Мы несколько отклонились от темы, коснувшись проблемы динамического равновесия на клеточном уровне. Теперь мы знаем, что организм в целом представляет собой динамическую структуру, хотя отдельные его части могут иметь статическую природу. Но вернемся к нашей основной темe и попытаемся найти другие, более высокие структурные уровни биологической организации.
Следующую ступень в этой организации составляют биологические системы, образованные совокупностью клеток. К ним можно отнести ткани, органы и целые организмы. Клетки нашего тела постоянно отмирают и заменяются новыми. Исключение составляет только нервная система. Очевидно, специализация нервных клеток слишком высока, чтобы их можно было заменить. Установлено, что из имевшихся вначале 10 млрд. нервных клеток 10 тыс. ежедневно безвозвратно теряются. До сих пор остается загадкой, как наш мозг безболезненно переживает такую потерю.
Клетки других систем восстанавливаются. Типичным примером может служить кровь. Продолжительность жизни эритроцитов у человека в среднем равна 100-120 дням, примерно столько же живут и другие клеточные компоненты крови. Кровь с точки зрения ее состава можно рассматривать как динамическую систему. Если врач установит болезненные изменения в составе крови пациента, то причина их может скрываться как в кроветворении, так и в управляемом процессе разрушения кровяных клеток.
Естественно, что у большинства читателей понятие "управляемый" ассоциируется с кибернетикой. И в самом деле, здесь речь идет в какой-то мере о кибернетической проблеме. О кибернетике, в том числе биологической, написано очень много, поэтому обсуждать этот вопрос мы не будем. Позже мы слегка коснемся кибернетической стороны вопроса,
Заметим, что развитие раковой опухоли можно рассматривать как нарушение динамического равновесия. Внезапно возникающее бурное размножение клеток при прежней скорости их разрушения вызывает увеличение количества клеток подобно тому, как повышается уровень воды в описанном выше резервуаре. Об этом мы также поговорим в дальнейшем.
Пример с клетками крови уже предопределяет переход к биологическим системам следующего, более высокого уровня — биоценозу. Биоценоз — это сообщество одинаковых или различных живых организмов. Деревенский пруд с его водными растениями, водорослями, одноклеточными, червями, дафниями, личинками насекомых и рыбами представляет собой биоценоз; то же можно сказать о луге с его растениями, животными; лесе, болоте и т. д. На горьком опыте человек узнал, что такие экосистемы (биоценозы) являются едиными сложными структурами, узнал после того, как жестоко поплатился за вырубку лесов и истребление некоторых видов животных.
Поскольку мы достаточно говорили о сущности динамического равновесия, теперь нам нетрудно обнаружить динамику в миграции животных, их размножении и гибели. Примечателен тот факт, что в природе взаимосвязь животных и растений, хищника и жертвы играет большую роль. На этом уровне взаимодействие между отдельными элементами системы становится особенно заметным. Очевидно, что в системе, все без исключения элементы которой состоят из отдельных живых объектов, каждая структура должна иметь динамическую природу. Статические структуры, которые мы наблюдаем как на клеточном уровне, так и на уровне отдельных организмов, здесь просто немыслимы. Но, конечно, статические структуры оказывают определенное влияние на динамическое равновесие в живой природе. Правда, эти структуры — характеристика почвы, температура, глубина (для водных биоценозов) и т. д. — представляют собой компоненты неживой природы.
У читателя, возможно, сложилось мнение, что эта глава в отличие от предыдущих не имеет ничего общего с физикой и математикой. Действительно, до сих пор мы довольствовались лишь общими рассуждениями о сущности динамического равновесия. Мы узнали, что биологические системы находятся в состоянии динамического равновесия, т. е. одновременно в статическом и динамическом состояниях. Динамическое равновесие обеспечивает, например, регулярное сокращение клеток сердечной мышцы, готовность к возбуждению у нервных клеток, выделение секрета клетками желез. Динамическое равновесие определяет нормальный качественный и количественный состав клеток крови, "цветение" водорослей в пруду, количество микроорганизмов в промышленных установках по непрерывному производству спирта, пенициллина и т. д.