Fiintele vii - simple mecanisme 'Fiintele sunt obiecte stranii' afirma J.Monod. Existenta lor sfideaza unele principii fundamentale ale fizicii moderne, si anume principiul entropiei postulat de cea de a doua lege a termodinamicii. L. Prigogine - laureat al premiului Nobel pe anul 1977 pentru studiul termodinamicii sistemelor vii - este de parere in acest sens ca, in esenta, viata poate fi dedusa din legile termodinamicii si ale mecanicii statice, dar nu in totalitate. inchide-rea vietii intre cei doi poli - necesitate si hazard - devenite paradigme ale stiintelor moderne, ar fi o incercare de aplicare rigida a legilor fizicii in campul biologiei. Pentru a face inteleasa dificultatea de a deduce proprietatile biologice din legile fizicii, Prigogine exemplifica sugestiv: 'Daca s-ar studia molecula relativ complexa a benzenului prin mecanica cuantica pl 727b12h ecand de la ecuatia lui Schrodinger, atunci, pentru a deduce proprietatile benzenului, cea mai perfectionata masina de calcul existenta ar avea nevoie de un timp ce ar depasi varsta Universului'.
Biosisteme Intreaga materie este organizata pe sisteme. Notiunea de sistem a fost introdusa de L. Beratalanffy, care defineste sistemul ca un ansamblu de elemente legate intre ele si aflate in interactiune. Din interactiunea partilor sistemului rezulta proprietati care reprezinta mai mult decat suma lor. Noua calitate a sistemului este obtinuta deci prin integrarea si nu prin insumarea fiecarui element din sistem. Cu studiul acestor proprietati emergente, diferite de suma partilor unui sistem, se ocupa in prezent sinergetica.
Se disting: sisteme izolate, care nu fac nici un schimb cu exteriorul sau efectueaza unul foarte redus; sisteme inchise, care fac cu mediul doar schimb de energie, si sisteme deschise, care intretin cu mediul inconjurator un permanent schimb de substanta, energie si informatie.
Toate sistemele vii sunt sisteme deschise. Celula, molecula, organismul, sunt exemple de biosisteme. Orice fiinta reprezinta deci un sistem format dintr-o serie de subsisteme si cuprinsa la randu-i in alte sisteme mai mari - biosfera, Universul. intre toate aceste sisteme exista legaturi permanente cu dublu sens - atat intre subsistemele din structura unui organism, cit si intre organism si suprasistemele in care se incadreaza. Aceste legaturi intra si intersistemice au fost numite de V. Sahleanu legaturi de tip informational. intreaga viata, vom detalia mai tarziu, se bazeaza pe aceste legaturi de tip informational, inclusiv integrarea ei in marea ordine, in marele sistem pe care il numim Univers.
Viata = negentropie. Cand se vorbeste astazi de fenomenul vietii se face adesea referire la cel de-al doilea principiu al termodinamicii, in ideea de a se sublinia diferenta dintre un sistem viu si unul fizic, anorganic, Principiul postuleaza ca orice sistem macroscopic nu poate evolua decat spre degradarea ordinii ce il caracterizeaza. In alti termeni, daca universul s-ar afla la temperatura de zero grade absolut (-273 oC), atunci ar fi inghetat, iar atomii si moleculele nu s-ar mai afla intr-o continua agitatie termica. Dar cum aceasta temperatura nu a fost atinsa, datorita energiei termice, atomii si moleculele oricarui sistem au tendinta sa se disperseze in spatiu, deci sa se dezintegreze ca sistem coerent, stabil, tinzand spre dezordine. Marimea acestei dezordini a fost numita entropie. Sistemele biologice sunt in general sisteme deschise care se opun dezintegrarii, dezordinii. Entropia lor va fi asadar negativa, de unde si denumi-rea de negentropie data de Schrodinger. Se deosebesc astfel de toate sistemele fizice, carora le este caracteristica entropia pozitiva.
Viata reprezinta o ordine intr-un univers entropic. Fiecare clipa din existenta noastra este o victorie impotriva factorilor ce tind neincetat sa ne dezintegreze. Aceasta ordine in dezordine, adica integritatea sistemelor biologice, este mentinuta prin aport si schimb de substanta, energie fi informatie cu mediul ambiant si cosmic. In functie de informatiile continute in codul genetic, reprezentat prin ADN-ul din celule, ceea ce importam din afara noastra ia destinatii structural-functionale sau consumptive, indeplinind miracolul pe care il numim viata.
Viata = o oscilatie in jurul unui punct de echilibru. Fiind sisteme deschise in care se petrec permanente schimburi de materie si energie cu exteriorul, structurile vii nu se pot afla intr-un echilibru stabil. Ele 'risipesc' in permanenta materia si energia - motiv care 1-a determinat pe I. Prigogine sa le numeasca 'structuri disipative". In ciuda a ceea ce s-ar putea sugera prin crearea termenului de 'constante interne', organismele vii nu sunt niciodata intr-un echilibru static, ci dinamic. Astfel, am putea defini viata ca o continua oscilatie in jurul unui punct de echilibru. In aceasta rezida diferenta dintre o pasare si copia ei sculptata - una ne apare intr-o continua schimbare, iar alta statica (la scara timpului in care o putem observa). Mentinerea functionalitatii intr-un echilibru continuu adaptat necesitatilor de moment ca si in perspectiva ale organismului se realizeaza prin procese de autoreglare la baza carora stau conexiuni inverse (feedback). Prin aceste posibilitati de autoreglare, antientropice, sistemele vii se deosebesc de cele fizice, unde sensul de scurgere este univoc entropic.
Viata = prelucrare de informatii de informatii. Definirea mecanismelor de autoreglare (feedback) de catre Wiener, Rosenblueth si Stefan Odobleja, considerati astazi ca fondatori ai ciberneticii, a determinat noi orientari in biologia moderna. 'La inceputul secolului, ne spune Jacob, organismul cheltuia forta vitala La sfarsitul secolului, organismul consuma energie'. Iar astazi, am adauga noi, prelucreaza informatie. Destinul acestui organism este functie de o multitudine de factori dintre care amintim repetarea conditiilor de mediu prevazute in memoria speciei, durata vietii, inscrisa in codul genetic, capacitatea de orientare in functie de informatiile provenite din mediul ambiant ca si din propriul sau sistem.
Nu putem concepe viata ca fiind posibila la orice nivel de organizare, inclusiv monocelular, fara ca biosistemul sa dispuna de capacitatea de a sesiza mediul, adica de a emite, a primi si a prelucra informatie. Orice fiinta lipsita de posibilitatea de a percepe mediul este sortita pieirii. Daca urmarim lantul evolutiv al biosistemelor constatam ca pe masura derularii sale, a cresterii complexitatii de organizare, are loc o amplificare a capacitatii de prelucrare a in-formatiei. Cu cit organizarea sistemului este mai complexa, cu atat structurile capabile sa prelucreze informatie sunt mai evoluate, una implicand in mod necesar pe cealalta.
O data cu dezvoltarea capacitatii de prelucrare a informatiei cresc si posibilitatile de adaptare ale fiintei, de realizare optimala a functionalitatii sale, crescand in acelasi timp autonomia sa fata de mediu. Daca rationam din acest punct de vedere. Atunci intreaga evolutie a viului ne apare ca o evolutie in primul rand a capacitatii sale de informare, o evolutie care inscrie deci in sine, in mod implicit, tendinta spre libertate a fiintei din robia mediului. Omul dispune in existenta sa de cel mai mare grad de libertate; dreptul de a si-1 pastra si intre semeni este inscris, asadar, si in evolutia sa ca o conditie a vietii.
Deoarece o mare parte a acestor randuri este destinata sa releve, dintr-un unghi mai putin comentat in literatura stiintifica, circulatia informatiei in lumea vie, vom incerca sa definim mai intai notiunea de informatie in biologie, asa cum este inteleasa astazi.
|
