Ноосферное мышление. Часть II. Эволюция. Культура. Экспансия

Во время зарождения и первоначального развития Жизни в виде молекулярной эволюционирующей единицы естественный отбор выбрал наиболее удачный генетический код для эффективной редубликации. Как мы знаем, он состоит из 4 аминокислотных остатков (аденин, тимин, цитозин и гуанин) и 20 аминокислот. Другими словами, это молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). После этого вся дальнейшая эволюция Жизни начала строиться на этом генетическом коде, и он стал, как мы знаем, единым и универсальным для всего живого на Земле.

1.3. I программная организованность – генетическая и II программная организованность – физиологическая

Жизнь зародилась на молекулярном уровне, а далее в виде макромолекулярных гиперциклов эволюционировала до одноклеточных форм – микроорганизмов, бактерий. Одноклеточные особи – это особи II уровня организации Жизни, гипопостемы. Или гиперцикличные программно организованные пространственно отграниченные системы.

Гиперцикл – это многоуровневая диссипативно-проточная цикличная структура, в которой циклы разной масштабности соподчиняются между собой так, что это придаёт системе в целом новые широкие и гибкие свойства к адаптации и самоорганизации. Можно сказать, что гиперцикл – это сложившаяся в эволюции иерархия функциональных циклов, которой живёт любая биологическая особь. Гиперцикл – основа структурного строения Жизни.

Гипопостема – гиперцикличная программно организованная пространственно отграниченная биологическая система. Это биологические одноклеточные (бактерии) – особи II уровня организации, многоклеточные организмы – особи III уровня организации и государства – особи IV уровня организации Жизни.

Если редублицирующиеся макромолекулы (РНК) сами для себя «программно» организованы (в соответствие со своими свойствами), то размножением и ростом одноклеточных управляет содержащаяся в них генетическая программа. Поэтому одноклеточные есть программно организованные биологические системы. И в них макромолекулы ДНК, макромолекулы, определяющие наследственность, – это макромолекулы генетической, или I программной организованности.

Программная организованность (ПО) – высочайшая пейсмекерная организованность, при которой задействованные управляющие прямые и обратные связи в гиперцикле достигают такой численности и комплексности, что гиперцикл пространственно отгораживается и его воспроизводство оказывается полностью под контролем сильного пейсмекера. С этого момента пейсмекер выступает как программа, управляющая всеми внутренними структурными перестройками в образовавшейся из гиперцикла гипопостеме. Программа прекращает действие дарвиновского отбора внутри образовавшейся гипопостемы и «вытесняет» его во внешние условия.

С образованием гипопостем эволюция Жизни идёт далее как эволюция программно воспроизводящихся самоорганизующихся систем. Любая биологическая особь – это программно воспроизводящаяся самоорганизующаяся система. Подверженная, естественно, дарвиновскому отбору.

И тут очень важный момент: говоря о появлении второй программной организованности, мы должны понимать, что она включает в себя первую. Что это значит? Что во время второго транссамоорганизационного перехода генетическая программная организованность расширилась так, что стала включать в себя как бы две подпрограммы:

– первая подпрограмма – это редубликация ДНК самих себя, их структурное воспроизводство и

– вторая подпрограмма – это управление ДНК созданием всех физиологических процессов в клетке (но не их последующим функционированием!). Создав вокруг себя физиологию клетки, ДНК создают вокруг себя своеобразную зону биохимического комфорта с гомеостазом, так, чтобы их процессу редубликации почти ничего не мешало. То есть I программная организованность клетки несёт в себе программу организации II программной организованности – физиологической. Генетическая программа не управляет физиологией – она её создаёт. Создаёт с гомеостазом, то есть биохимически самоорганизующейся. Это происходит после деления клетки и её роста до взрослого состояния. Когда клетка вырастает и созревает для следующего деления, её физиологическая самоорганизованность обретает самостоятельность, то есть функциональную независимость от генетической самоорганизованности. Генетическая программная организованность клетки (наследственность) становится способной как бы «делегировать» содержащуюся в себе в потенциале самоорганизованность на структурный уровень выше – в биохимию физиологической самоорганизованности (в гомеостаз). Можно сказать так: после того, как генетическая программная организованность «запустила» клеточную физиологию вокруг себя, она себя в клетке сохраняет как в своей специальной активной «зоне комфорта» до следующего цикла деления и размножения.

Сделав своим предметом биохимию физиологической самоорганизованности ты, читатель, обрёл научный статус Физиолога. А тот учёный, который как бы остался изучать генетическую программную организованность, занял специальность Генетика.

С этого момента, говоря о II программной организованности, мы должны уточнять, какую её форму имеем в виду: потенциальную или актуализированную. Потенциальная «записана» в генетическом коде и предаётся при делении и размножении. Это хорошо знакомая нам «наследственность. Актуализированная работает «в натуре» и воплощает собою жизнедеятельность (физиологическую самоорганизованность) одноклеточных.

Благодаря II программной организованности микроорганизм активно сохраняется и выживает как цельная и пространственно обособленная биохимическая система. Что здесь значит слово «активно»? Это значит, что особь уже способна привлекать по ситуации для своего гомеостаза содержащиеся в себе и «законсервированные» энергетические ресурсы. Не будем забывать, что любая живая особь – это система, содержащая в себе накапливаемую после рождения и взросления энергию. Каждое живое существо – это как бы аккумулятор биохимической энергии. И чем сложнее особь и чем выше она стоит на эволюционной лестнице, тем хитрее и гибче она этой энергией для своих потребностей распоряжается. А значит, проявляет активность.

Когда Жизнь в своей эволюции поднялась на II уровень организации и в её экосистеме появились простейшие биохимически активные одноклеточные – прокариоты, произошёл второй транссамоорганизационный переход.

Теперь, когда вместе с автором ты, Читатель, как бы умозрительно наблюдаешь все эти эволюционные процессы и события «со стороны», ты вместе с ним после второго транссамоорганизационного перехода вышел не только на позиции Генетика и Физиолога, ты вышел на позицию Микробиолога.

Прошли миллионы лет эволюции и оказалось, что на усложняемой генетической программной организованности могут быть выстроены не только сложные одноклеточные микроорганизмы (те же эукариоты), но и многоклеточные организмы. Сначала как колонии равноправных одноклеточных, а далее как организмы с клеточной специализацией. Прошли ещё миллионы лет, и Жизнь в самой себе разделилась на два, можно сказать, основных лагеря – растений и животных. На фотолитотрофов и хемоорганотрофов. Первые стали выращивать свою биомассу на аккумулируемой солнечной энергии, а вторые начали питаться первыми. Физиология первых выстроилась на таком веществе, как хлорофилл, а в физиологии вторых появился такой орган, как желудок, и стали они – животными. Образовалась первая трофическая пирамида.

Методологическое отступление.

О вычленении и классификации транссамоорганизационных переходов.

Очевидно, что в эволюции Жизни все транссамоорганизационные переходы разные и их можно «рассортировать» по значимости, масштабности, всеобъемлемости… Появление многоклеточных по своей сути тоже транссамоорганизационный переход, как и деление особей по своей физиологии на два лагеря – растений и животных. Разумеется, эти два транссамоорганизационных перехода можно включить «в общий ряд» и присвоить им, так сказать, «самостоятельные порядковые номера». Насколько это разумно и удобно, я, автор, считаю, что это решат мои последователи. А на данный момент третьим транссамоорганизационный переходом я вижу переход от активной биохимии к активной биофизике. То есть такой переход, после которого особь оказывается уже не стихийно дрейфующим, а активно перемещающимся в пространстве своей экологической ниши физическим телом.

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!)