Определение и основные признаки биологических систем

Выше в §§ 3.7 и 4.1 были определены информационные процессы, на базе которых формируется основной ствол развития (эволюция) диссипативных систем. Материальной основой создания наиболее информационно насыщенных объектов являются сложные химические соединения, в молекулах которых содержится огромные запасы потенциальной энергии. Главной особенностью этих соединений является их химическая активность – они постоянно инициируют (катализируют) химические реакции друг у друга.

Информационной основой эволюции управляемых систем является повышение устойчивости. Как было показано в четвёртой главе, возникновение и развитие на базе диссипативных систем управляемых обусловлено двумя факторами: 1) диссипативная система более устойчива, если носителем её порядка является лишь небольшая в энергетическом отношении часть (эталонный орган – память); 2) передача порядка (информации) от этой части всей остальной осуществляется особой структурой, именуемой отрицательной обратной связью – см. рисунок 4.1. Дальнейшее увеличение устойчивости управляемых систем возможно путем сохранения порядка в самом эталонном органе.

Ясно, что возникшие в природе в результате этих двух предпосылок управляемые системы – биологические – чрезвычайно сложны по самой своей сути. Поэтому определение биологических систем представляется целесообразным разбить на две части – основную (собственно определение) и дополнительную (признаки). Основную часть можно сформулировать следующим образом.

Биологическая система – это химическая управляемая система, у которой не только обеспечивается устойчивость передачи информации от органа управления исполнительному органу, но и порядок в самом органе управления.

Признаки, дополняющие данное выше определение, следующие:

1.Материальной основой биологических систем являются сложные органические вещества, т.е. соединения водорода и углерода с примесями ряда других элементов, в первую очередь кислорода, азота и фосфора. Все эти вещества находятся в химической взаимосвязи, т.е. катализируют химические реакции между собой. Такой вид катализа именуется автокатализом. Доминирующим видом реакции между веществами, составляющими биологические системы, является реакция полимеризации. Сказанное позволило определить биологические системы как “химические машины” [2].

2.Все биологические системы могут существовать в единстве, т.е. лишь как составные части общей биологической системы Земли – биосферы. Единство биологических систем определяется следующими факторами:

- все живые организмы на Земле имеют одного общего предка;

- клетки, из которых состоят все живые организмы, в целом имеют одинаковое строение;

- молекулы белков всех живых организмов состоят из одинаковых мономолекул – 20 аминокислот (химикам известно много десятков аминокислот, не входящих в состав живых организмов), молекулы нуклеиновых кислот состоят всего из восьми мономолекул – нуклеотидов;

- структура всех молекул живых организмов имеет одинаковую зеркальную асимметрию: и белки, и нуклеиновые кислоты имеют правовинтовую структуру (если синтезировать точно такие же молекулы, но с левовинтовой структурой, они ни в какие химические реакции с правовинтовыми не вступят). Например, если бы каким-либо образом вывести кур с клетками, вещество которых будет изготовлено из молекул с левовинтовой структурой, то их мясо будет несъедобно [39];

- жизнедеятельность одних организмов зависит от существования других: ни царство животных, ни царство грибов не может существовать без царства растений, дающего им кислород и необходимые для метаболизма вещества; царство растений не может существовать без двух других царств, обеспечивающих ему размножение и оптимальное распространение по суши и в воде. Своя роль в этом сложном организме у царства грибов – роль своего рода ассенизатора. Однако взаимосвязь живых организмов не ограничивается их крупными контингентами. Существуют сложнейшие множественные взаимодействия отдельных видов между собой. И также как в организме одного какого-либо существа один орган не может существовать без другого, точно также всё достаточно точно пригнано друг к другу в едином живом организме Земли – биосфере.

Все перечисленные в этом параграфе факторы и лежат в основе своеобразной разновидности управляемых систем – биологических систем.

Ниже будет сказано и о других особенностях живых организмов. Но все они являются следствием перечисленных в этом параграфе.

Поиск по сайту: