WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаЕкологія, Природокористування → Рівень освіти — найвавжливіший фактор у подоланні екологічної кризи на землі - Реферат

Рівень освіти — найвавжливіший фактор у подоланні екологічної кризи на землі - Реферат

Усього в природі існує двадцять типів амінокислот. Відомо, що білок виконує свою фізіологічну функцію лише в тому випадку, якщо розташування амінокислот, що складають цей білок вздовж ланцюга відповідає цілком певному порядку. Число перестановок, необхідне для отримання потрібного розташування амінокислот з довільного початкового розподілу, дорівнює N ? 20100 ? 10130. При цьому припускається, що всі конфігурації мають однакову імовірність. Таким чином, якщо б зміна структури цього "первородного" білку (наприклад, шляхом мутації) відбувалася навіть кожні 10-8с, що відповідає заздалегідь перебільшеній частоті, то для отримання потрібного білку необхідний час порядку приблизно 10122с. Оскільки вік Землі оцінюється "всього лише" 1017с [5], спонтанне утворення такого білку треба виключити. Тому уявне протиріччя міжбіологічною упорядкованістю і законами фізики, зокрема другим законом термодинаміки, неможливо усунути, якщо тільки намагатися описати живі системи у рамках урівноваженої термодинаміки. А ось у рамках неурівноваженої термодинаміки результати одержуються неочікуваними і навіть захоплюючими. Тут ми маємо ситуацію, коли неурівноваженість може виступати джерелом упорядкованості [3, 6, 7]. Теорія самоорганізації в неурівноважених системах перед біологічну еволюцію пояснює послідовністю нестійкостей, що призводить до зростаючого рівня складності. З надто загальної точки зору еволюцію можна розглядати як проблему структурної стійкості. В рамках цієї теорії пояснюються як детерміністичні, так і вірогідності елементи часової еволюції макроскопічних систем. При цьому віддалік від точок біфуркації (пояснення дані нижче) цілком можуть бути застосовані детерміністичні рівняння, в той час як поблизу точок біфуркації істотними стають випадкові чинники. Нагадаємо, що біосфера - відкрита неурівноважена термодинамічна система сильно усунена від стану рівноваги, яку пронизує потік енергії і речовини. З теорії дисипативних структур Пригожина виходить, що самоорганізація матерії процес природний.
Пояснення основної течії світового еволюційного процесу, у всякому випадку мова, за допомогою якого можна описати цей процес, міститься також у вченні Дарвіна. Три фундаментальних поняття - мінливість, спадкоємність і відбір, складають основу вчення Дарвіна [8]. Мінливість - стохастичний рух матерії. Однак стохастика зовсім не означає хаос, який непередбачений. Адже очевидно, що минулі стани матеріальної системи в тому або іншому ступені передумовлюють її майбутнє, а якісь особливості системи і зовсім зберігаються, якими б випадковими не були впливи. Самі зміни, що відбулися, теж можуть закріпитися і зберегтися, як, наприклад, мутації в живих організмах. Все це загалом і називають спадкоємністю. Спадкоємність виявляється в тій або іншій формі і в світі живої і неживої речовини. Взаємодія спадкоємності і мінливості породжує складні колізії. Певні об'єктивні закони роблять деякі зміни неможливими, інші - малоймовірними, треті більшою міркою коротко живучими, а деяким їх меншість дозволяють зберегтися і закріпитися. Чинність цих законів, принципів і реалізується в останньому фундаментальному понятті Дарвіна - у відборі.
Тепер достатньо припустити, що серед безлічі механізмів відбору існують такі, під дією котрих з більшою імовірністю закріплюються ті зміни, що підвищують організованість, складність системи, і спрямування еволюції отримає пояснення як результат певних "більш прийнятних відборів", побічно здійснюваних Природою. Все, що відбувається у світі - дію всіх природних і соціальних законів - можна уявити як постійний відбір. Цей відбір здійснюють і закони Ньютона, і внутрішньовидова конкуренція у тварин, і основні балансові співвідношення економіки. На сьогодні можна виділити два типи механізмів, з допомогою яких можна описати процеси, що визначають відбір [8]. Перший тип механізмів називають адаптаційними. До їхнього числа відносяться, наприклад, дарвінівський механізм природного відбору. Результати дії цих механізмів можуть бути з більшою точністю завбачені і прогнозовані (наприклад, селекція). Другий тип механізмів вже цілком іншої природи. Під їхньою дією відбувається не повільне накопичування змін, а стрімка перебудова. Такі перебудови в системі відбуваються в тих випадках, коли навантаження на систему починають переважати деяке критичне значення, деякий поріг. Тоді її старий стан втрачає тривалість і система немов би виходить на пересічення декількох каналів еволюційного розвитку, бо в цьому випадку допускається ціла сукупність нових станів. Такі точки галуження, втрати однозначності траєкторій розвитку, називаються точками біфуркації, а самі механізми, які виводять систему в стани, що характеризуються втратою однозначності шляхів продовження розвитку - біфуркаційними. Який з можливих "каналів еволюції" вибере система, за якою траєкторією піде її розвиток після точки біфуркації завбачити заздалегідь не можна. Можна лише стверджувати, що яким би не виявився вибраний варіант розвитку, системі все-таки прийдеться підпорядкуватися деякій ієрархії законів. Починають цю ієрархію закони збереження, а завершує для неживої матерії принцип "мінімуму дисипації енергії". Суть принципу "мінімуму дисипації енергії" у тому, що якщо в даних умовах можливо існування декількох організацій матерії і її руху, не суперечних законам збереження і іншим принципам відбору, то найбільші шанси на збереження стабільності і наступний розвиток має саме та форма організації, що дозволяє утилізувати зовнішню енергію і матерію в найбільшій кількості і найбільш ефективно. Саме цей принцип визначає напрямок еволюції. Перехід на новий рівень організації, перехід від неживої до живої речовини супроводжується і появою нових принципів відбору. На рівні живої речовини зникає жорстка ієрархія пріоритетів. На новому рівні організації матерії - на рівні живої речовини - завершують ієрархію законів два принципи, які не збігаються - принцип гомеостазіса, що вимагає системи негативних зворотних зв'язків і принцип мінімуму зростання ентропії, реалізація якого на рівні живої матерії потребує позитивних зворотних зв'язків. Усяка жива істота, вид, популяція немов би відшукують самі для себе
Loading...

 
 

Цікаве