Zeitschrift für Physikalische Chemie und Biophysik
Offener Zugang

Abstrakt

Der Begriff der biologischen Aktivität und seine Anwendung auf biologische Phänomene

Otsuka J*

Obwohl das Leben seit dem Maxwellschen Dämonenproblem für die meisten Physiker ein Rätsel ist, wird dieses Rätsel gelöst, wenn man die folgenden Eigenschaften eines Organismus betrachtet: die Selbstreproduktion durch Aufnahme von Material- und Energiequellen von außen auf der Grundlage seiner genetischen Informationen und die Auswahl selbstreproduzierender Organismen zur Erhaltung und weiteren Verbesserung der genetischen Informationen. Nach den kürzlich gewonnenen Erkenntnissen der Molekularbiologie wird der molekulare Weg zur Selbstreproduktion energetisch bewertet und eine neue thermodynamische Größe der biologischen Aktivität vorgeschlagen, um den Zustand eines Organismus in Bezug auf aufgenommene Energie, gespeicherte Energie und Systematisierung zu charakterisieren. Diese Größe ist nicht nur mit dem Gesetz der Thermodynamik vereinbar, sondern spiegelt auch die Veränderungen im Genom und in der Art der Genexpression wider. Somit wird die biologische Aktivität zu einem nützlichen Maß für die quantitative Analyse verschiedener biologischer Phänomene. Dies wird für die Evolution im großen Maßstab durch die Erzeugung neuer Gene durch Genduplikation und für die Schätzung der für die Entwicklung eines mehrzelligen Organismus erforderlichen Energie veranschaulicht. Der Ursprung des Lebens wird auch unter dem Aspekt der biologischen Aktivität und der erweiterten Sicht der Evolution diskutiert.