Во вводной части [3] были сформулированы наиболее существенные на сегодня по мнению автора проблемы, стоящие перед биофизикой и биологией в целом. На решение задач, вытекающих из перечисленных проблем и направлена данная работа, состоящая из ряда статей [3 - 10], объединённых единым взглядом на существо проблем. В основу методологии решения задач положен синтез биологии и динамики эволюции неравновесных диссипативных сред.

Главной задачей данной работы было показать эволюционное единство макромира, от неживой материи до ноосферы. Показать, что последовательное становление во времени принципиально различных состояний материи - неживая материя, живая материя, ноосфера, обусловлено едиными закономерностями, свойственными неравновесным многомолекулярным системам. Неравновесность, при определённых условиях, является источником движущих сил и кооперативных движений, обеспечивающих формирование диссипативных структур Пригожина и их последовательное эволюционное развитие. Основу разнообразных диссипативных структур составляют векторные потоки энергии, в развитие учения о которых решающий вклад внесли Умов и Власов. [1].

В корпускулярной по своему строению природе существуют два типа макроструктур.

1). Статические структуры - структуры формируемые силами притяжения, например кристаллы, жидкости. В статическом состоянии они уравновешиваются или возникающими силами отталкивания или инерции. Для статических структур обмен с окружающей средой не имеет принципиального значения.

2). Диссипативные структуры - структуры формирующиеся кооперативными потоками энергии, возникающими благодаря неравновесности и позволяющими преодолевать диссипативный порог среды. Для этого типа структур обмен с окружающей средой имеет решающее значение, а совокупность кооперативных потоков энергии и обмен с окружающей средой создают условия для эволюционных закономерностей развития во времени диссипативных структур. Локализацию в пространстве и формирование условий для преодоления диссипативной структурой диссипативного порога, а так же обмен с окружающей средой обеспечивают статические структуры диссипативной структуры.

Теория диссипативных структур в применении к биологии с одной стороны является составной частью, разделом биофизики, объясняющим возникновение движущих сил и энергии живого, физиологию организма и его систем. С другой, в вопросах эволюции живых структур и их систем, играет самостоятельную роль, объясняет многообразие живой природы, опираясь на биофизику и биохимию.

Диссипативные структуры охватывают весь биологический мир от прокариот до социума и играют решающую роль в процессах эволюции. При этом закономерности свойственные диссипативным структурам позволили по новому взглянуть и объяснить многие наблюдаемые закономерности живой природы и ответить на вопросы сформулированные во вводной части. [3].

1). Направление эволюционного развития в диссипативной системе определяется соотношением между мощностью производства векторных кооперативных потоков энергии и мощностью процессов диссипации векторных кооперативных потоков энергии. Для формирования диссипативных структур, для возникновения жизни и последующего эволюционного развития необходимо превосходство производства кооперативной энергии над её диссипацией. В противном случае процесс движется к состоянию равновесия, характеризующегося максимумом энтропии. Физиологическая активность живой материи и признаки живого проявляются благодаря тому, что живые организмы являются диссипативными структурами со свойственными им векторными потоками энергии и диссипативным порогом. При этом биологические диссипативные структуры формируются в среде биохимических водных растворов с присущими им закономерностями биохимии, термо и гидродинамики и при наложении внешних условий окружающей среды.

2). Митохондрии выполняют более сложные функции чем принято считать. Наряду с производством АТФ, они производят и кооперативные гидродинамические потоки, обеспечивающие внутриклеточное движение, а их морфология обеспечивает простой обмен между матриксом и протоплазмой через двойные поры.

3). Кооперативные потоки энергии, возникающие в клетке по законам диссипативных структур, формируют ядрышко в котором происходит считывание генетической информации с определённого отрезка ДНК. Положение ядрышка на ДНК обеспечивается диссипативным порогом. Изменение диссипативного порога, изменяет мощность потоков энергии и положение ядрышка, что сопровождается изменением метаболической программы. Последовательность положений ядрышка на генетическом материале закрепилась в процессе эволюции и приводит в процессе роста к конечному морфологическому состоянию организма, реализуется фенотип. В законе Бэра отражено сходство диссипативных порогов различных организмов на ранних этапах роста, что указывает на единство эволюционного развития.

4). Строгую последовательность, пространственное структурирование и взаимную согласованность метаболических процессов в клетке обеспечивает принцип компартментации внутри клеточного пространства развитым эндоплазматическим ретикулумом. При этом нужно говорить не только о компартментации внутри клеточного пространства, но и о компартментации потоков гиалоплазмы. Это и обеспечивает функционирование внутриклеточного сборочного конвейера.

5). Природа старения связана с ростом диссипативного порога. В состоянии, когда величина диссипативного порога достигает предельного уровня, диссипативная структура разрушается, наступает смерть. Животные долгожители постоянно растут, что относительно снижает их диссипативный порог. При раннем старении (прогерии), напротив, наблюдается быстрый рост диссипативного порога. Понимание закономерностей диссипативных структур в процессах старения, открывает новые возможности перед медициной. Просматривается принципиальная возможность увеличения предельного возраста живых организмов, в первую очередь разумеется человека.

6). Жидкокристаллическая среда биологических мембран идеальна для возникновения фононных потоков энергии. В возникновении кооперативных фононных потоков и заключается явление возбудимости. Потенциал действия, который сегодня трактуется как нервный импульс, есть следствие прохождения фононного потока по биологической мембране. Не возбудимых мембран нет, есть мембраны в которых не формируется потенциал действия. Идея фононной природы нервного импульса принадлежит Семёнову С.Н.

7). Природа высокой эффективности мышечной клетки объясняется тем, что биологическая природа использует принципиально другой способ преобразования тепла в работу нежели технические устройства. Жизнь зародилась в воде и здесь не возможны процессы расширения, как в тепловых машинах, при которых необходимо производить работу против сил гравитации. Понимание природы эффективности биологического способа преобразования тепла в работу открывает новые технологические возможности для энергетики.

8). Снижение температуры среды внутри термобактерий до уровня исключающего денатурацию белка, обеспечивается превышением мощности эндотермических реакций синтеза над экзотермическими реакциями распада. К этому привела одна из ветвей эволюционного развития живого в процессе приспособления к условиям среды.

В неживой природе диссипативные структуры функционируют с ростом энтропии. В живой природе возникли (как частный случай) диссипативные структуры (термофилы) понижающие энтропию системы. В ноосфере возможны, как продукт разума, стабильно и непрерывно работающие диссипативные структуры, преобразующие хаос (энергию теплового резервуара) в порядок (в кооперативные потоки кинетической энергии). [2].

9). Движение питательных растворов по ксилеме против сил гравитации имеет не биологическую природу. Силы и энергии для этого движения связаны с неравновесностью физических полей. Наглядным примером этого утверждения служит истечение раствора ксилемы из косого среза карагача даже при климатических условиях исключающих транспирацию.

10). Единство мира диссипативных структур от неживой природы до ноосферы обеспечивается кооперативными потоками энергии, возникающими по причине неравновесности за диссипативным порогом. Именно векторные кооперативные потоки энергии решают главную задачу биологии (биологических диссипативных структур) - обеспечение эволюционного развития от диссипативных структур неживой природы к диссипативным структурам ноосферы (к разуму). Единство закономерностей качественно различных диссипативных структур - причина непрерывного эволюционного перехода от неживой природы к ноосфере.

Переход к обще планетарной социальной диссипативной структуре, который наблюдается в наше время, осуществим по двум возможным вариантам.

а) Силы создавшие неустойчивое равновесие ([10, Рис. 2]), идя на компромиссы, формируют новый договор (приемлемое всеми международное право, мировую систему власти). Этот вариант обеспечивает относительно спокойный переход к новому состоянию.

б) Перенапряжение противоборствующих сил, создаёт крайне неустойчивое состояние, при котором деструктивные силы могут столкнуть человечество в зону потрясений ([10, Рис. 1]). Выход из этого состояния к неизбежной новой обще планетарной социальной структуре будет долгим и мучительным.

Какой из вариантов развития а) или б) реализуется в решающей степени зависит от мировых элит. От соответствия этих элит состоянию ноосферного единства или в них превалируют рудименты внутривидовой борьбы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Власов В.В. Основы векторной энергетики. М.: “Буркин”. 1999г., 124с.

2. Косарев А.В. Динамика эволюции неравновесных диссипативных сред. Издание второе, переработанное и дополненное. - Из-во: LAP LAMBERT Academic Publishing, г. Саарбрюккен, Германия, 2013г., 354с.

3. Косарев А.В. Движущие силы и энергетические потоки диссипативных структур живой природы. Вводная часть. // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.23797, 05.10.2017.

Режим доступа: http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001f/3432-ks.pdf

4. Косарев А.В. Движущие силы и энергетические потоки диссипативных структур неживой природы. (Основные положение динамики эволюции неравновесных диссипативных сред). // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.23812, 11.10.2017. Режим доступа:

http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001f/3440-ks.pdf

5. Косарев А.В. Движущие силы и энергетические потоки на клеточном уровне. // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567,публ.23822, 13.10.2017

Режим доступа: http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001f/3445-ks.pdf

6. Косарев А.В. Динамика онто и филогенеза. // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.23845, 18.10.2017

Режим доступа: http://www.trinitas.ru/rus/doc/0235/002a/2168-ks.pdf

7. Косарев А.В. Природа возбудимости и нервный импульс. // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.23871, 24.10.2017

Режим доступа: http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001f/3458-ks.pdf

8. Косарев А.В. Механизм мышечного сокращения в свете динамики эволюции. // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567,публ.23879, 26.10.2017

Режим доступа: http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001f/3464-ks.pdf

9. Косарев А.В. Противоречие между классической термодинамикой и экспериментальной биологией. // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.23904, 01.11.2017

Режим доступа: http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001f/3472-ks.pdf

10. Косарев А.В. Антропный принцип и ноосфера. // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.23907, 02.11.2017

Режим доступа: http://www.trinitas.ru/rus/doc/0016/001f/3475-ks.pdf