Новая наука о жизни

Сами формы кристаллов, хотя они демонстрируют определенную симметрию, могут быть неопределенны­ми; хорошо знакомым примером являются снежинки, которые образуют мириады различных форм[111].

В «диссипативных структурах» макроскопических физических и химических систем вдали от термодина­мического равновесия случайные флуктуации могут вызвать пространственные картины, например конвек­ционные ячейки в нагретой жидкости или окрашенные полосы в растворах, где протекает реакция Жаботинского. Математическое описание таких случаев «по­рядка через флуктуации» методами неравновесной термодинамики дает поразительные аналогии с фазо­выми переходами[112].

Эти примеры пространственной неопределенности (индетерминизма) заимствованы из самых простых физических и химических процессов. В живых клет­ках физико-химические системы гораздо сложнее, чем любые системы в неорганической сфере, и могут включать многие потенциально неопределенные фа­зовые переходы и неравновесные термодинамичес­кие процессы. В протоплазме кристаллическая, жид­кая и липидная фазы существуют в динамической взаимосвязи; далее, здесь присутствует также мно­жество видов макромолекул, которые могут объеди­няться в кристаллические или квазикристаллические агрегаты; липидные мембраны, которые, как «жидкие кристаллы», существуют на границе между жидким и твердым состояниями, подобно коллоидным золям и гелям; электрические потенциалы на мембранах, которые флуктуируют непредсказуемым образом; и «компартменты», содержащие разные концентрации неорганических ионов и других веществ, разделенных мембранами, через которые эти вещества перемеща­ются вероятностным образом[113]. При такой сложности число энергетически возможных способов простран­ственного изменения должно быть огромным, и поэто­му здесь велик диапазон действия морфогенетических полей путем наложения пространственных ограниче­ний на эти вероятностные процессы.

Это не значит, что все формы в живых организмах определяются формативной причинностью. Некото­рые конфигурации могут возникать в результате слу­чайных процессов. Другие могут быть полностью объ­яснены с помощью конфигураций с минимальной энергией: так, сферическую форму свободно плаваю­щих яиц (например, у морских ежей) можно полностью объяснить через поверхностное натяжение клеточной мембраны. Однако весьма ограниченные успехи про­стых физических объяснений биологических форм[114] предполагают, что большая часть аспектов биологичес­кого морфогенеза определяется морфогенетическими полями. Следует вновь подчеркнуть, что эти поля дей­ствуют не одни, но вместе с энергетическими и хими­ческими причинами, которые изучают биофизики и биохимики.