Любой живой организм - это большая (состоящая из большого числа элементов) и сложная (с многообразными связями между элементами) система. Биоорганизмы можно представить как объемную сеть из связанных между собой элементов. Сеть, в которой элементы и связи зачастую не различаются между собой, поскольку в биологических системах структура и функция столь же часто синонимичны.
Пытаясь изучить некоторый процесс или элемент биосистемы, мы, прежде всего, сталкиваемся с трудностями выделения этого элемента из биосети (биосистемы). Мы видим при этом, как за выделяемым элементом начинает тянуться сеть множественных связей (зависимостей) изучаемого элемента (процесса) с другими элементами метаболизма, что создает иллюзию контроля этого процесса со стороны какого-то сложного, еще неизвестного управляющего механизма. Тогда как в действительности мы наблюдаем не механизм централизованного управления - его нет, - а сеть связей между элементами системы с многосложными аутоколебательными ритмами и аутогомеостазом.
Изучать сложные системы нам помогает теория планирования эксперимента, позволяющая устанавливать между элементами системы множественность корреляционных связей с их значимым весом в исследуемом процессе.
Отдельная клетка многоклеточного организма, как уже говорилось, столь большая и сложная система, что адекватное описание эволюции такой большой системы современными методами с использованием ЭВМ становится невозможным даже с учетом быстродействия электронных вычислительных устройств самой отдаленной перспективы. Невозможно дать адекватное описание системы взаимодействующих элементов, если число элементов в системе превышает 106. Напомним, что число только нуклеотидов в генетическом аппарате человека порядка 10*109.
Поэтому-то и возникает насущная необходимость в новом подходе к изучению больших сложных систем. Таковым может быть системный анализ.
Биосистемы любого уровня сложности в терминах системного анализа обладают, как было сказано, одними и теми же принципами организации. Напомним некоторые из них. Для биологических систем являются общими:
1) - принцип субоптимизации;
2) - принцип учета биосистемами маловероятных воздействий;
3) - для биосистем правомочно понятие фазового состояния системы;
4) - биохимические и другие процессы в организмах и экосистемах имеют характер колебаний;
5) - в биосистемах одни колебательные процессы могут модулировать другие;
6) - принцип аналоговой редупликации;
7) - для каждой биологической системы существуют (её) свойства, которые никогда не могут быть объяснены (получены) в результате изучения одной только этой системы (названный принцип является переносом в биологию принципа математической теоремы Гёделя «о неполноте» - самой мощной теоремы в математике и самой фундаментальной закономерности во вселенной);
8) - надежная работа биосистем основана на многоповторяемости их структурных и функциональных элементов;
9) - стратегия фило- и онтогенеза направлена на увеличение сложности и разнообразия структур, функциональных элементов и связей между элементами биосистем, что увеличивает их устойчивость;
10) - устойчивость биологической системы снижается при количественном уменьшении элементов и (или) сужении функциональных связей между элементами биосистемы;
11) -элементы биосистемы любого уровня сложности обладают относительной автономностью [44]; этот принцип присущ всем формам материи при рассмотрении различных уровней её организации от кварков до галактик [62];
12) - другой важный принцип системного подхода утверждает, что в филогенезе и онтогенезе биосистем отсутствует централизованное управление этими процессами на любом уровне их организации, в частности, в геноме любой клетки отсутствует аппарат, централизованно управляющий, например, онтогенезом многоклеточного организма (сюда не относятся элементы централизации в психоповеденческой адаптации), и т.д.
Подробное описание вышеперечисленных принципов системного подхода в биологии даётся в предыдущей главе, в которой были показаны параллели и аналогии функционирования экосистем, многоклеточных организмов и клетки в целом, позволяющие рассматривать отдельный организм как экосистему со сближенными элементами.
В своих рассуждениях мы воспользуемся шестью последними принципами-закономерностями биологических систем.
См. также:
Введение
Введение в проблему старения многоклеточных организмов
Основные положения теории онтогенеза
Основной движительный фактор онтогенеза
Дифференциальная репрессия генетического аппарата в онтогенезе
Репрессия генома гистонами происходит на всем протяжении онтогенеза
Информационный и энтропийный аспект геронтогенеза
Не существует генов старения
К вопросу о теломерной (теломеразной) теории старения
Обсудить на форуме
