Регуляторні механізми екосистеми.

Спадкова програма реалізується незалежно від того, де в яких екологічних системах перебуває організм, і тому, між фенотипом і генотипом немає безпосереднього зворотного зв'язку, тобто ознаки, набуті організмом в індивідуальному розвитку не відразу фіксуються безпосередньо в генетичному коді, а може фіксуватися в генетичному коді нащадків. Цей процес може тривати декілька поколінь тому у даному випадку регулювання здійснюється за цілком новим типом. Воно називається простим регулюванням за заданою програмою.- реалізація спадкових ознак і задатків організму в різних екосистемах.

Кібернетика в перекладі з грецького означає мистецтво керувати. Цим терміном називають “науку про загальні закони одержування , зберігання , передавання і перетворення інформації в складних керуючих системах” ( Глушков ) . Згідно з Н.Вінерром ( 1958), кібернетика – це наука про керування та зв’язок у машин і організмів. Виходячи з того що всі без винятку природні системи є самоорганізованими і саморегульованими системами необхідно проаналізувати кібернетичні особливості цієї надсистеми і на основі цього підійти до питань функціональних взаємовідносин між її структурними блоками і способі управління в ній різноманітними процесами.

Кібернетична поведінка екосистем визначається тим, що вони володіють розвинутими інформаційними мережами, що включають потоки фізичних і хімічних сигналів, що зв'язують усі частини екосистеми і керують нею як єдиним цілим. Відмінність екосистем від кібернетичних пристроїв, створених людиною, полягає в тому, що керуючі функції екосистеми зосереджені усередині її і дифузні. У кібернетичних же системах, створених людиною, що керуюючі функції спрямовані назовні і спеціалізовані.

Відповідно до теорії управління в автоматично регульованих системах завжди є керований об'єкт, регулятор, канали прямого зв'язку, (якими здійсню­єть­ся управління з боку регулятора), і канали зворотного зв'язку,( якими до регуля­тора надходять сигнали про стан керованого об'єкта), часто інформацію зворот­но­го зв'язку виводить не на вхід керованої системи, а на систему зовсім іншого рівня організації. Так були описані прямі і зворотні зв'язки між організмом і по­пу­ля­цією, популяцією і біогеоценозом. Останній розглядався то як регулятор еволю­ці­й­них змін у популяції (регулятор у даному випадку ототожнювався з середо­вищем існування популяції), тобто як арена первинних еволюційних перетворень.

Таким чином, не тільки в онтогенезі, а й у кожній системі будь-якого рівня організації життя на рівні (організмового, популяційного чи екосистемного) саморегуляція відбувається за допомогою одночасної дії трьох типів регуляторних механізмів регуляції):

а) за заданою (генетичною) програмою;

б) з урахуванням умов, що зумовлюють відхилення від програми; ( дерево в полі і лісі)

в) за замкненим циклом із зворотними зв'язками.

В той час як біотичні системи всіх основних рівнів організації живого можуть бути складними (кожна система включає велику кількість підсистем), багатоконтурними(у кожній системі є багато контурів регуляції, властивих кожній підсистемі і системі в цілому), комбінованими (у кожній системі одночасно працюють замкнені і розімкнені системи керування) і самонастроюваними (регулятор завжди знаходиться всередені системи й еволюціонує разом із системою) кібернетичними системами. При побудові моделі екосистем ми можемо виділити всі вище перераховані елементи і обробітку грунту”єднати їх в одне ціле.

Управління - це організація (або самоорганізація) зв'язків між якимись складовими, що призводить до намічених результатів (або саморегуляції). Засновується на необхідній інформації і направлене на підтримку або поліпшення функціонування керованої сукупності. Проводиться на базі природно виробленої або штучно створеної програми (послідовності дій для розв'язання задачі або послідовності подій, що приводить до певного результату).

У природній системі (ПС) існує саморегуляція - природна самоорганізація взаємозв'язків всередині ПС, яка веде до її гомеостазу (стану внутрішньої динамічної рівноваги). Здатністю до саморегуляцією володіють всі ПС, але здійснюється вона в різних формах (консорціойна, організмова, популяційна) і згідно з об'єктивними законами, правилами і принципами. Особливістю консорціонної форми самоврядування (самоорганізації) є наявність центрального об'єкта, що постійно змінюється, і який знаходиться в прямих або непрямих зв'язках з периферійними об'єктами (наприклад, зростаюче дерево, а потім загибле і гниюче дерево і пов'язане з ним тваринне, рослинне та мікробне населення). При організменній формі саморегуляція повністю або частково відбувається за командами з керуючого центру (наприклад, мозок у вищих тварин) або багатьох центрів-організаторів (організме керуються крім мозку залозами внутрішньої секреції і секреторними виділеннями багатьох інших органів і тканин). Популяційна форма самоорганізації заснована на різній якості складаючих її підсистем, ще відбираються внаслідок зовнішніх впливів середовища і внутрішніх впливії в самій системі (наприклад, природний відбір).

Саморегуляція в ході ПК складно взаємодіє з штучним управліннням ПС, то­му результуючий процес може різко відрізнятися від наміченого (від програми). Частіше за все виникають протиріччя в зв'язку з різною «стратегією» природи і людини. Природні процеси спрямовані на досягнення: вищої біомаси (вираже­ної в одиницях маси або енергії) при оптимум різноманітності і мінімумі біо­ло­гічної продуктивності (біомасі, що виробляється біоценозом за одиницю часу на одиницю площі).

Людина прагне до максимальної корисної продукції (наприклад, до урожаю) при мінімумі різноманітності (монокультурі) і загальної біомасі-Вона прагне до отримання максимуму біомаси в корисних частинах рослин тварин або до переважання повторної біомаси (домашніх тварин). Для ПС сорт культурних рослин або порода домашніх тварин представляють сукупність аномальних, генетично дуже однорідних і біологічно погано пристосованих утворень, що підлягають знищенню в ході саморегуляції ПС. При оптимізації ПК необхідно враховувати цю обставину.