Viața (fauna sălbatică). Rezumat: Diferența dintre fauna sălbatică și natura nevie Proprietățile corpurilor faunei sălbatice

Natura este tot ceea ce ne înconjoară și face plăcere ochiului. Din cele mai vechi timpuri, a devenit obiect de cercetare. Datorită ei, oamenii au putut să înțeleagă principiile de bază ale universului, precum și să facă un număr inimaginabil de descoperiri pentru umanitate. Astăzi, condiționat, natura poate fi împărțită în vie și non-vie, cu toate elementele și trăsăturile inerente numai acestor tipuri.

Natura neînsuflețită este un fel de simbioză a celor mai simple elemente, tot felul de substanțe și energii. Aceasta include resurse, pietre, fenomene naturale, planete și stele. Natura neînsuflețită devine adesea un subiect de studiu de către chimiști, fizicieni, geologi și alți oameni de știință.

Microorganismele sunt capabile să supraviețuiască în aproape orice mediu în care există apă. Sunt prezente chiar și în rocile dure. O caracteristică a microorganismelor este posibilitatea de reproducere rapidă și intensivă. Toate microorganismele au transfer de gene orizontal, adică pentru a-și răspândi influența, un microorganism nu trebuie să transmită gene descendenților săi. Ele se pot dezvolta cu ajutorul plantelor, animalelor și altor organisme vii. Acest factor le permite să supraviețuiască în orice mediu. Unele microorganisme sunt capabile să supraviețuiască chiar și în spațiu.

Distinge între microorganismele benefice și cele dăunătoare. Cele benefice contribuie la dezvoltarea vieții pe planetă, în timp ce cele dăunătoare sunt create pentru a o distruge. Dar, în unele cazuri, microorganismele dăunătoare pot deveni benefice. De exemplu, cu ajutorul unor virusuri se tratează boli grave.

Lumea vegetală

Lumea plantelor de astăzi este mare și cu mai multe fațete. În zilele noastre, există multe parcuri naturale care colectează un numar mare de plante uimitoare. Fără plante, nu poate exista viață pe Pământ, deoarece datorită lor se produce oxigen, care este necesar pentru majoritatea organismelor vii. Plantele absorb, de asemenea, dioxidul de carbon, care dăunează climei planetei și sănătății umane.

Plantele sunt organisme pluricelulare. Astăzi, niciun ecosistem nu poate fi imaginat fără ele. Plantele servesc nu numai ca element de frumusețe pe Pământ, dar sunt și foarte utile pentru oameni. Pe lângă faptul că generează aer proaspăt, plantele servesc ca o sursă valoroasă de hrană.

În mod convențional, plantele pot fi împărțite în funcție de caracteristicile nutriționale: care pot fi consumate și care nu. Plantele comestibile includ diverse ierburi, nuci, fructe, legume, cereale și unele alge. Plantele necomestibile includ copaci, multe ierburi ornamentale și arbuști. Aceeași plantă poate conține atât un element comestibil, cât și un element necomestibil în același timp. De exemplu, un măr și un măr, un tufiș de coacăze și o boabă de coacăz.

Lumea animalelor

Lumea animalelor este uimitoare și diversă. Reprezintă întreaga faună a planetei noastre. Caracteristicile animalelor sunt capacitatea de a se mișca, de a respira, de a mânca, de a se reproduce. În timpul existenței planetei noastre, multe animale au dispărut, multe au evoluat, iar unele au apărut pur și simplu. Astăzi, animalele sunt împărțite în diferite clasificări. În funcție de habitat și de modul de supraviețuire, sunt păsări de apă sau amfibieni, carnivore sau ierbivore etc. De asemenea, animalele se clasifică în funcție de gradul de domesticire: sălbatice și domestice.

Animalele sălbatice se disting prin comportamentul lor liber. Printre acestea se disting atât ierbivore, cât și carnivore care se hrănesc cu carne. O mare varietate de specii de animale trăiesc în diferite părți ale lumii. Toți încearcă să se adapteze la locul în care trăiesc. Dacă aceștia sunt ghețari și munți înalți, atunci culoarea animalelor va fi ușoară. În deșert și stepă predomină mai mult culoarea ocru. Fiecare animal încearcă să supraviețuiască prin orice mijloace, iar schimbarea culorii hainei sau a penelor este principala dovadă a acestei adaptări.

Animalele domestice au fost, de asemenea, cândva sălbatice. Dar au fost îmblânziți de om pentru nevoile lui. A început să crească porci, vaci și oi. Ca protecție a început să folosească câini. Pentru distracție, a îmblânzit pisici, papagali și alte animale. Importanța animalelor de companie în viața unei persoane este foarte mare dacă nu este vegetarian. De la animale primește carne, lapte, ouă, lână pentru haine.

Natura vie și nevie în artă

Omul a respectat și apreciat întotdeauna natura. El înțelege că existența lui este posibilă doar în armonie cu ea. Prin urmare, există multe creații ale unor mari artiști, muzicieni și poeți despre natură. Unii artiști, în funcție de angajamentul lor față de unul sau altul element al naturii, și-au creat propriile tendințe în artă. Au existat direcții precum peisajul și natura moartă. Marele compozitor italian Vivaldi și-a dedicat multe dintre lucrările sale naturii. Unul dintre concertele sale remarcabile este „The Four Seasons”.

Natura este foarte importantă pentru om. Cu cât are mai multă grijă de ea, cu atât primește mai mult în schimb. Este necesar să o iubești și să o respecți, iar atunci viața pe planetă va fi mult mai bună!

Tot ceea ce vedem în jurul nostru, tot ceea ce ne înconjoară și, în același timp, nu este creat de mâinile omului - aceasta este natura vie și neînsuflețită. Se distinge printr-o mare varietate de fenomene și procese. Învățăm care sunt trăsăturile naturii și cum diferă natura vie de cea neînsuflețită.

Natura vie

Toate obiectele faunei sălbatice au calități importante: se nasc, cresc, mănâncă, respiră, se mișcă, mor. Au nevoie de hrană, căldură, apă și aer pentru a trăi. Natura vie include nu numai omul, ci și animale, plante și chiar microorganisme. Biologia este o știință foarte extinsă și importantă care studiază obiectele vieții sălbatice.

• Microorganisme

Cu mult înainte de apariția animalelor pe planeta noastră, aceasta era deja locuită de organisme minuscule invizibile pentru ochi: bacterii, ciuperci, viruși. Ele pot exista în aproape orice mediu în care există cel puțin puțină apă. Caracteristica principală a tuturor microorganismelor este capacitatea de a se înmulți foarte rapid.

Orez. 1. Bacterii

• Plante

Lumea plantelor este foarte mare și diversă. Fără ele, nu ar exista viață pe Pământ, deoarece plantele produc cel mai important gaz pentru respirație - oxigenul. Ele absorb, de asemenea, dioxidul de carbon dăunător, care este foarte rău pentru sănătatea umană și pentru clima planetei.

Plantele sunt o sursă importantă de hrană pentru oameni și animale. Dar trebuie să fii foarte atent, deoarece plantele sunt comestibile (fructe, nuci, cereale, legume) și necomestibile (flori, arbuști ornamentali ierburi).

TOP 4 articolecare citesc împreună cu asta

• Animale

Animalele includ toate animalele, păsările, amfibienii, insectele planetei noastre. De-a lungul istoriei Pământului, unele animale au dispărut, unele s-au schimbat foarte mult.

Cu mulți ani în urmă, dinozaurii erau stăpânii planetei noastre - șopârle uriașe care nu cunoșteau egal. Dar din cauza schimbărilor climatice puternice, aproape toți au dispărut și doar câțiva reprezentanți ai animalelor antice au putut să se adapteze la noile condiții de viață.

Animalele pot fi carnivore și ierbivore, domestice și sălbatice. Ei se adaptează la condițiile în care trăiesc, iar animalele pot fi găsite oriunde în lume, de la deșerturile fierbinți până la Arctica înghețată.

Orez. 2. Ursul polar

• Uman

Desigur, oamenii aparțin și obiectelor faunei sălbatice. Datorită inteligenței, inventivității și planificării inteligente a activităților sale, a reușit să cucerească întreaga planetă. Dar, la fel ca animalele, plantele și microorganismele, el nu poate trăi fără hrană, aer, apă.

Natura neînsuflețită

Obiectele neînsuflețite includ aer, apă, sol, minerale. Ei au fost primii care au creat planeta noastră și de aceea obiectele naturii neînsuflețite sunt adesea numite primare.

Ele pot fi în trei stări:

• solid (pietre, munți, nisip, gheață);
• lichid (apa, nor, ceata, ulei);
• gazos (abur, aer).

Cu obiectele de natură neînsuflețită, nu au loc schimbări timp de multe zeci și sute de ani. Ei nu respiră, nu se reproduc și nu se hrănesc. Dimensiunea lor poate crește sau scădea, se pot deplasa în spațiu, dar numai sub influența factorilor externi. Din moment ce nu se nasc, nu mor niciodată.

Unele obiecte neînsuflețite își pot schimba starea. De exemplu, apa poate fi solidă sub formă de gheață, lichidă și gazoasă sub formă de abur. Dar nu dispare nicăieri și nu apare de nicăieri.

Tabel „Semne ale naturii animate și neînsuflețite”

Relația dintre natura animată și cea neînsuflețită

Luând în considerare exemple de natură animată și neînsuflețită, putem concluziona că totul de pe planeta noastră este interconectat și totul este în armonie unul cu celălalt. Ființele vii nu ar putea exista fără obiecte de natură neînsuflețită. Și dacă nu ar exista plante și animale, Pământul ar arăta ca un deșert fără viață.

Orez. 3. Diagrama relației dintre natura animată și cea neînsuflețită

Ce am învățat?

Când studiem una dintre subiectele interesante din programul lumii din jurul nostru în clasele 1-2, am aflat ce se aplică naturii animate și neînsuflețite. Un plan abstract accesibil a ajutat la identificarea principalelor diferențe dintre obiectele naturii vii și cele neînsuflețite, relația lor strânsă între ele.

Test cu subiecte

Raport de evaluare

rata medie: 4.6. Evaluări totale primite: 306.

Prin studierea tiparelor universale de evoluție și auto-organizare a sistemelor complexe, sinergetica dezvăluie un izomorfism profund al vieții și inertului, o comunalitate a tiparelor de evoluție și formațiunilor structurale în regnurile naturii vii și „moarte”. de întrebări neașteptate pentru discuție: Ce structuri „supraviețuiesc” pe „corpul” naturii? De ce structurile de natură inertă urmează și anumite „ritmuri de viață”? Atomii evoluează? Memoria există în natura „neînsuflețită”? Cum este asamblată o structură complexă? Despre toate acestea - în articolul lui Elena Nikolaevna KNYAZEVA și Sergey Pavlovich KURDYUMOV.

Sinergetice despre analogii viețuitoarelor din natura „nevie”.

Ce „preferă” natura? Spectrele formelor evolutive

Se pare că natura își face plăcere să varieze același mecanism la nesfârșit. căi diferite. D. Diderot

Este obișnuit să credem că natura este infinit diversă, că nu este limitată în niciun fel în a-și varia mecanismele evolutive și formele de organizare. Dar sinergetica demonstrează eroarea unui astfel de punct de vedere.

În primul rând, apare o idee paradoxală că într-un mediu deschis (cu surse și chiuvete de energie), cu disiparea energiei, procesele localizate pot apărea și se susțin sustenabil - structuri disipative. Într-un mediu continuu, poate apărea localizarea - centre de procese mai intense, de exemplu, structuri de ardere. În plus, nu orice structuri pot fi implementate într-un mediu dat.

Pentru unele clase de medii (sisteme) neliniare deschise, s-a stabilit că acestea pot conține spectre întregi de structuri (spectre de forme evolutive de organizare), care pot apărea numai în stadii avansate, asimptotice, ale proceselor. Aceasta este una dintre sarcinile fundamentale, care se numește în sinergie problema găsirii funcţiilor proprii ale unui mediu neliniar, adică modalităţi stabile de organizare a proceselor din mediu care îi sunt adecvate şi către care toate celelalte stări ale acestuia evoluează în timp. Câte și care structuri relativ stabile pot fi auto- menținute ca stabile metastabile într-un sistem natural dat este determinată de proprietățile sale pur interne.

Căutare spectre ale formelor evolutive natura este, în esență, o super-problemă apropiată de așa-numita problemă Heisenberg din fizica nucleară, când se cere să se scrie ecuațiile neliniare ale unui anumit mediu, care, ca mediu de auto-organizare, ar da stări stabile în forma unui spectru de particule elementare.

Până acum, de exemplu, nu este clar de ce numărul de elemente chimice (tipuri de atomi) este limitat. De ce există sute de atomi și nu, să zicem, semnificativ mai mulți sau mai puțini? De ce există un set discret de sarcini ale nucleelor ​​atomice sau un spectru de tipuri de atomi? De ce taxele sunt întregi? Aceste întrebări afectează baza fizică profundă, mecanică cuantică, pentru descrierea proprietăților și reacțiilor chimice.

Există motive pentru a stabili sarcina de a obține spectrul de atomi ca structuri de auto-organizare a unui mediu deschis neliniar, ca un spectru de forme, mase, sarcini. S-a arătat deja, în special, că există o analogie profundă între funcțiile proprii de combustie ale unui mediu neliniar în stadiul cvasi-staționar și funcțiile proprii ale problemei staționare Schrödinger într-un câmp de forță central cu un potențial Coulomb. (În lucrarea citată, o ecuație liniară staționară Schrödinger cu un potențial Coulomb a fost derivată dintr-o ecuație de căldură cvasiliniară mai generală cu o sursă neliniară; în plus, au fost găsite condiții pentru normalizarea și continuitatea funcției.) Acest rezultat are o serie întreagă de consecințe naturale și, mai presus de toate, o încercare de a construi modelul unui atom ca structură de ardere a unui anumit mediuși oferă o înțelegere diferită a cauzelor cuantizării, asociată cu stabilitatea deosebită a soluțiilor de grup invariant care acționează ca atractori-scopuri ale dezvoltării.

Un număr limitat de funcții proprii ale unei ecuații de căldură cvasiliniare cu o sursă este un analog matematic al unui număr finit de structuri proprii ale unui mediu neliniar și, pe baza acestei analogii, un număr numărabil de tipuri de atomi, elemente chimice. Cu această abordare, cuantizarea ar trebui să fie o consecință a rezolvării unei probleme clasice, dar neliniare. Întregul spectru de atomi, așa cum este reprezentat în sistemul periodic al lui D.I. Mendeleev, ar trebui obținut sub forma unui spectru de funcții proprii ale mediului, determinate de ecuațiile diferențiale neliniare corespunzătoare.

Deloc discretie posibile structuri de organizare - acesta este lucrul comun care leagă lumea celor vii și a celor „nevii”, deși acest lucru poate să nu fie evident. Sistemele vii sunt deschise și foarte neliniare, astfel încât răspunsul lor la o influență externă poate fi de multe ori mai puternic (sau mai slab) decât amploarea sa și diferit calitativ în diferite situații. Neliniaritatea impune anumite limite asupra tipurilor de structuri vii. Nu totul este posibil ca stabil metastabil într-o lume neliniară. Neliniaritatea cuantifică, face posibile seturi discrete de mișcări, posturi, gesturi ale ființelor vii.

„Arhitectura” celor vii este legată, în primul rând, de mișcarea și dezvoltarea celor vii. Este o combinație armonioasă, un aranjament de părți într-un întreg evolutiv metastabil. Deși există multe tipuri de structuri și configurații, „arhitectura” vieții nu este deloc arbitrară. De exemplu, sunt cunoscute tipurile de bază de mișcări de translație ale unui cal - mers: pas, galop, trap, amble. Calul nu merge așa cum îi place, ci „folosește” de fiecare dată unul dintre tipurile sale de bază de mișcare. În fiecare astfel de tip de mișcare, caii sunt coordonați într-un anumit fel, iar trecerea de la un tip de mișcare la altul se realizează printr-un salt.

Deci, natura are preferințe intrinseci pentru anumite forme ale viului și inert. Doar anumite seturi de forme sunt fezabile în mediile naturale. Iar altor forme se impune o interdicție evolutivă: sunt instabile și evoluează foarte repede către forme stabile de organizare, „cad” asupra lor.

Structuri-atractoare ca nemanifestate

Naturii îi place să se ascundă.

Heraclit

Structurile relativ stabile, la care procesele de evoluție în sisteme deschise și neliniare ajung inevitabil, ne amintim, sunt numite atractori. Deoarece atractorii aici înseamnă structuri reale, și nu imaginile lor în spațiul fazelor (spațiul parametrilor fizici), se folosește următoarea frază: structuri atractoare.

Cele mai simple modele matematice ale mediilor deschise neliniare indică faptul că un astfel de sistem este plin de anumite forme de organizare. Structurile-atractoare sunt potențial încorporate în mediul înconjurător, sunt stabiliți doar de propriile sale proprietăți neliniare. Ei sunt NEMANIFESTED - „spiritul devenirii” al sistemului. Ei stabilesc tendințele proceselor în el.

Ascunderea, potențialul, reversul ființei sunt inerente atât în ​​lumea umană, cât și în lumea naturii „neînsuflețite”. Atât în ​​mediul plasmei, cât și în materia vie, și în domeniul conștiinței umane, și în corpul culturii, și în mediul comunității științifice, există tendințe interne, aspirații - „preferințe”. Și nu are rost să le rezist. Totuși, ei, ca un curent puternic de râu, vă vor obliga să vă deplasați în direcția corectă: în câmpul de atracție al unui atractor de probă - către acesta și în domeniul de atractie a unui alt atractor de probă - către altul. . În acest sens, ideile lui Platon, Aristotel și înțelepții Chinei antice sună extrem de constructiv.

Un mediu continuu deschis și neliniar, alături de forme imperfecte manifestate. conţine fiinţă potenţială, structuri ideale. Este „umplut” cu forme care nu au avut loc încă. Fiecare dintre aceste structuri atractive corespunde propriei sale tendințe a mediului și are șansa de a fi realizată. Pe modelele matematice simplificate, se poate vedea întregul câmp al posibilelor căi de evoluție, tot „Tao”-ul mediului.

Odată cu alegerea traiectoriei de dezvoltare, cu acces la una dintre structurile atractoare, toate celelalte căi evolutive par a fi închise. Și întrucât în ​​cursul dezvoltării mediul însuși, proprietățile sale interne, se pot schimba, întregul câmp al modificărilor permise poate fi transformat, oarecum rearanjat, iar unele structuri-atractoare, unele obiective pot să nu fie realizate.

Destul de serioasă este afirmația că sistemele complexe deschise au multe căi de evoluție. De aici toată varietatea formelor, mai ales în lumea neliniară. Puși ​​în anumite condiții, realizăm de fiecare dată una dintre formele posibile de organizare, singura dintre toate structurile potențiale. Accesul la o structură atractor este determinat de anumite principii cea mai durabilă dezvoltare proces și este o dezvoltare durabilă și nu o stare staționară.

„Ritmurile vieții” ale naturii

Înțelepciunea ne este dată numai nouă:

Toate viețuitoarele ar trebui să urmeze calea cerealelor.

V.F.Hodasevici

Nimeni nu va contrazice faptul că toate viețuitoarele sunt supuse ritmurilor vieții. Dialectica vieții, schimbarea ciclică a stărilor - creșterea și căderea activității, veghea și somnul, viața și moartea - este reprezentată simbolic în imaginea răsăriteană a yin-yang-ului. Vârful prosperității conține o „găură de vierme” de toamnă, noaptea începe la prânz, când yang-ul slăbește și „bobul” de yin începe să crească în el. După cum spune una dintre pildele taoiste, „în viață există o generație, în moarte este o întoarcere, începuturile și sfârșiturile sunt opuse unul față de celălalt, dar nu au început și [când] se termină, nu se știe.”

Porumb, yin, este o potenţialitate continuă, plină de aspiraţie. Și planta yang,- a devenit deja, actualizat. yin simbolizează incertitudinea și ambiguitatea, rătăcirea în labirintul evolutiv și yang- realizarea scopului și construcția întregului, o anumită completitudine. Sinergetica ne demonstrează în mod convingător că în însăși temelia naturii, atât vie cât și inertă, se află principiul Yin Yang, se observă procese de expansiune și pliere, evoluție și involuție, creștere și dispariție.

Răspândit în natură, neliniar feedback-uri pozitive(atunci cand efectul „smulseste” actiunea cauzei. - roșu.) determină dezvoltarea structurilor în modul agravat, ceea ce indică faptul că „Durata de viață” a structurilor este limitată. Regimurile de explozie sunt înțelese ca foarte rapid procesele când mărimile caracteristice (temperatura, energie, concentrare, capital monetar etc.) cresc la nesfârșit într-un timp finit, numit timpul de exacerbare. Dacă factorul care creează neomogenități în mediu (acțiunea surselor volumetrice neliniare) funcționează mai puternic decât factorul de împrăștiere (disipator), atunci apar procese localizate și unde de ardere, convergând în interiorul regiunii de localizare. Procesul se dezvoltă din ce în ce mai intens într-o regiune care se îngustează aproape de maxim. Acesta este așa-numitul mod LS cu agravare, însoțit de concentrare (gropi), dar plin de desincronizare în cadrul sistemului.

Prin urmare, structura complexă localizată care a apărut în regimul LS este doar relativ stabilă. Aproape de momentul agravării, devine instabil, sensibil la mici tulburări și se dezintegrează (aceasta este deja acțiunea yinului. — Ed.). Prezența unui moment de ascuțire, adică caracterul finit al timpului de existență a unei structuri complexe, este izbitoare în sine. Pentru ca o structură să apară, este necesar regimul LS, iar acesta din urmă duce la instabilitate. Se dovedește că o structură complexă există doar pentru că există pentru un timp finit! Trăiește timpul de sfârșit pentru a trăi deloc! Sau cu alte cuvinte: doar un muritor este capabil de auto-organizare („Creștem cu obstacole!” - Ed.). Dacă doriți să obțineți localizare, o structură complexă, atunci timpul de implementare a acesteia este limitat de momentul agravării. Eu insumi fapt de a depăși haosul, ținându-l într-o anumită formă presupune caracterul finit al vieții unei structuri complexe.

Și încă un rezultat, nu mai puțin important: pentru o clasă largă de ecuații cu surse puternic neliniare, existența două regimuri opuse, complementare. Se presupune că este posibil să se evite procesul de degradare a unei structuri complexe care se dezvoltă în modul LS de creștere (temperatura) cu ascuțire, dacă în timp (datorită fluctuațiilor - haos) există o trecere la un alt mod - modul HS; apoi intensitatea scade (temperatura scade), iar „valurile se împrăștie la infinit”, se reiau procesele „urmărind vechile piste”. Dezintegrarea, cel puțin parțială, este înlocuită de unificare, dezvoltarea maximă a neomogenităților este înlocuită cu spălarea, netezirea, răspândirea, sincronizarea lor.

Ca rezultat al experimentelor de calcul, până acum a fost obținută și studiată doar trecerea de la modul HS la LS. Comutarea inversă, de la modul LS- la HS-mod, pentru medii cu neliniaritate puternică poate fi considerată ca o ipoteză, ca rezultat al modelării teoretice (pe baza analizei planului de fază obținut prin metoda medierii).

Sinergetica ne duce la concluzia că legile ritmului, schimbarea ciclică a stărilor, universal. Pentru o persoană, aceasta este ziua și noaptea, o schimbare în starea de veghe și somn. În natură, aceasta este vară și iarnă. La căldură, procesele biologice sunt accelerate, iar la frig, încetinesc. Acest tip de pulsație este, de asemenea, caracteristic naturii inerte. Regimurile oscilatorii sunt cunoscute în reacțiile chimice (în reacția Belousov-Zhabotinsky - „ceasul chimic”). Conform uneia dintre ipotezele cosmologice, dacă densitatea medie a materiei din Univers este mai mare decât una anume critică, atunci stadiul actual de expansiune a Universului observabil, „divergența totul de la orice”, ar trebui înlocuit cu stadiul de compresie, „colaps spre centru”. Se dezvoltă idei despre dezvoltarea pulsatorie a Pământului și evoluția vieții biologice de pe planetă sincron cu aceasta: planeta fie se extinde, fie se contractă, parcă ar respira.

Comutarea modurilor HS și LS este echivalentul matematic al proceselor yin-yang. Modul LS este o agravare, accelerare a proceselor, contracție la un anumit centru și o manifestare a potențialului; Modul HS este, dimpotrivă, încetinirea proceselor și împrăștierea, „reînnoirea vechilor urme”, imersiunea în trecut, întoarcerea către tărâmul nemanifestat.

Îmbătrânesc atomii?

Va fi din nou raiul

Nu la fel ca al nostru...

F.Sologub

Mecanica cuantică afirmă indistincbilitatea, identitatea tuturor particulelor elementare de același fel și, de asemenea, a atomilor. Se presupune că toate micro-obiectele de un anumit tip sunt aceleași, deci este imposibil să distingem, să zicem, un foton de altul sau un atom de hidrogen de un alt atom de hidrogen.

Viziunea sinergetică asupra lumii - o viziune evolutivă. Evoluția are un caracter transversal. Ea pătrunde în toate nivelurile de organizare a inerților și a celor vii. Se crede că epoca actuală a evoluției universului este asociată cu expansiunea galaxiilor. Din punct de vedere evolutiv, se poate încerca să considere un astfel de obiect drept un atom. Apoi, la nivelul atomic al organizării lumii, sunt vizibili analogii vieții și chiar istoriei.

După cum sa menționat deja, se poate aborda înțelegerea realității mecanicii cuantice prin rezolvarea problemei clasice, ecuația cvasiliniară a căldurii cu o sursă neliniară. Și în acest caz, este posibil și modelul unui atom ca structură de ardere a unui mediu neliniar. Desigur, aceasta este doar o declarație pentru cercetări ulterioare.

Un atom stabil cu niveluri neschimbate, așa cum este considerat în problema staționară Schrödinger din mecanica cuantică, corespunde unui tip similar de model - dezvoltarea proceselor în regimuri de explozie, dar probabil doar în stadiul cvasi-staționar. (Regimurile de explozie, împreună cu etapa de creștere ultrarapidă a proceselor, au, de asemenea, o etapă inițială cvasi-staționară lungă.)

Deci, modelul unui atom asemănător hidrogenului este descris printr-o ecuație de căldură cu o densitate distribuită și o sursă, iar unele neomogenități de temperatură corespund stărilor (nivelurilor) stabile ale atomului. În această problemă, există arderea, conductibilitatea termică (un factor care absoarbe neomogenitățile) și o distribuție dată de densitate. În stadiul cvasi-staționar, distribuția temperaturii practic nu se modifică. Prin urmare, putem presupune că avem de-a face cu niveluri care sunt „înghețate” la anumite distanțe de centru.

Dar dacă începem să luăm în considerare intervale mari de timp, pentru a depăși stadiul cvasi-staționar, atunci constatăm că „undele arzătoare” converg, aleargă spre centru, spre analogul nucleului atomic. „Viața” unui atom corespunde modului LS cu ascuțire, modul „undă de alergare”, când intensitatea procesului crește într-o regiune din ce în ce mai îngustă în jurul centrului. Viziunea atomului ca un proces cvasi-staționar localizat într-un mediu cu o structură complexă este aparent fructuoasă, deoarece permite explicarea unor fapte, de exemplu, efectul „deplasării spre roșu” a liniilor spectrale în galaxii îndepărtate.

Până acum s-a presupus că diverși factori poate da naștere fenomenului de deplasare spre roșu. În primul rând, conform interpretării obișnuite, cea mai comună, acest fenomen se poate datora expansiunii galaxiilor în stadiul actual al evoluției Universului, însoțit de efectul Doppler. În al doilea rând, unii oameni de știință aderă la versiunea conform căreia efectul „înroșirii cuantelor” este responsabil pentru modificarea temporală a cuantelor de radiație - „îmbătrânirea” cuantelor. În al treilea rând, în modelul pe care îl luăm în considerare, acest efect poate fi cauzat de „îmbătrânirea” atomilor înșiși. Totul aici este construit pe evoluția în timp, inclusiv un atom poate fi o organizație care variază în timp.

Lumina din galaxiile care se află la distanțe considerabile de Pământ ajunge până la noi pe perioade uriașe de timp. Vedem aceste galaxii așa cum erau acum multe milioane de ani. Acest trecut îndepărtat, a cărui dovadă ne vin de la distanțe tot mai mari, corespunde, din punctul nostru de vedere, stadiilor incipiente ale evoluției atomilor. Nivelurile acelor atomi ar fi trebuit să fie mai departe de centru și apoi se apropie încet de nucleu. Deci, pe măsură ce mergem în trecut, observăm atomi ale căror niveluri de energie sunt situate din ce în ce mai departe de nucleu. Și acesta este doar echivalent cu efectul de deplasare spre roșu. Și, în principiu, este posibil să-i estimăm constanta pe baza acelor constante ale mediului neliniar pe care le-am obținut prin simularea atomului ca unde de ardere convergente în modul LS.

Creșterea și extinderea scărilor Universului poate însemna că la nivel macro, spre deosebire de nivelul micro, există un mod de întindere HS al tuturor scărilor, chiar dacă galaxiile nu au nicio viteză mecanică - pur și simplu din cauza " umflarea spațiului în sine”, datorită modului de răcire HS. Pentru un observator, imaginea pare că galaxiile se despart cu viteză mare.

Încercările de a construi un model al atomului ca un fel de structură în evoluție cu propria sa istorie sunt de mare interes. Dacă un astfel de model poate fi dezvoltat în mod consecvent, atunci va fi posibil să presupunem că procesele evolutive se desfășoară în microcosmos, dar schimbările sunt tangibile doar pe perioade gigantice de timp.

Are memorie „nevie”?

Dar a ta, natura, lumea tace despre zilele trecute

Cu un zâmbet ambiguu și secret.

F.I. Tyutchev

Unele fenomene curioase ale lumii neliniare indică elementele „memoriei”, inclusiv în procesele naturii inerte.

in primul rand, Acest - reluând urmele vechi în modul HS. S-a menționat mai sus că în mediile cu neliniaritate suficient de puternică, poate apărea probabil comutarea spontană a modurilor LS și HS. Modul de creștere a intensității procesului și de evacuare în centru (mod LS) este înlocuit cu modul de răcire și împrăștiere (mod HS), procesele de tip yang sunt înlocuite cu procese de tip yin. În modul HS, procesul se extinde predominant „pe căile vechi”, deoarece conductivitatea termică a unor astfel de zone, datorită neliniarității coeficientului de conductivitate termică, este semnificativ mai mare decât zonele „reci” ale restului mediului. .

Dar, cu toate acestea, răspândirea, deși slab, se realizează și într-un mediu rece, adică structura devine din ce în ce mai simetrică, forma sa degenerează de la complex la simplu. Prin urmare, deși închiderea ciclurilor de comutare reciprocă a regimurilor direcționate opus prelungește foarte mult „viața” unei structuri cu o puternică neliniaritate, cu toate acestea, nu o poate face nemuritoare. Acumularea de elemente de „memorie” duce la „îmbătrânire” și, în cele din urmă, la „moartea” structurilor complexe, în ciuda stilului lor de viață ritmic precum Yin Yang .

În procesele de evoluție a structurilor complexe, trecutul nu dispare. Rămâne să existe într-o altă lume cu tempo, mai lentă sau mai puțin intensă, cea „subtilă”. Procesele intensive în apropierea centrului în modul LS reprezintă o lume cu tempo rapid. Și urmele de răspândire și estompare în modul HS, rămânând la periferia unei structuri complexe, sunt o lume cu tempo lent. Revenirea la vechile procese lente în modelul lumii luate în considerare este, într-un fel, un analog al subconștientului și o memorie și mai profundă a speciei. În general, nimic nu dispare, dar totul continuă să ardă într-o lume diferită, lentă și puțin perceptibilă pentru noi („subiectivă.” - Ed.). În mod similar, subconștientul uman este depozitarul a tot ceea ce o persoană a văzut, auzit, făcut și cunoscut vreodată.

Poate că acest lucru nu ar trebui să fie prea surprinzător. Într-adevăr, în fizică, astfel de procese sunt cunoscute de mult atunci când comportamentul unui sistem depinde nu numai de mărimea influenței externe asupra acestuia și de propriile sale fluctuații acum, ci și de natura proceselor care au avut loc în el în punctele anterioare. la timp. Aceasta, de exemplu, este histerezis - magnetizare reziduală, deformații reziduale etc. Astfel, istoria sistemului afectează comportamentul său în prezent.

În al doilea rând, memoria este informaţii despre trecut cuprinse într-o structură evolutivă complexă. Anumite fragmente (zone spațiale) ale secțiunii sincrone a structurii sunt un indicator al dezvoltării sale trecute în ansamblu și alte fragmente ale viitorului. De exemplu, dacă o structură se dezvoltă cu agravare într-un mod care se prăbușește spre centru (mod LS), atunci cursul actual al proceselor din centru indică natura dezvoltării trecute a întregii structuri și cursul proceselor pe periferia indică acum natura dezvoltării sale viitoare.

Al treilea, memoria este construirea de modele, reproducere matricială care are loc în procesele evolutive. Elementele de memorie joacă rolul unui catalizator, permit să accelereze semnificativ evoluția, să nu repete lunga cale istorică a rătăcirii și a selecției aleatorii. În plus, prin memorie, structurile complexe sunt combinate, legate într-un singur întreg. Este un lipici evolutiv, ca să spunem așa. În cele din urmă, există o interacțiune subtilă, când structurile pot fi conectate prin urme slabe („cozi”) de procese lente, aparent complet dispărute, prin „scurgerea” proceselor în afara zonei de localizare efectivă a acestora. Cu o unificare topologic corectă, există o ieșire într-o altă lume temporă, o accelerare a dezvoltării structurii care a apărut.

„Natura nu știe despre trecut”, ne-a spus F.I. Tyutchev. Sinergetica ne face să ne îndoim de corectitudinea acestor cuvinte. Poate că natura încă știe despre trecut. Problema este să înveți cum să găsești informații despre stările și procesele sale anterioare în structurile evolutive.

Memoria... Poate că nu este doar conștientizarea experienței anterioare, ci chiar informațiile despre trecut, revărsate peste Univers. Ideea de memorie este obiectivată. Memoria nu este ceea ce ne amintim, ci ceea ce ne aduce aminte de noi. Amintirea „neînsuflețitului”... E doar o metaforă?

„Când Marea Respirație expiră, tot ceea ce este în legăturile formelor trebuie să se extindă. Ca urmare a acestei expansiuni, când este atins ultimul grad de reținere a acesteia, această formă – fie că este un soare, o planetă sau o sămânță de plantă – trebuie să explodeze, împrăștiindu-și fragmentele. Fiecare fragment, sau centru mai mic, este dus în spațiu și astfel se formează noi planete, noi stele, noi vegetații și noi vieți.

(Învățătura Templului. T. 1. M .. ICR, 2001. S. 320)

Două căi ale naturii: calea selecției prin haos și calea excitației rezonante

Și secretul vieții - două moduri -

Ambele duc la același scop.

Și indiferent unde să mergi.

D.S.Merezhkovsky

Calea lungă și dificilă a evoluției naturii este calea depășirii haosului și a apariției structurilor, a variațiilor aleatorii, a concurenței acerbe și a supraviețuirii celor mai puternici. Procesele disipative desfășoară „mâncarea”. Atenuarea „inutilului”, datorată haosului la micronivel (în general, la un nivel inferior de organizare. - Nd.), stă la baza ieşirii în structurile atractoare ale evoluţiei. Așa a procedat evoluția cosmică și biologică timp de câteva miliarde de ani. Dar acesta este singurul mod posibil?

Natura vie a învățat să reducă de mai multe ori timpul necesar pentru a ajunge la structurile dorite prin compilarea programelor genetice. Purtătorul eredității ADN devine un fel de matrice pe care se construiesc corpuri proteice complexe și mediile biologice. Este posibil să creezi ceva complex destul de repede, fără a repeta întregul drum monstruos de laborios și lung de evoluție a naturii. Ea știe cum să o reducă de milioane de ori - de la o celulă simplă la un organism complex. La urma urmei, nici un singur sistem viu în cursul ontogenezei sale nu trece din nou prin întreaga cale filogenetică a evoluției. Acesta este marele secret al morfogenezei!

Construirea modelelor, duplicarea matricei, este o formă de excitație rezonantă. Acesta este un mecanism de „pungere”, cum ar fi reduplicarea ADN-ului, care funcționează în sisteme deschise neliniare.

Da, ambele căi duc la aceleași scopuri - la structurile-atractori ai evoluției. Și în acest sens, D.S. Merezhkovsky are dreptate. Dar nu contează unde să mergi, ce cale să alegi.

Selecția prin haos este o cale lentă de variație aleatorie și selecție evolutivă, o tranziție treptată de la structuri simple la cele din ce în ce mai complexe. Calea excitației rezonante este o trecere rapidă la complex, o reducere multiplă a costurilor de timp și a eforturilor materiale, inițierea structurilor dorite și, ceea ce nu este mai puțin important, care pot fi realizate pe un mediu dat. În același timp, aceasta este, parcă, calea yoga, când meditația contribuie la cel mai scurt acces la „atractor-structură”, și are loc cristalizarea spiritului, a cunoștințelor superioare, a talentului.

Întreaga natură este aranjată în așa fel încât în ​​ea să opereze principiile economiei și creșterea ritmului de evoluție. Accelerarea ritmului proceselor are loc în regimurile de agravare, care sunt caracteristice atât lumii vii, cât și naturii „moarte”, în prezența unui feedback pozitiv neliniar în ultimele „bucle”. Prin intermediul excitației rezonante, procesele sunt comprimate în timp.

Ca urmare a evoluției, natura a dezvoltat anumite mecanisme care sunt recreate în mod deliberat în modele neliniare simple prin efecte de rezonanță pe un mediu neliniar deschis. Este necesar să „înțepi” corect mediul înconjurător - să faci impacturi mici asupra acestuia la momentul potrivit și la locul potrivit. Este necesar să se distribuie corect spațial aceste influențe, deoarece nu puterea (valoare, durată, incluziune etc.) este importantă, ci configurația sa spațială, topologia, în special, simetria spațială. Dacă influențăm mediul într-o manieră consecventă configurațională cu propriile sale structuri, atunci el se va desfășura în fața noastră diverse forme ascunse în el. Va exista auto-organizare, dezvăluirea celor mai launuri, realizarea potențialului.

Și să nu ne sperie filistenii cu spectrul unui chinez sau al Marelui Salt înainte al nostru rus. Natura face aceste salturi, realizează această compresiune colosală a timpului în mod constant, în toate actele de dezvoltare a celor vii.

Accelerarea procesului. Cataliză

Momentul zboară de neoprit...

N. Gumiliov

Și în „morți” există mecanisme de accelerare a sintezei complexului.

Cataliza este unul dintre cele mai interesante fenomene studiate în chimia modernă. În special, sunt dezvoltate modele de procese care au loc pe suprafața catalizatorului. Pe suprafața cristalului, adică pe o structură specifică a rețelei, atomii cad aleatoriu din mediul în care are loc reacția catalitică și sunt fixați pe rețea ca urmare a reacțiilor de adsorbție și/sau de suprafață. Rețeaua joacă rolul unei matrice care vă permite să păstrați atomii la distanțe date. Putem spune că de-a lungul timpului, cu o oarecare întârziere, se efectuează analogi ai ciocnirilor cu mai multe particule, care sunt studiate în sinergie.

Motivul dezvoltării ultra-rapide a procesului care are loc pe rețea este o creștere bruscă a probabilității unei reacții complexe - un analog al ciocnirii multor particule. În timpul procesului catalitic are loc „reproducția” produsului. Rețeaua pe care are loc reacția catalitică nu este doar un accelerator al procesului, ci și un mijloc de producere a unei substanțe de tipul necesar.

Matricea-catalizator permite însumarea non-aleatorie a particulelor (de exemplu, atomi) care cad accidental pe ea, adică să efectueze interacțiuni colective complexe. Accelerarea proceselor are loc datorită unei anumite organizări spațiale a suprafeței catalitice, a unei dispoziții specifice, a dispoziției atomilor în rețea. Aici se poate observa o legătură profundă cu conceptele de excitație rezonantă în sinergetică. Topologia corectă a influenței asupra mediului este echivalentă cu excitarea propriei sale structuri în acesta, unificarea corectă a atomilor într-o moleculă complexă. Deci, o formă de excitație rezonantă în biologie este reduplicarea ADN-ului, construirea după un model, care face posibilă accelerarea semnificativă a proceselor biologice.

De ce este natura atât de frugală?

Natura este ca un maestru prudent care este cumpătat acolo unde este necesar, pentru a putea fi generos în timpul și locul său. Este generoasă în acțiunile ei și cumpătă în cauzele ei.

G. Leibniz

În multe cazuri în chimie, este pur și simplu inexplicabil de ce o moleculă are o asemenea stereometrie de asociere, și nu alta. Adesea, acest lucru este privit pur și simplu ca un fapt experimental. O posibilă, poate singura modalitate de a explica legăturile chimice și structurile chimice este o explicație bazată pe principii variaționale. Se arată că anumite configurații de combinare a atomilor înseamnă cele mai stabile stări, deoarece acestea corespund (contribuie) la minimizarea energiei sau energiei libere.

Analiza neliniară și sinergetica permit o abordare fundamental diferită a căutării celor mai stabile stări și structuri ale naturii. O astfel de căutare poate fi efectuată pe baza deloc principiilor variaționale de minimizare a funcționalelor (energie, acțiune etc.). Mai mult, ar fi bine să înțelegem de unde provin principiile variaționale sau extreme în sine.

În sinergetică se studiază mecanismele de autoorganizare a naturii, cu alte cuvinte, cum se ajunge la cele mai stabile stări.

În primul rând, se arată că pot exista multe astfel de stări pentru orice sistem mai mult sau mai puțin complex. Rezolvarea unei probleme neliniare duce la un fel de efect cuantic, la izolarea anumitor stări, la discretitatea căilor evolutive. Există, de exemplu, două tipuri de „construire” a unui mediu în timpul instabilității convective. Acestea sunt clasicele, binecunoscutele celule hexaedrice „Bénard” care formează o structură de tip „fagure”, sau celulele tetraedrice mai puțin stabile.

În al doilea rând, se dezvăluie însuși mecanismul „căderii” în stări stabile, asupra structurilor-atractoare ai evoluției. Acesta este un mecanism de „depășire” haosului, concurența a două principii - haotic, împrăștiere, care acționează prin procese disipative și principiul care crește neomogenitățile în mediu (mulțumită surselor volumetrice neliniare). Acțiunea lor reciprocă duce la „mâncare”, determină, parcă, forța de atracție față de atractor, selecția din viitor, în conformitate cu un model ideal, dintr-una dintre structurile atractoare.

Sinergetica dezvăluie și o altă metodă de economisire, comprimând în timp procesele de evoluție, elaborate de natură. Aceasta este o excitație rezonantă. O influență mică, dar organizată corect din punct de vedere topologic, care, așa cum spunea Leibniz, „în timpul său și în locul său”, se dovedește a fi extrem de eficientă. Căci echivalează cu stările stabile ale mediului natural însuși, cu formele proprii de organizare.

Se poate excita imediat în mediul înconjurător una dintre structurile-atractoare și, mai mult, pe cea dorită. Este posibil să se ajungă la atractor, ocolind calea lungă de evoluție către acesta cu distrugerea inevitabilă a tot ceea ce nu corespunde organizării sale corecte. Scriitorul de science fiction Ivan Efremov ar spune că este posibil să se minimizeze răul - infernurile. Da, arderea inutilă a mediului este eliminată și timpul de a ajunge la atractor este redus radical, timpul de evoluție este comprimat. Dar există și pericolul sărituri mari. Aceasta înseamnă că este necesar să se cunoască legile aranjare corectă a atractorilor care sunt adecvate mediului dat, și să nu se impună sistemului forme de organizare neobișnuite pentru acesta.

Principiile economiei joacă, de asemenea, rolul lor în unificarea structurilor. Odată cu cursul corect al unui astfel de proces, momentul ascuțirii se apropie - se stabilește o rată mai mare în întreaga zonă unită. Întregul evoluează mai repede decât părțile sale constitutive.

Invarianții din jurul nostru

Postfață de la editor

Ideile de sinergetică sunt împrumutate din viața Naturii cu multe fețe, oricât de abstracte ar părea la prima vedere. La urma urmei, legile de organizare (structură și dezvoltare) a nenumăratelor sisteme naturale sunt universale și indiferent dacă sunt vii sau inerte. Adică, în primul rând, principiu general armonizare sisteme - între ele și părțile lor. Este un principiu ratia de aur, urmăribile atât în ​​spațiu, cât și în timp, adică atât pentru structuri, cât și pentru procese, la orice scară de la micro până la mega lume. Acest principiu se manifestă deosebit de strălucitor în biosferă, într-o persoană, fixată în psihicul său, formând, formalizând principiul FRUMUSEȚII, reflectând legea EXPECTABILITĂȚII. Datorită regulilor generale de armonie, care asigură, deși temporară, stabilitatea, echilibrul într-unul sau altul sistem, chiar și în cadrul unor formațiuni care sunt complet diferite între ele, se stabilește ca un întreg, de exemplu, triplându-se scalele lor caracteristice.

În Natură, la toate nivelurile sale, principiul ANALOGIEI, atât de venerat în doctrinele antice, funcționează strict - legea asemănării, izomorfismului. El a asigurat-o fractal, un dispozitiv „holografic”, când, de regulă, în centrul sistemului (la început, în trecut!) este trasată o structură în spirală („izvor de potență”), iar la periferie (la sfârșit) , în viitor!) ramificare, o organizare turbulentă cvasi-haotică care închide sistemul, oferindu-i un schimb cu lumea exterioară („mâna întinsă”).

Și nu este de mirare că există o anumită legătură profundă între locația relativă a nivelurilor planetare în sistem solar(care înseamnă atomic!) și etape caracteristice ale vieții umane. Așadar, noi înșine și tot ce ne înconjoară întruchipăm în mod unic acțiunea principiului sinergic excitație rezonantă. Și, în consecință, spațiul ar trebui să fie umplut cu un mediu „subțire” invizibil din alt material, în care instant aprox. ed.

Paralele apar odată cu încetarea procesului de reîncarnare, când toate „datoriile karmice” ale șederii periodice pe planul pământesc sunt răscumpărate și vine timpul ca conștiința individuală de sine să rămână în lumea „conștiinței divine”. - Notă. ed.

Aceasta înseamnă ceea ce se întâmplă într-o gaură neagră (vezi „Delphis” nr. 4 (28) / 2001), ca să spunem așa, adică V singularitate, sau in spateîn afara ideilor noastre fizice actuale despre spațiu, timp, gravitație etc., este conținut, parcă, în TRECUT? De exemplu, „interiorul” sau nucleul galaxiilor este și trecutul lor? Găurile negre sunt ca „ferestrele din spate”, iar colapsul gravitațional, care duce la fenomenul unei găuri negre, este o modalitate de a reveni la acest trecut? - Notă. ed. ] Elenin G.G., Slinko M.G.. Modelare matematică procese elementare de pe suprafața catalizatorului//Știință, tehnologie, experiment de calcul. M., Nauka, 1993. S. 99.

Anexa 2

CONŢINUT
INTRODUCERE	3
Capitolul nr. 1 Procesul de organizare și autoorganizare în fauna sălbatică	4
1. Fauna sălbatică	4
1.1 Organizarea faunei sălbatice	6
1.2 Niveluri de organizare a vieții sălbatice	8
1.3 Auto-organizare în natură	10
Concluzie	13
Bibliografie	14

Introducere
Întrebarea naturii vii este una dintre cele mai vechi întrebări din biologie, deoarece interesul pentru ea datează din cele mai vechi timpuri. Definițiile naturii vii date în momente diferite nu au putut fi exhaustive din cauza lipsei de date suficiente. Doar dezvoltarea ulterioară a biologiei a condus la o nouă înțelegere a esenței pyrodei vii, definirea proprietăților celor vii.
Lumea noastră, tot ceea ce poate fi observat în ea, suferă schimbări continue - observăm evoluția ei continuă. Lamarck a considerat motivul principal al evoluției ca fiind dorința inerentă (inerentă Creatorului) de complicare și auto-îmbunătățire a organizării sale inerente naturii vii. El a numit influența mediului extern al doilea factor al evoluției.
Există, de exemplu, o altă poziție. Conform principiului lui Bohr, avem dreptul de a considera ca existent doar ceea ce este observabil sau poate fi făcut astfel. Prin urmare, astfel de forțe nu există. Astfel, tot ce se întâmplă în jurul nostru, putem considera un proces de autoorganizare, adică un proces care se desfășoară datorită stimulentelor interne care nu necesită intervenția unor factori externi care nu aparțin sistemului.
Vedem două procese importante care au loc în natura vie - organizarea și auto-organizarea. Fără îndoială, fiecare dintre aceste procese își face „acarienul”, are propria sa semnificație specifică în domeniul naturii vii.
De aceea scopul muncii mele este o analiză detaliată a proceselor de organizare și auto-organizare. Sarcina muncii mele este de a determina esența acestor procese, precum și de a identifica diferențele și trăsăturile comune ale acestora.

Capitolul nr. 1: Procesul de organizare și autoorganizare în fauna sălbatică
1.Fauna sălbatică
Natura este lumea materială univers , în esență - principalul un obiect studiind știința. În viața de zi cu zi, cuvântul „natura” este adesea folosit în sensul de natural habitat (tot ce nu este creat de om). Întreaga lume materială poate fi împărțită în două componente - natura neînsuflețită și cea vie.
natura neînsuflețită sau materie inertă prezentat sub formă substanțe și câmpuri , care are energie . Este organizat pe mai multe niveluri:particule elementare, atomi , elemente chimice, corpuri cerești , stele , galaxie și univers . O substanță poate fi într-una dintre mai multestate agregate(de exemplu: gaz, lichid, solid, plasmă ). După ce a aranjat obiectele Universului după dimensiunile lor, Sukhonos S.I. periodicitate descoperită. Dezvoltarea naturii neînsuflețite a dus la apariția naturii vii.
Fauna sălbatică este o colecție de organisme. Biologia este angajată în studiul naturii vii (din greacă bios - viață și logos - predare, știință).
Interesul pentru cunoașterea naturii vie a apărut la om cu foarte mult timp în urmă, în epoca primitivă, și era strâns legat de nevoile sale cele mai importante: hrană, medicamente, îmbrăcăminte, locuință etc. Cu toate acestea, numai în primele civilizații antice oamenii au început să studieze în mod intenționat și sistematic organismele vii, să întocmească liste cu animale și plante care locuiesc în diferite regiuni ale pământului. 1
Împărțit în cinci regate: viruși, bacterii, ciuperci, plante și animale . Natura vie este organizată în ecosistemelor , care alcătuiesc biosferă . Principalul atribut al materiei vii esteinformatii genetice, manifestat în replicare și mutație . Dezvoltarea faunei sălbatice a dus la apariția umanitatea . Lumea vieții sălbatice ni se pare mobilă, schimbătoare și surprinzător de diversă.
Adesea, definiția vieții este redusă la o listă de proprietăți caracteristice (sau diferențe față de materia neînsuflețită):
structură complexă, ordonată;
reacție activă la influențe externe sau iritații;
în procesul de dezvoltare, ele nu numai că se schimbă, ci devin și mai complexe;
capacitatea de a se reproduce;
capacitatea de a transfera informații ereditare de la părinți la urmași;
adaptabilitate la mediu;
primesc energie din mediul extern, folosind-o pentru a-și menține propria ordine. 2
Există concepte precum mediul și condițiile de existență a organismelor, sau mai degrabă capacitatea lor de a se organiza și de a se auto-organiza în viața sălbatică.
Să aruncăm o privire mai atentă asupra acestor procese.

1.1.Organizarea în faunei sălbatice
Sub organizarea sistemului este înțeles ca o schimbare a structurii acestuia, oferind un comportament consistent, sau funcționarea sistemului, care este determinată de condițiile externe.
Oamenii de știință din timpuri diferite au acordat atenție diferitelor grade de organizare a materiei vii. Chiar și în secolul trecut, botanistul german M. Schleiden a vorbit despre ordinea diferită de organizare a corpurilor vii. Până atunci, teoria celulară a materiei vii fusese creată. Biologul evoluționist german E. Haeckel a considerat protoplasma unei celule ca fiind eterogenă și formată din particule, pe care le-a numit plastidula. Potrivit filozofului englez G. Spencer (1820-1903), plastidulele nu sunt statice, ci se află într-o stare de activitate funcțională constantă, în legătură cu care au fost numite unități fiziologice. Astfel, s-a afirmat ideea de discretie, i.e. divizibilitatea materiei vii în părți constitutive ale unei organizații inferioare, căreia i-au fost atribuite funcții destul de precise. 3
Conceptul de niveluri structurale ale materiei vii include reprezentări ale sistemicității și integrității organice a organismelor vii asociate cu aceasta. Cu toate acestea, istoria teoriei sistemelor a început cu o înțelegere mecanicistă a organizării materiei vii, conform căreia totul „mai sus” a fost redus la „inferior”: procesele vieții - la un set de reacții fizico-chimice și organizarea unui organism - la interacțiunea moleculelor, celulelor, țesuturilor, organelor etc. Caracteristicile calitative ale organismelor vii au fost negate. La acea vreme, unul dintre reprezentanții determinismului fiziologic, fiziopatologul francez C. Bernard (1813-1878), credea că toate structurile și procesele dintr-un organism multicelular sunt determinate de cauze interne, a căror natură nu a fost încă descifrată.
Din punct de vedere istoric, conceptul de „niveluri structurale” a fost introdus nu de biologi, ci de filozofi. Conceptul de niveluri structurale a fost propus pentru prima dată în anii 1920. În conformitate cu acest concept, nivelurile structurale diferă nu numai în clasele de complexitate, ci și în modelele de funcționare. În plus, conceptul include o ierarhie a nivelurilor structurale, în care fiecare nivel ulterior este inclus în cel anterior, formând astfel un singur întreg, unde nivelul cel mai de jos este cuprins în cel mai înalt. Astfel, conceptul de niveluri de organizare fuzionează cu integritatea organică.
Conceptul de niveluri structurale a fost dezvoltat în continuare. Ea reflectă cel mai pe deplin realitatea obiectivă care s-a dezvoltat în cursul dezvoltării istorice a naturii vii.

1.2 Niveluri de organizare a faunei sălbatice
Natura vie are o structură complexă. În ea se disting următoarele niveluri: molecular, celular, organismic, populație-specie, biocenotic și biosferic.
Molecular - cel mai vechi nivel al structurii naturii vii, la granița cu natura neînsuflețită. La acest nivel se studiază compoziția chimică și structura moleculelor de substanțe organice complexe care alcătuiesc celula (proteine, acizi nucleici etc.), precum și rolul acizilor nucleici în stocarea informațiilor ereditare, proteinele din formarea structurilor celulare, în procesele de viață ale celulei.
Nivelul celular al vieții, inclusiv nivelul molecular. Ia în considerare structura complexă a celulei, prezența unei membrane, a membranei plasmatice, a nucleului, a citoplasmei și a altor organite în ea; diversele sale procese de viață inerente: creșterea, dezvoltarea, diviziunea, metabolismul, precum și o structură similară și activitatea vitală a celulelor organismelor vegetale, animale, fungice și bacteriene. 4
Nivelul organismului, inclusiv molecular și celular. Studiază asemănarea organismelor din diferite regate ale vieții sălbatice - structura lor celulară, structura similară a celulelor și procesele vieții care au loc în ele și dezvăluie diferențele dintre plante și animale în structura și metodele de nutriție și, de asemenea, ia în considerare conexiunea. a organismelor cu mediul, adaptabilitatea lor la acesta.
Populație-specie - nivel supra-organism al vieții, care include nivelul organismului. În atenția sa se află legăturile nutriționale, teritoriale și familiale dintre indivizii unei specii, legătura lor cu factorii de natură neînsuflețită, plus limitarea tiparelor ecologice și a proceselor evolutive la acest nivel.
Standardul de trai biocenotic, care este o comunitate de indivizi tipuri diferiteîntr-un anumit teritoriu, legat de diverse relații intraspecifice și interspecifice, precum și de factori de natură neînsuflețită. Manifestarea la acest nivel a tiparelor de mediu și a proceselor evolutive.
Biosferic - cel mai înalt nivel de organizare a vieții. Biosfera este învelișul biologic al Pământului, totalitatea întregii populații vii. Circulația substanțelor și transformarea energiei în biosferă stau la baza integrității acesteia, a rolului organismelor vii în ea. Rolul energiei solare în ciclul materiei, importanța plantelor și a fotosintezei în absorbția și utilizarea energiei solare pentru a menține viața întregii diversități de specii de pe Pământ, pentru a menține echilibrul.

1.3.Auto-organizare în fauna sălbatică
Autoorganizarea este o expresie științifică naturală a procesului de auto-mișcare a materiei. Capacitatea de auto-organizare este deținută de sisteme de natură animată și neînsuflețită, precum și de sisteme artificiale. Autoorganizarea se caracterizează prin apariția unei funcționări coordonate intern datorită conexiunilor interne și conexiunilor cu Mediul extern. Mai mult, conceptele de funcție și structură a sistemului sunt strâns legate între ele; sistemul este organizat, i.e. modifică structura de dragul executării funcției.
Problema reciprocă
etc.................

Chiralitatea este incompatibilitatea unui obiect cu imaginea sa în oglindă prin orice combinație de rotații și deplasări în spațiul tridimensional. Vorbim doar despre o oglindă plană ideală. Se transformă dreptaci în stângaci și invers.

Chiralitatea este tipică plantelor și animalelor, iar termenul în sine provine din greacă. χείρ - mână.

Crossbills au cochilii drepte și stângi și chiar cioc drept și stâng (Fig. 1).

„Oglinda” este comună în natura neînsuflețită (Fig. 2).

Orez. 2. Fotografie de pe site-ul scienceblogs.com ("varianta Troitsky" Nr. 24(218), 06.12.2016)"border="0">

Recent, „chiral”, adică ceasurile cu oglindă au devenit la modă (atenție la inscripția de pe cadran) (Fig. 3).

Și chiar și în lingvistică există loc pentru chiralitate! Acestea sunt palindrome: cuvintele și propozițiile-schimbătoare, de exemplu: VOI LOVI PE UNCHIU, MATUSA RADUE, VOI LOVI ȘI MATUSA, UNCHIUL RADUE sau LEENSON - BOA, DAR NU A MÂNCAT NAS ÎN IAD!

Chiralitatea este foarte importantă pentru chimiști și farmaciști. Chimia se ocupă de obiecte la scară nanometrică (cuvântul popular „nano” provine din greacă. νάννος - pitic). O monografie este dedicată chiralității în chimie, pe coperta căreia (foto) pe dreapta) sunt coloane chirale și două molecule chirale de hexahelicen (din helix- spirală).

Iar importanța chiralității pentru medicină este simbolizată de coperta numărului de iunie al revistei americane Journal of Chemical Education pentru 1996 (fig. 4). Pe partea cozii unui câine care dă cu bunăvoință se află formula structurală a penicilaminei. Câinele se uită în oglindă și de acolo se uită la el fiară înfricoșătoare cu o gura dezgolită, cu colți, ochii arzând de foc și blana în picioare. Aceeași formulă structurală este descrisă pe partea fiarei sub forma unei imagini în oglindă a primei. Titlul articolului despre medicamentele chirale publicat în acest număr nu a fost mai puțin elocvent: „When Drug Molecules Look in a Mirror”. De ce „reflexia în oglindă” schimbă atât de dramatic aspectul moleculei? Și de unde ai știut că cele două molecule sunt „antipozi în oglindă”?

Polarizarea luminii și activitatea optică

De pe vremea lui Newton, a existat o dezbatere în știință despre dacă lumina este valuri sau particule. Newton credea că lumina constă din particule cu doi poli - „nord” și „sud”. Fizicianul francez Etienne Louis Malus a introdus conceptul de lumină polarizată, cu o direcție „pol”. Teoria lui Malus nu a fost confirmată, dar numele a rămas.

În 1816, fizicianul francez Augustin Jean Fresnel a exprimat o idee, neobișnuită pentru acea vreme, că undele luminoase sunt transversale, ca undele de la suprafața apei.

Fresnel a explicat și fenomenul de polarizare a luminii: în lumina obișnuită, oscilațiile au loc aleatoriu, în toate direcțiile perpendiculare pe direcția fasciculului. Dar, trecând prin unele cristale, precum spatul islandez sau turmalina, lumina capătă proprietăți deosebite: undele din ea oscilează într-un singur plan. Figurat vorbind, un fascicul de astfel de lumină este ca un fir de lână care este tras printr-un spațiu îngust dintre două lame de ras ascuțite. Dacă un al doilea cristal similar este plasat perpendicular pe primul, lumina polarizată nu va trece prin el.

Este posibil să distingem lumina obișnuită de lumina polarizată cu ajutorul dispozitivelor optice - polarimetre; sunt folosite, de exemplu, de fotografi: filtrele polarizante ajută la eliminarea strălucirii din fotografie, care apare atunci când lumina este reflectată de la suprafața apei.

S-a dovedit că atunci când lumina polarizată trece prin unele substanțe, planul de polarizare se rotește. Acest fenomen a fost descoperit pentru prima dată în 1811 de către fizicianul francez Francois Dominique Arago în cristale de cuarț. Acest lucru se datorează structurii cristalului. Cristalele naturale de cuarț sunt asimetrice și sunt de două tipuri, care diferă prin forma lor, ca un obiect din imaginea sa în oglindă (Fig. 5). Aceste cristale rotesc planul de polarizare a luminii în direcții opuse; erau numiti dreptaci si stangaci.

În 1815, fizicianul francez Jean Baptiste Biot și fizicianul german Thomas Johann Seebeck au descoperit că unele substanțe organice, precum zahărul și terebentina, au și capacitatea de a roti planul de polarizare, nu numai în cristalin, ci și în lichid, dizolvat. și chiar stări gazoase. S-a dovedit că fiecare „fascicul de culoare” de lumină albă se rotește printr-un unghi diferit. Planul de polarizare se rotește cel mai mult pentru razele violete, cel mai puțin pentru cele roșii. Prin urmare, o substanță incoloră în lumină polarizată poate deveni colorată.

La fel ca și în cazul cristalelor, unii compuși chimici ar putea exista atât în ​​soiurile dextrogirare, cât și în cele levogitoare. Cu toate acestea, a rămas neclar cu ce proprietate a moleculelor este asociat acest fenomen: cea mai atentă analiză chimică nu a putut detecta nicio diferență între ele! Astfel de varietăți de substanțe au fost numite izomeri optici, iar compușii înșiși au fost numiți optic activi. S-a dovedit că substanțele optic active au și un al treilea tip de izomer - optic inactiv. Aceasta a fost descoperită în 1830 de celebrul chimist suedez Jöns Jacob Berzelius: acidul tartric C 4 H 6 O 6 este optic inactiv, iar acidul tartric de exact aceeași compoziție are rotație pe dreapta în soluție. Dar nimeni nu știa dacă există un acid tartric „stâng” care nu apare în mod natural - antipodul dextrogiros.

Descoperirea lui Pasteur

Activitatea optică a cristalelor de fizică a fost asociată cu asimetria lor; cristalele complet simetrice, cum ar fi cristalele cubice de sare, sunt optic inactive. Motivul activității optice a moleculelor pentru o lungă perioadă de timp rămas complet misterios. Prima descoperire care a făcut lumină asupra acestui fenomen a fost făcută în 1848 de necunoscutul om de știință francez Louis Pasteur. În timp ce era încă student, a devenit interesat de chimie și cristalografie, lucrând sub menționatul Jean Baptiste Biot și proeminentul chimist organic francez Jean Baptiste Dumas. După absolvirea Școlii Normale Superioare din Paris, tânărul (avea doar 26 de ani) Pasteur a lucrat ca asistent de laborator pentru Antoine Balard. Balar era deja un chimist celebru care, cu 22 de ani mai devreme, devenise celebru pentru descoperirea unui nou element - bromul. El i-a oferit asistentului său un subiect de cristalografie, fără a se aștepta ca acest lucru să ducă la o descoperire remarcabilă.

În cursul cercetărilor sale, Pasteur a preparat o soluție de sare de sodiu amoniu a acidului tartric optic inactiv și a obținut cristale prismatice frumoase din această sare prin evaporarea lent a apei. Aceste cristale, spre deosebire de cristalele de acid tartric, s-au dovedit a fi asimetrice. Unele dintre cristale aveau o singură față caracteristică în dreapta, în timp ce altele aveau una în stânga, iar forma celor două tipuri de cristale era, parcă, o imagine în oglindă unul a celuilalt.

Acele și alte cristale s-au dovedit la fel. Știind că în astfel de cazuri cristalele de cuarț se rotesc în direcții diferite, Pasteur a decis să verifice dacă acest fenomen va fi observat pe sarea pe care a primit-o. Înarmat cu o lupă și o pensetă, Pasteur a împărțit cu grijă cristalele în două grămezi. Soluțiile lor, așa cum era de așteptat, aveau o rotație optică opusă, iar amestecul de soluții era optic inactiv (polarizările din dreapta și din stânga au fost compensate reciproc). Pasteur nu s-a oprit aici. Din fiecare dintre cele două soluții, cu ajutorul acidului sulfuric puternic, a înlocuit acidul organic mai slab. S-ar putea presupune că în ambele cazuri s-ar obține acidul tartric original, care este optic inactiv. Cu toate acestea, s-a dovedit că nu acidul de struguri, ci binecunoscutul acid tartric dextrogiro, s-a format dintr-o soluție, iar acidul tartric a fost obținut și dintr-o altă soluție, dar rotindu-se spre stânga! Acești acizi se numesc d- vin (din lat. dexter- dreapta) și l- vin (din lat. laevus- stânga). Ulterior, direcția de rotație optică a început să fie notată prin semnele (+) și (–), iar configurația absolută a moleculei în spațiu - prin litere RȘi S. Deci, acidul tartric inactiv s-a dovedit a fi un amestec de cantități egale de acid tartric cunoscut „drept” și cel „stânga” necunoscut anterior. De aceea, un amestec egal al moleculelor lor într-un cristal sau în soluție nu are activitate optică. Pentru un astfel de amestec a început să se folosească denumirea de „racemat”, din lat. racemus- struguri. Doi antipozi care, atunci când sunt amestecați în cantități egale, dau un amestec optic inactiv, se numesc enantiomeri (din greacă. έναντίος - opus).

Dându-și seama de semnificația experimentului său, Pasteur a fugit din laborator și, întâlnind un asistent de laborator în biroul de fizică, s-a repezit la el și a exclamat: „Tocmai am făcut o mare descoperire!” Apropo, Pasteur a fost foarte norocos cu substanța: în viitor, chimiștii au descoperit doar câteva cazuri similare de cristalizare la o anumită temperatură a unui amestec de cristale optic diferite, suficient de mari pentru a fi separate sub o lupă cu o pensetă.

Pasteur a descoperit încă două metode pentru împărțirea unui racemat în doi antipozi. Metoda biochimică se bazează pe capacitatea selectivă a unor microorganisme de a absorbi doar unul dintre izomeri. În timpul unei vizite în Germania, unul dintre farmaciști i-a dat o sticlă de multă vreme cu acid de struguri, în care a început mucegaiul verde. În laboratorul său, Pasteur a descoperit că odată acidul inactiv devenise stângaci. Sa dovedit că ciuperca de mucegai verde Penicillum glaucum„mănâncă” doar izomerul drept, lăsându-l neschimbat pe cel stâng. Acest mucegai are același efect asupra racematului de acid mandelic, doar că în acest caz „mâncă” izomerul levogitor fără a-l atinge pe cel dextrogiro.

A treia modalitate de a separa racemații a fost pur chimică. Pentru el, era necesar să existe o substanță optic activă, care, atunci când interacționează cu un amestec racemic, să se lege diferit de fiecare dintre enantiomeri. Ca urmare, cele două substanțe din amestec nu vor fi antipozi (enantiomeri) și pot fi separate ca două substanțe diferite. Acest lucru poate fi explicat printr-un astfel de model pe un avion. Să luăm un amestec de doi antipozi - I și R. Proprietățile lor chimice sunt aceleași. Să introducem o componentă asimetrică (chirală) în amestec, de exemplu, Z, care poate reacționa cu orice situs din acești enantiomeri. Obținem două substanțe: RZ și ZR (sau RZ și RZ). Aceste structuri nu sunt simetrice în oglindă, astfel încât astfel de substanțe vor diferi pur fizic (punct de topire, solubilitate, altceva) și pot fi separate.

Pasteur a făcut multe alte descoperiri, inclusiv vaccinarea împotriva antraxului și a rabiei, a introdus metode aseptice și antiseptice.

Studiul lui Pasteur, care demonstrează posibilitatea „divizării” unui compus optic inactiv în antipozi - enantiomeri, a stârnit inițial neîncrederea în rândul multor chimiști, totuși, ca și lucrările sale ulterioare, a atras cea mai apropiată atenție a oamenilor de știință. Curând chimist francez Joseph Achille Le Bel, folosind a treia metodă Pasteur, a împărțit mai mulți alcooli în antipozi optic activi. Chimistul german Johann Wislicenus a stabilit că există doi acizi lactici: optic inactiv, care se formează în laptele acru (acid lactic fermentat), și dextrogiro, care apare în mușchiul care lucrează (carne-acid lactic). Au existat din ce în ce mai multe astfel de exemple și a fost nevoie de o teorie care să explice modul în care moleculele de antipozi diferă unele de altele.

Teoria Van't Hoff

O astfel de teorie a fost creată de tânărul om de știință olandez Jacob Hendrik van't Hoff, care în 1901 a primit primul Premiu Nobel pentru Chimie. Conform teoriei sale, moleculele, ca și cristalele, pot fi chirale - „dreapta” și „stânga”, fiind o imagine în oglindă una a celeilalte. Cel mai simplu exemplu sunt moleculele în care există un așa-numit atom de carbon asimetric înconjurat de patru grupuri diferite. Acest lucru poate fi demonstrat folosind cel mai simplu aminoacid alanină ca exemplu. Cele două molecule ilustrate nu pot fi combinate în spațiu prin nicio rotație (Fig. 6, sus).

Mulți oameni de știință au reacționat la teoria lui Van't Hoff cu neîncredere. Iar faimosul chimist organic german, un experimentator remarcabil, profesor la Universitatea din Leipzig, Adolf Kolbe, a izbucnit într-un articol obscen de dur în Journal fur praktische Chemie cu titlul rău intenționat „Zeiche der Zeit” („Semnele vremurilor”). El a comparat teoria lui van't Hoff cu „deşeurile minţii umane”, cu „o cocotte îmbrăcată în haine de modași și-a acoperit fața cu alb și ruj pentru a intra într-o societate decentă în care nu e loc pentru ea. Kolbe a scris că „ unui anume doctor van't Hoff, care ocupă un post la școala veterinară din Utrecht, evident că nu-i place cercetarea chimică exactă. I s-a părut mai plăcut să stea pe un Pegas (probabil împrumutat de la o școală veterinară) și să spună lumii ce a văzut din Parnasul chimic... Cercetătorii adevărați sunt uimiți de cât de aproape necunoscuți chimiști sunt luați să judece cu atâta încredere cea mai mare problemă a chimie - problema atomilor de poziție spațială, care, poate, nu va fi niciodată rezolvată ... O astfel de abordare a întrebărilor științifice nu este departe de credința în vrăjitoare și spirite. Și astfel de chimiști ar trebui excluși din rândurile oamenilor de știință adevărați și luați în considerare cu tabăra filozofilor naturii, care diferă foarte puțin de spiritiști.».

De-a lungul timpului, teoria lui van’t Hoff a câștigat recunoaștere deplină. Fiecare chimist știe că, dacă există un număr egal de molecule „dreapta” și „stânga” într-un amestec, substanța ca un întreg va fi optic inactivă. Aceste substanțe sunt obținute în balon ca rezultat al sintezei chimice convenționale. Și numai în organismele vii, cu participarea agenților asimetrici, cum ar fi enzimele, se formează compuși asimetrici. Deci, în natură predomină aminoacizii și zaharurile de o singură configurație, iar formarea antipozilor lor este suprimată. În unele cazuri, diferiți enantiomeri pot fi distinși fără instrumente - atunci când interacționează diferit cu receptorii asimetrici din corpul nostru. Un exemplu izbitor este aminoacidul leucina: izomerul său dextrogiro este dulce, iar levogitorul este amar.

Desigur, se pune imediat întrebarea cum au apărut primii compuși chimici optic activi pe Pământ, de exemplu, același acid tartric natural dextrogiro, sau cum au apărut microorganismele „asimetrice” care se hrănesc doar cu unul dintre enantiomeri. Într-adevăr, în absența unei persoane, nu era nimeni care să efectueze o sinteză direcționată a substanțelor optic active, nu era nimeni care să împartă cristalele în dreapta și stânga! Cu toate acestea, astfel de întrebări s-au dovedit a fi atât de complexe încât nu există niciun răspuns clar la ele până în prezent. Oamenii de știință sunt de acord doar că există agenți anorganici sau fizici asimetrici (catalizatori asimetrici, lumina solară polarizată, câmp magnetic polarizat) care ar putea da un impuls inițial sintezei asimetrice a substanțelor organice. Observăm un fenomen similar în cazul asimetriei „materie – antimaterie”, deoarece toate corpurile cosmice constau numai din materie, iar selecția a avut loc în primele etape ale formării Universului.

Medicamente chirale

Chimiștii se referă adesea la enantiomeri ca la un singur compus, deoarece proprietățile lor chimice sunt identice. Cu toate acestea, activitatea lor biologică poate fi complet diferită. Omul este o ființă chirală. Și acest lucru se aplică nu numai aspectului său. Medicamentele „dreapta” și „stânga”, care interacționează cu moleculele chirale din organism, cum ar fi enzimele, pot acționa diferit. Medicamentul „corect” se potrivește în receptorul său ca o cheie a unui lacăt și începe reacția biochimică dorită. Acțiunea antipodului „greșit” poate fi asemănată cu o încercare de scuturare mana dreapta mâna stângă a oaspetelui tău. Nevoia de enantiomeri optic puri se explică și prin faptul că de multe ori doar unul dintre ei are efectul terapeutic necesar, în timp ce al doilea antipod poate fi inutil în cel mai bun caz și, în cel mai rău caz, poate provoca efecte secundare nedorite sau chiar toxic. Acest lucru a devenit evident după povestea tragică senzațională a talidomidei, un medicament care a fost prescris femeilor însărcinate în anii 1960 ca somnifer și sedativ eficient. Cu toate acestea, în timp, efectul său secundar teratogen (din greacă. τέρας - monstru) și s-au născut o mulțime de bebeluși cu deformări congenitale. Abia la sfârșitul anilor 1980 a devenit clar că doar unul dintre enantiomerii talidomidei, dextrogiro, a fost cauza nenorocirii și doar izomerul levogitor este un tranchilizant puternic (Fig. 6, mai jos). Din păcate, o astfel de diferență în acțiunea formelor de dozare nu era cunoscută anterior, astfel încât talidomida comercializată a fost un amestec racemic al ambilor antipozi. Ele diferă aranjament reciprocîn spaţiul a două fragmente ale moleculei.

Încă un exemplu. Penicilamina, a cărei structură a fost desenată pe un câine și un lup pe coperta unei reviste, este un derivat destul de simplu al aminoacidului cisteină. Această substanță este utilizată pentru otrăvirea acută și cronică cu cupru, mercur, plumb și alte metale grele, deoarece are capacitatea de a forma complexe puternice cu ionii acestor metale; complexele rezultate sunt îndepărtate de rinichi. Penicilamina este, de asemenea, utilizată în diferite forme de artrită reumatoidă, într-o serie de alte cazuri. În acest caz, se utilizează numai forma „stânga” a medicamentului, deoarece forma „dreapta” este toxică și poate duce la orbire.

De asemenea, se întâmplă ca fiecare enantiomer să aibă propria sa acțiune specifică. Da, mâna stângă S Tiroxina (Levotroid) este un hormon tiroidian natural. Un dextrogiro R-tiroxina (dextroidul) scade colesterolul din sange. Unii producători vin cu nume comerciale palindromice pentru astfel de cazuri, cum ar fi darvon și novrad pentru un analgezic narcotic sintetic și, respectiv, medicament pentru tuse.

În prezent, multe medicamente sunt produse sub formă de compuși optic puri. Se obțin prin trei metode: separarea amestecurilor racemice, modificarea compușilor naturali optic activi și sinteza directă. Acesta din urmă necesită, de asemenea, surse chirale, deoarece orice alte metode sintetice convenționale produc un racemat. Acesta, apropo, este unul dintre motivele costului foarte ridicat al unor medicamente, deoarece sinteza direcționată a doar unuia dintre ele este o sarcină dificilă. Prin urmare, nu este surprinzător că dintre multele medicamente chirale sintetice produse în întreaga lume, doar o mică parte este optic pură, restul sunt racemați.

Pentru chiralitatea moleculelor, vezi și:
Capitolul Originea purității chirale din cartea lui Mihail Nikitin