Естественные технологии биологических систем - Александр Уголев

Вероятно, наибольшие достижения вытекают из объединения технологии и естествознания, что важно для научного прогресса. Более того, развитие представлений о естественных технологиях и применение технологических подходов к естествознанию имеют ряд других важных, часто неожиданных аспектов. Прежде всего речь идет о влиянии естественных технологий на многие науки. Из этих наук лишь некоторые, относящиеся главным образом к биологии, медицине, биосфере, были затронуты автором. Но, конечно, читатель не мог не почувствовать связь естественных технологий с различными областями многих других наук, в том числе физики, химии, математики и ряда аспектов философии. Речь идет также о формировании новых элементов в общей системе этических, эстетических и других взглядов. Я далек от мысли упрощать эти и другие фундаментальные категории и влияющие на них процессы. Однако нельзя не видеть существенных различий в этических и эстетических оценках явлений и закономерностей, наблюдаемых в мире, со стороны естествоиспытателей и тех, кто олицетворяет дух производственных технологий.

Несколько слов о классификации технологий и практической деятельности человека. В 1985 г. мною предложена следующая классификация взаимодействующих технологий: 1) производственные технологии, связанные с закономерностью процессов производства; 2) биотехнологии, в которых живые системы используются в качестве звеньев, реализующих производственные процессы; 3) естественные технологии, возникшие в ходе эволюции, которые являются характеристикой живых систем и отражают наиболее важные особенности их существования и эволюции; 4) синтетические технологии, или синтехнологии, в которых сочетаются производственные и естественные технологии. Следует подчеркнуть важность таких сочетаний, которые применяются, например, для получения продуктов питания человека и сельскохозяйственных животных. Синтетические технологии часто используются и в случаях взаимодействия человека с окружающей средой (например, применение инсектицидов, пестицидов, гербицидов и т.д.). Комплекс этих четырех типов технологий может быть объединен под названием «всеобщая технология».

Примером взаимодействия технологий может служить одна из наиболее острых проблем, стоящих перед человечеством конца XX в., — проблема пищи и питания. Действительно, питание при приготовлении, получении и консервации пищевых продуктов относится к категории производственных технологий. На одном из этапов эта проблема решается с помощью биотехнологий, а завершающий этап, т.е. ассимиляция пищевых продуктов, благодаря естественным технологиям. Оптимальное согласование элементов всего комплекса — одна из самых важных задач на трудном пути решения проблемы адекватного питания.

Выше приведены факты, позволяющие понять влияние законов естественных технологий на различные проявления практической деятельности человека. Почти не существует областей, где бы производственная активность человека в больших или меньших масштабах, прямо или косвенно не влияла бы на естественные технологии. В качестве примера можно привести загрязнение и отравление водных и наземных экосистем отходами производства. Следует учитывать также действие ряда антропогенных факторов, которые подчас проявляются через многие годы (например, отдаленные эффекты строительства гидростанций).

Вернемся вновь к близкому автору примеру — проблеме питания, имеющей жизненно важное значение для судеб всего человечества. Этот пример позволяет проиллюстрировать некоторые взаимоотношения производственных и естественных технологий. Питание в современном обществе определяется сложной синтетической технологией, в которой естественные и производственные технологии чередуются и комбинируются. В конечном итоге производство пищевых ресурсов направлено на обеспечение потребностей организма в пище. Эта пища должна наилучшим образом соответствовать естественным технологиям усвоения пищевых веществ человеком, выработавшимся в ходе эволюции. Следовательно, при всех обстоятельствах человек должен приводить производственные технологии в соответствие с естественными, меняя последние с крайней осторожностью, ибо последствия таких изменений часто невозможно предвидеть. Между тем они могут быть не только неблагоприятными, но и необратимыми.

Трудность совершенного приспособления производства к естественным технологиям в большинстве случаев связана с тем, что мы недостаточно их знаем. Это справедливо также в отношении процессов ассимиляции пищи. Существенный прогресс знаний о механизмах питания человека и других организмов в последние десятилетия позволяет перейти от теории сбалансированного питания к теории адекватного питания, которая в сущности опирается на идеи естественных технологий и их эволюции. Принципиально новым является оптимизация стыка двух технологий. Это относится к составу пищи, режиму и другим условиям питания. Например, даже оценка роли аминокислот в жизнедеятельности организма в последнее время резко изменилась, так как одни из аминокислот оказались предшественниками нейротрансмиттеров, а другие — самими нейротрансмиттерами. Таким образом, увеличение или уменьшение количества аминокислот в пище оказалось фактором, влияющим не только на синтез белковых структур нашего организма, но и на его информационную и эмоциональную деятельность.

В настоящее время ясно, что наше питание (т.е. состав пищевых, регуляторных и токсических веществ) в значительной степени зависит от бактериальной флоры. Трофические характеристики у одного и того же человека на протяжении жизни могут резко меняться, так как состав микрофлоры подвержен существенным изменениям под влиянием композиции пищи и лекарственных препаратов. Иногда бактериальная флора претерпевает значительные изменения, особенно после необдуманного применения антибиотиков. Различия в бактериальной флоре служат одной из важных причин изменений технологии ассимиляции пищи у одного человека и резкой индивидуальной вариабельности. Поэтому синтехнология питания должна быть адекватной как индивидуальным особенностям естественных технологий, так и их изменениям на протяжении жизни данного человека. Разумеется, при конструировании адекватной пищи необходима большая осторожность.

Представление о естественных технологиях, как неоднократно упоминалось выше, тесно связано с проблемами медицины и экологии. Мы воспринимаем медицину как науку, ремесло и искусство, направленные на сохранение и восстановление здоровья. Для медицины все, относящееся к понятию здоровья и к развитию новых подходов в управлении жизненными процессами организма, является крайне интересным. В этом смысле естественные технологии имеют первостепенное значение. Так, элементарные функции, или операции, осуществляемые функциональными блоками, служат элементами технологий. Их универсальность создает основу для особой группы патологических процессов, названных синдромом общих блоков. Последние в отличие от органных синдромов могут затрагивать различные физиологические функции разных органов, но обусловлены нарушениями одних и тех же функциональных блоков. Примером таких заболеваний служит неспособность к всасыванию определенных аминокислот, что внешне проявляется в поражениях кожи, умственной отсталости и т.д. (см. гл. 7). Повреждающие агенты могут вызывать разнообразные заболевания, связанные главным образом или частично с нарушениями на уровне элементарных функций и функциональных блоков. Появляется и новая область диагностики, которая важна для разработки лечения и понимания некоторых сторон заболевания как нарушения определенной технологии.

Особенно много нового концепции функциональных блоков и естественных технологий вносят в представления о специфичности и направленности химиотерапевтических воздействий и, в частности, в терапевтическую возможность построения «волшебной пули». Мечта о чистой химической терапии без побочных эффектов в концепции естественных технологий не находит строгой научной базы. Существование универсальных функциональных блоков делает идею «волшебной пули» весьма трудной для исполнения. Действительно, лекарственные вещества, хотя и с разной вероятностью, поражают все свои мишени, как желательные, так и нежелательные. В связи с тем, что одни и те же функциональные блоки распределены в различных клетках и органах неравномерно, в большинстве случаев желательные эффекты выражены во много раз сильнее, чем нежелательные.

Было бы, однако, неправильно сводить взаимоотношения медицины и естественных технологий лишь к концепции функциональных блоков. В той мере, в какой здоровье определяется как нормальное протекание естественных технологий, а болезнь — как их нарушение, врач должен быть технологом в широком смысле этого слова, т.е. специалистом, способным понять как сущность происходящих изменений, так и последствия лечебного воздействия.