Циклопедия скорбит по жертвам террористического акта в Крокус-Сити (Красногорск, МО)

Термодинамическая направленность эволюционной спирали

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Термодинамическая направленность эволюционной спирали — совокупность идей, связывающих эволюцию и термодинамику.

Спираль эволюции отображает путь развития природных систем во времени. Обычно считают, что эволюция химических, геологических, биологических и других природных систем развивается по спирали, которая схематично отображает направленные циклические процессы, характеризующиеся появлением новых свойств у природных объектов. Спираль, изображенная на рисунке, отражает развитие геологических систем и живых существ, которое воспринимается нами как этап эволюции Земли.

Credit: U.S. Geological Survey Department of the Interior/USGS U.S. Geological Survey/Designed by Joseph Graham, William Newman, and John Stacy

Установлено, что движущей силой эволюционных превращений является термодинамика самопроизвольных процессов, протекающих внутри выделенных термодинамических сложных систем[1],[2],[3],[4], и воздействия окружающей среды, которые инициируют несамопроизвольные процессы, протекающие в этих системах[5],[6]. Природа стремится к максимальной стабильности на всех иерархических уровнях [6]. Иерархическая динамическая близкая к равновесию термодинамика является фундаментом расширенной теории Ч. Дарвина и А. Уоллеса. Для осознания указанной расширенной теории можно использовать обобщенное уравнение Гиббса — обобщенное уравнение первого и второго законов термодинамики[7],[8],[9].

В то же самое время некоторые авторы пытаются создать новые представления о стабильности, смешивая воедино, в рамках одной модели, термодинамические и кинетические факторы, влияющие на ход эволюционных превращений, которые могли бы быть поняты с позиции расширенного Дарвинизма. Однако в наше время эти модели рассматриваются, прежде всего, с точки зрения философских представлений[10].

Отдельный виток эволюционной спирали характеризует цикл развития природных систем,- цикл, протекающий под действием постоянного потока энергии из окружающей среды и внутренних процессов, направляемых принципом стабильности вещества[11].

Каждый виток спирали отражает развитие природных систем на всех иерархических уровнях. Однако на сегодняшний день имеются надежные данные, которые позволяют сравнительно полно изучать эволюционные преобразования только на химическом и супрамолекулярном уровне.

Под действием света и других источников энергии термодинамически стабильные в условиях Земли химические вещества Н2О, СО2, N2 и другие превращаются в энергоемкие соединения. Эти энергоемкие соединения подвергаются самопроизвольным превращениям и участвуют в образовании супрамолекулярных жидкокристаллических структур тканей организмов. В соответствии с принципом стабильности вещества природа делает преимущественно отбор энергоемких, малостабильных химических соединений и стремится к максимуму стабильности супрамолекулярных структур[12]. Этот отбор можно рассматривать как селекцию Дарвиновского типа. Однако накапливаемые в живых системах малостабильные химические вещества в конечном итоге превращаются в более стабильные продукты. Особое место в этих превращениях занимает кислород, который является основным агентом, стимулирующим обмен веществ. Так, увеличение концентрации кислорода в атмосфере Земли привело к резкому всплеску жизни на планете. Другой общеизвестный пример: обитание голого землекопа (Heterocephalus glaber) в среде с низким содержанием атмосферного кислорода способствовало длительной продолжительности жизни этого млекопитающего.

Таким образом, принцип стабильности вещества, отбирающий малостабильное химическое вещество и определяющий стремление к супрамолекулярной стабильности тканей живой системы, поддерживает живые объекты в состоянии близком к внутреннему супрамолекулярному равновесию. Однако это внутреннее равновесие не может быть достигнуто вследствие постоянного притока энергии и обмена вещества с окружающей средой. Указанное внутреннее равновесие и равновесие системы (например, организма) с окружающей средой может быть достигнуто только после прекращения процесса жизни, то есть после смерти организма.

Жизнь связана не только с классическим дарвиновским отбором, но и отбором на химическом уровне и на уровнях всех других иерархий. Это дает основание говорить о расширенном Дарвинизме и утверждать, что фундаментом расширенной теории Ч.Дарвина и А. Уоллеса является иерархическая термодинамика, направляемая действием принципа стабильности вещества[13].

См. также[править]

Источники[править]

  1. . Gibbs J.W. (1876/1878). On the equilibrium of heterogeneous substances, Trans. Conn. Acad., 3: 108—248, 343—524, reprinted in The Collected Works of J. Willard Gibbs, Ph. D, LL. D., edited by W.R. Longley, R.G. Van Name, Longmans, Green & Co., New York, 1928, volume 1, pp. 55-353.
  2. Сычев В. В. Сложные термодинамические системы. М.: Изд. дом МЭИ, 2009.
  3. Gladyshev G.P., Thermodynamics Theory of the Evolution of Living Beings, Commack, New York: Nova Science Publishers, Inc., 1997. 142 P., Гладышев Г. П., Термодинамическая теория эволюции живых существ, М.: «Луч», 1996.-86с.
  4. Gladyshev G.P., On General Physical Principles of Biological Evolution, International Journal of Research Studies in Biosciences., 2017, Volume 5, Issue 3, Page No: 5-10.
  5. Gladyshev G.P., Life — A Complex Spontaneous Process Takes Place against the Background of Non-Spontaneous Processes Initiated by the Environment, // J Thermodyn Catal, 2017, 8: 2 DOI: 10,4172 / 2157-7544.100018
  6. Gladyshev G.P., On General Physical Principles of Biological Evolution, International Journal of Research Studies in Biosciences., 2017, Volume 5, Issue 3, Page No: 5-10.
  7. Gladyshev G.P., Thermodynamics Theory of the Evolution of Living Beings, Commack, New York: Nova Science Publishers, Inc., 1997. 142 P., Гладышев Г. П., Термодинамическая теория эволюции живых существ, М.: «Луч», 1996.-86с.
  8. Gladyshev G.P., Nature Tends to Maximum Stability of Objects in all Matter Hierarchies , // Imperial Journal of Interdisciplinary Research (IJIR), March 2017, Vol. 3(Issue-3), P. 1862—1866.
  9. Gladyshev G.P., Hierarchical Thermodynamics: Foundation of Extended Darwinism, // Imperial Journal of Interdisciplinary Research (IJIR), Vol. 3, Issue-2, 2017, ISSN: 2454—1362.
  10. Pascal R. and Pross A. Stability and its manifestation in the chemical and biological worlds, Chem. Commun., 2015, 51, 16160-16165, DOI: 10.1039/C5CC06260H
  11. Gladyshev G.P., Hierarchical thermodynamics and evolution of chemical and biological matter // The scientific heritage. Budapest, Hungary. 2016. V. 1. No 3. #Chemical sciences #, P. 102—117.
  12. Gladyshev G.P., Nature Tends to Maximum Stability of Objects in all Matter Hierarchies , // Imperial Journal of Interdisciplinary Research (IJIR), March 2017, Vol. 3(Issue-3), P. 1862—1866.
  13. Gladyshev G.P., Hierarchical Thermodynamics: Foundation of Extended Darwinism, // Imperial Journal of Interdisciplinary Research (IJIR), Vol. 3, Issue-2, 2017, ISSN: 2454—1362.

Литература[править]

  • Gibbs J.W. (1876/1878). On the equilibrium of heterogeneous substances, Trans. Conn. Acad., 3: 108—248, 343—524, reprinted in The Collected Works of J. Willard Gibbs, Ph. D, LL. D., edited by W.R. Longley, R.G. Van Name, Longmans, Green & Co., New York, 1928, volume 1, pp. 55-353.
  • Дарвин Ч. Происхождение видов путём естественного отбора или сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь. — Перевод с шестого издания (Лондон, 1872). — Санкт-Петербург: Наука, 1991.
  • Сычев В. В. Сложные термодинамические системы. М.: Изд. дом МЭИ, 2009.
  • Gladyshev G.P., Thermodynamics Theory of the Evolution of Living Beings, Commack, New York: Nova Science Publishers, Inc., 1997. 142 P. In Russian: Гладышев Г. П., Термодинамическая теория эволюции живых существ, М.: «Луч», 1996.-86с.
  • Законы «СПИРАЛЬ»