Этапы развития и специфика биологической науки

МЧС РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«АКАДЕМИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ МИНИСТЕРСТВА
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ
СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ»
Кафедра философии
Материалы для дистанционного обучения по дисциплине
Концепции современного естествознания
Тема 13. Этапы развития и специфика биологической науки:
происхождение жизни
Учебные вопросы:
1. Предмет биологии. Основные этапы развития биологических знаний
2. Особенности биологического уровня организации материи. Жизнь, её
сущность и свойства
3. Проблема возникновения и развития жизни на Земле
Учебный вопрос № 1. Предмет биологии. Основные этапы развития
биологических знаний.
Общие закономерности развития сложных самоорганизующихся систем,
рассмотренные в предыдущей лекции, в полной мере реализуются и в
анализе фундаментальных проблем биологии.
С незапамятных времен происхождение жизни было загадкой для
человечества. С момента своего появления благодаря труду, человек
начинает выделяться среди остальных живых существ. Но способность
задать себе вопрос «откуда мы?» человек получасет сравнительно недавно –
7-8 тыс. лет тому назад, в начале нового каменного века (неолита). Именно
тогда люди начинают выходить из пещер и начинают строить постоянные
жилища. Зарождаются земледелие и ремесла. До этого времени человек с
трудом отделял себя от других животных. Вместе с этим появляется вера в
то, что окружающая природа – животные, растения, реки и моря, горы и
равнины – то же одушевлена.
Идея самозарождения жизни из воды, ила или гниющей материи идет от
древних мифов. Согласно Фалесу и его последователям, возникновение
живых существ из воды произошло без какого – либо вмешательства
духовных сил, жизнь есть свойство материи. В различных вариантах эта идея
дожила до нашего века.
1. Предмет биологии. Развитие биологических знаний
Биология (от греч. bios — жизнь) -- совокупность наук о живой
природе — об огромном многообразии вымерших и ныне населяющих
Землю живых существ, их строении и функциях, происхождении,
распространении и развитии, связях друг с другом и с неживой
природой.
1.1. Основные разделы биологии
Ещё со школы мы привыкли к делению биологии на ботанику (от греч.
botane — трава, растение) и зоологию: первая изучает растения, вторая –
животных. Такое деление обусловлено качественными различиями двух
царств: мира растений и мира животных. Однако в 20-м веке было открыто
стало интенсивно исследоваться новое царство – царство вирусов, в связи с
чем появилась наука вирусология. Появление этой науки в начале 20-го века
во многом обязано деятельности русского физиолога Дмитрия Иосифовича
Ивановского (1864 – 1920), который в 1892 году открыл проходящий через
бактериологические фильтры возбудитель табачной мозаики, названный
впоследствии вирусом (от лат. virus — яд). Также особо выделяют
микологию (от греч. mykes — гриб) -- науку, изучающую грибы, поскольку
грибы, ранее считавшиеся растениями, теперь также выделены в особое
царство.
2
Наконец, последняя наука из этого ряда – микробиология, изучающая
микроорганизмы
(прежде
всего,
бактерии),
которые
занимают
промежуточное положение между животными и растениями
Морфология (от греч. morphe — форма) — наука о форме и строении
организмов. Выделяют морфологию растений, животных и человека. В
рамках последней выделяют особые дисциплины: анатомию, эмбриологию,
гистологию и цитологию.
Анатомия (от греч. anatome — рассечение) -- наука о строении
(преимущественно внутреннем) организма. Различают анатомию животных и
анатомию растений. Эмбриология -- наука о предзародышевом развитии
(образование половых клеток), оплодотворении, зародышевом и личиночном
развитии организма. Гистология (от греч. histos, histion — ткань) -- наука о
тканях многоклеточных животных и человека.
Цитология (от греч. kytos — вместилище, здесь клетка) -- наука о
клетке.
Если морфология исследует законы строения организмов, то законы их
функционирования изучает физиология (от греч. physis — природа) -- наука
о жизнедеятельности целостного организма и его отдельных частей —
клеток, органов, функциональных систем.
. Этология (от греч. ethos — обычай, нравственный характер), изучает
поведение животных в естественных условиях.
Экология (от греч. oikos — дом, жилище, местопребывание) -- наука об
отношениях живых организмов и образуемых ими сообществ между собой и
с окружающей средой. Всё это молодые науки, возникшие в 20-м веке.
Палеонтология (от греч. palaios — древний) -- наука о вымерших
растениях и животных (сохранившихся в виде ископаемых остатков,
отпечатков и следов их жизнедеятельности).
Открытие законов наследования Г. Менделем (1822 – 1884) заложило
научно-экспериментальные основы генетики (от греч. genesis —
происхождение), науки о законах наследственности и изменчивости
организмов и методах управления ими.
Биохимия изучает входящие в состав организмов химические вещества,
их структуру, распределение, превращения и функции.
Биофизика исследует физические и физико-химические явления в
живых организмах, структуру и свойства биополимеров, влияние различных
физических факторов на живые системы.
Еще одной наукой, возникшей на стыке, является бионика – синтез
биологических и технических знаний. Она изучает особенности строения и
жизнедеятельности организмов для создания новых приборов, механизмов,
систем и совершенствования существующих
К числу прикладных биологических наук можно отнести медицину
(лат. medicina, от medicus — врачебный, лечебный) -- область науки и
практической деятельности, направленные на сохранение и укрепление
здоровья людей, предупреждение и лечение болезней.
3
Современные прикладные отрасли биологии: генная инженерия –
возникшая в 70-е годы на основе молекулярной биологии отрасль,
нацеленная на конструирование новых, не существующих в природе
сочетаний генов; биотехнология - с ее развитием связывают решение
глобальных проблем человечества — ликвидацию нехватки продовольствия,
энергии, минеральных ресурсов, улучшение состояния здравоохранения и
качества окружающей среды.
ВЫВОД.
Биология сегодня – это сложная и органичная система многих наук,
которые изучают жизнь во всех её аспектах и проявлениях.
Учебный вопрос №2. Особенности биологического уровня организации
материи. Жизнь её сущность и свойства
2.1. Сущность жизни.
Жизнь представляет собой весьма сложное явление, что стало
понятно лишь в 20-м веке, когда живая материя стала изучаться с помощью
богатого экспериментального арсенала современной науки. Например,
простейшая бактериальная клетка имеет при весьма скромных размерах
(длина – 3 микрона, диаметр – 1 микрон, масса 6 х 10-13 грамм, две трети из
которой составляет вода) следующее строение: она состоит из 40 миллионов
больших и средних молекул, участвующих вместе с малыми молекулами в 25 тысячах типов(!) химических реакций, некоторые из которых проходят в
20-30 стадий.
В клетке имеется примерно 10 тысяч рибосом – больших молекул, на
которых собирается несколько тысяч типов белков. Каждая из рибосом
собирает в среднем одну молекулу белка в секунду. Сборка каждой
молекулы белка представляет собой операцию, во время которой сшивается в
определённом порядке несколько сот аминокислот, что, в свою очередь,
означает подборку нужных аминокислот, расстановку их по местам.
В процессе существования и размножения клеток огромную роль
играют ферменты – специальные белковые молекулы, -- резко ускоряющие
биохимические реакции: эффективность ферментов такова, что какой-либо
химический цикл, проходящий в присутствии ферментов за несколько минут,
без них мог бы длиться тысячи и миллионы лет!
Несмотря на такую сложность живого, создание которого из мертвого
пока представляется невозможным для человеческой технологии даже в
перспективе, с определением того, что же такое жизнь обычно сложностей не
возникает.
По мнению М.Карпенко, наша Вселенная является живым
существом, активно строящим себя по заранее заданной программе.
Например, в мультимедиа «Энциклопедии Кирилла и Мефодия» жизнь
определяется как «одна из форм существования материи, закономерно
возникающая при определенных условиях в процессе её развития.
4
Организмы отличаются от неживых объектов обменом веществ,
раздражимостью, способностью к размножению, росту, развитию, активной
регуляции своего состава и функций, к различным формам движения,
приспособляемостью к среде и т. п.».
По мнению В.С.Троицкого, известного исследователя проблемы поиска
жизни и внеземных цивилизаций во Вселенной, «жизнь – это
высокоорганизованное самовоспроизводящееся состояние материи,
поддерживаемое посредством обмена с внешней средой веществом,
энергией и информацией, кодируемой состоянием молекул». Последнее
замечание принципиально важно, поскольку именно кодирование
информации с помощью состояний молекул (например, цепей ДНК)
выделяет живые системы из числа систем самоорганизующихся, но не
живых.
Выше мы уже приводили некоторые свойства живого. Теперь
попробуем их суммировать:
1) обмен веществом и энергией с внешней средой;
2) способность к самовоспроизведению (т.е., размножение);
3) создание, хранение и переработка информации о внутренней и
внешней среде с целью сохранения и поддержания всех
характеристик живой системы (т.е., раздражимость);
4) использование для кодирования состояния молекул;
5) способность приспосабливаться к изменяющимся условиям
окружающей среды (т.е., адаптивность).
Некоторые авторы (например, супруги Мизун, Станислав Гроф)
полагают, что всем живым существам присуще свойство сознания, однако
более верно говорить о том, что сознание в виде информационного поля
Вселенной пронизывает и управляет всей материей, как живой, так и
неживой.
2.2. Структурные уровни организации живого
Молекулярный уровень На этом уровне, проявляется инаковость,
специфичность живого, прежде всего, в таком свойстве орагнических
молекул, как хиральность (от греч. cheir — рука) -- свойство молекулы не
совмещаться со своим отображением в идеальном плоском зеркале.
Иными словами, все орагнические молекулы асимметричны, в
частности, молекулы всех жиров имеют левую асимметрию, а молекулы всех
белков – правую. Это свойство впервые открыл Луи Пастер, исследуя
поляризацию света, пропущенного через различные соединения. Оказалось,
что виноградная и винная кислоты, имея одну химическую формулу, но
разное происхождение – органическое и неорганическое, соответственно, -по-разному «относятся» к свету: первая поляризует его, вторая – нет.
Далее следуют клеточный уровень, открытый в середине 19-го века,
однако не все живые организмы имеют клеточное строение (прежде всего,
вирусы).
5
Клетка -- элементарная живая система, основа строения и
жизнедеятельности всех животных и растений. Клетки существуют как
самостоятельные организмы (напр., простейшие, бактерии), так и в составе
многоклеточных организмов, в которых имеются половые клетки. Они
служат для размножения.
Есть ещё и клетки тела (соматические), различные по строению и
функциям (напр., нервные, костные, мышечные, секреторные). Размеры
клетки варьируют в пределах от 0,1-0,25 мкм (некоторые бактерии) до 155
мм (яйцо страуса в скорлупе). В каждой клетке различают 2 основные части:
ядро и цитоплазму, в которой находятся органоиды и включения. Клетки
растений, как правило, покрыты твердой оболочкой.
Следующим уровнем выступает тканевый.
Ткани
рассматриваются как системы клеток, сходных по
происхождению, строению и функциям..
Организменный уровень представлен, соответственно, организмами
(от ср.-век. лат. organizo — устраиваю, сообщаю стройный вид) –
целостными и относительно автономными живыми существами.
Отдельные
организмы
входят
в
сообщества,
именуемыми
популяциями. Последние сегодня расматриваются в качестве элементарных
единиц естественного отбора (раньше таковыми считали отдельные
организмы). Популяция — это совокупность особей одного вида, длительно
занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение
большого числа поколений.
. Экосистема (от греч. oikos — жилище, местопребывание и система) -единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой
их обитания (атмосфера, почва, водоем и т. п.), в котором живые и косные
компоненты связаны между собой обменом вещества и энергии.
И, наконец, последним, глобальным уровнем организации живого на
Земле выступает биосфера -- область активной жизни, охватывающая
нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.
ВЫВОД.
Клетка – основная элементарная единица жизни, способная к
размножению. В ней протекают все главные обменные процессы (биосинтез,
энергетический обмен идр.). Поэтому возникновение клеточной организации
означало появление подлинной жизни и начала биологической эволюции.
6
Учебный вопрос №3. Проблема возникновения и развития жизни на
Земле
3.1. Основные концепции происхождения жизни на Земле
К числу основных концепций, претендующих на решение проблемы
происхождения жизни, относят обычно пять:
1) жизнь была создана сверхъестественным существом в определенное
время (креационизм);
2) жизни возникала неоднократно из неживого вещества (самопроизвольное
зарождение);
3) жизнь существовала всегда (теория стационарного состояния);
4) жизнь занесена на нашу планету извне (панспермия);
5) жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся химическим и
физическим законам (биохимическая эволюция).
В науке общепринятой считается последняя.
Креационизм
В 1650 г. архиепископ Ашер из г. Арма (Ирландия) вычислил, что бог
сотворил мир в октябре 4004 г. до н. э. И закончил свой труд 23 октября в 9
утра, создав человека. Ашер получил эту дату, сложив возрасты всех людей,
упоминающихся в библейской генеалогии – от Адама до Христа («кто кого
родил»). С точки зрения арифметики это разумно, однако при этом
получается, что Адам жил в то время, когда, как показывают
археологические находки, на Ближнем Востоке существовала хорошо
развитая городская цивилизация.
Теория спонтанного зарождения
Эта теория была распространена в древнем Китае, Вавилоне и Египте
как альтернатива креационизму, с которым она сосуществовала.
Аристотель (384 – 322 до н. э.), которого часто называют основателем
биологии, придерживался теории спонтанного зарождения. На основе
собственных наблюдений он развивал эту теорию дальше, связывая все
организмы в непрерывный ряд – «лестницу природы» (scala naturae).
Согласно гипотезе Аристотеля о спонтанном зарождении, определенные
«частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при
подходящих условиях может создать живой организм.
Ян ван Гельмонт (1579 – 1644), весьма знаменитый и удачливый
голландский ученый, описал эксперимент, в котором он якобы создал за две
недели мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, темный шкаф и
горсть пшеницы. Активным началом он считал человеческий пот.
Итальянский биолог и врач Франческо Реди (1626 – 1698) установил,
что белые червячки, появляющиеся на гниющем мясе – личинки мух.
Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о
том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни
(концепция биогенеза).
7
Эти эксперименты, однако, не привели к отказу от идеи
самозарождения, и хотя она несколько отошла на задний план, она
продолжала оставаться главной теорией в неклерикальной среде.
В 1860 г. проблемой происхождения жизни занялся Луи Пастер (1822 –
1895). Он показал также, что бактерии вездесущи и что неживые материала
легко могут быть заражены ими, если их должным образом не
простерилизовать. Пастер доказал справедливость теории биогенеза и
окончательно опроверг теорию самозарождения.
Однако подтверждение теории биогенеза породило другую проблему.
Если для возникновения живого организма необходим другой живой
организм, то откуда же взялся самый первый живой организм? Было ли
это первичным самозарождением?
Теория стационарного состояния
Согласно этой теории, Земля никогда не возникала, а существовала
вечно, она всегда способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то
очень мало. Виды также существовали всегда.
Согласно этой теории, виды также никогда не возникали, они
существовали всегда и у каждого вида есть лишь две альтернативы – либо
изменение численности, либо вымирание.
Один из вариантов этой концепции поддерживал В.И. Вернадский,
который хотя и не утверждал вечность Земли, но признавал вечность жизни
во Вселенной и наличие жизни на Земле во все периоды её существования.
По существу, Вернадский наиболее близок к концепции панспермии.
Теория панспермии
Согласно этой теории, органические соединения, необходимые для
образования жизни, или даже простейшие ее формы (вирусы, бактерии)
могут распространяться в межзвездном пространстве под действием
светового давления или переноситься с одной планеты на другую разумными
существами.
Биохимическая эволюция (абиогенез)
Среди астрономов, геологов и биологов принято считать, что возраст
Земли составляет примерно 4,5 – 5 млрд. лет.
В 1922 г. Александр Иванович Опарин (1894 – 1980), исходя из
теоретических соображений, высказал мнение, что органические вещества,
возможно углеводороды, могли создаваться в океане из более простых
соединений. Энергию для этих процессов поставляла интенсивная солнечная
радиация, главным образом ультрафиолетовое излучение, падавшее на
Землю до того, как образовался слой озона, который стал задерживать
большую ее часть.
По мнению Опарина, разнообразие находившихся в океанах простых
соединений, площадь поверхности Земли, доступность энергии и масштабы
времени позволяют предположить, что в океанах постепенно накопились
органические вещества и образовался «первичный бульон», в котором
могла возникнуть жизнь.
8
В 1953 г. Стэнли Миллер в ряде экспериментов моделировал условия,
предположительно существовавшие на первобытной Земле. В созданной им
установке ему удалось синтезировать многие вещества, имеющие важное
биологическое значение, в том числе ряд аминокислот, аденин и простые
сахара, такие как рибоза. Этими экспериментами было доказано, что
абиогенное образование органических соединений во Вселенной могло
происходить
в
результате
воздействия
тепловой
энергии,
ионизирующего и ультрафиолетового излучений, электрических
разрядов. Первичным источником этих форм энергии служат
термоядерные процессы, протекающие в недрах звёзд.
Особое значение имеет вопрос о трансформации химической
эволюции в биологическую. Такой переход обязательно должен был быть
связан с возникновением многомолекулярных фазовообособленных
открытых систем, способных взаимодействовать с внешней средой, т.е. расти
и развиваться, используя её вещества, энергию и, тем самым, преодолевая
нарастание энтропии. Модельные опыты с фазовообособленными системами,
или пробионтами, проводимые, в частности, А.И. Опариным и
сотрудниками с коацерватными каплями, выделяющимися из водного
раствора разнообразных органических полимеров, показали, что эти системы
обладают способностью поглощать из окружающего их раствора
разнообразные богатые энергией вещества и за их счёт расти, увеличиваясь в
размерах и массе
Теория Опарина завоевала широкое признание, но она не решает
проблемы, связанные с переходом от сложных органических веществ к
простым живым организмам. Именно в этом аспекте теория
биохимической эволюции представляет общую схему, приемлемую для
большинства биологов.
Хотя эту гипотезу происхождения жизни признают очень многие
ученые, у некоторых она вызывает сомнения из-за большого количества
допущений и предположений. Астроном Фред Хойл недавно высказал
мнение, что мысль о возникновении жизни в результате описанных выше
случайных взаимодействий молекул «столь же нелепа и неправдоподобна,
как утверждение, что ураган, пронесшийся над мусорной свалкой, может
привести к сборке Боинга-747».
Самое трудное для этой теории – объяснить появление способности у
кооцерватных капель к самовоспроизведению в отсутствие систем,
обеспечивающих кодирование и передачу генетической информации. В
рамках концепции Опарина не решена главная проблема – о движущих силах
развития химических систем и перехода от химической эволюции к
биологической, о причине таинственного скачка от неживой к живой
материи.
Сейчас принято считать, что первичной была древняя РНК,
способная к саморепродукции в отсутствие белковых ферментов. Затем
появились белки, потом – ДНК.
9
Ещё одну оригинальную теорию недавно выдвинули Уильям Мартин
из Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе и Майкл Рассел из Центра
изучения окружающей среды университета Шотландии в Глазго. Они
утверждают, что первые живые организмы на Земле могли появиться
внутри камней, выстилающих дно океана. Более 4 миллиардов лет назад
крошечные полости внутри минералов могли выступить в роли клеток.
Ключевой момент в этой теории - отложения сульфида железа (FeS). В
горячих источниках на морском дне это соединение образует "соты" с
ячейками шириной в несколько сотых миллиметра. Как считают Мартин и
Рассел, эти ячейки - идеальное место для возникновения жизни. По
сравнению с другими гипотезами возникновения жизни на Земле, теория
Мартина и Рассела уникальна тем, что она предполагает, что возникновение
клетки
предшествовало
возникновению
белков
и
самореплицирующихся молекул.
Мартин и Рассел предположили, что живые организмы покинули
каменные ячейки, когда научились сами строить клеточную стенку.
Поэтому они выдвинули довольно спорное предположение о том, что жизнь
на Земле возникала дважды. Об этом, по их мнению, свидетельствует
большая разница в строении клеточной стенки у двух основных царств
примитивных прокариот -- бактерий и архебактерий.
Выход обоих царств из каменных ячеек произошел около 3,8
миллиардов лет назад, в то время как самые древние ископаемые образцы,
бесспорно свидетельствующие о наличии бактерий на Земле, относятся к
периоду около 2,5 миллиардов лет назад, хотя некоторые исследователи
говорят о возникновения жизни еще 3,5 миллиарда лет назад.
Таким образом, пока у ученых нет гипотезы происхождения жизни,
которая объясняла бы все факты, которыми располагает наука.
3.2. Условия появления жизни
Зарождение жизни не произошло само по себе, а совершилось благодаря
определенным внешним условиям, сложившимся к тому времени. Главное
условие возникновения жизни связано с массой и размерами нашей
планеты. Доказано, что если масса планеты больше чем 1/20 массы Солнца,
на ней начинаются интенсивные ядерные реакции.
Следующим важным условием возникновения жизни являлось наличие
воды. Третьим элементом явился углерод, который присутствовал на Земле
в виде графита и карбидов. Из карбидов при их взаимодействии с водой
образовывались углеводороды.
Четвертым необходимым условием являлась внешняя энергия. Такая
энергия на земной поверхности имелась в нескольких формах: лучистая
энергия Солнца, в частности ультрафиолетовый свет, электрические разряды
в атмосфере и энергия атомного распада природных радиоактивных веществ.
Основные химические элементы, из которых построена жизнь, — это
углерод, водород, кислород, азот, сера и фосфор.
10
Сера и фосфор присутствуют в относительно малых количествах, но их
роль для жизни особенно важна. Химические свойства этих элементов дают
возможность образования кратных химических связей. Сера входит в состав
белков, а фосфор — составная часть нуклеиновых кислот.
3.3. Этапы эволюции жизни.
Первые живые организмы появляются пока неведомым науке путём из
кооцерватных капель. Вначале пищей для живых существ были только
органические вещества, возникшие из первичных углеводородов. Но с
течением времени количество таких веществ уменьшилось. В этих условиях
первичные живые организмы выработали в себе способность строить
органические вещества из элементов неорганической природы — из
углекислоты и воды. В процессе последовательного развития у них
появилась способность поглощать энергию солнечного луча, разлагать за
счет этой энергии углекислоту и строить в своем теле из ее углерода и воды
органические вещества. Так возникли простейшие растения — синезеленые водоросли. Остатки сине-зеленых водорослей обнаруживаются в
древнейших отложениях земной коры.
Другие живые существа сохранили прежний, гетеротрофный способ
питания, но пищей им стали служить первичные растения. Так возникли в
своем первоначальном виде животные.
На заре жизни и растения, и животные были мельчайшими
одноклеточными существами, подобными живущим в наше время бактериям,
сине-зеленым водорослям, амебам. Большим событием в истории
последовательного развития живой природы стало возникновение
многоклеточных организмов, т. е. живых существ, состоящих из многих
клеток, объединенных в один организм
Однажды возникнув, жизнь стала развиваться быстрыми темпами,
показывая ускорение эволюции во времени. Так, развитие от первичных
пробионтов до аэробных форм потребовало около 3 млрд лет, тогда как с
момента возникновения наземных растений и животных прошло около 500
млн лет; птицы и млекопитающие развились от первых наземных
позвоночных за 100 млн лет, приматы выделились за 12-15 млн лет, для
становления человека потребовалось около 7 млн лет.
3.4. Теории эволюции органического мира
Первая попытка построить целостную концепцию развития
принадлежит уже Новому времени и связана с именем Жана Батиста
Ламарка (1744 – 1829).
Сущность теории Ламарка заключается в том, что животные и
растения не всегда были такими, какими мы их видим теперь. В давно
прошедшие времена они были устроены иначе и гораздо проще, чем теперь.
Жизнь на Земле возникла естественным путем в виде очень простых
11
организмов. С течением времени они постепенно изменялись,
совершенствовались, пока не дошли до современного, знакомого нам
состояния. Таким образом, все живые существа происходят от непохожих на
них предков, более просто и примитивно устроенных.
Альтернативную теорию выдвинул Жорж Кювье (1769-1832) -французский зоолог. Не признавая изменяемости видов, Кювье объяснял
смену ископаемых фаун периодическими геологическими катастрофами
(теория катастроф), уничтожавшими на больших пространствах животных
и растительность. Освободившиеся территории потом заселялись видами из
соседних областей.
Однако современная наука придерживается теории эволюции, в основе
которой лежат идеи Чарлза Дарвина (1809-1882).
Историческая заслуга Дарвина состоит в том, что он совместно с
Уоллесом вскрыл движущий фактор эволюции — естественный отбор,
согласно которому выживают и оставляют потомство наиболее
приспособленные к существующим условиям особи данного вида, и тем
самым выявил причины протекания биологической эволюции.
В процессе естественного отбора организмы адаптируются к условиям
существования. В результате конкуренции разных видов, имеющих сходные
жизненные потребности, хуже приспособленные виды вымирают.
Совершенствование приспособлений у организмов приводит, по Дарвину, к
тому, что постепенно усложняется уровень их организации -- происходит
эволюционный прогресс. Однако естественный отбор не несет в себе
никаких предпосылок, которые направляли бы эволюцию обязательно
по пути общего совершенствования организации: если для данного вида
по каким-то причинам такое совершенствование невыгодно, отбор не будет
ему способствовать. Дарвин полагал, что в простых жизненных условиях
высокий уровень организации скорее вреден. Поэтому на Земле всегда
одновременно существуют и сложные, высокоорганизованные виды, и
формы, сохраняющие простое строение.
ВЫВОД:
Сегодня очень немногие станут оспаривать значение основного
открытия, сделанного английским ученым Чарльзом Дарвином, -- теории
эволюции. Современные теории эволюции возникли на базе синтеза
дарвинизма и генетики, поэтому, прежде чем их рассматривать,
целесообразно рассмотреть историю и основные положения генетики.
12
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
М. М. Камшилов выделил четыре основных этапа эволюции: 1)
биохимическая, начавшаяся примерно 3 млрд. лет назад и окончившаяся к
кембрию; 2) морфофизиологический прогресс, осуществляемый на
протяжении 500 млн. лет до настоящего времени; 3) эволюция психики,
начавшаяся около 250 млн. лет назад с момента пявления насекомых; 4)
эволюция сознания, связанная с возникновением и развитием человеческого
общества на протяжении последних 500 тыс. лет. В этой связи он отмечает и
выделение этапов эволюции биосферы. Второй этап – усложнение жизни на
планете, обусловленное появлением многоклеточных организмов. Третий
этап – формирование человеческого общества, оказывающего своей
хозяйственно-экономической деятельностью все большее влияние на
эволюцию биосферы.
И все же, как бы ни была сомнительной любая из теорий о развитии
жизни на Земле, каждая теория имеет право на существование, раз имеет
сторонников. Но человечество не остановится на этом – оно будет искать
единственно правильную теорию, даже если нужно будет разрушить то, что
есть.
С этих методологических позиций мы и будем рассматривать на
следующей лекции происхождение и эволюцию человека.
Контрольные вопросы к теме № 1.
1. Назовите и охарактеризуйте основные разделы биологии.
2. Каковы особенности биологического уровня организации материи?
3. Каковы основные признаки живого?
4. Каково содержание основных гипотез, объясняющих возникновение
жизни на Земле?
5. В чём состоит сущность основных эволюционных концепций?
6. В чём суть теории Опарина – Холдейна?
Литература
Основная литература:
1. Концепции современного естествознания. /Под ред. В.Н. Лавриненко,
В. П. Ратникова: Учебник. - ЮНИТИ-ДАНА, 2009. С. 116-143.
2. Дубнищева Т. Я. Концепции современного естествознания: Учебник.М.: ООО «Издательство ЮКЭА», 2005. С. 50-72, 480-510.
3. Хорошавина С. Г. Концепции современного естествознания: Курс
лекций. – Ростов н/Д: Феникс, 2008. С. 67 -75, 156-173.
4. Бауэр Б. Теоретическая биология. СПб., 2002.
5. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. - М., 1989.
6. Галимов Э. Что такое жизнь? Концепция упорядочения // Знание –
сила. 2008. № 9.
13
Дополнительная литература:
1. Ганелин В.Г. Что такое жизнь с точки зрения геолога // Вопросы
философии. 2008. № 6.
2. Зайцев А. Массовые вымирания в истории Земли // Знание – сила. 2007.
№ 7.
3. Заренков Н.А. Семиотическая теория биологической жизни. – М.:
«УРСС», 2007.
4. Казначеев В.П. Учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере. –
Новосибирск: Наука, 2006.
5. Нефедова А.Н., Ким А.И. Эволюция от репротраспозонов к
ретровирусам: источник и происхождение гена // Журнал общей
биологии. 2007. № 6.
6. Олескин А.В. Биополитика. Политический потенциал современной
биологии. М.: Прометей, 2001.
7. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Сухан А.В. Биосфера: загрязнение,
деградация, охрана // Краткий толковый словарь. – М.: Высшая школа,
2003.
8. Чайковский Ю.В. Наука о развитии жизни. Опыт теории эволюции. –
М.: КМК, 2006.
9. Щербаков В.П. Эволюция как сопротивление энтропии // Журнал
общей биологии. 2005. № 4.
14