Естественные технологии биологических систем

В науке часто применяются вспомогательные (часто временные) понятия и термины. К их числу относится термин «современный функционализм». Под функционализмом подразумевается вся совокупность сведений о функциональных свойствах живых систем, функциональных подходах к этим системам и, наконец, взаимоотношения различных фундаментальных характеристик. Функционализм является одной из наиболее важных проблем не только физиологии, но и всех областей биологии, начиная с таких традиционных, кап зоология и ботаника, и кончая такими, как молекулярная биология, биоорганическая химия, биофизика и медицина. Современный функционализм не является только частью классического функционализма, связанного с расцветом физиологии. Следует надеяться, что подобно тому как в свое время функционализм XVII— XIX вв. внес неоценимый вклад в развитие науки о живом, так и современный функционализм станет одним из краеугольных камней всего комплекса биологических наук сегодняшнего и завтрашнего дней. Это существенно для наук, в которых рассматривается происхождение и развитие жизни, а также жизнь в ее различных проявлениях. С этой точки зрения понятны обоснованность, а также плодотворность современного функционализма, возрожденного в результате новой революции в биологии.

Особенность современного функционализма заключается в более глубоком понимании жизни как системы, где организация структур и функций взаимообусловлены. Вместе с тем жизнь — понятие динамическое, в связи с чем функциональные подходы к пониманию ее сущности особенно важны. Я хотел бы подчеркнуть, что современный функционализм технологичен в том смысле, что он рассматривает жизнь на всех уровнях как сложно организованный процесс, имеющий ряд особенностей. К числу таковых относятся полезные эффекты, сформировавшиеся в ходе эволюции, побочные эффекты, служащие материалом дальнейших эволюционных трансформаций, и т.д.

Начиная с Фрэнсиса Бэкона, сравнение отдельных органов с машинами получило широкое распространение. Различные типы машин, в особенности механических, стали привычными моделями для анализа структуры и функции различных органов живых существ. По мере развития химии для этой цели стали привлекаться химические устройства и процессы. Во многих случаях это было грубым упрощением биологического процесса, иногда облегчавшим, а иногда и затруднявшим его понимание. Однако анализ даже простых механических моделей позволял нарисовать картину, близкую к истинной. В качестве примера можно привести представление о движении крови в той форме, в какой оно было представлено В. Гарвеем.

Рис. 46. Схема развития органического мира. (По: Соколов В. с. Биосфера: понятие, структура, эволюция // В. В. Вернадский и современность. М., Наука, 1984. с. 98—122).

Эра экспериментальной биологии и медицины была одновременно и эрой естествознания, где естественные объекты интерпретировались в виде сложноустроенных машин. Нельзя исключить, что на смену таким представлениям сейчас приходит более глубокое понимание биологических процессов, где на первое место выйдут технологические идеи.

Следует еще раз сказать несколько слов о физиологической эволюции. По-видимому, в эволюционной физиологии существуют тесно связанные и не противоречащие друг другу направления, которые могут быть обозначены так функциональная эволюция и физиологическая эволюция. Функциональная эволюция связана с исследованием законов эволюции функций, Физиологическая эволюция изучает общие закономерности эволюционного процесса. Понятие физиологической эволюции включает в себя следующие положения.

1.    Однотипность процессов — отражение одного из фундаментальных принципов жизни как планетарного явления. Такой подход соответствует взглядам В. И. Вернадского о биосфере. Единство жизни на уровне биосферы обусловлено биотическими круговоротами, основанными на трофических связях, т.е. на функциональных взаимодействиях определенного типа. Такое единство возможно лишь при универсальности по крайней мере на двух уровнях: на уровне строительных блоков — мономеров (биохимический уровень) и на уровне функциональных блоков (физиологический уровень). Таким образом, первая и важнейшая закономерность, которую постулирует физиология, вступая в противоречие с другими науками, — это представление о жизни как планетарном процессе. Такой подход объясняет также и асимметрию жизни. Это не отрицает идеи, получившей широкое признание в нашей стране и за рубежом и заключающейся в том, что асимметрия жизни могла возникнуть в добиологический период в результате вероятностной флуктуации. Однако физиологическая эволюция свидетельствует, что такая асимметрия поддерживается вследствие гомеостатирования биотического круговорота.

2.    Стабилизация касается функционально значимых элементов, участвующих в выполнении элементарных функций, и не затрагивает других структур, где проявляются закономерности, чаще всего фигурирующие под названием нейтральной эволюции.