Шрифт:
Два других важных функциональных свойства жизнеспособной системы – регенерация и репликация – у клеток с очевидностью присутствуют. Клетки до определённой степени могут чинить поломки, которые происходят в них. И клетки в своём обычном состоянии могут реплицироваться, то есть создавать себе подобные экземпляры. Впрочем, для того чтобы считаться жизнеспособной системой, последние два функциональных свойства могут быть потенциально воплощены, то есть не проявляться в функциональности жизнеспособной системы в её конкретном состоянии, но потенциально могут быть реализованы.
Важно рассмотреть варианты гибели клетки, как мельчайшей жизнеспособной системы. Клетка перестаёт быть живой и постепенно «растворяется» в окружающей её среде из-за невозможности поддерживать свою целостность, охранять свою сложность от губительных воздействий среды, сохранять гомеостаз жизнеобеспечивающих процессов. Это может произойти из-за резкого нарушения целостности клетки вследствие внешних воздействий, а также из-за резких нарушений гомеостаза или разрушения системообразующих клеточных органелл из-за внутренних неполадок или дисфункциональности отдельных подсистем клетки. Кроме того, гибель клетки может произойти из-за её постепенного изнашивания, замедления метаболических процессов и «дряхления». Наконец, клетка может быть уничтожена в результате апоптоза, запрограммированного самоубийства, когда в результате получения внешнего управляющего сигнала запускаются внутренние процессы распада и гибели.
Поднимаясь на следующие уровни организации жизни следующую жизнеспособную систему можно обнаружить только на уровне организма. Ткани, органы и функциональные системы не могут жить в полном смысле этого слова отдельно сами по себе, хотя в определённых случаях и условиях можно организовать внешнюю поддержку процессов жизнеобеспечения таких систем. Перечисленные объекты являются элементами и подсистемами, которые сами по себе предназначены для поддержания жизни в своей надсистеме – целостном организме.
Другими словами, организм – это следующий уровень организации жизнеспособных систем, и именно организмы показывают все важные характеристики жизни, а именно: метаболизм, регенерацию и репликацию. Биологические организмы обмениваются со своей средой материей, энергией и информацией, что составляет сущность метаболизма на организмическом уровне. Регенерация биологических организмов является важной функциональной составляющей жизни, и способности организмов к регенерации для предотвращения пагубных воздействий среды на подсистемы жизнеобеспечения потрясают воображение. Наконец, репликация целых организмов – это обычный процесс воспроизводства себе подобных бесполым или половым путём для продолжения самой биологической жизни и обеспечения передачи генетической информации из поколения в поколение.
Как и в случае с клеткой, гибель организма может наступить в случае резкого воздействия неблагоприятных факторов внешней среды, либо из-за каких-либо резких разрушений целостности или функциональности внутренних органов и подсистем организма, нарушений его гомеостаза и системной целостности снаружи или изнутри. Также организм подвержен постепенному накоплению мелких повреждений, что приводит к его дряхлению (старению) и смерти в результате невозможности дальнейшего функционирования из-за существенного объёма накопившихся неполадок. Гибель организма из-за какой-либо болезни старости можно рассматривать как вариант первого способа смерти, поскольку в старости порог восприимчивости организма к неблагоприятным воздействиям снижается, и потому реакция организма на болезнь, которая приводит к гибели, так или иначе представляет собой именно резкое воздействие неблагоприятного фактора. К такому же варианту гибели организма можно отнести и самоубийство в результате внутреннего волеизъявления – несмотря на то, что индуцирование суицида происходит при помощи внутренней сигнализации (что существенно отличает этот процесс от внешней сигнализации в случае клетки), сам акт самоубийства происходит при помощи резкого нарушения целостности или функционирования организма при помощи внешнего воздействия.
Наконец, следующий уровень организации жизни – суперорганизмы – являются и следующим уровнем развития жизнеспособных систем. Действительно, суперорганизм – это вполне жизнеспособная система, которая обладает очень интересным свойством. Действительно, суперорганизмы могут существовать неопределённо долго, то есть они, фактически, обладают бессмертием. Но они также могут и погибнуть.
Для того чтобы понять, является ли суперорганизм жизнеспособной системой, проще всего рассмотреть в качестве примера муравейник, для которого изучить наличие трёх важных свойств биологической жизни – метаболизм, регенерацию и репликацию. С очевидностью, все три свойства присутствуют у муравейников. Метаболизм, то есть материальный, энергетический и информационный обмен с окружающей средой существует. Муравьи приносят в муравейник строительные материалы и пищу и удаляют из него отходы своей жизнедеятельности – это материальный обмен. Пища также является носителем энергетического обмена как для отдельных муравьёв, так и для всей муравьиной кучи в целом, так как её энергобаланс определяется простой суммой энергобаланса всех населяющих её муравьёв и симбиотических им животных. Под информационным обменом можно понимать получение и обмен данными о том, где находится пища, между отдельными муравьями, который осуществляется при помощи химического «языка».
Регенерацию муравейника можно увидеть собственными глазами, придя в лес, найдя муравьиную кучу, например, муравьёв Formica rufa и разворошив её. Через некоторое время муравьи восстановят свой дом. Также регенерация муравьиной семьи работает и на уровне особей – муравьиная царица при помощи тонкой хеморецепторной регуляции определяет необходимое количество яиц, которые следует отложить, чтобы держать популяцию муравьёв в своей семье в гомеостатических пределах. Более того, даже гибель царицы, скорее всего, не приведёт к гибели муравьиной семьи, так как обычно в запасе лежат оплодотворённые яйца, из которых рабочие муравьи вырастят новую царицу. То есть регенерация муравьиной кучи происходит во всех аспектах её функционирования.
Наконец, репликация муравьиных семей также существует. Действительно, в некоторых случаях от одной семьи может отделяться часть муравьёв с новой царицей, которые отходят на некоторое расстояние и организуют новую муравьиную кучу. Этот процесс называется «роением» и очень важен для репликации пчелиных семей, но у муравьёв он тоже присутствует. И это, кстати, даёт возможность сказать, что в лесах на ограниченных территориях все муравьиные кучи, скорее всего, являются репликами друг друга, образуя большое семейство родственных муравьиных семейств.