X.11.1 Modelul obiectului biosistem

Pentru început trebuie precizat foarte clar că şi biosistemele fac parte din clasa sistemelor materiale, sistemele materiale abiotice constituind suportul abiotic al tuturor biosistemelor, indiferent de gradul lor de complexitate. Prin urmare, atributele de model ale SM abiotice vor fi prezente (moştenite) şi la biosisteme, dar vor exista în plus atributele specifice numai clasei biosistemelor. La fel ca la SM abiotice, va exista şi la biosisteme un mediu de referinţă (MR), mediul cu existenţă anterioară apariţiei oricărui biosistem[1] şi din ale cărui elemente se vor fi format primele şi cele mai simple biosisteme. Acest mediu trebuie să întrunească nişte calităţi obligatorii:

1)    Elementele MR trebuie să constituie mulţimea generatoare pentru orice sistem ce va intra în compunerea tuturor biosistemelor. Cum organizarea internă a elementelor biosistemelor cunoscute începe de la nivel atomic şi molecular, mediile formate din aceste elemente sunt mediile naturale (MN, ale căror elemente sunt cei circa 90 de tipuri de atomi stabili existenţi în mediile periferice ale Terrei[2]);

2)    MR trebuie să permită rotaţia cvasiliberă a atomilor şi moleculelor, condiţie esenţială pentru sinteza stereochimică. Această condiţie exclude ca MR mediile de tip S (solidele), care nu permit rotaţia elementelor;

3)    MR trebuie să permită existenţa suprafeţelor interne de separaţie (cavităţilor) mobile. Această condiţie poate fi îndeplinită de un singur tip de MN, mediile L_A (lichidele);

4)    MR trebuie să conţină într-un volum relativ redus (într-o concentraţie suficientă), toate elementele chimice şi compuşii lor abiotici necesari sintezei biosistemului (să fie printre altele un bun solvent pentru combinaţiile acestor elemente);

5)    MR trebuie să fie polar, adică să permită apariţia, existenţa şi mişcarea ionilor.

6)    Faţă de MR, compuşii chimici prezenţi în acest mediu trebuie să se poată departaja în două clase, mediofili cu forţe de aderenţă la mediu şi mediofobi cu forţe de respingere faţă de mediu. Această ultimă condiţie este absolut necesară pentru sinteza membranei plasmatice bistrat ce formează SRS a celulelor vii, iar celula fiind aşa cum vom vedea sistemul biotic fundamental, existenţa tuturor biosistemelor este dependentă de această condiţie.

Din condiţiile de mai sus rezultă aproape unic un asemenea mediu existent în mari cantităţi pe Terra - apa - ca mediu suport în care să se afle dispersate (ca soluţii, emulsii, suspensii etc) toate elementele abiotice necesare structurii biosistemului. Acest mediu s-a păstrat ca mediu intern în proporţie de peste 70% şi la biosistemele evoluate existente astăzi, chiar dacă mare parte din ele au difuzat din mediul primordial şi în alte medii (atmosfera, solul şi interstiţiile din scoarţa terestră). Prezenţa apei este obligatorie la toate biosistemele, mai ales în zonele de sinteză chimică - citoplasma celulelor - sau ca mediu de antrenare pentru fluxurile interne.

Faţă de acest mediu de referinţă din care biosistemul îşi colectează elementele suportului său structural abiotic[3], biosistemul trebuie să se alimenteze cu energie pentru susţinerea fluxurilor sale interne - fluxurile vitale. Această energie, la fel ca şi în cazul SM abiotice, trebuie obţinută din exterior prin fluxurile de alimentare, fluxuri imergente prin SRS a biosistemului (în marea lor majoritate prin porţile specializate ale SRS). Fluxurile de alimentare trebuie să aducă în interiorul biosistemului atât energia necesară pentru menţinerea fluxurilor stocate intern (fluxurile vitale) cât şi materialul biotic sau abiotic suport, necesar fie pentru menţinerea integrităţii proprii, fie pentru viitorul biosistem ce va fi sintetizat în cadrul procesului de reproducere. Cu alte cuvinte, fluxurile de intrare ale biosistemului trebuie să conţină atât componenta structurală cât şi pe cea energetică.

Reacţiile chimice interne ce stau la baza formării şi existenţei biosistemelor au ca rezultat atât compuşi utili cât şi compuşi nefolositori biosistemului sau chiar nocivi, compuşi ce trebuie eliminaţi spre exterior. Aceşti compuşi, împreună cu mediile lor de antrenare (apa sau aerul) vor forma cea mai mare parte a fluxurilor structurale emergente din biosistem, la care se adaugă inevitabilele fluxuri de pierderi energetice prin fluxurile emergente de fotoni termici.

Modelul triadei de fluxuri - imergente, stocate, emergente - observat pentru prima dată la biosisteme, dar pe care prezenta lucrare îl generalizează ca model universal pentru SM, este evident valabil şi pentru biosisteme, dar la alt nivel de organizare faţă de sistemele abiotice suport.

Am lăsat la urmă dar tocmai din cauza importanţei sale, precizarea că printre fluxurile ce formează triada specifică, pe lângă cele descrise mai sus se numără şi fluxurile de informaţie.

împortanţa acestor fluxuri este subliniată şi de faptul că triada fluxurilor informaţionale formează un sistem material special: sistemul de prelucrare a informaţiei (SPI). Acest tip de SM este specific biosistemelor, şi doar în ultimul secol s-a reuşit imitarea acestuia prin SPI artificiale.

Aşadar biosistemele sunt o clasă de SM cu următoarele atribute specifice (pe lîngă cele de SM abiotice):

1.    Existenţa triadei de fluxuri (3F) faţă de mediul abiotic de referinţă: fluxurile de alimentare (imergente), fluxurile vitale (stocate) şi fluxurile de ieşire (emergente);

2.    Necesitatea existenţei acestor fluxuri determină necesitatea unei alimentări cu energie suplimentară (faţă de nivelul abiotic);

3.    Existenţa procesului de autoreproducere;

4.    Existenţa unui SM specializat - sistemul de prelucrare a informaţiei (SPI) - care operează cu o altă clasă de SM specializate, sistemele suport de informaţie (SSI), sistem ce controlează toate procesele interne ale biosistemului, de la permeabilitatea SRS la fluxuri, până la procesele de autoreproducere şi de comportament extern. Acest sistem este organizat şi el pe nivele ierarhice, în funcţie de complexitatea biosistemului.