ПРОБЛЕМЫ ЭВОЛЮЦИИ Почему индивиды объединяются в сообщества? почему два типа взаимодействия конкуренция и кооперация являются необходимыми элементами сообщества. Чем сложнее сообщество – тем обостреннее взаимодействие. Зачем формируется генотипическое разнообразие? Наследование приобретенных признаков… Почему живая материя идет своей эволюцией в отличие от неживой материи: 1. определение понятия система 2. принципиальные различия между физическими и биологическими системами (к кому адресаваться: физик - Э.Шредингер; биолог- Людвиг фон Берталанфи) 3. понятие ЭНТРОПИИ и 2 закон термодинамики 4. живые системы как системы принципиально открытые и удаленные от равновесия 5. Энтропия живых систем 6. Общий закон биологии (Бауэр) Человек не подвержен биологической эволюции, а подвержен культурной эволюции. Но биологическая Э для человека не прекращается, т к с появлением антропогенной среды: коллективное знание, коллективный интеллект, т.о. происходит затенение биологического развития. Мы должны полностью адсорбироваться от процессов культурной эволюции, а должны рассматривать только контекст биологический. Система-1 множество элементов, сложное взаимодействие которых приводит к возникновению нового, отличного от элементов, целого образования Законы физики приложимы к живым системам, но они дополняются особенными качествами, которых нет в неживой системе Трудность определения живых систем состоит в их разнообразии, но также и много сходств. Шредингер – придумал, что от живых организмов следует ждать новых законов, отличных от физических ( книга «что такое жизнь с точки зрения физики») К концу 19 века с использованием эмпирических методов оформилось 2 взгляда на развитие материи вообще 1) направление эволюции физических систем (сформулировал С. Карно (занимался тепловыми двигателями)) Любая изолированная или закрытая система спонтанно развивается в направлении постоянно нарастающего беспорядка. => движется к хаосу Полный хаос наступает тогда, когда выравниваются все градиентов – все растворяется во всем. Т.о. физический мир стремится к наиболее вероятному состоянию Энтропия – это (величина) мера беспорядка, чем меньше Э тем больше упорядоченность 2 закон термодинамики- в каждом физическом процессе Э остается постоянной, если Э увеличивается то процесс необратим. Т.О. хаос может только нарастать Живые системы развиваются наоборот от беспорядка к порядка с нарастанием сложности в отношениях между элементами. Здесь Берталанфи обратил внимание на то, что физические системы м.б. закрытыми, то живые системы не могут быть закрытыми, они всегда открыты. Принцип Берталанфи: живые системы, социальные системы и отдельные организмы не могут быть описаны в рамках классической термодинамики т.к всегда являются открытыми. Он ввел термин текучее равновесие, т.к системам для подпитывания себя нужен поток энергии из окружающей среды. Живые системы упорядочены => поэтому они находятся вдали от равновесия Т.о. живые системы уменьшают свою Энтропию Порядок и низкая Э в Ж системе поддерживается не внешними источниками, а внутренними механизмами. ОБЩИЙ ЗАКОН БИОЛОГИИ (БАУЭР)- живые системы никогда не находятся в равновесии (со средой) и функционируют за счет своей энергии постоянно совершая работу против навязываемого внешними условиями равновесия. Благодаря чему в условиях взаимодействия сохраняется устойчивая структура системы (теория самосозидания живых систем) Структуры систем Паттерн (рисунок) организации живых систем Текучее равновесие живых систем Паттерн организации как инвариант и спецификация живых систем через паттерн организации. Круговая организация и Самоограничение Атрибутивная целостность живой системы и функция ДНК. Роль обратных связей в сохранении живой системы Гомеостаз и удержание целостности Познание, как свойство живого Когнитивная (познавательная) сфера и информационный гомеостаз Любая Ж система сочетает постоянство и изменчивость в силу своей открытости. Две теории по поводу этого парадокса: 1) Теория самосозидания живых систем (теория аутопоэза) Умберто Матурана, Франциско Варела. Система выражается не через свойства элементов, а через паттерн организации (мозги разных животных) живая система характеризуется организационной закрытостью=> сохранение паттерна. Круговая организация 2) Целостность - Атрибутвная, присуща системе (зигота с набором ДНК) присуща только живым системам; - Имманентная, такая целостность, которая не присуща объекту а навязана наблюдателем; Сведения о самой себе содержатся в неизменном виде Ф-и организма обеспечивающие воспроизведение и существование Матричная функция ДНК: каждый организм передает сведения о себе (неизменна) Транскрипционная функция ДНК: считывается при непрерывном взаимодействии со средой. Активное создание границ между собой и средой : комплекс операций, отделяющих организм от среды не позволяя растворяться в среде => живые системы гомеостатические (Клод Бернар) гомеостаз –постоянство внутренней среды – саморегулирующийся механизм, который позволяет механизмам поддерживать себя в состоянии динамического баланса, в то время как переменные колеблются в допустимых пределах. Сохранение Г требует соблюдение следующих условий: 1 необходимо сохранять все необходимое для выживания 2. необходимо отторгать все чужеродное Все живые системы – познавательные, свойство живой материи – самопоправка и самооценка, появляется идеальная составляющая. Ж С – С которые не отражают взаимодействие а активно конструируют (теория Матурана) Привыкание, один из механизмов информационного гомеостаза Почему ЖС саморазвивающиеся в сторону усложнения: обратные связи положительные и отрицательные Положительные и обратные связи зависимость к-л действия от результата пмредыдущего (положительные ОС- самоусиливающийся процесс, увод системы от равновесия => состояние неустойчивости)и Порог устойчивости Неравновесные состояния и нелинейная взаимосвязь компонентов системы Точки бифуркации (разделение) Теория диссипативных структур (рассеивание при взаимодействии со средой) Уровни организации живого: клетки, индивиды, сообщества Вся эта хрень описана в теории самоорганизации и саморазвития живых систем Пригожина ЖС-нелинейные, на одно воздействие м.б. не 1 следствие Если мы докажем, что сообщество – явление гомеостатическое… ГОМЕОСТАЗ- механизмами регуляции численности индивидов, которые входят в сообщество. Сущ. Ли мех-мы : 1. ограничение сроков жизни индивидов 2. регуляция рождаемости 1. по поводу этого – 2 класса теорий 1 теория предложена русским Мечниковым С возрастом в организме накапливаются отравляющие в-ва в кишечнике. теория другой вариант той же идеи по поводу процессов старения митохондрий – энергетические процессы связаны с окислительными процессами => свободные радикалы вызывают повреждение клеток. Однако почему для каждого вида конкретный срок жизни? 2 класс. Скулачев. У организма заложена программа самоуничтожения. Т.о. должны существовать гены, ответственные за программирование умирания=> это было подтверждено. № червь. У него обнаружен ген, ограничивающий срок жизни. Мутация этих генов (нокаут – вышибание генов) приводит к увеличению срока жизни. У дрозофил тоже были установлены такие гены, мыши.. Ни у одного вида не бывает бесконечного числа потомков. Вымирание вида, который сдерживает размножение, менее вероятно чем нездержанных. Регуляция размножения связана с соотношением полов. Рональд Фишер – в нормальных условиях соотношение – 50X50 – в других случаях – колебания маятника. Спонтанно регулируемые механизмы заселения территории на определенной территории – только гормонально независимо от территории. № у мышей при увеличении численности – увеличиваются надпочечники – уменьшаются размножение=>