В биологической науке видное место занимают вопросы временной организации живых систем, причем это относится ко всем биологическим уровням бытия. Все понимают, что всякий биологический процесс имеет темпоральный характер. Но всего лишь констатация этого факта мало что дает. Значительно актуальнее определиться относительно концепта биологического времени1, без которого, как очевидно, нельзя построить биологическую теорию. В этой связи приходится искать ответы на ряд сложных вопросов. Что такое время? Существует ли биологическое время? Отличается ли биологическое время от физического времени? Тождественно ли время, относящееся к различным уровням биологического бытия? Как измеряется биологическое время?
Время - это длительность (б) некоторых процессов. Длительности физических процессов (tf) образуют физическое время. Длительности биологических процессов (tb) как раз и являются биологическим временем. Вроде бы очевидно, что биологическое время отличается от физического. Но уже на этом этапе анализа нас поджидает неожиданность. Многие авторы полагают, что единицы измерения физического И биологического времени одни и те же, например, секунды. Если это так. то налицо явный парадокс: качественно различные явления не Должны измеряться в одних и тех же единицах.
Столкнувшись с указанным выше парадоксом, резонно призадуматься над природой длительностей. Строго говоря, длительность является элементарным признаком процессов, а это означает, что она не может быть определена на основе других признаков. Но длительность вполне может быть сравнена с другими признаками объектов. Поступив таким образом, нетрудно выяснить, что длительность является интегральной характеристикой необратимой процессуальное™. Чем больший участок своей истории прошел объект, тем больше его длительность (возраст). Если же исследователя интересует более детальная характеристика процесса, то он рассматривает дифферен
в дифференциально-временной форме. Как видим, концепт времени играет в формулировке процессуальных законов исключительно важную роль. Но какое время должно стоять в знаменателе? На этот вопрос пока нет ответа. Наша характеристика феномена времени все еще является поверхностной. Крайне важно уяснить, как именно уточнялся концепт времени в биологии.
Проблему биологического времени одним из первых осознал Карл Бэр. «Внутренняя жизнь человека или "животного, - отмечал он, - может в данное пространство времени проистекать скорее или медленнее... эта-то внутренняя жизнь есть основная мера, которой мы измеряем время при созерцании природы»1. Правильнее, наверно, утверждать, что биологическое время является мерой жизни человека или животного. Если бы еще знать, в чем именно состоит эта мера. В этой связи резонно прислушаться к В.И. Вернадскому. Характеризуя биологическое время, он отмечал, что «для каждой формы организмов есть закономерная бренность ее проявления: определенный средний свой срок жизни отдельного неделимого, определенная для каждой формы своя ритмическая смена ее поколений, необратимость процесса.
Для жизни время... выражается в трех разных процессах: во- первых, время индивидуального бытия, во-вторых, время смены поколений без изменения формы жизни и, в-третьих, время эволюционное - смены форм, одновременное со сменой поколений» . Нетрудно видеть, что указываемые В.И. Вернадским черты бренности организмов в принципе не противоречат традиционному исчислению календарного
времени в привычных нам секундах, минутах, часах и днях. Но вряд ли календарное время одновременно является и физическим, и биологическим феноменом.
Определенное уточнение концепта биологического времени сулит учение о биоритмах, которые изучаются широко и многопланово. В биоритмах находит свое наиболее полное выражение временная организация, упорядоченность биологических явлений, а также их адаптация к внешним условиям. В своем наиболее традиционном истолковании биоритмология сопрягается лишь с календарными длительностями. Поэтому в ее рамках вопрос об особых единицах измерения биологического времени обычно не получает сколько-нибудь существенного развития. Но ситуация резко изменяется тогда, когда биоритмология дополняется концепцией так называемых биологических часов. «В каждой клетке животных или растений, - отмечает С.Э. Шноль, - имеются гены, определяющие околосуточную (циркадную) периодичность жизнедеятельности. Внутриклеточные „часы“ подстраивают свой ход к периодам смены дня и ночи - светлого и темного времени суток и мало зависят от изменений температуры. В центральной нервной системе животных находятся главные „часы", управляющие часами других клеток»1. В рамках концепции биоритмов разумно считать единицей времени продолжительность одного ритма. Календарные длительности ритмов изменяются в некоторых пределах, но все ритмические единицы тождественны друг другу. Видимо, впервые перед нами забрезжил подлинный концепт биологического времени. Но продолжим наши усилия по поводу его постижения.
Как отмечали А. А. Детлаф и Т. А. Детлаф, на протяжении четверти века плодотворно занимавшиеся проблемой биологического времени, «перед биологами неоднократно возникала задача найти единицу биологического времени, которая была бы сопоставима у одного вида животных при разных условиях, а также у разных видов животных. Отдельными исследователями было предложено несколько частных решений этой задачи. При этом во всех случаях время было определено не в единицах астрономического времени, а в долях (или числе) того или иного периода развития, продолжительность которого была принята за единицу времени» . Сами они пришли к выводу, что в эмбриологии
«в качестве меры времени может служить продолжительность любого периода зародышевого развития».
Точка зрения, согласно которой единицей биологического времени является длительность некоторого имеющего биологическую значимость физико-химического процесса, чрезвычайно широко распространена в современной литературе. Она встречается едва ли не в каждой публикации, посвященной проблеме биологического времени. Показательно, например, заявление Н.В. Тимофеева-Ресовского: «Эволюционное время определяется не астрономическим временем, не часами, а поколениями, т.е. временем смены поколений».
На наш взгляд, рассматриваемая концепция биологического времени небезупречна. Ее содержание составляет прямолинейный переход от физического времени к биологическому. По сути, утверждается, что
Но эта формула заведомо неверна, ибо в левой и правой части стоят величины различных размерностей. Физическое - в секундах, а биологическое время измеряется в особых биологических единицах, которые предлагают называть, например, Дарвинами или менделями. Между физическим и биологическим временем действительно может быть связь, но в соответствии с формулой
где kbph - размерный коэффициент пропорциональности, фиксирующий соотношение физических и биологических единиц.
Его пытался установить Гастон Бакман. Он даже пришел к выводу, что между физическим и биологическим временем в онтогенезе существует относительно простая логарифмическая зависимость. Но новейшие данные этот вывод не подтверждают. По крайней мере, ему не присуща та степень универсальности, которую предполагал Бакман. Коэффициент kbph является не постоянной величиной, а «плавающей» функцией. Применительно к различным уровням бытия он выражается различными, причем далеко не простыми функциями.
Концепция биологических часов неудовлетворительна еще в одном отношении. Мы имеем в виду, что в ней не получила должного освещения проблема конгруэнтности длительностей. Две длитель-
ности конгруэнтны, если процессы, мерами которых они являются, равнозначны. Допустим, рассматривается физический процесс, длительность которого составляет 10 с. В таком случае, например, вторая секунда конгруэнтна восьмой или же любой другой. В физике дело обстоит не так, что любой периодический процесс признается в качестве часов. Физическими часами является лишь тот процесс, который обеспечивает соблюдение выполнения условия конгруэнтности.
Как нам представляется, условие конгруэнтности актуально не только для физики, но и для биологии. Проиллюстрируем сказанное простым примером. Будем считать, что некоторое биологическое состояние достигается за счет п клеточных делений. Допустимо ли всегда считать эти деления конгруэнтными друг другу? Ответ отрицательный, ибо значимости этих делений могут быть различными; возможно, что, например, пятое деление является самым важным. Но это означает, что календарная длительность одного деления не может считаться единицей времени. Все единицы времени должны быть конгруэнтными друг другу. Но в рассмотренном случае это требование не выполняется. В качестве биологических часов целесообразно избирать лишь тот периодический процесс, который выполняет условие конгруэнтности. Разумеется, обратившись к условию конгруэнтности, исследователю придется основательно заняться теоретическими размышлениями.
Выше мы неоднократно обращали внимание на необходимость четкого различения концептов физической и биологической длительности. Рассмотрим в этой связи их в контексте супервенции и символической связи. На стадии супервенции исследователь имеет дело лишь с физическим временем. На стадии символизации физическое время рассматривается в качестве символа биологического времени. Можно сказать, что речь идет о биологической относительности физического времени. Именно она часто попадает в поле внимания исследователей, которые руководствуются соотношением = Дtb.. На наш взгляд, они
недостаточно определенно выражают специфику и самостоятельность биологического времени. Если это не имеет место, то биологическое время редуцируется к физическому времени.
Но существует ли биологическое время как таковое? Может быть, достаточно рассуждать о биологической относительности физического времени? Эти вопросы, являющиеся ключевыми для проблемы биологического времени, абсолютное большинство исследователей вообще не обсуждают. На наш взгляд, биологическое время действительно существует. Мало кто сомневается в реальности биологических процессов. Но атемпоральных процессов не бывает. Физическое время не
является адекватной характеристикой биологических процессов. Этой характеристикой является биологическое время. Допустим, что рассматривается ряд последовательных состояний некоторого биологического объекта: Do, D\, D2, Ас, где Do - начальное состояние, а Ас - конечное состояние. Если исследователь пожелает узнать насколько далеко объект удалился от своего исходного состояния навстречу конечному состоянию, то у него нет другого пути, как воспользоваться параметром биологической длительности. Например, временной мерой состояния Dii является At%. Исследователи, сомневающиеся в реальности биологического времени, с тем же основанием могут сомневаться в действительности биологических процессов.
Многоуровневость биологических процессов сопровождается мнгоуровневостью биологического времени. Подчеркивание этого обстоятельства стало общим местом. Биологический объект сочетает в себе различные биологические времена. Можно сказать, что он находится между лезвиями времен. Если один из органов исчерпал свой временной ресурс, то наступает смерть индивида. Феномен жизни предполагает гармонию многих форм биологического времени.
Переходим к заключительному сюжету данного параграфа, возможно, самому актуальному. В науке есть немало идеалов, но едва ли не важнейшим является идеал дифференциального закона. Этот закон описывает последовательные стадии некоторого процесса посредством дифференциального уравнения. В идеале должна использоваться форма
В действительности же используется форма
ражает специфику биологического процесса. Подробный анализ показывает, что биологический анализ включает в себя множество стадий. В конечном счете находит свое осмысление и феномен биологического времени. На наш взгляд, по мере развития биологического знания обращение к нему будет все более явным.
равномерная длительность класса соравномерных биологических процессов живого организма. Мысль о том, что природа живых организмов обусловлена прежде всего спецификой временной организации протекающих в них процес сов, была высказана еще в середине XIX века Карлом Эрнстом фон Бэром1. Некоторые исследователи пытались ввести в научный обиход понятия «биологическое время» (Вернадский В.И.), «физиологическое время» (леконт дю Нуйи), «органическое время» (Бакман Г.). Однако недостаточная разработанность философского учения о времени не позволила определить вводимые понятия таким образом, чтобы ими можно было пользоваться при экспериментальных и теоретических исследованиях подобно тому, как в физике используется понятие «время». Ближе всего к адекватному пониманию биологического времени подошли исследователи, которые обнаружили, что если в качестве самотождественной единицы длительности использовать периоды какихлибо повторяющихся процессов живого организма, то можно выявить специфические закономерности его развития. Особенно значительные результаты на таком пути исследований получены Т.А. Детлаф1, которая в 1960 г. совместно с братом - физиком А. А. Детлафом - выступила с предложением использовать при изучении эмбрионального развития пойкилотермных животных в качестве единицы измерения времени длительность одного митотического цикла периода синхронных делений дробления, обозначенную ими? и 0 получившую по инициативе А.А. Нейфаха наименование «детлаф»2. Т.А. Детлаф разработала методику хронометрирования развития живых организмов в единицах биологического времени? и использовала ее 0 при изучении многих видов пойкилотермных животных3. Однако до последнего времени оставался открытым вопрос о правомерности квалификации подобных единиц длительности как единиц особого типа времени, поскольку, будучи длительностями периодов циклических процессов живых организмов, они подвержены случайным колебаниям, тогда как на протяжении всей истории развития понятия времени равномерность рассматривается как одно из важнейших свойств времени. Анализ понятия и критериев равномерности убедительно показал, что равномерность есть соотносительное свойство сравниваемых между собой материальных процессов и что в принципе возможно существование неограниченного множества удовлетворяющих критериям равномерности классов соравномерных процессов (КСП), каждый из которых в соответствующей области материальной действительности обладает свойствами равномерности и пригоден для введения единиц длительности и практического измерения времени1. При этом выяснилось, что КСП могут существовать в таких целостных высокоинтегрированных материальных системах, в которых материальные процессы настолько тесно взаимосвязаны и сопряжены, что ведут себя как единый поток, синхронно и пропорционально ускоряясь и замедляясь под воздействием различных и, в том числе, случайным образом изменяющихся факторов. Именно такого рода системами являются живые организмы. О наличии в живых организмах классов соравномерных биологических процессов свидетельствуют исследования Т.А. Детлаф и ее коллег. Они установили, что с изменением температуры среды дли тельности различных этапов эмбрионального развития пойкилотермных жи вотных изменяются пропорционально и что эта закономерность имеет фунда ментальный характер, охватывая процессы всех структурных уровней органи зации эмбриона. Как отмечает Т.А. Детлаф, «... с изменением температуры про порцио нально изменяется длительность процессов, имеющих самую разную природу и осуществляющихся на разных уровнях организации организма: внут риклеточном (молекулярном и ультраструктурном), клеточном (при делении клеток и их дифференцировке), на уровне морфогенетических движений, про цессов индук ции и органогенеза»2. Иными словами, вся совокупность биологических процессов, из которых складывается развитие эм бриона, ведет себя как единый целостный процесс. В нем имеются как сравнительно медленные (протекающие на кле точном уровне процессы деления клеток и их дифференци ровка), так и весьма быстрые, протекающие на внутриклеточном, молекуляр ном уровне, к которым относятся, например, ферментативные реакции внутри клеточного метаболизма. Достаточно очевидно, что если бы на каких-то структурных уровнях организации эмбриона нарушалась синхронность и пропорциональность изме нения темпов биологических процессов, то это разрушило бы закономерное течение всего потока процессов формирования и раз вития живого организма. Указывая на это обстоятельство, Т.А. Детлаф подчеркивает: «Не будет преувеличе нием, если мы скажем, что без этой способности пойки лотермные организмы вообще не могли бы существовать в меняющихся усло виях внешней среды: если бы раз ные компоненты комплекса процессов, из ко торых складывается любой этап разви тия, изменялись асинхронно, то это при водило бы к возникновению нарушений нормального развития, а на более поздних стадиях - к на рушению нормального функционирования организма. Не случайно, что одной из первых реакций зародышей на приближение к границам оптимальных тем ператур является десинхронизация отдельных процессов развития» (Там же). Биологическое и физическое время взаимно стохастичны, поскольку единицы биологического времени представляют собой длительности таких повторяющихся биологических процессов, которые, будучи измеренными в единицах физического времени, меняются случайным образом, в зависимости от случайных изменений характеристик окружающих условий. Процессы функционирования и развития живых организмов даже генетически достаточно далеких друг от друга биологических видов при хронометрировании их в единицах собственного биологического времени подчиняются единым законам функционирования и развития2. В настоящее время становится все более очевидным, что раскрыть сущность жизни и научиться математически описывать ее как особое движение мате рии невозможно без введения в понятийный аппарат биологии понятия биологического времени. Хронометрируя и теоретически описывая биологические процессы в единицах биологического времени, можно будет пробиться сквозь внешнюю стохастичность процессов к тем динамическим законам, по которым в соответствии с заданной генетической программой идет развитие организма. Такой вывод подтверждается результатами более чем столетних исследований развития живых организмов и протекающих в них биологических процессов с использованием специфических единиц длительности. Впервые особую единицу длительности, названную им «пластохроном», ввел немецкий ботаник E. Аскенази1, который определил ее как период заложения одного зачатка метамера2 «стеблевой единицы». В дальнейшем единицу измерения длительности «пластохрон» применяли К. Торнтвейт1, Д.А. Сабинин2, Е.Ф. Марковская и Т.Г. Харькина (Марковская, Харькина 1997) и др. При изучении эмбрионального развития живых организмов одним из первых особые единицы длительности предложил И.И. Шмальгаузен3. Однако использованные И.И. Шмальгаузеном единицы длительности, связанные с определенным изменением объема зародыша, оказались применимы только при изучении роста организма, а не его развития. Некоторые исследователи в качестве единицы длительности используют ту или иную долю от полного времени эмбрионального развития. К таким единицам относится, например, «1% DT» (DT - Development Time - время развития), которая применялась при изучении развития эмбрионов осетровых рыб (Детлаф, Гинзбург, 1954), домашних птиц (Еремеев, 1957, 1959), насекомых (Striebel, 1960; Ball, 1982; Mori, 1986). И хотя она применима только при изучении организмов, которые выходят из яйцевых оболочек на одной и той же стадии развития, тем не менее позволяет открыть многие закономерности эмбрионального развития исследуемых животных. Так, Г.П. Еремеев, изучая зародышевое развитие разных видов птиц, время наступления этапов развития выразил в долях периода от откладки яйца до вылупления. В результате оказалось, что у таких домашних птиц, как куры, утки, гуси, индейки, а также у та ких птиц, как чибис, голубь домашний, крачка черная, одни и те же эта пы зародышевого развития при измерении времени указанным выше спо собом наступают «одновременно», тогда как в единицах астрономиче ского времени разница в длительности от дельных этапов развития у раз ных птиц достигает многих суток. В начале 80-х годов Ю.Н. Городиловым было предложено в качестве единицы длительности при изучении временных закономерностей развития костистых рыб использовать «отрезок времени, за который происходит приращение единичного сомита в течение метамеризации комплекса осевого зачатка зародыша от 1 до 60 сомитов» (Городилов, 1980, с. 471). В бактериологии существует мнение, что «для оценки процессов роста и развития бактерий целесообразно использовать не привычное и стабильное фи зическое время, а вариабельное время генерации (?)...»1. К сожалению, введенные рядом биологов единицы биологического времени слишком крупны для того, чтобы математически моделировать более фундаментальные биологические процессы живого организма2. Имеются веские основания считать, что биологические (биохимические и биофизические) процессы живого организма начинаются с каталитических циклов ферментативных реакций внутриклеточного метаболизма. Еще в начале 60-х годов ХХ столетия Христиансен привел убедительные аргументы в пользу когерентности каталитических циклов всех участвующих в катализе конкретной биохимической реакции молекул фермента3. При этом естественно предположить, что большую часть периода каталитического цикла макромолекулы фермента находятся в стабильных конформациях, а реагирующая среда пребывает в жидкокристаллическом состоянии4, при котором максимально заторможены перемещения молекул в реагирующей среде. лишь на короткие, строго дозированные моменты конформационных переходов макромолекул фермента реагирующая среда приходит в жидкое состояние, возбужденное конформационными изменениями макромолекул фермента1. При этом интенсивно протекают процессы диффузии молекул в реагирующей среде. Таким образом, вполне правомерным является представление, согласно которому каталитические циклы всех участвующих в биохимической реакции молекул фермента протекают синхронно, в силу чего каталитический цикл представляет собой обладающий биологическим значением элементарный акт биохимической реакции, а длительность этого цикла - далее неделимый квант биологического времени. В пределах квантов биологического времени нет биологических процессов, а имеют место физические взаимодействия атомов и элементарных частиц и физико-химические процессы, однако они не могут свободно протекать в силу структурных и организационных ограничений, которые накладывает на них живая клетка. В частности, нормальному течению физических и физико-химических процессов мешает принципиальная стохастичность длительности каталитических циклов, которая разрушает нормальное функционирование во внутриклеточной реагирующей среде физических законов и как бы переподчиняет эту среду действию биологических законов. Биологическое время исторично и иерархически многоуровнево. В процессе онтогенетического развития каждый живой организм, начиная с единственной оплодотворенной яйцеклетки, постепенно превращается в сложную иерархически многоуровневую материальную систему со специфическими закономерностями временной организации процессов на разных уровнях. Вопрос о том, являются ли биологические времена разных иерархических уровней лишь разными масштабными уровнями одного и того же времени или на разных уровнях возникают качественно разные биологические времена, на сегодняшний день остается открытым. Что касается биологического времени надорганизменных структур живой материи, то оно качественно отличается от биологического времени живых организмов. Основными единицами времени надорганизменных структур живой материи, видимо, могут служить длительности жизни следующих друг за другом поколений соответствующих живых организмов, как предполагают многие исследователи. При этом речь должна идти не об усредненной на все времена длительности жизни поколений живых организмов, а о длительности жизни поколений, реально сменяющих друг друга в непосредственно текущем настоящем времени, поскольку именно изменения (в единицах физического времени) длительностей существования следующих друг за другом поколений, рассматриваемых как конгруэнтные единицы, превращают их в единицы специфического времени, тогда как усредненные и содержащие постоянное число единиц физического времени периоды жизни поколений представляют собой единицы физического времени. В современной биологии, как и во всех естественных науках, используется Международная система единиц физических величин (СИ). Переход в биологии от физического к биологическому времени равносилен замене одной из фундаментальных единиц - секунды - на соответствующую единицу биологического времени. В силу взаимной стохастичности физического и биологического времени, производные величины, в размерностях которых имеется размерность физического времени «секунда», превратятся в стохастические переменные величины. Аналогичным образом в пределах биологических систем и процессов перестанут существовать и все физические константы, в размерностях которых фигурирует «секунда». По мере познания живой материи и выявления собственно биологических законов проявятся свои, биологические производные величины и константы, в размерностях которых будут находиться размерности биологического времени. В частности, с переходом при математическом описании биологических процессов к биологическому времени лишится смысла понятие «равномерного пространственного перемещения» и возникнет необходимость разработки представления о «биологическом пространстве» живого организма, равные расстояния в котором определяются не в пространственных, а во временных единицах. См.: «Историчность времени»; «Многоуровневость времени»; «Относительность равномерности времени»; «Физическое время». лит. Детлаф Т.А. Температурно-временные закономерности развития пойкилотермных животных. - М.: Наука, 2001. - 211 с. Хасанов И.А. Феномен времени. Часть I. Объективное время. - М., 1998. Хасанов И.А. Время: природа, равномерность, измерение. - М.: Прогресс Традиция, 2001. Хасанов И.А. Биологическое время. - М., 1999. - 39 с. // http://www.chronos. msu.ru/RREPORTS/khasanov_biologicheskoe.pdf Ильгиз А. Хасанов
Устройства биологических часов столь же различны, как устройства секундомера и солнечных часов. Некоторые из них точны и стабильны, другие не очень надёжны, одни управляются планетарными циклами, другие - молекулярными...
Механизм измерения времени замыкается через цепь: кора - стриатум - толамус - кора... впрыскивание дофамина играет важную роль в кодировании временного интервала... Марихуана снижает уровень дофамина и тем самым замедляет время. Такие наркотики, как кокаин и метамфетамин, повышают уровень дофамина и ускоряют ход часов, измеряющих длительность интервала. Адреналин и другие стрессовые гормоны действуют так же, и поэтому в неблагоприятной ситуации секунда может показаться часом. В состоянии глубокой сосредоточенности или сильного эмоционального возбуждения система может быть полностью заблокирована и тогда кажется, что время остановилось или даже не существует вовсе. Таймер способен работать в подсознании или подчиняться сознательному управлению... Точность таймера интервалов от 5 до 60%.
К счастью, есть более точные часы - циркадные (от лат. circa - вокруг и diem - день). Они заставаляют нас подчиняться циклам смены дня и ночи, вызванным вращением Земли... Температура тела регулярно повышается к вечеру и падает за несколько часов до утреннего пробуждения. Кровяное давление начинает расти между 6 и 7 часами. По утрам секреция стрессового гармона картизона в 10-20 раз выше, чем ночью. Призывы к мочеиспусканию и работа кишечника обычно подавляются ночью и возобновляются утром... Суточные циклы сохраняются в каждой клетке нашего тела... Изменения цикла составляют не более 1%. Для установления суточного цикла свет не нужен, однако он необходим для синхронизации этих запрограммированных часов с естественным суточным циклом.
Два кластера по 10000 нервных клеток, расположенных в гипоталамусе, являются местом расположения часов... эти центры называются супрахиазматическим ядром (СХЯ). Джозеф Такахаши из Северо-Западного университета... считает, что в наших органах есть осцилляторы, функционирующие независимо от осцилляторов в нашем мозгу... Приспособление суточных ритмов к внезапному изменению часового пояса может потребовать нескольких дней или даже недель... "Совы"... Даже если они могут отсыпаться днем, их глубинными ритмами продолжают управлять СХЯ, и поэтому эти ритмы "спят" ночью... можно произвольно наладить свой сон, но нереально самим установить время изменения уровня мелатонина и картизона.
Несоответствие режима дня его продолжительности может стать причиной сезонного эмоционального расстройства. В США с октября по март у каждого двадцатого это заболевание вызывает апатию, усталость, увеличение веса, раздражительность... Все наши беды происходят оттого, что мы не ложимся спать с наступлением темноты и не встаем с восходом солнца... Если сезонные ритмы столь сильно проявляются у животных и если у людей есть необходимые органы для их выражения, то почему мы их потеряли? Майкл Менакер полагает, что у нас их и вовсе не было "ведь мы жили в тропиках, а на поведение многих тропических животных смена времен года почти не влияет. Они в них не нуждаются, поскольку сами сезоны почти неотличимы"... Причина, определяющая продолжительность менструального цикла, неизвестна. То, что она соответствует продолжительности лунного цикла, лишь совпадение.
Естественная продолжительность жизни не может быть связана только с генетикой вида... Высокая скорость метаболизма может укоротить жизнь, при этом не обязательно, что крупные животные с медленным метаболизмом переживут мелких... В качестве хронометра, отмечающего конец жизни рассмотрим... митотические часы. Они следят за митозом - процессом, в котором одна клетка делится на две... Клетки, выращиваемые в культуре, подвергаются от 60 до 100 митотическим делениям, после чего процесс останавливается... В 1997 г. Седайви заявил, что смог заставить человеческие фибропласты совершить от 20 до 30 лишних циклов деления за счет мутации единственного гена. Этот ген (р21) кодирует синтез белка, реагирующего на измеения структур, называемых теломерами, которые закрывают концы хромосом. При каждом делении от теломеров отщепляются и теряются фрагменты. Биологи полагают, что клетки стареют, когда теломеры становятся меньше определенной длины... Клетки, способные игнорировать короткие теломеры становятся раковыми. Задача р21 и теломеров - заставить клетки прекратить деление, прежде чем они станут злокачественными. В действительности старение клеток может продлевать жизнь, а не вести к концу. В настоящее время связь между укорочением теломеров и старением нельзя считать доказанной. Для большинства клеток нет необходимости делиться. Белые кровяные тельца, борющиеся с инфекциями и предшественники спермы - исключение. Многие старые люди умирают от простых болезней. Дряхление... может быть связано со старением имунной системы... Потеря теломеров - лишь одно из многих повреждений, получаемых клетками при делении... Клетки, претерпевшие многократное деление, содержат больше генетических ошибок, чем молодые... Так что не удивительно, что организм ставит предел митозу. И попытки обмануть процесс старения клеток, вероятно, не приведут к бессмертию.
Современное понимание биологического времени исходит из признания собственного времени у биологических систем. Это время проявляется в виде времени частей организма, времени особи, времени смены поколений без изменения формы жизни и времени смены форм жизни одновременно со сменой поколений (эволюционное время) . Обладая относительной автономией, биологическое время, в первую очередь время особи, измеряется собственными часами, в качестве которых выступают разного рода ритмические процессы, протекающие в субклеточных структурах, клетках, тканях, органах, физиологических системах. Соотнося собственное время с мировым временем (физическим временем внешнего мира), живые системы отражают последнее в собственной временной структуре. Но так как не существует чистого, пустого времени, а есть время длительности материальных процессов, то соотношения внешнего (мирового) и внутреннего времени - это соотношения длительности внешних и внутренних процессов.
Будучи формой существования материи, время вместе с тем овеществляется («опредмечивается») в тех или иных материальных процессах, и живые системы отражают внешнее, мировое время в той мере, в какой их внутренние и жизненные (метаболические, физиологические) процессы отражают процессы внешнего мира. С другой стороны, внутреннее, биологическое время автономно в той мере, в какой автономны процессы жизнедеятельности данной живой системы. Будучи неразрывно связанной с внешним миром (средой), выступая как элемент системы «организм-среда», живая система не растворяется в этой среде, а сохраняет свою выделенность из среды, противостоит ей. Являясь порождением среды, живая система есть инобытие этой среды, ее избирательно накопленная история. Поэтому противостояние организма среде носит не абсолютный, а относительный характер с сохранением общности в коренном, главном. Основные законы течения времени едины для внешнего мира и для живых систем. Однако проявления этих законов в живых системах обладают определенной спецификой. Как выделившийся из среды, порожденный ею сгусток организованной материи, живая система сохраняет свою выделенность из среды, свою качественную определенность - несмотря на «натиск» среды, которому она (живая система) противостоит, - по той, в частности, причине, что время в живой системе течет иначе, чем во внешнем мире (если бы это было не так, живая система немедленно растворилась бы во внешнем мире).
Быстро текущие внутренние жизненные процессы представляют собой уплотненное инобытие (и отображение) медленно текущих процессов внешнего мира.
Сиюминутный отражательный акт живой системы, представляющей собой в известном смысле накопленное время, на всех этапах - на входе, в центральных звеньях, на выходе - воплощает в себе диалектическое нераздельное единство прошлого, настоящего и будущего. Действительное содержание сиюминутного отражения - не просто ответ на внешнее воздействие, а строящийся на основе прошлого ответ-прогноз, по необходимости предвосхищающий будущее и привносящий его в настоящее.
Организм лишь относительно автономен, в конечном счете организм есть элемент системы «среда-организм». Поэтому его отражательная деятельность - это по существу самоотражение системы «среда-организм». Олицетворяя активное начало этой системы, организм своей деятельностью предопределяет ее движение и развитие. В ходе эволюции организм приобрел специализированный аппарат отражения - нервную систему. Обеспечивая интеграцию частей организма в единое целое, нервная система вместе с тем обеспечивает эффективное использование этих частей (и организма в целом) в организации деятельности, основанной на отражении, осуществляемом ее высшими отделами. Хотя возникший в эволюции специализированный аппарат отражения - нервная система - в дальнейшем подчиняет себе свою основу, телесную организацию, нервная система в своей отражательной деятельности сохраняет и совершенствует главное и исходное свойство биологического отражения - его направленный предвосхищающий характер. Активность отражения в том и состоит, что все, в том числе высокоорганизованные, живые системы, обладающие нервной системой, вносят в отражение нечто свое. Это «свое» и есть направляемое потребностью опережение.