7. Процессы самоорганизации (гл. VIII)

Характерной чертой живых организмов является непрекращающийся процесс структурообразования – процесс самоорганизации. Способность к самовоспроизведению молекул, входящих в состав организма, в течение длительного времени, а также способность к размножению составляют главные признаки всего живого. Живой организм, как носитель генетической информации, приспосабливается к изменяющимся внешним условиям, обновляет информацию, используя для этого энергию внешней окружающей среды. Поэтому генетическая информация переходит из поколения в поколение со значительно меньшими изменениями, чем информация записей на древних памятниках цивилизации.

Процессы структурообразования и воспроизводства связаны с реакциями матричного синтеза, которые характерны только для живых организмов и отсутствуют в неживой природе. Роль матрицы в клетке выполняют макромолекулы нуклеиновых кислот ДНК и РНК. К реакциям матричного типа относится синтез и-РНК (информационной рибонуклеиновой кислоты), когда роль матрицы играет молекула ДНК, а также процесс удвоения ДНК.

С точки зрения структуры биологический организм – упорядоченная система, находящаяся в конденсированном состоянии, но лишенная периодичности в расположении клеток, молекул и атомов. В ограниченном понимании процессов самоорганизации, только как образования упорядоченных структур из атомов, эти процессы не являются уникальным свойством биологических систем, а могут, хотя и в значительно более простых формах, иметь место в обычных конденсированных средах.

8. Автоволновые процессы (гл. IX)

В неравновесных открытых системах, в том числе и в живой материи, могут существовать стационарные и нестационарные типы упорядочения. Стационарные упорядоченные структуры, которые бельгийский физик Илья Романович Пригожин (Нобелевская премия 1977 г.) предложил назвать диссипативными, в отличие от равновесных упорядоченных структур, например кристаллов, образуются и сохраняются исключительно благодаря потоку энергии, проходящему через систему.

Нестационарные упорядоченные структуры, возникающие в результате автоколебаний или автоволн в пространственно распределенных системах, могут наблюдаться в активных (возбудимых) средах, к которым относится живая материя. В каждом микрообъеме активной среды запасена, может расходоваться и восстанавливаться энергия. При этом каждый отдельный элемент среды может находиться в одном из трех качественно различных энергетических состояний: покоя, возбуждения и рефрактерности (от англ. refractory – невосприимчивый, невозбудимый).

Автоволны играют особо важную роль в жизнедеятельности биологических организмов.