Коэволюционная парадигма

и современная биология

Вступление.

Идеи и понятия биологического эволюционизма давно стали достоянием общей культуры, давно используются в самых различных областях научного знания. Теперь на наших глазах происходит проникновение в культуру и такого понятия, как коэволюция. Будучи биологическим по происхождению, связанным с изучением совместной эволюции различных биологических объектов и уровней их организации, понятие коэволюции ныне оказывается включенным в обсуждение предельно широких вопросов бытия и судеб человечества. Коэволюция природы и общества - это область исследований, которая уже не является собственно естественнонаучной. Это подтверждают современные концепции глобального эволюционизма, претендующие на то, чтобы дать обобщенную картину всех мыслимых эволюционных процессов.

Идея коэволюции в современном биологическом познании.

Термин “коэволюция” был предложен в 1964 г. экологами, для которых коэволюция - взаимное приспособление видов. Они давно обратили внимание на взаимодействие видов, среди которых обычно вычленяют:

· хищничество и паразитизм

· комменсализм

· конкуренцию

· мутуализм (взаимовыгодность).

Виды образуют мутуалистические ассоциации, эволюция которых собственно и называется коэволюцией. Экология имеет дело, прежде всего с взаимоотношением биотических и физических факторов. Любой вид вносит изменения в окружающую среду, но эти изменения не носят характера взаимного приспособления друг к другу, или коэволюции. Воздействие (адаптация) идет в одном направлении, обеспечивая повышение уровня приспособляемости вида к условиям среды. Важно обратить внимание на “запаздывание” эволюционного ответа на вызов со стороны среды, поскольку необходимо определенное время (“лаг”), чтобы естественный отбор “догнал” происходящие в окружающей среде изменения. Неоднородность среды обитания, генотипическое разнообразие и “лаг” в эволюционном “ответе” на “вызов” среды означает, что животное не может быть абсолютно приспособлено к жизни в своей нише. Каждый вид оказывает то или иное воздействие на биотические факторы (на другие виды), что вызывает у других видов адаптивные реакции. Вид и биотическая среда могут следовать по пути коэволюции.

В этой связи выделяются два вида коэволюции: 1) мутуалистическую (взаимовыгодную) и 2) немутуалистическую, при которой один из факторов обладает пагубным действием (отношение “эксплуатация - защита”). Примером первого типа коэволюции может быть развитие специализированных цветков и их опылителей - животных. Примерами второго типа коэволюции могут быть взаимоотношения между хищником и жертвой, хозяином и паразитом, хозяином и патогеном и др. Взаимоотношение между двумя эволюирующими видами также включает определенный “шаг”, чтобы один эволюирующий вид “догнал” происходящие в другом виде изменения.

Термодинамика диссипативных структур, развитая И. Пригожиным, фиксирует образование упорядоченных структур (их самоорганизацию) за счет рассеяния внешней энергии в среду, окружающую систему. Однако этот вариант термодинамики, принципиально отличающийся от классической термодинамики, объединяет с нею трактовка изменений как отклонения от состояния равновесия. Иными словами, и в этом варианте термодинамики сохраняется фундаментальность идеи равновесия и анализ процессов ведется под углом зрения отклонения от состояния равновесия. Попытки приложения термодинамики диссипативных структур к биологии (а их достаточно много) не могут считаться, как показал Ю.В. Чайковский, удовлетворительными. В этой связи можно напомнить слова И.А. Аршавского о том, что суть живого не в диссипации (рассеянии) внешней энергии, а “в избыточно анаболическом сопротивлении диссипации”. Большие перспективы и одновременно большие трудности возникают при экстраполяции термодинамики диссипативных структур на изучение биосферы. Дело в том, что новая термодинамика фиксирует процессы самоорганизации в открытых системах, т.е. системах, которые обмениваются энергией и веществом с окружающей средой. Биосфера является открытой системой, но в связи с планетарным характером деятельности человека возникает вопрос о необходимом соотношении потоков вещества и энергии через диссипативные структуры. Это означает что замкнутых круговоротов химических элементов не существует - циклы разомкнуты. Наиболее перспективным является не простое приложение термодинамики диссиспективным является не простое приложение термодинамики диссипативных структур к эволюции живого, а тот вариант эволюционной термодинамики, который развит Э. Янчем.

Для Янча диссипативные структуры - это “селективное и синхронизированное исправление консервативно-записанной (т.е. генетической) информации с помощью диссипативного процесса”. Отбор - важный фактор-ускоритель процессов самоорганизации в незрелых системах, в зрелых системах эту функцию выполняет флуктуация, т.е. образование диссипативных структур. Центральными понятиями эволюционной концепции Янча являются первичность движения, встреча (динамика сродства), динамическая память и нарушение симметрии на каждом этапе эволюции.

До возникновения коэволюционного подхода биология была сосредоточена на эволюции отдельных видов в определенной, правда, весьма грубой, среде. Даже экологическое понимание коэволюции, ограниченное разнообразными фактами симбиозов, не сформировало еще новый способ мышления в биологии. Включение в эволюционизм возникновения д