2015-05-30
593Напр-ть эвол- отдельные эволюц измен-я случайны. Эвол. в сторону возраст. акт-ти. Направленость опред-ся базисной реакцией. Эвол изм-я случ, приурочены к катал акту. Случ-ное возраст. ак-ти увелич вероятность следующего эволюц изм-я => самоускоряющияся процесс.
Вер-ть длит-ой цепочки прогресс-х измен больше вер-ти длит цеп-ки регресс-х изм-й.
Тенденции удаления от термод. равновес.
Означ-ет ли это, что подобные системы движ-ся в сторону живого?
В теор эвол кат положит ответ вытекает из анализа физ-хим изм-й, кот могут увеличить изм-я ак-ти: одна и та же реакция может быть кат-на разными вещ-ми, наиболее эф-ны ферм-ты (белковые кат-ры).
Пр: Разлож H2O2 можно кат-ть ионы Fe, раст-ных в воде, или орг кат-ом — гем (4 пирольных кольца - в центре - Fe). Гем имеет акт-ть, кот в 10 раз больше акт-ти Fe.
Эвол раз-тие кат сист может нач-ся с очень простых кат-ов. В эвол добавл орг-е кат-ры => рост акт-ти.
Эвол должна проходить стадии:
1. Развитие неорг. катал.(в стор формир наиболее эф-го кат-го субстрата)это может обеспеч появл биол стр-р. Из теор эвол кат => появл специф св-в кат-х систем: сп-ть к росту и пространственной редуплекации(к размн-ию).
Раз-тие в напр роста акт-ти — развит, кот встреч-ет неск пределов на своем пути. Пределы им-ют опред послед-ть и единств способ преодоления=> эвол – ступенчатое преодоление.
Пределы:
· Предел самораз-тия на осн неорг субстрата( преод возм-но когда субстр стан-ся орг ) Предел – возник-е наиболее эф-го орг кат-го субстр. Дальше- белковый кат-р.
· Предел кинетический: хар-ся тем, что дальнейшее разв кат-ра ок-ся невозм., т.к дал-е возраст акт-ти регул-ся внешн условиями. Внешние условия:
-t: при сущ-й t акт-ть кат не изм-ся.
-V реакции огран-ся V поступ. в сист исх-х материалов. V притока в-ва в сист опр-ся V диф-ии, а V диф-ии прямо опр-ся t.
Если кат-р работает с той же V, что и пост-ют вещ-ва в сист, его дальнейшее изм-е невозм-но — Первый кинетический предел.
Существ единств способ преодол - появл-е в этих сист мех-мов, кот-е могут обеспеч рост массы белкового субстрата. В сист должны появиться мех-мы = мех-ам воспроизв акт-х белков. Д. появ-ся сп-ть к трансляции- перевода информ-ии с н.к на белковую стр-ру. Если такие мех-мы возн, то сист увел акт-ть за счет того, что может осущ-ть неск кат-х актов.
Пр: увел. мощности батарейки, добавл-я эл-тов. Произв-ть растет за счет парал-го присоед новых эл-тов.
· Концентрационный предел: фактор – конц-я в среде сырья базисной реакции. Рост подобн сист подобен росту шара, но здесь кол-во вещ-ва зависит от S пов-ти и от V диф-ии и от t. Но пов-ть шара растет медленнее, чем V. Наст момент, когда V нач-ет исп-ть дефицит сырья, достиг-ся сост, когда рост субстр бессмысл-й, т.к рост не обеспеч соотв поступл сырья=> концентрационный предел. Он может быть преод, если у сист им-ся мех-мы деления с сохр в доч-них сист всех кат-х функ-й=> разделение с точным сохр инф-ии. Рост акт-ти обесп-ся тем, что произ-ть увел как сумма произ-ти потомков сист.
Из теор эвол кат => эти систпреобраз почти все св-ва, кот-е обычно хар-ют жизнь.
В ходе ест эвол самоорг появл все осн св-ва, кот в комплексе хар-ют жизнь: белково-нуклеиновый субстрат, обмен вещ-в => приспос-ть соверш-ся.
Откр. сист могут обрат. менять свой режим. У таких сист. должны появ. спос-ти к росту и размнож.=> теор. эвол. кат.: жизнь мож. постеп. появ. из хим сист., сущ-ют нек. законы, опред поряд. новообораз., что жизнь не случ. и т.д. Возник. вопр. Чем отл. жив. сист. от хим. кат. сист, кот им-т многие призн. хар-е для жив. сист? Где нах. граница отдел. предбиол. сист от жив? Согласно ТЭК: хим сист, кот. не явл жив. мог. располаг. стр-ми и св-ми, кот обычно присущи жив.
Вопрос 12. Диал-ка необх-го, случ-го и возм-го в предбиол эвол-и.
С разн. глуб. модели отраж. необх-ть этой эвол. как относит. необх-ть, заключ-ую в субстратн. и функцион. орг-ции откр. хим. сист, обеспеч-щей отбор и аккум. тех их случайн. измен-й, кот. ведут к жизни. Такие измен. м. рассм-ть как внеш. дополнени я уже присущей этим сист. орг-ции – внеш. в том смысле, что они не предопределены однозначно орг-цией самой сист. и всякий раз принадл. ряду, кот. вкл-т и измен-ия, не направлен. к жизни. В этом аспекте кажд. шаг к ней явл-ся неким паритетом относит. необх-ти и относит. случ-ти как ее (необх-ти) внеш. доп-ия. Случ-ть тоже явл-ся относит., т.к. и она не сущ-ет сама по себе – без хим. сист. с присущ их орг-ции относит необх-тью разв-я к жизни.
Относит-ть обеих имеют глуб смысл, связ-ый с диал-кой реализ-и возм-тей, кот не тождественны действит. объектам, но при перех. в действ-ть должны, еще оставаясь возм-тями, получать к-л предмет. Выраж-я или формы. Др словами, в ходе разв-я должны появл-ся образ-ия, переходн от возм-го к действит-му, – некие предмет. формы того, чего пока нет, окончат. отделяющ в принципе возм-ое от невозм-го в дан. ситуации. Явн. тому примером служит мех-м когерентной самоорг-ции, где ими выступают флуктуации, достиг-щие в точках бифуркации макроскопич-ких размеров, но еще не явл-еся устойч. диссипатив. стр-ми. Принципиал. знач-е промежуточн. м/д возм-ным и действ-ным сост-я заключ-ся в том, что опредмечивание в случ-ти еще только возм-го есть способ, каким действ-ное, заглядывает в сферу возм-го и делает возм-ти предметом естеств-го (не мысленн) срав-я и отбора. Отбор же необх., в конеч. счете, потому, что разнообр-ие возм-го намного превосходит то, что огранич-ое конвергентной стр-рой в простр-времен. отн-иидейств-ное может «позволить себе» в отн-ии этого разнобр-ия.
В этом свете одной из решающ сторон эвол. усложн-ия предбиол. сист.явл-ся разв-ие их спос-ти к опредмеч-ию в случ-ти нов., все ≥ богат. разнообр-ем гориз-ов сферы возм-го. Имеющ. 2 типа пар (полинуклеотид-белок) эл-тов каталитич гиперцикл, более ограничен в этой спос-ти, чем тот, у кот уже 10 таких типов. Неорганич. ЭОКС более ограничена в ней, чем органич., а органич. – чем начавшая размн-ся.
Однако диал-ка необх-ти и случ-ти как противополож-тей не исчерп-ся относит-тью и дополнит-тью обеих. Сам. фундамен. и общ. уровнем различия диалектич. противопол-тей явл-ся уровень, на кот одна из противопол-тей выступает абсолют по отн-нию к др., т.е. содержит ее как свой внутрен. момент. Это различие лежит глубже, чем, напр, специфич. отличия необх-ти от случ-ти, формы от содерж-ия, возм-ти от действит-ти. Необх-ть вкл-т – наряду с относит. необх-тью – случ-ть как собствен. сторону и внутрен. предпосылку и является абсолютной. Причем абсолют. необх-ть не сводима к сумме этих своих моментов – относит-ных необх-ти и случ-ти. Точнее, она не тождественна их абстрактн. единству, она ≥ него.
Сущ-е моделей, хар-ные размеры и время приним-ся достаточ. для возник-ния жизни, но не подтверж-ся самой моделью. Они и сост-ют, очевидно, то – не тождест-ое «всей» абсолют. необх-ти! – содерж-ие, которое отличает эту необх-ть от заключ-ого в ней и отраж-ого самой моделью единства относит. необх-ти и относит. случ-ти предбиол. эвол-и.
Стр-ие и внутр. эвол-я планет опред-ют реал. сущ-ние или отсут-вие в прир «первич бульона», «информац ящика» и т.п., а также их хар-ные простр-времен масштабы, от которых рез-т предусматр-го моделью пр-сса зависит не меньше, чем от программы этого пр-сса. Очевидно, напр, что если «первич бульон» просущ-ет всего день или «информ ящик» будет вмещать только 100 макромолекул, жизнь не возникнет, несмотря на относит необх-ть направлен к этому эвол-и. В дан аспекте предбиол эвол-я должна соверш-ся не только на фоне, но и как масштабн геол пр-сс в широк смысле этого слова. В сам. общ. форме это обстоят-во учит-ют классические работы о происх-нии жизни, и оно станов-ся отдельн предметом пока разрознен исслед-ний. Их разрознен-ть и неопредел-ть итогов обусловл. тем, что точн. состав исходн. вещ-ва Земли и др планет неизвестен, лишь многочисл гипотезы.
Но, очевидно, что промежуточ и окончат рез-ты внутр, «геол» эвол-и планет, как и ее время, в принципе, однозначно предопред-ся исходн составом и m их вещ-ва (а также его удален-тью от звезды). Прир. такой предопред-ти состоит в том, что планеты, в отличие от предбиол систем, эволюц-ют в основн. за счет своих внутр. огранич. источников Е и ее диссипации, т.е. в напр-ии термодинам равновесия. Удаляющ-ся от него предбиол сист «помогают» в этом своей планете, предоставляя свои каналы диссипации ее внутр. Е, как это могут делать, например, ЭОКС, рассеивая Е базисной р-ции и развив-сь в напр-ии роста дан. спос-ти. В этом аспекте их появл-е и эвол-я выступают необх. стороной дв-я вещ-ва планеты к его наиб вероятсост-ию. Если хим состав и m вещ-ва планеты достаточны для того, чтобы в ней «завелись» предбиол сист и некот. успели пройти весь эвол. путь и стать живыми, это абсолют необх не в отн-ии отдел. сист. (даже тех, что станут живыми), а в отн-нии планеты как целого.
Т.о, содерж-е, которое отличает абсолют необх-ть появл-я живого от заключ-го в ней «предбиол» единства относит необх-ти и случ-ти, им-т для этого единства хар-р «чист» необх-ти. Это нельзя поним так, что случ-ть огранич. сферой отдел. эвол. изм-й предбиол. систем и отсут-ет за ее пределами. Однако за ними она явл-ся стороной не предбиол эвол-и, а др вероятност пр-ссов – образ-я астрономич стр-ры Вселен, звездн насел-я галактик, планетн систем. Случ-ть дополняет необх-ти этих пр-ссов, а не предбиол эвол-и, и там, где они порождают достат для возникн-ия жизни планету, она (случ-ть) оборач-ся содерж-ем, которое, достраивает «предбиол» единство относит необх-ти и случ-ти до абсолют необх-ти, которой соотв-ет «жизнь на Земле не могла не появ-ся».
В этом свете мысль, что все возник-щие во Вселен при участии хим соед-ний и пр-ссов астроном. объекты явл-ся, в соотв-ии с диал-кой магистрали и тупиков, рез-том направлен-ти на живое хим эвол-ии ее вещ-ва, получает естеств продолж-е. Оно состоит в предпол-ии, что разв-ие вещ-ва по законам эвол-го катализа – предбиол эвол-ия – начин-ся во многих форм-ся астроном. объектах планетн. типа. В завис-ти от их исходн химсостава, m, пол-ия относит звезды и т.д. она имеет перспективы прерв-ся на одной из своих промежут. ступеней или законч-ся возникн-ем живого. Однако до того или др предбиол эвол-я и ее продукты должны явиться существен факторами форм-ия внутр, геол стр-ры таких объектов. Без них эта стр-ра была бы др., и Земля, напр, должна нести геол «отпечатки» ступеней прошл. разв-я на ней каталитич систем, начиная с тех его ступеней, когда эти сист еще были неорганич. Там же, где необх-ть возникн-ия жизни не имеет охаракт-ного выше содерж-я абсолют необх-ти, эвол-я вещ-ва все равно следует ей некот. время, оставляя соотв. ей следы в формах нежив вещ-ва, кот. детерминированы, в т.ч., св-вами и m продуктов базисн. р-ций ОЭКС, соед-й их конституцион. сфер. Поэтому неподходящ для жизни планеты, а, возможно, еще какие-то астроном объекты, тоже д.б. в некот смысле продуктами предбиол эвол-и.
