Глава 1 Геомерида и живая природа
Итак, все тогда возникло одновременно.
Филон Александрийский. О сотворении мира согласно Моисею, 67
Местообитанием Геомериды служит ландшафтная (географическая) оболочка Земли.
Когда-то она оставалась безжизненной, как Луна, и могла бы оставаться необитаемой и сегодня. Случилось иное. Однажды возникнув, Геомерида заселила изначально безжизненную ландшафтную оболочку, а животные и растения стали такой же составляющей ландшафтов, как небесные светила и облака, холмы и озера, песчаные пляжи и ледниковые морены, сугробы и разливы рек. Образно выражаясь, Геомерида «оживила» изначально безжизненные ландшафты. Так сложилась живая природа. Растения и животные оказались вовлеченными в жизнь ландшафта, например, в почвообразование, наравне с такими неживыми факторами, как рельеф и горные породы, солнечная экспозиция, осадки и другие составляющие климата. Тем не менее, даже слившись с географической оболочкой в живую природу, Геомерида остается биологически специфичным объектом натуралистской биологии. Об этом свидетельствует то обстоятельство, ЧТО даже в пределах географической оболочки она сохраняет собственные местообитания.Действительно, всмотримся, например, в ландшафты Мещеры и Валдая. В каждом из них мы находим озера. Между тем, озера с их растительностью и животным населением — не только составляющая «оживленного» ландшафта. Озера служат биотопами сообществ, и вполне очевидно, что озерные биотопы и сообщества не ограничены каким-либо одним ландшафтом. Значит, мозаика ландшафтов, даже «оживленных», и мозаика биотопов сообществ могут не совпадать. Это заключение представляется справедливым и в отношении ареалов таксонов: они тоже могут не совпадать с мозаикой ландшафтов и, разумеется, с мозаикой биотопов (Примечание 1).
В биоразноообразии обычно выделяют всего лишь две уже названных составляющих: экологическую (сообщества жизненных форм) и таксономическую (таксоны) (Примечание 2).
В действительности же, составляющих больше двух. Чтобы убедиться в этом, обратимся к конкретной составляющей Геомериды, к сообществу биотопа океанской эпипелагиа- ли (рис. 1).Вместе с прочими жизненными формами это сообщество включает жизненную форму активного хищника макрофага. Она объединяет дельфина, морскую змею, акулу, меч-рыбу и кальмаров. Основанием для объединения названных организмов
V.
•'v
С
Vv
- о
gt; V' i Ъ
с^чгіОм
c!gt; ,'l gt;'Jr U St^-чД
- V_, - gt; ^ ~
Рис. 1. Жизненная форма активного хищника макрофага в сообществе биотопа океанской эпипепагиапи: справа — совместно сосуществующие организмы, слева — не сосуществующие (вымершие) совместно обитавшие в прошлом организмы (ихтиозавр, белемниты,
акулообразная рыба)
л gt;
АЛ'/W
л
(Ґ~ "У
Ї?\; V
в одну жизненную форму служит общая функция в сообществе. Между тем, у всех названных организмов имеются общие взаимно скоррелированные структуры: совершенный двига-
тельный аппарат, дистантные рецепторы (глаза), приспособления для захвата и умерщвления жертв, обтекаемая форма тепа. Следовательно, вопреки сходству-несходству, которым мы привычно и не всегда осознанно оіраничиваемся при классифицировании биоразнообразия, даже кальмар сохраняет единство строения со столь несходными организмами, как морская змея и прочие хищники.
Объединение всех этих организмов может считаться типом организации в смысле сравнительной анатомии Ж. Кювье (Примечание 3), но более точно оно заслуживает непростого названия «тип организации жизненной формы». Это — одна из сложных составляющих биоразнообразия Геомериды. Она находится на пересечении двух элементарных составляющих: экологической (жизненная форма, выделяемая функцией) и сравнительно-анатомической (тип организации, т. е. единство скоррелированных структур, отвечающее функции хищника). Разумеется, столь сложная составляющая не может считаться таксоном. Лишь исключив из нее дельфина, кальмаров и морскую змею и ограничившись акулой и меч-рыбой, мы сделали бы шаг к воссозданию таксономического единства и получили бы повод для названия «тип организации жизненной формы таксона». Это была бы еще одна, вторая, и притом более сложная составляющая Геомериды. Однако вернем дельфина в объединение, включающее акулу и меч-рыбу. Тогда наметившееся было таксономическое единство окажется утраченным. Вновь сформированную составляющую Геомериды пришлось бы переименовать в «фе- нон типа организации жизненной формы» (Примечание 4). Это была бы третья, не менее сложная составляющая Геомериды.Рассмотренного примера достаточно для заключения о том, что специфическая структура биоразнообразия Геомериды остается комбинаторной. Чтобы упорядочить комбинаторное разнообразие, следует прибегнуть к формализации. Она сводится к делению общего понятия, как это принято в логике: логика — универсальный инструмент научного исследования. Общее понятие — это генеральная совокупность всех организмов, ныне живущих и вымерших.
На генеральной совокупности организмов зададим отношение сосуществования между организмами (рис. 2А). Оно отделяет живые организмы от вымерших, изображенных на рис. 1 слева. Вообще, единовременное сосуществование — это абсолютно необходимое условие для экологических отношений между организмами. Поэтому рис. 2А мог бы означать некое сообщество. Далее на той же генеральной совокупности зададим отношение совместности между организмами (рис.
2Б). Вообще, совместно обитающие организмы образуют биоту (объединение фауны и флоры), в данном случае, биоту планеты Земля. В пересечении двух фигур получим логическое понятие Геомериды (рис. 2В). Она наделена свойствами и биоты, и сообщества, потому что организмы Геомериды связаны отношениями и совместности, и сосуществования (слитным отношением совместного сосуществования). Чтобы получить этот результат, понадобилось два шага логического деления общего понятия генеральной совокупности организмов.Третий и четвертый шаги логического деления позволяют выделить таксономическую составляющую генеральной совокупности организмов. Для этого зададим на генеральной совокупности организмов межорганизменные отношения сходства и родства. Их пересечение означает слитное отношение родственного сходства (рис. 2Г). Одно лишь сходство выделяет
Рис. 2. А-Д — шаги 1-5 логического деления генеральной совокупности организмов; каждый шаг — это установление межорганизменных отношений. Е — пять пересекающихся фигур — четыре овала (1-4) и «продырявленная пластинка» (5) образуют диаграмму Венна (Примечание 5). Она означает результат логического деления одной и той же генеральной совокупности организмов всеми возможными способами (общее число способов (25-1), 1 означает окружающую плоскость, не существующие организмы генеральной совокупности)
феноны, одно лишь родство выделяет родословные. Таксоны- систематики выделяются слитным отношением родственного сходства (сходство, объясняемое родством). Пересечем фигуру, означающую понятие Геомериды (рис. 2В), парой фигур, означающих результат двух шагов логического деления (рис. 2Г). В пересечениях четырех фигур получим расчлененное понятие Геомериды как результат четырех шагов логического деления общего понятия генеральной совокупности организмов (рис.
2Д).Далее воспользуемся межорганизменным отношением корреляции строения, которое выделяет типы организации. Обозначим его пятой фигурой (рис. 2Е). Наконец, завершим формализацию понятия Геомериды межорганизменным отношением симметрии, которое выделяет геометрические планы строения. Обозначим его шестой фигурой (рис. 3).
Межорганизменное отношение симметрии могло бы показаться редким явлением. Привычным примером межорга- низменных симметрий служит пара зеркальных изомеров брюхоногих моллюсков: при наличии у каждого изомера собственной симметрии, спиральной, у пары изомеров имеется общая межорганизменная плоскость зеркальной симметрии. Следовательно, пара изомеров имеет общий билатеральный план строения. Этим примером, могло бы показаться, едва ли не исчерпываются межорганизменные симметрии животных. Такое заключение было бы ошибкой: в действительности межорганизменные симметрии разнообразны и столь же обычны, что и симметрии отдельных организмов. Недооценка распространенности межорганизменных симметрий вызвана тем, что мы ограничиваемся немногими так называемыми евклидовыми симметриями. В действительности же разнообразие симметрий весьма широко и поэтому по своим возможностям биосимметрика по-видимому не уступает систематике (Примечание 6).
Этим шагом, шестым, закончим деление общего понятия генеральной совокупности организмов. Главным результатом этой операции является следующее.
Во-первых, раскрыто содержание понятия «биоразнообразие Геомериды». Оно состоит из 16 составляющих, по числу пунктированных ячеек «биологической розетки» на рис. 3. Геомерида — первый объект натуралистской биологии. Понимаемый более широко объект биологии означают все 63 ячейки биологической розетки. Формальные (логические) по построению (63 - 16) ячеек могут иметь биологически содержательную трактовку (Примечание 5).
Во-вторых, в той мере, в которой в формализованное понятие Геомериды вовлечен понятийный аппарат исторически сложившихся разделов натуралистской биологии., на рис.
3 воссоздано натуралистское понятие жизни как о планетарном биоразнообразии. Шесть межорганизменных отношений выделены отнюдь не произвольно. Они упоминаются в текстах натуралистской биологии, имеют общебиологическое значение, и каждому отношению отвечает уже существующий, естественным образом обособившийся раздел натуралистской биологии (таблица). Полученный таким образом результат существенно отличается от построений других авторов (Примечание 7).Понятийный аппарат разделов биологии, условно именуемых «предметными» (например, альгология, ихтиология, энтомология), мог бы иметь ту же структуру, что и вся натуралистская биология в целом. Сходным образом понятийный
Рис. 3. Внизу: биологическая розетка (диаграмма Венна, дополненная шестой фигурой), состоящая из шести фигур: два овала (1 и 6), две «пластинки» (3 и 4), два «продырявленных овала» (2 и 5); нумерация фигур как на рис. 2. Точками выделено место понятия Геомериды. Вверху: в 63 ячейках биологической розетки указано количество пересечений фигур, от 2 до 6. Единица означает отсутствие пересечения
аппарат натуралистской биологии сохраняет значение в палеонтологии. На рис. 3 он означен той частью фигуры 2, означающей совместность, которая осталась за пределами фигуры 1, означающей сосуществование.
Такие разделы биологии sensu lato, как, например, эмбриология, гистология или генетика, могли бы именоваться «проблемными». В той или иной мере, так или иначе, они пользуются всеми шестью отношениями. В свою очередь, разделы натуралистской биологии широко пользуются открытиями и фактами, которые устанавливаются «проблемными» разделами биологии.
Взаимосвязь натуралистской биологии и таких разделов биологии sensu lato, как биофизика и биохимия, состоит, например, в том, что систематика пользуется биохимическими признаками. Однако, если в биохимии и биофизике организм изучается как саморегулируемая система, то в систематике информация об организме служит для оценки сходства и различия между организмами. При этом организмы остаются обладателями признаков сходства, неразложимыми элементами, хотя таксономические диагнозы читаются как описания комбинаций дискретных признаков.
Разумеется, у единственного организма нет межорганиз- менных отношений. Поэтому, если при воссоздании структуры Геомериды пользоваться межорганизменными отношениями, то в качестве неразложимого элементарного носителя жизни, как могло бы показаться, следует принять минимум два организма, При этом каждый организм должен был бы оставаться неразложимым элементом. Следующий довод мог бы в самых общих чертах пояснить эти соображения: если смысл слов письменного текста извлекается нами из сопоставлений смыслов слов, то для чего могла бы служить информация о химическом составе типографской краски и сложении букв из черточек и кружочков.
Таблица
Основные подразделения и общие понятия натуралистской биологии
| Филогенетическая систематика | Отношение сходства в дискретных признаках, объясняемое предположительным родством. Таксоны — это феноны, родственные по истолкованию (Примечание 4). Задача — построение системы таксонов, объясняемой гипотетическим родством между таксонами. |
| Историческая биология, включая филогенетику | Филогенетика: отношение родства между таксонами: построение филогенетического древа как объединения родословных таксонов. Изучение сродства фаун (флор) — фауногенез (флорогенез), сообществ (ценозогенез), типов организации (типоге- нез), планов строения (планогенез). Задача—воссоздание истории составляющих Геомериды, которая объясняет ныне наблюдаемое биоразнообразие Геомериды и ее структуру в географической оболочке Земли. |
| Сравнительная морфофизиология | Отношение корреляции между органами (структурами) в строении одного организма и корреляции между типами организации разных организмов (Примечание 3). Задача — объяснения типа организации и его физиологического функционирования, а также корреляций в функционировании Геомериды как «сверхорганизма». |
Окончание таблицы
| Биосимметрика | Симметрии одного организма (план строения) и симметрии между планами строения разных организмов (симметрии симметрий) (Примечание 5). Задача — построение системы геометрических планов строения, сложившихся согласно принципу Пьера Кюри в физических полях ландшафтной оболочки. В настоящее время очень актуально привлечение в био симметрику неевклидовых симметрий. |
| Экология | Отношение сосуществования между организмами жизненных форм сообществ и между сообществами Геомериды в масштабах Земли (предельное отношение совместности) — непосредственное или через посредников (Примечание 2). Задача: воссоздание картины планетарного сообщества как своеобразного сверхорганизма. |
| Фаунистика (флористика) | Отношение совместности организмов фаунистиче- ских (флористических) элементов в масштабах Земли. Как составляющие ландшафтов географической оболочки, местообитания животных и растений остаются объектом картирования в физической географии (Примечание 1). |
В действительности же по ряду причин отношения между двумя организмами имеют ограниченное значение для целей воссоздания структуры Геомериды. Главная причина этого состоит в том, что в паре организмов отношения столь же необходимо конечны, что и существование каждого отдельного организма. Более пригодными для этих целей представляются
популяции: самообновляясь, они способны поддерживать межорганизменные отношения неопределенно долгое время. Свойством самообновления межорганизменные отношения соответствовали бы пониманию жизни как противоположности смерти. Поэтому в последующем изложении выражение «межорганизменные отношения» означает «отношение между популяциями организмов». Разумеется, при этом сохраняются межорганизменные отношения внутри популяции.
Рубрикация таких изданий, как «Реферативный журнал» и «Biological Abstracts», отражает не только структуру биологии, но и значение биологии в жизни общества; вполне очевидно также влияние рынка биотехнологий и активности «зеленых». Поэтому структура знания о жизни, бытующего в обществе и объективно воссозданного в рубрикации подобного рода изданий, не может быть идентичной структуре Геомериды (таблица). По сходным причинам структура Геомериды только в первом приближении находит отражение в названиях университетских кафедр, а также учебников и учебных пособий (Примечание 8).
Претензии Геомериды на статус первого объекта натуралистской биологии подразумевают, что структура гипотетической биологии как знания о только что зародившейся жизни (она могла бы именоваться «протобионтологией») должна была бы полностью сложиться изначально и оставаться неизменной до наших дней.