервная система	Относительно древняя
Головной мозг			1.21* 1.28***	0.54 0.57	Анэнцефалия Черепно-мозговые грыжи
Спинной мозг	Новый		1.27*	0.73	Спинно-мозговые грыжи
Периферические нервы	Древние		1.04*
Система дыхания	Новая		0.68*
Гортань	Новый	Вход системы	11.66* 9.1***
Легкие	Новый	Внутреннее звено	6.09* 6.66***	0.73	Агенезия Аплазия Гипоплазия легкого
в том числе:
центральный рак			11.05*
периферический рак			7.7*
бронхиолярный рак			0.75*
Пищеварительная система	Древняя		1.3*	1.5	Все органы пищеварительной системы
Язык	Относительно новые	Вход системы	3.09* 2.3***
				Продолжение на следующей странице