Snap12

Pogranicze tycia

fizykochemicznie, a więc. że prawa fizyki okazały się słuszne w stosunku do zjawisk biotycznych^{1 2 3 4 5 6 7}'*. Np. w odniesieniu do struktury wewnętrznej żywej drobiny badania krystalograficzne postawiły nas wobec daleko idących analogii między tymi drobinami a kryształami. Ponadto osiągnięcia cybernetyki w zakresie budowy modeli istot żywych zdają się wskazywać na to, że wymienione wyżej czynności życiowe nie są wyłącznym przywilejem organizmu.

Dla naszych celów podkreślmy w tym miejscu jedynie to, że poznanie specyficznej organizacji żyw'ej materii (biologiczną definicję życia podamy w .VI.) zasadza się na uchwyceniu natury i głównych zasad koordynacji i regulacji części składowych i licznych procesów biologicznych zachodzących w całościowym syslcmie-organizmic. Organizacja materii żywej wyraża się w odpowiednim zróżnicowaniu i zarazem uporządkowaniu tak części względem całości, organów i komórek w organizmie, składników w komórce, struktury i mikrostruktury białek i kwasów nukleinowych, jak przede wszystkim czynności życiowych, a więc regulacja i koordynacja różnorakich procesów i reakcji chemicznych. Organizm żywy jako uorganizowany system otwarty w trakcie wymiany materii i energii z otoczeniem dąży do utrzymania równowagi i wysokiego potencjału energetycznego. Wykazuje entropię ujemną, dążenie do zwiększania ładu i uporządkowania. O tych cechach będzie mowa ni2ej.

2.2.3. Podobieństwa i różnice

Mimo różnorodności strukturalnej materii na poziomic atomowym i subatomowym nie można dziś przeprowadzić granicy między elementami martwymi i żywymi. Nie mamy dostatecznej znajomości procesów wewnątrz-a tom owych w procesach biologicznych. Pewne postępy w tworzeniu biologii kwantowej (P. Jordan, H. Puttce), bioclcktroniki, elektromagnetycznej teorii życia, teorii bioplazmy (A. Szcnt-Gyórgyi, W. Scdlak, W. M. Elsasser)™ nie dostarczyły dotąd podstawy do takiego rozróżnienia. Różnice między ciałem martwym i żywym zarysowują się na wyższym dopiero poziomie, w strukturze i konfiguracji molekuł, makromolekuł i wyższych zespołów; wtedy materia żywa - używając wyrażenia Jordana^ł‘ - wykazuje dążność do coraz większej złożoności, indywidualizacji i zróżnicowania Podstawowe składniki materii, atomy, elektrony, protony itp. fizyka uważa za identyczne i bada je metodami statystycznymi.

Są one w zasadzie niezmienne w czasie i tworzą stosunkowo niewielkie jednostki strukturalne wyższego rzędu; od strony funkcjonalnej cechuje je symetria, powtarzalność tych samych elementów czy struktur, dążność do zwiększenia entropii'*'.

Drobina żywa poddaje się procesowi krystalizacji i w tym podobna jest do ciała ^artwego; wskazuje to na jej ścisłe uporządkowanie. Kryształy np. białkowe wyróżniają się jednak od innych tym. że cząsteczki wchodzące w zespoły skupień płaszczyznowych mają ogromne wielkości, sięgające setek tysięcy atomów, a największe posiadają ciężar cząsteczkowy rzędu 100 tys. Liczba łych cząsteczek składających się na drobinę białka nie ma odpowiednika z żadną molekułą niebialkową¹¹. Wystarczy porównać beryl BCjALSi^O,, z prostym białkiem, np. laktoglobuliną o wzorze sumarycznym C,_Wl4Hs₀|₃O_57<N_WB$_2l. Odpowiednia budowa takiej makrocząsteczki o hcterogennych składnikach przedstawia układ niezmiernie skomplikowany. I chociaż w drobinie kwasu nukleinowego czy białka poszczególne fragmenty łańcucha fosforanowo-cukrowego czy peptydowego są bardzo regularnie ułożone, całość cząsteczki jest jednak nieregularna dzięki różnym zasadom bocznym i różnemu ich ułożeniu. Wielką rolę odgrywa tu następstwo poszczególnych fragmentów oraz rodzaj i charakter wiązań między nimi. Wśród tych ostatnich wiązania wodorowe według L. Paułinga mają pierwszorzędne znaczenie w dziedzinie chemii białek i tłumaczą wiele ich właściwości biologicznych.

Specyfika organizacji wewnętrznej elementarnych drobin materii żywej wystąpi jeszcze wyraźniej wówczas, gdy uwzględnimy fakt, że drobiny te wykazują stałą dynamikę, nieprzerwany mechanizm rozkładu jednych elementów a syntezy' innych, wykorzystując do tego ccłu także ciała sobie obce. Ciągłe zapotrzebowanie, wytwarzanie i zużytkowanie energii w procesach fizykochemicznych, a w'ięc całość wewnętrznej dynamiki energetycznej jest realną miarą życia. Materia martwa też wykazuje pewną dynamikę, ale w porównaniu z dynamiką życiową jest ona inna, zależna od własności i oddziaływania cząstek elementarnych, nie podlegającą wpływom zewnętrznym. Ruch 'wewnątrzatomowy jest niezdeterminowany, a ścisłe mówiąc zdeterminowany probabilistycznie, np. ruch cieplny cząstek zależy od ich rozmiarów i temperatury; cząstki większe są bezwładne, dą2ą do symetrii i jednolitości w ułożeniu w przeciwieństwie do materii żywej, mającej tendencję do asymetrii przestrzennej. Whytc*⁴ uważa, źe nawet sama struktura elementarna białka stanowi podstaw-ę układu dynamicznego, kombinacja stabilności symetrycznych łańcuchów polipeptydowych z labilnością asymetrycznych grup bocznych tak ustawionych, aby tworzyć charakterystyczne „pole wypadkowe" zdolne działać w swym zasięgu na inne składniki, nadaje białku szczególnie czynną rolę w żywym systemie.

Kierunek strukturalno-fizykalny w biologii, reprezentowany m.in. przez Whylca, dąży do wyjaśnienia własności układu żywego w terminach struktury i uporządkowania

N W. T i m o f i c j e w - R e s o w s k i i R. R o m p e: O staiusikznosti i prittcipe usilitelija w biologu. ..Problemy kibcrmhki". 2 (1959) 217-218; II. II o r z Maieriesirukiur. Berlin J*>71. 156 rv

Por. Biological orgonitalton cctlular and mb-ccllular. od. by H. C. Waddingłon, New York 1959. 3l -33; P. W c i s z: Biologia ogólna. tłum. z ang . Warszawa 1977,69-71

I- L. W h y t e: The unaary prmeiple m physlcs and biolog}'. New York 1949. 72.

3 OS

1

"C.F. v. WciżSicker i J. J u i I f s: Fizyka współczesna, z nicm tłum W. Staszewski i A. feskc.

2

Warszawa 1963, 183-184; por. K. Bogdański: Próba definicji żywej materii :c stanowiska współczesnej

3

biofizyki, „Kosmos", 20 (1971) 1. 17 n.

4

^w W. M. E 1 S a s S c r. The physicol foundation of biology. An analyfica! sludy, l.ondon New York I9>S.

5

tenże Atonie ci organisme. NouueUe uppmche d'unc biologie lheorique, trąd. par P. G a v a u d a n. Paris 1970.

6

W. S c d 1 a k: ABC elektromagnetycznej teorii życia. „Kosmos”, 18 (1969) 165 174; tenże; Plazma jaku podstawa bioełektroniki, ..Rocznik: Kilo/.", 22 (1972 ) 3. 125-148; Bioplazma. Materiały z 1 Konf. poświeconej bioplazmie, pod red. W. S e d I a k a, Lublin 1976; A Szent-GyOrgyi: Wstęp do biologu s ub molekularnej, tłum zang., Warszawa 1968; te nie: Bioenergelics, New York 1957.

7

P. J o r d a n: Imphysiąuc et le secret dc la uie organigue, trad. dc raiłem., Paris 1959. 71-72.