Równowaga i stany trwałe

Zachodzące w organizmie różne czynności są skierowane na uzyskanie takich substancji, które potrzebne są do utrzymania tego szczególnego typu organizacji. Wiemy już, że istota żywa różni się np. od kamienia tym, że nie pozostaje w stanie równowagi ze swoim środowiskiem; po­święćmy więc trochę czasu, aby dowiedzieć się, co znaczy nie być w sta­nie równowagi.

We wszystkich zamkniętych układach fizycznych występuje ten­dencja do równomiernego rozprzestrzeniania się cząsteczek przez dyfu­zję, tak aby zawartą w nich energię sprowadzić do minimum. Skłonność ta uwidacznia się na wiele sposobów, np. w spadaniu ciał pod wpływem siły ciążenia, w przepływie prądu elektrycznego w przewodnikach, w dy­fuzji gazów (jak np. w ulatnianiu się gazu świetlnego) lub mieszaniu się niektórych cieczy w wyniku dyfuzji. Ogólnie fakt ten przedstawić można w ten sposób, że w każdym zamkniętym układzie fizycznym sto­pień uporządkowania może pozostawać stały lub spadać, natomiast nigdy nie wzrasta. Mówiąc bardziej fachowo, entropia takiego układu wyka­zuje tendencje wzrostowe.

Te tendencje do przypadkowego rozmieszczania się wszelkiej materii na Ziemi opóźnione są jednak przez wzajemne oddziaływanie różnych istniejących ciał. Na przykład twardość składników Ziemi ?stawia opór” sile ciążenia tak, że spadający kamień nie może dostać się do jej wnętrza. Właściwość oliwy i wody, którą nazwać można niemieszalnością, utrud­nia im utworzenie układu homogenicznego opóźniając ich wzajemne prze­nikanie. Tak więc kamień spoczywający na drugim kamieniu nie zmieni swego położenia na skutek samej siły ciążenia lub dyfuzji, nawet jeżeli substancje wchodzące w skład kamieni są zdecydowanie różne. Zacho­wanie tego stanu nie wymaga żadnego wydatku energii; energia zawar­ta jest w samych ciałach. W rzeczywistości jednak twierdzenie, że sub­stancje te nie mieszają się z sobą, nie jest ścisłe. Atomy jednego metalu mogą przenikać do drugiego, dzieje się to jednak bardzo wolno.

Organizmy żywe różnią się wyraźnie od swego otoczenia. Wiemy już, że człowiek jest układem bardzo wodnistym, a mimo to żyje w powietrzu, które nawet w najwilgotniej szych klimatach rzadko zawiera więcej niż 1 procent wody. Podobnie wygląda sprawa z pierwiastkami wchodzący­mi w skład jego ciała; np. pierwiastki spotykane w minimalnych ilościach w otoczeniu człowieka w jego organizmie występują w dużych stęże­niach. Nie byłoby w tym nic godnego uwagi, gdyby wszystkie te sub­stancje odcięte były od otoczenia. Na półkach każdej drogerii mieści się mnóstwo substancji w stężeniach o wiele wyższych niż w otaczającym je świecie. Znajdują się one jednak w szczelnych naczyniach odcięte od otoczenia. Każdy wie, co się dzieje, jeżeli tego rodzaju towary są źle opakowane. Proszek roznosi się wszędzie, flakonik z perfumami w krót­kim czasie wypiera korek i przecieka, a substancje rozmieszczają się równomiernie. Substancje w organizmie nie są zamknięte w szczelnych naczyniach, a mimo to nie przenikają na zewnątrz.

Fakt, że organizm nie rozpływa się w swoim otoczeniu, polega na ciągłym zużywaniu energii na utrzymywanie potrzebnych substancji na miejscu oraz na uzupełnianie ich z otoczenia. Skoro substancje w organi­zmie nie są pozamykane w szczelnych pudełkach, ciało może utrzymać swój stan tylko dzięki zastępowaniu utraconych substancji przez inne, ale tego samego rodzaju. To właśnie mamy na myśli mówiąc, że istota żywa nie znajduje się w stanie równowagi statycznej. Jej substancje nie znajdują się w stanie spoczynku, jak leżący na ziemi kamień, lecz w sta­nie ciągłej aktywności i tylko dzięki tej aktywności zachowane zostają jej kształt i organizacja. Tego rodzaju układ, który nie ulega zmianom pomimo stałego przepływu i odpływu materii, nazywamy ?stanem trwa­łym”.

Both comments and pings are currently closed.

Comments are closed.