Черкасов Дмитрий
Шрифт:
Так как перераспределение материи и энергии в клетке идет в основном через всю ее оболочку {радиальносимметрично), геометрическое и физическое строение оболочки и ядра определяет интенсивность и продуктивность обмена. При этом сложность строения определяется как разнообразием способов преобразования ядром материи и энергии, так и приспособляемостью оболочки к фильтрации.
Основных случаев два.
1. Устройство ядра или внутренней полости клетки определяет сложную структуру внутренней и внешней оболочек. При этом клетка способна поглощать достаточно узкий диапазон веществ, но может приспособиться к значительному разнообразию внешних воздействий.
2. Просто устроенные клетки способны усваивать широкий диапазон веществ, но очень чувствительны к изменению внешних условий.
Вышеизложенное подтверждается сравнением простейших безъядерных одноклеточных (прокариот) и одноклеточных с ядром (эвкариот) организмов по параметрам их приспособляемости к пище и среде обитания.
По мере усложнения организма (появления иерархии фильтрующе-сепарирующих оболочек) на каждом уровне происходит преобразование материи и энергии, что требует дополнительных времени и энергетических затрат. Одновременно происходи г сужение границ приспособляемости к пище и внешним условиям.
Таким образом, развитие органических структур определяется последовательно-параллельной системой противодействующих энтропии сепарирующих оболочек; по данному признаку может быть построена достаточно четкая система управляющих уровней организма безотносительно к внутривидовому и другим субъективным признакам.
В этом случае отмечается следующее.
• Уровень развития (иерархия) организма не зависит от его величины. Организмы разных ступеней развития вырабатывают аналогичные системы взаимодействия с внешними признаками (крыльями у птиц и жуков, плавниками у рыб и китов и пр.),
• Организм делится на полевые (объемные) области, окруженные сепарирующими оболочками. Следует особо отметить важнейшее свойство таких оболочек: независимо от их геометрической формы, размеров, дублирования органов в организме и прочего биологически они являются непересекающимися границами замкнутых множеств.
• Живой организм можно описать единичной топологической структурой, так как в процессе жизни такие структуры абсолютно независимы (и информационно, и генетически, и энергетически). Даже микроб в организме млекопитающего — это две независимые структуры, связанные по внешним для каждого организма параметрам (то же самое — симбиоз).
Развитие организмов идет по двум направлениям:
1) рационализация структуры, ведущая к более экономному обеспечению жизни;
2) улучшение стратегии сохранения вида и увеличение ареала обитания (экологической ниши).
Приведенная классификация позволяет выполнить количественный и качественный анализы зависимостей расхода энергии организмов от:
• среды обитания (вода, суша, воздух и пр.);
• средств строения (лапы, крылья, плавники и пр.);
• средств защиты;
• калорийности и разнообразия пищи;
• активности взаимодействия с другими организмами и т. д.
К сожалению, обилие разрозненного описательного материала и недостаточная осведомленность ученых-биологов в области форм существующих живых организмов не позволяют в настоящий момент говорить об их полной классификации. Из общего числа обитателей Мирового океана и мира насекомых найдено, описано и исследовано не более 60 %; из бактерий, грибов, микробов и вирусов — не более 20 %; из форм жизни, обитающих под землей на глубинах более 100 м, — не более 10 %. Также существует большая вероятность того, что на Земле есть неизвестные науке млекопитающие и рептилии.
Однако в первом приближении органический мир может быть разделен по сложности организации потоков энергии и материи на 8–9 (возрастающих от 0 до 8/9 по количеству сепарирующих систем) иерархических групп, состоящих из нескольких классов.
Способность организма обеспечивать себя энергией называется трофностью и определяет фазовую среду обитания организма. За единицу трофности удобнее сего принять средний удельный поток энергии, проходящий через одну клетку одноклеточного организма, находящегося в водной среде в условиях доступа солнечной энергии.
Изменение трофности будет происходить за счет появления в организме обеспечивающих качественное изменение (дифференциацию) клеток нового типа и появления дополнительных, не имевшихся у предыдущего класса органов.
Основными функциями для определения трофности являются функции организма по добыче пищи и терморегулированию.
Например, у паразитов, не затрачивающих энергии на поиск пищи и терморегуляцию, трофность равна нулю.
Примечание. Объем настоящей работы и необходимость масштабных классификационных пояснений не позволяют представить полную таблицу. Задача автора — указать общий вид, продемонстрировать перспективность применения данной методики для прогнозирования развития и направлений исследования биологических систем в качестве частного, но закономерного пути развития Вселенной.