4. Взаємини між системами і підсистемами

Кожен рівень організації живого повністю, разом з властивими йому механізмами саморегуляції включається як субблок в блок вищого рівня організації (наприклад, індивід - в популяцію, популяція - в екосистему популяції, а остання - в біосферу), а робота вищого блоку залежить від режиму роботи його субблоків. Між всіма без виключення живими системами біосфери існують тісні взаємозв'язки. З біокібернетичної точки зору система завжди виступає як середовище існування підсистеми. Таким середовищем по відношенню до організму є популяція, консорція, біогеоценоз або яка-небудь інша екосистема (аж до біосфери).

Виходячи з цього, взаємини між організмом і популяцією (або біогеоценозом) можна охарактеризувати таким чином:

1) структурно-функціональні особливості популяції (біогеоценозу), з якими еволюційно пов'язано існування організму, закодовані в генотипі, бо останній визначає норму реакції організму в даній системі; отже, інформація про ці особливості передається до особини шляхом простого (генетичного) регулювання за заданою програмою. Наприклад, в генотипі має бути запрограмована норма реакції організму на дію всіляких збудників хвороб, паразитів, шкідників, конкурентів, що мешкають в даному біогеоценозі. Інакше організм виявиться приреченим на загибель

2) зміни структурно-функціональних показників популяції (біогеоценозу) сприймаються організмом не як передача інформації по прямих каналах зв'язку (від регулювальника), а як збурююча дія на нього середовища його існування. Вони є зовнішніми по відношенню до організму збуреннями, які оцінюються за допомогою генотипу і виявляються у вигляді нової норми реакції на змінені умови довкілля, тобто у формуванні нового фенотипу;

3) ненормальна (у розумінні І. І. Шмальгаузена) поведінка організму є перешкодою (внутрішньою перешкодою) на шляху реалізації нормальної програми, «хворобою», патологічним станом системи, що можуть бути усунені за допомогою внутрішніх захисних устроїв або механізмів, відповідальних за її стійкість. Такими перешкодами є, наприклад, мутанти, хворі особини, виродки і т. ін.

У зв'язку з тим, що в літературі є розбіжності у визначенні перешкод при характеристиці роботи систем, виникає потреба зупинитися на аналізі біокібернетичного значення цього явища.

І.І. Шмальгаузен і Н.М. Амосов до перешкод відносять всі дії, незалежно від їх походження, що спотворюють правильність передачі інформації в системах. Перешкодами вважаються явища внутріклітинного, внутрішньоядерного і внутрішньохромосомного походження, випадкові зовнішні впливи, що порушують перетворення інформації в індивідуальному розвитку і виявляються в неспадкових змінах фенотипу, а також несприятливі впливи клімату, хвороб, паразитів і хижаків, що позначаються на обмеженні життєдіяльності або винищуванні цілих особин, їх груп.

Під перешкодами доцільніше розуміти сукупність внутрішніх по відношенню до системи чинників або сигналів, які заважають «нормальному» виконанню її програми. Якщо перешкоди невеликі, їх шкідливий вплив усувається за допомогою гомеостатичних механізмів підсистем і вони не позначаються на роботі системи в цілому. Якщо ж вони настільки великі, що перекривають пороговий рівень стійкості, тобто перевищують можливості гомеостатичних механізмів підсистем, до їх ліквідації підключаються механізми захисту цілої системи.

Це можна продемонструвати на прикладі клімаксової екосистеми карпатського ялинового лісу, розташованого на крутому кам'янистому схилі. Поривчастий вітер з дощем (збурююча дія) зумовив незначний вітровал ялини. Ослаблені дерева почали інтенсивно заражатися опеньком і масово заселятися короїдом. Впродовж декількох років вони всохли. На їх місці з'явився молодий підріст. Вікова структура популяції ялини дещо змінилася, проте зміни (перешкоди), зумовлені вітровалом, виявилися незначними, вони були ліквідовані за допомогою механізмів саморегуляції і не призвели до руйнування екосистеми.

Якщо ж вітровал охопив весь деревостан, то для відновлення первинної структури екосистеми (тобто для ліквідації великих перешкод в роботі системи) використовуються не лише популяційні регуляторні механізми, але і «запаси міцності» цілої системи: ґрунтові запаси насіння, птахи і звірі для додаткового заносу насіння ялини з сусідніх систем; підстилка і трав'янисто-чагарниковий покрив для захисту ґрунту від руйнівної дії опадів і ін. Але коли після вітровалу водною ерозією був знищений ґрунтовий покрив і на місці ялинового лісу виник вторинний кам'янистий розсип, це означає, що в результаті потужної зовнішньої дії разом із структурою системи була зруйнована її пам'ять. Для даної ділянки території формується абсолютно нова гіпотетична система, нова пам'ять і нові регуляторні механізми. Їх параметри, ймовірно, характеризуватимуть екосистему вторинного березняку, трав'янисто-чагарникового співтовариства або лишайниково-мохової пустки.