Теоретическая биология. Часть 1 - Васильев А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Однако остающийся после выбора первой промежуточной точки произвол будет почти исчерпан при выборе еще одной промежуточной точки. Число возможных альтернатив реализации кривой быстро уменьшается после выбора каждой следующей промежуточной точки, поскольку как для самой величины, так и для ее производной происходит сужение диапазона возможных значений.
Иными словами, уже при выборе 2-3 точек (если распределить их равномерно, т.е. так, чтобы для всех полученных участков изменение значения самой величины и направления было примерно одинаково) оказываются исчерпаны все степени свободы с информационной точки зрения. Тем самым исчерпан имеющийся информационный потенциал кривой, и, следовательно, поведение кривой оказывается полностью определено.
В этом смысле можно говорить о том, что значение недетерминированности, равное 1 %, является критическим с точки зрения перехода от традиционного описания кривой, как определяемого, главным образом, совокупностью промежуточных точек, к описанию, определяемому в основном концевыми точками.
4*. Предел качественной однородности, свойство произведения
4.1. Свойство произведения <при интеграции составляющих>
При описании поведения живой системы зависимостями типа (2) важно учесть, что для осуществления любого процесса, происходящего в живой системе, необходимо участие множества составляющих. В отсутствие каждой из таких составляющих процесс невозможен. Можно сказать, что скорость обладает свойством произведения по отношению к наличию каждой из необходимых составляющих в том смысле, что скорость процесса обращается в нуль, если хотя бы одна из этих составляющих отсутствует. В частности, свойство произведения выполнено в отношении множества составляющих даже для самого сложного с точки зрения количественного описания процесса -- процесса воспроизводства живой системы как целого. Так, для любой живой системы можно указать многочисленные химические соединения, в отсутствии любого из которых ее существование будет невозможно. Это сотни и тысячи белков (например, любой из ферментов цикла Кребса), аминокислоты, интермедиаты энергетических процессов, регуляторы и т. д. Невозможно существование живой системы также в отсутствии многих составляющих на более высоких уровнях организации: макромо-лекулярных комплексов (например, рибосом или составляющих цитоскелета), органелл основных типов (например, митохондрий), клеток и тканей (абсолютно необходимые типы которых можно указать для каждого конкретного типа организмов).
Скорость воспроизводства обращается в нуль, если обращается в нуль количество любой из перечисленных составляющих. Их можно определить как необходимые или незаменимые составляющие в отличии от других также многочисленных составляющих (например,
15
химических составляющих, которые можно заменить их аналогами; составляющих, используемых при некоторых вариантах запасания <отсутствие запасов в некоторых случаях компенсирует изменение поведения>; некоторых регуляторов), без которых существование (воспроизводство) живой системы возможно, хотя и сопряжено с некоторыми дополнительными трудностями или ограничениями воспроизводства при некоторых условиях
Очевидно, что описание процессов в живой системе и воспроизводства в целом как взаимодействий со свойством произведения в отношении многих составляющих в принципе невозможно упростить, пренебрегая наличием некоторых или большинства составляющих. Напротив, полноценному описанию такого рода взаимодействий соответствует выбор из очень большого числа вариантов, включающий описание каждой из составляющих и особенностей их взаимодействия друг с другом.
Однако из опыта известно, что многие сложные биологические процессы с свойством произведения по отношению к большому числу переменных описывают весьма простые зависимости, представляющие собой малое число фрагментов, а часто всего один элементарный фрагмент в терминах п.3. Например, такой оказывается скорость фотосинтеза в зависимости от интенсивности освещения I или концентрации СО2 (подробности даны в следующей главе), при том, что для получения конечного результата необходимо осуществление десятков этапов различной природы (фотохимических, биохимических, активного и пассивного переноса), каждый из которых обеспечивают соответствующие составляющие, в отсутствии любой из которых процесс невозможен.
Таким образом, при описании происходящих в живой системе складывается парадоксальная ситуация, когда простые малопараметрические зависимости дают описание процессов, полное описание которых требует несоизмеримо большего числа параметров. Тем не менее, противоречия нет.
4.2. Определение качественной однородности и ее выражения
Возможность описывать малопараметрическими зависимостями весьма сложные (с точки зрения детального описания) процессы является одной из важнейших черт, характеризующих живые системы. Описание многих свойств системы с большим числом составляющих действительно существенно упрощается в том случае, когда составляющие качественно однородны, т.е. несмотря на различный (с качественной точки зрения) эффект действия различных составляющих количественно этот эффект <т.е. величину эффекта> описывают похожие выражения. Другое дело, что упрощение имеет иной смысл, чем пренебрежение значениями некоторых из описывающих отдельные составляющие параметров (т.е. игнорирование соответствующих составляющих).
