Коэволюция определение. Принципа коэволюции

17.12.2023

Еще в «Основах экологии» Ю. Одума было выделено 9 типов взаимодействия популяций, и все 9 с большими или меньшими основаниями могут рассматриваться в качестве разновидностей коэволюции. Наиболее интересные, «невырожденные», типы коэволюции предполагают своего рода сближение двух взаимосвязанных эволюционирующих систем, но не движение к одному, общему образу (конвергенция), а взаимную адаптацию, когда изменение, произошедшее в одной из систем, инициирует такое изменение в другой, которое не приводит к нежелательным или, тем более, неприемлемым для первой системы последствиям. Для таких случаев обязательна некая (относительная) симметрия, равнозначность, «равноположенность» коэволюционирующих систем. О том, что такое нежелательность, неприемлемость, вряд ли стоит рассуждать «в общем виде», проще определять это применительно к конкретным случаям.

Таким образом, если рассматривать развитие биосферы прежде всего как эволюцию ее биотической подсистемы (биоты), то разрыв в скоростях биоэволюции и техноэволюции обусловливает бессодержательность и внутреннюю противоречивость постановки вопроса о коэволюции биосферы и человека. Может быть, вывод изменится, если рассматривать развитие на относительно малых временных промежутках, так что процесс видообразования останется за пределами внимания? Нет, не изменится. Для обоснования обратимся к системно-кибернетическим представлениям о биосфере и к теории биотической регуляции окружающей среды. Развитие биосферы за период человеческой истории не раз становилось объектом научного анализа. Главный вывод не является новым или неожиданным, хотя большинством все еще не осознается в полной мере: вся деятельность человека после того, как он овладел огнем, перешел от собирательства и охоты к земледелию и скотоводству, для биосферы - возмущение.

Реакция любой системы на возмущение зависит от его величины, от того, ниже оно допустимого порога воздействия на систему или выше. В первом случае с помощью присущих ей компенсационных механизмов система подавляет негативные последствия, а обычно и сам источник возмущения, но во втором - она начинает разрушаться, деградировать. Однако при этом до определенного момента система может сохранять способность к самовосстановлению, а затем развиваются необратимые процессы, которые уничтожают либо принципиально изменяют систему - она перерождается, переходит в иное качество.

Согласно теории биотической регуляции, с момента своего возникновения биота не только адаптировалась к окружающей среде, но и оказывала на нее мощное формирующее влияние, возраставшее по мере развития биоты. Под воздействием биоты формировалась регулируемая окружающая среда, одновременно развивались соответствующие регулирующие механизмы самой биоты. В результате образовалась высокоорганизованная система - биосфера, в которой посредством надлежащей подстройки потоков биогенов (веществ, участвующих в функционировании биоты) обеспечивается беспрецедентно высокая точность регулирования всех параметров, существенных для биоты (физических и химических характеристик климата, атмосферы, почвы, поверхностных вод суши и Мирового океана), в широких пределах вариации возмущений.

Соотношение между общей теорией эволюции и концепцией коэволюции

Изучение проблем коэволюции открывает новое и, возможно, важнейшее направление фундаментальных исследований. Часто говорят, что в отличие от века пара, каким был век XIX, и века ХХ, который был веком электричества и атомной энергии, наступающий век будет веком гуманитарных знаний. Я принимаю такую формулировку, ибо наука об обеспечении коэволюции и есть та комплексная дисциплина, которая должна дать людям знание о том, что необходимо для продолжения существования человечества на Земле и дальнейшего развития его цивилизации.

В настоящее время изучение необходимых условий коэволюции продвинулось в целом ряде конкретных направлений. Так, например, изучение физико-химических особенностей атмосферы позволило установить влияние фреонов на структуру озонового слоя и даже принять важнейшее решение о переориентации холодильной промышленности на другой тип хладонов (см. Монреальский протокол ООН). Постепенно на ряде частных примеров показана огромная стабилизирующая роль биоты в целом и отдельных экосистем. Я бы особенно выделил работы профессора В.Г. Горшкова (С.-Петербург) и профессора Н.С. Печуркина (Красноярск), во многом весьма различные и, как всегда бывает в таких случаях, вероятно, весьма дополняющие друг друга. Еще рано говорить о построении динамики биосферы как стройной теории, способной быть инструментом анализа устойчивости биосферы.

Биосфера представляет собой грандиозную нелинейную систему. Однако до сих пор основное внимание исследователей уделялось изучению отдельных фрагментов этой системы. Я бы позволил себе сказать более жестко: в центре внимания исследователей были, прежде всего, многочисленные механизмы отрицательной обратной связи. И нетрудно понять, почему именно к ним было приковано внимание исследователей. В самом деле, наиболее концептуально интересен вопрос о стабильности биосферы, ее способности реагировать на внешние возмущения так, чтобы они не выводили ее из состояния установившегося квазиравновесия. Я думаю, что для любого ученого, изучающего биосферу как самостоятельный объект, наиболее интересен вопрос справедливости принципа Ле Шателье. И в этом плане, как мне кажется, в последние десятилетия получены результаты первостепенной важности, которые показали удивительные способности биоты противостоять внешним возмущениям. Однако лишь в определенных пределах, которые еще придется установить.

Но описать особенности эволюции биосферы с помощью одних механизмов отрицательных обратных связей нельзя. Как во всякой сложной развивающейся системе, в ней присутствует и множество положительных обратных связей. Обойтись без них тоже нельзя, поскольку именно положительные обратные связи и являются ключом к развитию системы, то есть усложнению системы и росту разнообразия ее элементов, что приводит к сохранению ее целостности (хотя может привести и к другому состоянию квазиравновесия).

Таким образом, любая сложная саморазвивающаяся система всегда обладает неким набором механизмов, некоторые из которых играют роль положительных, а другие - отрицательных обратных связей. Первые отвечают за развитие системы, рост ее сложности и разнообразие элементов. Вторые - за стабильность (гомеостаз) системы и сохранение уже существующего квазиравновесия. Разделение этих механизмов весьма условно. Однако оно дает качественное представление о характере функционирования сложной развивающейся системы. В настоящее время наибольшее внимание привлекает изучение механизмов отрицательной обратной связи, что, на мой взгляд, достаточно естественно, поскольку человек живет в определенных условиях, к которым он адаптировался. И смена этих условий может оказаться трагичной. Но изучение отдельных механизмов, даже в их сочетании, еще недостаточно для построения теории развития биосферы. А без такой теории говорить о стратегии человечества во взаимоотношениях с биосферой очень трудно и опасно.

Дело в том, что биосфера - система существенно нелинейная, и она даже без активных внешних воздействий способна к кардинальным перестройкам своей структуры. И теория развития биосферы не может считаться полноценной, если не изучено множество ее бифуркационных состояний, условий перехода из одного состояния в другое и структура аттракторов, то есть окрестностей более или менее стабильных состояний.

Однако система уравнений, описывающая функционирование биосферы даже в ее простейшем варианте, столь сложна, что непосредственное использование математических методов (то есть теории динамических систем) представляется крайне сложным. Поэтому пока что единственным эффективным способом анализа может служить эксперимент с компьютерными моделями, имитирующими динамику биосферы.

Таким образом, теория биосферы должна представлять собой не просто совокупность изученных механизмов функционирования отдельных элементов биоты и абиотических составляющих биосферы, взаимодействие которых способно реализовать принцип Ле Шателье (что, разумеется, совершенно необходимо). Для того чтобы обеспечить выживание человечества как вида, обеспечить возможность дальнейшего развития его цивилизации, нам предстоит изучить динамику биосферы как нелинейной системы, изучить структуру ее аттракторов и границы между областями их притяжений.

Итак, возникает новая фундаментальная наука. И она носит абсолютно прикладной характер, поскольку эта дисциплина сделается научной базой судьбоносных решений для человечества. Заметим еще раз, что переход биосферы из одного состояния в другое вовсе не обязательно требует мгновенных сверхнагрузок, как при атомных взрывах и последующих пожарах. Катастрофа может подкрасться и незаметно. И стратегия развития человечества не просто должна быть согласована с развитием биосферы, но должна быть такой, чтобы развитие биосферы происходило в нужном для человечества эволюционном канале.

Другими словами, обеспечение коэволюции человека и биосферы (или, что то же самое, для реализации стратегии sustainable development) требует развития специальной синтетической научной дисциплины. Работа по созданию такой дисциплины, по существу, уже началась. Ее естественной составляющей является экология. Я подчеркиваю - составляющей, ибо проблемы, которыми сегодня занимается экология, получившая широкое развитие за послевоенные десятилетия, не включают в себя целый ряд вопросов, жизненно важных для будущего, для поисков пути в эпоху ноосферы. И в частности, пока еще не занимается исследованием биосферы как целостной динамической системы.

В эволюции биосферы главенствующая роль принадлежит биоте: это соответствует значимости тех функций, которые выполняет система живых организмов при формировании горных пород, почвы, атмосферы и океана, хотя при этом не отрицается и не умаляется значение абиотических факторов. Эволюция биоты реализуется через процесс видообразования, причем в силу системности ее организации исчезновение какого-либо вида с арены жизни или появление нового вида практически всегда влекут волну видовых изменений в экосистемах, с которыми соотносится данный вид (в его «экологической нише»). Имеются оценки скорости этого процесса. По палеонтологическим данным, средняя продолжительность существования вида составляет около 3 млн лет. Согласно современным представлениям, для естественного образования нового биологического вида требуется период того же порядка длительности. Эта скорость вряд ли менялась в течение нескольких сотен миллионов лет.

В 1960-х гг. Л. Маргулис предположила, что эукариотические клетки (клетки с ядром) произошли в результате симбиотического союза простых прокариотических клеток,

Одум Ю. Указ. соч. С. 286.

таких как бактерии. Л. Маргулис выдвинула гипотезу, что митохондрии (клеточные органеллы, которые производят энергию из кислорода и углеводов) произошли от аэробных бактерий; хлороиласты растений когда-то были фотосинтезирующими бактериями. По мнению Л. Маргулис, симбиоз - образ жизни большинства организмов и один из наиболее созидательных факторов эволюции. Например, 90% растений существует вместе с грибами, поскольку грибы, связанные с корнями растений, необходимы им для получения питательных веществ из почвы. Совместная жизнь приводит к появлению новых видов и признаков. Эндосимбиоз (внутренний симбиоз партнеров) - механизм усложнения строения многих организмов. Изучение ДНК простых организмов подтверждает, что сложные растения произошли из соединения простых. Схематически это можно представить следующим образом (рис. 4):

Из схемы видно, что соединение двух организмов (обозначенное знаком (+)) ведет к созданию третьего (обозначено знаком (-»)). Присоединение к нему еще одного дает четвертый организм и т.д.

Такая симбиотическая коэволюция хорошо согласуется с данными синергетики, и ею можно объяснить образова-

Рис. 4. Гипотеза многоклеточных организмов ние колоний амеб под влиянием недостатка пищи и образование муравейника. В синергетических терминах это описывается так. Начальной флуктуацией является несколько большая концентрация комочков земли, которая рано или поздно возникает в какой-то точке области обитания термитов. Но каждый комочек пропитан гормоном, привлекающим других термитов. Флуктуация растет, и конечная площадь гнезда определяется радиусом действия гормона.

Так происходит переход от целесообразности на уровне организмов к целесообразности на уровне сообществ и жизни в целом - целесообразности в научном смысле слова, определяемой тем, что существуют не внешние по отношению к сообществам, а внутренние объективные надоргаииз- менные механизмы эволюции, которые изучает наука.

С точки зрения концепции коэволюции естественный отбор, который играл главную роль у Ч. Дарвина, является не «автором», а скорее «редактором» эволюции. Конечно, в этой сложной области исследований науку ждет еще немало важных открытий.

Эволюция идет за счет естественного отбора не только на видовом уровне. Естественный отбор на более высоких уровнях также играет важную роль, особенно: сопряженная эволюция, т.е. взаимный отбор зависящих друг от друга видов; групповой отбор, или отбор на уровне популяций, который ведет к сохранению признаков, благоприятных для группы в целом, даже если они неблагоприятны для конкретных носителей этих признаков.

Ю. Одум дает следующее определение коэволюции, или сопряженной эволюции. «Сопряженная эволюция - это тип эволюции сообщества (т.е. эволюционных взаимодействий между организмами, при которых обмен генетической информацией между компонентами минимален или отсутствует), заключающийся во взаимных селективных воздействиях друг на друга двух больших групп организмов, находящихся в тесной экологической взаимозависимости» 1 . Гипотеза сопряженной эволюции П. Эрлиха и П. К. Равена (1965) сводится к следующему. В результате случайных мутаций, или рекомбинаций, растения начинают синтезировать химические вещества, не имеющие непосредственного отношения к основным путям метаболизма или, возможно, являющиеся побочными отходами, возникающими на этих

Одум Ю. Указ. соч. С. 354.

путях. Вещества эти не мешают нормальному росту и развитию, но могут уменьшать привлекательность растений для растительноядных животных. Отбор приводит к закреплению данного признака. Однако насекомые фитофаги могут выработать ответную реакцию (наподобие устойчивости к инсектицидам). Если в популяции насекомых появится мутант, или рекомбинант, способный питаться растениями, которые прежде были устойчивы к данному насекомому, отбор закрепит этот признак. Итак, растения и фитофаги эволюционируют вместе.

Отсюда выражение «генетическая обратная связь». Так называют обратную связь, в результате которой один вид - фактор отбора для другого и этот отбор влияет на генетическую конституцию второго вида. Групповой отбор, т.е. естественный отбор в группах организмов, является генетическим механизмом коэволюции. Он ведет к сохранению признаков, благоприятных для популяций и сообществ в целом, но не выгодных для их отдельных генетических носителей внутри популяций. Концепция коэволюции объясняет факты альтруизма у животных: заботу о детях, устранение агрессивности путем демонстрации «умиротворяющих поз», повиновение вожакам, взаимопомощь в трудных ситуациях и т.п.

Данный генетический механизм может привести и к гибели популяции, если ее деятельность вредит сообществу. Известно, что вымирание популяций может происходить с высокой скоростью и здесь сказывается именно групповой отбор. Это предупреждение человеку, который противопоставил себя биосфере.

Коэволюция при разных типах межвидовых взаимоотношений

При взаимоотношении видов смежных трофических уровней

В системе «хищник-жертва»

Наиболее частым примером коэволюции является взаимодействие в системе «хищник-жертва». Приспособления, вырабатываемые жертвами для противодействия хищникам , способствуют выработке у хищников механизмов преодоления этих приспособлений. Длительное совместное существование хищников и жертв приводит к формированию системы взаимодействия, при которой обе группы устойчиво сохраняются на изучаемой территории. Подобные механизмы коэволюции наблюдаются между фитофагами и поедаемыми ими растениями. Нарушение такой системы часто приводит к отрицательным экологическим последствиям :стр.405-413 .

Негативное влияние нарушения коэволюционных связей наблюдается при интродукции видов. В частности, домашние козы и кролики , интродуцированные в Австралии , не имеют на этом материке эффективных механизмов регуляции численности, что приводит к разрушению природных экосистем .

В системе «фитофаг-растение»

Фитофаги и их кормовые растения эволюционируют связанно (коэволюционируют): растения приобретают признаки устойчивости к поедателям (например, ядовитость разной степени или колючесть), а фитофаги противостоят этому :стр.395-405 .

При взаимоотношении видов несмежных трофических уровней

При межвидовой конкуренции

В общем случае, если речь идёт о конкуренции видов за определённый ресурс, становление биоценозов связано с расхождением их экологических ниш и уменьшением уровня межвидовой конкуренции :стр.423

При мутуализме

Примером коэволюции является взаимодействие организмов при мутуализме . В этом случае эффективность взаимодействия организмов важна для выживания особей обоих видов.

Литература

Яскевич, Я.С. Раздел 1. Философия и ценности современной цивилизации // Философия и методология науки. - Минск: Выш. шк., 2007. - С. 86. - 656 с. - 2000 экз. - ISBN 978-985-06-1380-6

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Коэволюция" в других словарях:

КОЭВОЛЮЦИЯ - (от лат. со совместно и эволюция), в самом широком смысле совместная (сопряженная) эволюция двух (или более) таксонов, объединенных тесными экологическими связями, но не обменивающихся генами; при этом действует реципрокное давление отбора,… … Экологический словарь

КОЭВОЛЮЦИЯ, развитие взаимодополняющих признаков у двух различных видов, результат взаимодействия между ними. Оба вида выигрывают от этого, и вырабатывающиеся у них черты поведения служат им обоим на пользу. Классическим примером является… … Научно-технический энциклопедический словарь

- (со приставка, обозначающая в ряде языков совместность, согласованность; лат. evolutio развертывание) термин, используемый современной наукой для обозначения механизма взаимообусловленных изменений элементов, составляющих развивающуюся целостную… … Новейший философский словарь

- (от лат. со с, вместе и эволюция), эволюционные взаимодействия организмов разных видов, не обменивающихся генетич. информацией, но тесно связанных биологически. Коэволюц. взаимоотношения связывают любой вид организмов с видами ближайшими его… … Биологический энциклопедический словарь

- (от лат. cofnj с, вместе и эволюция) англ. coevolution; нем. Koevolution. Принцип гармонического совместного развития природы и общества, являющийся необходимым условием и предпосылкой будущего существования и прогресса человечества. Antinazi.… … Энциклопедия социологии

коэволюция - — Тематики биотехнологии EN co evolution … Справочник технического переводчика

коэволюция - Взаимное приспособление видов друг к другу в ходе эволюции, например, насекомых к опылению растений и растений к опылению насекомыми. Syn.: коадаптация … Словарь по географии

Коэволюция - * каэвалюцыя * co evolution 1. То же, что коадаптация, т. е. эволюционно биологические взаимодействия одного и более видов без обмена генетической информацией. Фактически так связаны все виды в составе биоценоза (см.), а тем более в консорции (см … Генетика. Энциклопедический словарь

КОЭВОЛЮЦИЯ - – принцип сопряженного, взаимообусловленного изменения систем или частей системы внутри целого. Понятие «коэволюции» является биологическим по своему происхождению, и основано на изучении совместной эволюции различных биологических объектов и… … Философия науки и техники: тематический словарь

от лат. со - с, вместе + эволюция) - параллельная, совместная эволюция, а точнее, историческая адаптация природы и человечества; взаимное приспособление в ходе эволюции: разных форм живого, обитающих совместно (насекомых и опыляемых растений); разных органов одной особи.

Отличное определение

Неполное определение ↓

КОЭВОЛЮЦИЯ

со - приставка, обозначающая в ряде языков совместность, согласованность; лат. evolutio - развертывание) - термин, используемый современной наукой для обозначения механизма взаимообусловленных изменений элементов, составляющих развивающуюся целостную систему. Возникнув в биологии, понятие "К." постепенно приобретает статус общенаучной категории. В философской литературе применяется, главным образом, в двух основных смыслах: в широком - когда термином "К." обозначается совокупная, взаимно адаптивная изменчивость частей в рамках любых биосистем (от молекулярного и клеточного вплоть до уровня биосферы в целом). Примером таких отношений служат, например, взаимные изменения видов-партнеров в экосистемах "паразит - хозяин", "хищник - жертва". Результатом такой коадаптивной изменчивости может быть как сохранение биосистемы в уже достигнутом оптимальном состоянии, так и ее совершенствование. В природе коэволюционное становление и сохранение биосистем осуществляется как объективный процесс в рамках естественного отбора, который из всех возможных трансформаций тех или иных компонентов системы оставляет лишь взаимно совместимые. В более узком смысле понятие "К." используется для обозначения процесса совместного развития биосферы и человеческого общества. Концепция К. природы и общества, с которой первым выступил Н.В. Тимофеев-Ресовский (1968), должна определить оптимальное соотношение интересов человечества и всей остальной биосферы, избежав при этом двух крайностей: стремления к полному господству человека над природой ("Мы не можем ждать милостей от природы..." - И. Мичурин) и смирения перед ней ("Назад, в природу!" - Руссо). Согласно принципу К., человечество, для того, чтобы обеспечить свое будущее, должно не только изменять биосферу, приспосабливая ее к своим потребностям, но и изменяться само, приспосабливаясь к объективным требованиям природы. "Мы столь радикально изменили нашу среду, - утверждал Н. Винер, - что теперь для того, чтобы существовать в ней, мы должны изменить себя". Именно коэволюционный переход системы "человек - биосфера" к состоянию динамически устойчивой целостности, симбиоза и будет означать реальное превращение биосферы в ноосферу. Для обеспечения этого процесса человечество должно следовать, прежде всего, экологическому и нравственному императивам. Первое требование обозначает совокупность запретов на те виды человеческой деятельности (особенно - производственной), которые чреваты необратимыми изменениями в биосфере, несовместимыми с самим существованием человечества. По Я. Тинбергену "научное понимание нашего поведения, ведущее к его контролю, возможно, наиболее насущная задача, стоящая сегодня перед человечеством. В нашем поведении имеются такие силы, которые начинают создавать опасность для выживания вида и... для всей жизни на Земле". Второй императив требует изменения мировоззрения людей, его поворота к общечеловеческим ценностям (например, чувству уважения любой жизни), к умению ставить превыше всего не частные, а общие интересы, к переоценке традиционных потребительских идеалов и т.д. К сожалению, сознание людей очень консервативно и с трудом отказывается от стереотипных представлений об отношении человека к природе.

коэволюция - — Тематики биотехнологии EN co evolution … Справочник технического переводчика

Совместная эволюция биологических видов, взаимодействующих в экосистеме. Изменения, затрагивающие какие либо признаки особей одного вида, приводят к изменениям у другого или других видов. Первым концепцию коэволюции ввёл Н. В. Тимофеев Ресовский… … Википедия

Coevolution коэволюция. Взаимные эволюционные изменения двух и более разных видов, cвязанных между собой биологически, но не генетически (не обменивающихся генетической информацией); К. имеет место практически в любом биоценозе, наиболее… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

Книги

Палеонтология. В 2 томах. Том 1 , О. Б. Бондренко, И. А. Михайлова. Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению подготовки "Геология" (квалификация "бакалавр"). В первом томе учебника раскрыта система…
Концепты хаоса и порядка в литературе США. От дихотомической к синергетической картине мира , Е. А. Стеценко. Книга "Концепты хаоса и порядка в литературе США. От дихотомической к синергетической картине мира" посвящена исследованию философско-эстетических концептов хаоса и порядка в американской…