Диалоги (декабрь 2003 г.)
Шрифт:
А.Г. А от чего зависит интенсивность выделения этого ингибитора роста? От плотности популяции?
С.О. Да. Как раз получается, что тут идет очень осмысленная регуляция.
А.И. Да, вы знаете, вообще вещь поразительная. Если бы насекомых ничто не сдерживало, они, как любой вид, уходили бы в бесконечность по плотности. Понимаете? Но тут речь идет о том, что механизм регуляции связан еще с запаздыванием системы регуляции. Регуляторы с большим запаздыванием, то есть скорость размножения которых близка к скорости размножения жертвы, имеют большую инерцию. Поэтому он и может выскочить через пороговое значение и двигаться. А дальше вступают в действие механизмы с очень малой инерцией. Скажем, микроорганизмы, они значительно быстрее размножаются, чем насекомые. И траектория как бы вязнет в этой массе, и начинает снижаться коэффициент размножения
С.О. Позвольте мне еще на одну вещь обратить внимание. Я совершенно не затрагивал вопрос о количественных концентрациях. И вот позвольте на это обратить внимание, поскольку это очень важно и для наземных организмов, и для водных.
Здесь показан морской красивый организм – очень интересные существа, это морское беспозвоночное животное, похожее на подводную хризантему с живыми, двигающимися лепестками – актиния, которая распускает очень красивые щупальца и очень красиво выглядит. Не случайно ее латинское название – Anthopleura elegantissima – что означает в переводе – «в высшей, предельной степени элегантная». И на изображении она красиво выглядит. Но если ее поранить, то не только она сжимает щупальца, но и соседние актинии чувствуют, что что-то произошло – и тоже убирают, сжимают эти щупальца.
Оказалось, что эффективность того феромона тревоги, который как раз передает этот сигнал, такова, что действует – здесь показано на рисунке – всего лишь концентрация 10 в минус десятой моля. Эта концентрация, если ее в более понятных терминах выразить, означает, что чайную ложку этого вещества можно добавить на 10 тысяч тонн воды. И этого будет достаточно, чтобы актиния почувствовала такую маленькую концентрацию. И это типичный случай, это не рекорд, это типичная эффективность действия феромона.
Позвольте еще очень интересные некоторые примеры. Это вещества химические, которые выделяются этой – на рисунке – маленькой красивой рыбкой Pardachirus pavoninus, 10–20 сантиметров размером, но она отпугивает акул этим веществом. Ясно, что это очень интересное практическое значение может иметь.
Среди природных веществ, важных для регуляции экологических отношений, в беседе уже были упомянуты репелленты и токсины. Один из примеров – токсин с названием тетродотоксин. Это – страшный яд. Он вырабатывается приятными такими симпатичными рыбками из семейства Иглобрюхие (другие названия этого семейства – Скалозубовые или Рыбы-собаки) – вот на рисунке. Интересно, что туда входят рыбы Fugu rubripes (бурый фугу, или бурая рыба-собака), из которых на Востоке готовят знаменитое и почитаемое в Японии блюдо фугу. И кстати, потому требуется большое искусство в приготовлении – если там попадется этот тетродотоксин, это смертельный исход. Если это мясо рыб-иглобрюхов готовится несведущими дилетантами, то в 60 случаях из ста дегустирование такого блюда приводит к смерти.
Закономерно, что нас всегда интересуют вопросы прикладного использования, как говорил Александр Сергеевич, это очень полезный, очень эффективный способ регуляции и управления лесными экосистемами.
Но точно так же это очень полезно для сельского хозяйства, поскольку на этом базируется один из способов интегральной системы защиты растений. Это один из важных аспектов биотехнологии, поскольку это очень полезные химические вещества, относящиеся к вторичным метаболитам. Это используется в аквакультуре, поскольку там необходимо повышать ее эффективность, мы говорили о том, что есть ингибиторы роста, которые как раз и будут ингибировать, если не обращать на них внимание. И это очень интересный способ использования феромонов и других химических регуляторов. Применение экологических хемомедиаторов и хеморегуляторов (феромоны и другие) – это интересный способ уменьшить использование более опасных пестицидов. Это дает возможность более избирательно подходить к применению ядохимикатов и тем самым уменьшить их дозировку, уменьшить внесение токсичных агрохимикатов в сельскохозяйственные посевы и окружающую среду. Тут перспективы практического использования фантастические.
А.Г. А насколько легко синтезируются эти вещества, и насколько они дешевы при этом?
С.О. Поразительным образом некоторые из них очень просты по структуре. То есть на первый взгляд кажется, что это что-то должно быть замысловатое. Очень часто это простые вещества. Иногда это комбинация простого и более сложного вещества. Но здесь самое главное – это работа ученого по выявлению и по определению химического состава. Дальше уже все гораздо проще.
А.И. Вы знаете, парадоксально, но есть вещи, которые с другой стороны совершенно по иному смотрятся. В защите леса, как правило, надо как-то сгруппировать насекомых, собрать их в кучу, с помощью феромонов, такое общее мнение существует, и затем уничтожить. Но оказалось, что значительно проще использовать другой метод – разредить популяцию, дать ей уйти, угнать ее опять в разреженное состояние, чтобы она крутилась вокруг этой точки X1 знаменитой, о которой я говорил. А для этого можно использовать репеллент, которым можно их пугнуть, просто разогнать. Репеллент – это отталкивающие вещества, они и растительного происхождения есть, и синтезированные, их можно подобрать экспериментально. Разогнав (разредив) популяцию насекомых, мы отдадим ее на съедение экосистеме – лесному биогеоценозу. Потому что как только численность начнет снижаться, популяция уже не удержится на пике вспышки и двинется в разреженное состояние, она покатится с горки, «с ярмарки поедет». Понимаете? Такой метод мы предложили в свое время. И он очень заинтересовал специалистов у нас и за рубежом. Метод использования репеллентов весьма перспективен и достаточно интересно развивается.
C.О. Интересно, что с учетом повсеместного действия факторов регуляции – в том числе экологических хеморегуляторов – возникает совершенно новая общая картина биосферы, обрисованная в наших книгах и проиллюстрированная в этой беседе.
Первое. Вся биосфера объединена воедино сетью химических и иных связей, веществами, передающими информацию и регуляторные воздействия. Эта степень объединенности, интегрированности биосферы гораздо сильнее, чем думали ранее. Получается, что по степени объединенности в единое целое биосфера напоминает единое сверхсложное существо. Если использовать язык метафоры и художественных образов, то это свехсложное существо чем-то похоже, может быть, на то, что нарисовало воображение фантаста Станислава Лема и Андрея Тарковского в фильме «Солярис». Во всяком случае, представление о глобальном суперорганизме основано не на пустом месте. Не удивительно, что и некоторые современные ученые видят биосферу и даже Землю в целом как сверхорганизм (Джеймс Лавлок, James Lovelock) в Англии, его книги «Gaia: A New Look at Life on Earth»; «The Ages of Gaia»).
Второе. Поведение и действия живых организмов очень сильно детерминированы регуляторными воздействиями других организмов. Практически не остается места для свободы. Свобода живой природы, свобода в жизни живых существ иллюзорна. Есть элемент случайности, но это еще не свобода. Получается, что в биосфере все или почти все структурировано и детерминировано, свободы (в нашем понимании – как свободы выбора, как реализации полета воображения и фантазии, как идеала нашей мечты) просто нет. Это новое видение биосферы, новое видение устройства мира, который нас окружает и из которого мы возникли (или в который мы погружены) как живые существа с определенным уровнем организации нервной системы и психики, как люди…
А.Г. Очень интересно! Получается – это новый детерминизм?
С.О. Да, совершенно верно. Новый детерминизм в устройстве и функционировании биосферы, новая сторона в видении детерминизма как важнейшей особенности устройства мира.
Хотя мы не нашли сладостной нашему сердцу свободы, разрешите мне – хотя, кажется, наше время уже истекло – в заключительный миг оторваться от строго научной, суровой и прозаической реальности и окончить в другой тональности, выраженной словами Максимилиана Волошина, который тоже признал, что «свободы нет», но на этом не остановился. Вот слова Волошина («Таноб», 1926):
Свободы нет, но есть освобожденье!Наш дух – междупланетная ракета,Которая, взрываясь из себя,Взвивается со дна времен, как пламя.Теория асимметрии мозга
Участник:
Виген Артаваздович Геодакян – кандидат технических и доктор биологических наук
Виген Геодакян: До появления жизни на Земле были простые молекулы и сразу следующий уровень – ценоз: океан или атмосфера. Не было огромного количества уровней организации. С возникновением жизни появилась дискретность во времени: поколения и другие фазы, и в пространстве масса разных форм: клетки, организмы, виды и т.д. Как это могло произойти? Только одним способом – если непрерывно происходили дивергентные процессы, из одного – два: (1V2).