Πώς τα ζωντανά κύτταρα αψηφούν τις φυσικές τάσεις του σύμπαντος;
Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής:
* Αυτός ο νόμος δηλώνει ότι σε ένα απομονωμένο σύστημα, η εντροπία (διαταραχή) αυξάνεται πάντα με την πάροδο του χρόνου. Με απλούστερους όρους, τα πράγματα τείνουν να καταρρέουν, να μην γίνονται πιο περίπλοκα.
* Αυτό φαίνεται σε αντίθεση με τη ζωή, η οποία χαρακτηρίζεται από την αύξηση της πολυπλοκότητας και της οργάνωσης.
Πώς τα ζωντανά κύτταρα φαίνεται να αντικρούσουν αυτό:
* Παραγγελία από διαταραχή: Τα κύτταρα λαμβάνουν απλά μόρια από το περιβάλλον τους και τα κατασκευάζουν σε πολύπλοκες δομές, αψηφώντας την τάση προς τη διαταραχή. Δημιουργούν πρωτεΐνες, DNA και ακόμη και ολόκληρα οργανίδια, τα οποία συμβάλλουν στη συνολική οργάνωση του κυττάρου.
* Εισαγωγή ενέργειας: Τα ζωντανά κύτταρα δεν είναι απομονωμένα συστήματα. Παίρνουν συνεχώς ενέργεια από το περιβάλλον τους, κυρίως μέσω διαδικασιών όπως η φωτοσύνθεση (φυτά) ή η κατανάλωση τροφίμων (ζώα). Αυτή η εισροή ενέργειας τους επιτρέπει να διατηρούν και να αυξάνουν την εσωτερική τους τάξη, παρόλο που απελευθερώνουν κάποια ενέργεια ως θερμότητα, αυξάνοντας την εντροπία του περιβάλλοντος τους.
* Αυτο-αναστολή: Τα κύτταρα αναπαράγουν, δημιουργώντας πιο σύνθετες δομές από τις υπάρχουσες. Αυτό φαινομενικά αψηφεί τον δεύτερο νόμο επειδή απαιτεί ενέργεια και την ικανότητα να ξεπεραστεί η φυσική τάση προς τη φθορά.
Η ανάλυση του παράδοξου:
* Ανοιχτά συστήματα: Τα ζωντανά κύτταρα δεν είναι απομονωμένα συστήματα. Ανταλλάσσουν την ύλη και την ενέργεια με το περιβάλλον τους. Αυτό είναι κρίσιμο για αυτούς να διατηρήσουν και να αυξήσουν την εσωτερική τους τάξη.
* αυξημένη εντροπία συνολικά: Ενώ τα ζωντανά κύτταρα φαίνεται να μειώνουν την εντροπία μέσα τους, συμβάλλουν σε μεγαλύτερη αύξηση της εντροπίας στο περιβάλλον τους. Για παράδειγμα, η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια της κυτταρικής αναπνοής αυξάνει την εντροπία του περιβάλλοντος.
* Εξέλιξη και επιλογή: Η σύνθετη οργάνωση της ζωής προκύπτει από την εξέλιξη. Η φυσική επιλογή ευνοεί τους οργανισμούς που είναι καλύτεροι στη λήψη και τη χρήση ενέργειας, οδηγώντας στην εμφάνιση ολοένα και πιο σύνθετων μορφών ζωής με την πάροδο του χρόνου.
Συνοπτικά, τα ζωντανά κύτταρα δεν αψηφούν τους νόμους της θερμοδυναμικής. Αντ 'αυτού, τους εκμεταλλεύονται έξυπνα. Χρησιμοποιούν την ενέργεια από το περιβάλλον τους για να διατηρήσουν και να αυξήσουν την εσωτερική τους τάξη, ενώ συμβάλλουν σε μεγαλύτερη αύξηση της εντροπίας στο συνολικό σύστημα.
