Информация как основа жизни

Кратко резюмируя изложенное, можно заключить, что рожде­ние новой информации всегда происходит в открытых системах, где параметры порядка становятся динамическими переменными.

В следующем параграфе мы рассмотрим системы с диссипа­цией избыточной внутренней энтропии.

Диссипативные структуры

Пусть будет некоторая открытая система, из которой посто­янно удаляется шлак избыточной энтропии за счет роста энтро­пии внешней среды. Эта система является «диссипативной структурой». Пригожий с сотрудниками [16, 17] показали, что диссипативными структурами будут являться все разнообразные колебательные, пространственно организованные и пространст­венно-временные упорядоченные системы.

Для возникновения диссипативных структур необходимы сле­дующие условия:

1. система должна быть открытой и находиться вдали от тер­модинамического равновесия;
2. в системе должны протекать различные каталитические и кросс-каталитические процессы, а также наблюдаться регуля­ция по типу обратной связи;
3. после некоторого критического значения параметров системы или какого-либо внешнего воздействия состояние системы становится неустойчивым и система может перейти в новое стационарное состояние, режим которого соответствует упорядоченному состоянию.

Под влиянием флуктуации отдельные элементы системы, взаимодействуя, обнаруживают свойства, характеризующие сис­тему в целом, которые невозможно предсказать на основании свойств ее отдельных элементов. Такие структуры хорошо опи­сываются нелинейными дифференциальными уравнениями. При­меры диссипативных структур можно взять из разных областей – физики, химии, биологии.

Одной из давно известных таких самоорганизующихся струк­тур является реакция Белоусова-Жаботинского [18, 19]. Бросается в глаза большое число промежуточных соединений системы, ко­торые соответствуют такому же числу дифференциальных уравнений. Для каждого из этих уравнений константа скорости должна быть получена из эксперимента. Один из этапов реак­ции является автокаталитическим.

Молекулярная эволюция. Гиперциклы Эйгена

В 1971 г. М. Эйген [20] сформулировал последовательную концеп­цию предбиологической молекулярной эволюции. Эйген распро­странил идеи дарвиновского отбора на популяции макромолекул в первичном бульоне. Далее он показал, что кооперирование мо­лекул в «гиперциклы» приводит к компартментализации в виде отдельных клеточных единиц. Гиперцикл – это средство объеди­нения самовоспроизводящихся единиц в новую устойчивую систе­му, способную к эволюции. Он построен из автокатализаторов, которые сочленены посредством циклического катализа, т.е. посред­ством еще одного автокатализа, наложенного на систему.