По каким признакам организованы биологические системы. Биологические системы

Тема: «Биологические системы: принципы функционирования»

Цели урока :

Обогатить мировоззрение учащихся междисциплинарным синергическим подходом в изучении живого; определить основные принципы самоорганизации, критерии построения саморазвивающейся среды, установить условия устойчивого развития в изменяющемся мире;
- конкретизировать естественнонаучную картину мира примером функционирования живых систем, познакомить учащихся с принципами организации живой и неживой систем;
- использование диалога как эффективного способа осуществления рефлексии

Человек - примат, который разделяет общее происхождение с другими приматами, такими как шимпанзе или горилла. Внутри приматов они являются шимпанзе, гориллой и орангутаном, их ближайшими родственниками. Это сходство больше, чем между шимпанзе и гориллой или гориллами и нами, поэтому шимпанзе и люди разделяют более недавнего общего предка, чем с гориллами.

Какая биологическая наука более точно установила родство человека и шимпанзе? В какой ситуации произошла эволюция гоминид? Объясните особенности его эволюции? Около 2 8 миллионов лет назад на планете Земля была одна полярная ледяная шапка, Антарктика, но с этого момента наблюдалось увеличение климатической нестабильности, которая определяла постепенное охлаждение в северном полушарии. из 2 4 миллионов лет был глобальный климатический кризис, связанный с появлением второй полярной ледяной шапки в Арктике.

Пояснительная записка

«Разум, хорошо упорядоченный, дороже разума, хорошо упакованного»
М. Монтень

Ключевые идеи:

Мы живем в мире неустойчивых процессов с нарушенной симметрией между прошлым и будущим;
- в открытой системе каждый человек рассматривается, как неповторимая индивидуальность, инициирующая и организующая свой уникальный процесс освоения мира;
- синергетический подход, опирающийся на универсальную эволюционную картину мира, способствует стиранию границ между естественнонаучным и гуманитарным знанием;

К концу миоцена африканская среда обитания начинает меняться. Африка к тому времени была покрыта тропическими лесами. Различные тектонические процессы, а также постепенное увеличение глобальной температуры планеты привели к сезонным сухим климатом. Таким образом, открылись просторы лесов и саванн. Что называется индексом энцефализации? Объясняет особенности мозга в гендерной гомо.

Чтобы сравнить энцефарон разных видов, мы вычисляем вес мозга, который он должен иметь в соответствии с его весом тела, и мы сравниваем это значение с его фактическим весом мозга. Индекс между ожидаемым значением и реальным значением известен как индекс энцефализации. У людей энцефалон в 2, 9 раза больше ожидаемого размера головного мозга для приматов гаплорино, которые имеют наш вес тела.

Занятие построено на принципах технологии диалогового обучения и воспитания (научности, адресности, креативности). Занятие включает разнообразные виды диалога: внешний – презентации учащихся (позволяет структурировать информацию, обеспечивает расширение, приращение знаний о системном подходе в изучении живого), внутренний - диалог со своим внутренним «я» учителя и ученика, выход на уровень осмысленного и осознанного понимания проблемы и диалог «экзистенциональной» направленности - приводит к взаимопониманию и взаимообогощению субъектов общения, развитию личностных качеств, придание обучению развивающей направленности)

Предлагаем презентацию:

Выберите наиболее подходящий из двух вариантов определения:

Базовые свойства систем, отражающие схему функционирования, сводятся к следующему:

Системы

Система – это:

• 1) целое, созданное из частей и элементов целенаправленной деятельности и обладающее новыми свойствами, отсутствующими у элементов и частей, его образующих;
• 2) объективная часть мироздания, включающая схожие и совместимые элементы, образующие особое целое, которое взаимодействует с внешней средой.

Допустимы и многие другие определения. Общим в них является то, что система есть некоторое правильное сочетание наиболее важных, существенных свойств изучаемого объекта.
Признаками системы являются множество составляющих ее элементов, единство главной цели для всех элементов, наличие связей между ними, целостность и единство элементов, наличие структуры и иерархичности, относительная самостоятельность и наличие управления этими элементами. Термин «организация» в одном из своих лексических значений означает также «систему», но не любую систему, а в определенной мере упорядоченную, организованную.
Система может включать большой перечень элементов и ее целесообразно разделить на ряд подсистем.

Подсистема – набор элементов, представляющих автономную внутри системы область (экономическая, организационная, техническая подсистемы).

Большие системы (БС) – системы, представляемые совокупностью подсистем постоянно уменьшающегося уровня сложности вплоть до элементарных подсистем, выполняющих в рамках данной большой системы базовые элементарные функции.

Система обладает рядом свойств.

Свойства системы – это качества элементов, дающие возможность количественного описания системы, выражения ее в определенных величинах.
Базовые свойства систем сводятся к следующему:

• – система стремится сохранить свою структуру (это свойство основано на объективном законе организации – законе самосохранения);
• – система имеет потребность в управлении (существует набор потребностей человека, животного, общества, стада животных и большого социума);
• – в системе формируется сложная зависимость от свойств входящих в нее элементов и подсистем (система может обладать свойствами, не присущими ее элементам, и может не иметь свойств своих элементов). Например, при коллективной работе у людей может возникнуть идея, которая бы не пришла в голову при индивидуальной работе; коллектив, созданный педагогом Макаренко из беспризорных детей, не воспринял воровства, матерщины, беспорядка, свойственных почти всем его членам.

Помимо перечисленных свойств большие системы обладают свойствами эмерджентности , синергичности и мультипликативности .

Свойство эмерджентности – это

• 1) одно из первично-фундаментальных свойств больших систем, означающее, что целевые функции отдельных подсистем, как правило, не совпадают с целевой функцией самой БС;
• 2) появление качественно новых свойств у организованной системы, отсутствующих у ее элементов и не характерных для них.

Свойство синергичности – одно из первично-фундаментальных свойств больших систем, означающее однонаправленность действий в системе, которое приводит к усилению (умножению) конечного результата.

Свойство мультипликативности – одно из первично-фундаментальных свойств больших систем, означающее, что эффекты, как положительные, так и отрицательные, в БС обладают свойством умножения.
Каждая система имеет входное воздействие, систему обработки, конечные результаты и обратную связь (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Схема функционирования системы

Классификация систем может быть проведена по различным признакам, однако основной является группировка их в трех подсистемах: технической, биологической и социальной.

Техническая подсистема включает станки, оборудование, компьютеры и другие работоспособные изделия, имеющие инструкции для пользователя. Набор решений в технической системе ограничен и последствия решений обычно предопределены. Например, порядок включения и работы с компьютером, порядок управления автомобилем, методика расчета мачтовых опор для ЛЭП, решение задач по математике и др. Такие решения носят формализованный характер и выполняются в строго определенном порядке. Профессионализм специалиста, принимающего решения в технической системе, определяет качество принятого и выполненного решения. Например, хороший программист может эффективно использовать ресурсы компьютера и создавать качественный программный продукт, а неквалифицированный может испортить информационную и техническую базу компьютера.

Биологическая подсистема включает флору и фауну планеты, в том числе относительно замкнутые биологические подсистемы, например муравейник, человеческий организм и др. Эта подсистема обладает большим разнообразием функционирования, чем техническая. Набор решений в биологической системе также ограничен из-за медленного эволюционного развития животного и растительного мира. Тем не менее последствия решений в биологических подсистемах часто оказываются непредсказуемыми. Например, решения врача, связанные с методами и средствами лечения пациентов, решения агронома о применении тех или иных химикатов в качестве удобрений. Решения в таких подсистемах предполагают разработку нескольких альтернативных вариантов и выбор лучшего из них по каким-либо признакам. Профессионализм специалиста определяется его способностью находить лучшее из альтернативных решений, т.е. он должен правильно ответить на вопрос: что будет, если..?

Социальная (общественная) подсистема характеризуется наличием человека в совокупности взаимосвязанных элементов. В качестве характерных примеров социальных подсистем можно привести семью, производственный коллектив, неформальную организацию, водителя, управляющего автомобилем, и даже одного отдельного человека (самого по себе). Эти подсистемы существенно опережают биологические по разнообразию функционирования. Набор решений в социальной подсистеме характеризуется большим динамизмом, как в количестве, так и в средствах и методах реализации. Это объясняется высоким темпом изменения сознания человека, а также нюансов в его реакциях на одинаковые однотипные ситуации.

Перечисленные виды подсистем обладают различным уровнем неопределенности (непредсказуемости) в результатах реализации решений (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Соотношение неопределенностей в деятельности различных подсистем

Не случайно в мировой практике легче получить статус профессионала в технической подсистеме, значительно труднее – в биологической и чрезвычайно трудно – в социальной!
Можно привести очень большой список выдающихся конструкторов, изобретателей, рабочих, физиков и других специалистов-техников; значительно меньше – выдающихся врачей, ветеринаров, биологов и т.д.; на пальцах можно перечислить выдающихся руководителей государств, организаций, глав семей и т.д.

Среди выдающихся личностей, работавших с технической подсистемой, достойное место занимают: И. Кеплер (1571–1630) – немецкий астроном; И. Ньютон (1643–1727) – английский математик, механик, астроном и физик; М.В. Ломоносов (1711–1765) – российский естествоиспытатель; П.С. Лаплас (1749–1827) – французский математик, астроном, физик; А. Эйнштейн (1879–1955) – физик-теоретик, один из основателей современной физики; С.П. Королев (1906/07–1966) – советский конструктор и др.
Среди выдающихся ученых, работавших с биологической подсистемой, можно назвать следующих: Гиппократ (ок. 460 – ок. 370 до н. э.) – древнегреческий врач, материалист; К. Линней (1707–1778) – шведский естествоиспытатель; Ч. Дарвин (1809–1882) – английский естествоиспытатель; В.И. Вернадский (1863–1945) – естествоиспытатель, гео- и биохимик и др.
Среди персоналий, работавших в социальной подсистеме, нет общепризнанных лидеров. Хотя по ряду признаков к ним относят российского императора Петра I, американского бизнесмена Г. Форда и других личностей.
Социальная система может включать биологическую и техническую подсистемы, а биологическая – техническую (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Взаимодействие подсистем

Социальные, биологические и технические системы могут быть: искусственными и естественными, открытыми и закрытыми, полностью и частично предсказуемыми (детерминированные и стохастические), жесткими и мягкими. В дальнейшем классификация систем будет рассматриваться на примере социальных систем.
Искусственные системы создаются по желанию человека или какого-либо общества для реализации намеченных программ или целей. Например, семья, конструкторское бюро, студенческий профсоюз, предвыборное объединение.
Естественные системы создаются природой или обществом. Например, система мироздания, циклическая система землепользования, стратегия устойчивого развития мировой экономики.
Открытые системы характеризуются широким набором связей с внешней средой, сильной зависимостью от нее. Например, коммерческие фирмы, средства массовой информации, органы местной власти.
Закрытые системы характеризуются главным образом внутренними связями и создаются людьми или компаниями для удовлетворения потребностей и интересов преимущественно своего персонала, компании или учредителей. Например, профсоюзы, политические партии, масонские общества, семья на Востоке.
Детерминированные (предсказуемые) системы функционируют по заранее заданным правилам, с заранее определенным результатом. Например, обучение студентов в институте, производство типовой продукции.
Стохастические (вероятностные) системы характеризуются трудно предсказуемыми входными воздействиями внешней и (или) внутренней среды и выходными результатами. Например, исследовательские подразделения, предпринимательские компании, игра в русское лото.
Мягкие системы характеризуются высокой чувствительностью к внешним воздействиям, а вследствие этого – слабой устойчивостью. Например, система котировок ценных бумаг, новые организации, человек при отсутствии твердых жизненных целей.
Жесткие системы – это обычно авторитарные, основанные на высоком профессионализме небольшой группы руководителей организации. Такие системы обладают большой устойчивостью к внешним воздействиям, слабо реагируют на небольшие воздействия. Например, церковь, авторитарные государственные режимы.
Кроме того, системы могут быть простыми и сложными, активными и пассивными.

Приложения

Дается характеристика систем, их особенностей, уровней организации. Особо выделяются исторические персоналии, внесшие вклад в развитие систем.

Сравните живые и неживые системы.

Заполните таблицу:

Клеточный уровень организации живой материи: значение, роль в природе (презентация)

Сообщение ученика по интересующей его теме: «Нация как проявление пространственной организации жизни»

Жизнь – это поток событий, обеспеченный определенной пространственной организацией.

Как сказал В.И. Вернадский, «Быть живым – значит быть организованным».

Одной из форм пространственной организации жизни является нация, которая формируется вследствие взаимодействия группы людей с окружающей средой.

Нацию определяют три признака: язык, историческая память, и территория, на которой эта нация живет. Любая система лишь тогда выживает, когда ее составные части несут достаточно информации, чтобы приспособиться к вечно изменяющимся условиям нашей планеты. Для человечества это означает, что каждый народ должен обрести свой неповторимый опыт, он же откладывается в культурных достижениях, которые могут оказаться нужными всем. Обратимся к такому примеру: Япония.

Японцы учат всех нас приспосабливаться к условиям «космического корабля», когда всего мало – естественных ресурсов, пространства, - все надо беречь, а потому каждый должен воспитывать в себе скромность в личных потребностях. С Японии к нам пришла икебана- искусство изысканных композиций из минимального количества естественного материала; короткий стих, передающий неповторимость мгновения, - хокку, и обряд чайной церемонии, когда всем надлежит любоваться и радоваться всему, что тебя окружает.

Вопрос классу:

Изобразите уровни организации живого, известные Вам из курса биологии. Определите, какой уровень организации (система) заинтересовал вас как объект дальнейшего изучения?

Класс сложных систем, обладающих рядом специфических особенностей, характеризующих жизнь: способностью расти и размножаться, реагировать на внешние воздействия и изменяться. Жизнь в Б. с. обеспечивается обменом веществ, комплексом физ.-хим. процессов и хим. реакциями синтеза и разложения, имеющих сложный циклический характер и ферментативную природу. Б. с. являются открытыми системами, которые получают извне вещества и энергию, и создают из них сложные структуры, обладающие более низкой энтропией, чем окружающий мир. Б. с. могут существовать только благодаря развитию специальных подсистем управления, регулирующих ферментативные реакции обмена веществ и всю жизнедеятельность организмов. Они обладают способностью воспринимать и перерабатывать информацию, вырабатывать управляющие (эффекторного характера) сигналы. I

Для описания Б. с. необходимы следующие понятия.

Элемент системы - наименьшая структурная единица, которая еще обладает чертами, выражающими гл. качество системы. I Напр., для сложного организма таким элементом будет клетка, т. к. ей присущи важнейшие качества жизни. Для популяции элементом будет особь с ее качествами, характеризующими поведение. Элемент Б. с. имеет сложную структуру и ф-ции.

Сложность структуры системы определяется количеством и разнообразием элементов и подсистем, которые условно можно разделить на рабочие и управляющие. Степень сложности систем в основном определяется развитием отдельных элементов и подсистем, а также самой системы, сформированной в иерархические «этажи».

Связи - это энергет. и вещественные взаимодействия систем и элементов. Физ. связи определяются непосредственным видом и Значимостью передаваемой энергии и вещества в балансе энергии элемента или системы-адресата. В информационных связях энергия используется лишь как носитель сигнала, управляющего деятельностью элемента или системы.

Для физ. связи важен вид и напряжение передаваемой энергии, а для информационной - код, т. е. тип сигналов, напр., молекула РНК, нервный импульс, слово или вещь. Связи делятся на внешние и внутренние. 1

Сложность деятельности Б. с. определяется числом условно выделенных ее функций (программ) и сложностью последних, что выражается к-вом функциональных актов или циклов, числом участвующих в них элементов и подсистем и протяженностью их во времени. Сложность ф-ций определяется к-вом информации, перерабатываемой внутри системы, т. е. к-вом сигналов и сложностью моделей.

Сложные отношения, в которых находятся между собой Б. с., носят иерархический

характер. Степень независимости одной системы от другой, более крупной системы, прибл. определяется ее жизнеспособностью при отключении от нее энерг. и информационных воздействий со стороны других подобных систем. С понятием сложных отношений связана степень упорядоченности системы или степень непротиворечивости деятельности ее подсистем и элементов, т. е. то, насколько частные ф-ции не мешают, не противодействуют друг другу. Повышение степени упорядоченности увеличивает устойчивость системы, но понижает способность к эволюции.

Более общим и широким понятием является уровень организации, под которым понимают тип структурных и функциональных отношений, определяющих в конечном счете жизнеспособность системы и ее способность к организации внеш. среды. Организация и упорядоченность системы не являются противоположными понятиями, т. к. при высоком уровне организации система может значительно меняться, а относительная гармония между частями при этом сохраняется. Это возможно благодаря развитию моделирующих способностей в сфере управления («уровень сознания»), позволяющих предусмотреть в моделях динамику изменения среды и самой системы для нахождения наилучших вариантов поведения.

Эволюция, т. е. усложнение системы и лучшая приспособленность к среде происходят по-разному: на уровне изменчивости элементов (напр., мутации) или путем целенаправленного изменения организации в сфере управления (напр., воспитание человека или совершенствование общества).

Классификация Б. с. носит условный характер, поскольку нет единого критерия для подразделений и всегда существуют промежуточные формы. Принятая в зоологии и ботанике система классификации не пригодна для рассмотрения Б. с. «в информационном» плане. Более целесообразным является разделение Б. с. на пять иерархических уровней сложности: одноклеточные организмы, многоклеточные организмы, популяции, биогеоценоз и биосфера.

Одноклеточные организмы - это огромное число видов микроорганизмов (микроплазмы, вирусы, бактерии, простейшие). Величина их колеблется от 0,1 до 100 мкм. Подсистемы - органоиды клетки - можно разделить на рабочие и управляющие. Клетка имеет сложное строение, в котором полужесткий скелет (оболочка, перегородки, каналы) сочетается с вмонтированными в него органоидами. Ф-ции клетки - обмен веществ, рост и размножение, реакции на внеш. раздражители в виде изменения обмена и формы движения - в общем виде характерны для всего живого. Все рабочие и управляющие ф-ции клетки поддерживаются за счет хим. процессов ферментативной природы - начиная от способа получения энергии и вплоть до синтеза новых структур или расщепления существующих.

Механизм управления клеткой - это сочетание дискретных процессов синтеза молекул белков - ферментов, необходимых для осуществления той или иной ф-ции, и непрерывных процессов изменения их активности в ходе выполнения регулируемых реакций. ДНК представляет собой модель клетки - ее структуры и функций. В ней, как и в памяти машины, записаны исходные данные задачи и программа ее решения. В ДНК спец. триплетным кодом записана структура всех нужных белков. Это занимает, по-видимому, приблизительно треть ее «памяти». Остальная часть занята «программой считывания», представленной «генами-регуляторами», ответственными за синтез спец. веществ-репрессоров, которые включают синтез нужного фермента только при поступлении от рабочих подсистем сигнала о готовности. Сигнал этот поступает в виде другого активного вещества - регулятора. Таким образом осуществляется выполнение этапов циклических ф-ций (напр., рост и деление) под контролем обратных связей. Синтез белков-ферментов осуществляется по этажной программе с регулируемыми звеньями: ДНК (ядро) - РНК (рибосомы) - белки - их перемещение к месту действия.

Усиление или торможение активности уже синтезированных ферментов осуществляется начальными и конечными продуктами соответствующих хим. реакций. В этом состоит второй механизм регулирования. Следовательно, и в этом случае действуют обратные связи, т. е., регулирование клетки можно представить себе в виде сложной сети, состоящей из «рабочих» и «регулирующих» дискретных и непрерывных хим. реакций. Протекание их характеризуют пространственные координаты (фиксация на «скелете» клетки) и концентрационно-временные характеристики, обеспечивающие циклические ф-ции (выделение) и непрерывные процессы обмена.

Уровень организации одноклеточных по сравнению с другими Б. с. невысок, хотя и не сравним ни с одной тех. системой по к-ву перерабатываемой управляющей информации. Новые приспособительные (адаптивные) программы здесь не вырабатываются в течение жизненного цикла, а создаются лишь в результате мутаций.

Степень упорядоченности, видимо, высокая, т. к. «периферия» - органоиды - имеют ограниченную «самостоятельность» в пределах регулирования действия ферментов, а структура жестко задана моделью в ДНК. Тем не менее изменения в отдельных генах ДНК - мутации, вызывающие небольшие отклонения в функционировании одного органоида, - переносятся другими генами за счет местного приспособления, т. е., имеется возможность для эволюции вида. Этому способствует быстрота размножения путем деления, позволяющая накапливать отдельные мелкие изменения в структуре и ф-циях. В результате этого возникают новые ф-ции.

Многоклеточные организмы проделали большой путь эволюции от губки до

человека. Они весьма разнообразны по размерам и сложности. Особенностями структуры является дифференциация клеток (мышечные, эпителиальные, соединительнотканные, половые), выражающаяся в усилении и усложнении какой-то одной ф-ции клетки за счет ослабления или даже исчезновения др. ф-ции. Напр., сократительная ф-ция в мышечной клетке усиливается за счет исчезновения ф-ции переваривания. Дифференцированные клетки, объединенные в органы и системы (рабочие и управляющие), обеспечивают соответствующие ф-ции всего организма. К «рабочим системам» относятся: пищеварительная, выделительная, дыхательная, сердечно-сосудистая, двигательная, ретикуло-эндотелиальная. Управляющими системами являются эндокринная и нервная. Т. о., в многоклеточном организме можно выделить три иерархических уровня структурной сложности: клеточный, органный и системный. В пределах каждого уровня есть свои подсистемы, которые тоже составляют иерархию.

Информационные связи в организме осуществляются через центр, нервную систему кодом нервных импульсов - и через кровь - кодом гормонов. Передача энергии и веществ идет контактно, через кровь и посредством сокращения мышц внутр. органов.

Функции многоклеточного организма описываются понятиями рефлекса и инстинкта. Инстинкт объединяет иерархию и сочетание рефлексов по времени, направленных на сохранение вида. Это своеобразная программа, состоящая из множества подпрограмм. Можно выделить два инстинкта - продолжение рода, состоящий из полового и родительского, и самосохранения - из пищевого и защитного. В программе инстинкта можно выделить две стороны: внешнюю деятельность - поведение, выражающееся у животных и человека сложным кодом двигательных актов, управляемых анимальной нервной системой и осуществляемых мышцами, и внутреннюю деятельность - выражающуюся в управляемом гомеостазисе, в сочетании ф-ций внутренних органов, управляемых эндокринной и вегетативной нервной системами и призванных энергетически обеспечить выполнение двигательных актов (см. Регулирующие системы организма).

Программы управления и регулирования, в общем виде «записаны» в ДНК, а подробно - в структуре формирующихся в процессе роста нервной и эндокринной систем, как взаимодействие наследственной информации (ДНК) с внеш. воздействиями. Взаимоотношения между внутренней и внешней частями программы (между поведением и гомеостазисом) таково: ведущей является, видимо, программа жизненного цикла (рост, созревание, размножение), заложенная в эндокринной системе. Стимулы от нее идут в анимальную нервную систему, настраивая и активизируя соответствующие сложные условные и безусловные рефлексы поведения - добывание пищи, поиск самки, воспитание детенышей. Сами рефлексы осуществляются в зависимости от раздражителей, получаемых извне. Регулирование гомеостазиса «подстраивается» под двигательные акты поведения и в то же время является для них обратной связью, т. к. энергетически ограничивает их. Т. о., существует схема с четырьмя взаимосвязанными звеньями и обратными связями.

В информационном плане индивидуальное развитие организма можно представить себе таким образом: в ДНК заложены модели всех специализированных клеток с их тонкой структурой и функцией. ДНК содержит также программы считывания специфической информации для клеток, т. е. собственно программу роста и созревания целого организма и всех его частей. Эта программа состоит из этапов, представленных отдельными кусками ДНК, в которых периоды созревания и прогрессирующей специализации клеток перемежаются с размножением. В ДНК заложены также регуляторы этапов, которые включаются с периферии факторами-инициаторами, появляющимися из совокупности размножающихся клеток. Индивидуальное развитие организма на ранней стадии приблизительно повторяет историю эволюции видов, однако с пропусками и со смещениями во времени. Рост и созревание организма происходит вследствие взаимодействия генетической программы, заложенной в ДНК, с влиянием внешней среды и ответами на него растущего организма. Т. о. среда влияет на формирование растущего организма, хотя и в ограниченных пределах. Уровень организации многоклеточных организмов неодинаков у разных видов. Чем сложнее организм, тем выше организация и упорядоченность.

Старение и умирание также необходимы для эволюции. Пока не существует единого мнения о механизмах старения. Предполагают, что планомерное ослабление некоторых ф-ций запрограммировано в генах так же, как и рост, и развитие. Однако, действительный процесс старения, видимо, является сочетанием программы старения с накоплением помех в виде ошибок в генетическом аппарате клеток и балластных хим. веществ внутри клеток и между ними. Помехи нарушают процессы регулирования, понижают способность противостоять болезням.

Биологический вид не следует рассматривать как систему, поскольку он не имеет четких границ во времени и пространстве и выражается в других системах - популяциях. Тем не менее можно говорить о законах формирования и изменения видов, изучаемых в генетике. Основой генетики является учение о мутациях и рекомбинациях как источниках новой генетической информации. При этом нужно учитывать, что в процессе реализации мутантной модели ДНК в организме все значительные изменения в генах делают организм нежизнеспособным, поскольку нарушают координацию между его частями. Однако, умеренные изменения в модели возможны благодаря значительной гибкости генетической

программы формирования, допускающей развитие организма ценой напряжения частных приспособительных механизмов. Так возникает генотип с рядом новых признаков - мутант. Правда, такие индивиды чаще всего бесплодны или имеют пониженную плодовитость, что приводит к быстрому вытеснению их из популяции более плодовитыми «нормальными» конкурентами. Поэтому новые виды могут возникать только тогда, когда благоприятные мутации и рекомбинации сочетаются с изменением внеш. условий. Происходит естественный отбор.

Если популяция с новыми ценными наследственными данными уже сформировалась, то в дальнейшем она распространяется и «дорабатывается» путем последующих мутаций и рекомбинаций, усиливающих новый ценный признак и уменьшающих то внутреннее напряжение приспособления, ценой которого происходило формирование организма по измененной генетической модели ДНК.

Популяцией наз. совокупность особей одного вида, объединенных местом и временем проживания, что дает им возможность общаться между собой. Основу популяций составляет число и частота генотипов - т. е. вариантов наборов генов (рецессивных и доминантных), заложенных в ДНК всей совокупности особей. Это определяет возможности популяции в борьбе за существование и перспективы ее эволюции.

Элементом популяции является особь (фенотип) - животное или растение с его признаками - структурными и функциональными особенностями. Подсистемами популяции являются семьи и стаи. Структура популяции может иметь различную подвижность и ограниченную сложность, которые определяются разнообразием и характером связей, тесно зависящих от развития коры мозга. Связи внутри системы бывают физические (непосредственные физ. воздействия особей друг на друга посредством движения) и информационные (обмен сигналами - звуками, позами, мимикой), которые отражают прямые воздействия. Степень сложности и богатство сигналов определяются развитием коры мозга. Трудно выделить программы, относящиеся собственно к популяции. Она живет инстинктами особей как элементов системы. Только у высших животных с хорошо организованной стаей появляются свои законы сообщества, существенно влияющие на жизнь индивидуумов.

Биогеоценоз - система, состоящая из популяций отдельных биол. видов, объединенных общностью географ, и климат, условий. Элементами системы являются особи, подсистемами - семьи, стаи и популяции. Связи бывают прямые - физические и информационные (сигналы) и непрямые - через неживую природу и низшие биол. виды. Степень организации системы низкая и повышается только в результате воздействий человека. Упорядоченность ее тоже низкая. Система существует при постоянной межвидовой и, частично, внутривидовой борьбе.

Биосфера - это соиокупность всего живого на планете.

О Б. с. известно пока очень немного. Чтобы повысить эффективность управления Б. с., необходимо углублять исследования не только традиционными методами, но и путем изучения количественных моделей, создаваемых кибернетикой биологической. Н. М Амосов