77518

Предмет изучения курса ХОК. Коммуникация в живой природе

Лекция

Биология и генетика

Понятие об общеорганизменной регуляторной химической коммуникации Предмет изучения курса ХОК. Что составляет предмет нашего изучения Сравните: Химические основы коммуникации Основы химической коммуникации Интуитивно понятно что химические основы коммуникации ≠ основы химической коммуникации. Действительно в обоих случаях речь идет о коммуникации. Но в первом мы говорим о химических основах =принципах коммуникации в то время как во втором – о химической коммуникации и только на базовом уровне.

Русский

2015-02-02

120 KB

1 чел.

Лекция 1.

Предмет изучения курса ХОК. Коммуникация в живой природе.

Коммуникация в живых системах с точки зрения биосемиотики и теории информации.

Уровни коммуникативных взаимодействий в живых системах.

Понятие об общеорганизменной регуляторной химической коммуникации

Предмет изучения курса ХОК. Коммуникация в живой природе.

Что составляет предмет нашего изучения?

Сравните:

Химические основы коммуникации

Основы химической коммуникации

Интуитивно понятно, что «химические основы коммуникации» ≠ «основы химической коммуникации». Действительно, в обоих случаях речь идет о коммуникации. Но в первом мы говорим о химических основах (=принципах) коммуникации, в то время как во втором – о химической коммуникации, и только на базовом уровне. Разница этих двух понятий очевидна.

Итак, основной предмет нашего изучения – коммуникация.

Коммуникация - ж., франц. сообщение, пути, дороги, средства связи местоим. коммуникационный, к сообщениям относящийся (словарь живого великорусского языка В.Даля).

Коммуникация (от лат. сommunico - делаю общим) - в широком смысле - обмен информацией между индивидами через посредство общей системы символов. Коммуникация может осуществляться вербальными и невербальными средствами. Различают механистический и деятельностный подход к коммуникации.

Коммуникация - в механистическом подходе - однонаправленный процесс кодирования и передачи информации от источника и приема информации получателем сообщения.

Коммуникация - в деятельностном подходе - совместная деятельность участников коммуникации (коммуникантов), в ходе которой вырабатывается общий (до определенного предела) взгляд на вещи и действия с ними.

При взаимодействии живых систем со средой обитания возникает необходимость оценки изменения среды и соответствия им, что и составляет сущность информационной связи, т.е. коммуникации.

Информационная связь проявляется во взаимодействии трех элементов одной системы:

источник информации;

канал связи (передача соответствующей информации посредством различного рода сигналов);

получатель информации (живые системы, воспринимающие и адекватно реагирующие именно на данную информацию).

При таком подходе информационная связь представляет собой не информацию вообще, но функциональную информацию. Такая связь - обязательное условие существования живой системы, любого уровня сложности, от субклеточного до биосферного. (Здесь уместно вспомнить основные уровни организации живой материи).

На каждом уровне реализация коммуникативных взаимодействий имеет специфические черты.

Коммуникация в живых системах с точки зрения биосемиотики и теории информации.

Биосемиотика (от bios, жизнь и semion=sign, знак) - это междисциплинарная область теоретических и эмпирических исследований, анализирующих коммуникации и значения, смыслы в живых системах. Знаковые процессы, в масштабах от молекулярных до биосферных и эволюционных, изучались в течение всей истории биологии. Однако при этом очень часто описания информационно-коммуникативных аспектов живых систем считали лишь метафорическими, полагая, что суть их можно понять с помощью физических и химических описаний. В биосемиотике же, напротив, информационные знаковые процессы рассматриваются как исконная, базовая система феноменов жизни, требующая нового понимания. Уже очевидно, что наличие знаков, значений и смыслов - специфическая фундаментальная особенность живых систем, включая разумные, - начиная с их молекулярной организации.

Биосемиотика исследует знаковые системы разных уровней - молекулярно-биологического (генетический код), внутриклеточного (сигнальные пептиды), межклеточного (медиаторы, иммунные взаимодействия), внутриорганизменного (гормоны, условно-рефлекторные реакции) и межорганизменного (телергоны, феромоны, аттрактанты). Следует добавить, что коммуникации людей, включая и многообразные феномены культуры - это очень сложные и высокоразвитые производные систем коммуникаций животных - гораздо более простых, но всё же аналогичных человеческим; большинство аспектов деятельности людей - от личностных мотивов до политических событий и объектов техносферы - имеют биологические основы.

Первые основные концепции биосемиотики сформулировал в своих работах немецкий биолог, живший в Эстонии - Якоб фон Экскюль (Jakob von Uexkull, 1940). Однако термин “биосемиотика” появился значительно позже, считают, что его автор - наш соотечественник Ю. С. Степанов (Степанов, 1971). Но недавно эстонский биосемиотик К. Кулль показал (Kull, 1999), что впервые этот термин, а также три вполне правомерных и сейчас закона биосемиотики, были предложены за 9 лет до книги Степанова - специалистом по нейроанатомии, медицинской психологии и психиатрии (Rotschild, 1963).

Проблемы коммуникации, т.е. информационного обмена между элементами системы, интересовали и представителей точных и технических дисциплин. В 1947-49 годах зародилась кибернетика (Н.Винер, У. Росс Эшби) и теория информации (К.Шеннон, Г.Кастлер). Для них характерны общие подходы, как к живым, так и к техническим и языковым системам. С 1950-х гг. эти две дисциплины, их концепции и формулы, стали основами для ряда новых интересных философско-кибернетических концепций мироздания, жизни, эволюции, разума и культуры.

Теория информации дает возможность охарактеризовать системы передачи информации в некотором сообщении и измерить ее количество. Любая система, участвующая в информационном обмене (т.е. коммуникативном взаимодействии) состоит из следующих обязательных компонентов:

Эта схема весьма удобна и для понимания принципов коммуникации (обмена информации) на разных уровнях организации живых систем, для каждого из которых существует определенный уровень коммуникативных взаимодействий.

Виды и уровни коммуникативных взаимодействий.

Выделим основные виды коммуникативных взаимодействий (=коммуникативных модальностей), реализующихся в живых системах.

Способы реализации каждой модальности зависят от уровня организации живой системы и носят видоспецифичный характер.

На субклеточном уровне основную роль в информационном взаимодействии играет химический информационный канал. Примером может служить любой этап биосинтеза белка – и транскрипция, и трансляция суть передача информации посредством химических веществ. Однако известны и физические факторы, например, акустические или электромагнитные колебания, которые влияют на внутриклеточные процессы, приводя к нарушению экспрессии генов.

На клеточном уровне живые системы получают информацию из окружающей среды, как правило, в виде световых или химических сигналов. Если одноклеточный организм способен самостоятельно перемещаться, то сигналы, привлекающие его, носят название аттрактантов. В этом случае клетка будет двигаться в направлении усиления сигнала, т.е. к источнику сигнала. Отпугивающие вещества – репелленты – вынуждают одноклеточный организм перемещаться в сторону ослабления сигнала, т.е. от его источника. Приведенная ниже схема передачи внешних сигналов у одноклеточных (а) и многоклеточных (б) организмов заимствована из статьи П.П. Филиппова (СОЖ, 1998, №3, с. 28-34).

На суборганизменном (внутриорганизменном) уровне передачу информации осуществляют медиаторы и гормоны. Для передачи информации сигнальное вещество поступает в кровь (эндокринный путь) или межклеточное пространство (паракринный путь) и затем рецептируется клеткой-мишенью, что и приводит к формированию ответа.

На организменном уровне (уровне многоклеточных организмов) выделяют две ступени восприятия и передачи сигналов. Первая - уровень целого организма (информация поступает из внешней среды и воспринимается сенсорными органами различной модальности), вторая - уровень межклеточных взаимодействий (осуществляется, в основном, посредством химических сигналов).

Надорганизменный уровень предполагает информационное взаимодействие между особями в пределах популяции, представителями различных видов, систематических групп, экологических ниш. Такое многообразие коммуникативных процессов предполагает разнообразие видов коммуникативных модальностей, обеспечивающих восприятие и передачу сигналов. Независимо от природы сигнала (химическая, звуковая и т.д.) и конечной формы ответной реакции живой системы (групповая или индивидуальная, поведенческая или физиологическая и т.д.), обязательным элементом в коммуникационной цепи является формирование клеточного ответа в ткани того или иного органа отдельного организма.

Понятие об общеорганизменной регуляторной химической коммуникации

Главной функциональной основой информационной связи является общеорганизменная регуляторная химическая коммуникация (ОРХК). Именно благодаря ей осуществляется трансформация информационного сигнала в биологических системах, что приводит к их адекватной ответной реакции, соответствующей полученной информации. На организменном уровне регуляторная химическая коммуникация осуществляется специфическими биологически активными веществами, изначально в эволюции занимающими ключевые позиции в регуляции клеточного метаболизма. Важно то, что эти вещества являются сходными у всех представителей биоты, что определяет универсальный характер феномена регуляторной химической коммуникации и, соответственно, принципиально сходный механизм регуляции функционирования живых систем любого уровня организации. В процессе жизнедеятельности организмов многие из этих биологически активных веществ поступают в окружающую среду, где они (наряду с другими метаболитами) могут выступать в роли информационных сигналов в соответствующей информационной связи. Например, от плотности популяции зависит рождаемость у многих беспозвоночных животных.

Со времени образования многоклеточных животных ОРХК получила свое морфологическое выражение в формировании нейросекреторной, нервной и эндокринной систем, функционально взаимосвязанных. Согласно новой интерпретации сущности явления нейросекреции, эволюции и функции основных элементов нейроэндокринной системы это явление присуще всем представителям животного царства (Поленов, Кулаковский, 1993). Также показано, что нейроэндокринная система в целом функционирует таким образом, что на протяжении большей части жизненного цикла организмов нейрогормоны постоянно, причем в избыточном количестве, присутствуют в их крови (циркулирующей жидкости). Такой избыток является своего рода стратегическим резервом, который будет использован при определенных изменениях данных условий жизни. Благодаря наличию таких резервов, особь из оптимальных условий своего существования может сразу адаптироваться во всем своем толерантном диапазоне. При отклонении условий жизнедеятельности организма от оптимальных изменяется и функционирование элементов ОРХК, обеспечивающих регуляцию функций согласно изменившимся условиям. Следовательно, любой организм, находящийся в оптимальных условиях своей жизнедеятельности, имеет в то же время постоянную возможность и готовность существовать за пределами этих оптимальных условий. Такие функциональные особенности всей системы ОРХК являются основой существования любой живой системы и ее модификаций (адаптации) при взаимодействии со средой обитания согласно соответствующим информационным связям


Источник

информации

Передатчик

(кодирование)

анал передачи

Приемник

(декодер)

Адресат

Коммуникативные модальности (в живых системах)

Вербальная

Невербальная

звуковая

визуальная

тактильная

химическая


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

79964. GALS/ИПИ ТЕХНОЛОГИИ – ЭФФЕКТИВНЫЙ ПУТЬ ПОВЫШЕНИЯ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ 153 KB
  В настоящее время на мировом рынке наукоемких промышленных изделий отчетливо наблюдаются три основные тенденции: повышение сложности и ресурсоемкости изделий повышение конкуренции на рынке и развитие кооперации между участниками жизненного цикла ЖЦ изделия в том числе создание виртуальных предприятий. Основной проблемой стоящей сейчас перед производителями является повышение конкурентоспособности выпускаемых изделий добиться которой можно за счет следующих факторов: повышения степени удовлетворения требований заказчика сокращения...
79965. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ КОНЦЕПЦИИ САLS/ИПИ 178.5 KB
  ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ КОНЦЕПЦИИ САLS ИПИ 2. Стратегия и задачи концепции САLS ИПИ Современная эпоха развития и интеграции производственной деятельности во всем мире проходит под эгидой САLS ИПИ новой концепции развития производственной и коммерческой информатики. САLS ИПИ это глобальная стратегия повышения эффективности бизнеспроцессов выполняемых в ходе ЖЦ изделий за счет информационной интеграции и преемственнос ги информации порождаемой на всех этапах ЖЦ. Средствами реализации данной стратегии являются САLS ИПИ технологии в основе...
79966. ИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЙ 248.5 KB
  Процессы и этапы жизненного цикла изделий Одним из направлений повышения эффективности промышленного сектора экономики является применение современных информационных технологий для обеспечения процессов протекающих в ходе всего ЖЦ продукции и ее компонентов. Понятие ЖЦ изделий для САLS ИПИконцепции является фундаментальным. Эти процессы осуществляются от момента выявления потребностей общества в определенных изделиях до удовлетворения этих потребностей и утилизации изделий. Рассмотрим в самом...
79968. ОСНОВНЫЕ ДЕТАЛИ И СБОРОЧНЫЕ ЕДИНИЦЫ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ 270 KB
  Механическими передачами или просто передачами называют механизмы для передачи энергии от машины – двигателя к машинеорудию как правило с преобразованием скоростей моментов а иногда с преобразованием видов движения. Передачи между машинойдвигателем и машинойорудием вводят по следующим причинам: скорость исполнительного органа в процессе работы машиныорудия необходимо изменять например у автомобиля грузоподъемного крана токарного станка а скорость машиныдвигателя чаще постоянна например у электродвигателей; нередко от...
79969. Основні завдання, які необхідно вирішувати в технологічній частині дипломної роботи магістра і бакалавра 369 KB
  Студент вивчає виробничий і технологічний процеси цеху заводу для чого використовує технологічні регламенти виробництва деталей будівельних матеріалів хімічних продуктів маршрутні і операційні карти обробки деталей. При описі технологічної частини проектів виконуваних за даними машинобудівних підприємств розробка технологічного заходу супроводжується необхідними розрахунками складанням маршрутних карт поопераційних карт визначенням штучного часу обробки заготовок деталей штучнокалькуляційного часу. Методичні рекомендації до...
79970. Общие принципы построения технологий 146.5 KB
  Общие принципы построения технологий Введение Обычно под производством понимают процессы создания чеголибо материального или духовного для удовлетворения потребностей. Общим для технологий всех видов есть то что они являются продуктом умственной деятельности человека. Неоценимо значение технологий так как им принадлежит определяющая роль в обеспечении качества и конкурентоспособности продукции они являются важнейшим фактором в развитии общества. Проведение глубоких качественных преобразований в экономике возможно лишь на базе современных...
79971. Технологические системы и современное производство 145.5 KB
  Технологические системы и современное производство Понятие ldquo;технологическая системаrdquo; Следствием НТП является интенсификация всех сфер производства и формирование высоко эффективных технологических систем на основе новой техники. Такие системы не изолированы они включают также людей участвующих в процессе взаимодействуют с окружающей средой гео био атмосферой и другими внешними системами. Отношение между элементами определяется целью то есть результатом действия системы в виде объекта предмета энергии информации...
79972. Основы создания ресурсосберегающих и безотходных технологий 55 KB
  Основы создания ресурсосберегающих и безотходных технологий Значение материальных ресурсов в жизнедеятельности человека Для производства требуемого продукта необходимо взаимодействие трех составных частей: рабочей силы предметов труда сырье материалы полуфабрикаты комплектующие энергоресурсы информация и др. Отсутствие или ограниченное наличие какогонибудь из перечисленных ресурсов создает общенациональную или даже глобальную проблему связанную с экономической независимостью государства и нации. Решение экономических социальных и...