Головна

НАПРЯМОК, ШВИДКІСТЬ І

  1. D) швидкість фонона
  2. Вектор швидкості. Середня і миттєва швидкість.
  3. Векторна величина, що дорівнює першій похідній від кута повороту тіла за часом, називається миттєвою кутовою швидкістю.
  4. Вплив тиску і складу суміші на швидкість реакції
  5. Вплив температури на швидкість хімічної реакції
  6. Рух з постійною швидкістю
  7. Грошова маса, грошова база і швидкість обігу грошей

МЕХАНІЗМИ прогресивних

ЕВОЛЮЦІЇ

термодинамічні основи

МОСКВА "НАУКА" 1999

присвячується хірургам

Роберту Маміконовічу Карапетяну

и

Тимуру Кобаевічу Харатішвілі

завдяки мистецтву яких

дана книга отримала своє завершення.


ПЕРЕДМОВА

Проблемам еволюції тварин і рослин присвячена величезна кількість досліджень і здавалося б в цій області біології все ясно. Однак це не так. Всі більш-менш ясно щодо проблем мікроеволюції: механізмів видоутворення, пояснення доцільності будови і поведінки організмів, пристосованості організмів до умов існування. Але інша справа з розумінням макроеволюціонних змін і, зокрема, до сих пір не розроблені в належній мірі такі кардинальні проблеми як спрямованість еволюційного процесу, наявність і механізми прогресивної еволюції і ін. Звичайно, починаючи з Ламарка і до наших днів, здійснено велику кількість спроб вирішити проблему еволюційного прогресу і регресу (див. Завадський, 1973; Філіпченко, 1977; Назаров, 1984), але при цьому більшість вчених (не рахуючи дарвіністів, які, фактично, відмахнулися від вирішення зазначених проблем) спиралися на уявлення про існування в живій природі особливих сил, відмінних від сил і законів решти фізичного світу. Такий розрив єдиної Природи на окремі компартменти, в яких виконуються різні закони, викликав і викликає опір, тим більше, що пропонувалися особливі сили і закони, як правило, носили якісний, словесний характер, що різко знижує їх цінність в порівнянні з відомими фізичними законами.

У той же час немає сумнівів, що існує специфіка життєвих явищ, помітно відрізняє їх від процесів, що протікають в неживій природі.


Ця специфіка полягає в тому, що всі без винятку живі системи є організованими, тобто системами в яких здійснюються процеси регуляції і управління. Теорія організованих систем ще не створена, хоча в таких науках, як інформатика, кібернетика і синергетика до теперішнього часу досягнуто значного прогресу.

Що стосується процесу еволюції організмів, як і будь-яких інших біологічних процесів, то для розуміння багатьох її проблем необхідно використовувати досягнення сучасної термодинаміки. Більше того на думку Вікена (Wicken, 1980, 1987) використання термодинаміки нерівноважних процесів має стати парадигмою кінця двадцятого століття, яка дозволяє вирішувати проблеми не вирішені і не можуть бути вирішені дарвінізмом. Справа в тому, що термодинаміка є спільною феноменологічної теорією будь-яких процесів і явищ, що протікають в природі, що супроводжуються диссипацией енергії. Безсумнівно, що при протіканні будь-яких біологічних процесів відбувається дисипація енергії, так як вони відбуваються в системах, далеких від рівноваги. Тому термодинаміка може і повинна бути використана для вирішення біологічних проблем, в тому числі і проблем еволюції.

Однак для дієвості проголошеної Вікен парадигми необхідно, щоб, по-перше, була створена термодинаміка нелінійних нерівноважних процесів і, по-друге, термодинаміка повинна бути об'єднана з науками, що займаються проблемами організації та самоорганізації, тобто створена термодинаміка організованих систем. Те й інше ще далеко від завершення. І все ж деякі досягнення в області термодинаміки нерівноважних процесів і організованих систем є і було б нерозумним не використовувати їх для розуміння загальних проблем біологічної еволюції. Зокрема, можливе введення на базі термодинаміки нерівноважних


процесів чіткого визначення прогресивної еволюції і отримання кількісних критеріїв цього процесу.

У попередніх двох книгах були розглянуті термодинамічні основи фізіологічних процесів (Зотін, 1988) і онтогенезу організмів (Зотін, Зотін, 1993). Ця монографія присвячена проблемам біологічної еволюції. В основу розгляду проблем макро і мегаеволюціі і особливо прогресивної еволюції в даній книзі покладені два термодинамічних принципу: найменшою дисипації енергії і найшвидшого спуску. Перший з них визначає загальний напрямок еволюції будь-яких термодинамічних систем (в тому числі і живих організмів), другий - виникнення в процесі еволюції високоупорядоченних і організованих живих систем.

Охопити всі питання еволюційного вчення, спираючись на термодинаміку, нереально, хоча термодинамічний підхід до проблем еволюції користується відомої популярністю серед фахівців (див. Wicken, 1987; Brooks, Wiley, 1988; Гладишев, 1988, 1996; Leuschner, 1989; Swensen, 1989, 1992 року, 1997; Хазен, 1993 a, 1996). Ми торкнемося зазначених досліджень дуже коротко і лише в тій частині, де вони вирішують проблеми макро- і мегаеволюціі, спрямованості еволюційних процесів, прогресивної і регресивної еволюції. Слід зазначити при цьому, що термодинамічних співвідношень будуть приведені і використані в мінімальному ступені - їх більш повний виклад наведено в попередніх книгах (Зотін, 1988; Zotin, 1990) і статтях (Зотін, Зотін, 1995; Zotin, Zotin, 1996). Незважаючи на це, дана монографія, як і попередні пронизана термодинамічної методологією, так як на наше переконання, як і на переконання багатьох інших авторів, теоретичною основою будь-якого макроскопічного біологічного процесу є термодинамічні закономірності.


У монографії використано численні експериментальні дані, отримані в Лабораторії біофізики розвитку Інституту біології розвитку РАН. Зі співробітниками цієї лабораторії здійснювалася не тільки спільна експериментальна робота, а й проводилися численні дискусії з обговорюваних в книзі проблем. Всім учасникам цих робіт і дискусій і особливо Т. А. Алексєєвої, І. Г. Володимирової, В. В. Гаврилову, В. А. ГРУДНИЦЬКИЙ, С. Ю. Клейменову, В. А. Конопльова, І. С. Микільської, Н. Д. Озернюку, Е. В. Преснова, Л. І. Радзинський, В. С. Фаустово, а також професорам І. Лампрехта, Б. Шааршмідту і Д. Лейшнер (Німеччина) ми приносимо свою щиру подяку. Ми дякуємо також директора Інституту біології розвитку РАН, академіка Н. Г. Хрущова, професорів Б. Р. Стріганова і С. Г. Васецький за доброзичливу критику даної роботи. Книгу вдалося опублікувати лише завдяки допомозі члена-кореспондента РАН Г. І. Абелева і фінансової підтримки Російського фонду фундаментальних досліджень.





А. І. Зотін, А. А. Зотін 1 сторінка | А. І. Зотін, А. А. Зотін 2 сторінка | А. І. Зотін, А. А. Зотін 3 сторінка | А. І. Зотін, А. А. Зотін 4 сторінка | А. І. Зотін, А. А. Зотін 5 сторінка | А. І. Зотін, А. А. Зотін 6 сторінка | Глава 1. Необхідні відомості з термодинаміки нерівноважних процесів | Імовірнісна інтерпретація критеріїв еволюції. | Кінетика наближення термодинамічної системи до кінцевого стану. | Глава 2. Необхідні відомості з теорії біологічної еволюції |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати