Диалектический эволюционизм в теории развития жизни (к 120-летию со дня рождения А.А. Любищева)
Жизнь и творчество А.А. Любищева дали яркий пример того, как сочетая приверженность философии, критическое отношение к действительности и учитывая противоположные научные взгляды, можно двигаться к новому знанию и мировоззрению. Поддерживая такую позицию, автор пытается разрабатывать новую эволюционную парадигму (Савинов, 2007, 2008а, б, 2009а, б), излагая ряд тезисов и в данной статье.
1. Палеонтологические сведения, данные космических исследований и математические расчеты (см. Кастлер, 1967; Свиточ и др., 2004; Манагадзе, 2009; Benton, Harper, 2009) позволяют считать, что жизнь возникла на Земле и развивается как уникальное, диалектичное явление, в частности, с одной стороны, закономерное, с другой - случайное.
Жизнь закономерна, поскольку является естественным, «необходимым» процессом развития Земли, ее способом существования. Давно рассчитано, что вероятность возникновения жизни как случайного явления ничтожно мала - 10-255 (Кастлер, 1967). Несмотря на это, одновременно жизнь случайна, т.к. ее возникновение обусловлено «удачным» стечением обстоятельств: формированием Солнечной системы и в ней - Земли, положением нашей планеты в космическом пространстве, ее физико-химическими, массово-объемными и другими особенностями.
Таким образом, вопреки умозрительным концепциям «панспермического» характера и близким к ним (см. Гонтарева, Кузичева, 2007; Спирин, 2007; Манагадзе, 2009), жизнь - уникальное, т.е. случайно-закономерное земное явление.
2. Развившиеся из абиотических компонентов живые системы качественно, принципиально отличаются от неживых систем. Данная новизна (эмерджентность) обусловлена появлением в живых органоминеральных телах процессов управления на основе возникшего явления информации. Это означает, что живые и порожденные ими в дальнейшем социальные и автоматические системы (как кибернетические) есть совокупности контуров регулирования, состоящих (в самом общем виде) из управляющих (УП) и исполнительных (ИП) подсистем, взаимодействующих с образованием информационных связей (потоков информации): прямых (от УП к ИП) и обратных (от ИП к УП). Примеры специфичных кибернетических систем (контуров регулирования) на разных уровнях биологической и социальной организации: ДНК-РНК-белок; клеточное ядро - цитозоль; генотип - фенотип; симбионты - хозяин; самцы - самки; хищник - жертва; менеджеры - вспомогательный персонал; органы госвласти - остальные члены социума и т.д. (см. Савинов, 2006, 2007).
3. Вопреки распространяющимся в научной и околонаучной среде теологизированным представлениям (см. Нилов, 2007; Жиров, 2008; Штеренберг, 2009), окружающий нас мир лишен сверхестественных явлений и материален (Тернер, 2009; Савинов, 2009б), т.е. состоит из вещества разной степени дисперсности. При этом «мир соткан из взаимодействий, все ими пронизано, все ими движется» (Хайтун, 2009, с. 82), части и частицы вещества непрерывно взаимодействуют между собой не только непосредственно, но и через поля, в сущности представляющие собой «разреженное» вещество с новыми свойствами. «Будучи источником всего и вся…, взаимодействия сами себя развивают, являясь движущей силой эволюции, ее фундаментальной сущностью…» (Хайтун, 2009, с. 82). Взаимодействия проявляются в форме разнообразнейших флюктуаций материальных частей и частиц. Вследствие этого, «по-видимому, регулирование и вообще направленное изменение любого процесса в природе, органической и неорганической, под действием какого-либо фактора возможно именно благодаря такой флюктуационной форме всех процессов» (Петрашов, 2006, с. 12). В результате всеобщих взаимодействий и флюктуаций «саморазвитие материи составляет настолько неотъемлемую часть всего сущего, что само существование реальных систем возможно лишь в режиме эволюционирования» (Хайтун, 2009, с. 82). Его направление определяется элементарным механизмом движения материи (ЭМД) - сдвигом флюктуаций в сторону сильнее действующего внешнего фактора (Петрашов, 2006).
Указанные явления затрагивают и живые тела. Их филогенез в основном определяется факторами земной природы (ведущий среди них - гравитация), направленными на сгущение земной материи. Но одновременно на живые тела действуют и космические факторы (со стороны Солнца, Луны и других космических тел), среди которых доминируют воздействия Солнца. Эти воздействия обусловливают флуктуации в живых телах в направлении эволюционно менее выраженного рассеяния земной материи. В этом аспекте жизнь как кибернетическое явление есть один из процессов исторического развития Земли - особого материального тела (как в плане внутренней организации, специфики эндо- и экзогенных физико-химических процессов, так и в аспекте взаимодействия с сопредельным космосом) (см. Сидоренков, 2002; Свиточ и др., 2004; Леонов, 2010). Живые системы, развиваясь в гео- и гидросистемах земной коры активно участвуют в квазициклических процессах сгущения - рассеяния земной и околоземной материи. Ряд этих процессов традиционно рассматривается в форме биотических «круговоротов» химических элементов. В действительности (в соответствии с диалектическим законом спиралевидного хода исторического развития) эти процессы являются квазициклами (вследствие медленной собственной эволюции).
Например, сложившийся у высших растений тип организации соответствует их космической роли и весьма наглядно демонстрирует диалектичность космических функций (ассимиляция и диссимиляция) жизни, состоящих, с одной стороны, в сгущении материи, закреплении ее в теле Земли; с другой стороны, в гораздо менее выраженном рассеянии этой материи в сопредельном космическом пространстве. Растения аккумулируют солнечную энергию для синтеза биополимеров из рассеянных простых веществ. Тем самым они способствуют сгущению материи. В результате этих процессов возникли гигантские залежи каменного угля и запасы гумуса в современных почвах. Однако одновременно в процессе роста растения удаляют от поверхности Земли химические элементы (материю) и рассеивают часть своей запасенной энергии.
«Спиралевидно» развивающиеся квазициклы вещества и потоки энергии «не были изобретением биосферы»: земные абиотические квазициклы сменились гораздо более разнообразными, масштабными и интенсивными биотическими квазициклами; причем «отходы жизнедеятельности биосферы (каменный уголь, руды металлов и др. - А.С.) постепенно включаются эволюционно более продвинутым социальным миром в свои круговороты (вернее, квазициклы - А.С.), которые, будучи также незамкнутыми, приводят к засорению среды отходами жизнедеятельности теперь уже ноосферы» (см. Хайтун, 2009, с. 121-123).
4. Развитие жизни как явления включает необратимые исторические изменения: а) биосистем различных уровней организации и экосистем (элементами которых являются эти биосистемы и абиотические компоненты); б) систем социальных, биотехнических и автоматических, порожденных общественными биологическими видами (человек, общественные насекомые и др.). Совокупность этих исторических изменений предлагаю рассматривать в качестве предмета интегративной теории развития жизни, т.е. теории, интегрирующей рациональные элементы разрабатываемых эволюционных концепций (Савинов, 2008, 2009), нередко конфликтующих между собой из-за игнорирования, искажения или абсолютизации их авторами материалистической диалектики и ряда эволюционных постулатов.
Рациональность таких элементов должна определяться соответствием: во-первых, законам диалектико-материалистической философии, закономерностям кибернетики и биосистемологии (Савинов, 2006); во-вторых, практическим достижениями естественных наук. Исходя из этого, автор полагает рассматривать историческое развитие природы как диалектический эволюционизм.
Это, в частности означает, что уже сейчас (и в перспективе) необходимо рассмотрение диалектических пар эволюционных факторов и систем, например: «активность бионтов - естественный отбор», «эндогенез - эктогенез»; «генотип - фенотип», «номогенез - тихогенез»; «монофилия - полифилия»; «дивергенция - конвергенция»; «градуализм - сальтационизм», «антагонизм - кооперация» и др. (Савинов, 2009а). Исходя из этого, развитие жизни представляется процессом развития противоречий в системе указанных диалектических пар эволюционных факторов. В соответствии с таким пониманием характера филогенеза, диалектический эволюционизм как концепцию можно непрерывно развивать и совершенствовать, поскольку она всегда «открыта» для рассмотрения новых (и углубленного анализа известных) диалектических пар эволюционных факторов, выявляемых по мере развития различных областей биологии.
Можно полагать, что главная цель (задача) теории развития жизни - познание причин, механизмов, правил и законов филогенеза биосистем для гармоничного встраивания в общий процесс исторического развития Земли и сопредельного космоса. Наряду с этим, представляется, что задачами теории развития жизни являются также описание, объяснение и прогнозирование филогенеза биосистем.
Исходя из материалистической философии, развитие жизни необходимо рассматривать как диалектический процесс, включающий эволюции и революции (Журавлева, 2009). Эволюции - это относительно медленные, количественные (аллогенные, идиоадаптивные), необратимые изменения, а революции - относительно быстрые, качественные (арогенные, ароадаптивные), необратимые изменения биологических, социальных, биотехнических и автоматических систем. Несколько изменяя определения Н.Н. Иорданского (2001), причинами филогенеза, или эволюционными факторами, будем считать любые явления, вызывающие случайные и закономерные необратимые изменения биологических, социальных, биотехнических и автоматических систем, а механизмами филогенеза - способы действия и взаимодействия этих факторов.
5. Как было показано ранее (Савинов, 2008а, 2009а) и в пункте 4 во избежание надуманных концептуальных коллизий, полярные (противоположные) эволюционные факторы автор рассматривает в диалектическом единстве.
Диалектическая пара «активность бионтов - естественный отбор». В общем смысле активность системы (в том числе живой) можно определить как степень и характер ее взаимодействия (в количественном и качественном аспектах) с окружающей средой (т.е. с другими системами) (Савинов, 2009а). Нередко бывает так: чем сильнее и сложнее взаимодействует система с окружающей средой, тем она активнее, т.е. тем больше вызывает количественных и качественных изменений в окружающей среде, в других системах.
Однако вещественно- и энергоэкономные процессы управления, присущие адаптирующимся системам (биологическим, социальным, автоматическим), приводят к таким результатам (изменениям в самих системах и в окружающей среде), которые значительно превосходят по масштабам средства (в вещественном и энергетическом выражениях), затраченные на акт управления (см. Савинов, 2006). Например, дистантная хемокоммуникация насекомых основана на восприятии ими в экосистемах слабых (несколько молекул феромона в кубическом метре воздуха), но информационно ценных химических сигналов из комплекса природных и техногенных одорантов с больших расстояний (до сотен метров) (см. Савинов, 1995, 1996). Посредством таких слабых (в вещественном и энергетическом выражении) управляющих сигналов происходит привлечение большого числа самцов к самке, что позволяет ей оптимально выбрать партнера для спаривания и обеспечить воспроизведение вида. Таким образом, активность адаптирующихся систем, в отличие от косных, выражается не только в физических (вещественных, энергетических), но и в информационных взаимодействиях с окружающей средой. При этом контрагентами информационных взаимодействий могут быть только адаптирующиеся системы.
Активность адаптирующихся систем в первую очередь задается их управляющими элементами, но также зависит и от структурно-функциональных особенностей исполнительных элементов. В живых организмах как адаптирующихся системах главными управляющими являются элементы генотипа, нервной и гуморальной систем (лучше называть их подсистемами). Они определяют характер активности остальных (фенотипических) элементов организма, но деятельность последних в свою очередь диалектически корректирует активность управляющих элементов по каналам обратной связи (Савинов, 2006, 2007).
Активность генотипа определяется строением ДНК (хромосом), которое и обусловливает взаимодействия ее элементов между собой и с окружающей их средой. Эти взаимодействия могут быть разной природы. Активация генов происходит под влиянием энергии из экзогенной среды (экосистемы) и от взаимодействующих с генами продуктов трансляции и транскрипции (см. Чадов, 2007). Однако в целом активность организма такова, что он в определенной степени автономизируется от экосистемы, может регулировать свои отношения с ней, чтобы сам и его потомки могли осуществлять созданную наследственную программу вещественно-энергетического и информационного взаимодействия с окружающей средой. Система любого про- и эукариотического организма может рассматриваться как интегрированная сеть контуров регулирования на разных уровнях. Онтогенез организменной системы данного биологического вида происходит путем возникновения и разрешения противоречий между ее элементами на основе попеременно образующихся отрицательных и положительных обратных связей в соответствующих контурах регулирования (это справедливо и для системы «генотип-фенотип»). «Историческая спираль», состоящая из витков-онтогенезов данного биологического вида, отражает процесс его эволюции.