Окружающий нас мир представлен материями различных видов. Это физический микромир с частицами и излучениями полей различного вида (ядерных, магнитных, гравитационных и др.). Это далее мир материи умеренных температур и состояний – мир химических соединений в трех фазовых состояниях и в более узком диапазоне мир органической материи, включая и Жизнь. И, наконец, это макромир, включая все виды материи с ее галактиками, черными дырами и космическими катаклизмами.

На фоне множественных медленных глобальных изменений окружающей среды – гравитационных, магнитных, тепловых, радиоактивных излучений – в определенных редких и относительно стабильных условиях на некоторых планетах могут появляться новые сложные, т. н. органические молекулы. Это химические вещества, состоящие в основном из атомов углерода в соединении с водородом и другими элементами таблицы Менделеева. Углерод способен образовывать очень сложные и многообразные соединения с другими атомами. Термин «органический» исторически связан с тем, что изучаемые в этом классе вещества получали исключительно из живых организмов.

На формирование и разрушение молекул влияет огромное количество факторов внешней планетарной и космической среды. Это означает, что некоторые планеты оказываются инкубаторами стихийных химических экспериментов неживой природы.

Среди множества результатов в стихийной природе изменений органических веществ случайно возникают и комплексы разнородных органических молекул с оболочками, изолирующими внутренние полости от внешней среды. И тем обеспечиваются временная устойчивость таких комплексов и их целостность при столкновении с другими группами органических молекул.

В ходе случайных результатов появляются и новые химические реакции, в которых тепловые и световые воздействия Солнца – ближайшей (в Звездной системе) Звезды – преобразуются в питательные вещества для роста органических молекул и их обособленных групп. Так появляется фотосинтез. И это образует первые (энергетические) основания для устойчивости молекулярных комплексов во времени и для их возможного роста в продолжение некоторого времени.

На фоне выработки дополнительной и восполняемой энергии, то есть роста, некоторые молекулярные комплексы получают возможность деления, то есть копирования или размножения.

Так в природе, которая обычно построена на возрастании неопределенности и выравнивании энергии и материи (Второй закон термодинамики) в некоторых идеально устойчивых, но все же переменных условиях, возникают обратные процессы появления более сложных систем. Такие системы способны брать энергию внешней системы (от излучения ближайшей Звезды) и создавать и размножать сложные группы молекул. Тем самым в природе возникают уголки мира, где за счет временного локального источника энергии образуются возможности для роста сложности и неравномерности мира, то есть возможности падения равномерности, падения энтропии – роста негэнтропии. Такие органические группы именует организмами или живым.

Кто именует? Их именует новая Материя, выросшая из них за несколько миллиардов лет после того момента, то есть их именуем Мы с вами под именем Человечества. Чем же характеризуется живое или живой организм в представлении современной науки – мы отобрали то, что считаем важным? Функции Живого, которые исчерпывают живое и не требуют расшифровки, следующие. Живое или организмы выполняют три важнейшие функции – 1) усвоения энергии из среды, 2) защиты от вредных действий среды (первое и второе вместе это гомеостаз – равновесие организма со средой, включая другие организмы). И третья функция – 3) воспроизводство или размножение организмов в среде. Сам же процесс стихийного развития органических систем или организмов обеспечивается 1) относительно стабильным состоянием внешней среды и 2) результатами существования и взаимодействия организмов друг с другом и с такой средой. И такой процесс Мы, Человечество, именуем Эволюцией. Среда внешняя и среда взаимодействующих организмов оказывается источником развития живого. Как? Живое усложняется в эволюции. Эволюция включает два противостоящих случайных процесса. Напомним, что случайным в нашем обычном мире и в математике мы представляем (считаем) то, что подвергается множеству разных малых причин, среди которых нет доминирующей, и каждую из которых мы не считаем возможным или нужным выделять для представления как причины отдельно.

Первый процесс – это изменчивость, то есть стихийное (случайное) изменение органических соединений – генетические мутации – и через них изменение отдельных организмов. В нашем случае важно знать, что колебания магнитного поля Земли и изменение уровня радиации из Космоса, а так же космические и земные катастрофы, как и оледенения – стали важнейшими реальными причинами изменчивости.

И второй процесс – естественный отбор, то есть стихийное выживание (и размножение выживших) наилучших вариантов организмов в среде в процессе их взаимодействия между собой и со средой в целом.

Процесс выживания и обеспечивает отбор или селекцию наилучших форм организмов. Материал живого в локальных средовых границах оказался пригодным для случайных модификаций. Живое – результат влияний среды на изменение живого и отбора лучших организмов средой. Потому и получается, что живое развивается как система выживания. И на всякий момент живое есть результат прошедшей в эволюции адаптации или приспособления к среде. Общая модель адаптации абстрактной системы дана работами Норберта Винера в 1947 году, см. рис. 1.1.

Рис. 1.1. Цикл адаптации по Винеру

В чем суть модели. Система, например, живой организм, существует в среде. Некий измеритель в системе выявляет (измеряет) отклонение параметров окружающей среды от нормы для системы. И отклонение запускает функцию прямого действия для адаптации системы, Функция прямого действия – это приведение системы к её равновесию со средой. Есть и отдельная функция для остановки. Она именуется функцией обратного действия – она останавливает процесс прямого действия. Процессы адаптации в эволюции, как и все функции живого, развиваются СИСТЕМНО. Параллельно, см. рис. 1, развиваются 1) датчики среды, 2) прямые процессы и 3) тормозные процессы. Всякий дисбаланс развития трех частей сразу отсекается отбором.

И сразу оговоримся – мы отличаем адаптации от бытового представления функций системы.

Наука о живом довольно часто и много изучала отдельные функции живого и его частей – аргумент и функция, вход и выход, сигнал и рефлекс. Но такие простые функции есть только фрагменты общих и замкнутых процессов адаптации. И мы, каждый раз изучая отдельную функцию системы, просто обязаны понять ее значение и место в соответствующей системе или цикле адаптации. Все функции как-то встроены в адаптации.

Начиная от процессов адаптаций внутри каждой отдельной клетки в составе организма, сам организм как целое приспосабливается и регулируется через множество более общих надстроенных адаптивных процессов. Адаптации более высокого уровня используют интегральные сигналы запущенных адаптационных процессов уровней ниже.

И цель науки связать множественную функциональность в целостность адаптационных процессов. Сами процессы адаптации организма образуют иерархию уровней: молекулярных, субклеточных, клеточных, органных, системных в организме, в том числе гуморальных (посредством переноса в крови), организменных относительно внешней среды. И нас будут интересовать, прежде всего, последние. А выше существуют еще надорганизменные адаптации, то есть взаимодействия между особями, на внутривидовом, популяционном, экосистемном (то есть между видами внутри Царства Живого) и биосферном (то есть внутри всего Живого, включая растения и др.) уровнях.