Происхождение человека и человечества - [23]

В конце 20-века экологи пришли к принципиально важному выводу, что к изменениям параметров окружающей среды адаптируется не каждая особь в отдельности, а популяции вида и их производные. Данные умозаключения стали возможными тогда, когда ученые открыли для себя биологические системы планеты, биоценозы и биогеоценозы в совокупности со всеми их биотическими и абиотическими факторами и стали их активно изучать. В структурном отношении данные биологические образования представляют собой интегрированные, иерархические системы, построенные из популяций видов, обеспечивающих существование биоценозов на каком – то определённом уровне. Взаимодействие всех его частей заключается в создании организованных потоках энергии и вещества и, в принципе, служит для этого.

Оказывается, что все разнообразие живых существ в биоценозах, связано сложнейшей цепью взаимных зависимостей и поэтому образуют устойчивые, саморегулирующиеся открытые системы, в которых происходит круговорот веществ и обмен энергией между живыми и не живыми её частями. Из-за данных особенностей, в некоторых работах по экологии, биоценозы представлены как кибернетические системы. В частности это можно встретить в учебнике «Экология» (В. Коробкин, Л. Передельский) изд. « Еникс», 2000 г. Там авторы представляют гомеостаз* с точки зрения кибернетики, как обратную связь. Попробуем расширить данные понятия.

 Накопление сложности, информационности, совершенствование организации за счет естественных процессов в биологических системах, на первый взгляд противоречат второму закону термодинамики. Согласно ему, закон возрастания энтропии* в замкнутых системах, не всегда применим к открытым системам, таким как биоценозы. Это потому, что они, используя энергетические ресурсы окружающей среды, могут достаточно длительное время сохранять свою энергию постоянной, то есть происходит увеличение степени организованности за счет естественных процессов.

 Подобные системы в кибернетике называются негэнтропийными системами (НЭС). Чтобы информационная сложность экологических систем была высокой, необходимо содержание в них достаточно большого числа первичных элементов- популяций.

Для сохранения НЭС при наличии отрицательных факторов, она должна тем или иным способом препятствовать своему разрушению. Биогеоценозы являются негэнтропийными, динамическими, самосохраняющимися, открытыми (в рамках планеты разумеется) системами, в которых энергия связей между элементами, сравнима со средней энергией возмущения в окружающей среде – колебаниями параметров зависящих как от биотических, так и абиотических факторов. В связи с этим биосистемы могут эволюционировать за счет изменений (мутаций) создаваемых возмущениями среды. Устойчивость любой такой системы можно оценивать временем её существования. Чем больше время существования, значит тем лучше качество связей, больше устойчивость, а значит лучше приспособленность к окружающей среде.

Биосистема остаётся неизменной до тех пор, пока силы связей между её компонентами больше внешних сил возмущений, действующих на систему. Вообще любая система и биологическая в том числе, обеспечивает свою устойчивость к разрушающим действиям окружающей среды за счет изменения либо количественных характеристик связей между своими элементами (в нашем случае, популяциями), либо увеличивая качественное взаимодействие (в нашем случае специализацию особей). Чаще всего используются оба приёма одновременно.

 Совместное использование этих двух способов существования, является наиболее гибким и характерным для так называемых «ультростабильных систем». Их впервые исследовал известный английский кибернетик У. Эшби. Он построил простую электромеханическую модель ультростабильной системы, которую назвал «Гомеостатом*». Этот прибор в процессе воздействия слабых внешних возмущений, изменяет только количественные характеристики связей между своими элементами, Если на него оказать более сильное воздействие, то он будет менять свою структуру до тех пор, пока она не станет устойчивой к данному воздействию. Гомеостат как бы приспосабливается к внешней среде, меняя связи и взаимодействия между своими элементами.

 В природе есть примеры такого «поведения», характерного для гомеостата, это, например, перестройка пространственной структуры молекул графита при изменении давления и температуры. В процессе такого изменения из графита получаются алмазы. Таким же образом реагируют на внешние факторы и биоценозы. Тенденция живых систем поддерживать внутреннюю стабильность с помощью собственных регулирующих механизмов, тождественных гомеостату Эшби, называется гомеостазом, а колебание численности в определенной экологической системе, в пределах какой-то средней величины, их динамическим равновесием.

Учитывая, что, в общем, и целом ультростабильность не требует большой информационной сложности, то их в природе великое множество, так как они могут возникать за счет случайных процессов при возмущении окружающей среды.

Биоценозы, как динамические, ультростабильные системы, из - за того, что количество его элементов, после их образования, сохраняется постоянным как в пространстве, так и времени и в связи с тем, что данные системы являются саморегулирующими, они не могут накопить достаточного запаса негэнтропии. Возможность их энергетически ограничены и поэтому через более - менее продолжительные промежутки времени они будут разрушаться внешними возмущениями. То есть экологическими факторами с резко отличными от прежних параметрами, так как обладают ограниченными возможностями адаптации к среде обитания.