Загрузить архив: | |
Файл: ref-8198.zip (50kb [zip], Скачиваний: 116) скачать |
Информация как фактор развития и гибели биологическихсистем иих производных
Часть 1
Введение
Как известно, основой жизни являются информационные программы, записанные в геноме посредством определенных «букв» - химических соединений, именуемых основаниями.
Молекулы оснований, имеющие индивидуальную пространственную конфигурациюи свои особыепотенциальные энергетические свойства, именно в силу этих характеристик способны или неспособны вступать во взаимодействие друг с другом и с другими органическими и неорганическими молекулами и соединениями.
Программы синтеза белковых молекул записаны в них определенной (как буквы в словах), последовательностью оснований, нанизанных на молекулу рибозы или дезоксирибозы.
Важной особенностью функционирования этих информационных центров являетсяих способность к самоблокированию, суть которого состоит в механизме комплементарности. Дело в том, что входящие в структуру нуклеиновых кислот основания также характеризуетособаяэнерговзаимозависимость, благодаря которойони, находясь в двух антипараллельных цепях,не просто способны к замыканию в пары, а неизбежно создают такие парные соединения.
Такая организация структуры придает ДНК уникальные свойства.Во-первых, каждая одиночная цепь ДНКоказывается продублированной в своем антиподе – комплементарной цепи, что увеличивает надежность сохранения наследственной программы. Во-вторых, та или другая из спаренных цепей работают только тогда, когда это действительно необходимо с позиции рассматриваемого биологического объекта, или вынужденно неизбежно, если складывается ситуация вторженияновых информационных программ в геном извне (например, при оплодотворении или вирусной инфекции).
Таким образом,строгое взаимное соответствие последовательности комплементарных оснований в антипараллельных цепях ДНК создает равновесную систему, фактически «молчащую» информационную базу. Внедрение в одну из таких цепей каких-либо фрагментовДНК – вирусной илидаже собственной (то есть, происходящей из среды собственного организма) природы, нарушает состояниеравновесности, что и является ключом, открывающимк ним доступ, который осуществляют информационные РНК, а это и есть начало белкового синтеза.
Так наглядно иллюстрируется биофизический принцип: – «неравновесность – мера жизни».
Главная Догма Биологии в свете информатики
Как известно, все биологические системы существуют под непрерывным воздействием информационногопотока. Главная Догма Биологии (ГДБ) утверждает, что все живое функционирует по принципу предетерминированности. Иначе говоря, даже процесс индивидуальной адаптации базируется исключительно на реализации программ, уже записанных в геноме.
Схема взаимодействия живого объекта и окружающей среды в этом случае выглядит так:
Генотропные факторы среды: сигналы и элементы информационного потока, действующие наядерную ДНК |
Активация генов, продукты которых возвращают систему в состояние равновесности |
При этом предполагается, что реестрответов настолькополон, что способенобеспечить организму неограниченный набор заранее заготовленных средств защиты адекватный информационной сущности любыхфакторов среды, включая и такие как, например, вновьсинтезированные химические соединения, не имеющие аналогов в природе. Так ли это в действительности?
Прежде всего, с позиций информатики как науки, рассматриваемой на модели ДНК, представляется необходимым внести ясность в сами понятия:
- «информационный поток»;
-«сигнал»;
-«элемент информационного потока».
«Расширенное понятие информациивыдвинуто кибернетикой - наукой об управлении и связи в живых организмах, обществе и машинах. Кибернетика формулирует принцип единства информации и управления, который особенно важен для анализа сути процессов, протекающих в самоуправляющихся, самоорганизующихся биологических и социальных системах.
Развитая в работах Н. Винера концепция предполагает, что процесс управления в упомянутых системах является процессом переработки (преобразования) некоторым центральным устройством информации, получаемой от источников первичной информации (сенсорных рецепторов) и передачи ее в те участки системы, где она воспринимается ее элементами как приказ для выполнения того или иного действия. По совершении самого действия сенсорные рецепторы готовы к передаче информации об изменившейся ситуации для выполнения нового цикла управления.
Так организуется циклический алгоритм (последовательность действий) управления и циркуляции информации в системе. При этом важно, что главную роль играет здесь содержание информации, передаваемой рецепторами и центральным устройством» /Пархомчук А.А., контрольная работа «Новое информационное общество» (по курсу «Современный уровень системного подхода к Природе и обществу»), Гос. унив. Управления Института Национальной и мировой экономики, М.1998/.
Как видим, кибернетический подходк оценке принципов самоорганизацииживых систем не вполне близок к представлениям, защищаемым ГДБ.
Во-первых, согласно ГДБ сигналы и элементы информационного потока представляются фактически идентичными понятиями, а во-вторых, концепция предетерминированности даже не обсуждает кибернетический смысл и саму возможность активной ретрансляционной переработки (преобразования) информации, представленной белковой молекулой,в «некотором центральном устройстве». Роль белковой молекулы, таким образом, рассматривается, в лучшем случае, наряду с любым сигналом, получаемой от источников первичной информации (сенсорных рецепторов) только лишькак приказ для выполнения того или иного действия.
Формальным аргументом в пользу такого представления является действительно существующий механизмвзаимодействия с ДНК белков - регуляторов активности ядерных генов.
В значительной степени и другое, не вполне корректное представлениесовременной биологии о значении и роли белков в жизнедеятельности организмов, как бы оправдываетэту точку зрения. Речь идет об утверждении, что поступающие с пищейбелковые молекулыраспадаются до аминокислот в процессе пищеварения.
В действительности,сложные организмыимеют не только средства снижения плотности информационного потока, но и средства защитыпоступающих в организм, в том числе и с пищей, информационных программ.
В желудочно-кишечном тракте ферменты, главным образом, поджелудочной железы, а в кровотоке – лизосомальные ферменты лейкоцитов, разрушают целостность белковых молекул до фрагментов, состоящих из небольшого количества аминокислот – пяти, шести и меньше, которые уже не способны выступать в качестве матриц программ.
В качестве «защитников» программ, заключенных в структуре чужеродных белков, выступаютособые клетки, как свободно циркулирующие в крови, так и фиксированные в тканях у «входных ворот» организма, всегда открытых для информации - в стенках кишечника и дыхательного тракта. Им, кстати, огромную рольв иммунитете отводил отечественный ученый Илья Мечников. Называют эти клетки «макрофагами».
«Ранее, создатель статистической теории информации К. Шеннон обобщил результат Хартли и его предшественников. Его труды явились ответом на бурное развитие в середине века средств связи: радио, телефона, телеграфа, телевидения. Теория информации Шеннона позволяла ставить и решать задачи об оптимальном кодировании передаваемых сигналов с целью повышения пропускной способности каналов связи, подсказывала пути борьбы с помехами на линиях и т.д.
В работах Хартли и Шеннона информация возникает перед нами лишь в своей внешней оболочке, которая представлена отношениями сигналов, знаков, сообщений друг к другу - синтаксическими отношениями. Количественная мера Хартли-Шеннона не претендует на оценку содержательной (семантической) или ценностной, полезной (прагматической) стороныпередаваемого сообщения». /Пархомчук А.А., контрольная работа «Новое информационное общество» (по курсу «Современный уровень системного подхода к Природе и обществу»), М.1998, Гос. унив. Управления Института Национальной и мировой экономики/.
Применительно к выбранной нами конкретной модели - «ДНК – носитель информации», согласно Главной Догме Биологии, элементами, представляющими собой готовые программы, являютсяфрагменты ДНК и РНК, имеющие чужеродное (гетерогенное) для рассматриваемой системыпроисхождение. Они-то и должны рассматриваться в качестве собственно элементов информационного потока.
В то же время, существуетогромная группа так называемых генотропных факторов. К таковым следует относить как соединения, имеющиеспособность химически взаимодействовать сДНК, так и физические факторы, способные нарушать комплементарность либо целостность спаренных цепей ДНК. Они, конечно, являются также знаками, отражающими состояние среды, в которой находится рассматриваемая система, но, поскольку все-таки не представляют собой последовательность оснований, им следует отводить лишь сигнальную функцию.
Таким образом, информационный поток, рассматриваемый ГДБ на уровне отдельной клетки, имеет две составляющие – собственно элементы информационного потока (ДНК, РНК) и генотропные факторы среды, выполняющие сигнальную функцию.
Программы, закодированные в структуре ДНК, в конечном итоге превращаются в белковыемолекулы, первичная структура которых также состоитиз последовательности «букв», нобукв уже другого рода, а именно – аминокислот.
С этого момента – появления на арене жизнивновь синтезированной белковой молекулы, и начинается проблема корректности Главной Биологической Догмы. Согласно последней,этот белок следуетопределять как генотропный (т.е. имеющий сродство к геному, точнее, к ДНК как определенной физико-химической структуре) фактор, каковымон, конечно, и является по своей первичной структуре. Но его конечная биологически активная форма определяется четвертичной структурой – продуктом, пространственная конфигурация которого весьма далека отисходной формы. Соответственно, и активнымигруппами на поверхностибелкаоказываются совсемне те последовательности аминокислот, которые выстраивались на начальных стадиях синтеза белковой молекулы, но именно сочетание аминокислот, представленных в таких активных группах на поверхности молекулы определяет функциональную значимостьтого или другого белка.
Казалось бы, все ясно: белковые молекулы несут сугубо сигнальные функции, не являясь сами программами, обучающего типа.Однако вся феноменологияиммунитетасвидетельствует, что белки, имеющие чужеродное для рассматриваемой системы происхождение, сами могут программировать ДНК, навязывая им трансформацию в соответствии с собственнойструктурой, а именно структурой их активных поверхностных групп. Гипотетически допускаемый, этот механизм получил название обратной трансляции.
Вопрос, однако, состоит в том, где и как осуществляется эта трансформация, какими энергетическими ресурсами она обеспечивается?
По-видимому, современная наука уже достаточно близка кразрешению этой проблемы, если учесть успехи одной из отраслей современной биологии – генетики неядерных формДНК. Сегодня уже доказанароль таких ДНК в индивидуальной адаптации бактерий к антибиотикам, растений -к гербицидам, а также роль митохондриальных ДНК в иммунологических реакциях адаптации организма животных.
Для нас же, при анализе роли информативных молекул в развитии живых систем, важно само признание возможности белков выступать в качестве не только сигнала, но и фактора, вносящего в систему программы белкового синтеза, качественно новые длярассматриваемогообъекта.
Следовательно, конкретизируя понятие «информационныйпоток» применительно к белоксинтезирующим и способным к самовоспроизводству (размножению) объектам, можно отнести к собственно элементам информационного потокадва типа химических соединений:
- нуклеиновые кислоты;
-белковые молекулы, начиная с фрагментов, содержащих цепи более чем из 7 аминокислот (минимальная величина антигена).
Тогда выше приведенная схемадолжна быть преобразована следующим образом:
Генотропные факторы среды: - сигналы – дестабилизаторы спаренных цепей НК; -элементы информационного потока, представленные либо фрагментами ДНК, например, внедренными извне вирусами, либо цепочками ДНК, вновь синтезированными посредством механизмов: -обратной транскрипции – считывания программы с РНК на ДНК; - обратной трансляции – считывания программы с белковой молекулы на ДНК |
Активация: 1. Генов ядерной ДНК 2. Новых программ, созданных посредством обратной трансляции –«направленной» мутации неядерных ДНК (например, митохондриальной природы) Реализация программ ДНК возвращает систему, в том числе и посредством механизмов иммунной защиты, в состояние равновесности, именуемой Гомеостаз |
Важно подчеркнуть, что процесс переработкиинформацииявляется неотъемлемыматрибутом жизни вообще, на фоне которого зарождаются все другие её феномены, а именно обменные процессы, рост и размножение. Последнее, впрочем, является само краеугольным камнем, лежащим у истоков любой жизни.
Иначе говоря,α и ώ – началом и концом жизни, являетсяименно информация, то есть то, что ново и потому способно качественно изменить уже существующие программы.
Часть 2
Посмотрим, далее, каковы современные представления о движении и обращаемости информационных потоков на уровне личности и социума, что, собственно, должно соответствовать в нем выше представленной сугубобиологическоймодели, еслипринять эту модельв качестве универсального механизма и атрибута жизни.
«Попытки построить модели понятия информации, охватывающие семантический аспект знания, содержащегося в некотором высказывании,относительно обозначаемого объекта, привели к созданию ряда так называемых логико-семантических теорий (Р. Карнап, И. Бар-Хиллел, Дж. Г. Кемени, Е.К. Войшвилло и др.). В них информация рассматривается как уменьшение или устранение неопределенности. Естественно предположить, что средствами какого-либо языка с помощью создаваемых в нем высказываний можно описать некоторую совокупность возможных ситуаций, состояний, альтернатив. Семантическая информация, содержащаяся в каком-либо высказывании, исключает некоторые альтернативы. Чем больше альтернатив исключает высказывание, тем большую семантическую информацию оно несет.
Исходной посылкой является утверждение, что информация является семантической сущностью материи. Понятие “материя” отождествляется с понятием “система”, в которую входят составными элементами - вещество, энергия, знания и информация. Эти элементы в соответствии с законом сохранения материи поддерживают систему в равновесном состоянии путем взаимных переходов из одной в другую субстанцию системы.При взаимодействии этих элементов системы вещество выступает носителем знания, а энергия - носителем информации» /Пархомчук А.А., контрольная работа «Новое информационное общество» по курсу «Современный уровень системного подхода к Природе и обществу», М.1998, Гос. унив. Управления Института Национальной и мировой экономики/.
Можно предположить, что если семантическая сущность материи – слово, однозначно идентифицируетобъект или действие, тооно является в такой же степени элементоминформационного потока, как ибелковая молекула, хранящая внутри себя признаки породившей его программы, записанной языком генетического кода.
Но, по аналогии снашей биологической моделью, отдельное слово, как и более объемный наборслов – фраза, а также мысль, идея, в зависимости от качественного состояния воспринимающего объекта могут тогда выступать в двух ипостасях:
- сигнальной, если воспринимающая их система уже содержит представления об описываемом предмете или действии;
- информационной, если описываемое явление несет в себе образ, структуру, понятие -качественно новые для воспринимающей системы.
Иначе говоря, и образ, и слово, и мысль, и идея в равной степени могут быть признаны атрибутамиинформационного мира, способнымисущественно влиять на движение материи. Так что, классики марксизма не зря признавали тезис:
- Идея, овладевшая массами, становится материальной силой.
[1] системы). Основная проблема в том, что человеческие рассуждения не есть система.
В данной теме были рассмотрены категории и понятия теоретической информатики, без которых невозможен анализ информационных процессов в обществе, в дальнейших темах будут рассмотрены категории и понятия собственно социальной информатики.
1. Главное отличие электронного диалога от межличностной устной коммуникации, по мнению профессора А.В.Соколова, состоит не столько в опосредованности экраном, которая есть и в случае видеотелефона или промышленного телевидения, не говоря уж о кинематографе, сколько в факте общения не с человеком, а с электронной памятью. Диалог “человек - ЭВМ” - главное отличие электронной коммуникации от устной или документальной коммуникации, где имеет место прямой или опосредованный документом диалог “человек - человек”(12).
Каковы же качественно новые возможности компьютерной страницы из компьютерной книги? (13).
Во-первых, в условиях информатизации и наличия глобальных информационных сетей компьютерная книга становится составной частью глобального полилога[3] и интертекста [4].
Во-вторых, невиданная мобильность и изменчивость содержания и оформления компьютерной страницы буквально подталкивают читателя-зрителя к диалогу с ней.
В-третьих, принципиально по-иному начинает действовать ее потенциальная сверхемкость, обеспечиваемая глобальной сетью баз данных, баз знаний и экспертных систем, к которым можно подключить каждую индивидуальную экранную книгу, сделав ее книгой “тысячи и одного автора”.
Компьютерная страница непредсказуемым образом расширяет социокультурный диапазон. Речь идет о непредсказуемости в смысле перехода от жестко фиксированного текста, характерного для классической письменной культуры, к “мягкому” тексту на экране компьютера с его мгновенной готовностью к трансформации.
Гипертекст как новая технология работы с текстами на компьютерной фазе информационного обмена.
Особо важно использование гипертекстовых технологий в социальной сфере, описываемой множеством трудно формализуемых параметров.
Другой причиной популярности данных технологий является предоставляемая ими возможность реализации сугубо индивидуальных информационных потребностей.
Процесс коммуникации включает в себя следующие основные компоненты: выбор известных знаков из перечня отправителя и передачу их по так называемому каналу коммуникации и опознавание воспринятых знаков получателем с помощью имеющегося у него набора. Передача идей возможна только при условии, что названные два набора имеют общую часть, что передано на схеме соответствующей площадью пересекающихся кругов. По мере повторного осуществления этого процесса в системах, обладающих памятью и “статистическим” восприятием, и в частности в человеческом мозгу, восприятие одних и тех же знаков постепенно обеспечивает все большую площадь пересечения перечня получателя с перечнем отправителя.
Множество отдельных актов коммуникации в силу их прогрессирующего влияния на состав набора приобретают кумулятивный характер. Таков, в частности, процесс освоения культуры, в особенности мозаичной культуры нашего времени. Семантемы, наиболее часто встречающиеся в сообщениях, постепенно проникают в перечень получателя и меняют его состав; в этом ключ к циклическому развитию социальной культуры».
Как видим, оптимизм технократического подхода к перспективам совершенствования и развития информационных технологий, плохо стыкуется с реальными возможностями живой материина всех уровнях ее развития, но особенно очевидно – на уровне социума.
Считая социум высшим проявлением самоорганизации живого вещества, мы все-таки не должны забывать о том, что в своей биологической первооснове он, также как и всякий составляющий его организм, подчиняется общим биологическим законам. Следовательно, принципы развития социума и его взаимодействия с информационным потоком будут проявляться и на этом уровне организации.
А это, в свою очередь, означает, что:
превышение порога плотности информационного потока, действующего на личность или социум, вплоть до общепланетарного сообщества людей, неизбежно приведет к распаду сложной конструкции (личности или социума) до ее менее сложных составляющих, превращая всю конструкцию в целом в совокупность автономных и полуавтономных компонентов.
Иначе говоря, для человека – безумие, для общества – хаос.
- хронизацией заболеваний инфекционной и неинфекционной природы;
- активацией нормальной микрофлоры организма, как, например, микрофлоры кишечника и бронхов при ВИЧ-инфекции;
- раковым перерождением тканей.
Существующие статистические данные о состоянии населения Земли, кстати, регистрируют рост именно этих проявлений нарастающего общепланетарного иммунодефицита.
В данных типах реакций проявляется именно «уход» тканей и органов от единоначалия нервной системы, выступающей в качестве организатора гомеостаза. (Гомеостаз – состояние относительного равновесия в работе целостного организма, свидетельствующее о сохранении баланса между плотностью (давлением) информационного потока, действующего на организм, и ресурсными возможностями организма адекватно реагировать на это давление).
В социуме при информационной передозировке это будетпроявляться нарастанием социального хаоса, в том числе,в виде войн и катастроф.
Выходом из этого легко прогнозируемого и, к сожалению, уже проявляющего себя состояния,может стать такая организация социума, в которой будут выдерживаться следующие требования*:
- контролируемость информационного обеспечения населения;
- сокращенная численность населения и территориально разобщенное расселение народов планеты:**
- тоталитарное общепланетарное руководство социумом.***
------------------------------------------------------------------------------------------------------
*Это, конечно, фашистский вариант, но окрашенный в интернациональные цвета мировой элиты.
**России пришлось стать первым крупномасштабным полигоном дляотработки технологий тоталитарного подавления социума. При этом была доказана высокая эффективность превращения этносов в «Иванов - родства не помнящих», доказана эффективность утраты исторической памяти, ключом к которой является интернационализация брачных отношений.
Кстати, именно этой целислужит «религиозная» практика международного духовного террориста Муна, идеологию которого так широко распространяют в настоящее время в России, в том числе и посредством школьных учебных программ.
*** Разумеется, имеется и альтернатива – духовное возрождение человека в духе ортодоксального христианства. Впрочем, вероятность этого как массового(социально значимого) явленияпрактически равна нулю.
Литература
1.Арский Ю.М, Данилов-Данильян В.И., Залиханов К.Я. с соавт. в кн. «Экологические проблемы; что происходит, кто виноват, и что делать?». Учебное пособие, М., изд. МНЭПУ, 1997
2.
3.Бурлакова Е.Б. «Сверхмалые дозы – большая загадка природы». Экология и жизнь», 2, 2000, стр. 38
4.Глушков В.М. Основы безбумажной информатики. М. 1987. 15
5.Горшков В.Г. Современные изменения окружающей среды и возможности их предотвращения. Докл. РАН,1993 - 332, N 6, стр.802-806
6.Горшков В.Г. Физиологические и биологические основы устойчивости жизни, М.: ВИНИТИ, 1995.-XXVIII;
7.Дубровский Е.Н. Информационно-обменные процессы как факторы эволюцииобщества. М.: МГСУ, 1996
8.Михайловский В.Н. Формирование научной картины мира и информатизация. С.-Петербург, 1994, с.54.
9.На пути к информационному обществу. ”Автоматизированные информационные ресурсы России. Состояние и тенденции развития” (Национальный доклад) // Вестник РОИВТ, 1994, № 4-5, с.5-66.
10.Рейзема Я.В. Информатика социального отражения (информационные и социальные основания общественного разума). М. 1990, с.127.
11.Робертсон Д.С. Информационная революция // Информационная революция: наука, экономика, технология: Реферативный сб./ ИНИОН РАН. М., 1993, с.17-26
12.Соколов А.В. Феномен информатики и псевдофеномен информации // Вестник ВОИВТ, 1990, № 3, с.45-51
13.Юревич А.В., Агамова Н.С., Цапенко И.П., Куда ученому податься // Независимая газета, 17 ноября 1994 года. 17
[1] - от греч. - учение о знаках. Семиотика - учение о знаках, свойствах знаковых систем (ее разделы - синтактика, семантика, прагматика)
[2] термин “безбумажная информатика” введен академиком Глушковым В.М.
[3] - широкий обмен мыслями, значениями, в которые вступает каждый новый автор и каждый новый текст;
[4] - взаимодействие между текстами