Onko entropian lisääntyminen tai väheneminen munan muuntamisessa kanaksi?

Vastaus:

Kun otetaan huomioon muna tilastollisen termodynamiikan näkökulmasta, se kasvaa.

Kun kuitenkin sisällytetään negatiivinen entropian osuus geeniekspressiosta, jota tarvitaan kasvun ylläpitämiseksi poikasen, Sanchez ehdottaa kokonais entropiaa pienentää.

Selitys:

Entropian määrittely voi olla käsitteellistämisen kannalta epäselvä. "Satunnaisuuden aste" -osa on todella vaikea visualisoida määrittelemättä sitä, mikä on "häiriö".

YLEINEN ENTROPY-KUVAUS

Pelkkä näkymä on, että kananpoika saattaa näyttää "tavallisemmalta" kuin muna, koska se on kiinteämpi. On kuitenkin syytä pohtia useita kohtia:

• Jos pidät alkuperää (0,0,0) ja ripottele joitakin pisteitä satunnaisesti sen ympärille (vakiona) # R # sanotaan), monien yritysten, jotka ovat palloa, jälkeen. Tee se satunnaisesti # R # ja löydät epäselvän pallomaisen rakenteen, kuten:

Olemme juuri määrittäneet munan todennäköisyystiheyden (munasolun) ajan myötä, mutta poikasen todennäköisyystiheys on vähemmän määritelty (vaikeampi piirtää).

Näin ollen poikasella on potentiaalia olla entistä enemmän perinteinen häiriö (kvanttimekaniikan kannalta).

Kun otetaan huomioon myös muna- molekyyliproteiinirakenteet, ne ovat melko yksinkertaisia. Mutta ne muodostavat paljon monimutkaisempia proteiineja embryologisen kehityksen prosessissa.

Tässä nähdään, että entropia on ei-biologisten näkökohdat lisääntyy munasta poikasen, kun otetaan huomioon lisääntyä proteiinien monimutkaisuudessa. Kutsumme tätä #DeltaS_ "kuollut muna" #.

Thermodynamiikan toisen lain mukaan #DeltaS_ "kuollut muna"> = q / T #ja koska lämmön täytyy virrata munaan, koska äiti kanaa valmistelee sen luukkuun, tämä merkitsisi #q> 0 # ja näin #DeltaS> 0 #.

Muna vapauttaa aina lämpöä ja äiti imee munan hitaasti hitaasti niin, että muna on jatkuvasti tasapainossa. Ja jos ei ole äitiä (tai inkubaattoria, joka tekee saman), muna vapauttaa nopeasti lämmön, jolloin kehitysprosessi on mahdotonta.

TÄMÄN KÄYTTÄMINEN TILASTOTILAISSA

Tarkastellaan seuraavaksi sitä, mitä kutsutaan nimellä Boltzmannin määritelmä entropiasta:

#S = k_ {B} ln Omega #,

missä #k_ teksti {B} # on Boltzmannin vakio ja # Omega # on "mikrostaattien" lukumäärä johdonmukainen havaittu makrostaatti.

mikrotilat kuinka monta tapaa, jolla voit ajatella, että järjestelmä voidaan rakentaa uudelleen pitäen sama havaittu makrostaatti sama. Sanotaan, että sinulla on talo, ja kaikki tiilien permutaatiot jättävät sinut aina samaan taloon (makroskooppisten havaintojen on oltava samat). Niin, talo on kaikkien näiden mikrostaattien "yhtyeiden keskiarvo" tietyn makroskooppisen talon havainnon vuoksi.

Mitä tapahtuu munaamme#-># poikasen tarina tässä vaiheessa?

Järjestelmämme on lähes täydellinen grand canonical ensemble, se mahdollistaa lämmönvaihtohiukkaset (enimmäkseen # CO_2 # ja # H_2O # huokosten läpi) ja energiaa, jossa on lämpöhaude, jota pidetään lähes vakiona.

Munien käytettävissä olevien mikrosysteemien määrä on Vähemmän kuin poikasen saatavilla. Muna-molekyylit ovat yksinkertaisempia, mikä jättää suhteellisesti vähemmän tapoja järjestää atomeja palauttamaan sama muna-makrostaatti.

Vaikka poikasen, jolla on paljon monimutkaisempia proteiineja jne., On enemmän mikrostaatteja tietyn kanan makrostaatille (elossa tai ei!).

Näin ollen ei-biologinen komponentti muna-entropiaan (ilman alkion kasvun ylläpitämistä), kuten me kutsumme #DeltaS_ "kuollut muna" #, on positiivinen.

Jälleen tämä olettaa, että muna ei asu.

OTTAVAT HUOMIOON ENTROPY DUE GENE EXPRESSIONIN

Nyt meidän on myös sisällytettävä biologinen komponentti entropiaan; tuo on, geeniekspressiosta johtuva entropia tarvitaan munan kasvun ylläpitämiseksi.

Kuten kävi ilmi, Sanchez ehdottaa paperinsa lopussa, vaikka hänen "yrittämänsä on kiistaton" (hänen sanansa) riittää, kun todetaan, että geeniekspressiosta johtuva entropia, jota hän kutsuu #DeltaS_ "geeni" #, on negatiivinen.

Paperin puolivälissä hän toteaa, että:

#DeltaS_ "elävä" = DeltaS_ "luokka" + DeltaS_ "geeni" <0 #

tai tässä vastauksessa käytetyssä merkinnässä:

#color (sininen) (DeltaS_ "muna" ^ "poikas" = DeltaS_ "kuollut muna" + DeltaS_ "geeni" <0) #

Eli entropia, joka johtuu geenien ilmentymisestä, joka on välttämätön chickin elämän ylläpitämiseksi syntyessään, on riittävän negatiivinen että munan ja kehittyneen poikasen välinen entropian ero (#DeltaS_ "muna" ^ "chick" #) on negatiivinen.