химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

демон не затрачивает никакой энергии.

Бриллюэн рассмотрел этот парадокс с позиций теории информации [28]. Для того чтобы увидеть молекулу, демон должен ее осветить, т. е. располагать источником излучения, не находящимся в равновесии с окружающей средой. Такой источник имеет меньшую энтропию, чем среда, т. е. обладает негэн-тропией, которую демон превращает в информацию. Полученная информация используется для понижения энтропии газа, т. е. для увеличения негэнтропии. Расчет полного изменения энтропии показывает, что энтропия системы в целом (газ и источник света) не уменьшится, а возрастет, и, следовательно, второе начало справедливо.

Как уже говорилось (стр. 16), Эльзассер утверждал, что развитие многоклеточного организма из зиготы несовместимо С законами физики. Он считал возрастание запаса информации при морфогенезе, при росте организма, «биотонным». Эти представления об эпигенезе в развитии противостоят концепции преформизма, согласно которой вся информация о будущем организме уже заключена в зиготе.

Оценить количество информации, содержащееся в клетке и в организме, трудно. Можно считать, что информация (т. е. упорядоченность), обеспечивающая биологическую функциональность, полностью определяется атомной структурой [29, 30]. Данков и Кастлер оценили количество информации, требуемое для отбора одного атома из всего набора атомов в клетке и задания его положения с точностью, определяемой тепловыми колебаниями при температуре тела [30]. По их оценке на один атом приходится 24,5 бит, на одну клетку Bsherichia coti — порядка 1010 бит, на одну зиготу млекопитающего — порядка 1015 бит, на человеческий организм — порядка 1025 бит (т. е.

2 М. В, Волькенштейн

109 эрг/град ~24 кал/град в энтропийной мере). Если считать эти расчеты имеющими реальный смысл, то, несомненно, /2 =s /орг ^> /зиг ~ /г. Эльзассер считает недоступным физическому пониманию возрастание количества информации с 1\ до /2, т. е. соответствующую убыль энтропии. Однако в действительности здесь нет трудности.

Изменение количества информации в открытой системе можно представить в виде, подобном выражению (1,16),

Д/ = &tI + VЧлен Дг/ <С 0 выражает уменьшение / вследствие внутренних процессов, для которых AIS > 0. В развивающемся организме Де/ > 0. Имеем

Так как /2 >/ь очевидно, что Де/> Л—|Дг/[. Информация черпается открытой системой из окружающей среды, энтропия которой возрастает. Организм, растущий из зиготы, подобен в этом смысле кристаллу, растущему из зародыша, помещенного в насыщенный раствор. В обоих случаях возрастание упорядоченности, возрастание количества информации, перекрывается увеличением энтропии окружающей среды—'Холодильника при кристаллизации. Концепция Эльзассера виталистична; неявным образом предполагается несоблюдение второго начала в живой природе. Равен, подвергший критике идеи Эльзассера, считает, что во всех клетках организма содержится одна и та же генетическая информация. Развитие организма означает не увеличение количества информации, но увеличение избыточности, т. е. многократное ее повторение [31]. Равен трактует зиготу как канал связи, причем родительские организмы служат источником информации, а вырастающий организм — ее приемником. Развитие сводится к декодированию информации. Равен исходит из возможности абсолютной оценки количества информации в зиготе и организме. В действительности, как показал Аптер [32] (см. также [33, 57]), такая оценка всегда относительна и условна. Тождество генов в клетках организма не означает избыточности. Развитие есть результат взаимодействия различных частей эмбриона, информация содержится не только н хромосомах, но и во всех внутри- и межклеточных взаимоотношениях. Концепции преформизма и эпигенеза в сущности непригодны для описания развития, которое нельзя свести к увеличению или сохранению количества информации. Задача состоит не в таком описании, но в выяснении сущности развития, его физической природы, его атомно-молекулярных основ.

Информационные подходы, оперирующие понятием количества информации, существенны в теоретической биологии и биофизике не потому, что они решают контроверзу преформизм-эпигенез, в сущности лишенную содержания. Их смысл в другом. Во-первых, перевод биологических концепций на язык теории информации позволяет сделать эти концепции более ясными и строгими и вложить в них новое содержание. Такую работу провел Шмальгаузен, раскрывший некоторые информационные аспекты эволюционной теории [34, 35]. Во-вторых, исследование клетки, организма как сложной саморегулируемой системы требует информационного подхода, поскольку управление, регуляция, осуществляется посредством прямых и обратных информационных потоков. Задача биофизики в этой области состоит в выяснении материальной природы запасания, кодирования, передачи и рецепции информации в живых системах. Проблема генетического кода (см. ниже гл. 9) имеет ясный информационный смысл. Вопросы о количестве генетической информации, кодируемой в молекулах ДНК, о помехоустойчивости кода, о механизмах ре

страница 12
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Молекулярная биофизика" (4.80Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
как правильно читать чертежи по вентиляции
Rhythm CRH239NR63
пректор на прокат
сколько стоят курсы парикмахера в егорьевске

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)