TopList Яндекс цитирования
Русский переплет
Портал | Содержание | О нас | Авторам | Новости | Первая десятка | Дискуссионный клуб | Научный форум
-->
Первая десятка "Русского переплета"
Темы дня:

Нас посетило 38 млн. человек | Чем занимались русские 4000 лет назад?

| Кому давать гранты или сколько в России молодых ученых?
Rambler's Top100
Проголосуйте
за это произведение

Русский переплет

Наука и культура

Михаил Фатеев

Фатеев М.М. Закон пирамиды - основной закон организации природы и общества // Современные вопросы фармакогнозии: Межвузовский сборник научных трудов с международным участием, посвященный 20-летию кафедры фармакогнозии. Вып. 1. Ярославль: ЯГМА, 2004. С.292-303.

 

ЗАКОН ПИРАМИДЫ - ОСНОВНОЙ ЗАКОН

ОРГАНИЗАЦИИ ПРИРОДЫ И ОБЩЕСТВА

М.М. Фатеев

Кафедра нормальной физиологии с курсом биофизики

Ярославская государственная медицинская академия,

150000, Ярославль, ул. Революционная, д.5,

 

Впервые основные положения этой статьи были доложены в 2002 г. на межрегиональной научно-практической конференции, посвященной памяти академика А.А. Ухтомского (1875-1942) [11]. Предлагаемая в этой статье формулировка закона пирамиды представляет собой результат синтеза знаний из различных областей наук, включая и социальную сферу жизни человеческого общества. В той или иной области знания этот закон известен под различными названиями и описывается как правило или принцип. Под этими терминами он изложен в школьных и вузовских учебниках, что значительно облегчает задачу для автора при его объяснении.

Из математики известно, что пирамиды могут иметь различное число граней и в своем бесконечном приближении образовывать конус. Поэтому сразу условимся, что для упрощения модели будем рассматривать не число граней у каждой пирамиды, а ее сечение.

Итак, перейдем непосредственно к доказательству существования закона пирамиды и начнем его с биологии.

Закон пирамиды в биологии. Первое доказательство заключается в том, что в школьных и вузовских учебниках и монографиях [2, 7, 9, 10] этот закон известен под названием "правило экологической пирамиды" или "пищевая пирамида".

Эти пирамиды возникают в экосистемах (биогеоценозах) в цепях питания. Цепи питания образуются в экосистемах в результате жизнедеятельности различных видов. Так, продуценты (автотрофные растения) являются единственными создателями органического вещества. В биогеоценозе обязательно присутствуют растительноядные и плотоядные животные (консументы 1, 2 и т.д. порядков), и, наконец, разрушители органических остатков (редуценты). В экосистеме виды, относящиеся к этим трем главным группам, находятся в сложных взаимоотношениях и образуют цепи питания, общая схема которых представлена на рис.1.

Рис.1. Общая схема пищевой цепи по [7].

 

При переходе от одного звена цепи питания (трофического уровня) к другому действует важная закономерность, связанная с эффективностью использования и превращения энергии в процессе питания. Только небольшая часть энергии от каждого предыдущего трофического уровня используется следующим (от 5 до 20 %). Вся остальная энергия расходуется на различные процессы жизнедеятельности и переходит в тепловую энергию, которая рассеивается в окружающее пространство. Таким образом, количество энергии, получаемой в процессе обмена веществ (метаболизма) на каждом трофическом уровне, уменьшается по мере переноса энергии с одного уровня на другой по пищевой цепи.

Рис.2. Экологические пирамиды. Сравнение пирамид чисел, биомассы и энергии для гипотетической пищевой цепи люцерна-скот-человек (на 4 га). Масштаб логарифмический (по [13] с изменениями).

P - продуценты, С1 и С2 - консументы 1-го и 2-го порядков.

 

Если представить каждый трофический уровень сообщества в виде блока и графически отобразить плотности популяций (число особей на 1 м2), биомассы (в граммах сухого или влажного веса на 1 м2) или продуктивности в энергетических эквивалентах (джоулях на 1 м2 в год) для всех членов каждого трофического уровня (в одной пищевой цепи), получится так называемая пищевая экологическая пирамида, которая складывается из пирамиды энергии, пирамиды биомасс и пирамиды чисел (рис.2). Причем экологические пирамиды могут быть как прямыми, так и обратными (перевернутыми).

Еще одним примером наличие пирамид служит процесс деления клеток в ходе митоза и мейоза (рис.3), а также один из способов дробления клеток после образования зиготы (рис.4). То же самое мы имеем и в генетике, например при объяснении 1-го и 2-го законов Менделя. В сечение эти процессы образуют правильную или усеченную пирамиды.

Рис.3. Схема процессов сперматогенеза и спермиогенеза у человека по [2].

 

Рис.4. Стадии дробления в развитии ланцетника по [7].

 

Одним из важных принципов эволюции в механизме видообразования, который был открыт Ч.Дарвиным, является дивергенция, т.е. расхождение признаков, которая приводит к образованию новых группировок особей внутри вида. В результате исходный вид дает сразу несколько форм, правда не все из них в дальнейшем приводят к новым видам, многие из них устраняются естественным отбором. Но даже в этом принципе дивергенции легко узнать обратную пирамиду.

В качестве примера наличия в строении животного в буквальном смысле пирамид может служить фасеточный глаз насекомого, состоящий из огромного набора пирамид [3] (рис.5).

Рис.5. Схема строения сложного глаза насекомого по [3]. Участок глаза вырезан.

1 - роговица, 2 - хрустальный конус, 3 - пигмент.

 

В строении и функционировании нервной системы хорошо известны принципы конвергенции, дивергенции [4, 8]. Принцип конвергенции был установлен Ч.Шеррингтоном и заключается он в том, что импульсы, приходящие в центральную нервную систему по различным чувствительным волокнам могут сходиться (конвергировать) к одним и тем же промежуточным и двигательным нейронам. Дивергенция - это обратный процесс, когда один и тот же нейрон (нервная клетка) контактирует (образует синапсы) к целому ряду других нейронов.

Еще один пример заключается в строении коры больших полушарий (серого вещества). Кора головного мозга образована нейронами, располагающимися вертикально в 6 слоев. Толщина ее в различных отделах колеблется от 1,3 до 4,5 мм. Среди нейронов коры выделяют малые, средние и гигантские пирамидные нейроны, ориентированные вертикально. Их название обусловлено их формой (рис.6). В 1957 году В.Маунткасл [5] на основании морфологических и функциональных особенностей предложил колончатый принцип организации тех областей коры, куда приходит информации от органов чувств. Сейчас этот принцип называется модульным [1]. Модули организованы в вертикальном направлении и пронизывают все слои коры больших полушарий, но т.к. головной мозг заключен в сферическую коробку черепа, а кора образует еще борозды и извилины, то становится ясно, что эти

Рис.6. Структурный модуль сенсомоторной коры по [8].

III-VI - корковые слои; 1 - интернейроны (промежуточные), 2 - чувствительный (афферентный) вход, контактирующий с интернейроном, 3 - афферентный вход, образующий терминали на пирамидных нейронах, 4 - возвратная коллатераль аксона, вступающая в контакт с тормозным интернейроном, 5 - пучок аксонов, выходящий за пределы колонки, 6 - возвратная коллатераль, обеспечивающая облегчающие влияния в пределах модуля, 7 - кортикоспинальные пирамидные клетки, 8 - кортикобульбарная пирамидная клетка.

 

модули должны иметь в сечении форму прямых и обратных усеченных пирамид. Если в природе соблюдается принцип универсальности, то эти пирамиды шестигранные, на что указывает строение сократительной органеллы: миофибриллы в мышечной клетке, состоящей из тонких и толстых нитей, расположение которых друг относительно друга образует четкую гексагональную структуру.

Исходя из изложенного выше, можно сделать вывод о том, что пирамиды имеют место не только в организации межвидовых взаимоотношений, но и в структурно-функциональной организации животных и человека.

Рис.7. Соотношение первичных и вторичных очагов возбуждения при формировании доминирующей констелляции по [8].

 

Закон пирамиды в жизни человека. Одним из основных принципов функционирования животных и человека является принцип доминанты, хорошо известный не только физиологам, но и психологам и врачам. Это принцип был сформулирован академиком СССР А.А. Ухтомским [12]. Доминанта - это главенствующий очаг возбуждения в коре больших полушарий в данный момент времени. Он притягивает на себя возбуждение других очагов, подавляя их деятельность (обладает суммацией) и за счет него происходит реализация той или иной биологической или социальной потребности (например, биологической - это акт приема пищи, социальной - чтение увлекательной книги). На основании первичного доминантного очага формируется целый ряд вторичных, за счет которых и происходит реализация той или иной потребности (рис.7).

Если рассматривать все биологические, социальные и духовные потребности в жизни человека, то их также можно расположить в форме пирамиды, что и было предложено А. Маслоу [6]. Согласно его концепции у человека с момента рождения последовательно появляются и сопровождают личностное взросление следующие 7 классов потребностей (рис.8). Но для удовлетворения этих потребностей необходимы определенные материальные средства. Их же можно получить только имея определенный профессиональный уровень, а это невозможно без обучения. Поэтому обучение, приобретение профессиональных навыков являются доминантами более высокого уровня. В процессе обучения в школе у человека постепенно формируются те или иные представления об основных профессиях и происходит более менее осознанный выбор наиболее интересных с точки зрения данного индивидуума профессий, стремление освоить по возможности главную из них. Так возникает цель и доминантный очаг достижения этой цели. Конечно, далеко не всегда в нашей жизни удается воплотить свою мечту. На пути к цели встречаются как объективные, так и субъективные причины, препятствующие достижению этой цели. В этом случае человеку приходится перестраиваться и реализовывать другие варианты, что ведет к возникновению новых доминант, например создание хорошей семьи, прекрасных семейных отношений.

Если же человеку удается идти по пути намеченной цели, создается доминанта познания. В этом случае на пути достижения ее, он реализует целый ряд своих биологических и социальных потребностей (доминант), но главной и основной путеводной звездой является именно эта доминанта познания. Она стоит на вершине пирамиды и вся жизнь человека подчинена реализации этой доминанты.

Рис.8. Пирамида человеческих потребностей по Маслоу [6].

 

Кроме биологических и социальных потребностей у человека еще есть духовные потребности. Духовное развитие личности является важнейшей составляющей его жизненного пути. И если в конечном своем стремлении к цели происходит и духовное совершенствование человека, то такие люди являются наиболее цельными многогранными личностями и вся их жизнь связана служению не только себе, но и народу, который они представляют.

Вполне естественно, что далеко не все люди идут по этому наиболее сложному пути. Многим так и не удается решить перед собой вопросы: кто он и куда ему нужно двигаться? Зачем такие трудности? Такие люди идут по пути наименьшего сопротивления и ставят перед собой конкретные ясные цели, реализацией которых и занимаются всю жизнь, т.е. они создают много маленьких пирамид, которые никак не удается им собрать в одну большую пирамиду.

Еще одним примером существования закона пирамиды в жизни человека является семья. При нормальных условиях жизни и соответствующей политике государства в семье, как правило, не один и не два ребенка. Демографам известно, что для нормального воспроизводства общества в семье в среднем должно быть три ребенка. Когда дети вырастут и создадут собственные семьи и у них тоже будут дети, то количество внуков у прародителей намного будет превосходить количество детей. А это и есть пирамида.

Закон пирамиды в жизни общества. В этом случае автору предстоит еще более простая работа в предоставлении убедительных доказательств существования закона пирамиды в организации общества.

Прежде все рассмотрим пирамиду власти, а не "вертикаль" власти, как принято говорить сегодня. Это абсолютно неверный термин, т.к. вертикаль - это линия. Существует же пирамида власти, и какое бы не было государство в смысле его устройства, власть в нем организована согласно пирамиде. На вершине ее царь, диктатор, президент или парламент и т.д., а далее идут (упрощенно) исполнительная власть в лице министров, законодательная власть. Все они опираются на определенные властные структуры в регионах, которых, естественно больше и т.д. А в основании этой пирамиды находится простой народ, для управления которым и предназначена эта власть.

Если мы возьмем любую другую структуру, например, предприятие, институт или школу, то получим то же самое.

Наряду с пирамидой власти, чтобы общество и государство было устойчиво, должна присутствовать и идеологическая пирамида или пирамида национальной идеи, которая бы сплачивала большинство его членов. Построение ее является более сложной задачей и более длительной, чем пирамиды власти, во всяком случае, в современном мире и, особенно, в нашей многонациональной стране.

Что это означает для нашей страны? В результате разрушения гигантской пирамиды Советского Союза на ее основании возникло много мелких пирамид, образовались новые государства. Сама же Россия долгое время не могла построить пирамиду власти и центральная власть опиралась на местные пирамиды власти, организованные в каждой области, которые плохо управлялись и законы центральной власти зачастую на местах не соблюдались. Отсюда и анархия в управлении, которая могла привести к распаду и России. Поэтому совершенно правильно, что наша новая власть стала в первую очередь строить пирамиду центральной власти и для лучшего управления страной ее поделили на семь регионов. Жесткое соблюдение законов внутри этой пирамиды приведет к восстановлению производства и стабилизирует жизнь в обществе. Эта задача довольно быстро решаемая.

Но самая главная задача - создание идеологической пирамиды или пирамиды цели жизни общества. Эту задачу не решить за несколько лет, в связи с тем, что наше общество многонациональное и, чтобы эту идеологию (этот термин употребляется здесь в очень широком смысле) поддержало большинство его членов, нужна или очень большая идея, или же долгий кропотливый путь.

Осложняется это и тем, что мы живем во время часто возникающих межнациональных конфликтов и очень трудно создать идеологию, одинаково поддерживаемую всеми членами общества.

Таким образом, сущность этого закона и заключается в его соблюдении, в создании правильных пирамид, без перекосов, тогда пирамиды функционируют нормально и общество без потрясений идет по пути развития. По мере развития общества пирамиды устаревают и приходится их обновлять, создавать новые. Как это происходит, с какой быстротой и зависит скорость смены формаций.

В природе действует естественный отбор, который сохраняет существование многих видов организмов, соблюдая закон пирамиды (экологические пирамиды). Нарушение этого закона (из-за воздействия внешних или внутренних факторов) приводит к перестройке пирамиды, ее преобразовании в другую в связи с заменой в цепях питания одних видов растений и животных другими. Так, происходит эволюция в живой природе.

Другими словами, соблюдение закона пирамиды (а любую пирамиду, ее величину и число ступеней, можно легко математически рассчитать) свидетельствует о стабильности в жизни, нарушение его приводит к определенным преобразованиям, каким, зависит от самого общества, его идеологов.

Самый главный вывод, который следует из закона пирамиды это тот, что для стабильной жизни общества необходимо правильное построение и функционирование двух главных пирамид: пирамиды власти и пирамиды идеологии или пирамиды цели. Все остальные пирамиды органично встроены в эти две и еще лучше, если они все образуют одну гигантскую пирамиду.

 

Представленные в этой статье примеры из различных областей наук довольно убедительно показывают существование закона пирамиды в жизни не только отдельных живых организмов и человека, но и в целом, в жизни Природы и Общества. Все это указывает на универсальность закона пирамиды.

Естественно, любой универсальный закон нельзя абсолютизировать и его оппоненты возможно приведут целый ряд примеров, где он не соблюдается, но это не значит, что он объективно не существует в природе и обществе. В любом законе есть исключения из правил, только подтверждающие его существование. Автор надеется, что коллеги из других областей знаний приведут еще немало примеров, свидетельствующих об объективности закона пирамиды.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

  1. Батуев А.С. Нейрофизиология коры головного мозга. Модульный принцип организации. Л.: ЛГУ, 1984.
  2. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. М.: Мир, 1990. Т. 1-3.
  3. Догель В.А. Зоология беспозвоночных. М.: Высшая школа, 1975.
  4. Костюк П.Г. Физиология центральной нервной системы. Киев: Вища школа, 1977.
  5. Маунткасл В. Организующий принцип мозга: Элементарный модуль и распределенная система // Разумный мозг. М.: Мир, 1981. С.15-67.
  6. Немов Р.С. Психология. М.: Просвещение: Владос, 1994. Кн.1-2.
  7. Общая биология. Учебник для 10-11 классов средней школы. Под ред. Ю.И. Полянского М.: Просвещение, 1991.
  8. Общий курс физиологии человека и животных. Под ред. А.Д. Ноздрачева. М.: Высшая школа, 1991. Т.1-2.
  9. Основы общей биологии. Под ред. Э. Либберт. М.: Мир, 1982.
  10. Риклефс Р. Основы общей экологии. М.: Мир, 1979.
  11. Фатеев М.М. Закон пирамиды - общий биологический и социальный закон // Матер. межрегиональной научно-практической конференции, посвященной памяти академика А.А. Ухтомского (1875-1942): "Доминанта самосовершенствования личности человека". Ярославль-Рыбинск. 2002. С.12-13.
  12. Ухтомский А.А. Учение о доминанте. Собрание сочинений. Л.: ЛГУ, 1950. Т.1.
  13. Odum E.P. Fundamentals of Ecology. 3. Aufl., Saunders, Philadelphia, London, Toronto, 1971.

 

 


Что говорят об этом в Дискуссионном клубе?
264044  2004-04-28 12:41:14
-

264045  2004-05-02 18:44:59
Олег Осадчий
- Я с большим интересом прочитал эту статья, и думаю, что она вызовет отклик не только у специалистов-физиологов, к числу которых относится сам автор, но и у широкого круга читателей, интересующихся общими вопросами естествознания. В статье приведены интересные примеры, свидетельствующие об универсальности "пирамидального" принципа конструкции и функционирования живых систем; кроме того, сделана попытка перенести этот принцип в сферу общественных отношений и жизни общества. Многие из приведенных примеров наверняка покажутся хорошо знакомыми любому специалисту-биологу, однако интересна сама методология обобщения,последовательно раскрывающая универсальность "пирамидального" принципа в ряду моделей различной степени сложности - начиная от изолированных нейронов мозга и заканчивая поведением человека. Я думаю, что круг физиологических явлений, которые укладываются в схему, предложенную автором статьи, на самом деле является более широким. Очевидно, для простоты и краткости изложения он был сознательно ограничен наиболее яркими примерами из той области знаний, которая близка самому автору статьи по роду его собственных профессиональных интересов. Поэтому представляется небезинтересным обсудить мнение, высказанное в статье, с участием специалистов из различных областей науки - я думаю, что их критические замечания будут несомненно полезны, поскольку предметом обсуждения является универсальный общебиологический принцип.

Проголосуйте
за это произведение

Русский переплет

Copyright (c) "Русский переплет"

Rambler's Top100