Самоорганизация и неравновесные
процессы в физике, химии и биологии
 Мысли | Доклады | Самоорганизация 
  на первую страницу НОВОСТИ | ССЫЛКИ   

Н.В. Тимофеев-Ресовский. Волны жизни
от 15.01.07
  
Мысли


О Индра и Парвата, на высокой колеснице Привезите ценные жертвенные подкрепления, состоящие из прекрасных сыновей!

Который зверь всем зверям отец?
...
У нас индрик-зверь всем зверям отец.
Почему индрик-зверь всем зверям отец?
Ходит он по подземелью,
Прочищает ручьи и проточины:
Куда зверь пройдет, -
Тута ключ кипит;
Куда зверь тот поворотится, -
Все звери зверю поклонятся.
Живет он во святой горе,
Пьет и ест во святой горе;
Куды хочет, идет по подземелью,
Как солнышко по поднебесью, -
Потому же у нас индрик-зверь всем зверям отец. -
Возговорил Володимир-князь:
Ой ты, гой еси, премудрый царь,
Премудрый царь Давыд Евсеевич!
Мне ночесь, сударь, мало спалось,
Мне во сне много виделось:
Кабы с той страны со восточной,
Кабы с другой страны со полуденной,
Кабы два зверя собиралися,
Кабы два лютые собегалися,
Промежду собой дрались-билися,
Один одного зверь одолеть хочет.
Возговорил премудрый царь,
Премудрый царь Давыд Евсеевич:
Это не два зверя собиралися,
Не два лютые собегалися,
Это Кривда с Правдой соходилися,
Промежду собой бились-дрались,
Кривда Правду одолеть хочет.
Правда Кривду переспорила.
Правда пошла на небеса
К самому Христу, Царю Небесному;
А Кривда пошла у нас вся по всей земле,
По всей земле по свет-русской,
По всему народу христианскому.
От Кривды земля восколебалася,
От того народ весь возмущается;
От Кривды, стал народ неправильный,
Неправильный стал, злопамятный:
Они друг друга обмануть хотят,
Друг друга поесть хотят.
Кто не будет Кривдой жить,
Тот причаянный ко Господу,
Та душа и наследует Себе Царство Небесное
Который зверь всем звирям мать?
...
Вындрик-зверь всем зверям мать.
- Пачаму ж Вындрик-зверь всем зверям мать?
- Што живеть ён во святой горе (СвятоГор, Парвата),
Ходить ён по подземелью,
Яко ясная со(л)нца пы паднебесью;
Пущаить ключ (во) всю землю,
У (во) всю землю вселеннаю:
Патаму Вындрик - всем зверям мать


Первым по порядку и, конечно, элементарным, и основным, и обязательным фактором эволюции можно считать мутационный
процесс, потому что это тот основной фактор, который поставляет эволюционный материал. Без давления мутационного процесса
не могло бы быть ни в какой форме эволюции живых организмов на Земле. Мутационный процесс нам сейчас в общих чертах и
в первом приближении достаточно хорошо известен. Можно сделать такое на первый взгляд немножко парадоксально звучащее
утверждение: в общем, давление спонтанного мутационного процесса, видимо, у всех живых организмов довольно велико. Статистически это вполне ощутимая величина. С другой стороны, ежели рассуждать с точки зрения возникновения
совершенно определенных мутаций определенных генов, то это величины очень маленькие.
Это вот довольно существенная вещь. Удивляться этой двойственности мутационного процесса - с одной стороны, что он все-таки в целом заметная статистическая величина, а с другой стороны, что стабильность генов отдельных, по-видимому, относительно очень высока, - не стоит. Если как следует продумать значение давления мутационного процесса, то неизбежно придешь к умозаключению, что должна существовать некая оптимальная лабильность (неустойчивость) генов. Но над этим нам надо думать постоянно и нужно более подробно и детально изучать количественное давление мутационного процесса.
Теперь вернемся опять-таки к представлению о популяциях. Все популяции состоят из групп особей, внутри которых осуществляется практически свободное скрещивание и смешивание. На эти популяции, естественно, давит ряд факторов, первый из которых - мутационный процесс - мы назвали. Харди (английский математик) первым, а затем в более расширенной форме уже Четвериков показали, что ежели популяции живых организмов были бы, в известном смысле, бесконечно велики и ничто бы на них не воздействовало, то ничего бы с ними и не происходило, они оставались бы генетически стабильными.
Действительно, потребовалось некоторое количество математических формул, чтобы эту простую и, казалось бы, не
требующую никаких дальнейших рассуждений истину, так сказать, научно закрепить.
Но генетика к 1920-м годам уже настолько развилась, что можно было считать определенно доказанным в качестве общего
биологического закона для всех видов живых организмов на нашей Земле, что на популяции оказывает давление мутационный процесс. И по той же формуле Харди генетический состав популяций неизбежно должен в какой-то мере меняться. И меняться
он должен с разной скоростью и в разных направлениях в зависимости уже не столько от силы давления мутационного процесса,
сколько от других факторов: от строения самих популяций - численности индивидов, численного соотношения полов, средней
длительности жизни поколений и всякая такая штука - и от степени изолированности популяций друг от друга, от количественных
флюктуаций численности особей в каждой такой популяции живых организмов. Все это должно иметь большое значение.
И, наконец, в таких популяциях неизбежно начинает действовать естественный отбор.
Мы уже договорились, без чего не может произойти эволюция, - это изменение генетического состава популяций.
Так вот, под давлением различных факторов такие изменения не только могут, но должны быть. Важно только строго и по
возможности точно рассмотреть всякую всячину, которая может происходить с популяциями, просистематизировать и посмотреть,
какой останется минимум элементарных эволюционных факторов, без которых не обойдешься, а какие только кажутся отличными,
а на самом деле являются теми же.
Интересно, что Сергей Сергеевич Четвериков, еще будучи на последнем курсе университета, напечатал очень интересную
статью Волны жизни ( http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews_41.htm ), в которой показал чрезвычайно интересную и важную вещь, которую все знали давным-давно, спокон веков, как говорится, но на которую ученые мужи и жены биологического профиля, выражаясь научно и картинно, не обращали должного внимания. А именно, что всем живым организмам на нашей планете
свойственно не только не поддерживать постоянную численность особей в популяциях, но подвергаться часто совершенно
безумным колебаниям этой численности, флюктуации численности особей. И это каждый из нас действительно без всякой науки
знает.
Абсолютно стабильных по численности популяций в природе не существует. В свободной жизни у всех живых организмов
от одноклеточных, от бактерий и, наверное, от до клеточных организмов вроде вирусов, фагов, до сложных многоклеточных высших организмов всегда существуют волны жизни. Эти волны жизни могут быть различны по своей природе, прежде всего по
распределению своему во времени.
Комары, мошки, целый ряд насекомых, некоторые растения мелкие, особенно из сорняков, развиваются при благоприятных
условиях очень быстро и дают несколько поколений в год. У этих организмов волны жизни обычно связаны с сезонами
года.
Другие животные и растения, более крупные, живут дольше. Например, полевые или лесные мыши, грызуны всякие, зайцы,
кролики, всякая такая штука, живут по нескольку лет, дают каждый год обыкновенно пометы, некоторые по два помета в год дают.
Средняя продолжительность поколения у них обычно больше года. И волны жизни у них не совпадают так просто с сезонными
циклами года. Они тоже связаны с определенными внешними условиями, но несколько более сложным путем.
К настоящему времени появилась масса сводок по волнам жизни. Я из чисто таких международных соображений предложил
в свое время изменить волны жизни в популяционные волны, потому что волны жизни на русском-то еще звучит туда-сюда,
а уже, скажем, по-немецки - сплошная романтика и какая-то идеалистическая вещь, что-то потустороннее. А по-французски
вообще белиберда получается. По-английски смысл такой же нелепый, как и по-немецки, но еще, пожалуй, хуже, потому что
life waves - эти слова жизнь и волны - как-то в английском языке никогда не встречаются вместе, неподходящие друг другу
слова. А популяционные волны на всех конгрессных языках звучат одинаково непорочно. А суть дела та же.
Так вот, на основании недостаточного тогда еще материала, но по зоологической интуиции Четвериков в своей работе О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики в 1926г. указывал, что волны жизни обладают
всюдностью, встречаются всюду, у всех живых организмов, без всяких исключений. Сейчас мы можем действительно это утверждать.
Нету живых организмов на нашем свете, которые не подвергались бы волнам жизни. В тех или иных формах. Всегда и всюду
есть какие-либо колебания численности в популяции любых живых организмов.
Но у некоторых из них на такие колебания накладываются более или менее нерегулярные, редкие, относительно редкие, отстоящие друг от друга на годы, на многие сезоны, вспышки численности.
Так бывает часто у микроорганизмов, патогенных как для растений, так и для животных. И в результате вспышка эпизоотии,
эпифитотии или эпидемии у человека с колоссальной волной жизни соответствующего возбудителя.
Потом в силу различных причин эта вспышка затихает, и все приходит опять в норму.
Ученые мужи уже нашего времени, XIX, а в особенности XX века, раскопали во всяких архивах интересные данные. Оказывается,
мы иногда преуменьшаем города древние. Вот, скажем, Нюрнберг в конце средневековья насчитывал около ста тысяч населения, т.е. столько же, сколько в конце XIX века. Про Нюрнберг было известно только, что он практически вымер в результате двух последовательных эпидемий чумы. Но ведь паразиты и патогенные микроорганизмы тоже подвергаются различным влияниям, и по отношению к ним тоже может проявиться одновременное давление нескольких неблагоприятных условий.
Это я говорю о природных концах таких эпидемий, эпизоотии и т.д. Но сейчас мы-то, люди, боремся с эпидемиями и эпизоотиями. И с вредителями культурных растений - с переменным успехом, а иногда довольно успешно. Ведь ряд болезней человек
все-таки выморил, по-видимому, в частности проказу. Она почти исчезла с лица Земли, во всяком случае в цивилизованной части
глобуса. Резко сокращена малярия, ну и т.д.
Подытожим с волнами жизни следующее положение. У всех живых организмов на нашей планете волны жизни, или популяционные волны, существуют, причем в очень разной степени выражены, очень разной структуры, очень разной длительности. Это совершенно несомненно. И мое утверждение сводится к тому, что как раз популяционные, четвериковские волны жизни, как это чувствовал Сергей Сергеевич еще в 1905г., когда печатал свою статейку, хотя там у него ничего путного-то не сказано, но он смутно утверждает, что эти волны жизни должны иметь какое-то существенное значение. И при ближайшем
рассмотрении, конечно, имеют, и очень существенное. Причем значение их как фактора, который оказывает давление на популяции, довольно различно.
Первое, на что не могут, а обязаны, обязательно влияют волны жизни, - это на случайные концентрации, ну более или менее
редких, не стопроцентно распространенных в популяции, мутаций.
Значит, без всяких мудрований можно не утруждать себя сложными биологическими рассуждениями, почему да почему
одна мутация находится в таком проценте, а другая - в другом проценте. Это может определяться чисто случайно, потому что
волны жизни случайно, так же как и мутационный процесс случайно, поставляют в популяцию те или иные мутации, только уже
вторично.
Волны жизни колеблют концентрации мутаций, особенно редких в популяции, случайно поднимая их процент сразу до значительно большей величины или роняя до значительно меньшей величины. А иногда так же случайно мутации просто исчезают из популяции. Это первое эволюционное действие популяционных волн. Правда, всякие такие статистические процессы, они не
всякому человеку реально представимы, так сказать. Надо иметь привычку к статистической работе для того, чтобы это ясно и
быстро себе представлять.
А второе, о чем я хочу сказать, в действии популяционных волн легче представимо. Всюду, всегда в природе действует фактор,
о котором мы будем говорить под конец - естественный отбор.
Это фактор очень интересный, самый интересный. Каждому нормальному человеку уже давно, вскоре после появления книги
Дарвина, стало известно, что фактор естественного отбора имеет отрицательное эволюционное действие, если так можно
выразиться. Он отметает непригодное к жизни. И были люди, которые из кожи вон лезли, чтобы доказать, что только в этом
заключается действие отбора. Но это признак преизрядной ограниченности, потому что ежели какой-то фактор отметает что-то,
это значит, что он улучшает ситуацию чего-то противоположного.
Так что отрицательный отбор не может существовать без положительного отбора, так же как положительный отбор не может
существовать без отрицательного. Они друг с другом связаны неизбежно (О Индра-Агни, какой смертный Разберется в этом у вас, о два бога? Запрягши коней в разные стороны, один Едет на той же самой колеснице).
И тут без высшей математики можно обойтись. Совершенно понятно, что когда быстро растет численность популяции, т.е.
каждая размножающаяся пара оставляет после себя больше пары, то давление отбора автоматически снижается - может выжить и то, что при константной популяции и не выжило бы.
С другой стороны, если мы находимся при падении популяционной волны, когда пара оставляет после себя меньше пары в каждом следующем поколении, - что это означает? Ежели среди потомства имеются какие-то формы получше - положительно
отбираемые, то их судьба будет различна на поднимающейся и опускающейся части популяционной волны. При подъеме целый
ряд отрицательно отбираемых признаков могут повысить свою концентрацию, потому что давление отбора будет снижено.
На ниспадающей части популяционной волны как раз наоборот. Отрицательно отбираемые признаки будут еще интенсивнее отрицательно отбираться, быстрее исчезать. А положительно отбираемые будут закрепляться в популяции, поднимать свою относительную численность благодаря снижению относительной численности отрицательно отбираемых признаков.
Вот это - вторая большая эволюционная функция популяционных волн. Значит, это действительно элементарный эволюционный
фактор, который имеет всюдность. Эти количественные флюктуации - биологическая особенность любой популяции любого живого организма на нашей планете. Так же как мутационный процесс, популяционные волны являются, таким образом,
поставщиком эволюционного материала. Только не первичным, как мутационный процесс, а вторичным, влияя на концентрации наличных в популяции мутаций.
Таким образом, мы покончили с первыми двумя эволюционными факторами - мутационным процессом и популяционными
волнами - поставщиками элементарного эволюционного материала.
Но направляющего и решающего значения эти факторы не имеют. Направляется эволюция и решается целый ряд других
возникающих эволюционных проблем давлением двух других факторов, а именно изоляцией и естественным отбором.
Н.В. Тимофеев-Ресовский. Волны жизни
http://www.twirpx.com/file/929686/
Мутации — элементарный эволюционный материал...мутационный процесс не направлен, статистичен и случаен. Уже в этом смысле он не может являться направляющим фактором эволюции, потому что ему некуда, так сказать, направлять эволюцию. Он работает в разных направлениях чисто случайно, статистично. Во-вторых, и это очень существенно, давление мутационного процесса, то есть частота возникновения мутаций
относительно мала, и современная эволюционная математика легко показывает, что давление других факторов, в частности отбора, значительно превышает давление мутационного процесса на популяции. Поэтому и в этом смысле мутационный процесс как таковой, то есть наследственная изменчивость как таковая, не может быть направляющим эволюционным процессом. Мутационный процесс как элементарный эволюционный фактор является, таким образом, лишь фактором-поставщиком материала, но отнюдь не направляющим эволюционным процессом. Мутационный процесс лишь поставляет материал для образования элементарных эволюционных явлений.
Н.В. Тимофеев-Ресовский. Генетика, эволюция, значение методологии в естествознании. Лекции, прочитанные
в Свердловске в 1964 году

http://www.twirpx.com/file/358514/
Жизнь существующая на планете, должна изучаться на разных уровнях ввиду чрезвычайной ее сложности. Я в свое время выделил (и до сих пор продолжаю придерживаться этой точки зрения) четыре ocновных уровня: молекулярно-генетический, онтогенетический, популяционный и биогеоценотический
Н.В. Тимофеев-Ресовский. Структурные уровни биологических систем. Системные исследования. 1970
http://www.twirpx.com/file/239808/

  


СТАТИСТИКА