СВОЙСТВА РАЗВИВАЮЩИХСЯ ЖИВЫХ СИСТЕМ И ПРИНЦИПЫ СИНЕРГЕТИКИ (2013)
На примере эмбриогенеза животных исследован биохимический механизм самоорганизации с ведущим участием энергетических (свободнорадикальных) процессов. С позиций экспериментальных данных обсуждаются общие свойства развивающихся систем и параметры порядка в качественных изменениях эмбрионального организма, определяющих смену фаз развития. Обнаруженные квазихаотические периоды в эмбриогенезе использованы в создании тест-системы, позволившей обнаружить ранние биологические эффекты слабых и сверхслабых средовых воздействий и прогнозировать их экологический риск.
The animal embryogenesis phenomena are examined as the biochemical model of a self-organization mechanism encompassing energetical (free-radical) processes. The general characteristics of developing systems as well as the order parameters of quality variations, manifesting transition to a new phase of developing in the embryo organisms, are discussed based on the data of the own extensive experimental research. The latter revealed the periods of quasi-chaotic states in the embryogenesis; the findings made a ground for creating a test system capable of discovering early effects of environmental weak and ultra-weak impacts and predicting their postponed ecological risks.
Идентификаторы и классификаторы
Предметом исследования синергетики являются самоорганизующиеся сложные системы, которые без специфического влияния извне приобретают пространственную, временную и функциональную структуру. Под специфическим воздействием понимается воздействие, навязывающее системе определенную структуру или вид функционирования. В случае динамической самоорганизации система испытывает лишь неспецифические воздействия. Нет сомнения в том, что живые системы различных уровней организации (от неклеточных систем, клеток, организмов до сообществ, экосистем и биосферы в целом) являются сложными самоорганизующимися системами. При этом одной из задач синергетики в настоящее время является создание универсального языка, адекватного свойствам сложных систем различного происхождения и описывающего универсальную динамическую картину их самоорганизации (развития). Необходимо учесть, что в каждом случае наряду с общими универсальными чертами процессов развития каждая система преломляет их в соответствии со своими характерными свойствами. В частности, живые системы обладают термодинамическими особенностями, свойствами самовоспроизведения и развития на основе генетической программы, а также высокой адаптивностью, способностью к саморегуляции на основе системы обратных связей.
Список литературы
- Бауэр Э. С. Теоретическая биология. – М., Л.: ВИЭМ, 1935. – 207 с.
- Буданов В. Г. Синергетика: история, принципы, современность. / Синергетика, Труды семинара. Т.8. – М., 2006. ‒ С. 90 – 115.
- Бурлакова Е. Б., Михайлов В. Ф., Мазурик В. К. Система окислительно-восстановительного гомеостаза при радиационно-индуцируемой нестабильности генома. // Радиац. биология. Радиоэкология. – 2001. – Т. 41. ‒ № 5. – С. 489 – 499.
- Гилберт С. Ф. Биология развития / 7е изд. М.: Агентство “Информ – Планета”: Изд. “Политехника”, 2010. – 827 с.
- Гурвич А. Г. Принципы аналитической биологии и теории клеточных полей. – М.: Наука, 1991. – 288 с.
- Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Основания синергетики. – СПб.: Изд-во “Алетейя”, 2002. 414 с.
- Козлов Ю. П. Привитая сополимеризация как метод исследования свободных радикалов в биологических системах. – М.: Изд-во МГУ, 1970. – 63 с.
- Концепции современного естествознания: программа дисциплины. / Буданов В. Г., Мелехова О. П., Степин В. С. – М.: Издательство Министерства образования, 2000. – 18 с.
- Кудряшов Ю. Б. Радиационная биофизика: (Ионизирующие излучения). ‒ М.: Физматлит, 2004. – 442 с.
- Мелехова О. П. Свободнорадикальные процессы в эмбриогенезе Anura. // Онтогенез. – 1976. – Т. 7. ‒ № 2. – С. 131.
- Мелехова О. П. Некоторые физико-химические аспекты дифференцировки глазного зачатка Anura. // Журн. общ. биологии. – 1977. – Т. 38. ‒ № 2. – С. 285 – 295.
- Мелехова О. П. Явления самоорганизации в эмбриогенезе. // Синергетика. – М.: Изд-во МГУ, 2000. ‒ № 3. С. 319 – 325.
- Мелехова О. П. Свободнорадикальные процессы в эпигеномной регуляции развития. – М.: Наука, 2010. – 324 с.
- Мелехова О. П., Коссова Г. В., Падалка С. М., Сарапульцева Е. И. Биотехнология экспрессной детекции биологического эффекта слабых электромагнитных воздействий. // “Труды ХХ Международной конференции и дискуссионного научного клуба “Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии”. ‒ Ялта – Гурзуф, 05 – 15 июня 2012г. ‒ С. 235 – 236.
- Мелехова О.П. О механизмах ответа эмбриональных биотестов на бесконтактные взаимодействия с другими организмами. // “Научные труды IV Международного конгресса “Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине”. ISBN 5 – 86456 – 007 - 3 СПб, 02 – 06.07.2012. С. 114. URL: www.biophys.ru/archive/congress2012/proc-p114.pdf
- Чернавский Д. С. Синергетика и информация: Динамическая теория информации. М.: УРСС, 2004. – 287 с.
- Berridge M. J. Inositol triphosphate and calcium signaling. Nature, 1993, vol. 361, P. 315.
- Chernavskii D. S., Solyanik G. I., Belousov L. V. Relation of the intensity of metabolism with the process of determination in embryonic cell. Comparison of the experimental data with theory. Biol. Cybernetics., 1980, vol. 37, P. 9.
- Melekhova O. P. Embryogenesis as a model of a developing system. Formal description of developing systems. NATO Sci. Ser. Dordrecht: Kluwer, 2003, pp. 269 – 276.
- Waddington C. H. New patterns in genetics in development. N. Y., Columbia Univ., 1962.
- Bauer E. S. Teoreticheskaya biologiya. Moscow, Leningrad, Publ. VIEM, 1935. 207 p.
- Budanov V. G. Sinergetika: istoriya, printsipy, sovremennost. Sinergetika, Trudy seminara, Vol. 8. Moscow, 2006, pp. 90 – 115.
- Burlakova E. B., Mikhaylov V. F., Mazurik V. K. Sistema okislitelno-vosstanovitelnogo gomeostaza pri radiatsionno-indutsiruemoy nestabilnosti genoma. Radiats. biologiya. Radioekologiya, 2001, vol. 41, no. 5, pp. 489 – 499.
- Gilbert S. F. Biologiya razvitiya. 7th publ. Moscow, Agentstvo “Inform – Planeta”, Publ. “Politekhnika”, 2010. 827 p.
- Gurvich A. G. Printsipy analiticheskoy biologii i teorii kletochnykh poley. Moscow, Publ. Nauka, 1991. 288 p.
- Knyazeva E. N., Kurdyumov S. P. Osnovaniya sinergetiki. St. Petersburg, Publ. “Aleteyya”, 2002. 414 p.
- Kozlov Yu. P. Privitaya sopolimerizatsiya kak metod issledovaniya svobodnykh radikalov v biologicheskikh sistemakh. Moscow, Publ. MSU, 1970. 63 p.
- Kontseptsii sovremennogo estestvoznaniya: programma distsipliny. Budanov V. G., Melekhova O. P., Stepin V. S. Moscow, Publ. Ministerstvo obrazovaniya, 2000. 18 p.
- Kudryashov Yu. B. Radiatsionnaya biofizika: (Ioniziruyushchie izlucheniya). Moscow, Fizmatlit, 2004. 442 p.
- Melekhova O. P. Svobodnoradikalnye protsessy v embriogeneze Anura. Ontogenez, 1976, vol. 7, no. 2, P 131.
- Melekhova O. P. Nekotorye fiziko-khimicheskie aspekty differentsirovki glaznogo zachatka Anura. Zhurn. obshch. biologii., 1977, vol. 38, no. 2, pp. 285 – 295.
- Melekhova O. P. Yavleniya samoorganizatsii v embriogeneze. Sinergetika, Moscow, Publ. MSU, 2000, no.3, pp. 319 – 325.
- Melekhova O. P. Svobodnoradikalnye protsessy v epigenomnoy regulyatsii razvitiya. Moscow, Publ. Nauka, 2010. 324 p.
- Melekhova O. P., Kossova G. V., Padalka S. M., Sarapul’tseva E. I. Biotekhnologiya ekspressnoy detektsii biologicheskogo effekta slabykh elektromagnitnykh vozdeystviy. “Trudy XX Mezhdunarodnoy konferentsii i diskussionnogo nauchnogo kluba “Novye informatsionnye tekhnologii v meditsine, biologii, farmakologii i ekologii”. Yalta – Gurzuf, 2012, pp. 235 – 236.
- Melekhova O.P. O mekhanizmakh otveta embrionalnykh biotestov na beskontaktnye vzaimodeystviya s drugimi organizmami. “Nauchnye trudy IV Mezhdunarodnogo kongressa “Slabye i sverkhslabye polya i izlucheniya v biologii i meditsine”. ISBN 5 – 86456 – 007 – 3. SPb, 2012, P. 114. Available at: www.biophys.ru/archive/congress2012/proc-p114.pdf
- Chernavskiy D. S. Sinergetika i informatsiya: Dinamicheskaya teoriya informatsii. Moscow, Publ. URSS, 2004. 287 p.
- Berridge M. J. Inositol triphosphate and calcium signaling. Nature, 1993, vol. 361, P. 315.
- Chernavskii D. S., Solyanik G. I., Belousov L. V. Relation of the intensity of metabolism with the process of determination in embryonic cell. Comparison of the experimental data with theory. Biol. Cybernetics., 1980, vol. 37, P. 9.
- Melekhova O. P. Embryogenesis as a model of a developing system. Formal description of developing systems. NATO Sci. Ser. Dordrecht: Kluwer, 2003, pp. 269 – 276.
- Waddington C. H. New patterns in genetics in development. N. Y., Columbia Univ., 1962
Выпуск
Другие статьи выпуска
Рассматривается механизм влияния на биологические объекты следующих типов воздействий: биологически активных веществ в сверхмалых дозах (концентрация вещества 10-13М и ниже), низкоинтенсивного неионизирующего электромагнитного излучения (плотность потока менее 1 мкВт/см2), низкоинтенсивного ионизирующего излучения (эквивалентная доза менее 0,1 Зв), окружающих полостных структур (пчелиные соты, ячеистые структуры и т. п.). Действие сверхмалых доз биологически активных веществ и низкоинтенсивных физических факторов проявляется на разных уровнях биологической организации объекта воздействия: от макромолекул, клеток, органов и тканей до животных и растительных организмов. К числу свойств, характерных для перечисленных выше типов воздействий, относятся: изменение чувствительности биологического объекта к последующим воздействиям сверхмалых доз, зависимость «знака» эффекта от начальных характеристик биологического объекта, немонотонная зависимость «доза-эффект», исчезновение побочных эффектов при уменьшении дозы. В статье проводится аналогия между особенностями действия сверхмалых доз биологически активных веществ и низкоинтенсивных физических факторов на биологические объекты и свойствами сверхтекучих спиновых токов в сверхтекучем 3Не-В.
Настоящая статья посвящена проблеме получения хаотических решений, соответствующих детерминированному хаосу, путём интегрирования на компьютере уравнений с запаздыванием. Полученные цифровые хаотические сигналы обладают рядом специфических свойств. Поэтому их можно использовать в цифровых линиях связи и других системах передачи данных для решения следующих задач: 1) для передачи информации непосредственно; 2) для шифрования или кодирования передаваемой информации; 3) для постановки оптимальных или заградительных помех с целью эффективного противодействия цифровым системам противника различного назначения.
Благодаря лагранжеву формализму, получено неоднородное нелинейное
дифференциальное уравнение в частных производных, описывающее поведение амплитуды
волны от времени и координат. Исходя из предположения, что диссипация энергии волнового
движения происходит благодаря квазиупругому рассеянию волны на колебаниях плотности
жидкости, вычислена глубина турбулентного затухания вглубь акватории, и найдено
аналитическое выражение коэффициента турбулентной вязкости турб . Численная оценка
турб дает значение порядка 4 6 2 1 10 10 ñì ñ , согласующееся с метеорологическими
измерениями, проведенными со спутника.
В статье представлены современные данные о функциях витамина А в организме позвоночных животных в эмбриональном и постнатальном развитии. Основной активной изоформой витамина А в организме является ретиноевая кислота, функционирующая при развитии зародыша в качестве морфогена. В работе представлены сведения, касающиеся участия ретиноевой кислоты в развитии переднего и заднего мозга, сомитогенезе и дифференцировке нервной трубки, жаберных дуг и производных эмбрионального кишечника (легких, поджелудочной железы), а также почки конечности. Кроме того, в статье представлены сведения об участии ретиноидов в метаболизме различных тканей и органов в постнатальном онтогенезе.
Издательство
- Издательство
- ИФСИ
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 140080, Московская область, г. Лыткарино, ул. Парковая, Д. 1, офис 14/А
- Юр. адрес
- 140080, Московская область, г. Лыткарино, ул. Парковая, Д. 1, офис 14/А
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- systemology@yandex.ru
- Контактный телефон
- +7 (963) 7123301