Естественный отбор флуктуаций

Действительно, вероятность того, что в данный момент существует какая-либо форма, равна 1. Этого достаточно, чтобы начался естественный отбор (при выполнении указанных выше условий).
Таким образом, естественный отбор начинается с неизбежностью, и вопрос состоит в том, как быстро будет возрастать кинетическое совершенство в эволюционирующей системе. Нужны не оценки вероятности возникновения данной формы (данной последовательности нуклеотидов) молекулы ДНК, а оценки скорости лроцесса эволюции, выяснение того, достаточно ли прошедшего времени для достижения данной «величины» биологического прогресса. Естественный отбор полезных флуктуаций в открытой термодинамической системе с матричным воспроизведением направляет процесс эволюции в сторону, противоположную предписаниям термодинамики закрытых систем. Термодинамика отнюдь не нарушается: процесс эволюции «окупается» сопряженными экзэргоническими процессами. Но направление эволюции определяется кинетическими, а не термодинамическими факторами. Мало того, не просто осуществляется процесс эволюции в направлении все менее термодинамически вероятных форм. Сам процесс отбора идет со все большей (до некоторого предела) скоростью — система не просто удаляется от термодинамического равновесия, а удаляется от него все дальше и с возрастающей скоростью, так как в естественном отборе побеждают более совершенные формы, возникающие быстрее, раньше других. В этом отличие эволюционирующей системы от неэволюционирующей термодинамической системы, где в соответствии с теоремой Пригожина, скорость удаления от равновесия, скорость приращения энтропии минимальна. Естественный отбор, процесс эволюции в силу давления отбора «заставляет» объекты эволюции с предельно возможной скоростью удаляться от положения термодинамического равновесия, отнюдь не нарушая законов термодинамики. Происходит это за счет использования свободной энергии сопряженных экзэргонических реакций и в результате «ограждения» термодинамически маловероятных структур большими кинетическими (потенциальными) барьерами.
Итак, основной чертой процесса биологической эволюции является определяющая роль, доминирование кинетических, а не термодинамических закономерностей. Это «противотермодинамическое» развитие системы в направлении все большего кинетического совершенства осуществляется при возможности использования свободной энергии, освобождающейся при каком-либо экзэргоническом процессе. «Очевидный» механизм эволюционного кинетического совершенствования — случайная или закономерная изменчивость объектов эволюции, сохранение кинетически более совершенных и несохранение менее совершенных вариантов в ходе естественного отбора. Сказанное о естественном отборе в системе с полиморфной кристаллизацией верно для кристаллов любой природы. Однако абсолютная величина интенсивности кристаллизации, предельно возможное кинетическое совершенство зависят от природы кристаллов. Кинетические свойства кристаллов определяются природой элементов кристаллической решетки. Скорость кристаллизации, каталитические свойства поверхности кристаллов зависят от физико-химического разнообразия этих элементов и от величины удельной поверхности кристаллов, поскольку матричный механизм основан в принципе на поверхностном взаимодействии.
Важно подчеркнуть, что кинетические свойства становятся критерием естественного отбора в определенных условиях: при ограниченности «реакционного объема» (возможного ареала), при ограниченности количества вещества, могущего быть превращенным в вещества данного вида, при ограниченности интенсивности потока энергии, поступающей в эволюционирующую систему.
В этих условиях кинетическое совершенство определяет скорость преобразования веществ среды в вещества вида посредством матричных механизмов и задается формулой:
Для характеристики направлений процесса эволюции полезно понятие эволюционного потенциала, определяемого как предельное для данного направления кинетическое совершенство.
Эволюция в данном направлении идет до тех пор, пока кинетическое совершенство не сравняется. В таком состоянии исчерпания потенциала система может находиться неопределенное время, пока случайные мутации не «толкнут» ее на новое эволюционное направление. Естественный отбор с высокой
скоростью будет усиливать казалось бы ничтожные различия в кинетическом совершенстве разных форм.







Материалы

Яндекс.Метрика