Эволюция и придуманная модель 2⁠⁠

Вопросы прошлого поста связаны не с тем , как реализованы конкретные части живых организмов в биологии , а скорее с тем как химия и геометрия могут обьединиться для создания этих самых частей во первых , а во вторых с вопросом почему эти части могут быть устроены так по разному (что связано с математическими аппроксимациями). Например один из простейших способов запасать энергию это конденсатор - этим способом пользуются как клетки нашего мозга создавая разницу потенциалов с разных сторон мембраны нейрона так и митохондрии запасая энергию для проведения химических реакций . Конденсатор по своему устройству это обычно два проводника разделенных диэлектриком , причем чем больше площадь обкладок конденсатора и тем меньше расстояние между обкладками тем большую емкость он имеет. В идеале мы хотели бы от источника энергии в виде конденсатора для живого организма подобные характеристики : хранение как можно большего заряда как в можно меньшем объеме с как можно более низким током утечки без снижения характеристик со временем с относительной простотой создания этого источника. Чтобы ток утечки был низкий желательно физически разделить обкладки друг от друга , геометрически это достигается через создание замкнутой траектории из диэлектрика (к примеру круга). Так как заряд хранимый конденсатором связан с площадью обкладок , желательно завернуть обкладки в сложную форму ( примерно как наш мозг заворачивает кору больших полушарий через извилины) чтобы упаковать в маленький обьем большую площадь обкладок. Кстати довольно интересно , что в математике некоторые задачи связанные с упаковкой не смотря на простоту условий довольно сложно доказываются или решаются , а так как геометрия химических связей часто связана с многоугольниками, то задача упаковки многоугольников и прямых между ними одна из тех задач решаемых эволюцией к примеру для уменьшения/увеличения объема или площади.Насколько сложны эти задачи?

Если посмотреть на эволюцию конденсаторов за последние 200 лет (начиная с Лейденской банки) основной причиной изменений их конструкции было открытие и использование веществ с более хорошими характеристиками диэлектрика или проводника , использование новых инструментов для создания этих веществ и конфигураций этих веществ. То есть в целом инженеры решали задачу перебора веществ и их геометрии (в целом это касается не только конденсаторов) для получения лучших результатов. Ситуация осложнялась тем что некоторые вещества были трудно получаемы или не было инструментов для их получения. Также ситуация осложнялась тем что было нужно разрабатывать инструменты работающие на более миниатюрном и более точном уровне (очевидно что если создать даже мельчайшую дырку в диэлектрике конденсатор перестает работать).

Если продолжать рассуждения о связи геометрии и химии , то в список задач предыдущего поста входила необходимость регулировки угла прыжка между двумя островками питательных химических веществ , на уровне химии и электроники подобное поведение может достигаться через механизм роторного двигателя который бы преобразовывал определенное количество управляющего сигнала в определенный геометрический угол молекул или физических тел. То есть с точки зрения химии некое строение определенной молекулы должно приводить к некой геометрической конфигурации другой молекулы. Вообще подобное поведение реализуемо даже рибосомами - которые преобразуют рнк в разные геометрические формы белков посредством третичной структуры, однако сам химический механизм приводящий к такому поведению требует уточнения.