Эволюционный процесс, упорядоченность

Сравнительно молодая область знаний — синергетика (теория самоорганизации сложных открытых неравновесных систем) рассматривает эволюцию как чередование порядка и хаоса. С этих позиций глобальный экологический кризис — всего лишь ускорение эволюционных процессов. Человек может успеть приспособиться к ним, а может и нет... В последнем случае кризис перерастает в катастрофу с возникновением хаоса — то есть беспорядочного движения материи. Однако вряд ли можно усмотреть наличие хаоса в самой материи, где каждая молекула содержит колоссальное количество информации о расположении атомов и элементарных частиц. А информация, как известно, есть мера упорядоченности Так что вряд ли доводы синергетики можно считать убедительными. [c.10]

Эволюция химических элементов носит, по выражению некоторых физиков, черты великолепной простоты . Их можно сформулировать так а) происхождение от одной исходной модели б) упорядоченность эволюционного процесса в) ограниченность возможности превращений г) образование лишь, небольшого числа видов атомов д) простота механизма превращений. [c.90]

Итак, существуют три мира явлений. Мир одних, провозглашенный в физике Ньютоном в 1687 г., качественно неизменен. Мир других, провозглашенный в термодинамике Клаузиусом в 1850 г., деструктивен. И, наконец, мир третьих, провозглашенный в биологии Дарвиным в 1859 г. и в естествознании Пригожиным в 1980 г., созидателен и склонен к эволюционному саморазвитию. Три мира - три научных мировоззрения - три языка, на которых человечество одновременно ведет диалог с природой. Явления первой и второй групп, как уже отмечалось, подчиняются принципиально разным законам природы (детерминистическим и статистическим соответственно), совокупности которых образуют их научные фундаменты. Представления, выработанные для описания явлений одной группы, не могут быть использованы для описания другой. Так, термодинамические функции состояния (температура, энтропия, свободная энергия и др.) теряют смысл для объектов и явлений, изучаемых классической физикой и квантовой механикой. В то же время такие физические понятия, как координаты, импульсы и траектории движения микрочастиц, волновая функция, уравнение Шредингера и др., неприемлемы для равновесной термодинамики. Явления третьей, промежуточной, группы не потребовали для своего описания раскрытия новых фундаментальных законов природы. Новизна рождающихся в результате статистико-детерминистических процессов структурных образований не в особых, ранее неизвестных свойствах микроскопических элементов, а в макроскопических организациях этих элементов с упорядоченной системой связей. Качественные изменения, происходящие при спонтанном переходе системы от хаоса к порядку, возникают благодаря кооперативному эффекту, проявляющемуся в процессе реализации возможностей микроскопических [c.23]

Термодинамическая основа самоорганизации в открытой системе состоит в оттоке энтропии в окружающую среду. Этим определяются и онтогенез, и эволюция. Синергетика есть область физики, изучающая такого рода процессы самоорганизации, с которыми мы встречаемся и в космологии (образование галактик, звезд и планет), и в физике атмосферы (скажем, образование периодических перистых облаков, образование смерчей и т. д.), и в химии (реакции Белоусова — Жаботинского, см. далее), и во всем разнообразии биологических явлений. Можно сказать, что первыми выдающимися трудами в области синергетики были теория происхождения Солнечной системы Канта и Лапласа и эволюционная теория Дарвина. В Происхождении видов показано, как из совершенно неупорядоченной случайной изменчивости возникает упорядоченное развитие биосферы — происходит самоорганизация. [c.485]

Упорядоченность структур живого организма и слаженность реакций обмена веществ не является результатом случайной комбинации атомов и молекул в статистическом смысле в процессе их теплового движения. Они — результат обусловленного биологическими закономерностями эволюционного развития организмов, в ходе которого должно быть обеспечено воспроизведение строго определенного типа биологических структур и обмена веществ со всеми структурными и химическими особенностями. Так, биосинтез белковой молекулы совсем не является реализацией одной из многих миллионов возможностей расположения аминокислотных остатков. Все детали строения белковой молекулы (состав, последовательность чередования остатков и т. д.) определяются совокупностью структурных и кинетических условий биосинтеза (природа и концентрация участвующих в биосинтезе аминокислот, ферментов, витаминов, нуклеиновых кислот, их пространственное распределение в клетке и т. д.), т. е. типом структур и процессов обмена веществ, свойственных данному организму. [c.68]

В этом и состоит эволюционный критерий направленности необратимых изменений в изолированных системах, которые всегда идут с увеличением энтропии до ее максимальных значений при окончании процесса и установлении термодинамического равновесия. Увеличение энтропии означает падение степени упорядоченности и организованности в системе, ее хаотизацию. [c.67]

На каждом эволюционном уровне преобладает упорядоченность. Когда в биологии говорят о неупорядоченности, это свидетельствует о незнании происходящих процессов [c.363]

Одно из основных свойств жизни, по-видимому не привлекавшее к себе большого внимания, состоит в том, что на всем протяжении эволюционного процесса способность живых существ противостоять влиянию своей исходной физико-химической организации постоянно возрастала. В ходе эволюции у организмов развивались процессы, дававшие им возможность все более эффективно противодействовать влиянию физических и химических факторов внешней среды. Что самое интересное, клетка, противодействует влиянию именно тех физико-химических факторов, которые составляют основу ее изначальной организации. Впрочем, это не должно вызывать удивления, если считать, что для жизни характерны антитетические процессы и общая антитетическая позиция по отношению к среде. Другой ключевой момент, приведший в замешательство не только биологов, но и физиков,— способность клетки обходить второй закон термодинамики, т. е. каиализировать свою энергию, вместо того чтобы постоянно уменьшать упорядоченность. [c.237]

А. Это предположение совершенно справедливо. Я отчетливо представляю себе, что между эволюционно-химическими исследованиями и изучением современных организмов имеется, так сказать, двусторонняя связь. Прежде всего, чем больше мы узнаем о процессах, происходящих в клетке на молекулярном уровне, тем легче нам планировать эксперименты, предназначенные для изучения процесса возникиовения клетки. Вы помните, например, что в гл. V мы высказали предположение, согласно которому образование упорядоченных полипептидов на первобытной Земле могло предшествовать появлению упорядоченных полинуклеотидов. По этой модели информация, заключенная в упорядоченных полипептидах, могла затем использоваться для образования упорядоченных нуклеотидных последовательностей (или каким-либо образом влиять на этот процесс). Однако попытка продемонстрировать наличие такого рода взаимоотношений в экспе-римепте окончилась неудачей. Живая клетка не способна непосредственно использовать информацию РНК-посредника для построения аминокислотных последовательностей в новых белках (эта информация переносится через ряд промежуточных стадий с участием ферментов) в связи с этим вполне возможно, что и при развитии примитивных биодинамических функций в процессы взаимодействия м жду полипептидами и полинуклеотидами был вовлечен какой-то дополнительныйфактор. Наша работа в области изучения проблем химической эволюции и примитивного метаболизма непосредственно зависит от выяснения того, каким образом клетка выполняет свои функции. Только тогда, когда выяснится, как клетка выполняет свои многообразные функции, мы сможем планировать эксперимен гы, целью которых будет выяснение того, как эти явления могли развиться из простых реакций, протекавших в протоклетках. [c.319]

Термодинамический потенциал базисной реакции —AZp,r(—AFy,r), являющийся мЬрой ее ородства и равный максимальной полезной работе, которую может совершить базисная реакция в условиях обратимого процесса, имеет непосредственное эволюционное, значение при само раа-витии каталитичеоких систем. Ибо именно благодаря полезной работе, совершаемой базисной реакцией в каталитической системе, могут произойти энергетически сопряженные с ней эволюционные превращения, поглощающие энергию Ч Полезная работа, которая может быть совершена базисной реакцией, является немеханической работой, направленной на упорядоченное превращение химической энергии этой реакции в другие виды химической энергии и на передачу такой энергии на лю- бые процессы, связанные с существованием и развитием открытых каталитических систем. В результате совершения полезной работы возможно пополнение запасов химической энергии в каталитической системе (в ее кинетической и конституционной сферах), в том числе осуществление эволюционных превращений материального субстрата развития, поглощающих энергию в предела-х ее запаса, освобож даемого базисной реакцией (см. также 18). [c.120]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология