Дмитрий Черкасов - Строение и законы Вселенной

Во взаимодействии организмов (таксонов) с окружающей средой отмечается периодичность, обусловливающая аналогичную периодичность и в структуре строения организмов.

Известны условные схемы разделения организмов на группы: растения — продуценты (фотосинтезаторы органического вещества), грибы — редуценты (разлагающие организмы) и животные — консуманты (потребители органики и неорганики). У первых двух групп потребляе-мые вещества поступают в основном осмосорбционным путем, у животных сначала идет включение внутрь организма (глотание— заключение внутрь сепарирующей оболочки), а затем — физико-химическая обработка.

Таким образом любой организм представляет собой квазистационарную систему, обеспечивающую внутреннее термодинамическое равновесие системами метаболизма и управляемую прямыми и об' ратными связями в системах управления.

С учетом реальных условий протекания жизни можно представить наиболее общую картину ее взаимодействия с окружающей средой и уже на основе параметров взаимодействия произвести классификацию живых организмов.

Основными направлениями будут:

I — внешние энергия и материя, привносимые в занятое организмом пространство;

II — внешние условия (гравитация, ареал обитания, взаимодействие с другими организмами и т. д.);

III — преобразование материи и энергии внутри организма.

Направление I. Для подавляющей массы организмов это — космическая (в частности, солнечная) энергия, поступающая сверху, и материя (пища), поступающая сверху, снизу или находящаяся в гравитационной плоскости расположения организма.

Направление II. Для наземных организмов (в том числе птиц) важнейшими определяющими условиями будут гравитация, так как перемещение «вверх-вниз» требует наибольшего расхода энергии, и температура окружающей среды. Для водных форм жизни, взвешенных в толще воды, гравитация имеет значительно меньшее значение. Взаимодействия с другими организмами (в основном в цели питания) строятся с учетом первых двух факторов — координат и температур и определяются минимизацией усилий для достижения цели.

Направление III.Преобразование материи и энергии в организмах (обмен веществ) происходит в основном за счет химических реакций на сепарирующих оболочках в наиболее универсальном растворителе — воде. При этом направление движения материи во взвесях и растворах достаточно свободно (так как гравитация не играет доминирующей роли), в частности, из-за преимущественно сферических клеточных структур и перемен положения тела животного в пространстве.

Эти составляющие для различных органических образований можно представить наглядно, например, в векторной форме для наиболее общих классов (вертикальная координата G — гравитация).

Растения наиболее четко ориентированы вверх, пищу получают из окружающей атмосферы и снизу из почвы, внутренний обмен веществ протекает преимущественно в направлении «вверх-вниз».

Фактически указанные признаки позволяют провести классификацию организмов по первичным признакам, так как направления векторов I, II и III определяют реальные условия существования и пути изменения (приспособления) организмов.

Растения преобразуют электромагнитную энергию (свет) в потенциальную химическую, животные концентрируют химическую энергию и рассеивают ее в виде теплового излучения.

Гравитация у растений компенсируется потенциальной энергией массы, у животных — кинетической энергией передвижения. Расположение векторов определяется условиями существования организмов.

Так, для растений векторы электромагнитной энергии и гравитационной составляющей коллинеарны — угол между ними α = 0˚.

Для животных, перемещающихся в основном по горизонтальным эквигравитационным плоскостям, угол α = 90˚.

Грибы обычно получают пищу снизу (осмосорбционно) против силы тяжести и α = 180˚.

У бактерий, питающихся органическими остатками, α = 90˚ (270˚).

Существует большое количество переходных форм жизни, что не позволяет в рамках данной работы построить удовлетворяющую всем формальным признакам единую диаграмму, которая характеризовала бы суммарные массы, энергию и тип организма. Но если отвлечься от времени существования индивидов, то, по расчетам биологов, массы растений и животных соизмеримы, причем изменения космического потока энергии влияют на их величину. Следует также учитывать, что часть энергии (в некоторых случаях до 10 %) находится в круговороте органических сообществ, что создает дополнительные сложности при расчете биосистемы в целом. Даже в случаях высших животных этот показатель очень различается для разных видов. Так, если мы рассмотрим соотношение энергетических затрат в форме потребления кислорода (ρ) при движении млекопитающих, то в логарифмической зависимости получим линейный, убывающий от увеличения массы (m ) закон (рис. 6).