Химическая лаборатория океана-—как живая клетка
Мы. неоднократно проводили аналогию между сеаном и биологической клеткой и живым организмом — го сравнение нельзя принимать как вульгарное, утри — занное — «научно-популяризаторское»: в серьезной
іучной литературе океан действительно сравнивается
с гигантской метаболической клеткой, в которой отрг гулированы не только температурный режим, поток! перенос веществ, но и химический состав. Океан ра< сматривается не только как термостат, но и как хемс стат, т. е. система, строго авторегулирующая сво химический состав. Но лучше, конечно, было бы обо£ щить это и говорить в целом о гомеостате — систем авторегулирования всех «параметров» самой различно природы: гидромеханических, физических, физико-хймр ческих, химических, биохимических, биологических ( возможно, геохимических и геологических) — той чре: вычайно сложной системе, которая создает и сохраняе индивидуальность объекта: клетки, организма ил
океана. И если мы сравниваем океан с клеткой (или организмом), а »е наоборот, то это только потому, чті во-первых, в настоящее время интимные регулирующи механизмы клетки изучены гораздо лучше и, во-вторы: клетка, в отличие от океана, — уже признанный объев пристального внимания кибернетики. ‘
Однако рассмотреть гомеостат в целом — всю сі стему механизмов и объектов регулирования в совокут ности — пока непосильная, хотя и очень интересная важная задача. Это проблема будущего, можно ні деяться, ближайшего. Даже при изучении клетки организма многие процессы и явления пока еще ра> сматриваются раздельно, например процессы перенос веществ через мембраны и регулирование ферментати: ных реакций в клетке, система кровообращения, теплі регулирование и реакции обмена веществ в организм Мы тоже поэтому отдельно рассмотрели систему per лирования гидромеханических и физических параме ров, в этой главе рассмотрели хемостат, а дальше — биостат. Мы старались при этом все же не упускать і виду, а где удастся, и показать их взаимосвязь. На пр: мере воды мы показали, что всякая, даже чрезвычаш сложная система —это лишь подсистема еще болі сложной, охватывающей ее системы. Такая сложная с стема, как клетка, — не что иное, как подсистема орг; низованной совокупности клеток: популяции или мног клеточного организма. Океан также можно принять к; подсистему, не замкнутую в себе, но активно связа ную с охватывающей ее совокупностью — биосферо В этом отношении интересны и показательны были ка
іонатная система, pH-стат, пирамида масс с участием элемента жизни» — углерода, устойчивость которых юддерживается как гидродинамическими и физически — 1И процессами, а также геохимическими на границах >аздела: океан — атмосфера, океан — дно, океан — суша і в самом океане, так и хемостазом, биохемостазом и эиостазом.
Мы не рассматривали то, что так же, как клетка їли организм для того, чтобы поддержать свою жизнь, ютребляют из окружающей среды и выделяют в нее многообразные химические-вещества, твердые, жидкие, газообразные (то, что мы называем внешним метаболизмом), океан осуществляет приличествующий его масштабам гигантский обмен химическими веществами с окружающей его средой. Мы могли бы поразить цифрами, записанными в меню океана, или наоборот, обсудить тонкости, даже формальные, но приводящие к парадоксальным заключениям, например, такого типа. Говоря об организме и об обмене газообразными, жидкими и твердыми веществами, привычно будет услышать слова: животное дышит, животное ест; клетка дышит — привычно, но клетка ест — уже непривычно, говорят — потребляет, утилизирует, аккумулирует и т. п. Если пойти дальше и говорить об океане, то одинаково непривычно будет услышать и «океан дышит», и «океан ест». Но в последнее время даже в серьезной научной литературе, имея в виду обмен океана с атмосферой, осторожно, но все же говорят: «солевое дыхание океана». Так может быть, все различие и все дело только в нашей привычке, в преходящем, а суть одна? Мы могли бы привлечь на помощь теорию информации и показать, что океанические системы тоже должны обладать памятью, И даже рассчитать ее емкость, а потом сопоставить с биологическими системами. Мы не стали привлекать внимание к поражающим воображение цифрам, к сенсационным выводам, а постарались показать эту единую суть. ‘ , .
Мы увидели, что наряду с энтропийными тенденциями, стремлением к рассеянию и хаосу, химическая океаническая система, начиная с ее основы — воды, проявляет стремление к упорядоченности, имеет механизмы, “способные поддержать эту упорядоченность на протяжении длительного времени, И если биологов
поражает, «почему хаотизированная и открытая сред: породила столь сложные машины»’, как клетка и орга низмы, то морской химик скорее поразился бы, если бі эта океаническая среда не оказалась бы способно! породить сложные машины. 4 . ■
■ Задавшись вопросом, из-за чего упорядоченный хи мический облик океана не рушится со временем гигант ским вихрем обмена веществ внутри и вне системы, каї того требуют всесильные законы термодинамики, мь пришли к выводу, что именно из-за этого гигантског* вихря обмена веществ. Благодаря ему и благодаря об мену энергией океан, как и клетка, способен затратиті работу, необходимую, чтобы поддержать свою химиче скую «жизнь» — термодинамически неравновесное со стояние, менее вероятное, менее устойчивое, чем равно’ весное состояние, которым для него, как и для клетки является химическая «смерть». ‘
:Единая суть, важнейшее обстоятельство, объединяющее и клетку, и организм, и Океан, заключается в том, что все это —единые упорядоченные открытые динамические системы.
. 1 Николаев Л. А, Основы физической химии биологически?
процессов. М., «Высш. школа», 1971, с. 66. ■ "