Математическая биология развития - Аладьев В.З.
Скачать (прямая ссылка):
законы, механизмы и управление производством разных типов продукции.
Торможение роста часто совпадает с наступлением половой зрелости. Это
означает, что часть энергии переключается с роста на размножение. Как это
происходит - важно отразить в теории роста. У одноклеточных организмов
большая доля продукции прижизненно выделяется в виде растворенного
органического вещества; изменения в скорости этого процесса прямо
затрагивают рост, и соответствующие законы также должны учитываться при
анализе роста.
Сегодня мы имеем материалы по некоторым видам животных, позволяющие для
всего периода онтогенеза построить усредненные кривые скорости роста,
питания, дыхания, размножения, сопоставить их в непротиворечивых
математических моделях. Слабость этих моделей в том, что они объединяют
независимо полученные кривые лишь с позиций законов сохранения. В моделях
пока не отражены действительные механизмы управления и координации
процессов, так что они не могут быть использованы для иллюстрации или
предсказания характера перестройки баланса, а следовательно, и для
прогнозирования роста, при различных отклонениях от средней картины.
МАГИЯ КРИВЫХ РОСТА
К числу недостатков новейших теоретических разработок по росту можно
отнести несоразмерно большое внимание, уделяемое форме кривых роста.
Объясняется это тем, что эксперименты по росту планируются по старинке,
так что исследователь в итоге располагает обычно лишь сведениями о
скоростях роста в разные периоды онтогенеза и об интегральной кривой
роста. Естественно, что и теоретические изыскания нередко ограничиваются
детальным ана-
47
лизом особенностей наклона кривой, точек перегиба, сезонных ритмов -в
общем, довольно ограниченного круга вопросов, которые можно обсудить на
основе такого фактического материала.
Обычно не проводятся сплошные наблюдения, так что рост анализируется по
результатам обследования выборок. Некоторые исследователи считают это
большим методическим изъяном. Однако, если в серии сплошных наблюдений
зарегистрировать истинные индивидуальные кривые роста группы животных, то
это покажет лишь индивидуальную изменчивость роста и ничего более. В
сущности, уже распределение выборки взрослых животных по дефинитивным
размерам дает представление о нормальном разбросе роста, но этого
недостаточно для широких теоретических обобщений.
Еще раз подчеркнем, что развитие теории роста (в том числе
математической) не следует связывать только с описанием точного хода
кривой роста. Такое описание не будет содержать убедительного объяснения
и не будет иметь прогностического значения. В этом смысле основной
методический порок экспериментов по росту обычно заключается в том, что
они не спланированы специально для проверки конкретных гипотез
относительно движущих сил роста, механизмов управления этим процессом и
факторов, его обусловливающих. Пока не будут получены точные и
разноплановые данные такого рода в специальных опытах, теоретики не
перестанут продуцировать полуфантастические построения с привлечением
различных неизмеряемых или неизмеренных параметров.
Магия кривых роста проявляется и в том, что рост считают необходимым
исследовать непременно от рождения и до смерти животного от старости.
Полнота изучения роста должна оцениваться точностью измерений и числом
измеряемых в ходе опыта переменных. При этом измерять необходимо не
только то, что легко измерить, но и переменные, привлекаемые для
объяснения законов роста и его моделирования. Целый ряд вопросов можно
решить в относительно кратковременных опытах, сравнивая не кривые, а
скорости роста.
Сказанное не следует воспринимать как недоверие к теоретическому
исследованию кривых роста. Именно результаты таких исследований и
высказанные альтернативные гипотезы позволяют сформулировать задачи
очередных экспериментов и спланировать последние наиболее эффективно.
Речь идет о том, что развитие науки о росте нельзя сводить к получению и
анализу кривых роста.
В заключение повторим, что настоящий беглый обзор построен на основе
предположения, что читатель хорошо знает последние сводки и сборники,
посвященные росту. Поэтому предметом обозрения были избраны вопросы,
лимитирующие развитие теории. В изучении роста моделирование обогнало
эксперимент. Нет недостатка в гипотезах" в том числе конструктивных. Они
касаются аллометрии и ее частных законов, злокачественного роста как сня-
48
тия торможения роста, компенсационного роста как проявления целостности
организма в управлении его целевыми программами. Ряд гипотез связан с
сущностью торможения роста, иерархией управления процессами, с ролью
интегрированности организма, с единством ростовых потенций всех животных.
Экологические, балансовые, эволюционные, термодинамические подходы к
описанию и анализу роста привели к теоретическим построениям, толчок к
дальнейшему развитию которых могут дать только новые и глубокие
экспериментальные работы.
УРАВНЕНИЯ РОСТА И ОНТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ АЛЛОМЕТРИЯ
