(Previous)….(Cuprins)…..(Next)

… …

Viața ca autoorganizare și centralizare

Evoluția tiparelor, automatismelor și a unui fel de „conducere” a proceselor vieții

(English)

Urmează prezentarea a două materiale completive ce vor ajuta la înțelegerea proceselor ce vor fi legate de individul uman, ca individualitate, ca simbiot, inclusiv ceea ce veți mai deduce ulterior…

Materiale destul de tehnice și de mari dimensiuni pe care, doar dacă sunteți interesat în mod deosebit vă recomand să le citiți…

Deci, din materialele anterioare, cred că ați reținut că apa este mediul apariției structurilor organice, ulterior a celor vii.

Inițial au existat mici bazine de apă de mici dimensiuni ce conțineau diferite „supe” de materie organică până ce a „venit” „Lumea apelor” care a „globalizat” „supele”, totul devenit „o supă”…

Astfel s-a născut ceea ce ar fi primul simbiot, primul sistem organic, complexitatea acestuia „crescând” cu trecerea mileniilor. Și, de aici, totul a evoluat numai și numai „ținând” cont de sistem, de tipare, de elemente ce pot fi denumire, până la un punct, ca fiind automatisme ale unei simbioze permanente.

Lumea științifică aduce destul de multe dovezi că au existat și există premisele unei evoluții permanente (tipare, automatisme, bla, bla) a structurilor organice dar colapsează în unele puncte critice care, evident, au nevoie de „structurarea” acestui sistem.

Sistem care „beneficiază” relativ de diversitatea inimaginabilă a „combinațiilor” materiei, atât anorganică cât și organică, deoarece „viul” se bazează pe un număr foarte limitat de forme „inițiale” (detalii în materialele anterioare) ce „participă” la manifestarea unui adevărat simbiot.

Doar viața pare că evoluează în „forme nelimitate”, ca simbiot…

Simbiot, sistem, ce a evoluat până la apariția celulelor (organismelor unicelulare) și, ulterior, a organismelor multicelulare (vezi materialele anterioare).

Din punct de vedere al acestei „dezvoltări”, fără a particulariza pe o anumită „grupare de vietăți”, totul a fost legat de ceva similar cu prelucrarea (evoluția) informației sistemelor („vii”), de „intrările” și „ieșirile” sistemice (așa numita „cutie neagră” a sistemelor, implicit a unui simbiot sau simbiot global).

„Intrări” și „Ieșiri” „gestionate” inițial prin intermediul primelor membrane celulare, ale „organismelor” unicelulare, „prelucrate” și „operate” prin intermediul ARN-ului (proteinelor/ polimerilor organici) și, ulterior (în urma „evoluției”) „stocate” prin intermediul ARN-ului și ADN-ului, cu diverse manifestări (replicare, reparare, adaptare, bla, bla), printre care și autocontrol (transcripție, catalizatori, „mesageri de feedback”, bla, bla).

Acest mecanism este cunoscut „științific” sub numele de „Dogma centrală” în biologia contemporană.

„Acumulări” evolutive ce ulterior au atras formarea elementelor centralizate de gestionare (de tip „releu de răspuns, de feedback” și nu de „conducere”) ce se regăsesc în celula nervoasă a sistemelor multicelulare și, bineînțeles, în toate sistemele nervoase „centralizate” ce s-au dezvoltat ulterior (grupări neuronale, trasee „centralizate” cum ar fi măduva spinării, „centralizatori” cum ar fi structurile comparabile cu „vârful” acestei manifestări reprezentat de creier).

Nu voi detalia acum (vor fi destule detalii în materialele viitoare) procesele prin care s-a ajuns aici (am dat detalii în materialele anterioare).

Important este să rețineți că, microbiomul este „motorul” dezvoltării de colonii inițiale care au „exersat” funcționarea simbiotică, a unor colonii de organisme unicelulare.

Iar această funcționare a „utilizat” „intrările” sistemice, simbiotice, legate de „colonie”, apoi de mediu, „exersând” procesarea „ieșirilor” sistemice.

Ajungându-se la așa-numitul sistem de autoorganizare (eventual, ușor de asociat cu termenul de automatism) ce are la bază capacitatea de autoreglare (datorită dinamicii interne, bla, bla) ce invariabil ajunge la capacitatea de a-și îmbunătăți organizarea ținând cont (răspuns, feedback) de experiența trecută (asemenea unui fel de memorii), atunci când condițiile externe sau interne ale funcționării și dezvoltării se modifică.

Și, oricât de ciudat va părea, un simbiot „viu” funcționează datorită diviziunii și organizării muncii coloniei, simbiotului, sistemului. Celulă cu celulă…

Totul în lumea „vie” funcționează ca un simbiot, ca un sistem, fiecare componentă a acestuia „regăsindu-și” poziționarea în această ierarhie a autoorganizării.

Și aici se ajunge la necesitatea de a nu confunda autoorganizarea cu organizarea. Autoorganizațiile, spre deosebire de organizații, nu au o structură ierarhică ci, strict, simbiotică.

Fiecare parte („componentă”) a unui simbiot „dispune” de o structură ierarhică „internă” dar care se va „structura” în ansamblul simbiotului în diferite „organe” („organisme”) ce se vor supune integrării globale a simbiotului.

Și fiecare „componentă” va avea rolul ei ce poate, prin „cedare” (neîndeplinirea funcției ei în ansamblul simbiotului), duce la „eliminarea” unei „părți”, componente, a sistemului (eventual a întregului sistem).

Cert este că sistemele se pot autoorganiza într-un singur întreg, formând o anumită integritate, unitate, în care părțile lor individuale interacționează în termeni reciproc avantajoși, fără a fi necesare „prezența” unui lider specific, deoarece sistemul este autosuficient, prin manifestarea a diverse relații ierarhice și/ sau de egalitate (simbioză).

Un asemenea sistem este organismul viu multicelular (chiar și omul) format din organe individuale, cum ar fi inima, plămânii, etc ce pare „supus” unei organizări ierarhice condusă de creier.

Dar dacă „coborâm” la nivel celular (inclusiv microbiomul, ce pare să fie „independent” de corpul uman), atunci va fi imposibil să detectăm conexiuni ierarhice în el, la acest nivel discutând despre sistemul autoorganizat capabil să se autoregleze.

Același „comportament” va fi sesizat și atunci când luăm în considerare acest organism în interacțiunea sa cu „mediul exterior”, deoarece este imposibilă izolarea organismului de mediu (chiar și aici fiind obligatorie „integrarea simbiotică”).

Și, prin extensie, se va ajunge la constatarea că întreg acest univers este un sistem autoorganizat care nu necesită un lider extern specific, deoarece sistemul este autosuficient.

Dar a considera astfel, ar fi ceva similar teoriilor științifice care nu iau naștere din neant, fiind rezultatul participării sistemului, al generațiilor anterioare, în care ideile „originale” nu sunt adesea recunoscute de comunitatea științifică dar se dezvoltă „pe fundal” până ce se vor manifesta pregnant, revoluționar.

Deci, există un fel de punct de plecare al acestei întregi structuri de autoorganizare, de autosuficiență care, în mod cert nu duce spre „un final” al hazardului, al erorii, ci se perfecționează și adaptează permanent, pe baza acestui „punct de plecare”.

Mai mult, conform „Legii lui Ashby” (cunoscută și sub numele de „legea varietății necesare”, principiu fundamental al teoriei sistemelor), pentru a menține homeostazia (proprietatea organismelor vii de a-și menține diferitele constante biologice, implicit echilibrul natural, biologic până la nivel de biosferă, ecosisteme), un sistem trebuie să aibă o varietate egală cu cea a mediului său și, prin extensie, diversitatea sistemului de control nu trebuie să fie mai mică decât diversitatea sistemului controlat.

Și, astfel, ajungem la necesitatea manifestării tiparelor, automatismelor, „rutinelor” care vor „permite” un fel de simplificare a diversității sistemului de „control”…

Rutine (tipare) ce implică un „efect standard”, un „timp mediu de persistență — efect mediu”, o „existență stabilă” și, mai ales, reacția la eveniment (cu efect ocazional, timp mediu de generare), bla, bla (enorm de multe detalii științifice).

Ce nasc „dependență și independență”, au nevoie de „declanșatori”, bla, bla (foarte științific) și ajung până la sisteme de efecte, sistem metabolic, redundanță și asigurarea „integrității”, care vor constitui un sistem de efectori (în rețea dependentă sau independentă, persistentă), bla bla (enorm de multe detalii științifice).

Deci, fără a ne pierde în „detalii”, reacția lumii vii este mai simplă și mai „frumoasă” decât vă imaginați, indiferent de „detaliile” care par să complice această simplitate.

Totul, dar absolut totul, pleacă din „interiorul” ființei pentru a se adapta „exteriorului” ființei, în primul rând pentru a „adapta” răspunsul individual și a participa la simbiot și abia apoi pentru a participa la răspunsul la mediul exterior „propriuzis”.

Da, pare o explicație cam „doctă” (științifică). Dar vă voi da unele „sugestii” de percepție (și am mai dat astfel de sugestii de-a lungul materialelor prezentate anterior)…

Prima sugestie, „dramatică”… Știați că o neoformațiune (cancer, tumoră, similare) începe mai întâi prin dezvoltarea viitoarelor „structuri” (cum ar fi elemente de „alimentare” sanguină — angiostructuri, de răspuns nervos — neurostructuri, bla, bla) ce vor susține („întreține”) dezvoltarea ulterioară a neoformațiunii?

Pe înțelesul oricui, o „parte” a simbiotului „se asigură” mai întâi că se va dezvolta și abia apoi își va dezvolta „masa” tumorală (cele mai multe astfel de „mase” sfârșind prin a „înceta” această dezvoltare)…

„Ea”, inițial, participă în felul ei la simbiot și abia ulterior va avea un „comportament” ce va duce spre distrugerea simbiotului (moartea individului viu), beneficiind de participarea simbiotului.

Biologic, efectul ar putea fi denumit „Fibră, Ață, Șnur, Funie”… De la o linie (fibră) „de participare și dezvoltare”, aceste linii se vor înmulți formând o ață, ce se vor înmulți formând un șnur, bla, bla…

A doua sugestie, „optimistă”… Datorită acestui „comportament” automat sau nu, nu va exista niciodată „sfârșitul lumii vii”!

Prin Ilya Prigogine, laureat al premiului Nobel pentru chimie, în 1977, ați aflat detalii despre imposibilitatea acestui „sfârșit” (teoria și „realitatea” structurilor disipative).

Poate acest sfârșit va arăta altfel (particularizat și nicidecum globalizat), va fi interpretat într-un fel anume (eronat), dar nu va exista (cu certitudine)! Cel puțin istoria de mai multe miliarde de ani a acestei planete vă confirmă că va exista mereu o mamă și copilul ei…

„Funia” vieții este deja mult prea puternică pentru a nu merge mai departe, indiferent de ceea ce se va „întâmpla” (aici sau în altă parte a acestui univers)!

Revenind la „ideea” acestui material, după ce a trecut de microbiom, viața a început, prin intermediul simbiotului, să își rafineze dezvoltarea.

Archeobacteriile, ce trăiau în medii extreme au inițiat „procesul” colaborării. Dovadă „stând” Oparinea: o fosilă bacteriană găsită în roci sedimentare din Australia care are o vechime de aproximativ 3,5 miliarde de ani.

Dar „acțiunea” acestor colaborări era destul de limitată de lipsa globalizării și segmentarea atrasă de condițiile „vitrege” de viață.

Au fost vremuri în care viața, în lupta pentru supraviețuire, a obligat toate „sistemele” vieții ce s-au dezvoltat „de-a lungul timpului” spre colaborare „absolută” (chiar impusă, altfel… dispariție).

Și au „intervenit” eubacteriile care trăiau și trăiesc în medii mai puțin dure, printre care și solul și apa „dulce”. „Globalizarea” vieții se accentua și, astfel a apărut „surplusul”, în special datorită exploatării resurselor oferite de fotosinteză…

Care a atras… Accentuarea proceselor de „însușire” a resurselor prin preluare directă de la altă ființă vie, apoi preluarea directă a ființei vii de alte ființe vii… Posibil ceva asemenea unei „Boli autoimune”, ulterior agresiv, din ce în ce mai predominant ca și comportament…

Concurența asupra resurselor ajungea la nivelul apariției ierarhiilor de lanț trofic fără colaborare simbiotică… Dar prin „colaborare” de biosferă, de ecosistem…

Și a apărut mișcarea ce se regăsește în organismele unicelulare Protozoa și „înmulțirea binară” (nu vă mai „amețesc științific”). Astfel, „concurența” s-a amplificat prin mobilitate…

Apoi simbiotul a „creat” organismele multicelulare efective, particularizate, care „să facă față noilor forme de concurență”.

Interesant este „modelul” plantelor (ce apelează la ceea ce ar fi un fel de mobilitate „statică”) care au „pornit” de la manifestarea „multicelulară” sub formă de alge și a „progresat” redundant în special prin intermediul fungilor (organisme care se hrănesc prin absorbție).

„Integrare” simbiotică a fungilor ce stă la baza plantelor, ce vor popula uscatul (foarte probabil similar mediului acvatic) și, astfel, vor atrage părăsirea „apelor” pentru uscat, manifestare a vieții regăsită în licheni și evoluția lor (și, implicit, mutarea concrenței asupra resurselor pe uscat).

Lichenii sunt organisme simbiotice formate dintr-o ciupercă și o algă. Ciuperca oferă algei protecție și apă, iar alga produce hrană pentru ambele organisme prin fotosinteză.

Lichenii sunt capabili să supraviețuiască în medii extreme, inclusiv în zonele cu puțină apă, cu mult soare sau cu soluri sărace. Acestea au fost, prin urmare, capabile să colonizeze uscatul în timp ce acesta era încă un mediu inospitalier.

Un comportment destul de similar cu cel al extremofilelor, nu credeți?

Primele fosile de licheni au fost găsite în roci sedimentare care datează din perioada Proterozoicului, acum aproximativ 1,2 miliarde de ani. Aceste fosile arată că lichenii erau deja diverși și răspândiți în această perioadă.

Astfel, lichenii au jucat un rol important în evoluția vieții pe uscat. Ei au ajutat la transformarea solurilor și la crearea unui mediu mai ospitalier pentru alte organisme, furnizând resurse și participând la formarea noilor habitate (ajutând la formarea solurilor, producând oxigen „suplimentar”, oferind resurse „de hrană” noilor participanți în concurența asupra resurselor, cu referire expresă în dezvoltarea mușchilor și ferigilor și abia ulterior celorlalte forme vii ale uscatului, bla, bla).

Și așa, resursele oferite de plante, au fost oferite simbiotului „vieții” întregii biosfere.

Revenind la mișcare, la mobilitate, organismele multicelulare ce au participat la simbiot prin mișcare (mobilitate proprie) au fost meduzele (celenteratele) și viermii, ce se „mișcau”, împreună cu organismele unicelulare, de acum 2,5 miliarde de ani.

Apoi a venit „Explozia Cambriană” (542–488 milioane de ani în urmă)… Moluștele (a.k.a. scoicile, bla, bla), echinodermele (a.k.a. stelele de mare, bla, bla), artropodele (a.k.a. crustacee, ulterior miriapode, insecte, arahnide) completează „arsenalul” mișcării, mobilității și a tot ceea ce atrage asta în concurența pentru resurse și dezvoltarea echilibrelor de simbioză…

Elemente ce au atras dezvoltarea permanentă spre explozia de diversitate din regnul animal ce va porni cu ceea ce ar fi peștii și toate celelalte vertebrate (amfibieni, reptile, mamifere) ce vor urma începând de acum 488 de milioane de ani în urmă.

Dar tot atunci s-au remarcat organismele ce au dezvoltat un sistem nervos centralizat, ce se dezvoltă încetul cu încetul, permițând creșterea varietății comportamentelor complexe legate de mișcare.

Evolutiv, la viermi, sistemul nervos este format dintr-o rețea de nervi care se răspândesc pe tot corpul. Această rețea este conectată la un ganglion cerebral situat în ceea ce ar fi zona capului. Ganglionul cerebral este responsabil pentru controlul funcțiilor vitale, cum ar fi respirația și circulația.

La crustacee, insecte și arahnide, sistemul nervos devine mai complex față de cel al viermilor, fiind format dintr-un ganglion cerebral situat în cap, care este conectat la o serie de nervi care se răspândesc pe tot corpul.

Ganglionul cerebral începe să „deservească” și controlul comportamentelor complexe, cum ar fi zborul și înmulțirea, respectiv țeserea pânzelor, sărituri, înot, etc.

La pești, sistemul nervos devine mult mai complex decât al „vietăților” descrise anterior.

„Centralizarea” sistemului nervos prin ceea ce ar fi creierul „situat în cap”, conectat la o serie de nervi care se răspândesc pe tot corpul se accentuează pe baza diversificării comportamentelor complexe, cum ar fi înotul, reproducerea și vânătoarea, ce vor fi „suplimentate” la amfibieni cu mersul.

Amfibienii sunt punctul de plecare evolutiv pentru reptile și mamifere dar sistemul lor nervos central a rămas „mai simplu” deoarece s-au „limitat” la habitatele umede, suficient de eficiente în economisirea energiei și, mai ales, în ceea ce ar fi competiția pentru resurse.

Din cele descrise anterior se remarcă clar că, „suficiența resurselor” formelor de viață anterioare a dus la limitarea dezvoltării sistemelor nevoase centralizate, ce a explodat ulterior, la reptilele și mamiferele ce se vor lupta permanent pentru resurse.

„Motorul” dezvoltării permanente a sistemului nervos centralizat va fi, de fapt, necesitatea dezvoltării comportamentelor din ce în ce mai complexe, cum ar fi vânătoarea versus evadarea de prădători, gândirea, formele de comunicare complexe (printre care și vorbirea), emoțiile, etc, inclusiv creativitatea ce va atrage dezvoltarea dimensiunilor creierului și structurilor conexe, inclusiv a cortexului cerebral, ce va fi remarcabil la primata numită om.

Despre care vom vorbi în seria de materiale ce ca urma, dar va completa „Începuturile”…

Dar, în finalul acestui material, mai am o mică „paranteză”… Credeți că plantele nu au beneficiat de mobilitate?

Ei bine, plantele acvatice beneficiază de mobilitatea pasivă atrasă de curenții care transportă „posibilitatea” de „răspândire” (la care, ulterior, se adaugă vântul, diferitele animale, insecte, etc), și de cea activă, reprezentată de posibilitățile organelor lor de reproducere (semințe, spori, fragmente de plante).

Apoi, similar „animalelor” (inclusiv insecte, bla, bla), acum aproximativ 500 de milioane de ani, plantele se remarcă ca populând și uscatul, dezvoltând trăsături speciale care le permit să supraviețuiască în mediul terestru, cum ar fi cuticule, vase de „sânge” (apa, seva plantelor) și rădăcini.

Apoi, „căutând” resurse, acum aproximativ 130 de milioane de ani în urmă, unele plante terestre au început să dezvolte flori (organe de reproducere complexe care au permis plantelor să se adapteze la noi habitate și să se reproducă mai eficient).

Gimnospermele, au realizat următorul „pas”, acestea fiind plante cu semințe care nu au fructe.

Primele gimnosperme au apărut în urmă cu aproximativ 370 de milioane de ani și au fost plante dominante pe Pământ timp de milioane de ani, dar au fost înlocuite de angiosperme în urmă cu aproximativ 100 de milioane de ani.

Angiospermele sunt plante cu semințe înconjurate de fructe, acestea fiind plantele dominante pe Pământ în prezent.

Sesizați un fel de adaptare spre mobilitate prin utilizarea „disponibilităților” și, ceea ce este destul de ciudat, un fel de simcronizare cu marile schimbări din lumea „animală”?

Apoi, poate nu surprinzător, plantele, chiar dacă nu au un sistem nervos central în sensul în care îl au animalele, au un sistem de nervi distribuit care le permite să comunice între ele și să răspundă la stimulii din mediul înconjurător, să „transmită” diversde informații.

Acest sistem nervos distribuit este alcătuit din celule nervoase numite… Da, neuroni.

Neuronii plantelor sunt mai simpli decât neuronii animalelor și nu au același nivel de complexitate. Cu toate acestea, neuronii plantelor pot transmite semnale electrice și pot participa la procesarea informațiilor.

Un exemplu de sistem nervos distribuit la plante este sistemul de rădăcini. Rădăcinile plantelor sunt echipate cu numeroase „grupe” neuronale care le permit să comunice între ele și să răspundă la stimulii din sol. De exemplu, neuronii rădăcinilor pot detecta prezența substanțelor nutritive în sol și pot transmite acest semnal către restul plantei.

Plantele au, de asemenea, un sistem de nervi care le permite să răspundă la stimuli din aer. Acest sistem de nervi este alcătuit din neuroni care sunt localizați în frunze, tulpini și flori. Neuronii acestui sistem pot detecta stimuli precum lumina, temperatura și prezența dăunătorilor.

Iată câteva exemple specifice de comportamente care sugerează că plantele au un fel de sistem nervos:

• Plantele pot detecta lumina și pot răspunde la ea prin mișcarea frunzelor sau a altor părți ale plantei (controlând inclusiv creșterea spre obținerea celei mai bune poziții de receptare a luminii).
• Plantele pot detecta prezența dăunătorilor și pot produce substanțe chimice care le resping sau le atrag.
• Plantele pot comunica între ele prin intermediul substanțelor chimice.
• Unele plante pot avea reacții „de mișcare” aproximativ animale (Venus flytrap care prinde insectele când acestea activează stimulii de pe frunzele „palmate”; Mimosa pudica care își strânge frunzele la contact, etc).

„Scopul” ar fi ca plantele să comunice între ele și să răspundă la stimulii din mediul înconjurător, bla, bla.

Dar ajunge pentru acest material! Sunt destule „detalii” pentru următorul material „introductiv”. Mulțumesc!

Merticaru Dorin Nicolae

(Previous)….(Cuprins)…..(Next)

… …