1.4. Эволюция и самоэволюция Жизни

На втором уровне организации Жизни генетическая программа особей становится настолько сложной и богатой возможностями, что через физиологию клетки создаёт сама себе благоприятные условия самокопирования (деления). Далее на этом механизме генетического и физиологического воспроизводства возникает явление самоэволюции. Другими словами, достигнув определённого уровня своего развития, Жизнь оказывается способной не только эволюционировать, но и самоэволюционировать.

Мы знаем, что Жизнь эволюционирует «дарвиновской триадой»: наследственностью, изменчивостью (мутагенезом) и естественным отбором. До появления сложной физиологической программной организованности генетическая программа относительно проста и не может влиять на своё воспроизводство. Но когда она усложняется и создаёт себе условия для своего контролируемого воспроизводства, то через эти условия создаёт и соответствующие механизмы самовлияния. Генетическая программа становится такой, что благодаря влиянию самой на себя оказывается способна повышать эффективность выживания выстраиваемых на себе клеток (бактерий). Это явление влияния генетической программы самой на себя при процессе её редубликации микробиологи и биологи знают как явления кроссинговера.

Кроссинговер (от англ. «crossing over»– пересечение) – обмен участками гомологичных хромосом во время конъюгации в профазе первого деления мейоза, которое происходит, например, при образовании гамет или спор. Кроссинговер бывает мейотический и митотический.

Почему Жизнь оказалась заинтересована в появлении механизма кроссинговера и сделала его своеобразной нормой воспроизводства своих особей? Потому что через этот механизм Жизнь как бы «внутренними силами и возможностями» своих особей повысила эффективность мутагенеза и тем самым вероятность появления удачных мутантов для лучшего выживания вида. Если до кроссинго-вера мутагенез был результатом влияния только внешних или стихийных внутренних факторов (например, случайных ошибок копирования), то с появлением кроссинговера естественный мутагенез был дополнен искусственным. Генетическая программа стала настолько сложной, что оказалась способной сначала контролировать своё воспроизводство в клетке, а там, где контроль, там и один шаг до управления. И генетическая программа (также в процессе естественного отбора) стала такой, что проявила свойство создавать дополнительную управляемую хаотичность при своей редубликации. Это свойство – редублицироваться с кроссинговером – есть свойство редублицироваться с обменом участками хромосом (цепочек ДНК). Кроссинговер стал внутренним механизмом генерации дополнительного мутагенеза, а значит и механизмом создания дополнительного биологического разнообразия вида для естественного отбора.

С созданием механизма кроссинговера мы можем говорить о том, что Жизнь впервые показала себя как процесс, протекающий не только эволюционированием, но и самоэволюционированием. То есть благодаря внутренним самоорганизационным механизмам, которые дополняют и интенсифицируют естественные механизмы мутагенеза и наследственности. На уровне генетич еской программы Жизнь, разумеется, не может «знать», в каком «направлении» ей лучше эволюционировать. Да на первых шагах самоэволюционирования это и не нужно. Достаточно внутренними возможностями вмешаться в дарвиновскую триаду так, чтобы естественному отбору для его «работы» был предоставлен более богатый материал, а далее он сам решит, кого из претендентов на победу в борьбе за существование оставить, а кого элиминировать.

Самоэволюция (самоэволюционирование) – это явление, при котором на процесс естественной эволюции, обесцвечиваемый «дарвиновской триадой», накладывается процесс искусственной эволюции, создаваемой свойством программной организованности особи влиять на себя, на своё состояние и свою трансляцию в цикличности воспроизводства по поколениям. Эффект первичного самоэволюционирования достигается во внутреннем управляемом физиологическом процессе, создаваемым и контролируемым программной организованностью клетки.

Справка из Википедии:

Впервые кроссинговер был описан в 1911 году американским генетиком Томасом Хантом Морганом и его студентом и сотрудником Альфредом Стертевантом у плодовой мушки Drosophila melanogaster. В 1913 году Стертевант начал составление генетических карт на основании частот кроссинговера. В 1933 году Морган стал лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине «За открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности»!

1.5. III программная организованность – нейрофизиологическая

Детали физиологической организованности ты, Читатель, посмотри в первоисточниках по биологии, а здесь мы переходим к третьему транссамоорганизационному переходу: усложнение физиологической организованности животных в эволюции привело к тому, что в ней появилась нейрофизиологическая организованность. Простейшие животные обзавелись так же простейшей нервной системой. А к ней управляемыми локомоторными органами, позволяющими животному как физическому телу активно перемещаться в своей экологической нише. Первоначально – в гидросфере.

Когда многоклеточная особь организуется благодаря генетической программе как биохимическая система – это одно. Но когда особь оперативно организуется в своей экологической нише как активное физическое тело – это уже другое. И это происходит благодаря выстроенной на I и II программной организованности III программной организованности – нейрофизиологической. Соблюдая принцип самоорганизационной иерархии, мы отмечаем, что III программную организованность обеспечивает II, а далее изначально – I.

Нервная система животного – это орган, несущий в себе нейрофизиологическую самоорганизованность и реализующий её в процессе жизнедеятельности животного.

Методологическое отступление.

Сделав такой шаг в эволюционном изучении нашего предмета, мы в своей позиции Физиолога существенно специализировались и вышли на Нейрофизиолога. Привыкай к этой дисциплинарной трансформации, Читатель! Мы с тобой, познавая эволюцию Жизни, познаём её не просто как усложняющийся в своём развитии предмет, но как предмет, усложняющийся с принципиальными структурными усложнениями. Несколько непривычно звучит, но ты ведь находишься в смысловом пространстве уже ноосферной науки, а в ней есть много такого, чего нет в доноосферной. В ноосферной науке при познании Жизни по мере её эволюционирования мы мыслим транссамоорганизационными переходами. После преодоления каждого Жизнь создаёт принципиально новые формы биологической самоорганизованности. Они настолько разные, что по законам организации научного знания мы к каждой форме биологической самоорганизованности создаём свою научную дисциплину и к ней соответствующего специалиста. Поэтому, становясь понемногу в своём мышлении Ноосферянином, привыкай за отслеживанием эволюционных достижений Жизни переходить за ними на позиции соответствующих учёных-специалистов: начал с Биолога, а там продолжил Генетиком, Физиологом, Микробиологом, Нейрофизиологом…

Первые многоклеточные особи по своей физической структуре – это гелеобразные или желеобразные тела. Но, тем не менее, это физические тела, сохраняющие своё единство, размеры и свойства. Они химически открыты, так как питаются и выделяют продукты переработки, но всё же это физические тела. Или физические системы. Потянешь за одну часть – потянешь всю систему! Но чисто физическое тело едино физической самоорганизованностью (например, у него кристаллическая решётка), а многоклеточная особь как физическое тело едино биологической самоорганизованностью, можно сказать биомолекулярной. Ещё движение в сторону физической организованности проявилось в том, что многоклеточные особи стали включать в своё воспроизводство процессы и явления, имеющие характер не химических реакций. Например, обзавелись терморецепторами, аудиорецепторами и барорецепторами.

Многоклеточная особь – не простое физическое тело, оно с проточной диссипацией. А значит, может организовывать свою энергию не только на тепло, но и на внутренние и внешние динамические преобразования своей структуры. И преобразования циклические, позволяющие лучше выживать. Например, динамичнее плавать, хаотично двигая жгутиками. Хаотичные сокращения – уже активность, а значит область хаоса, в которой можно себя проявить внесением в неё какой-то организованной упорядоченности. То есть сделать сокращения телом не хаотичным, а цикличным и однонаправленным. А это значит, обрести способность траекторно плавать.

А теперь ещё шаг – сформировать способность траекторно плыть в нужном направлении. Для этого научится считывать такие физические параметры среды, чтобы среди них и вычислять это «нужное направление». Считывать и через нейрофизиологические обратные связи перекладывать на управление движением в нужном направлении.

Очевидно, что животное без нервной системы – это весьма сложная, но всё же биохимия. Напротив, животное с нервной системой – это уже субъектная индивидуальность, физиологическая активность которой дополнена информационной активностью. Третий транссамоорганизационный переход – это как вхождение животных в мир оперативной информации… Он открывается для тех, кто своей энергетикой оказывается способен питать нервные клетки, а те в свою очередь, работая как рецепторы, анализаторы и усилители, извлекают пользу из очень слабых воздействий как в самом организме, так и из приходящих из окружающей среды.

Многоклеточное животное с нервной системой (НС) – это уже поведенчески активная особь, которая (как физическое тело) благодаря своей нейрофизиологической организованности способна на оперативно-информационную и поведенческую самоорганизацию внутри своей экологической ниши и в целом внутри биосферы.

Здесь для Нейрофизиолога как Стороннего Наблюдателя появляется новый термин – поведенческий цикл ситуационной самоорганизации (ЦСС). Особь изначально живёт циклично, обладает физиологическими ЦСС, а теперь на базе этих ЦСС в эволюции открывает в себе способность для физических/поведенческих ЦСС. Ибо нейрофизиология обеспечивает две стороны таких ЦСС – самоорганизационную и локомоторно-диссипативную.

Происходит следующий транссамоорганизационный переход: внутри физиологической самоорганизованности Эволюция на генетической программной организованности создаёт нейрофизиологическо-поведенческую оперативную самоорганизованность.

(Здесь, в нейрофизиологии закладывается двухуровневая природа мышления.)

После того, как в эволюции возникает на III уровне организации самоорганизующийся субъект, он начинает нести в своей нервной системе управляемый хаос ситуационной адаптации. Субъект постоянно мониторит свою Картину мира и как только для него возникают сложности в штатном воспроизводстве, он их отражает в повышенной хаотичности своих нейрофизиологических моделей Картины мира. Чтобы «отбояриться» от проблем, нервная система имеющееся в себе отражение хаоса охватывает обратными связями своего интереса. И в этом уже управляемом хаосе вырабатывает конкретную модель активного поведения. То есть с мобилизацией внутренней энергии через локомоторные органы. Простейшее поведение – пространственная адаптация. Субъект плывёт либо к пище, либо отплывает от опасности. Либо по температурному или барическому градиенту среды.

Если сказать в кибернетических понятиях, то такая активность субъекта есть простейшая нейрофизиологическая обратная связь со своим лагом возбуждения, которая запускает нужную поведенческую реакцию.

Чтобы субъект реагировал на ситуацию однозначно с максимальной эффективностью, эволюция все подсобные процессы, обеспечивающие адекватность поведения, полностью автоматизирует и старается исключить из них какой-либо хаос. Говоря языком механики, исключить возможные люфты. ЦСС субъекта в соответствие с его интересом должны быть чёткими. В противном случае возможные промахи ведут к гибели.

Таким образом, высокая самоорганизованность субъекта в соответствии с его способностями означает, что все механизмы его воспроизводства находятся под его контролем. Либо они чётко автоматизированы, либо находятся в зоне управляемого хаоса.

Управляемый хаос. Если мы так говорим, то значит, в соответствие с кибернетической парадигмой подразумеваем субъекта, который этим хаосом управляет.

Управляемый хаос – это процесс перебора нервной системой возможных вариантов самоорганизации субъекта, в котором происходит выделение одного, самого оптимального, который НС и закладывает в поведенческую часть ЦСС.

Управляемый хаос Эволюция начинает у субъекта формировать тогда, когда его НС проявляет способность работать с вариантами управляющих обратных связей. (Если в обратных связях нет вариантов, то значит и нет хаоса, которым можно было бы управлять!)

Методологическое отступление

Если мы заводим разговор об управляемом хаосе, то должны раскрыть его суть, природу и механизм.

Управляемый хаос начинается с возникновения неоднозначности в обратносвязевых механизмах НС. И для субъекта желательно, чтобы эта неоднозначность, неопределённость, хаотичность отсутствовала. Избавиться от неё он может только одним способом: усложнить НС так, чтобы она охватывала эти обратносвязевые механизмы обратными связями более высокого порядка. То есть ставила первые под контроль и извлекала из этого пользу.

Работа простейшей НС субъекта устроена так:

– она постоянно отражает (в силу своих способностей) окружающий мир так, что несёт в себе Картину этого мира, частью которой является сам субъект;

– если в окружающем мире и в самом субъекте образуется хаос или какая-то неустойчивость, то их НС тут же отражает. Этим она начинает ЦСС;

– это отражение хаоса или неустойчивости является причиной, запускающей (пока только возможную!) поведенческую обратную связь: «надо что-то делать!»;

– если эта поведенческая ОС однозначная, то НС сразу на ней вырабатывает поведенческий алгоритм;

– если эта поведенческая ОС неоднозначная и в ней есть хаос, то НС охватывает её оценивающими ОС с точки зрения воспроизводства субъекта;

– этими ОС НС извлекает из хаоса оптимальное решение для поведенческой реакции субъекта и

– на основе этого решения разрабатывает поведенческий алгоритм;

– совершив нужную ему поведенческую реакцию, субъект избавляет себя от образовавшегося хаоса или сложившейся неустойчивости.

Например: проголодался – отправился на охоту – добыл пищу – поел – успокоился.

Ведь что такое управление? Это охват управляющей обратной связью.

Управляемый хаос – это созданный или поставленный под контроль уже существующий процесс, который охвачен управляющими обратными связями так, чтобы субъект в этом хаосе получил для себя нужные линии развития событий, а в итоге – нужный результат.

Особи в своей НС хаос не нужно создавать – он и так возникает из отражения развивающихся событий. Особи важно сделать этот хаос управляемым. То есть представить его как процесс, который и можно охватить обратными связями. Если процесса нет, то что охватывать и чем управлять?

Поэтому: НС отражает и моделирует развитие событий либо с вариантами, ибо отражение полипараметрально. В простейшей НС такое моделирование есть нейрофизиологическое отражение. И это отражение НС естественно оценивает только с точки зрения интереса своего субъекта. Внутренний хаос есть отражение внешнего хаоса. Но если внешний хаос развивается относительно медленно, то НС субъекта успевает на модель хаоса (длящуюся во времени) наложить свою ОС и выделить из этой модели желательный вариант реакции субъекта. Синергетика – это несколько усложнённая кибернетика.

Сначала нервная система обретает способность градиентной или немоделируемо-траекторной самоорганизации.

Мы можем считать, что Жизнь придала своим особям III уровня организации субъектную форму в лице первых животных с нервной системой примерно 600 миллионов лет назад. Первыми субъектами стали примитивные кишечнополостные: гидроидные полипы, актинии. Чуть позже эволюционную эстафету у них приняли уже не совсем примитивные кишечнополостные – медузы. Сегодня биологи насчитывают более 9 000 видов медуз. Надо думать, что миллионы лет назад количество видов медуз так же исчислялось тысячами – эволюция как экспансия любит разнообразие.

И тут мы сделаем небольшой онтологический шаг в сторону.