БИОСОЛИТОНЫ. ОСНОВЫ СОЛИТОННОЙ БИОЛОГИИ
ДОПОЛНЕНИЕ ОТ АВТОРА К КНИГЕ
«БИОСОЛИТОНЫ. ОСНОВЫ СОЛИТОННОЙ БИОЛОГИИ».
Это дополнение предлагает – в связи с изложенными в книге материалами о биосолитонах – рассматривать биологическую систему протонов и их спинов как базисную систему саморегуляции и информатики в живой материи. Оно опубликовано в журнале
«Объединенный научный журнал», 2010, №6, с. 62-63 в статье:
Петухов С.В. «Домены, солитоны, спины протонов и биологическая самоорганизация».
В книге автора о биосолитонах [1] представлены факты морфологических и кинематических параллелизмов между надмолекулярными структурами гетерогенного живого вещества, с одной стороны, и доменными и солитонными процессами в относительно гомогенных средах косного вещества (магнетиках, сегнетоэластиках и пр.), с другой стороны. Эти параллелизмы наблюдаются на разных линиях и уровнях биологической эволюции в связи с универсальными формами самоорганизации живого вещества. Волновые процессы в живом веществе, напоминающие по своим свойствам солитонные волны в неживом веществе, были названы автором биосолитонами, а доменные структуры – биодоменами. Эти структуры и процессы отражают фундаментальную способность атомно-молекулярных ансамблей живого к кооперативным формам поведения, при которых множество частиц ведет себя как единая частица.
Солитонами в физике называются автолокализованные сгустки энергии, обладающие уникальными свойствами, например, свойством движения с постоянной формой и скоростью, свойством неразрушающего столкновения и пр. В частности, по теории Ландау-Лифшица, которая объясняет феномен физических доменов на основе принципа минимизации потенциальной энергии системы, междоменные стенки в ферромагнетиках и других материалах являются солитонами. Уравнения солитонов выведены в физике для случаев относительно гомогенных солитонных сред, в которых солитоны являются недиссипативными волнами, т.е. не растрачивающими свою энергию и не требующими подпитки энергией при движении. В живых телах названные солитоноподобные волны не являются в строгом смысле солитонами: во-первых, потому, что уравнения солитонов гомогенных сред нельзя напрямую переносить в гетерогенное живое вещество; во-вторых, потому, что при движении биосолитонов по живым телам (за счет немышечных или мышечных движителей) зачастую в явном виде затрачивается энергия, что не соответствует свойству недиссипативности солитонов.
Почему же названные универсальные кооперативные формы поведения живого вещества организованы по образу и подобию солитонных и доменных структур гомогенных сред? В качестве ответа автором выдвигается концепция существования в живом веществе глубинной – протонной – системы саморегуляции и информации, основанной на системах протонов и их спинов в живом веществе. Речь идет, прежде всего, о биосистемах протонов в структурированной воде живого тела, которое в значительной мере состоит из такой воды (например, медуза на 95% состоит из воды). В названной концепции особое внимание уделяется орто- и пара-изомерам молекул водорода Н2, воды Н2О, метиленовой группы СН2 аминокислот [2-4], а также возможных спиновых изомеров азотистых оснований генетического алфавита. Нами развиваются модели доменного структурирования воды на основе доменного группирования ее орто- и пара-изомеров (учитывая аналогии с доменообразованием в ферромагнетиках и пр.). Автор полагает, что генетическое кодирование биоморфологических структур и вообще биологической самоорганизации во многом нацелено на кодирование ансамблей спино-протонных биодоменов и биосолитонов с использованием названных орто- и пара-изомеров. Нервная система, как и ряд других систем регуляции, возникла в эволюции сравнительно недавно и просто вписалась в эту древнейшую протонную систему самоорганизации и информатики.
Литература
- Петухов С.В. Биосолитоны. Основы солитонной биологии. М., 1999
- Фаркаш Л. Успехи физических наук, 1935, т. XV, вып. 3, с. 347
- Tikhonov V., Volkov A. Science, 2002, v. 296, p. 2363
- Shinitsky M., Elitzur A.C. Spin isomers of the methylene group – possible implications for protein structure. – Journal “Chirality”, manuscript ID: CHIR-06-0022, from March 29, 2006
