Деятельность каждой клетки и каждого организма управляется с помощью внутреннего механизма. Например, все клетки развивающегося эмбриона исходно одинаковы, но затем они постепенно дифференцируются и в итоге становятся высокоспециализированными. Зверь, бегущий через лес, постоянно меняет свою походку, очертания и направление движения в зависимости от восприятия ситуации и в соответствии с процессами, заложенными в его системе управления. Подсолнечник в поле ориентирует свое соцветие прямо на солнце. Очевидно, что существует определенное взаимодействие между средой и живым организмом, которое запускают процессы, идущие внутри этой особи и обуславливающие ее поведение. Из всех возможных способов поведения только один реализуется в данный конкретный момент. Более того, не все живое способно вести себя одинаковым образом. Поведение растений, например, значительно отличается от поведения животных. Не все животные обладают одинаковыми возможностями. Некоторые более гибки, чем другие, и способны жить и даже процветать в самых разных условиях окружающей среды.
Система управления клеткой имеет преимущественно биохимическую основу. Химические реакции протекают внутри клетки, а также между клеткой и окружающей ее средой. Такие реакции могут изменять ее функциональное состояние. Некоторые реакции носят регулярный и повторяющийся характер, обеспечивая необходимое в данный момент состояние клетки. Другие происходят редко и приводят к радикальным изменениям ее состояния.
Межклеточное взаимодействие также основано на биохимических процессах внутри каждой клетки, но оно включает также и поведение клеток как целостных единиц. На поведение клетки влияют те клетки, с которыми она вступает в контакт. Например, Т-клетки (лимфоциты) иммунной системы человека патрулируют по всему телу, выслеживая вторгшихся микробов. Они опознают клетки как свои или чужие на основе химических процессов. Когда же клетка опознана как чужая, Т-клетки агрессивно ее атакуют. Поведение Т-клетки имеет серьезные последствия для клетки, с которой она входит в контакт. Таким образом, взаимодействие между клетками управляется как процессами, протекающими внутри каждой клетки, так и самой формой их поведенческого взаимодействия. Когда одна клетка воздействует на другую неожиданным или необычным способом, то происходит нечто новое. Меняется характер взаимодействия. Именно таков, например, случай взаимодействия вируса иммунодефицита человека и клеток иммунной системы.
Такие взаимодействия определяют функциональное состояние и возможности организмов. Биохимия каждой клетки внутри органа определяет ее поведение. Поведение всех клеток, составляющих определенный орган, формирует функциональные возможности органа. Функционирование органа влияет на другие группы органов. Биохимические процессы и поведение клеток, деятельность систем органов и других компонентов в совокупности определяют поведение организма как целого. Следовательно, функционирование каждой клетки лежит в основе функционирования всех компонентов тела. Каждый компонент влияет на любой другой.
Хотя можно считать, что функционирование всех представителей одного биологического вида определяется единой для всех системой управления, каждая отдельная особь отличается от любой другой. Одно из объяснений выдвигает генетическую причину такого разнообразия. Некоторые особи имеют гены, которые влияют на морфологию и функционирование в одном направлении, гены других особей действуют в другом направлении. В соответствии с другим объяснением, основой биологического разнообразия является индивидуальный опыт.
Когда феномен индивидуальных различий рассматривается в контексте дихотомии «гены – опыт», то это следует считать серьезным упрощением исключительно сложного вопроса. Представляется, что не существует какого-либо простого способа для разделения вклада каждого из этих факторов в развитие и функционирование индивида. Если уподобить развитие организма строительству дома из готовых блоков, то гены ответственны за создание фундамента, блочных конструкций и их пространственного размещения в одном здании. Они также закладывают системы электрооборудования и водоснабжения для всей постройки. Опыт – фиксируемые результаты взаимодействия развивающегося организма со средой – также играет свою роль. В нашей аналогии со строительством опыту отводится роль специалистов, работа которых делает здание пригодным к эксплуатации. Электрик, плотник, водопроводчик и т. д. – все они вносят свой вклад в завершенное здание.