Иерархия биосистем

Хотя данные, полученные при изучении какого-либо уровня, помогают раскрыть закономерности функционирования следующего уровня, с их помощью никогда нельзя полностью объяснить явления, происходящие в более высокоорганизованной системе. Эмерджентные свойства возникают в результате взаимодействия компонентов экосистемы, свойства которых не изменяются, а интегрируются, обуславливая появление уникальных новых свойств целого. При каждом объединении подмножеств в новое множество возникает, по крайней мере, одно новое свойство.

Эмерджентные свойства проявляются в некоторых химических реакциях. Например, водород и кислород, соединяясь в определенном соотношении, образуют воду - жидкость, совершенно непохожую на исходные компоненты. Эти свойства невозможно предсказать, исходя из свойств исходных газов.

Следующий пример. В человеческом сообществе психология толпы не является суммой психологических портретов отдельных людей. Т.е. поведение человека вне толпы отличается от его поведения в окружении массы людей, которое часто непредсказуемо.

По мере продвижения систем по иерархии уровней организации некоторые признаки становятся более сложными и изменчивыми, а другие, наоборот, - менее сложными и менее изменчивыми, поскольку на всех уровнях действуют механизмы, которые корректируют и уравновешивают противодействующие процессы и силы. При этом амплитуда изменения свойств имеет тенденцию уменьшаться Статистический разброс значений характеристик целого обычно меньше суммы разброса этих значений в отдельных частях системы. Например, скорость фотосинтеза лесного сообщества менее изменчива, чем скорость фотосинтеза отдельных листьев или деревьев. Это объясняется тем, что если в одной части леса фотосинтез снижается, то в другой возможно его усиление.

Американский эколог Ю. Одум писал: «Хорошо известный принцип несводимости свойств целого к сумме свойств его частей должен служить первой рабочей заповедью экологов». Далее он говорил: «… если учесть эмерджентные свойства высокоорганизованных систем и усиление компенсационных механизмов на каждом уровне, то станет ясно, что для изучения целого не всегда обязательно знать все его составляющие». Это важно, поскольку некоторые исследователи считают, что не имеет смысла изучать сложные сообщества, не изучив досконально составляющие их компоненты. Хотя философия науки всегда стремилась рассматривать явления в их целостности, т. е. быть холистической всецелый, практика науки последние годы была редукционистской (сведение сложного к простому), пытаясь понять явления путем детального анализа мелких явлений и компонентов.