Химическая основа морфогенеза

В 1952 г. вышла работа Алана Тьюринга (1912–1954 гг.) “О химической основе морфогенеза”. Морфогенезом называется возникновение и развитие сложной структуры живого организма на эмбриональной стадии — возникновение тканей и органов. Тьюринг доказал принципиальную возможность морфогенеза на химической основе.

Тьюринг показал, что сопряжение автокаталитической химической реакции с диффузией ведет к оттоку энтропии из системы и к возникновению пространственной и временной упорядоченности.

Живой организм представляет собой чрезвычайно сложную химическую машину, функционирующую при постоянных температуре и давлении. Источники энергии, необходимые для выполнения многообразных видов работ, в данном случае являются не тепловыми, а химическими. Энергия запасается прежде всего в молекулах аденозинтрифосфата (АТФ).

В живом организме передача, кодирование, передача информационныхсигналов в конечном счете всегда осуществляется химическими способами. Сигналами, сообщениями в организме служат молекулы и ионы; источниками, преобразователями и рецепторами сигналов — молекулярные системы.

Так, например, белок — фермент, являющийся катализатором определенной биохимической реакции, — это преобразователь сигнала. Он катализирует превращение одних сигнальных молекул в другие.

Как уже отмечалось, любые виды работы могут производиться термодинамической системой только если имеются различия в параметрах, ответственных за действующие силы. В живом организме все определяется разностями концентраций химических веществ, разностями химических потенциалов.

В настоящее время в синергетике, в физике диссипативных систем физика объединилась с химией и биологией, раскрылся смысл биологического упорядочения, биологического развития.

Современная наука уже достаточно хорошо понимает физические основы жизни, физические основы функционирования клеток и организмов, хотя исследования ряда принципиальных вопросов теоретической биологии и биофизики находятся еще в начальной стадии.

Сегодня можно утверждать, что жизнь существует благодаря тому, что существует энтропия, экспорт которой во внешнюю среду поддерживает биологические процессы на всех уровнях — от клеток до биосферы в целом.

Нет известных биологических явлений, противоречащих установленным принципам физики.

И напротив, современная физика, и в частности, все, относящееся к закону энтропии, работает в биологии, и нет никакой необходимости оперировать такими далекими от науки понятиями, как “биополе” или “биоплазма”.