Эволюция без отбора: Автоэволюция формы и функции - Лима-де-Фариа А.
ISBN 5-03-001929-4
Скачать (прямая ссылка):
Физики начинают признавать, что в природе не бывает ничего случайного
Физики теперь признают, что в природе не бывает ничего случайного. Они приходят к выводу, что в физике, как и в биологии, случайность означает, что мы просто не знаем, какие явления происходят на более низких уровнях, чем те, которые доступны экспериментальному исследованию.
Кратчфилд и др. (Crutchfield et al., 1986) показали, что несколько физических явлений, прежде считавшихся случайными, при более тщательном анализе оказываются упорядоченными. Примерами служат движение часового маятника и сокращения сердца. Кратчфилд и др. пришли к заключению, что то, что обычно называют случайностью, нередко имеет под собой геометрическое обоснование и что причинные связи существуют там, где об этом прежде и не подозревали.
Возникновение мутаций — процесс не случайный
Бернарди и Бернарди (Bernardi, Bernardi, 1986) провели •обширное исследование содержания пар гуанин — цитозин в
некодирующих и кодирующих последовательностях ДНК позвоночных. Они обнаружили, что доля пар гуанин — цитозин как в некодирующих последовательностях, так и в структурных генах возрастает от пойкилотермных позвоночных (рыбы, амфибии) к гомойотермным (птицы, млекопитающие). Эти авторы сделали вывод, что большая часть мутаций, возникавших в
процессе эволюции этих групп, были не случайными, а строго канализированными событиями.
Такие результаты согласуются с данными о том, что мутационным процессом можно управлять, регулируя физико-химические процессы, происходящие в ДНК (Botstein, Shortle, 1985).
Упорядоченность может возникнуть только из упорядоченности
Один из ведущих физиков нашего века Э. Шредингер уже размышлял над этой проблемой. В своей книге «Что такое жизнь» (Schrodinger, 1944) он подчеркивал: «Жизнь представляется упорядоченным и законопослушным поведением материи, основанным не исключительно на ее тенденции переходить от упорядоченности к неупорядоченности, но также и на сохранении существующей упорядоченности». В дальнейшем появились данные, свидетельствующие о существовании как в физике, так и в химии упорядоченности там, где ее прежде не могли обнаружить. Эксперименты, проведенные Брюером и Ханом (Brewer, Hahn, 1984), показали, что атомная неупорядоченность способна переходить в упорядоченность (рис. 3.13). На молекулярном уровне самоорганизация происходит в процессе химических реакций (рис. 3.14). Ридль (Riedl, 1978) в своем глубоком анализе «Упорядоченность в живых организмах» подчеркивает непрерывность упорядоченности как предпосылки организации живых существ.
Быстро накапливающиеся данные склоняют к выводу, что упорядоченность может возникать только из упорядоченности.
От паровой машины ко Вселенной.
Но к какого рода Вселенной?
Слабость второго закона термодинамики становится очевидной уже из его определения. Большинство законов физики и химии состоит из одного утверждения, которое остается неизменным на протяжении многих лет или лишь слегка уточняется.
Со вторым законом термодинамики дело обстоит иначе. Существует не менее трех разных формулировок, соответствующих последовательному включению в его сферу мало понятных областей и явлений. Приведем эти формулировки закона, следуя одному из его горячих приверженцев (Atkins, 1984).
1. Утверждение Кельвина: «Не существует процесса, единственный результат которого состоит в полном превращении теплоты в работу».
2. Формулировка Клаузиуса: «Не существует процесса,
единственный результат которого состоит в переносе энергии от менее нагретого тела к более нагретому».
3. Современная формулировка: «Процессы, происходящие в природе, сопровождаются возрастанием энтропии Вселенной».
Первая формулировка основана на анализе работы паровой машины, в которой тепло превращается в работу. При этом процессе всегда происходит известная потеря тепла, и закон отражает именно эту асимметрию в распределении энергии. Вторая формулировка признает, что теплота может спонтанно переходить от одного тела к другому, если температура первого выше температуры второго. В третьей внезапно вводятся два новых слова — «энтропия» и «Вселенная». То, что происходило только в паровой машине, вдруг стало применимым ко всей Вселенной. Когда была создана атомная теория, температуру стали рассматривать как меру скорости хаотического движения частиц. Энтропия стала непосредственной мерой молекулярной неупорядоченности. Таким образом, этот закон утверждает, что молекулярная неупорядоченность Вселенной возрастает. Однако, как был вынужден признать Шредингер (1944), в такой всеобщей схеме не находится места для живых организмов.
Вселенная, на которую распространяется второй закон термодинамики,— это неживая Вселенная, задуманная как хаотическая система. Здесь и попадает в ловушку второй закон. Лишь отказавшись от концепции случайности при оперировании такими величинами, как температура, он получит возможность говорить о Вселенной в целом.
