ПРЕДБИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ, СООТНОШЕНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ И СЛУЧАЙНОСТИ. ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИОННОГО КАТАЛИЗА

элементарная открытая каталитическая система(ЭОКС), модель эволюционного катализа, разработанная А.П.Руденко – является на сегодня теоретически наиболее совершенной. «Она решает в комплексе вопросы о движущих силах и механизме эволюционного процесса, т.е. о законах химической эволю-ции, об отборе элементов и структур и их причинной обусловленно-сти, о высоте химической организации и иерархии химических систем как следствии эволюции.

Более детальное представление о направленности и содержании ступеней предбиологической эволюции дает определение ряда от-носительных пределов саморазвития ЭОКС и конкретных физико-химических форм их преодоления. Это имеет следующий смысл. Крупным изменениям природы ЭОКС предшествует перебор возмож-ных вариантов их состава и структуры, относящихся к одной и той же качественной определенности системы. Среди них имеется вариант, обеспечивающий наибольшую по сравнению с другими вариантами интенсивность базисной реакции. С его появлением эволюционный рост ее интенсивности приостанавливается до тех пор, пока не про-изойдет смена качественной определенности системы, открывающая следующий «пакет» подлежащих перебору вариантов. Ясно, что опре-делить конкретный характер вызывающего эту смену эволюционного изменения, которое обязательно будет поддержано отбором, легче, чем фактический порядок ведущего к нему перебора вариантов. В тео-рии А.П.Руденко установлены два вида пределов саморазвития ЭОКС – вероятностные и кинетические. Вероятностные пределы являются внутренними и определя-ются числом потенциально возможных необратимых изменений кон-ституционной сферы и механизма базисной реакции в данных кон-кретных условиях. Такой предел имеет эволюция неорганических ЭОКС, он преодолевается включением в систему компонентов орга-нической природы, имеющих практически неограниченное число воз-можных изменений и вариантов. Если условно исключить из этих ва-риантов катализаторы белковой природы, можно говорить о наличии вероятностного предела и в эволюции органических ОЭКС, который преодолевается синтезом первых белковых катализаторов, превра-щающим их в «биохимические» ОЭКС.

Кинетические пределы отличаются от вероятностных преде-лов тем, что факторы, приостанавливающие эволюционный рост абсо-лютной каталитической активности, являются внешними для ЭОКС и их действие не может быть преодолено, как в случае вероятностных пределов, изменением физико-химического механизма самой базисной реакции. Первым из них является температурный кинетический предел. Его смысл в том, что скорость базисной реакции не может быть больше скорости диффузионного притока в систему исходных веществ, а она зависит от температуры. Когда скорость базисной ре-акции станет равной скорости диффузии ее исходных веществ при данной температуре, никакие изменения механизма самой реакции уже не смогут поднять ее скорость. Постоянство температуры – усло-вие саморазвития ЭОКС, и она не должна быть настолько низкой, что-бы температурный предел достигался раньше, чем ЭОКС станут «био-химическими». В этом случае его преодоление при неизменности механизма базисной реакции все же оказывается возможным за счет появления функции роста массыоднородного по каталитическим свойствам тела ЭОКС. С ее появлением в системе начинают одновременно проходить не один, а несколько полных циклов каталитиче-ских превращений веществ базисной реакции, и эволюция идет в на-правлении увеличения их числа – только так может продолжаться те-перь рост эволюционных параметров ЭОКС. Это аналогично, например, повышению мощности электрической батареи путем добав-ления новых секций.

Рост ЭОКС не может, однако, совершаться неограниченно, он имеет концентрационный кинетический предел. Этот предел связан с исчерпанием ресурсов веществ базисной реакции в ближайшем ок-ружении ЭОКС, когда дальнейшее увеличение объема системы при росте числа одновременно совершаемых циклов каталитических пре-вращений веществ базисной реакции не обеспечивает образования но-вых зон поглощения этих веществ на поверхности каталитической системы. Количество вещества, поступающего в ее объем, зависит от температуры среды, которая определяет скорость диффузии, и кон-центрации этого вещества (от нее зависит масса вещества, которая при данной температуре проходит за единицу времени через единицу ограничивающей объем поверхности). Поскольку увеличение поверх-ности шара, которому можно уподобить растущую каталитическую систему, отстает от роста его объема, концентрация веществ базисной реакции в среде оказывается фактором, ограничивающим этот рост.

содержание .. 19 20 21 22