细胞是一个开放体系
一方面细胞由细胞膜包裹着,使细胞质尤其是遗传物质与细胞外环境隔离开来;另一方面,细胞的基本特征是新陈代谢,细胞膜的另一个功能是胞内外物质和信息的选择性交流,它承担着物质出入、信息交换以及与细胞外环境联络和识别等作用。细胞与细胞外界的广泛联通,使得细胞与细胞外环境以及其他细胞之间形成了相互作用、相互协调的依存关系,这就是细胞的社会属性。
细胞社会不只是细胞的集合体,它强调的是生物体内细胞之间建立了联络和连接的关系,使不同细胞能够发生协调性活动,最终构成一个统一的多细胞生物体。单细胞生物体的功能有限,随着进化,多细胞生物出现,突破了单细胞活动的既有方式,细胞的功能大幅度地扩展,细胞之间的协调和整合更加完善。细胞分化导致生物体内细胞分工更加明确,功能更加专一,出现了器官和系统,使机体能够更好地适应复杂的或变化的外部环境。因此,细胞具有独特的属性,一方面它是由界膜包围的,相对封闭的功能单位,能够自我调节和独立生存;另一方面,它又是不断与外界进行物质、能量和信息交换的开放体系。一切生命现象,诸如生长、发育、增殖、分化、遗传、代谢、应激、运动、衰老和死亡等都在细胞的基本属性中得到体现。(https://www.daowen.com)
相对于研究亚原子事件的微观系统而言,生物是由大量分子和原子组成的宏观系统,它的代谢历程和空间结构都是有序的。热力学第二定律指出,物理和化学的变化导致系统的无序性或随机性(即熵)的增加。生物无休止的新陈代谢,不可避免地使系统内部的熵增长,从而干扰和破坏系统的有序性。现代生物学证明,在生物体中同时还存在一种使熵减少的机制。它从环境中吸取以食物形式存在的低熵状态的物质和能,把它们转化为高熵状态后排出体外。这种不对称的交换使生物体和外界熵的交流出现负值,这样就可能抵消系统内熵的增长。生物有序正是依赖新陈代谢这种能量耗散过程得以产生和维持的,它像“一只看不见的手”,能把环境提供的条件有选择地进行利用,组织为系统自身,提高系统的有序度,保持特定的有序稳定状态。生命现象中的耗散导致有序性,生物体是远离平衡的开放系统。