Александр Григорьев - Анатомия рационального поведения Страница 2

Локальные изменения ДНК дают возможность проявиться и поддерживают много вариантов изменений НС и организмов, потому что небольшие изменения, во-первых, более вероятны для реализации в строении и внутренних связях НС и организма; во-вторых, легче преодолевают внутриорганизменный отбор и не требуют резкой смены условий внешней среды; в-третьих, позволяют появляться большому количеству мало различающихся генотипов и, значит, НС и организмов одного вида.

Химические превращения в молекулах ДНК обусловлены в первую очередь свойствами самих молекул. Окружающая внутриклеточная среда влияет на проявление тех или иных свойств ДНК, однако не может их изменить[5]. Изменения ДНК не направлены на какие-либо определённые трансформации строения и свойств НС и организма. Такая направленность возникает под влиянием естественного отбора изменившихся и новых элементов и свойств внутри организма и в условиях внешней среды. Эволюция генома любого биологического вида обусловлена его внутренними свойствами и является самодостаточной. Именно поэтому количество рождающихся при образовании НС нервных клеток значительно превышает то, которое может адаптироваться в составе НС, и большое число нейронов гибнет. Процесс формирования из поколения в поколение организмов направления изменений их ДНК можно назвать «самостроительством» ДНК и, соответственно, генома биологического вида. Генотип содержит всю генетическую информацию, которую унаследовал организм. Активность генов, которая выражается в свойствах НС и организма, зависит как от самих молекул ДНК, так и от окружающей их среды. Эта среда влияет на вероятность экспрессии определённых генов, что выражается в формировании конкретных свойств НС и организма в целом и проявлении этих свойств в поведении.

Изменения ДНК и генома вызывают в первую очередь изменения НС: количества и структуры нервных клеток, строения НС, состава и соотношения синтезируемых клетками нейромедиаторов и гормонов, количества и размеров нейронных узлов, количества и конфигурации межклеточных связей. Прежде адаптации НС к условиям внешней среды новые и трансформированные клетки, узлы, связи, нейромедиаторы и гормоны адаптируются внутри НС. Поскольку НС регулирует функционирование органов и систем организма исходя из собственных, клеточного сообщества, потребностей, то вызванные изменением ДНК изменения органов и систем, а также вновь образованные органы первым делом приспосабливаются НС к своим потребностям. В этом состоит их, изменившихся и новых органов и систем, адаптация внутри организма. Таким способом изменения ДНК, несущие с собой трансформацию НС, органов и систем организма, проходят первичный – внутриорганизменный – отбор и могут оказаться нежизнеспособными по его результатам. Эволюция геномов видов организмов, обладающих НС, направляется свойствами молекул ДНК и внутриорганизменным отбором, который осуществляет НС, а затем естественным отбором среды обитания организмов.

Отношения между организмами, в т. ч. одноклеточными, по сути, являются отношениями между их генотипами, а межвидовые – между геномами. У организмов, имеющих даже элементарную НС, контакты с окружающей средой осуществляются посредством НС, т. е. отношения между генотипами (геномами) опосредованы взаимодействием НС. В итоге отношения между генотипами сводятся к отношениям между НС.

Количество и структура нервных клеток и клеточных узлов, их связей, состав синтезируемых нейронами нейромедиаторов и гормонов не влияют непосредственно на вероятность будущих изменений молекул ДНК. Только структура и порождаемые ею свойства ДНК определяют вероятность и реализацию этих изменений. По этой причине трансформации НС дочерних организмов носят случайный характер относительно НС родительских организмов. Случайные изменения состава и структуры нейронов и нейромедиаторов, количества и конфигурации межклеточных связей не зависят от направления эволюции НС предшествующих поколений. Возможность влияния таких изменений на направление эволюции появляется в процессе жизнедеятельности дочерних НС и реализуется в ходе соперничества клеток и групп клеток между собой. В результате того, что молекула ДНК сама себя «строит», количество рождающихся нервных клеток и образующихся связей между ними и с органами и тканями организма значительно больше того, которое сможет существовать внутри НС. Конкурируя между собой за вещества, необходимые им для метаболизма, многие нейроны погибают в процессе и после установления связей. Существование клеток в составе сообщества ограничивает влияние случайных изменений на свойства НС. Это ограничение, а также то, что разовые изменения незначительны относительно масштабов сообщества, создают условия для постепенного изменения из поколения в поколение направления эволюции НС биологического вида.

1.4. Отбор нервной системой изменений

Любые изменения количества нервных клеток, узлов и межклеточных связей, а также состава нейромедиаторов и гормонов, обусловленные изменением генотипа по сравнению с родительскими организмами, станут препятствием для адаптации НС к окружающей среде, как внутриорганизменной, так и внешней, если не произойдут изменения межклеточных отношений внутри НС по сравнению с родительскими НС. В процессе этих изменений новые клетки и узлы приспосабливаются к условиям сообщества, т. е. подвергаются отбору этими условиями. Направляя через новые клетки и узлы возбуждения, используя новые нейромедиаторы и межклеточные связи, сообщество создаёт ранее не применявшиеся способы прекращения возбуждений. Тем самым новые клетки, узлы, нейромедиаторы и связи обеспечивают образование таких способов и оказывают пользу сообществу. Так НС отбирает полезные ей изменения. Часть новых клеток, через которые не проходили возбуждения, получают из окружающей их среды, в т. ч. от других нейронов, вещества, потребные им для метаболизма функционально не специализированных клеток. Эти клетки являются резервом для формирования новых способов, их использование возможно в будущих поколениях НС. Часть новых клеток погибают либо в первом, либо в последующих поколениях НС.

Каждое возбуждение внутри НС связано с её приспособлением к внутриорганизменным условиям. Сообразуясь сама с возможностями органов, тканей и систем, НС одновременно изменяет их внутренний и внешний обмен веществ в пределах генетически обусловленного диапазона, приспосабливая тем самым внутриорганизменную среду к собственным потребностям. Большая часть возбуждений вызвана контактами НС в оболочке организма с внешней средой. В ходе этих контактов происходит «поиск» НС среды, пригодной для обитания, т. е. соответствующей свойствам НС, её возможностям. Течение обоих процессов – внутриорганизменного и «поиска» среды обитания – совмещены, и большинство возбуждений участвуют в обоих процессах. Изменения органов, тканей и систем организма, произошедшие в результате изменений ДНК, проверяются НС во внутриорганизменном процессе и пригодные используются при «поиске» среды. В такой форме происходит отбор НС изменений организма.

Во всякий период адаптации НС к окружающей среде и отбора изменений внутри НС у сообщества нервных клеток образуются определённые свойства. Базовые свойства сообщества непосредственно заданы генами (общее количество и вероятная функциональная специализация клеток, количество и структура специализированных узлов, вероятные маршруты межклеточных связей – коммуникаций, состав нейромедиаторов и гормонов, готовность клеток к функциональной специализиции, «обучению» и образованию связей) и изменяются в пределах диапазонов, прямо зависимых от активности генов. Конкретные проявления этих свойств вызывают образование остальных – производных свойств сообщества (иерархическая структура возбуждений, количество функционально специализированных клеток и соотношение клеток разной специализации, количество межклеточных связей – коммуникаций, конфигурация их маршрутов и частота использования, количество и структура ассоциаций памяти, структура способов прекращения возбуждений). Под влиянием внутренних событий в НС, в т. ч. обусловленных её развитием во времени, приспособления НС к внутриорганизменной среде и «поиска» ею благоприятных условий среды обитания генетически обусловленные, а затем производные свойства НС непрерывно изменяются. Каждая НС самостоятельно отбирает через возбуждения и «поиск» среды обитания те вновь образовавшиеся клетки, узлы, связи, гормоны и нейромедиаторы, которые могут быть использованы для создания новых способов прекращения возбуждений. И в этом смысле НС организмов каждого биологического вида сама себя «строит» в процессе эволюции. Необходимо отметить, что «поиск» благоприятных условий среды обитания, которые сообразуются со свойствами НС, – это её приспособление к этой среде. Отсутствие таких условий не означает, что конкретная НС нежизнеспособна, но это сигнал к расширению границ «поиска», если не этим, то будущими поколениями НС с изменёнными свойствами. Каждая НС – сообщество нервных клеток – осуществляет внутриорганизменный отбор и отбор через «поиск» среды обитания изменившихся и новых органов, тканей и систем организма, и поэтому можно сказать, что НС «строит» организм определённого биологического вида. То, что каждая нервная система «строит» и себя, и организм позволяет говорить о биологических видах нервных систем, которые являются основой видов организмов.