«Как известно, открытые системы, какими, в частности, являются живые организмы, обменивающиеся с окружающей средой не только энергией, но и веществом, характеризуются тем, что в состоянии стационарного равновесия скорость образования положительной энтропии у них стремиться к минимально возможному на данном уровне значению. Почему у одних млекопитающих скорость образования положительной энтропии велика, а у других млекопитающих она мала и задержана? Ответ на это вопрос до сего времени не дан ни физиологией, ни термодинамикой открытых систем.» – указывает И.А.Аршавский (14, 15). Казалось бы, поступающая в организм свободная энергия пищевых веществ, должна полностью или даже с избытком компенсировать высокие энергетические затраты. Однако это не способствует образованию отрицательной энтропии. Более того, как следует из опытов В.Н.Никитина и его сотрудников, а также данных исследований лаборатории И.А.Аршавского, негэнтропии способствует ограниченное поступление пищевых веществ в живую систему. Природа этого явления в настоящее время не раскрывается и не объясняется термодинамикой открытых систем, – приходит к заключению Аршавский.

Аршавский исключает возможность аналогии онтогенеза с заведенными часами, пущенными в ход процессом оплодотворения. Он считает, что если и прибегать к указанной аналогии, то правильнее говорить, что в процессе онтогенеза до известного периода, с которого начинается старение, вновь и вновь заводятся часы жизни, переводя организм на более высокие энергетические уровни.

Для теории Аршавского крайне трудным является вопрос: когда и на каком этапе онтогенеза начинается затухающее самообновление протоплазмы? «В настоящее время нам еще трудно полностью понять, – признается И.А.Аршавский, – каким образом в связи с интенсивной скелетно—мышечной активностью продолжительность жизни тем не менее не увеличивается».

Расширение исследований в области термодинамики живых систем привело к созданию в последние десятилетия особого научного направления в рамках физиологии – биоэнергетике.

Центральной проблемой биоэнергетики на протяжении последних 30 лет было выяснение механизма, с помощью которого энергия, освобождаемая при окислении субстратов или при поглощении света, может использоваться для катализа энергозависимых процессов, таких как синтез АТФ из АДФ и фосфора, или перенос ионов через мембрану против градиента их концентрации (186).

Одна из центральных проблем в термодинамике живых систем символически выражается головоломкой – Уроборосом (змея, кусающая себя за хвост, или две змеи, кусающие друг друга за хвост) – как может из простых элементов возникнуть сложная система, если для ее возникновения необходима еще более сложная система?

Каким образом современные организмы строят полимеры и смешанные олигомеры, столь необходимые для жизни? Ответ для этого может быть только один: для преодоления термодинамического барьера они используют энергию, т. е. организмы используют энергию для активации мономеров до такого состояния, при котором становится возможной их спонтанная полимеризация.

Более того, известно, что живые организмы используют для этой цели удивительно гибкую химическую форму энергии, в основе которой лежит относительно редкий химический элемент – фосфор (144). В центре всех превращений энергии в клетке находится АТФ – аденозинтрифосфорная кислота. При ее гидролизе до аденозиндифосфорной кислоты и фосфорной кислоты выделяется энергия, необходимая для совершения всех видов работ в живом организме.

Благодаря превращению энергии окислительно—восстановительных реакций в энергию фосфатных связей происходит энергетическая инициация полимеризации мономеров в современных организмах, но конкретный механизм энергозависимой полимеризации мономеров на примитивной Земле неизвестен.