Самоорганизация химических систем

Для функционального похода к изучению проблемы предбиологической эволюции характерна концентрация внимания на исследовании закономерностей процессов самоорганизации биологических структур с позиции теории систем. Сторонники этого подхода не рассматривают биологический аспект проблемы, а стремятся выявить пути моделирования процессов развития и специфических свойств органической материи и живых систем.

Необходимость привлечения методов математического моделирования, теории управления нестационарными процессами вызвана, в частности, развитием исследований в области нестационарной химической кинетики, которая базируется на теории самоорганизации открытых каталитических систем. Для процессов, происходящих в таких системах, характерны скачкообразные переходы между различными нестационарными режимами, устойчивая направленность против равновесия. Поэтому такие процессы представляют особый интерес с точки зрения открытия тайн предбиологичесой и биологической эволюции.

Развитие общей теории химической эволюции и биогенеза приводит к выводу о том, что в основе химической эволюции лежит саморазвитие каталитических систем, т. е. именно катализаторы являются основными эволюционирующими структурами. Можно говорить о естественном отборе в ходе химических реакций наиболее активных каталитических центров. Что же касается каталитических центров, активность которых уменьшается, то они выключаются из процесса, как не приспособленные для «выживания». По мере того, как отобранные катализаторы многократно видоизменяются, переходя на всё более высокие уровни организации, эволюционирует и сама химическая реакция. Это обусловлено, с одной стороны, изменением состава и структуры катализатора, с другой – вызванным этим изменением разветвлением реакции, сопровождающимся появлением новых и продолжением саморазвития прежних катализаторов.

Источником необходимой для самоорганизации и самоусложнения энергии, поддерживающей неравновесное состояние системы, является сама базисная химическая реакция, поэтому преимущество при отборе получают каталитические системы, развивающиеся на основе реакций с максимальным выделением энергии.

Достижения эволюционной химии дают материал для выдвижения в достаточной степени обоснованных гипотез как об основных направлениях предбиологической (химической) эволюции, так и о механизме уникального качественного скачка, положившего начало биологической эволюции. То сочетание условий, которое сложилось на Земле к этому моменту, в полном объеме воспроизвести невозможно. Ясно, однако, что на протяжении более чем 3 млрд. лет живое порождается только живым. Проникновение в глубину живой материи показывает ее чрезвычайную сложность и удивительную целесообразность на любом структурном уровне. Познавая эту сложность, наука нащупывает тропинку к тому единственному и неповторимому событию в истории нашей планеты, когда необходимые для возникновения жизни условия обрели признак достаточности.

Дата добавления: 2015-07-08