Термодинамические подходы к проблемам биологической эволюции

Термодинамический подход к проблеме эволюции и подход с точки зрения естественного отбора резко отличаются друг от друга и поэтому долгое время эти две теории эволюции практически не соприкасались. Высказывались, правда, (еще основателями термодинамики) самые общие положения относительно роли живых организмов в замедлении скорости деградации солнечной энергии, т.е. замедлении скорости роста энтропии в системе Земля-Солнце (Больцман, 1970; см. также Анри, 1917; Лазарев, 1945; Шамбадаль, 1967; Гельфер, 1973; Брода, 1978).

Больцман (1970) пошел еще дальше, высказав идею, что борьба за существование является борьбой за энтропию, которой можно располагать при переходе энергии от Солнца к холодной Земле (сходную идею развивал Шредингер (1947), правда, не в отношении проблем эволюции). Однако эти общие положения укладывались в рамки дарвинизма и не вносили ничего существенного в теорию биологической эволюции.

Были, конечно, и раньше, и в настоящее время попытки более основательного рассмотрения проблем эволюции с позиций классической термодинамики (Ауэрбах, 1911, 1913; Бауэр, 1935; Viswanadham, 1968; Руденко, 1969; Гладышев, 1977, 1988.1996; Ершов, 1983; Голубев, 1991; Гладышев, Гладышев, 1994), но можно однозначно сказать, что такого рода попытки обречены на неудачу. Дело в том, что классическая термодинамика, как отмечалось, - это термодинамика равновесных или в лучшем случае квазиравновесных изменений системы, как правило, изолированной системы. Живые организмы являются не только системами, далекими от равновесия, но и открытыми, организованными системами. Нельзя сказать, что к ним не применимы понятия, выработанные в классической термодинамике. Просто они не играют той роли, которую они играют при рассмотрении равновесных процессов и уж, конечно, не могут быть адекватно использованы при изучении таких сильно неравновесных явлений, как биологическая эволюция или эволюция биосферы.


В последние годы, как уже отмечалось, для понимания закономерностей и направленности биологической эволюции многие биологи и физики стали возлагать особые надежды на термодинамику неравновесных процессов и теорию информации (Коноплев, Зотин, 1975; Коноплев и др., 1975; Зотин, Коноплев, 1975, 1976; Николис, Пригожин, 1979; Wicken, 1979-1987; Зотин, 1979, 1984; Saunders, Но, 1981; Cracraft.1982; Зотин, Криволуцкий, 1982; Wiley, Brooks, 1982; Brooks, 1984, 1986; Brooks, Wiley, 1984, 1988; Моисеев, 1987; Leuschner, 1989; Зотин и др., 1990; Zotin, 1990; Старобогатов, Левченко, 1993; Хазен, 1993, 1996; Зотин, Зотин, 1995; Zotin, Zotin, 1996; Swensen, 1997). Можно надеяться, поэтому, что теорию морфо-физиологического прогресса, т.е. теорию прогрессивной эволюции, включающую в себя механизмы макроэволюции, можно создать, опираясь на положения термодинамики неравновесных процессов (чему, фактически, и посвящена настоящая книга).