На головну

Електромагнітні взаємодії як визначальні хімічний і біологічний рівень організації матерії

  1.  Cущность організації та її основні ознаки
  2.  High-End рівень
  3.  I макрорівень
  4.  I. Вибір місії організації.
  5.  I. Поняття про керівництво і лідерство в організації
  6.  II. Деякі механізми нейросігнального взаємодії між особинами і популяціями палеоантропов
  7.  II. Розвиток теорії лідерства (керівництва) в організації.

Жива речовина, як і вся матерія Всесвіту, складається з атомів і молекул, для яких вже відомі певні закони поведінки, в тому числі на квантово-молекулярному рівні. У цьому сенсі при науковому пізнанні живого видається цілком можливим застосування фізичних уявлень і моделей з дослідження розвитку природи і закономірностей процесів, що проходять в живому організмі. З цього приводу радянський фізико-хімік і біофізик М. В. Волькенштейн писав: «У біології як в науці про живе можливі тільки два шляхи: або визнати неможливим пояснення життя на основі фізики і хімії, або таке пояснення можливо і його треба знайти, в тому числі на основі загальних закономірностей, що характеризують будову та природу матерії, речовини і поля ».

На думку багатьох дослідників, вивчення проблем генетичного коду, молекулярної природи спадковості і т. Д. На заключному етапі зводиться до квантово-механічному поясненню всіх цих явищ. У зв'язку з цим слід зазначити, що атомно-молекулярне тлумачення більшості явищ живого на сьогоднішній день є найбільш вірним. Ймовірно, що живою та неживою природою керують одні закони, однак механізм їх прояви різний, що підтверджується синергетикою як наукою про нерівноважних системах і самоорганізації.

Існування фізичних полів різної природи в живих організмах становить значний інтерес. Це пов'язано з одного боку з розкриттям сутності фізики живого, а з іншого - з взаємодією полів живих організмів з полями навколишнього природного середовища, зумовленими головним чином геліо- і геофізичними чинниками. Ці взаємодії забезпечують живому організму необхідний йому обсяг інформації в процесі життєдіяльності. Функціонування всіх систем живого організму динамічно відбивається в мозаїці фізичних полів і випромінювань, що виходять з нього, які, в свою чергу, залежать від параметричних змін природних фонових полів і випромінювань, що оточують живий організм.

Ідентифікація полів і випромінювань, наприклад, людського організму зараз широко використовується в медицині для визначення динаміки різних фізіологічних процесів і виявлення «неполадок» в функціонуванні певних органів. Тому фізичні поля і випромінювання живого організму як би є своєрідне «табло» його фізіологічних процесів. Наприклад, людський організм здатний продукувати інфрачервоне випромінювання (ІК) і випромінювання надвисокої частоти (СВЧ), електромагнітні поля (ЕМП) і випромінювання (ЕМВ) і т. Д. По суті, живий організм оточений біополем, під яким слід розуміти властиву йому сукупність фізичних полів.

Електромагнітна взаємодія обумовлюється електричними і магнітними зарядами. Електричний заряд завжди пов'язаний з елементарними частинками. Магнітні сили породжуються рухом електричних зарядів, тобто електричними струмами. Відповідно до закону Кулона, сила електричного взаємодії буде силою тяжіння або відштовхування в залежності від знаків взаємодіючих зарядів. Видиме світло, що є основою існування зелених рослин, що синтезують органічну речовину на Землі, так і всього живого, є електромагнітним випромінюванням певного діапазону частот.

Відповідно до теорії радянського біохіміка А. І. Опаріна електромагнітні випромінювання Сонця і електричних розрядів з'явилися енергетичною основою абіогенного походження життя. Саме з їх допомогою відбувався процес утворення біомолекул: амінокислот, нукліотідов, полісахаридів, білкових комплексів, а потім клітини як головної структури живого.

Електромагнітні поля і електромагнітні випромінювання є основними видами випромінювання для живих організмів. Майже всі носії інформації, які сприймаються нашими органами чуття, мають електромагнітну природу. Електромагнітні взаємодії характеризують структуру і поведінку атомів, відповідають за зв'язки між молекулами різних речовин, таким чином визначаючи хімічні та біологічні явища.

Електромагнітні поля і випромінювання в живому організмі пов'язані з виникненням, рухом і взаємодією електричних зарядів в процесі його онтогенезу. На клітинному рівні вони виникають при роботі мітохондрій, на органному і організмовому рівнях - при роботі серця і струмі крові в судинах, при нервових і м'язових скороченнях.

Електричні явища в живому організмі характеризуються певними послідовностями електричних імпульсів і ритмами певної характеристики, оскільки в кожному органі виробляються свої певні, специфічні електроколебательние процеси. Ритмічність і частота коливань цих процесів залежать від ступеня активності організму (сон, біг, сильний стрес і т. Д.). У свою чергу, активність фізіологічного стану організму (наприклад, людини) і його працездатність також залежать від біоритмів і періодично змінюються відповідно до часу доби. Біологічні ритми як наслідок еволюційного процесу проявляються на всіх рівнях організації живої матерії, починаючи з клітин і закінчуючи біосферою.

Ритмічність на рівні клітин живого організму визначається біохімічними коливальними процесами, пов'язаними з рухом іонів, необхідних для життєдіяльності клітини (К+, Са2+ і ін.), як всередину клітини, так і з неї. Доведено, що загальним регулятором внутрішньоклітинних процесів є іони кальцію. Саме вони і їх концентрація забезпечують біологічні ритми клітин.

Ритмічність на рівні рослинних організмів проявляється в річному зміні темпів зростання, добовому русі листя; на рівні тваринних організмів в темпах рухової активності, в коливаннях температури, функціонуванні органів внутрішньої секреції, синтезу гормонів, білків, статевої активності і т. д. Американський математик і кібернетик Н. Вінер писав, що «саме ритми головного мозку пояснюють здатність відчувати час» . Чим складніше система, тим вона має велику кількість біоритмів. Біоритми визначають біологічний час і властиві нерівновагим самоорганизующимся живим системам.

Інтенсивність фізико-хімічних процесів в мембрані і, отже, в самій клітині визначається величиною мембранного потенціалу. Це означає, що енергія електричного поля в мембранах, подібно конденсаторів, грає важливу роль в підтримці сталого / нестійкої рівноваги і розглядається як резерв вільної енергії. Ця енергія, поряд з енергією АТФ (аденозинтрифосфат) і перекисного окислення ліпідів необхідна живому організмові для функціонування і розвитку.

Біохімічні реакції в живому організмі обумовлені біологічним струмом, що виникають при русі електронів і, в основному, іонів. При цьому зростає роль поляризації клітин і біополімерних молекул, роль структури води в процесах метаболізму. Зміни електричних властивостей організмів пов'язано з перерозподілом в них електричних зарядів при їх русі. Це ж відбувається і в потоці крові. Крові властиві електропровідність і магнетизм. При її русі по судинах виникають електродинамічні, електромагнітні та гідродинамічні взаємодії зі стінками судин.

Отже, електромагнітні взаємодії є атрибутом існування живої матерії на будь-якому рівні її організації. Живі організми буквально плавають в морі всіляких фізичних полів - як внутрішніх, що виробляються самими організмами, так і зовнішніх.



 Загальні уявлення про географічну оболонку |  Симетрія і асиметрія в природі

 космічні ритми |  зональні комплекси |  Комплексні природні зони |  Поняття про літосфері |  рельєфоутворюючі процеси |  Опис руйнувань під час землетрусу і їх відповідність балам за шкалами Меркалли і Ріхтера |  Основні форми рельєфу Землі |  Мінеральні ресурси літосфери |  гідросфера |  атмосфера |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати