Количественная оценка уровней геологических и биологических структур по размерам

В настоящее время проводится большое количество исследований, посвященных проблеме дискретности в размерах природных систем. Садовский В. Д. обратил внимание на явление естественной <кусковатости> в распределении размеров отдельностей твердых металлов. Он показал, что природные системы предпочитают некоторые вполне определенные размеры безотносительно к свойствам материалов, из которых формируются структурные целостности. Оказалось, что при дроблении горных пород разными по мощности взрывами, произведенными в различных породах, максимальное количество кусков породы получается соответствующим одному и тому же размеру (Садовский, Болховитинов, 1982). По результатам наблюдения характерных размеров от микрометров до сотен тысяч километров установлено, что практически всегда отношения характерных размеров друг к другу более или менее постоянны и при этом находятся в узких пределах: от 2 до 5 (Садовский, 1983, 1984). Рассмотрим значения характерных размеров, полученные Садовским (1984) на основе обработки колоссального по объему экспериментального материала. На рис. представлены логарифмы характерных размеров отдельностей в функции от их рангового порядкового номера. Прямыми отмечены участки, соответствующие геометрической прогрессии с модулем e.
Примечание: прямыми соединены участки, соответствующие геометрической прогрессии с модулем е. По оси ординат - наиболее часто встречающиеся размеры геологических тел для определенного диапазона.
Обсуждается (Садовский, 1984) существование предпочтительных размеров природных тел вне зависимости от их физических свойств. Оказывается, что получающиеся при этом ритмы также соответствуют критическим рубежам экспоненциального устойчивого типа (е). *Иерархия структур организма и критические фазы индивидуального развития соответствуют критическому соотношению аллометрического устойчивого типа (ee). Массы ядра Галактики и Солнца соотносятся как . Масса Солнца 2*1031 кг как структуры, под влиянием которой идет развитие жизни на Земле, используется как исходная величина в классификации структурных уровней через соотношение . Эти закономерности, следующие из модели развития сложных эволюционирующих систем, прослеживаются в Приложениях 4, 5, 9.
В последнее время большое внимание уделялось классификации биологических структур. Рассмотрим соотношение размеров иерархически соподчиненых биологических систем различных уровней.

В широко распространенном в настоящее время университетском учебнике <Биология клетки> (Робертис и др., 1973) приводится классификация разделов биологии, основанная на размерных диапазонах изучаемых объектов и способах их изучения

Размеры изучаемые различными разделами биологии (по: Робертис и др., 1973)


Диапазоны, выделенные Робертисом, нанесены на рис., где они сопоставляются с расчетными диапазонами, полученными в результате последовательных делений на ее исходного размера, за который взята длина тела <условного мужчины> 1,7 м (Человек.., 1977): x2=x1/ee. При этом нижняя критическая граница первого диапазона составит 1,7 м / еe = 0,11 м.
а - размерная шкала, м; б - границы и порядковые номера расчетных диапазонов; в - предельные размеры различных структур в организме человека.
Следующие границы находят аналогичным образом. Диапазоны Робертиса, как видно, в большинстве случаев перекрывают по 2 и более расчетных диапазонов. Это относится к "органам" (3,5 диапазона), клеткам и бактериям (1.5 диапазона), клеточным компонентам и вирусам (2 диапазона).
Для сопоставления с расчетными диапазонами данные о размерах структур только одного, достаточно хорошо изученного вида, а именно человека. Данные взяты, главным образом, из справочника "Человек:" (1997), учебников гистологии (Елисеев и др., 1972) и цитологии (Трошин и др., 1970) и справочных изданий, содержащих количественные характеристики различных структур человека и животных (Блинков, Глезер, 1964; Автандилов, 1973; David, 1977, и др.).