Химическое кодирование и биологическая эволюция

Химическое кодирование и биологическая эволюция [c.133]

Усилие роли химического кодирования в ходе биологической эволюции выразилось в том, что временная организация живых существ до известной степени была подавлена или оттеснена на второй план организацией пространственной. Высшие позвоночные сравнительно быстро достигают полного развития, т. е. такого состояния, начиная с которого пространственная организация более уже не усложняется. Почти одновременно с завершением процессов эмбрионального развития начинаются и процессы старения они в течение долгого времени почти не проявляют себя, и можно сказать, что организм после наступления зрелости вступает в некоторый отрезок временной координаты, когда с ним ничего существенного не происходит. С другой стороны, насекомые, черви и другие организованные пространственно относительно просто служат примером сложной временной последовательности состояний. Конкретных примеров известно множество. [c.133]

Биологическая эволюция начинается с началом естественного отбора матричных макромолекул, способных к конвариантному воспроизведению. Критериями отбора вариантов таких макромолекул являются их каталитическая активность, совершенство сопряженных процессов превращения энергии, скорость и экономичность превращения веществ, совершенство кодирования, записи и считывания наследственной информации, совершенство хранения (сохранения) наследственных текстов. Этот путь, по существу, чисто биохимической эволюции ограничен диффузионным барьером — медленностью диффузии метаболитов и ката-болитов. В связи с этим начинают доминировать факторы, направляющие эволюцию по пути ослабления и преодоленияб диффузионных ограничений. В результате возникают сложные морфологические структуры и аппараты активного перемещения в пространстве. Эволюция, направляемая отбором по критерию все более быстрого и совершенного перемещения в пространстве, приводит к возникновению мышц, нервов, рецепторов, центральной нервной системы. Несмотря на сложность результатов, например, возникновение нервной системы, критериями отбора, приведшими к ним, являются чисто физико-химические факторы эволюции. [c.34]

B. В. Зеленкин, Дж. Милсум, Э. С. Крендел и др.) показало, что навязывание или усвоение ритмов сыграло важную роль в процессе эволюции. Установлено, что усвоенный биологической системой внешний ритм в конечном счете может стать свойством самой системы и действовать в ней независимо от обстановки. В этом случае, несомненно, внешнее воздействие сыграло роль фактора, формирующего биохимические (т. е. по существу химические) структуры. Однако ритмы, фиксированные в оперативной памяти человека, способны к быстрым перестройкам при соответствующем изменении ритмов внешней среды. Так, по данным Б. А. Карпова с сотр., колебательное ритмическое движение светящейся точки вызывает ритмическое движение глаз наблюдателя, причем глаз сначала подстраивается к движению источника света, а затем приобретает устойчивый ритм, сохраняющийся даже после выключения света. Глаз, по мнению этих исследователей, может усваивать даже полигармонические сигналы. Явления навязывания кода , наблюдаются и для случаев пространственного кодирования. Навязывание означает, например, конформационное изменение макромолекулы, которое происходит под влиянием более жесткой структуры присоединяемой низкомолекулярной частицы. Конформационные изменения в белках описаны ниже (часть IV, гл. 4). Эти процессы имеют большое значение в ферментативном катализе, где жесткой структурой часто обладают молекулы субстратов. [c.339]

При слабых сигналах деполяризации будут достигаться не сразу импульсы, возникающие у основания аксона, будут отделены друг от друга более продолжительными интервалами, т. е. слабые раздражения возбудят импульсы низкой частоты, а сильные — импульсы высокой частоты. В организмах любые раздражения передаются по путям, состоящим из множества нейронов, что делает связь более надежной и открывает возможности регулирования работы органов при варьировании силы возбуждающих сигналов. Известны типы нейронов, которые ослабляют сигналы, проходящие от других нейронов (тормозные нейроны), и данный нейрон фактически получает и возбуждающие и тормозные сигналы. Нейрон фактиви-руется, если сумма тех и других превосходит по величине порог его возбуждения. До сих пор речь шла о вставочных нейронах, которые играют роль передатчиков нервного возбуждения. Очень интересны и нейроны, находящиеся на воспринимающих концах нервной цепи, — рецепторные и эффекторные или двигательные. Рецепторы принимают раздражения различных типов это может быть химическое раздражение, механическое, например, давление, прикосновение, температурное, электрическое и др. Все виды раздражений передаются центральной нервной системе в виде электрических импульсов — классический пример биологического кодирования, четко показывающий сходство между функциями вычислительных машин, и теми функциями, которые сами собой возникли в итоге длительной эволюции динамических систем. [c.229]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология