Hvordan trodser levende celler de naturlige tendenser i universet?

Det er et fascinerende spørgsmål! Selvom det ikke er nøjagtigt at sige, at levende celler * trodser * universets naturlige tendenser, demonstrerer de et tilsyneladende paradoks. Lad os nedbryde det:

den anden lov om termodynamik:

* Denne lov siger, at i et isoleret system øges entropi (lidelse) altid over tid. På enklere termer er tingene en tendens til at falde fra hinanden og ikke blive mere komplekse.

* Dette virker i strid med livet, der er kendetegnet ved at øge kompleksiteten og organisationen.

hvordan levende celler ser ud til at modsige dette:

* Bestil fra forstyrrelse: Celler tager enkle molekyler fra deres miljø og bygger dem til komplekse strukturer og trosser tendensen mod forstyrrelse. De skaber proteiner, DNA og endda hele organeller, som alle bidrager til den samlede organisering af cellen.

* Energiindgang: Levende celler er ikke isolerede systemer. De tager kontinuerligt energi fra deres omgivelser, primært gennem processer som fotosyntese (planter) eller indtagelse af mad (dyr). Denne energiindgang giver dem mulighed for at opretholde og øge deres interne rækkefølge, selvom de frigiver en vis energi som varme, hvilket øger entropien i deres omgivelser.

* Selvreplikation: Celler formerer sig og skaber mere komplekse strukturer fra eksisterende. Dette trosser tilsyneladende den anden lov, fordi den kræver energi og evnen til at overvinde den naturlige tendens til forfald.

opløsningen af ​​paradokset:

* åbne systemer: Levende celler er ikke isolerede systemer; De udveksler stof og energi med deres miljø. Dette er afgørende for dem at opretholde og øge deres interne orden.

* øget entropi generelt: Mens levende celler ser ud til at reducere entropien i sig selv, bidrager de til en større stigning i entropi i deres omgivelser. For eksempel øger energien, der frigives under cellulær respiration, miljøens entropi.

* Evolution og udvælgelse: Den komplekse organisation af livet opstår gennem evolution. Naturlige udvælgelse favoriserer organismer, der er bedre til at fange og bruge energi, hvilket fører til fremkomsten af ​​stadig mere komplekse livsformer over tid.

I resumé trodser levende celler ikke lovene om termodynamik. I stedet udnytter de dem smart. De udnytter energi fra deres omgivelser for at opretholde og øge deres interne orden, mens de bidrager til en større stigning i entropi i det samlede system.