А. В. Олескин, Т. А. Кировская

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, 2007, том 77, № 2, с. 139-148

В последнее время набирает силу новое междисциплинарное научное направление, охватывающее социально-политические приложения биологии. Оно получило название биополитика. В рамках широкого спектра проблем биополитики - от биотерроризма до социально-политических послед­ствий генных технологий и клонирования людей, от охраны биоразнообразия планеты до эволюци-онно-биологических предпосылок национализма и этноконфликтов - немаловажное место занима­ют вопросы форм социальной организации. Об опыте российских микробиологов, создавших сете­вую структуру, рассказывается в публикуемой ниже статье.

СЕТЕВАЯ СТРУКТУРА В МИКРОБИОЛОГИИ

А. В. Олескин, Т. А. Кировская

В приложении как к человеческому социуму, так и к сообществам различных животных (и да­же одноклеточных существ) в литературе обсуж­даются две модели социального устройства - иерархия, предполагающая наличие единого цен­тра активности (лидера, доминанта, начальника и др.), и сеть, которая исходит из принципа сосу­ществования сразу многих центров активности, многих частичных лидеров (" принцип многонача­лия"). Биологическими примерами иерархии мо­гут служить сообщества зелёных мартышек (верве-ток), лангуров, бабуинов, павианов с деспотически доминирующим вожаком. В группах человекооб­разных обезьян (шимпанзе, бонобо) иерархиче­ские отношения существенно ослаблены за счёт ти­пично сетевых горизонтальных структур, которые основаны на кооперации, взаимопомощи, опреде­лённом уравнивании социальных рангов и особенно характерны для молодых особей и самок.

Жёстко-иерархические структуры типичны для традиционных человеческих обществ (ска­жем, для отношений между сеньорами и вассала­ми в эпоху феодализма), а также для бюрократий, по образцу которых строятся и многие современ­ные научные институты. Что касается сетевых структур, то они также имеют многообразные во­площения: коммерческие предприятия, благотво­рительные фонды, художественные артели, не­формальные группы молодёжи и многое другое.

В теории менеджмента сетевые структуры рассматриваются как " объединения независимых индивидов, социальных групп и/или организаций, действующих скоординированно и продолжи­тельно для достижения согласованных целей и имеющих общий корпоративный имидж и корпо­ративную инфраструктуру" [1]. Сетевые структу­ры в социуме бывают малыми (несколько участ­ников) или более крупными, когда в их состав мо­гут входить целые организации/учреждения или какие-либо их части. В любом случае сетевые структуры характеризуются следующими сущ­ностными свойствами: смягчённой и расщеплён­ной должностной иерархией (принцип многона­чалия); широкой взаимоперекрывающейся спе­циализацией всех членов сети; важной ролью неформальных, личностных взаимоотношений между этими членами на базе симпатий, санти­ментов, спонтанно складывающихся социальных статусов; наличием объединяющей цели и пред­ставлений о путях её достижения, общих мораль­но-этических норм и правил делового общения.

Примером сетевой социальной структуры слу­жит хирама - широкопроблемный творческий многолидерный коллектив. Каждый из работаю­щих здесь лидеров выступает как протоколист и координатор по какому-либо из направлений дея­тельности этого междисциплинарного творче­ского коллектива. Имеется психологический ли­дер, призванный налаживать отношения в кол-

140 ОЛЕСКИН, КИРОВСКАЯ

лективе, смягчать конфликты, способствовать успешной работе. Структура может включать также лидера по внешним связям (внешнего лиде­ра), координирующего контакты с другими орга­низациями. В зависимости от специализации дан­ной хирамы возможны другие частичные лидеры (например, коммерческий лидер, организацион­ный лидер). Хирамы встречаются в различных сферах - от коммерции и образования до полити­ки (есть сети и из целых государств, например Европейское сообщество).

Мы уже рассматривали сетевые структуры как форму организации творческого научного поиска [2, 3, 4]. Однако в этих публикациях речь шла о социально-технологическом проекте, ко­торый предполагалось сознательно внедрять в научное сообщество. В реальном научном сооб­ществе, как правило, доминируют жёстко иерар­хические структуры бюрократического типа.

Далее будет описана спонтанно сформировав­шаяся сетевая структура российских микробио­логов. Эту сеть не организовывал никакой социаль­ный инженер, но её уроки могут быть полезными для сознательного конструирования социальных сетей в целях повышения эффективности науч­ных исследований. Разговор пойдёт о стихийно сложившейся ассоциации энтузиастов, развивав­ших популяционно-коммуникативную парадигму в микробиологии и внедривших принцип сетевой организации в научный поиск.

Сетевая организация научного сообщества противостоит более традиционной организации на базе научных школ (часто институционализи­рованных в форме колледжей, НИИ и т.п.), кото­рые обычно представляют собой централизован­ные иерархические структуры. На вершине нахо­дится основатель школы, далее его ученики, ученики учеников и др.

ПОПУЛЯЦИОННО-КОММУНИКАТИВНАЯ

ПАРАДИГМА В ОТЕЧЕСТВЕННОЙ

МИКРОБИОЛОГИИ

Сетевая децентрализованная (лишённая иерар­хии) структура, сложившаяся в сообществе рос­сийских микробиологов во второй половине XX в., проанализирована в [5]. Эта структура имеет об­щую концептуальную платформу - интерес к коллективным взаимодействиям клеток микро­организмов, обмену информацией между ними, популяциям микроорганизмов как целостным си­стемам с организмоподобными свойствами. Та­кую платформу можно обозначить термином " популяционно-коммуникативная парадигма" в микробиологии. В противовес редукционистскому представлению о микробной клетке как сложном биохимическом автомате с вложенной в него " ком­пьютерной программой" (информацией ДНК) сто-

ронники популяционной организации и межкле­точной коммуникации у микроорганизмов наделя­ют их индивидуальностью (с присущим индивидам разнообразием " внешности" и " черт характера"), способностью к информационному общению, со­циальному поведению (от агрессии до коопера­ции) и формированию сложных надклеточных структур типа колоний, биоплёнок, флоков и др.

Можно выделить три важнейших стадии ста­новления исследований популяционной организа­ции и межклеточной коммуникации в отечествен­ной микробиологии.

1. " Натурфилософский" период. Предпосыл­
ки популяционно-коммуникативной парадигмы в
микробиологии прослеживаются начиная с рубе­
жа XIX-XX вв. В конце XIX - начале XX в. фор­
мируются концепции о целостном характере био­
сферы как " тонкой плёнки жизни" (Э. Зюсс,
В.И. Вернадский) и, в частности, о континуально­
сти растительного покрова планеты (Л.Г. Рамен-
ский). Постулировалась возможность эволюции
на основе формирования симбиозов между орга­
низмами (А.С. Фаминцын, Б.М. Козо-Полянский
и др.), проводились параллели между человече­
ским обществом и сообществами животных
(А. Эспинас, П.А. Кропоткин) и даже растений
(школа " фитосоциологии" в ботанике). Интерес к
взаимодействиям между живыми организмами и
к организации надорганизменных (биосоциаль­
ных) систем связан с первыми работами по эколо­
гии (например, Э. Геккеля) и с философией
Г. Спенсера, выводившего социальную организа­
цию человечества из таковой животных.

Показательны взгляды академика С.Н. Вино-градского, уделявшего особое внимание глобаль­но-экологической роли микробных сообществ в рамках " живой материи" как " одного огромного организма, заимствующего свои элементы из ре­зервуара неорганической природы, целесообраз­но управляющего всеми процессами своего про­грессивного и регрессивного метаморфоза и, нако­нец, отдающего снова всё заимствованное из мертвой материи" [6]. В 30-50-х годах прошлого ве­ка Д.М. Новогрудский, Н.Г. Холодный, Н.А. Кра-сильников изучали характеристики микробных по­пуляций. В эти же годы в рамках медицинской микробиологии формируется научная школа М.А. Пешкова, заложившая основы исследова­ния естественного и экспериментального гетеро­морфизма бактерий. В целом, однако, популяци-онно-коммуникативные аспекты микробиологии длительное время не рассматривались в Совет­ском Союзе как приоритетное направление.

2. Оформление популяционно-коммуникатив-

ного направления. Разработка концептуальных основ этого направления принадлежит академику Н.Д. Иерусалимскому, хотя неоспорим вклад и других учёных (Н.А. Красильникова, В.Ф. Пер-

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 77 № 2 2007

СЕТЕВАЯ СТРУКТУРА В МИКРОБИОЛОГИИ

фильева и др.). Иерусалимский в 1946-1949 гг. разработал, а в докторской диссертации (1952) подробно изложил свою концепцию бактериаль­ной культуры как целостной организмоподобной системы [7]. Он выдвинул следующие положения.

1. Микробная культура гетерогенна - состоит из разнородных клеток, которые могут специали­зироваться на разных функциях.

2. Микробная культура есть целостная систе­ма, наподобие развивающегося живого организ­ма. Это позволило Иерусалимскому говорить об онтогенезе, жизненном цикле культуры.

3. В культурах многих микроорганизмов фор­мируются микроколонии (локальные клеточные скопления).

4. Как организм животного или растения вы­рабатывает регуляторы собственного развития (гормоны), так и микробная культура выделяет вещества, влияющие на её развитие.

5. Микробная культура постоянно взаимодей­ствует с факторами окружающей среды, адапти­руется к ним.

Эти положения были " переоткрыты" за рубе­жом и привлекли внимание международного мик­робиологического сообщества лишь в 80-90-е годы XX в. Поскольку " нет пророка в своём отечестве", современные микробиологи охотно цитируют ставшие классическими работы американца Дж. Шапиро и других зарубежных " столпов нау­ки", предавая забвению вклад отечественных учёных, создавших спонтанную, неформальную сетевую структуру в масштабах нашей страны.

3. Детализация, экспериментальное подтвер­ждение и модернизация концепций о популяцион-ном уровне организации микроорганизмов. Взгля­ды Иерусалимского были в 60-70-е годы в суще­ственной мере доработаны и конкретизированы в ходе параллельной, во многом независимой рабо­ты многих формально автономных групп и учё­ных в разных учреждениях и регионах страны. В совокупности они сформировали единую мно­гоцентровую сетевую структуру, связанную еди­ной системой взглядов на мир микроорганизмов. Укажем на следующие приоритетные направле­ния научного поиска, реализованные сетевой структурой учёных в рамках популяционно-ком-муникативной парадигмы.

1. Исследование гетерогенности микробных популяций (гетероморфизма, полиморфизма). Разрабатывалось положение Иерусалимского о том, что развивающаяся микробная популяция есть гетерогенная система, характеризующаяся разнообразием клеточных типов. Микробиологи изучали разные клеточные типы, входили в со­став разных научных учреждений, работали с раз­личными представителями мира микроорганиз­мов. Примечательный пример гетерогенности микробных популяций представляет феномен фе-

нотипической (фазовой) диссоциации, изучавший­ся Г.Г. Жариковой, И.Л. Работновой, Е.С. Милько, В.В. Высоцким и другими, начиная с 60-х годов XX в. Речь идёт о том, что популяция микроорга­низмов распадается на генетически различные варианты (диссоцианты). Они различаются по толщине и химическому составу клеточной обо­лочки, что влияет на скорость роста и выделения веществ из клетки, её устойчивость к внешнему воздействию, морфологию клеток и целых коло­ний. Большое внимание отечественные микро­биологи (М.А. Пешков, В.Д. Тимаков, В.В. Про­зоровский, Г.Я. Кац, В.В. Высоцкий) уделяли так­же L-формам бактерий - клеткам с дефектной или отсутствующей стенкой.

В работах Л.А. Минеевой, О.И. Баулиной, Е.С. Лобаковой, О.А. Гореловой, Т.Г. Корженев-ской, Л.Р. Семёновой и других сотрудников ка­федры физиологии растений (с 1984 г. - кафедры клеточной физиологии и иммунологии) биологи­ческого факультета МГУ, выполненных под руко­водством проф. М.В. Гусева на рубеже 70-80-х го­дов, описаны клетки с дефектной стенкой (L-формы) в популяциях цианобактерий. Начи­ная с 80-х годов эти учёные изучают гетеромор­физм в популяциях цианобактерий, растущих в ассоциации с культурами клеток высших расте­ний (табака, паслёна, раувольфии и др.).

В исследованиях, начатых в 70-80-е годы, про­фессор Ивановского государственного медицин­ского института С.Г. Смирнов вычленял в составе микробной популяции " клеточные кластеры", в том числе: кластеры клеток с разной скоростью роста и деления (" стайеры", " спринтеры", " микс­ты"); кластеры активно делящихся, покоящихся (" резервных") и спонтанно лопающихся клеток (" альтруистов"), чьи питательные вещества ис­пользуются другими клетками; кластеры клеток с разной величиной поверхностного потенциала (^-потенциала).

2. Изучение химических факторов коммуни­кации (ауторегуляторов). Важная компонента концептуального фундамента рассматриваемого научного направления - убеждение в том, что " бактерии, как и все живые организмы, в процес­се жизнедеятельности получают, обрабатывают и используют информацию об окружающем ми­ре... Обмен информацией или её получение от других живых объектов называется коммуника­цией" [8]. Целостность микробной популяции в отсутствие единого управляющего центра обес­печивается эффективной системой коммуника­ции. В 1967 г. А.С. Хохлов с сотрудниками описал химический фактор (А-фактор) в популяции ак-тиномицета Streptomyces griseus, который индуци­ровал образование антибиотика стрептомицина и спорообразование в популяциях того же вида. Научная группа в Институте микробиологии АН

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 77 № 2 2007

ОЛЕСКИН, КИРОВСКАЯ

СССР (Г.И. Эль-Регистан, В.И. Дуда, В.А. Светлич­ный и др.) в 70-х годах приступила к изучению " ауторегуляторных факторов" у микроорганиз­мов, то есть веществ, выделяемых клетками раз­вивающейся микробной популяции и восприни­маемых другими клетками той же популяции как " команды" к совершению того или иного дей­ствия или к смене состояния. Факторы dj побуж­дают клетки к остановке роста (покою, анабиозу) и стабилизируют их в условиях стрессов. Факто­ры d₂ вызывают - при досточной концентрации -" альтруистическую" гибель клеток, снабжающих соседей своими питательными веществами.

Тогда же появились первые публикации Р.А. Пшеничнова с коллегами (Уральское отде­ление АН СССР), посвященные " аутометаболи-ческой регуляции" развития популяций Е. coli, в частности, веществам, ингибирующим и стимули­рующим развитие её культур. Вскоре эта группа установила рабочий контакт с Г.И. Эль-Региста-ном. Тем самым было положено начало форми­рованию неофициальной сетевой структуры.

3. Исследование физических факторов комму­никации. В 1965-1966 гг. физики Н.Д. Девятков и М.Б. Голант предположили, что клетки обмени­ваются информацией с помощью миллиметро­вых радиоволн. В работах ряда отечественных учёных изучены эффекты влияния миллиметро­вых волн на рост, колониальную структуру, био­синтез ферментов у микроорганизмов (см. [9]). Ю.А. Николаев показал, что гибнущая под воз­действием хлорамфеникола культура Vibrio costi-cola посылает сигнал, стимулирующий рост дру­гой культуры, отделённой от неё слоем кварцево­го стекла. Природа передающих информацию факторов не установлена, предполагается роль ультразвуковых волн. В работах Николаева про­демонстрировано синергидное (взаимоусиливаю-щее) действие химических сигналов и физических полей; это вытекает из опытов по влиянию одной бактериальной культуры (Pseudomonas fluore-scens) на адгезивные свойства другой культуры того же вида [10].

4. Изучение архитектоники колоний микроор­ганизмов. Микробная популяция, несмотря на ге­терогенность слагающих её индивидуальных кле­ток, рассматривалась исследователями популяци-онного уровня организации микроорганизмов как единая развивающаяся система, характеризую­щаяся интегральными свойствами, отсутствую­щими у её частей. Отсюда интерес сторонников данного направления к архитектонике колоний, а также биоплёнок и флоков и их строению (кон­центрические кольца, секторы и др.) и составля­ющим популяцию клеточным ассоциатам (" кла­стерам"), к динамике развития популяций и к по­крывающему у многих бактерий всю популяцию и скрепляющему между собой клетки в ней био-

полимерному матриксу. Поскольку целое больше суммы его частей, у микробной популяции иссле­дуются структуры и функции, отсутствующие на уровне отдельной клетки и реализуемые на уров­не всей популяции. Так, имеющиеся во многих микробных популяциях (например, биоплёнках) воздухоносные полости рассматриваются как аналоги примитивной циркуляторнои системы, доставляющей питательные субстраты и убираю­щей продукты метаболизма.

5. Исследование социального поведения. Как
известно, этология в классическом понимании -
это область биологии, изучающая поведение жи­
вотных. В 1972 г. С.Г. Смирнов ввёл понятие
" этология бактерий", определяя её как " форми­
рующееся учение о поведенческих реакциях про­
кариот на клеточном и популяционном уровнях"
[11]. Особый интерес представляют данные о ко­
ординированном в масштабе колонии поведении
клеток, включающем:

• коллективную агрессию, в частности, выра­ботку антибиотиков, бактериоцинов и др. с целью подавления конкурентов;

• изоляцию популяций друг от друга, что нахо­дит своё отражение в часто наблюдаемом явле­нии " неслияния колоний" микроорганизмов, рас­тущих на одной чашке Петри;

• афилиацию (взаимное притяжение особей од­ного вида, группы, семьи друг к другу, " стремле­ние животных находиться вместе" [12]);

• кооперацию между клетками, что характерно для миксобактерий, способных к коллективному захвату и перевариванию экзоферментами пище­вых частиц.

Особое внимание в этом перечне форм кол­лективного (социального) поведения исследова­тели популяционной организации и межклеточ­ной коммуникации у микроорганизмов уделяли кооперации (взаимопомощи), и в этом, возможно, находила своё отражение характерная для совет­ской интеллигенции коллективистская менталь-ность. Кооперация между клетками одной коло­нии позволяет ей перемещаться по субстрату как единое целое - данный вывод содержался в рабо­те К.Н. Шерстобаева, выполненной на примере бацилл [13].

6. Изучение фаз развития (онтогенеза) мик­
робных популяций. Термин " онтогенез культу­
ры", использованный в работах Н.Д. Иерусалим­
ского, был " подхвачен" отечественными исследо­
вателями, сплотившимися в ходе конференций в
Пущине (сборник трудов конференции 1979 г. на­
зывался " Онтогенез микроорганизмов") и в Ива­
нове. С.Г. Смирнов предположил, что первая фа­
за развития бактериальной культуры (лаг-фаза)
есть " опережающее отражение" в свёрнутом виде
всех последующих стадий роста культуры. Она
включает короткие стадии второго порядка, не-

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 77 № 2 2007

СЕТЕВАЯ СТРУКТУРА В МИКРОБИОЛОГИИ

которые из них напоминают стадии " старости" культуры, поскольку сопряжены с гибелью части популяции. За счёт гибнущих клеток, выделяю­щих в среду свои компоненты, подпитываются другие клетки культуры, которые с самого нача­ла лаг-фазы находятся уже на стадии " молодо­сти" (экспоненциальной фазы).

Таковы, в кратком изложении, основные на­правления исследований сторонников популяци-онно-коммуникативной парадигмы в микробио­логии. Необходимо отметить глубинную связь этих исследований с глобальной экологической проблематикой, а также работами по экологии микроорганизмов. Недаром архитектоника коло­ний почвенных микроорганизмов изучалась ещё в первой половине XX в. С.Н. Виноградским и Н.А. Красильниковым в составе естественных биоценозов. Популяционно-коммуникативные ис­следования связаны, кроме того, с натурфило­софскими идеями о целостности всего живого на Земле, которые во второй половине XX в. нашли научное отражение в " гипотезе Геи" - гипотезе Дж. Лавлока [14] о способности живого к гло­бальной регуляции параметров нашей планеты.

Популяционно-коммуникативная парадигма в микробиологии непосредственно связана и с совре­менными социально-поведенческими дисциплина­ми: этологией, социобиологией, биополитикой. По­следняя рассматривает политическое поведение человека на эволюционно-биологическом уров­не, в сопоставлении с социальным поведением других форм живого.

Упомянутая парадигма имеет большое прак­тическое значение для биомедицинских и биотех­нологических разработок. Вирулентность ряда патогенных бактерий, например возбудителя го­нореи, коррелирует с архитектоникой их коло­ний. Коллективное поведение швермеров у пато­генных бактерий Proteus - их центробежная ми­грация - способствует продвижению по мочевым путям в организме больного. Патогенные микро­бы в составе упорядоченных структур типа био­плёнок отличаются повышенной устойчивостью как к иммунной системе хозяина, так и к антибио­тикам. Некоторые исследователи популяционной организации микроорганизмов отмечают лечеб­но-профилактические и антистрессорные эффек­ты организованного сообщества микроорганиз­мов, населяющих организм человека и снабжаю­щих его незаменимыми веществами - от витаминов до гормонов и нейромедиаторов. Боль­шое значение имеют работы последних лет о про-биотиках - лекарственных препаратах на базе микроорганизмов, формирующих устойчивые по­пуляции в кишечнике и способных подавлять раз­витие патогенной микрофлоры, стимулировать иммунную систему и снабжать организм хозяина питательными веществами.

СЕТЕВАЯ СТРУКТУРА В РОССИЙСКОМ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОМ СООБЩЕСТВЕ

Таким образом, в отечественной микробиоло­гии сложилась спонтанная многоцентровая сете­вая структура, участники который связаны не служебными иерархическими отношениями, а лишь единой парадигмой. Проанализируем те­перь свойства самой сетевой структуры.

1. Гетерогенность сети. Сетевое сообщество микробиологов, работавших под эгидой популя-ционно-коммуникативной парадигмы, отлича­лось значительной гетерогенностью. Составляв­шие сеть научные группы и отдельные учёные различались по интересам и специализации, рабо­тали в разных организациях. В рамках такой ши­рокой области, как микробиология, они представ­ляли весьма разные специальности: медицинские микробиологи соседствовали с техническими, ци­тологи микроорганизмов - с биоорганиками. В силу различия специализаций и научных инте­ресов участники сети часто параллельно исследо­вали сходные феномены на весьма различных группах микроорганизмов. Так, в 70-х - начале 80-х годов гетерогенностью популяций бактерий независимо занимались В.В. Высоцкий¹ (на при­мере бруцелл, коринебактерий, листерий и дру­гих патогенных бактерий), П.Л. Заславская (на примере актиномицетов), О.И. Баулина (на при­мере цианобактерий). Встретившись на конфе­ренции в Иванове, они констатировали наличие единых взглядов на микробную популяцию как коллектив разнообразных индивидов, каждый из которых вносит свой вклад в выживание популя­ции в целом. Микробиологи решили работать со­обща в русле нового направления, что и прояви­лось, в частности, в совместной публикации " Полиморфизм как закономерность развития попу­ляций прокариотных организмов" ².

Гетерогенность микробной популяции не пре­пятствует, а способствует её целостности, ибо обу­словливает возможность функциональной специа­лизации клеток ради более эффективной работы целой структуры. Аналогично все различные по конкретным интересам, объектам исследования, организационной принадлежности учёные-мик­робиологи находили " общий знаменатель" своей работы в совместном служении единой парадиг-

¹ В.В. Высоцкий в разные периоды своей научной деятель­ности работал в Гематологическом научном центре РАМН, в Институте микробиологии, эпидемиологии и ги­гиены им. Н.Ф. Гамалеи РАМН (АМН СССР), Институте эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского РАМН (АМН СССР), Институте микробиологии РАН (АН СССР) и других учреждениях, и смена мест работы спо­собствовала его неофициальной роли сетевого лидера, спла­чивавшего представителей разных научных учреждений.

² Через несколько лет (в 1988 г.) появилась статья амери­канца Дж. Шапиро " Бактерии как многоклеточные орга­низмы", в которой излагались сходные идеи.

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 77 № 2 2007

ОЛЕСКИН, КИРОВСКАЯ

ме, поддерживая контакты между собой благода­ря научным конференциям и семинарам, совмест­ным публикациям, часто неформальным каналам общения. Можно сказать, что рассматриваемое сетевое сообщество микробиологов, как и мик­робная популяция, воплощало в себе принцип " единства в разнообразии".

2. Неиерархические научные контакты в ре­жиме " незримого колледжа". Подобно микроб­ным колониям, которые параллельно растут во многих точках поверхности питательной среды, прежде чем слиться в единый газон, исследовате­ли различных аспектов популяционной организа­ции и межклеточной коммуникации у микроорга­низмов формировали " точечные направления", которые исходно не были связаны между собой. Достаточно тесные контакты между этими от­дельными " островками энтузиастов" установи­лись вторично, в сетевом неиерархическом режи­ме: это были не отношения начальников и подчи­нённых (или заказчиков и исполнителей), а контакты между формально независимыми инди­видами или малыми группами, имевшими общие научные интересы. Такие контакты установи­лись, например, между Г.И. Эль-Регистаном и Р.А. Пшеничновым, вначале независимо рабо­тавшими по теме " микробные ауторегуляторы".

Консолидации рассматриваемой сетевой струк­туры способствовали организованные И.С. Кулае-вым, начиная с 70-х годов, регулярные открытые семинары по биохимической регуляции микроор­ганизмов в г. Пущино-на-Оке. Научный городок Пущино стал играть роль своего рода Мекки для исследователей микробных популяций и процес­сов коммуникации и вообще для нетрадиционно мыслящих биологов.

Представители популяционно-коммуникатив-ного направления в микробиологии вступали в междисциплинарные сетевые контакты и за пре­делами микробиологического сообщества. На­пример, группы И.В. Ботвинко и А.В. Олескина работали в многолетнем сетевом взаимодействии с физиологами животных, фармакологами, зоо­логом беспозвоночных Н.В. Терениной. В сетевом междисциплинарном режиме проблематика попу­ляционной организации и межклеточной комму­никации обсуждалась на постоянно действующем семинаре " Биополитика" на биологическом фа­культете МГУ. (Семинар основан при поддержке проф. М.В. Гусева по инициативе А.В. Олескина в 1988 г.) Популяционно-коммуникативная пара­дигма в микробиологии рассматривалась в ходе заседаний семинара, на нём выступали с сообще­ниями многие её представители. Выпущенная к 250-летию МГУ брошюра о семинаре имела под­заголовок - Избранные сообщения - тезисы по теме " Популяционно-коммуникативная пара-

дигма в микробиологии: история, современ­ность, будущее".

Сетевая структура в научном сообществе про­тивопоставляла себя классическим научным шко­лам в том плане, что не имела единого основателя с плеядой учеников. Она поддерживала свою це­лостность по принципу " незримого колледжа", за счёт постоянного обмена информацией между формально автономными, но придерживающи­мися одной системы концепций и методов науч­ных групп и индивидуальных учёных. Этим кон­тактам не мешало ни то, что учёные работали в разных учреждениях, разных бюрократических иерархических структурах, ни нехватка времени, финансов, оборудования.

3. Широкая специализация участников сети.
Взявшись за какой-либо конкретный аспект, исследователи постепенно распространяли свои
изыскания и на другие аспекты популяционной
организации и межклеточной коммуникации у
микроорганизмов. Так, Е.О. Будрене занималась
архитектоникой колоний, но это логически при­
вело её к изучению факторов химической комму-никации, которые и задают те или иные геомет-рические формы бактериальных колоний (сов­
местная работа в США вместе с X. Бергом).
И.В. Ботвинко, опубликовав в конце 80-х - нача­ле 90-х годов труды по межклеточному матриксу
и структуре микробных колоний, обратилась - в сотрудничестве с А.В. Олескиным - к изучению биогенных аминов как предполагаемых химических факторов коммуникации между клетками микро­организмов. Исследователи архитектоники коло­ний микроорганизмов (А.П. Пузырь, ОА. Могиль­ная и их коллеги из Института биофизики СО РАН) одновременно занимались другими аспектами рассматриваемого научного направления, в
частности, гетерогенностью микробных популя-ций, а также структурой и функциями межкле­точного матрикса (гликокаликса в их терминоло­гии). Подобные примеры можно умножить.

Сети ломают дисциплинарные рамки и инте­грально отражают объект исследования. Именно поэтому исследователи популяционной организа­ции и межклеточной коммуникации у микроорга­низмов приходили к изучению и других аспектов этого направления научного поиска.

4. Структурное сходство (изоморфизм) мик­робных популяций и сетевого сообщества мик­робиологов. В обоих случаях мы имеем дело с ге­терогенными системами, характеризующимися
распределёнными по ролям компонентами и мно­гими центрами активности. В то же время обе не­
иерархические системы - социальная сеть и мик­робная колония (биоплёнка) - отличаются целост­ным характером, обусловленным постоянными
контактами индивидов и цементирующей их
внутренней социальной средой. В микробной по-

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 77 № 2 2007

СЕТЕВАЯ СТРУКТУРА В МИКРОБИОЛОГИИ

пуляции внутренняя среда представлена связыва­ющим клетки вязким веществом - матриксом. Он сложен из внеклеточных биополимерных ком­понентов (полисахаридов, полипептидов типа по-лиглутаминовой кислоты, гликопротеидов). Внут­ренняя среда в человеческом коллективе - в том числе и в сообществе микробиологов - представ­лена объединяющими всех членов коллектива идейными установками, научными взглядами, нормами поведения, целевыми задачами и др. (И.В. Ботвинко использует в этом случае термин " матрикс" в его метафорическом смысле).

Сравнение микробных колоний и социальных сетевых структур высвечивает ещё одну общую характеристику - способность к эффективной ко­ординированной деятельности в отсутствие еди­ного управляющего звена. Что касается микроб­ных колоний, то яркое впечатление производит, например, координированное перемещение коло­ний подвижных миксобактерий. Если на чашку Петри поместить какой-либо объект (например, шарик из латекса), то клетки колонии координи­рование мигрируют по направлению к нему. По­ведение бактерий после соприкосновения с объ­ектом зависит от его свойств: они могут покинуть этот объект или начать его коллективное перева­ривание с помощью экзоферментов. Как показы­вает проведенный нами историко-научный анализ, сообщество микробиологов, работавшее по сете­вому принципу, также действовало достаточно эф­фективно и добилось впечатляющих научных ре­зультатов в отсутствие единого руководства и бю­рократического контроля. Целый ряд идей и фактических данных отечественных учёных суще­ственно опередил зарубежные разработки.

Организационному изоморфизму субъекта и объекта научного исследования не следует прида­вать глобального или фатального характера. Можно привести немало примеров, когда учёные организуют свою деятельность явно не так, как организует свою жизнь исследуемый ими биоло­гический объект. Данный пример изоморфизма по линии объект-познающие учёные обусловлен специфическими культурными (а в советское вре­мя и политическими) условиями. Исследователи популяционной организации и межклеточной коммуникации у микроорганизмов частично ока­зались " на задворках" официальной микробиоло­гии (работы многих из них публиковали с суще­ственной задержкой или не публиковали вовсе). В этой ситуации они могли сохраниться только как " незримый колледж", децентрализованная сеть. Разрабатывавшие рассмотренное научное направление учёные прибегли к коллективной стратегии, напоминавшей ту, к которой адапти­рованы микробные популяции в результате мил­лионов лет суровой борьбы за выживание в меня­ющихся условиях неумолимой природы. Сход­ство поведенческих стратегий может быть одной

из основных причин организационного сходства популяций микроорганизмов и сообщества изу­чавших их отечественных учёных.

ОСОБЕННОСТИ НАУЧНОГО ТВОРЧЕСТВА

ЧЛЕНОВ СЕТЕВОЙ СТРУКТУРЫ В МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОМ СООБЩЕСТВЕ

Сетевой характер взаимодействия учёных-мик­робиологов, объединённых единой парадигмой и коммуникацией в режиме " незримого колледжа" в масштабах России, способствовал ряду интерес­ных особенностей их научного творчества.

1. Философская " погруженность", непосред­
ственная связь конкретных научных разрабо­
ток с общеонтологическими взглядами. Как по­
казали науковеды XX в. П. Фейерабенд, Дж. Хол-
тон, М. Полани, научное творчество любого
учёного имплицитно опирается на онто- и методо­
логические установки, определённое представле­
ние о мире в целом. Если философская " подлож­
ка" творчества обычного " среднестатистическо­
го" научного работника скрыта в его подсознании
и её раскрытие возможно лишь с помошью спе­
циальных науковедческих приёмов, то творче­
ство сторонников популяционно-коммуникатив-
ного направления в микробиологии связано с
философским базисом более непосредственным
(эксплицитным) образом.

Исследователь научной биографии Н.Д. Иеру­салимского Е.Л. Головлёв не случайно назвал теорию академика " философией микробной по­пуляции". С.Г. Смирнов связывал разработки о лаг-фазе как " опережающем отражении" даль­нейшего развития микробной культуры со свои­ми философскими взглядами на сущность време­ни, предварив одну из статей эпиграфом из " Упа-нишад":

От времени проистекают существа,

И от времени достигают роста,

И во времени они исчезают

Время - воплощённое и невоплощённое...

Это воплощённое время - великий океан творений.

2. Преуменьшение истинного масштаба и ка­
либра научных концепций и данных (сходный
приём в художественном произведении называет­
ся литотой). Это связано как с внутринаучными
факторами (прессингом со стороны более влия­
тельных представителей других направлений), так
и с идеологической ситуацией в России в различ­
ные периоды. Так, Н.Д. Иерусалимский в 50-е го­
ды представлял свою теорию " Бактериальной
культуры как особой биологической системы"
(заглавие одной из глав его докторской диссерта­
ции) в первую очередь как конкретизацию " мичу-

4 ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 77 № 2 2007

146 ОЛЕСКИН, КИРОВСКАЯ

ринской биологии и в особенности исследований Лысенко". С.Г. Смирнов излагал общебиологиче­ские концепции " микробной этологии", " биоло­гического времени" и " опережающего отраже­ния" в скромно оформленных ротапринтных сборниках статей с узкоспециальным названием " Физико-химические исследования патогенных энтеробактерий в процессе культивирования".

3. Теоретическая компетенция, выходящая далеко за пределы области экспериментальных исследований. Многие исследователи популяци-онной организации и межклеточной коммуникации являются авторами широких по охвату обобщаю­щих обзоров, теоретических статей и монографий. Таковы, например, монография " Низкомолекуляр­ные микробные ауторегуляторы" А.С. Хохлова, обзор " Дистантные информационные взаимодей­ствия у бактерий" Ю.А. Николаева, обзорно-тео­ретическая статья " Экзополисахариды бактерий" И.В. Ботвинко.

4. Связь с общебиологическими теориями и концепциями. Мы уже указывали на связь иссле­дований по микробной коммуникации с экоси-стемными и глобальными концепциями. Хоро­шим примером является также связь исследова­ний онтогенеза микробных популяций с более общими представлениями Н.П. Кренке и А.Н. Се-верцова о жизненных циклах живых существ. На стыке эволюционного учения и физиологии разработана ценная концепция " эволюции на ос­нове комбинирования универсальных функцио­нальных блоков" A.M. Уголева, вдохновившая исследования микробиологической роли серото-нина, дофамина и других биогенных аминов с ней-ромедиаторной функцией у животных.

5. Способность к опережению мирового уров­ня развития науки (к " опережающему отраже­нию" в терминах Смирнова, применённых им к микробным культурам). Приведём примеры, от­носящиеся к сети сторонников популяционно-ком-муникативной парадигмы. Прежде всего нужно назвать Н.Д. Иерусалимского. Он опередил время на несколько десятилетий по всему фронту попу-ляционно-коммуникативных исследований. Сфор­мулированные им в начале 1950-х годов идеи бы­ли " переоткрыты" на Западе через 30-40 лет Дж. Шапиро, Э. Бен-Якобом и другими в рамках якобы новой интерпретации микробной популяции как аналога многоклеточного организма.

Г.И. Эль-Регистан, В.И. Дуда, А.С. Капре-льянц, Р.А. Пшеничнов, А.С. Хохлов и другие учёные в 60-70-е годы начали исследование ауто-регуляторных веществ микробных колоний. Лишь спустя четверть века зарубежные микробиологи стали изучать некоторые ауторегуляторные ве­щества, а именно феромоны, служащие для оцен­ки популяцией собственной плотности (quorum sensing).

Данные Ю.А. Николаева о коммуникации меж­ду бактериальными культурами, разделёнными слоем стекла, были получены в 1990 г. и опубли­кованы на четыре года раньше (в 1992 г.), чем аналогичные зарубежные результаты.

В 70-е годы М.А. Пушева занималась ауторе-гуляторными факторами цианобактерий. Эти ис­следования были прекращены в 80-е годы и продол­жены на Западе только в самые последние годы, ко­гда был описан один из факторов коммуникации цианобактерий - микроцистин.

По нашему мнению, термин микробиолога С.Г. Смирнова " опережающее отражение" мож­но отнести не только к лаг-фазе в развитии мик­робной культуры, но и к сетевой структуре, кото­рая исследовала популяционную организацию и межклеточную коммуникацию у микроорганиз­мов. Идя от квазинатурфилософских (иногда лишь интуитивно данных) идей, отечественные микро­биологи формулировали концепции, которые зна­чительно позже - уже на базе более детальных и методически оснащённых эмпирических исследо­ваний - воспроизводили зарубежные коллеги.

Несмотря на пионерские идеи, российская микробиология серьёзно отставала от мирового уровня, что носило в некоторых областях микро­биологии (например, в микробной геномике) ка­тастрофический характер. Это объясняется ком­плексом экономических и идеологических факто­ров. Более трудная (и интересная) задача для историка науки или науковеда - объяснить рас­смотренные выше случаи опережения мирового уровня науки. Вероятно, сами финансовые, тех­нические и бюрократические трудности служили своего рода естественным отбором, оставлявшим в рядах исследователей популяционной организа­ции и коммуникации лишь энтузиастов.

6. Гетерохрония как свойство сетевых струк­тур. В жёсткой иерархической структуре единый центр активности (лидер, доминант, начальник и др.) навязывает системе свой ритм - синхронизи­рует всю структуру. В сети каждый элемент во­лен следовать индивидуальному ритму. Это свой­ство обозначается как гетерохрония {разновре­менность) элементов системы. Если вывести некий усреднённый ритм системы, то получится, что одни элементы отстают от среднесистемного ритма, другие - примерно следуют ему, а третьи опережают этот ритм, " уходят в будущее". Если в сходном направлении развиваются сетевая (гете-рохронная) и жёстко иерархическая (синхронизи­рованная) системы, то можно ожидать следую­щую картину. Иерархическая система (в науке XX в. - бюрократия типа НИИ) за счёт планомер­ности и жёсткой координации усилий опережает сетевую систему по среднесистемному ритму, ко­торый в иерархии навязывается всем её элемен­там. Сеть отстаёт от иерархии - но только на

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 77 № 2 2007

СЕТЕВАЯ СТРУКТУРА В МИКРОБИОЛОГИИ 147

уровне среднесистемного ритма, который в сете­вой струтуре является лишь фикцией (результа­том усреднения реальных темпов развития). В се­ти есть уклоняющиеся элементы, которые харак­теризуются опережающим собственным темпом развития. Некоторые из них могут опережать не только собственный усреднённый ритм, но и ритм развития конкурирующей с сетью иерархии. Из сказанного вытекает возможность генерации некоторыми участниками сетей в научном сооб­ществе нетривиальных идей, опережающих вре­мя и превосходящих достигнутый бюрократи­чески организованной наукой уровень. Именно с общесистемных позиций можно трактовать фак­ты " опережающего отражения" мирового уровня науки в исследованиях представителей сетевой структуры, посвятившей себя популяционной ор­ганизации и межклеточной коммуникации у мик­роорганизмов.

Обратим внимание на отстающие элементы гетерохронной сетевой структуры. Они живут в историческом прошлом науки, реализуют мето­ды и подходы, отброшенные иерархическими на­учными институтами по причине их устарелости. Однако история науки имеет не только кумуля­тивную, но и циклическую компоненту (" новое как хорошо забытое старое"). Поэтому вовлечён­ные в научную сетевую структуру учёные-ретро­грады имеют реальный шанс " отстать на целый период" в истории соответствующей области и создать концепции, которые будут воспринимать­ся современниками как новые. В этой связи ещё раз напомним о работах Ю.А. Николаева по фи­зической коммуникации у бактериальных куль­тур, который осознавал взаимосвязь своих работ с идеями А.Г. Гурвича первой половины XX в., работами других исследователей биологических излучений [15]. Таким образом, учёный, пытаю­щийся оживить вышедшие из моды взгляды, со­здаёт новые концепции и стимулирует новую вол­ну интереса к излучениям и физическим каналам коммуникации. Эти идеи вызвали международ­ный интерес, а сам Николаев был приглашён в США для обмена идеями (российская сеть в мик­робиологии начала приобретать международный характер).

Гетерохрония как принцип творчества может быть целенаправленно стимулирована в созна­тельно конструируемых сетях, в том числе и в хи-рамах. Для этого частичных лидеров по направ­лениям в сети необходимо дополнить лидерами, олицетворяющими парадигмы различных эпох истории науки, например, ввести " в штат" сете­вой структуры лидера-натурфилософа, лидера-механициста, лидера-эволюциониста, лидера-гу­манитария. Такие необычные лидерские роли призваны стимулировать участников к созданию нетривиальных, новаторских идей.

Помимо спонтанно сложившейся сети иссле­дователей популяционной организации микроор­ганизмов, сетевые структуры в научном сообще­стве могут быть проиллюстрированы и на других примерах. Так, сетевая децентрализованная, ин­ституционально не оформленная структура при­суща российским биосемиотикам - исследовате­лям знаковых систем в живой природе. Великий генетик начала XX в. Т.Х. Морган длительное время поддерживал научные контакты с Г. Дри-шем, Ж. Лёбом, К. Хербстом и другими коллега­ми, и эта первоначально неформально организо­ванная рыхлая сетевая структура подготовила предпосылки для создания знаменитой лаборато­рии Моргана (" дрозофильной группы"). Сети представляют собой естественную форму органи­зации междисциплинарных новаторских исследова­ний (каковыми являются, например, современные биотехнологические и биомедицинские разработ­ки), и осмысление и практическое использование их потенциала как альтернативы доминирующим в научном сообществе бюрократиям представля­ется актуальной задачей.

Спонтанные или сознательно конструируемые социальными инженерами сети успешно решают новаторские, даже нечётко сформулированные задачи, в динамичной, нестабильной среде в раз­личных сферах культурной, социальной, полити­ческой жизни. Творческие сетевые структуры (группы активистов, благотворительные фонды и др.) могли бы составить костяк развитого граж­данского общества, которое в демократическом мире постоянно взаимодействует с иерархически­ми властными структурами, помогая им в реше­нии многообразных социальных и политических задач, в том числе гуманитарного характера (при­зрение бездомных, сирот, гуманитарная помощь беженцам, пострадавшим от катастроф людям, регионам, странам). В то же время сетевое граж­данское общество способно и к эффективному противоборству с властными структурами, если они принимают социально неадекватные, антиде­мократические решения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Чучкевич М.М. Основы управления сетевыми ор­ганизациями. М.: Институт социологии РАН, 1999. С. 3.

2. Олескин А.В. Междисциплинарные сетевые груп­пы // Вестник РАН. 1998. № 11.

3. Oleskin A.V. Making a new case for voluntary coopera­tion-based fission-fusion structures in human society // Social Sci. Information. 1996. V. 35. № 4.

4. Oleskin A.V., Masters R.D. Biopolitics in Russia: history and prospects for the future // Research in Biopolitics. 1997. V. 5.

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 77 № 2 2007 4*

ОЛЕСКИН, КИРОВСКАЯ

5. Кировская Т. А. Исследования популяционной ор­ганизации и межклеточной коммуникации у мик­роорганизмов в Советском Союзе (России) второй половины XX века. Дисс. на соискание степени к-та биол. наук. М.: Институт истории естествозна­ния и техники РАН, 2005.

6. Виноградский С.Н. О роли микробов в общем кру­говороте жизни. Речь на общем собрании Импера­торского института экспериментальной медици­ны. СПб.: Типография Императорского института экспериментальной медицины, 1896. С. 27.

7. Иерусалимский Н.Д. Физиология развития чистых бактериальных культур. Дисс. на соискание степе­ни д-ра биол. наук. М: Институт микробиологии АН СССР, 1952.

8. Николаев Ю.А. Дистантные информационные вза­имодействия у бактерий // Микробиология. 2000. № 5. С. 597.

9. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Бецкий О.В., Гуля­ев Ю.В. Миллиметровые волны и фотосинтезиру-ющие организмы. М.: Радиотехника, 2003.

10. Николаев Ю.А. Регуляция адгезии у бактерий Pseudomonas fluorescens под влиянием дистантных межклеточных взаимодействий // Микробиология. 2000. № 3.

11. Смирнов С.Г. Этология бактерий - новое направ­ление в исследовании прокариотов // Физико-хи­мические исследования патогенных энтеробакте-рий в процессе культивирования. Иваново: Ива­новский государственный медицинский институт, 1985.

12. Дьюсбери Д. Поведение животных. Сравнитель­ные аспекты. М.: Мир, 1981.

13. Шерстобаев К.Н. О движении микробных коло­ний//Микробиология. 1961. Т. 30.

14. Lovelock J.E. Gaia. A new look at life on Earth. Oxford. N. Y. Toronto. Melbourne: Oxford University Press, 1979.

15. Николаев Ю.А. Дистантные информационные вза­имодействия у бактерий // Микробиология. 2000.

№5.

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 77 № 2 2007