72. Понятия «объем выживания» и «функция благополучия (оптимальности)» как возможные способы выражения меры жизни.

Одним из важнейших параметров меры жизни является степень адаптивной пластичности живого организма. Организм может оказываться в различных – более или менее благоприятных – для его существования условиях (например, в ситуациях с разными величинами температур, количества пищи, плотности популяции и т.д.). В одних ситуациях организм способен приспособиться и выжить, в других ситуациях он погибает. В этом случае можно ввести такое понятие, как объем выживания организма – множество всех тех возможных ситуаций, в которых организм может остаться живым, приспособившись к условиям этих ситуаций. Объем выживания – одна из важных характеристик меры жизни того или иного вида жизни. Чем более – при прочих равных условиях - объем выживания организма, тем большей мерой жизни он обладает. В математической экологии близким к понятию объема выживания является понятие экологической ниши. В этом случае вводится так называемая функция благополучия, которая представляет из себя некоторую интегральную оценку жизнедеятельности организма. Эта функция определяет не только экологическую нишу, но и конкретные количественные показатели благополучия организма в каждой конкретной ситуации, т.е. в каждой точке экологического пространства. Нечто подобное можно представить и для более общего случая, когда мера жизни организма могла бы определяться на основе некоторой функции благополучия этого организма в некотором пространстве возможных ситуаций существования организма.

Функция благополучия – один из примеров так называемых критериев оптимальности, которые все чаще в последнее время применяются при решении разного рода задач в биомедицинских науках. Например, можно пытаться выяснить, почему рыбы обладают определенной формой тела. Помочь в решении этой задачи могут соображения, связанные с оценкой формы с точки зрения, например, сопротивления встречному потоку жидкости при движении в воде. Такую задачу можно представить достаточно строго, в рамках определенной математической модели. Можно рассмотреть различные возможные пространственные формы и задать на них некоторую функцию, значение которой будет выражать, допустим, величину сопротивления этой формы при ее движении в жидкой среде. Затем можно попытаться найти такие формы, которые дают минимальные значения указанной функции. Часто оказывается, что математически найденные формы с минимальным сопротивлением являются достаточно близкими реальным формам водных организмов. Подобные задачи называют задачами на экстремум. При решении таких задач оказалось, что многие биологические структуры максимизируют или минимизируют определенные функции, количественно выражающие биологически значимые параметры (заметим, что задача на максимум всегда может быть переформулирована как задача на минимум, если в качестве новой функции взять в той же задаче используемую функцию с обратным знаком).