Теоретическая биология. Часть 1 - Васильев А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Установленные значения удельных затрат, несмотря на их зависимость от множества факторов, имеют большую ценность для экономического описания в других условиях, для описания других живых систем и других механизмов. В силу качественной однородности корректировку уже имеющихся значений при соответствующих условиях сделать намного проще, чем устанавливать удельные затраты заново. Кроме того, сравнение возможностей организмов с разной организацией в одинаковых условиях позволяет сформулировать некоторые связи в форме равенств коэффициентов воспроизводства (выражаемых через комбинации удельных затрат) или, как минимум, неравенств. Их смысл в том, что организм,
40
который менее эффективно использует ресурсы, по крайней мере, не имеет преимуществ в сравнении с организмом, использующим ресурсы более эффективно.
Поэтому важно установить удельные затраты для любого конкретного организма, это дает большие возможности для предсказания не только его поведения, но и поведения других организмов (после корректировки удельных затрат для них).
В общем виде задачу экономического описания с учетом принятых положений (медленного изменения организации живых систем и необременительности/инертности системы регуляции) можно сформулировать следующим образом. Считая, что заданы все механизмы жизнедеятельности, но свободны и могут изменяться требуемым для обеспечения наилучшей приспособленности живой системы к текущим условиям (с точки зрения использования ресурсов) способом некоторые специально предназначенные для достижения этой цели параметры, которые также известны заранее (т.е. речь идет об оптимизации <ограничении> значений лишь некоторых параметров биологических процессов, выделенных исходно для достижения эффективного использования ресурсов) установить значения удельных затрат и предсказать ожидаемое с точки зрения экономии ресурсов поведение живых систем.
4. Растение как объект экономического описания
Полученные в пп.2-3 (обсуждение в п.2.6) выводы позволяют свести общую задачу об ограничении наблюдаемого поведения живой системы материальным балансом по совокупности ресурсов к рассмотрению оптимизационных задач, формулируемых для отдельных процессов на различных уровнях интеграции. Эти задачи вида
vi/Qi = max (2)
относительно просты (т. к. обоснована возможность представить функции Qi в линейном виде, а для функций F <как воспроизводимых характеристик> характерно вырождение в силу биологической относительности) и информационный потенциал получаемых данных дает некоторые возможности для проверки выполнения оптимизационных соотношений вида (2) по отдельности, т. е. независимо друг от друга.
Таким образом, ценность предлагаемого подхода к разрешению методических проблем экономического описания в том, что, во-первых, удается сформулировать ограничения в форме однозначных утверждений (разрешена проблема неоднозначности оптимизационного описания). А во-вторых, применительно к решаемой задаче реальной сложности (т.е. задаче, сформулированной по отношению к исключительно большому числу переменных) оказывается возможным разделение переменных -- трансформации ее к совокупности большого числа относительно независимых задач, число переменных в которых уже не является непреодолимым препятствием для их решения. Несмотря на столь радикальное разрешение принципиальных методических проблем при описании совокупности ограничений материальным балансом, общее число соотношений вида (2), и тем более, совокупное число переменных и параметров в них, в любом случае оказывается весьма велико. Поэтому важно продемонстрировать практически то, что такое многокомпонентное описание действительно является эффективным способом выражения описываемых ими ограничений.
Методически была бы убедительна такая демонстрация на примере любого конкретного биологического объекта. Однако в силу того, что разнообразие биологических объектов весьма велико, т. е. имея в виду перспективу описания с точки зрения рассматриваемых экономических ограничений всей совокупности биологических объектов, имеет смысл выбрать исходный объект так, чтобы это по возможности облегчало описание совокупности биологических объектов в целом.
В таком качестве во многих отношениях удобно выбрать растение. Во-первых, скорости основных физиологических процессов в растении легко выразить <ясна интерпретация> в терминах типовых свойств. Оказывается, что для многих важнейших процессов набор типовых свойств достаточно прост (см. далее пп.5-7, Приложения B, C, D). Типовые свойства, как правило, выражают биологические кривые, разделяемые на один, реже, два элементарных фрагмента. <Для сравнения при описании слуха у животных и воздействия на них звуковых сигна-
41
лов формально звуковой сигнал пришлось бы разделять на тысячи элементарных фрагментов и уже на предварительном этапе решать сложнейшие задачи представления и распознавания образов.> В силу того, что типовые свойства просты и установлены (явно или неявно) практически для всех процессов в растении, обычно не составляет большого труда получить малопараметрическое представление требуемой скорости vi в зависимости от нужных величин.
