При моделировании физиологическое состояние животного можно представить точкой в физиологическом пространстве, где оси это важные физиологические переменные.

Теперь проведем краткий экскурс в мир элементарных организмов и рассмотрим различные процессы протекающие в них. Попробуем также сопоставить различные системы с логически открытыми нами функциональными системами.

Способы саморегуляции. Согласно второму закону термодинамики, для саморегуляции любой упорядоченной системы, какой и является vita-система, и поддержания ее упорядоченности необходима энергия. Как известно этот процесс в биологии носит название гомеостаза. Для синтеза необходимых органических веществ живые системы используют два вида энергии – световую и химическую (соответственно чему их называют фототрофными и хемотрофными). Сам процесс приобретения энергии называется питанием, а процесс высвобождения энергии из полученных с пищей веществ – дыханием. Основной источник энергии живых организмов – это углевод. Организмы, живущие за счет неорганического источника углерода, называют автотрофными, а за счет органического источника – гетеротрофными. В таблице 1.1 показана классификация живых организмов в соответствии с источниками углерода и энергии. Таким образом, основной путь развития vita-систем определяется способом получения синтеза органических веществ. Как видно из таблицы, наиболее продуктивным с эволюционной точки зрения оказался хемогетеротрофный способ.

Хемогетеротрофные организмы в свою очередь можно классифицировать по способу добывания пищи:

Сапрофиты – питаются мертвым или разлагающимся органическим материалом. Эти организмы выделяют ферменты на продукт питания, который таким образом подвергается перевариванию, а затем всасывают и ассимилируют конечные продукты такого переваривания;

Симбиоз – это форма совместного существования двух организмов: мутуализм – взаимовыгодное и комменсализм – когда один из партнеров извлекает пользу из совместного существования без нанесения вреда и без какой-либо выгоды для партнера;

Паразитизм – получение от другого организма пищи и места обитания, причем, как правило, с нанесением ему вреда. Но кроме потребления энергии живые организмы нуждаются так же в выводе из организма ненужных продуктов обмена (экскреция), различных молекул ферментов или гормонов (секреция) и балластных веществ (дефекация).

Способы внешнего самосохранения. Основной защитой клетки от внешней среды является клеточная мембрана, выполняющая в то же время избирательные и регулирующие функции. Мембрана имеет достаточно сложное строение и состоит, вероятно, из трех слоев.

Однако, если смотреть с точки зрения защиты ядра, как элемента регулирующего активность клетки, то защитой в таком случае являются также и ядерная оболочка, и сама цитоплазма со всеми находящимися в ней органеллами. Защите же ДНК, как основе основ жизни, служит также и содержимое ядра – нуклеоплазма. Таким образом, как мы видим, защита клетки имеет достаточно сложную иерархическую структуру и отдельные элементы клетки, кроме своих основных функций, выполняют также защитные функции.

Другой формой защиты подвижной клетки является поведенческая защита. Благодаря своему передвижению такие клетки способны избегать неблагоприятных воздействий.

Система действия. Систему действия клетки можно разделить на внутреннюю и внешнюю. Благодаря цитоплазме, вся внутренние элементы клеток могут быть подвижны. Перемещение веществ внутри клетки может быть пассивным, за счет диффузии и активным. Посредством большого числа рибосом в клетке постоянно идет синтез белка. От ядра к рибосоме матричная РНК доставляет генетические инструкции, а транспортная РНК – требуемые аминокислоты. Почти во всех эукариотических клетках имеется так называемый аппарат Гольджи, одна из функций которого заключается в транспорте веществ. Нас же в данном вопросе больше интересует внешняя система действия. К ней относятся перемещение в пространстве всей системы и перемещение части системы. Перемещение всей системы под воздействием внешнего стимула называется таксисом. Причем таксис может быть положительным, когда движение направлено в сторону стимула, и отрицательным, когда движение направлено в противоположную сторону. Передвижение может осуществляться различным способом. Амебное движение, осуществляется с помощью передвижения цитоплазмы внутри самой клетки. Движение может производиться с помощью различных ресничек и жгутиков. При этом жгутики совершают симметричные движения вызывающие их биения в одной плоскости или спиралеобразные вращения, приводящие к продвижению клетки вперед, а реснички совершают асимметричные биения: так, производится энергичное движение прямой ресничкой и медленное возвращение изогнутой реснички в исходное положение. Химическое описание обоих процессов достаточно сложно.

Так же разнообразны способы продолжения рода или размножения. Два основных типа размножения – это бесполое и половое. Наиболее “простым” из бесполого размножения является бинарное деление, когда клетка, достигнув определенного этапа своего развития, делится на две одинаковые клетки. Существует и множественное деление, при котором производится деление клетки на множество дочерних клеток. Известны также следующие виды бесполого размножения: споруляция, почкование, фрагментация, вегетативное размножение. Половое размножение или генетическая рекомбинация позволяет разным организмам обмениваться генами и, тем самым, увеличивает возможные комбинации для образования нового организма и его участие в естественном отборе, т.к. в этом случае уже учитывается генетический код двух различных успешно прошедших естественный отбор организмов. Одним из видов полового размножения является трансформация, при котором клетки донора и реципиента не контактируют друг с другом.

Следующим важным шагом стала конъюгация, с непосредственным контактом двух клеток. Прижавшись друг к другу, они обмениваются некоторыми кольцами и спиралями и расходятся. Считается, что у подобных клеток нет мужского и женского различия,

И, наконец, копуляция, при которой организмы уже делятся на мужские и женские. Мужской организм внедряет свою сперму, а с нею вместе и гены, в женский организм и, тем самым оплодотворяет его яйца. Возможно так же оплодотворение без копуляции, когда оплодотворяется яйцеклетка уже предварительно выведенная из организма. В обоих случаях речь идет о половом размножении.

Существует так же “паразитический” способ размножения, при котором перенос ДНК осуществляется бактериофагом (речь идет о вирусах).

Система (афферентного синтеза) логики. В случае с живой клеткой мы неизменно имеем дело с химическими процессами. Под логикой в этом случае следует понимать общие закономерности химических процессов, столь же неотвратимо точных, как и четкие и сухие законы логики.

Восприятие раздражения. Внутренние и внешние раздражения воспринимаются посредством специальных рецепторов.

Эмоциональная система. Выясним теперь, что же может в действительности представлять из себя эмоциональная система или точнее введенная нами китайская монада – Ин и Янь. В 1961 г. Жакобом и Моно была выдвинута гипотеза, объясняющая процессы регуляции активности генов при синтезе клеткой различных ферментов. Был выявлен еще один ген, названный геном-регулятором, который препятствует активности структурных генов путем синтеза репрессора. Репрессор воздействует не непосредственно на гены, а на участок, примыкающий к ним (оператор). Оператор и гены на которые он воздействует, носят название оперона. Молекула репрессора имеет активный участок, к которому может присоединяться молекула индуктора несущая информацию об изменении условий внутри клетки. Как видим, через ген-регулятор осуществляется отрицательная обратная связь управления системой клетки. Ген-регулятор задает установку, т.е. оптимальную величину регулируемого параметра, тем самым, повышая стабильность системы. Сравнивая теперь ген-регулятор с нашей монадой, мы увидим, что они выполняют однотипные функции.