0123

wraz ze zdegradowanymi produktami przemiany materii i zdegradowaną energią (w postaci ciepła). Wymieniona z otoczeniem entropia dS¹,, jest ujemna: cLS_e — jdiS'| — |dS''! < 0, bowiem jd£_e| < |dS”|. Równocześnie w ustroju zachodzą procesy nieodwracalne tworzące entropię dS_t. W organizmie dojrzałym, nie zmieniającym swej biomasy, szybkość tworze-

d S,

nia się entropii jest równa szybkości jej oddawania — =

dr

nie zmienia się w czasie:

dó’_or

dS_e

~dt

. Entropia organizmu

0, S_arg = const, ustrój znajduje się w stanic stacjo

narnym (ryc. 6.2). W okresie rozwoju, kiedy ustrój zwiększa swoją biomasę, znajduje się on poza stanem stacjonarnym. Szybsze tworzenie się entropii prowokuje (poprzez procesy

sprzężone) jeszcze szybsze ..wydalanie”

<iSj

entropii tak, że — = dr

d t

i entropia organizmu

maleje (w przeliczeniu na jednostkę masy). Jest to stan przejściowy. Zgodnie z termodynamiką procesów nieodwracalnych, szybkość tworzenia się entropii układu nie będącego w stanie stacjonarnym może się tylko zmniejszać aż do uzyskania wartości minimalnej (w układzie zamkniętym zero), gdy stan stacjonarny zostanie osiągnięty. W dojrzewającym organizmie szybkość tworzenia się entropii maleje, zmniejsza sic także szybkość ubywania entropii do otoczenia aż w stanie dojrza-

Otoczenle

Ryc. 6.2. Model organizmu żywego w stanie stacjonarnym. Lntropia wymieniona w jednostce czasu z otocze-

d S_t,    d S'_e'    dS’_e

niem -= —----—

d/ dr dr

jesi równa entropii wytworzonej w jednostce czasu w dS, dr

łym ustala się stan stacjonarny, kiedy

dS,

d7

d Se

d t

organizmie -

Warto jeszcze zwrócić uwagę, że stan stacjonarny cechuje pewna autostabilność. Jeżeli stan stacjonarny zostanie zakłócony przez zmianę poziomu któregoś z bodźców wtórnych (wymuszonych przepływami sprzężonymi), w układzie zajdą zmiany przeciwstawiające się czynnikom zakłócającym. Każde zakłócenie stanu stacjonarnego powoduje wzrost szybkości tworzenia się entropii. W układzie zachodzą wtedy takie zmiany, które zmniejszają źródła entropii i przywracają stan stacjonarny. Szybkość tworzenia entropii uzyskuje wtedy ponownie wartość minimalną.

Należy jeszcze podkreślić, że zmniejszanie się entropii jednostki masy organizmu w czasie rozwoju, jak i utrzymanie jej na stałym poziomic w stanie dojrzałym, jest okupione wzrostem entropii otoczenia. Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki, entropia „całej przyrody

rośnie. A.S_przyro(jy Aż>_organj_zmu

A.S-

> 0. Procesy życiowe, jak wszelkie inne pro

cesy, zwiększają entropię przyrody.

Zamiast podsumowania zakończmy ten rozdział cytatem Schródingera, znanego twórcy mechaniki falowej z jego pięknej książki „What is Life”?*. „Każdy proces, każde zjawisko, każde zdarzenie, nazwijcie to jak chcecie — krótko mówiąc wszystko co się dzieje w przyrodzie oznacza wzrost entropii w tej części świata, gdzie to się dzieje, także żyjący organizm nieprzerwanie powiększa swoją entropię — albo innymi słowy, produkuje on do

li. Schródinger, What is Life? New York 1945, Cambridge Univ. Press.

130