Влияние фундаментальных физических параметров на биологию
Физик Костя Траченко из Лондонского университета королевы Марии провел исследование, направленное на изучение роли базовых физических констант в движении жидкостей и их значении для поддержания жизни. Опубликованное 12 октября 2023 года в журнале Science Advances, его исследование демонстрирует, что даже минимальные отклонения в значениях этих констант способны существенно изменить вязкость жидкостей — ключевой фактор, обеспечивающий нормальную работу клеток. Для поддержания жизнедеятельности организмов необходимо, чтобы жидкость в них протекала с определенной скоростью и сопротивлением, что зависит от этих физических параметров.
Фундаментальные константы и их роль в природе
Основные физические константы, такие как масса и заряд электрона, а также постоянная Планка, оказывают влияние на формирование атомов, протекание химических реакций и процессы, происходящие в звездах. Они также ограничивают минимально возможную вязкость жидкостей, что жизненно важно для существования живых систем. Слишком высокая или слишком низкая вязкость способна препятствовать нормальному функционированию биологических процессов.
По словам Траченко: «Даже небольшие изменения в таких константах, как постоянная Планка или заряд электрона, на несколько процентов могут теоретически привести к тому, что вязкость крови станет непригодной для нормальной работы организма».
Выводы исследования основываются на теоретических моделях — экспериментальные изменения физических констант пока не проводились. В январе 2025 года Траченко и его команда планируют представить новую работу о вязкости крови в издании The European Physical Journal E. Кровь, состоящая из плазмы, эритроцитов, тромбоцитов и других компонентов, играет ключевую роль, так как эритроциты способны образовывать агрегаты, влияющие на сопротивление потоку крови.
Хотя физические константы влияют на ядерные процессы в звездах, формирующие углерод и кислород, наличие этих элементов само по себе не гарантирует возникновение жизни. Причины, по которым фундаментальные константы имеют именно такие значения, остаются загадкой, что подчеркивает необходимость дальнейших исследований.
Работа Траченко ярко демонстрирует, насколько важны фундаментальные физические параметры для понимания биологических процессов на Земле и поиска жизни за ее пределами. Особое внимание к вязкости жидкостей, в том числе крови, открывает новые горизонты в астрофизике и экзобиологии — ведь даже малейшие изменения в константах могут повлиять на все стадии жизненных процессов. Для российской научной и медицинской общественности эти открытия подчеркивают важность междисциплинарных подходов к изучению жизни и Вселенной.