Естествознание

Тема 15. Проблема происхождения  жизни на земле. 

       Монополия биотического синтеза органических веществ характерна лишь для современной  эпохи существования нашей планеты. В начале  же своего существования, когда Земля была безжизненным небесным телом, на ней существовали биотические синтезы углеродных соединений и их последующая предбиологическая революция. Совершалось постепенное уничтожение этих соединений, формирование у них индивидуальных фазоводообразных систем, превращая их в протобионты, а затем в первые живые существа.

       Превосходство этой концепции является достаточно точное соответствие ее теории химической эволюции, согласно которой в процессе до биологической (абиогенной) эволюции материи зарождение жизни закономерный результат. Убедительным аргументом в пользу этой концепции является также возможность экспериментальной проверки ее основных положений. Это касается не только касается не только лабораторного воспроизводства физико-химических условий первобытной земли, но и кооцерватов, которые имитируют более точный период жизни и его функциональные особенности. Собой стороной концепции является допущение возможности само воспроизводство кооцерватных структур в отсутствии молекулярных систем с функциями генетического кода. Существование этих систем объяснялось наличием у них свойств открытых микросистем, выживающих за счет вовлечение в них ферментов, находящихся в готовом виде в окружающей среде. А это значит, что в рамках концепции Опарина не удастся решить главную проблему – о движущих силах саморазвития химических систем и перехода от химической революции к биологической, раскрыть причину таинственного скачка от неживой материи к живой.

       Развитие  химической революции произошло  в ходе образования и накопления в первичных водоемах исходных органических молекул. Органические вещества сталкивались в сравнительно неглубоких местах первичных  водоемов, прогреваемых солнцем. Солнечное  излучение, в то время, достигало поверхности Земли ультрафиолетовыми лучами, которые сейчас задерживается озоновым слоем атмосферы. В свою очередь ультрафиолетовые лучи обеспечивали энергией протекание химических реакций между органическими соединениями. Таким образом, в некоторых зонах первичных водоемов протекали случайные химические реакции. Большая часть из них быстро завершалось из-за недостатка исходного сырья. Но в хаосе химических реакций произвольно возникали и закреплялись реакции циклических типов, обладающие способностью к само поддерживанию. Результатом этих реакций стали коонцерваты – пространственно обособленные целостные системы. Существенной их особенностью была способность поглощать из внешней среды различные органические вещества, что обеспечивали первичный обмен веществ. Первичная клеточная структура представляла собой открытую химическую микроструктуру и уже была наделена способностью к первичному обмену веществ.

       В ходе развивающегося естественного  отбора и пред биологической эволюции возникли важнейшие свойства жизни, отличающиеся от предыдущего этапа развития. Возникшие целостные молекулярные системы, фазово-обособленные от окружающей среды определенной границей раздела, сохраняют с ней взаимодействие по типу открытых систем. Только такие системы, черпающие из внешней среды вещества и энергию, могут противостоять энтропогории и даже способствовать ее уменьшению в процессе своего роста и развития, что является характерным признаком всех живых существ. Концепция Дж. Холдейна внесла дополнения в гипотезу А.И. Опарина, согласно которой первичной была не структура, способная к обмену веществ с окружающей средой, а молекулярная система, подобная гену  и способная к само репродукции, а по этому названная «голым геном».

       Я думаю возникновение жизни содержит элемент случайности, оно не было абсолютно случайным, а в основе своей закономерным. Видимо появление  жизни происходило в ходе самоорганизации  материи, когда химическая эволюция после одной из точек буфукации  привело к появлению живого организма и началу биологической эволюции. Я не полностью согласен с В.И. Вернадским с его разделением концепции панспермии, то есть занесение простейших живых существ из космоса. Согласно этой концепции, зародыши живых организмов могли попасть на землю с метеоритом или космической пылью и положить начало эволюции живого, которая в свою очередь породило многообразие земной жизни.

       Это осталось нерешенной проблемой для  науки, и по этому сегодня наиболее привлекательной темой для естествознания является исследование возникновение жизни.

Тема 16. Основные этапы и  закономерности эволюции жизни на Земле. 

       Ж.Б. Ламарк первым, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образование земной коры. Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов. Теперь перед ученым возникла реальная – конкретно исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и географические процессы, проходящие на поверхности Земли и в земной коре. Такую задачу поставил перед собой В.И Вернадский. Он высказывает предположение, что живое вещество, возможно, имеет свой процесс эволюции, проявляющегося с ходом геологического времени, вне зависимости от изменения среды.

       Исходной  основой существования биосферы и происходящей в ней биологических  процессов является астрономическое  положение нашей планеты и  в первую очередь ее расстояние от солнца и наклон земной оси к эклиптике, или к плоскости земной орбиты. Это пространственное расположение земли определяет в основном климат на планете, а последующий в свою очередь жизненные циклы всех существующих на них организмов.

       Непрерывный процесс эволюции, сопровождается появлением новых видов организмов, организмов, оказывает воздействие на биосферу в целом, в том числе и на природные биокосныеные тела, например почвы, наземные и подземные виды и так далее. Это подтверждается тем, что почвы реки девона совсем другие, чем третичной и тем более нашей эпохи. Таким образом, эволюция видов постепенно распределяется  и переходит на всю биосферу.

       Американский  ученый Дж. Дана (1813-1895), который еще  до появления труда Ч. Дарвина  впервые четко заявил, что эволюция живого вещества идет в определенном направлении. Основываясь на своих исследованиях ракообразных моллюсков, Д.Дана пришел к выводу, что на протяжение, по крайней мере, 2 миллиардов лет идет усовершенствование и рост центральной нервной системы животных, начиная от ракообразных и кончая человеком. Этот процесс он назвал ценоформализацией, при которой достигнутый уровень организации нервной системы никогда не снижается.

       Концепция Вернадского впервые привела  все известные эмпирические факты, данные и результаты в единую систему  знания, которая убедительно объясняет, какие факторы способствуют переходу от биосферы к ноосфере. Она основывается на признание решающей роли человеческой деятельности, труда и мысли в эволюции биосферы, а через последнюю и в изменении происходящих на Земле геологических процессов.

       Прежде  всего, биологическая революция  присуща лишь живому веществу биосферы (растениям животным) и человеку как части этого вещества. Человек  развивается до возникновения цивилизации  и превращается в Homo sapiens. В дальнейшем биологическая эволюция человека переходит в эволюцию социальную. Эволюция живого вещества приводит к возникновению новых видов растений и животных, которые как остальные виды, непрерывно и неразделимо связаны с окружающей их средой, прежде всего с питанием и дыханием, как наиболее характерными процессами обмена веществ. Такой обмен приводит к миграции, движению атомов живого вещества к неживому в особенности в биогенному, в котором живые элементы объединяются с неживыми. В период перехода от биосферы к ноосфере в процесс вступает такой мощный фактор, как постоянно увеличивающиеся количество зеленого живого вещества в биосфере, получаемого посредствам расширения посевных площадей и интенсификации земледелия. По-видимому, постепенный переход к ноосфере начался еще сотни тысяч лет тому назад, когда человек овладел огнем и стал изготовлять первые орудия производства и охоты.

       Из  выше сказанного, биосфера на сегодняшний  день, представляет  из себя единство живых и минеральных элементов, вовлеченных в сферу жизни.

       Прежде  чем говорить о времени появление человека нужно выяснить вопрос об особенности анатомии и жизнедеятельности высших обезьян и человека.

       Человек состоит из белков и нуклеиновых  кислот, что и животные, и многие структуры и функции нашего тела такие же, как и у обезьян. Чем  выше эволюционная ступень развития животного тем, ближе оно по сходству с человеком. Человеческий зародыш проходит те же стадии в своем развитии, которые прошла эволюция живого. Так же у человека имеются рудиментарные органы, которые выполняют важную функцию у обезьян и сохранились у человека, хотя не нужны ему. Изучение высших животных показало то, что они обладают многим, что раньше считалось особенностью людей. Эксперименты с обезьянами показали, что они могут понимать слова, сообщать с помощью компьютера о своих желаниях и сними можно вести диалог. Но высшие обезьяны не обладают способностью к понятийному мышлению, то есть к формированию отвлеченных, абстрактных представлениях о предметах. Мышление обезьян если о таковом можно говорить всегда конкретно, а мышление человека может быть абстрактным, отвлеченным, обобщающим, понятийным, логическим.

       Особенности жизнедеятельности высших обезьян  и человека сводятся к главным  отличиям: понятийному мышлению, труду, речи.

Тема 17. Сущность эволюционного  учения. 

       Естественный отбор – особый механизм отбора в природе, приводящий к избирательному уничтожению организмов, оказавшихся не приспособленными к окружающей среде.

       Теория  Ч. Дарвина в ее сегодняшней форме  содержит собственно два независимых  утверждения. Согласно одному из них, в процессе воспроизведения испытываются все новые формы, которые в большинстве при данных внешних обстоятельствах снова исчезнут как негодные; сохранятся только немногие приспособленные. Во-вторых, предполагается, что новые формы возникают вследствие чисто случайных событий нарушений генетической структуры. Некоторые из событий, приводимых в качестве доказательства эволюционной гипотезы, воспроизводима в лаборатории, однако это не означает, что они действительно имели место в прошлом, а свидетельствует об их возможности. На многие возражения до сих пор нет ответа. По этому концепцию Дарвина, я считаю, точнее все же относить к гипотезам, которые требуют дальнейшего подтверждения.

       Русский ученый П.А. Кропоткин придерживался  точки зрения, в соответствии с которой взаимопомощь является более важным фактором эволюции, чем борьба.

       Совместная  эволюция организмов хорошо объясняет  эволюцию в системе «хищник _ жертва» - постоянное совершенствование того и другого компонента системы. В  системе «паразит – хозяин» естественный отбор должен вроде бы способствовать выживанию менее опасных для хозяина паразитов и белее устойчивого к паразитам хозяина. Постепенно паразит может стать компонентом, то есть безопасным для хозяина, а затем они могут способствовать взаимному процветанию друг друга, как грибы и фотосинтезирующие бактерии, вместе образуют лишайник.

       И так случайно образовавшиеся более  сложные формы увеличивают разнообразие, и, стало быть, устойчивость экосистем. Удивительная согласованность всех видов жизни есть следствие коэвалюции. Концепция коэвалюции объясняет факты альтруизма у животных: заботу о потомстве, устранение агрессивности путем демонстрации «умиротворяющих поз», повиновение вожаком, взаимопомощь в трудных ситуациях и так далее.

Тема 18. Эволюционное учение и генетика. 

       Генетика  – это наука о наследственности, способах передачи признаков от родителей  к детям, о механизмах индивидуальной изменчивости организмов и способах управлять ею.

       Вначале устойчивость генов трактовалась как  их неизменность. Мутационная изменчивость отождествлялась непосредственно с видообразованием и как казалось, как будто отмечала естественный отбор в качестве главного фактора эволюции. Но уже в конце 20-х годов ХХ века становилась все яснее, что генетика раскрывается конкретный механизм изменчивости, соотношенея свойств организма  и характера внешних воздействий в возникновение индивидуальных.

       Основатель  мутационной теории Гуго де Фриз считал, что каждая доля мутации ведет  к возникновению нового вида,  и сводил эволюцию к простому накоплению мутаций. На самом деле мутация лишь поддерживают наследственную неоднократность популяций и других эволюционных групп.

       Важную  роль в объединении генетики и  дарвинизма, разработке генетике популяции, сыграли С.С. Четвериков, Н.П. Дубинин, который сравнивает соотношение генотипа и фенотипа с соотношением сущности и явления, подчеркивая большую устойчивость генотипа и подвижность, текучесть фенотипа. В 40-50 годы ХХ века И.И. Шмальгаузен, опираясь на достижения генетики, конкретизируя учение о естественном отбоне, выделяя две его формы: стабилизирующий отбор и ведущий отбор.