Новая наука о жизни

Рис. 5. Часть «эпигенетического ландшафта», иллюстриру­ющая концепцию хреоды как канализированного пути измене­ния (из Waddington, 1957)

К. X. Уоддингтон предложил более широкое толкова­ние морфогенетических полей, включив в рассмотрение временной аспект развития. Он назвал эту новую кон­цепцию хреодой (от греческого chr? — необходимо и hodos — путь) и иллюстрировал ее с помощью простого трехмерного «эпигенетического ландшафта» (рис. 5)[79]. В этой модели путь, по которому движется шарик, когда он катится вниз, соответствует истории развития опре­деленной части яйца. По мере развития эмбриологии появляются разветвляющиеся серии альтернативных путей развития, представленные «долинами». Они со­ответствуют путям развития различных типов органа, ткани и клетки. В организме они вполне различимы: например, почка и печень имеют различные структуры и не переходят друг в друга через серию промежуточных форм. Развитие канализировано по направлению к опре­деленным конечным точкам. Генетические изменения, или пертурбации, в окружающей среде могут «толкнуть» направление развития (представленное путем, по которому движется шарик) из глубины «долины» на соседний «холм», но, если оно не будет переброшено через вершину холма в соседнюю долину, процесс раз­вития найдет путь назад. Он вернется не к начальной точке, а к более поздней позиции на канализованном пути изменений. Это представляет регуляцию.

Концепция хреоды очень близка идее морфогенети­ческих полей, но она делает явным измерение времени, которое в морфогенетических полях присутствует в не­явном виде.

Недавно обе эти концепции были существенно про­двинуты математиком Рене Томом, который сделал по­пытку создать математическую теорию, описывающую не только морфогенез, но также поведение и язык[80]. Его главной задачей было найти подходящий математи­ческий формализм для этих проблем, которые до сих пор не поддавались математической обработке. Конеч­ная цель состоит в том, чтобы построить математичес­кие модели, соответствующие процессам развития на­столько близко, насколько это возможно. Эти модели должны быть топологические, скорее, качественные, чем количественные, и не должны зависеть от какой-ли­бо конкретной схемы причинного объяснения: «Одна существенная особенность применения нами локаль­ных моделей состоит в том, что мы ничего не подразуме­ваем под "конечной природой реальности"; даже если она когда-либо обнаружится посредством анализа, слишком сложного для описания, только часть ее про­явления — так называемые "наблюдаемые" (observ-ables) в конечном счете пригодны для макроскопичес­кого описания системы. Фазовое пространство нашей динамической модели определено с использованием лишь таких "наблюдаемых" и без ссылок на какие-либо более или менее хаотические базовые структуры»[81].