Динамические модели в биологии

Реестр моделей

Пространственно-временная самоорганизация биологических систем

Базовая модель "брюсселятор"

Такие режимы в двухкомпонентной системе были изучены в деталях на базовой модели "брюсселятор" (Пригожин и Лефевр, 1968), названной в честь брюссельской научной школы под руководством И. Р.Пригожина, в которой наиболее интенсивно проводились эти исследования. Илья Романович Пригожин (род 1917 г. в Москве) - всю жизнь работал в Бельгии. С 1962 г. он - директор Международного Сольвеевского института физической химии, а с 1967 г. - директором Центра статистической механики и термодинамики Техасского университета (США). В 1977 г. он получил Нобелевскую премию за работы по нелинейной термодинамике, в частности по теории диссипативных структур. Пригожин является автором и соавтором целого ряда книг: "Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций", "Порядок из хаоса", "Стрела времени", и др., в которых он развивает математические, физико-химические, биологические и философские идеи теории самоорганизации в нелинейных системах, исследует причины и закономерности рождения "порядка из хаоса" в богатых энергией открытых для потоков вещества и энергии системах, далеких от термодинамического равновесия, под действием случайных флуктуаций.

Классическая модель "брюсселятор" имеет вид

(33)

и описывает гипотетическую схему химических реакций:

Ключевой является стадия превращения двух молекул x и одной молекулы y в x - так называемая тримолекулярная реакция. Такая реакция возможна в процессах с участием ферментов с двумя каталитическими центрами. Нелинейность этой реакции в сочетании с процессами диффузии вещества и обеспечивает возможность пространственно-временных режимов, в том числе образование пространственных структур в первоначально однородной системе.

 

Дополнительная информация:

 

В начало

© 2001-2017 Кафедра биофизики МГУ