- •Общие проблемы Биокибернетики
- •Функциональные основы самоорганизации
- •Саморегуляция
- •Обратные связи в живых системах
- •Устойчивое термодинамическое неравновесие
- •Негэнтропия против энтропии
- •Иерархическая организация
- •Активность живых систем
- •Целесообразность саморегуляции
- •Цели системы биосферы и ее подсистем
- •Классификация механизмов саморегуляции
- •Некоторые общие свойства биологической саморегуляции
- •Управление дифференцировкой клеток
- •Регулирование процесса онтогенеза
- •Проблема старения и смерти
- •Изменения свойств клеток, являющиеся генетической причиной старения
- •Деструктивная форма видовой саморегуляции
Деструктивная форма видовой саморегуляции
Одно из основных противоречий, возникающих при развитии жизни, заключается в непрерывно нарастающем разрыве между стабильностью форм ее саморегуляции и изменчивостью внешней среды. Кроме того, потенциальные возможности безграничного роста ограничиваются ресурсами непосредственного окружения. Поэтому первым шагом в эволюции органического мира с неизбежностью должно быть возникновение механизмов смены форм жизни и самоограничения роста живых систем. Обе эти задачи были решены путем преобразования непрерывного потока жизни в дискретные циклы, вначале путем деления простейших особей с реорганизацией их генетического аппарата, а затем полной замены родительского организма потомством. Тем самым бесконечная продолжительность «постоянного самовосстановления» превращается в бесконечную смену конечных циклов индивидуального существования, и жизненный цикл каждого индивидуума завершается активным саморазрушением. Следует подчеркнуть, что в отличие от распространенных теорий старения и смерти, усматривающих их причины в пассивном несовершенстве жизни; здесь речь идет об активном дополнительном регуляторном механизме, который на определенном этапе онтогенеза вступает в борьбу с механизмами обеспечения жизни и прерывает ее течение.
Жизнь несет смерть не в первичном своем принципе самоорганизации, а во вторичных законах эволюционного развития. Индивидуальное старение означает не слабость саморегуляции организма, успешно противостоящую мощным внешним воздействиям, а силу саморегуляции вида, которая в состоянии «взорвать изнутри» эту ультрастабильную биокибернетическую систему.
Такой взгляд требует принципиально иного подхода к проявлениям старения, которые должны рассматриваться не как пассивные следствия несовершенства организации жизни, а как активные действия механизмов более общего ее регулирования. В этом смысле именно смерть, как это не парадоксально, явилась одним из первых эволюционных приобретений приспособительного значения. Нет ничего удивительного в том, что приспособление, полезное для вида, может быть вредным и даже гибельным для индивидуума. Достаточно вспомнить о материнском инстинкте, заставляющем самок широкого круга животных жертвовать жизнью ради спасения потомства, или миграции лососевых, достигающих нерестилища ценой смертельного истощения. В общебиологическом плане индивидуальная смерть становится необходимым условием прогресса вида.
Как известно, новые свойства организмов, приобретаемые в ходе приспособительной эволюции, реализуются в виде его активных функций. Например, приспособление к гетеротрофному питанию создало функцию пищеварения, приспособление к неблагоприятным условиям путем изменения среды обитания обусловило появление функции передвижения. Подобным образом приспособление к прогрессивному развитию вида привело к возникновению не только общеизвестной функции размножения, но и ее дополнения — пока еще малоизученной функции деструкции организмов родительских особей, сыгравших свою биологическую роль продолжателей рода. Таким образом, с эволюционной точки зрения, старение и смерть представляют собой активные деструктивные функции организма, проявление биологически целесообразной для вида, хотя и «отрицательной» для индивидуума саморегуляции.
Закономерное включение в действие функции саморазрушения именно после того, как завершается функция' размножения, является общим правилом, которое можно иллюстрировать множеством примеров. Яркой иллюстрацией из жизни растений может служить мексиканская агава, которая живет десятки лет, пока не зацветет. Тогда она приносит плод и гибнет. Среди животных особенно наглядные примеры дают насекомые: вся жизнь Крылатой поденки длится несколько часов, в течение которых она взлетает, спаривается в воздухе и после откладки яиц погибает. Скоропостижное старение и смерть, наступающие у бабочек Fumea crassiorella, а вскоре после оплодотворения и откладки яиц, можно задержать при индивидуальном содержании, предотвращающем спаривание (рис. 18).
Рис. .18. Кривые выживания 145 девственных самок (А) и 144 оплодотворенных самок (Б) бабочки Fumea crassiorella при индивидуальном их содержании
ТАБЛИЦА 2
Фенологические наблюдения в Ботаническом саду Ростовского университета за развитием мака самосейки в мае —сентябре 1970 г.
Аналогичную задержку деструктивных изменений у однолетних растений (мак самосейка, астра китайская) удалось получить путем прищипывания бутонов в стадию, предшествующую цветению (табл. 2).
Общеизвестно, что в жизни человека период старения наступает . вслед за периодом расцвета половой деятельности. Именно после 40—50 лет появляются в облике и поведении человека постепенно нарастающие признаки приближающейся старости. Все исследования в области геронтологии приводят к совпадающим результатам, что именно начиная с этого возраста развиваются деструктивные изменения в органах на физико-химическом, клеточном и тканевом уровнях, падает эффективность вегетативных функций, снижается физическая сила и умственные способности человека. Может быть эффекты «омоложения», достигаемые с помощью половых гормонов, цитотоксической сыворотки, недостаточного питания, помимо их общего стимулирующего действия, в какой-то мере связаны и с отсрочкой развития функции саморазрушения.
Взгляд на старение и смерть, как проявления активной функции саморазрушения, ставит вопрос о физиологическом механизме реализации этой функции. Возникновение этой функции в до нервную эпоху эволюции говорит о ее гуморальной природе, а тесная связь с репродуктивной деятельностью организма может направить поиски в сторону гонадотропных гормонов. Однако эндокринные факторы выступают в этом случае не как причина, а как один из исполнительных механизмов разрушения тканей.