Саратовский государственный технический университет
Минимальная вероятность ущерба — цель
живых организмов
В жизненном процессе каждый живой организм стремиться минимизировать вероятность ущерба или собственной гибели. Это происходит
в соответствии с формированием и расходом прибавочной энергии организмов [9] на всех уровнях организации живого вещества. То есть прибавочная энергия формируется и расходуется на молекулярном, клеточном, органном, организменном, популяционном, биоценотическом и биосферном уровнях организации живых организмов.
Преобразование энергии есть случайный процесс, совершающийся между живым организмом и природой. В этом процессе между собой
и природой организм своей деятельностью регулирует и контролирует обмен энергией и веществом. По отношению к веществу природы сам организм является силой природы [11]. Чтобы преобразовать вещество природы и природную энергию в формы, пригодные для собственной жизни организма, он осуществляет захват вещества, содержащего энергию, или воспринимает энергию светового излучения. Часть этой энергии используется для построения собственного тела — потребительная энергия. К потребительной же энергии относится и другая ее часть, с помощью которой организм приводит в движение принадлежащие его телу естественные физические и химические силы. Кроме того, организм производит избыточную энергию, в которой, на первый взгляд, нет необходимости. Эту избыточную часть энергии будем называть прибавочной [9]. Прибавочная энергия используется организмом в том случае, если появляются экстремальные условия для его существования. То есть для активизации имеющих место, но не задействованных в оптимальных условиях, приспособительных механизмов. Воздействуя посредством этих сил на природу и изменяя ее, организм в то же время изменяет свою собственную природу [11]. Взаимные изменения происходят при минимальной вероятности разрушения как самого процесса приобретения и использования энергии, так и при построении тела организма. Эти взаимные изменения происходили на протяжении многих миллионов лет [4; 10], за которые процесс преобразования энергии и вещества приобрели современные формы. Современные же способы осуществления процессов преобразования вещества и энергии имеют такой уровень, при котором упорядоченная игра сил природы также осуществляется в соответствии с законом о минимальной вероятности разрушения этих процессов. Таким образом, любой организм не только преобразует форму окружающей его природы и изменяется сам под влиянием ее сил, но и реализует закон, который определяет способ и характер этих взаимодействий с природой. И эти взаимодействия не единичное природное явление. Кроме напряжения органов, которыми осуществляется захват вещества, содержащего энергию или восприятие энергии светового излучения и преобразование этой энергии, необходимо упорядоченное направление внутренних физических сил организма, побуждающих этот организм к активным действиям. Появление таких сил и начало их активных действий лежат не в плоскости витализма, а в биофизических взаимодействиях развития случайного процесса биологических событий на молекулярном уровне. Физические силы и их действия существовали всегда. Например, «Большие и малые биологические молекулы обеспечивают биосинтез, метаболизм и биоэнергетику» [4]. К таким силам относятся как сильные химические ковалентные связи, так и слабые молекулярные взаимодействия: ионные, ион-дипольные, ориентационные, индукционные, дисперсионные, водородные и гидрофобные, а также каталитические свойства ферментов. Эти силы можно рассматривать как природные средства, с помощью которых хаотичное размещение вещества в пространстве и во времени приводится к последовательному и упорядоченному состоянию. Причем само их действие происходит не хаотично, а также упорядоченно. Упорядоченность же действия выше названных сил природы определяется такой последовательностью событий, которая приводит к минимальной вероятности разрушения процесса [5; 6; 7].
Минеральные вещества грунтовых пород, вода и воздушная среда обеспечивают живым организмам готовые жизненные средства. Причем они существуют без всякого содействия со стороны живых организмов. Живые организмы сформировались при их посредстве или появились благодаря их существованию. Наличие же солнечной энергии является необходимым, но не достаточным условием для запуска процесса формирования живых организмов. Случайный процесс химической [10] и далее биологической [1; 2; 3; 4] эволюции, развивавшийся по физическим законам сильных и слабых молекулярных взаимодействий этих составляющих, привел сначала к пассивным формам аккумуляции энергии. Эти пассивные формы создавались и одновременно разрушались при воздействии агрессивной среды [3]. Однако случайный процесс многократного их формирования и разрушения определил возможность появления защитных структур, например, мембран, которые препятствовали утечке сосредоточенной в пассивных формах аккумулированной энергии и одновременно разрушению этих форм при действии агрессивной среды. Непрерывный приток и аккумуляция энергии в частично изолированных пассивных формах приводил к разрыву мембраны и опять-таки к разрушению. При этом стала иметь значение предельная величина энергии, сосредоточенной в отдельной частично изолированной форме. Эта предельная величина энергии явилась критерием для разделения отдельной формы на две части с несколько меньшим количеством энергии. Однако это деление также сопровождалось их разрушением. Многократное же повторение процесса привели к тому, что появился механизм деления изолированных форм и разрушения прекратились. Дальнейшее развитие процесса аккумуляции энергии и тенденций ее сохранения привели
к формированию вторичных защитных структур, которые определяли сложное внутреннее строение носителей энергии и возможность их перемещений — положительный (отрицательный) таксис [1; 3; 5; 6; 7]. Этим устанавливался переход от пассивной к активной форме существования этих носителей аккумулированной энергии. Активными же носителями энергии стали организмы. У организмов появилась цель — минимальная вероятность ущерба или гибели. Расход энергии происходил одновременно с ее пополнением, которое осуществлялось двумя способами. При первом — захват энергии иных носителей энергии или их разрушенных форм. Он способствовал совершенствованию механизма захвата, хранения и расхода этой энергии. При втором — восприятие солнечной энергии, при котором совершенствовался механизм самого восприятия, а также хранения и расхода энергии.
Таким образом, случайный процесс появления носителей аккумулированной энергии происходил в направлении многократного их формирования и разрушения и постепенно приводил к образованию структур, разрушения которых были менее вероятны. То есть на каждом этапе качественных приобретений уменьшалась вероятность разрушения носителей аккумулированной энергии, и в этом случае не происходило никакой борьбы за существование. Более поздние этапы эволюции характеризуются конкуренцией за обладание энергией и борьбой за существование — выживают сильнейшие [8]. Это определило верхний предел условий существования организмов. Законом же о минимальной вероятности разрушения процесса существования жизни устанавливается как верхний, так
и нижний пределы [5; 6; 7]. При этом качественно преобразовываются как сами организмы, так и среда их обитания, заполнящаяся той энергией, которая диссипировала в результате процессов разрушения и отходами химических реакций. В этом плане необходимо упомянуть [1; 2; 3; 4] процесс формирования донных отложений в реках, морях и океанах, позднее — отложений в виде почв из органических остатков и минеральных веществ грунтовых пород. Происходили также изменения в составе газовоздушной оболочки Земли [1; 2; 3]: обогащение кислородом сначала приземного слоя, а затем и всей атмосферы. Эти процессы увеличивали комфортность существования носителей аккумулированной энергии
и также уменьшали вероятность их разрушения.
В современных условиях потребительская энергия организмов расходуется на формирование тканей и работу по добыванию воды, веществ питания и газообмена. При этом имеет место производство избыточного количества энергии. Разность между общим количеством производимой энергии и затратами на ее производство есть прибавочная энергия [9]. Формирование прибавочной энергии организма связано с последовательностью событий, которые определяют случайный процесс его развития. Количество же прибавочной энергии не может быть меньше нуля или равно нулю, равно как и больше некоторого предельного уровня. В противном случае организм погибнет. Поэтому жизненная цель организмов минимизировать вероятность своей гибели путем использования приспособительных механизмов, обеспечивающих количество прибавочной энергии выше минимального и ниже максимального порогового уровня.
Литература
-
Барабой В. А. Солнечный луч. М.: Наука, 1976. 241 с.
-
Вернадский В. И. Живое вещество. М.: Наука, 1978. 358 с.
-
Войткевич Г. В. Возникновение и развитие жизни на Земле. M.: Наука, 1988. 144 с.
-
Волькенштейн М. В. Биофизика. М.: Наука, 1981. 573 с.
-
Глухов А. Т. Введение в теорию экологического риска: Вавиловские чтения-2007: матер. конф. Саратов: Научная книга, 2007. С. 124—130.
-
Глухов А. Т., Глухов Т. А. Минимальный риск ущерба — целевая функция системы «водитель — автомобиль» // Новости в дорожн. деле: науч.-техн. информ.: сб. М.: ИНФОРМАВТОДОР, 2007. С. 24—48.
-
Глухов А. Т. Экологический риск, допускаемый организмами: Вавиловские чтения-2007: матер. конф. Саратов: Научная книга, 2007. С 130—133.
-
Дарвин Ч. Сочинения / под общ. ред. Л. С. Берга, А. А. Борисяка [и др.]. Л.: Академия наук СССР, 1939. 831 с.
-
Калмыков С. И., Глухов А. Т. Вероятностно-математическая модель формирования прибавочной энергии растений: Вавиловские чтения-2009: матер. Междунар. науч.-практ. конф. Саратов: КУБиК, 2009. С. 138—142.
-
Кузнецов В. И. Общая химия: Тенденции развития: [науч.-попул.]. М.: Высш. шк., 1989. 288 с.
-
Маркс К. Капитал. Критика политической экономии / пер. с нем. И. И. Скворцова-Степанова. Т. 1. М.: Политиздат, 1969. 907 с.
Достарыңызбен бөлісу: |
