Челябинск, Челябинская область, Россия
В данной работе рассматривается возможность перехода между микромиром квантовой механики и макромиром биологии, где важнейшим процессом является взаимоотношение биологического вида (БВ) с его экологической нишей (ЭН). В первой части работы выдвигается гипотеза, что ЭН выступает аналогом потенциальной ямы (ПЯ) в квантовой механике, что позволяет применить инструментарий последней. Тогда устойчивому состоянию БВ, как системной структуры, соответствуют собственные значения некоторой волновой функции, которая осциллирует в ЭН (подобно электрону в атоме). При этом можно выделить линейные и нелинейные этапы этих осцилляций. Нелинейная часть эволюции, когда биологический вид входит в хаотический этап существования, может определяться как внешними изменениями в ЭН, так и внутренними причинами на уровне генома. Первые причины можно назвать дарвиновскими, вторые – ламарковскими. В общем виде собственные значения БВ определяются граничными условиями ниши (на базе куба Хатчинсона): обобщённой геометрией ЭН и другими параметрами экологических факторов. Показано, как базовые концепты квантовой механики проявляются в биологии: суперпозиция, туннелирование сквозь потенциальный барьер, принцип Паули. Последний соответствует закону Гаузе в биологии: внутри одной экологической ниши может проживать только один вид с определёнными экологическими потребностями. Во второй части работы обсуждаются возможные эффекты сопряжённости эволюции между ПЯ, определяемой соответствующей ЭН, и ПЯ, влияющей на конформационное (энергетическое) состояние генома БВ. Предполагается, что изменение ЭН преобразует информационный статус генома путём естественного отбора, но с другой стороны и наоборот, изменение топологии генома у отдельных особей, может в итоге повлиять на некоторые потребности всего вида и привести к преобразованию его ЭН.
экологическая ниша, биологический вид, закон Гаузе, квантовая механика, волновое уравнение, собственная функция, потенциальная яма, граничные условия, нелинейный осциллятор, туннелирование, эволюция, геном
1. Франкл В. Человек в поисках смысла. М.: Прогресс, 1990, 368 с.
2. Озерский П.В. К формализации концепции экологической ниши Элтона-Одума. История вопроса. Функциональная морфология, экология и жизненные циклы животных. М: Научные труды РГПУ им. Герцена, 2013, т. 13, № 1, с. 55-68.
3. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика (нерелятивистская теория). М.: Наука, 1989, 768 с.
4. Шноль С.Э. Космофизическая природа идеи формы гистограмм, построенных по результатам измерений процессов разной природы. Метафизика. Век ХХI. Альманах. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007, вып. 2, с. 284-320.
5. Панчелюга В.А., Панчелюга М.С. Принцип Маха и универсальный спектр периодов: комплементарные фрактальные распределения как следствие рациональных и иррациональных отношений между частями целостной системы. Метафизика. Журнал, 2021, № 2 (40), с. 39-56.
6. Шрёдингер Э. Что такое жизнь с точки зрения физики? М.: РИМИС, 2015, 176 с.
7. Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твёрдого тела. М.: 2013, 459 с. [Ashcroft N., Mermin N. Solid State Physics. Moscow: 2013, 459 p. (In Russ.)]
8. Ризниченко Г.Ю., Рубин А.Б. Биофизическая динамика продукционных процессов. Москва-Ижевск: 2004, 464 с.
9. Романовский Ю.М., Степанова Н.В., Чернавский Д.С. Математическое моделирование в биофизике. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003, 402 с.
10. Иваницкий Г.Р. XXI век: что такое жизнь с точки зрения физики. Успехи физических наук, 2010, т. 180, № 4, с. 339-369.
11. Зельдович Б.Я. Импеданс и параметрическое возбуждение осцилляторов. Успехи физических наук, 2008, т. 178, № 5, с. 489-510.
12. Циммер К. Паразит — царь природы: Тайный мир самых опасных существ на Земле. М.: Альпинанон-фикшн, 2017, 362 с.
13. Стригин М.Б. Аналитический и синтетический этапы эволюции произвольных систем: онтологические особенности и характеристики. Современный учёный, 2018, № 8, с. 31-39.
14. Хомский Н. Человек говорящий. Эволюция и язык. СПб.: Питер, 2018, 304 с.
15. Арнольд В. И. Теория катастроф. М.: ЛЕНАНД, 2016, 136 с.
16. Галл Я.М. Дэвид Лэк: две версии видообразования, либо от нейтрализма к адаптационизму. Вавиловский журнал генетики и селекции, 2014, т. 18, № 3, с. 585-598.
17. Бергсон А. Творческая эволюция. М.: Академический проект, 2015, 320 с.
18. Марков А. Эволюция человека. Нейроны и душа. М.: Издательство АКТ: CORPUS, 2018, 512 с.
19. Пригожин И. Порядок из хаоса: новый диалог человека с природой. М.: Едиториал УРСС, 2014, 304 с.
