Потоки информации в биосфере

Потоки информации в биосфере

Жизнь невозможна без обмена сведениями об окружающей среде. Потоки вещества и энергии в биосфере неразрывно связаны с потоками информации, а способность воспринимать, накапливать и использовать её относится к важнейшим свойствам живого. Именно эта способность позволяет организмам снижать собственную энтропию за счёт поступающей извне энергии и приспосабливаться к меняющимся условиям.

Способы обмена информацией в биосфере

Биологическая эволюция выработала у организмов множество механизмов адаптации. Их результатом стали как особенности строения, так и физиологические свойства живых существ. На первом этапе информационная связь организма со средой сводилась к умению отличать пригодные в пищу вещества от инертных или опасных. Эта способность опиралась на появление хеморецепторов, которые у животных проявляются в виде вкуса и обоняния.

Толчком к развитию информационного обмена послужило образование живой клетки: сведения передавались между её органеллами. Учёные доказали, что на раннем этапе внутриклеточный обмен веществом и энергией одновременно был и обменом информацией. Позднее роль передатчиков взяли на себя ДНК и информационная РНК, а ещё позже - гормоны и гормоноподобные вещества.

Рост размеров животных сделал химические связи недостаточными: они передают сигналы слишком медленно. Это подтолкнуло развитие нервной системы и новых органов чувств - прежде всего зрения и слуха, которые надёжно сообщают об окружающей обстановке. Параллельно вокруг гипоталамуса и гипофиза формировалась мозговая система, согласующая работу эндокринной и нервной систем.

Развитие нервной системы

Увеличение объёма поступающих сведений, их качественные изменения и необходимость согласовывать движения всех органов тела привели к образованию центральной нервной системы (ЦНС). Что касается обмена информацией между особями в популяциях, то эти связи возникли, вероятно, ещё раньше нервной системы.

Поначалу обмен между организмами шёл лишь через химические связи, которыми высшие животные пользуются и сегодня. Передачу обеспечивают эндокринные железы, выделяющие в среду особые вещества - феромоны. Существует мнение, что именно феромоны вызывают у людей чувства симпатии и антипатии.

Развитие нервной системы открыло животным возможность обмениваться звуковыми и зрительными сигналами, а затем и обучать потомство. Эта способность связана с появлением и развитием головного мозга, а также с возникновением памяти. Важнейшим свойством живого, которое принципиально отличает его от косной материи, остаётся передача наследственной информации из поколения в поколение. Такую связь обеспечивает генетический код, носителями которого выступают нуклеиновые кислоты.

Понятие о генофонде

Совокупность всей наследственной информации, накопленной на Земле за время эволюции, образует генофонд. Сегодня наукой описано более 1,5 млн видов живых организмов. Решающим шагом к такому разнообразию стал переход от вегетативного размножения к половому: он дал возможность исправлять ошибки, возникающие в генетическом коде в ходе эволюции.