Проблемы современности Введение в культуру мышления
| Вид материала | Документы |
- Удк 004. 83 О моделировании образного мышления: отношения «образы – понятия», 163.74kb.
- Программа по курсу «Актуальные проблемы современности и журналистика», 115.34kb.
- Программа повышения квалификации профессорско-преподавательского состава по направлению, 175.72kb.
- Урок обществознания в 11 классе Тема: «Глобальные проблемы современности», 84.95kb.
- Руководство для студентов по курсу «культурология», 434.71kb.
- 12. Основные подходы к пониманию и исследованию мышления в психологии. Характеристика, 132.4kb.
- 2 Большепролетные перекрытия инженера Шухова В. Г. Уроки истории и проблемы современности, 111.63kb.
- Программа дисциплины актуальные проблемы современности и журналистика для направления, 135.25kb.
- Программа курса по выбору для учащихся 12 класса общеобразовательных учреждений с 12-летним, 107.47kb.
- Естествознание, экология и глобальные проблемы современности содержание, 227.95kb.
Тема 4. Биота. Биоценоз (биогеоценоз)
Вид, подвид, популяция. Семейство, отряд
Биосфера и экосфера, как и прочие крупные объекты природы, обладают определенной структурностью, которая формируется из отдельных элементов - так же, например, как вещество Вселенной состоит из молекул и атомов относительно малого количества (примерно 100 элементов - см. таблицу Менделеева).
Для биоты и экосферы основными элементами являются вид и биогеоценоз. Современная биота имеет около 5 млн. видов.
Сами понятия вид, подвид, популяция появились и являются классификационным (достаточно условными и четкой границы между ними провести зачастую нельзя). В настоящее время используются следующие определения:
Вид - (в биологии) совокупность особей, при размножении дающая жизнеспособное и способное к полноценному воспроизводству ("не стерильное" в первом поколении) потомство; основные особенности родителей наследуются потомками.
Подвид (раса) - совокупность большого числа особей вида, в силу каких-либо причин длительное время изолированная от основной массы представителей вида и по ряду внешних признаков отличающаяся от остальных особей вида.
Популяция (племя, род) - близкое к минимально необходимому для устойчивого воспроизводства число особей вида; все особи популяции находятся в "кровном", не слишком отдаленном родстве. Как правило, понятие "популяция" применяется для особей, занимающих постоянную территорию ("ареал", "местообитание").
Виды по общности происхождения объединяются в отряды (например, "отряд приматов") и семейства.
Для экосферы основной ячейкой является биоценоз (биогеоценоз) - исторически сложившееся (на определенной территории или в водоеме) сообщество растительных и животных организмов, обеспечивающее круговорот веществ (биогеокруговорот) и способное к саморегулированию.
Как видно из определения, биоценоз являются достаточно замкнутыми авторегулирующимися системами (подобными летящему самолету) и вмешательство со стороны в их “внутренние дела” могут оказаться весьма плачевными для всего сообщества.
Отметим некоторые особенности, относящиеся к рассмотренным понятиям.
1. Близкородственное скрещивание видов гибридизация обычно дает весьма жизнестойкое, но стерильное потомство (примеры: лошадь + осёл = мул; рожь + пшеница = триникале).
2. Длительность существования вида близка к 5 млн. лет; биосфера в среднем состоит из 5 млн. видов91; т.е. в среднем за год "погибает и рождается" 1-5 видов; за время существования биосферы (3-4 млрд. лет) погибло около 99% видов.
Конечно, некоторые виды существуют намного дольше: сине-зеленые водоросли с бескислородным дыханием существуют уже 2-3 млрд. лет; некоторые виды рыб - например, кистепёрая рыба "латимерия" - 0,5-1 млрд. лет. Наоборот, по-видимому, уже успели погибнуть виды микроорганизмов-"вредителей", за 20-50 лет успевшие включить в свой организм такие ныне запрещенные пестициды, как ДДТ.
3. Критерием устойчивости вида, "победы" во внутривидовой и межвидовой борьбе является достижение наилучшего соответствия между организмом и средой его обитания. Колоссальное разнообразие абиотических условий, взаимодействий видов между собой и неживой природой и служит причиной многообразия видов. Эволюция неживой природы уводит абиотические факторы от соответствия организма среде и требует эволюции видов.
4. Формирование новых видов происходит путем увеличения отличительных признаков между подвидами и популяциями; новые виды “ ответвляются” от исходного вида. Этот механизм видообразования при "движении в глубь веков" приводит к выводу: вся биота Земли имеет одного общего "прародителя". Происхождение всей биоты от одной "праклетки" позволяет построить "дерево эволюции видов", включающее как существующие, так и погибшие (известные из палеонтологии) виды. Отметим, что "эволюционно высшие" в данный момент времени виды, как правило, наиболее велики по численности и биомассе; так, палеонтологи говорят о последовательной смене по мере эволюции "времен" растений:
- первичных организмов и водорослей;
- папортникообразных;
- голосеменных;
- покрытосеменных (цветковых).
В этом смысле сейчас человек является вершиной эволюции экосферы.
Природа одинаково "любит" правила и исключения из них: многие эволюционно низшие виды прекрасно существуют в наше время и даже превосходят по биомассе эволюционно высшие виды).
5. Области Земли, в которых основные абиотические факторы весьма сходны, называются биомами ("климатическими поясами") - степи, леса, пустыни и т.п. Существует целый ряд длительно изолированных друг от друга сходных биомов. В каждом биоме в силу необходимости соответствия организма внешней среде имеется ряд "гомологических" видов, внешне и функционально почти не отличающихся друг от друга, но принадлежащих к разным ветвям "дерева эволюции".
Роль Ламарка, Дарвина, Менделя в становлении современной биологии
В течение примерно 2000 лет в соответствии с религией христианства, "по Библии", считалось, что все виды биоты сотворены одновременно Богом (в этом проявлялось их единство) и неизменны. В последние столетия в биологии быстро стали накапливаться факты, с несомненностью указывающие на эволюцию видов; причины появления новых видов при этом оставались неясными.
Первым около 200 лет назад попытался теоретически обосновать эволюцию органического мира Жан Батист Ламарк, который предположил, что для эволюции биоты определяющими являются два принципа:
1) стремление Природы (биоты) к совершенству;
2) закрепление в потомстве "благоприятных признаков", приобретенных родителями.
Теория Ламарка противоречила "общепринятой" теории творения мира Богом и не была признана большинством ученых (но стала общеизвестной и вызвала оживленные споры).
Ч. Дарвин 150 лет назад в "Происхождении видов":
- на основе громадного фактического материала, собранного им и другими учеными, показал, что виды изменчивы;
- построил отдельные "ветви дерева эволюции видов"; в частности, доказал родство Человека и человекообразных обезьян (современные обезьяны являются нашими "двоюродными, троюродными и т.п." родственниками);
- вместо первого принципа Ламарка практически в современном виде сформулировал закон соответствия организма окружающей среде: "в борьбе за существование выживают наиболее приспособленные в настоящее время (вставка наша - В.Г.) к окружающей среде особи и виды".
Как и Ламарк, Дарвин полагал, что благоприятные признаки передаются потомству. Математическая проверка этого принципа показала, что скорость видообразования в соответствии с ним оказывается заметно меньше, чем реальная. Этот недостаток теории эволюции видов был устранен лишь в 1900 г. с появлением генной теории наследственности.
Парадоксально, но основные законы генетики были сформулированы чешским монахом Грегором Менделем практически одновременно с работой Дарвина. При изучении принципов наследования Мендель тщательно продумал и упростил эксперимент, сведя его к исследованию особенностей наследования свойств 5 сортов гороха; при этом он:
- предсказал существование ген (называя их "наследственными факторами");
- доказал, что существуют "доминантные" и "рецессивные" (скрытые) признаки-гены;
- доказал, что рецессивные гены проявляются во втором поколении;
- доказал, что клетки организма имеют двойной набор ген;
Результаты исследования были опубликованы Менделем в журнале естествоиспытателей г. Брно и прошли совершенно незамеченными современниками; через много лет после независимого открытия законов наследственности трое других ученых "боролись за первенство" в открытии работы Менделя и "открыли" ее в 1900 г.
Наличие наборов неизменных ген объясняло передачу свойств родителей потомкам; различие в "наборах ген" - существование многих видов; возможность скачкообразного ("большого") изменения свойств организма при изменении ("мутации") одного или нескольких ген приводила в соответствие теоретическую и реальную скорости видообразования.
Появление генетики завершило формирование основных законов биологии, однако лишь через 50 лет была открыта молекула ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) - материальный носитель наследственности; свойства ее на "микроуровне" объяснили основные законы и свойства биоты.