Особенности биологии 20 века

Тема: «Особенности биологического уровня организации материи. Проблемы генетики»
ПРИРОДА В СОВРЕМЕННОЙ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОЙ КАРТИНЕ МИРА
Современная биологическая картина мира
ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ XX в.
В XX в. динамичное развитие биологического познания позволило открыть молекулярные
основы живого и непосредственно приблизиться к решению величайшей проблемы науки —
раскрытию сущности жизни. Радикально изменились и сама биология, и ее место, роль в
системе наук, отношение биологической науки и практики. Биология постепенно становится
лидером естествознания.
Выражением этой тенденции являются следующие процессы: укрепление связи биологии с
точными и гуманитарными науками; развитие комплексных и междисциплинарных
исследований; увеличение каналов взаимосвязи с теоретическим познанием и со сферой
практической деятельности, прежде всего с глобальными проблемами современности; явное
участие запросов" практики в актуализации тех или иных проблем биологического познания;
непосредственным основанием исследовательской деятельности в биологии все в большей
степени выступают прямые практические потребности, интересы и запросы общества;
непосредственно программирующая роль биологии по отношению к аграрной, медицинской,
экологической и другим видам практической деятельности; возрастание ответственности
ученых-биологов за судьбы человечества (прежде всего в связи с перспективами генной
инженерии); непосредственное проявление гуманистического начала биологического познания,
широкое внедрение ценностных подходов и др. Все в большей мере становится ясно, что логика
биологического познания в перспективе будет непосредственно задаваться потребностями
практического преобразования природы, развития общественных отношений и интересов
людей.
.Век генетики. Хромосомная теория наследственности
Начало XX в. принято считать началом экспериментальной генетики, принесшей множество
новых эмпирических данных о наследственности и изменчивости. К такого рода данным можно
отнести:
1. открытие дискретного характера наследственности;
2. обоснование представления о гене и хромосомах как носителях генов1;
3. представление о линейном расположении генов;
4. доказательство существования мутаций и возможность вызывать их искусственно;
5. установление принципа чистоты гамет, законов доминирования, расщепления и сцепления
признаков;
6.разработка методов гибридологического анализа, чистых линий и инцухта, кроссинговера
(нарушение сцепления генов в результате обмена участками между хромосомами) и др.
В первой четверти XX в. интенсивно развивались и теоретические аспекты генетики. Особенно
большую роль сыграла хромосомная теория наследственности, разработанная в 1910—1915 гг.
в трудах А. Вейсмана, Т. Моргана, А. Стертеванта, Г.Дж. Меллера и др. Она строилась на
следующих исходных абстракциях: хромосома состоит из генов; гены расположены на
хромосоме в линейном порядке; ген — неделимая корпускула наследственности, “квант”; в
мутациях ген изменяется как целое. Эта теория была первой обстоятельной попыткой
теоретической конкретизации идей, заложенных в законах Менделя.
Создание синтетической теории эволюции. Преодоление противоречий между эволюционной
теорией и генетикой стало возможным с созданием синтетической теории эволюции, которая
выступает основанием всей системы современной эволюционной биологии. Синтез генетики и
эволюционного учения был качественным скачком в развитии как генетики, так и
эволюционной теории. Он означал создание качественно нового ядра системы биологического
1
познания, свидетельствовал о переходе биологии с классического на современный,
неклассический уровень развития.
Принципиальные положения синтетической теории эволюции были заложены работами С. С.
Четверикова (1926), а также Р. Фишера, С. Райта, Дж. Холдейна, Н.П. Дубинина (1929-1932) и
др. Непосредственными предпосылками для синтеза генетики и теории эволюции выступали:
хромосомная теория наследственности, биометрические и математические подходы к анализу
эволюции, закон Харди — Вейберга для идеальной популяции (гласящий, что такая популяция
стремится сохранить равновесие концентрации генов при отсутствии факторов, изменяющих
его), результаты эмпирического исследования изменчивости в природных популяциях и др.
Формирование синтетической теории эволюции ознаменовало переход к популяционной
концепции, сменившей организмоцентрическую, начало преодоления противопоставления
исторического и структурно-инвариантного “срезов” в исследовании живого, интеграцию
биологии на базе дарвинизма (в России — Н.И. Вавилов, И.И. Шмальгаузен, А.Н. Северцов,
разработавший учение о главных направлениях биологического процесса — аромофозе и
идиоадаптации, и др.). Это открыло качественно новый этап в развитии биологии — переход к
созданию единой системы биологического знания, воспроизводящей законы развития и
функционирования органического мира как целого.
Методологические установки современной биологии
ТЕОРИЯ САМООРГАНИЗАЦИИ (СИНЕРГЕТИКА)
От моделирования простых систем к моделированию сложных
Характеристики самоорганизующихся систем
Открытость
Диссипативностъ
Закономерности самоорганизации
Главная идея синергетики — это идея о принципиальной возможности спонтанного
возникновения порядка и организации из беспорядка и хаоса в результате процесса
самоорганизации.
Синергетика убедительно показывает, что даже в неорганической природе существуют классы
систем, способных к самоорганизации. История развития природы — это история образования
все более и более сложных нелинейных систем. Такие системы и обеспечивают всеобщую
эволюцию природы на всех уровнях ее организации — от низших и простейших к высшим и
сложнейшим (человек, общество, культура).
ГЛОБАЛЬНЫЙ ЭВОЛЮЦИОНИЗМ.
В концепции глобального эволюционизма подчеркивается важнейшая закономерность —
направленность развития мирового целого на повышение своей структурной организации.
Важную роль в концепции универсального эволюционизма играет идея отбора. Принцип
глобального эволюционизма требует не просто знания временного порядка образования
уровней материи, а глубокого понимания внутренней логики развития космического порядка
вещей, логики развития Вселенной как целого.
Современная биологическая картина мира
Особенности биологии в ХХ в. Кризис дарвинизма в конце ХIХ - начале ХХ вв. Изучение
природы наследственности. Создание хромосомной теории наследственности. Популяционная
генетика. Идеи, принципы и понятия синтетической теории эволюции. Достижения
молекулярной биологии в ХХ в. Революция в молекулярной биологии.
Особенности биологической формы организации материи (целостность, обмен веществ,
подвижность, раздражимость, рост, размножение, приспособляемость). Молекулы живых
систем. Белки и нуклеиновые кислоты. Конвариантная редупликация (биологическое
“узнавание”, матричный синтез).
Клеточное строение организмов. Жизненный цикл клетки. Единство и многообразие клеточных
типов. Дифференциация и интеграция функций в организме. Гомеостаз. Многообразие
2
биологических видов. Принципы систематики и таксономии. Эволюция живого. Онтогенез и
филогенез.
Уровни организации живых систем (молекулярно-генетический, онтогенетический,
популяционно-видовой, биогеоценотический). Организм как целое, его системная организация.
Особенности физиологии основных систем организма. Популяции, сообщества, экосистемы.
Принципы их организации. Формы биологических отношений в сообществах. Круговороты
вещества и энергии.
Биосфера, ее эволюция, ресурсы, пределы устойчивости. Биопродуктивность. Ресурсы
биосферы и демографические проблемы. Антропогенные воздействия на биосферу.
Современный экологический кризис и пути его преодоления. Принципы рационального
природопользования. Охрана природы. Экологическое право. Что мы можем сделать для
сохранения жизни на Земле?
Проблема происхождения жизни, ее мировоззренческое значение. Основные современные
направления исследования проблем происхождения жизни. Возраст живого на Земле.
Образование простых органических соединений. Возникновение сложных органических
соединений. “Первичный бульон” и образование коацерватов. Возникновение простейших
форм живого.
Проблема "уникальности живого". Революция в космохимии. Жизнь во Вселенной. Развитие
органического мира. Основные этапы геологической истории Земли. Начальные этапы
эволюции жизни. Образование царства растений и царства животных. Завоевание суши.
Основные пути эволюции наземных растений. Пути эволюции животных.
От биологической к социальной форме движения материи. Проблема происхождения человека.
Предпосылки антропосоциогенеза (неорганические, биологические). Возникновение труда.
Развитие древнейшей техники человека. Становление социальных отношений. Генезис сознания
и языка.
Биология и общество. Человек: организм и личность. Биосоциальные основы поведения.
Человек и космические циклы. Стресс и тренировка. Здоровье и патологические потомство.
Биологический возраст. Борьба с болезнями, продление жизни.
Биологически обоснованные потребности и естественные права человека. Основы биоэтики.
Биополитика. Биотехнология.
Самоорганизация в живой и неживой природе
Проблема самоорганизации систем живой и неживой природы в истории науки. Понятия и
принципы синергетики. Математическое моделирование процессов самоорганизации.
Характеристики самоорганизующихся систем (открытость, нелинейность, диссипативность).
Параметры порядка. Закономерности самоорганизации. Понятие бифуркации. Режимы с
обострением. Динамический хаос. Стохастические структуры. Хаос и Гармония.
Принципы и понятия синергетики в современной физике, астрономии. химии, биологии,
геологии, экологии. Гуманитарные приложения синергетики.
Принцип универсального эволюционизма.
3