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.

Дата добавления: 2015-08-27