Страница 6 из 14
С Солнцем – источником энергии – понятно. Растения питаются или, если хотите, заряжаются ею. Каждый зелёный листочек улавливает солнечное излучение, благодаря которому в нем идут биохимические реакции, именуемые жизнью. С помощью энергии Солнца растение из воздуха и минеральных веществ, всасываемых корнями, строит себя. Минеральные вещества в почве – простые. Растение усложняет их под действием солнечной энергии, превращая, условно говоря, грунт в древесину и зелёную массу, то есть в живую ткань. Дерево по особой программе делает из неживого живое – себя – тратя на это энергию солнечного излучения.
Растениями питаются травоядные животные, пользуясь этой энергией, преобразованной в живую ткань. Травоядных, в свою очередь, пожирают хищники, пользуясь их живой тканью, как «солнечными консервами». И в самом деле, зачем медленно преобразовывать солнечный свет и неорганику (простые вещества) в зелёную массу и прочую морковку? Зачем, как это делают травоядные, преобразовывать траву в мясо своего тела, если можно сразу съесть мясо и облегчить себе жизнь? Хитрые хищники так и поступают – едят готовое мясо, чтобы из чужого организма строить свой. Но чем они, по сути, питаются? Они поглощают организацию вещества, сделанную до них. Пожирают сложность, деструкция, то есть разрушение которой высвобождает много запасённой энергии. На ней-то хищники и работают. Ловко устроились! Поэтому, кстати, у хищников, в отличие от травоядных, кишечник короткий – им не нужно дополнительное время на переваривание и преобразование травы в мясо, они едят уже готовое мясо.
Все жрут друг друга – вот так, в общих чертах, устроена биосфера, то есть живая оболочка нашей планеты.
(Помимо биосферы, есть ещё гидросфера Земли – её моря и океаны. Есть литосфера – суша. Есть атмосфера – газовая оболочка, воздух, которым мы дышим. И есть техносфера – искусственная среда, построенная людьми, в которой мы обитаем, как разумный вид. Это я вас на всякий случай информирую).
А теперь перенесёмся обратно в кухню, где на столе стоит наша кастрюля и, оказывается, не является замкнутой системой, хотя и прикидывалась. Давайте поставим ее на огонь! Включим газ и будем нагревать чертову посудину.
В этой ситуации система уже совершенно явно стала незамкнутой. Мы буквально силком закачиваем в систему кастрюля – вода энергию в виде тепла. Система откровенно открытая! И довольно простенькая, честно говоря. И что же мы видим даже в такой простой системе, где особо и меняться-то нечему, при активном нагнетании в эту систему энергии извне?
Там образуются активные, пусть и неживые, движущиеся структуры – кольцевые течения, которых раньше не было! Они называются конвекционными ячейками. В них циркулирует нагретая вода – сначала, поднимаясь, нагретые потоки воды отдают тепло в атмосферу в виде пара и таким образом охлаждаются, а затем снова уходят вниз греться. Так «живут» эти образования, так они рассеивают полученную тепловую энергию (рассеивание энергии называется диссипацией). Часть поступившей в кастрюлю энергии эти конвекционные ячейки сбрасывают (диссипируют) в окружающую среду, а часть тратят на себя, своё существование, свою работу. Они же ведь действуют, «живут», крутятся!
Рис. 7. Для простоты показаны всего три конвекционные ячейки в кастрюле, то есть три кольцевых потока воды, переносящих наверх поступающее снизу тепло. Научное название этих ячеек, к слову, – ячейки Бенара
По такому же принципу существуют и живые организмы. Разница между настоящей жизнью и «жизнью» ячеек в кастрюле – только в сложности диссипативных структур. Водяные потоки просты, а живая клетка очень сложна, но и она производит и рассеивает тепло в результате своей жизнедеятельности… Кстати, Пригожин, которого я упоминал выше, заметил и доказал одну интересную вещь. Оказывается, если в систему закачивать энергию, в ней образуются не просто новые структуры, но именно такие структуры, которые противятся наступлению хаоса, или, что то же, уменьшают общую энтропию. Другими словами, поступающая в систему энергия не рассеивается тупо в пространстве. Эти образования ее присваивают и тратят с максимальной эффективностью. А рассеивают совсем немного. Жадны до энергии!
На что же тратят эти структуры присваиваемую ими энергию? Да на свою жизнь! На поддержание себя в мире, который каждую секунду стремится их разрушить. Они постоянно, каждую секунду работают, чтобы противостоять второму началу термодинамики, которое стремится уничтожить любую сложность, любую организацию, рассеять информацию и превратить всё в хаос и бессмысленную кучу вещественного мусора.
Так работают ячейки Бенара – если не «кормить» их теплом горящего газа, они распадутся, им просто не на чем будет работать. А если человек перестанет есть и питать свое сложное тело энергией, то тоже умрёт и распадётся. У него не будет энергии на ежесекундную борьбу за свою сложность против уравнительного давления среды, за свою организацию, накопленную информацию, за свою выделенность из среды.
Живые системы находятся в устойчивом неравновесии со средой только до тех пор, пока борются за свою устойчивость – за свою жизнь. Бросили бороться – покатились вниз. А для борьбы нужна энергия. Ее живые системы добывают в этой самой среде, жестоко конкурируя друг с другом за добычу! Поэтому выживает и оставляет потомство лучший, сильнейший, самый приспособленный.
На этих словах мы плавно переходим от физики к биологии, а точнее, к механизму биологической эволюции. Приготовьтесь, пристегните ремни!
…Кстати, исходя из вышеизложенного, вы поняли, почему так важно убирать за собой? Потому что, собирая вещи и организуя в комнате порядок, вы работаете на жизнь. А раскидывая их и оставляя в хаотическом беспорядке, вы играете на смерть, в малых масштабах разрушая мир!
Глава 3. Три источника и три составные части эволюции
Итак. В открытую систему под названием планета Земля попадает куча энергии в виде солнечного излучения. Прекрасно! Греет наше Солнышко планетку! Но каким образом из мусора химических элементов образуется жизнь? Ведь наша аналогия с ураганом на автомобильной свалке всё равно осталась справедливой – ураган, хоть и очень энергичен, всё равно не сможет собрать автомобиль: автомобиль слишком сложен.
Да, не сможет. Но природа и не собирает сразу целую лисицу из грязи. Она работает иначе – движется маленькими шажочками, закрепляя один удачный результат и отбрасывая тысячи неудачных. Она глупая, но у неё в запасе миллионы лет на перебор вариантов.
Разберёмся с механизмом появления структур.
Ячейки Бенара в жидкости устроены просто: поскольку нагретая жидкость легче холодной, при нагреве от дна кастрюли она поднимается вверх, там отдает набранное тепло в атмосферу в виде пара, то есть самых горячих молекул жидкости, которые покидают кастрюлю. После этого чуть охладившаяся жидкость опускается вниз, чтобы опять набраться тепла. Так образуются круговые потоки. А как получается биологическое усложнение в природе? Откуда взялось такое разнообразие видов животных?
Механизм биологической эволюции, то есть изменения живого вещества, состоит из трех частей:
– наследственность;
– изменчивость;
– отбор.
Если эти три штуки есть в системе, значит, можно сказать, что в ней идёт эволюция по Дарвину. Давайте же с каждым из этих пунктов неспешно разберёмся: каждый из них по-своему прекрасен.
Наследственность. «Ты на кого больше похож, на папу или на маму?» – такой вопрос иногда задают взрослые дяди и тети детям. Ребенок обычно отвечает, не задумываясь, а задуматься бы стоило – почему вообще он должен быть на них похож? Он же самостоятельная личность, а не кусок, понимаете ли, мамы или папы!
Так вот, дорогие мои, биология уверенно утверждает: кусок! В том и состоит главная идея природы, что признаки родителей передаются детям. Не просто видовые признаки – две руки, две ноги и голова, – а конкретные детали, присущие родовой линии: нос картошкой, голубые глаза, группа крови, склонность к раннему облысению, музыкальный талант, высокий рост, черты лица и прочее.