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

35051. Деформация природных биогеохимических циклов хозяйственной деятельностью человека 204.5 KB
  Значителен расход кислорода на окисление выплавляемых промышленностью металлов главным образом железа. Ежегодно поступающее в окружающую среду количество техногенных тяжелых металлов сопоставимо с массами металлов участвующих в глобальных процессах массообмена таблица 2.3 Массы тяжелых металлов вовлекаемых в техногенную и природную миграцию 103 т год по В. При выплавке металлов также выделяются в атмосферу крупные массы диоксида серы.
35052. Изотопы источники ИИ 52.5 KB
  Основным источником поступления этого радионуклида в организм человека является потребление зеленых овощей. Поглощенная доза облучения всего тела взрослого человека оценивается равной 008 мкГр 8 микрорад в год. Среднее содержание углерода в теле взрослого человека массой 70 кг равно 16 кг т. Годовая поглощенная доза от С14 содержащегося в различных органах и тканях тела человека составляет миллирад: 13 для всего тела; 06 для легких; 05 для гонад; 32 для клеток эндоста; 22 для красного костного мозга.
35053. СЖИГАНИЕ ИСКОПАЕМОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ТОПЛИВА 140 KB
  В группу неканцерогенных загрязняющих веществ входят неспецифические наиболее распространенные и повсеместно контролируемые вещества это взвешенные вещества диоксиды азота и серы оксид углерода и озон. Диоксид азота. Основные источники выделения диоксида азота NО2 металлургические производства выхлопные газы автотранспорта тепловые электростанции и различные отопительные установки. Любое сжигание топлива с высокой температурой сгорания приводит к окислению атмосферного азота.
35054. Геохимия 96.5 KB
  Ферсмана: Геохимия изучает историю химических элементоватомов в земной коре и их поведение при различных термодинамических и физикохимических условиях природы. Геохимия наука изучающая распространение атомов химических элементов в космосе и на Земле историю их существования происхождение а также поведение в различных природных условиях. Понять историю атомов в земной коре и вообще на Земле и в космосе можно лишь изучив свойства этих атомов так как различные природные процессы связанные с распределением и миграцией химических...
35055. Геохимия ОС 456 KB
  Таблица 1 Классификация химических элементов по декадам В. Таблица 2 Геохимические группы ХЭ по их участию в геохимических циклах по Вернадскому 1934 В этой таблице п число химических элементов. Массы т групп геохимических химических элементов в земной коре Первая группа группа благородных газов включает элементы которые вопервых не принимают участия в главнейших химических земных процессах и вовторых в исключительных случаях дают соединения с другими атомами. В них мы наблюдаем остатки космической истории нашей...
35056. Объектно-ориентированное программирование. Технология ООП 82 KB
  Инкапсулированные в объект данные (переменные и константы) Непосредственно изменяются редко, служат, обычно для инициализации объекта. Необходимо избегать прямого обращения к полям, создавая и используя вместо этого соответствующие свойства.
35057. Психология ответы к экзамену 405.5 KB
  В дальнейшем стало очевидно что в промежутке между действием стимула и поведенческими реакциями происходит какаято активная переработка поступающей информации что это процессы без учета которых не удается объяснить реакцию животного или человека на наличные стимулы. Фрейда действия человека управляются глубинными побуждениями ускользающими от ясного сознания. Фрейд создал метод психоанализа с помощью которого можно исследовать глубинные побуждения человека и управлять ими. Корни поведения человека в его детстве.
35058. Общий психологический практикум 233 KB
  Предисловие 5 Требование ГОС 7 Учебная программа 8 Расчет часов учебного времени 16 Методические рекомендации по изучению дисциплины 17 Планы групповых занятий 19 Методические рекомендации по организации самостоятельной работы 25 Методические рекомендации по выполнению контрольных заданий 27 Темы и направления контрольных заданий 31 Методические рекомендации по подготовке к зачету 33 Вопросы для подготовки к зачету 34 Методические рекомендации по проведению экспериментальнопсихологического исследования 39 Рекомендуемая...
35059. Права и их защита 142.42 KB
  Понятие прав и свобод человека и гражданина и их классификация. права и свободы подразделяют на индивидуальные и коллективные относятся право на объединение ст. 31 право на забастовку Права и свободы можно разделить на основные и дополнительные посредством которых реализуются основные в управлении делами государства ч. 32 Конституции РФ реализуется в том числе и через право граждан избирать и быть избранными в органы государственной власти и органы местного самоуправления участвовать в отправлении правосудия поступать на...