АДАПТАЦИЯ: СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И ВНЕШНЯЯ СРЕДА
Понятия «адаптация» и «адаптированностъ»
В предыдущем разделе подчеркивалось, что ни одна система не может быть настолько гибкой, чтобы подходить к любой среде. Это означает, что, когда рассматривается структура системы, одновременно должна рассматриваться и та среда, в которой система должна функционировать. Такая среда называется «зоной адаптированности» системы. В случае с искусственной системой зона адаптированности — это среда, для работы в которой система специально спроектирована. В случае с биологической системой — это среда, в которой система постепенно эволюционирует. В силу данного различия иногда полезно обратиться к зоне адаптированности; искусственной системы как к зоне ее заранее спроектированной адаптированности, а к среде живого организма — как к зоне ее эволюционной адаптированности.
Рассмотрим далее природу биологической адаптации и адаптированности.
Существует много причин, по которым понятия «адаптация» и, «адаптированность» вызывают затруднения. Одна из причин состоит в том, что сами эти слова — адаптироваться, адаптированный, адаптация — неоднозначны. Вторая причина заключается в том, что в биологических системах состояние адаптированности достигается необычными средствами, понимание которых постоянно сдерживается призраком телеологии. Третья причина, которая возникает, когда предметом дискуссии становятся биологические системы у человека, состоит в том, что современный человек обладает замечательной способностью изменять свою среду в соответствии со: своими нуждами. В связи с этими затруднениями необходимо начать с основных принципов.
Рассмотрим адаптацию, во-первых, как состояние и, во-вторых, как процесс, ведущий к достижению состояния адаптации, т.е. адаптированности.
Определить состояние адаптированности можно с помощью трех терминов: 1) организованная структура; 2) специфический результат, 3) среда, в которой действие структуры направлено на достижение этого результата. Когда организованная структура способна достичь специфического результата, действуя в конкретной среде, говорят об адаптированность данной структуры к этой среде. Таким образом, свойство адаптированности принадлежит структуре; ее определение связано как со специфическим результатом, так и со специфической средой.
Процесс достижения состояния адактированности (адаптации) относится к изменению структуры. Такое изменение бывает двух видов. Во-первых, структура может изменяться таким образом, что она будет достигать того же самого результата, но в условиях другой среды. Во-вторых, структура может изменяться так, что она будет приводить к другому результату в той же самой или сходной среде.
Нужно заметить, что термин «адаптация» используется для обозначения не только процесса изменения, который ведет структуру к состоянию адаптации (к новой среде или к новому результату), но иногда также для обозначения самого состояния адаптации. Чтобы избежать путаницы, последнее лучше называть «адаптированностью» (Weiss, 1949); отсюда термин «зона эволюционной адаптированности». Эти положений станут яснее, если их проиллюстрировать примерами.
Приведем пример из мира искусственно созданных предметов. Можно сказать, что маленький автомобиль хорошо адаптирован к лондонским улицам. Конечно, это значит, что автомобиль как механическая структура достигает определенного результата, а именно — служит удобным транспортным средством в определенной городской среде. Это происходит благодаря присущим ему свойствам, связанным с размером, скоростью, ускорением, торможением, способностью разворачиваться и т.д., — свойствам, каждое из которых находится в пределах определенных показателей, но, кроме того, определенным образом связано с другими свойствами. Фактически этот автомобиль спроектирован специально для лондонский улиц.
Однако неизвестно, как себя проявит этот автомобиль в условиях другой среды. Любая среда, существенно отличающаяся от лондонских улиц, предъявляет к автомобилю свои требования. Хорошо ли автомобиль адаптирован к условиям автомагистрали? К альпийским дорогам? К полярным условиям? К условиям Сахары? Понятно, что для соответствие всем этим условиям автомобиль должен обладать многими качествами, которые не нужны, а может быть, прямо противоположны тем, что требуются в Лондоне. Поэтому не удивительно, что модель, хорошо адаптированная к лондонским улицам, не смогла бы функционировать в других условиях. Но пока конструкция автомобиля будет оставаться прежней, вполне естественно предположить, что зона адаптированности машины будет ограничена лондонскими улицами.
Тем не менее конструкцию автомобиля можно было бы изменить, чтобы он стал удобным транспортным средством в той или иной среде. В таком случае конструкция подверглась бы процессу адаптации, чтобы подходить для новой среды, которая стала бы его новой зоной адаптированности. Очевидно, можно внести множество различных изменений (адаптаций) для того, чтобы приспособиться к разнообразным условиям новой среды.
До сих пор мы рассматривали адаптации одного типа, а именно изменение структуры, позволяющее системе достигать одного и того же результата — быть удобным средством транспорта — в разных видах среды. Однако поскольку приспособленность (адаптированность) имеет отношение не только к среде, но и к результату, можно изменить адаптированность автомобиля совершенно другими способами. Например, конструкцию автомобиля можно изменить так, что вместо его транспортной функции он будет вырабатывать энергию для электрической генераторной установки. В этом случае структура была бы адаптирована для достижения другого результата, но в условиях той же самой среды.
Хотя изменение, направленное на приспособление к новой среде, и изменение, направленное на приспособление к новому результату, — это совершенно разные виды изменений, обычно и то и. другое описывают как адаптацию. Данное обстоятельство может легко привести к путанице.
Еще одна трудность, пожалуй еще бо́льшая, возникает из-за того, что структура иногда способна эффективнее достигать определенного результата, если изменение затрагивает ту среду, в которой она должна будет действовать. Поскольку использование терминов «адаптировать» и «адаптация» для обозначения таких изменений в среде привело бы к еще большей путанице, нужны другие термины. Поэтому я буду использовать термины «модифицировать» и «модификация» в отношении любых изменений среды, которые вносят для того, чтобы система могла работать более эффективно. Это позволит нам употреблять термины «адаптировать»? «адаптированный» и «адаптация» только б отношении изменений, происходящих в самой системе1.
_________________
1 Выбирая термины «адаптировать» и «модифицировать» и используя их по- разному, я сознаю, что не придерживаюсь принятого употребления этих слов, когда. Ни применяются к обоим видам изменений.
Различие между попытками адаптировать систему и модифицировать среду можно проиллюстрировать, вновь взяв в качестве примера маленький автомобиль. Предположим, что при определенных условиях на лондонских улицах автомобиль обычно начинает заносить. Этот недостаток можно устранить двумя способами: во-первых, что-то изменить в автомобиле, например заменить шины, во- вторых, изменить среду, например дорожную поверхность. Первый способ — это адаптация автомобиля, второй — модификация условий его среды. Теперь рассмотрим биологические структуры и их зоны адаптированности.
Биологическая адаптация
С давних пор хорошо известно не только, что животные и растения являются очень сложными структурами, но и что каждый биологический вид с удивительной точностью приспособлен к жизни в определенной среде, часто называемой экологической нишей. Более того, чем глубже изучается вид, тем яснее становится, что почти каждый элемент его структуры — морфологический, физиологический или, в случае с животными, поведенческий — адаптирован для обеспечения выживания вида в этой среде. Известными примерами служат исследования Дарвина, установившего, что строение цветка любого вида орхидеи привлекает определенный вид насекомых. После того как насекомое опустится на разные цветки и соприкоснется с определенными частями каждого цветка, происходит оплодотворение завязи орхидеи. Эти исследования показали, во-первых, что биологическую структуру нельзя понять, если рассматривать ее без учета выживания вида в определенной среде; и, во-вторых, достаточно признать, что выживание вида — это результат, для достижения которого адаптированы все биологические структуры, как биологические признаки, которые до сих пор казались всего лишь красивыми, изящными и необычными, приобретают новое значение: обнаруживается, что каждый признак вносит (или внес ранее) свой вклад в выживание вида в той среде, где он обитает.
Дарвин также установил, что то, что справедливо в отношении элементов цветка, справедливо и в отношении поведения животных. В главе «Инстинкт» из своей книги «О происхождении видов»
(Darwin, 1859) он отмечает, что у каждого вида существует собственная, неповторимая система поведения и точно так же каждый вид наделен своими анатомическими особенностями; далее он подчеркивает, что «для благополучия любого биологического вида инстинкты важны так же, как и физическое строение». Используя терминологию данной главы, эту мысль можно выразить следующим образом: «экологически стабильные системы управления поведением так же необходимы для выживания любого вида, как и морфологические структуры».
Таким образом, Дарвин и его последователи совершили открытие мирового значения: конечный результат, для достижения которого адаптированы все структуры живого организма, — это не более и не менее, как выживание вида. В то же время в случае с искусственными структурами результат, который нужно получить, может быть одним из практически бесконечного ряда — транспорт, энергия, развлечение, кров и т.д. В случае же с биологическими структурами результат, который должен быть получен в итоге, - всегда один и тот же — выживание вида. Следовательно, когда рассматривается степень адаптированности того или иного вида растений или животного к определенной среде, вопрос заключается в том обеспечивает ли структура организма выживание вида в этой среде Если выживание обеспечено, то говорят, что вид адаптирован этой среде; если нет, то он не адаптирован.
Здесь необходимо сделать небольшое уточнение. Хотя при обсуждении эволюционной теории обычно используется термин «выживание вида», едва ли при этом имеется в виду вся популяция вида? намного чаще рассматривается некая часть всей популяции, являющаяся результатом межвидового скрещивания. Примером служит; популяция, изолированная на острове, представители которой скрещиваются между собой, но не с другими представителями вида. Поэтому далее термин «выживание популяции» иногда используется вместо термина «выживание вида»; это относится и к межвидовой популяции, любая отдельная особь которой является ее представителем.
До Дарвина и даже позже считалось непостижимым, каким образом структура растения или животного обретает столь эффективную адаптацию, так точно достигающую цели. Долгое время фигурировали теории вмешательства сверхъестественных сил или телеологической обусловленности. Теперь, спустя столетие после предложенного Дарвином своего взгляда на эту проблему, считается, что она решена. Адаптированность любой биологической структуры — морфологической, физиологической или поведенческой — рассматривается как результат процесса естественного отбора в определенной среде. Этот процесс ведет к успешному воспроизведению, а значит, к сохранению более адаптированных видов и одновременно к менее успешному воспроизведению и поэтому к исчезновению менее адаптированных видов.
Хотя теории такого рода давно применялись к морфологическому строению и физиологической системе животных, только сравнительно недавно их стали использовать применительно к системе управления поведением. Этим мы обязаны этологам. Признавая, вслед за Дарвином — основоположником этологии, что репертуар поведения любого вида так же уникален, как и его морфологические и физиологические характеристики, этологи пытались понять поведение, учитывая его вклад в выживание вида в естественной среде его обитания. Благодаря великому упорству, с которым они следовали этому принципу, им удалось многое сделать для понимания поведения. Основной тезис этой книги таков: если мы хотим понять инстинктивное поведение человека, мы должны руководствоваться тем же принципом и действовать так же последовательно.
