Системная многоуровневая организация жизни

Системная организация жизни

В первой половине XX века была создана общая теория систем. Ее основателями можно считать русского философа и медика А. А. Богданова (его главный труд «Тектология. Всеобщая организационная наука», 1913;1922) и австрийского биолога и философа Людвига фон Берталанфи (основные труды относятся к 1931;1968 годам). В наше время общая теория систем существенно обогащена новыми понятиями синергетики, которая демонстрирует универсальность законов самоорганизации сложных систем разного происхождения.

Согласно общей теории систем, все объекты природы и общества являются системами. Системы бывают космические, физические, технические, биологические, социальные, экономические и др. Всё многообразие природных объектов принято делить на микромир — атомы и их элементарные частицы, макромир — от молекул до материков и океанов Земли и мегамир — космические объекты и их системные объединения. Живые системы относятся к макромиру. Что же такое система?

Система — это совокупность элементов, связанных определенными отношениями и представляющих некую структурно-функциональную целостность. Целостность системы, ее специфический тип функционирования возникает потому, что ее элементы складываются и взаимодействуют не хаотично, а упорядоченно, по определенному, свойственному данной системе, закону композиции. Одни и те же кирпичи можно выложить в дорожку, использовать для постройки дома, а можно и просто вывалить в кучу. Это будут разные системы, каждая со своим законом композиции. Аналогично из подобных друг другу клеток строятся разные органы и ткани многоклеточного растения или животного.

Обратите внимание на то, что определение системы строится на триаде, на трех «китах».

Исходное и наиболее предметное понятие здесь — элементность (из чего состоит система), эта категория несет количественное, аналитическое, рациональное начало, так как познается разумной деятельностью (лат. ratio — рассуждение, разум, расчет). Связанность представляет категорию качественную, в большей степени эмоциональную (франц. emotion от лат. emovere — возбуждать, волновать), так как связи чаще всего не поддаются простому счетно-аналитическому восприятию. Наконец, понятие целостности, постигаемое по большей части интуитивно (от лат. intueri — проницательно смотреть), объединяет и гармонизирует здесь понятия элементности и связанности. Таким образом, определение системы вполне укладывается в классическую триаду методов познания сложных явлений Чем больше элементов в системе, тем она сложнее. Характер структурных и функциональных связей (взаимодействий) элементов определяет структурную организацию системы. Организация системы, как правило, иерархична, то есть имеет несколько соподчиненных уровней сложности. Живые объекты, как и неживые, представляют собой типичные системы, имеющие структурную и функциональную упорядоченность, то есть определенную организацию и иерархию.

Понятия элемент и система в категориях классической философии соотносятся как часть и целое. Известный общефилософский закон определяет, что целое больше суммы его частей. Это означает, что совокупность и взаимодействие частей (элементов), а также новые внешние связи создают у целого (системы) некоторые новые качества, отсутствующие у исходных частей (элементов). Такие новые качества, свойства и характеризуют новую целостность, они появляются уже сами по себе, без какой-либо программы, и определяются в синергетике как эмерджентные свойства системы (в буквальном смысле — вновь появляющиеся, непредвиденные свойства). Таким образом, строительство системы — это понижение уровня хаоса и повышение уровня порядка. Такой самопроизвольный процесс формирования упорядоченных структур, происходящий в результате простых взаимодействий элементов в системе, называется самоорганизацией. В биологических системах эмерджентность и самоорганизация (наряду с программными факторами) играют важную роль в процессах развития и функционирования. Даже сама жизнь — это эмерджентное, качественно новое свойство, появляющееся на определенном уровне системной самоорганизации материи.

Теоретически системы могут быть открытыми или закрытыми — в зависимости от того, открыты или закрыты они для обмена веществом, энергией и информацией с окружающей внешней средой. Однако современное естествознание не находит абсолютно закрытых систем, хотя степень открытости, безусловно, варьирует. Таким образом, системный подход предполагает открытость систем, их единство с окружающей средой.

В биологических системах самоорганизация и обмен с внешней средой (открытость) дополняются программированными процессами на основе собственной генетической информации. Совокупность возникающих таким образом системных качеств и представляет собой разные проявления жизни. Важнейшим из них является развитие систем, их индивидуальное внутреннее преобразование (онтогенез) и историческая эволюция (филогенез). О причинах, движущих силах и механизмах развития мы не раз будем говорить в соответствующих главах, потому что развитие как важнейший атрибут жизни свойственно и отдельно взятой клетке, и организму, и всему природному сообществу. Пока же ограничимся общим постулатом о том, что развитие имеет как внутренние, так и внешние причины, среди которых мы называем генетическое программирование, процессы самоорганизации, эпигенетические (внешние) регуляции.

Итак, биологические системы отвечают всем общесистемным характеристикам — структурным, функциональным, динамическим, топологическим и др. Они, как правило, хорошо структурированы, достаточно изолированы, функционально специализированы и представляют сложные многоуровневые иерархии.