Основу  современной эволюционной теории составляет изучение популяционной генетики. Гены, действуя независимо друг от друга  или совместно с факторами  внешней среды, определяют фенотипические признаки организмов и обусловливают  изменчивость в популяциях. В ходе естественного отбора фенотипы, которые смогли приспособиться к условиям данной среды, сохраняются, тогда как фенотипы, которые не могут приспособиться, подавляются и, в конце концов, исчезают. Изменение генетического состава популяции приводит к прогрессивному усилению строения форм всего живого, примером этого может служить возникновение современного человека.

     Перспективными  направлениями генетики, развиваемыми в последние годы, являются генная инженерия, клонирование, выявление наследственных заболеваний.

     В результате генной инженерии создаются не только современные лекарственные препараты, но и, генетически модифицированные продукты питания, изготавливаемые из искусственно создаваемых биологических форм, в частности, сои. Для этого в исходные продукты добавляют или убирают определенные гены. Например, благодаря использованию гена рыбы, живущей в полярных широтах, получены холодоустойчивые помидоры, которые могут длительное время храниться в холодильнике.

     Клонирование – это процесс создания клонов. В процессе размножения большинства высших организмов дочерняя особь получает половину генов от своего отца, а половину – от матери. Клоны же – это организмы, имеющие совершенно идентичные генотипы. Для создания клонов используются соматические клетки, в которых содержится полный набор хромосом, тогда как в половых клетках содержится только половина этого набора. В 1997 году была получена знаменитая овца Долли – генетическая копия своей матери. Для этого из клетки её вымени было взято ядро и пересажено в яйцеклетку другой овцы.

     Недостаток  или наличие лишней хромосомы  является свидетельством определенных наследственных заболеваний. В 2004 году был открыт ген, несущий информацию о предрасположенности человека к раку. В настоящее время ученые близки к разгадке генетического кода человека.

     Успехи  в области генетики во многом определяют прогресс в трансплантологии, травматологии, в других областях медицины и биологии, а также в производстве продуктов  питания.   

     14.Экология  в современном  мире

     14.1. Основные направления  экологии

     Живые организмы не просто обитают в  той или иной среде. Они находятся в постоянном взаимодействии с факторами неживой и живой природы и друг с другом. Наука о взаимоотношениях организмов со средой называется экологией.

     Экологическая система (экосистема) или биогеоценоз - это взаимодействующие между собой живые организмы и среда их обитания.

     Факторы  внешней среды, действующие на организм, носят название экологических факторов. Их можно разделить на три группы:

     1) абиотические, куда входят факторы неживой природы - свет, температура, влажность, геомагнитное поле Земли, гравитация, состав водной, воздушной, почвенной среды, природные ресурсы. Эти факторы необходимы для поддержания жизнедеятельности живых организмов, в том числе и человека.

     2) биотические, связанные с влиянием других живых организмов

     3) антропогенные, к которым относятся разнообразные проявления деятельности человека.

     Целью экологии является эффективная защита биосферы от негативного влияния на неё деятельности человека.

     Академик  Вернадский ввёл понятие ноосферы, под которой понимал любые результаты разумной деятельности человека. Элементами биосферы можно считать оросительные каналы, электростанции, добычу полезных ископаемых, заводы, транспортные средства и т.д. Однако по мере их строительства и эксплуатации в окружающей среде происходят изменения, которые вызывают ухудшение экологической обстановки. Отсюда возникает необходимость создания таких технологий, которые в наименьшей степени влияют на окружающую среду. Этим занимается инженерная экология.

     В результате преобразования человеком  естественной среды обитания можно  говорить уже о реальном существовании  нового её существования – о  техносфере. Понятие «техносфера» - выражает совокупность технических устройств и систем вместе с областью технической деятельности человека. Её структура включает в себя: техногенное вещество, технические системы, живое вещество, верхнюю часть земной коры, атмосферу, гидросферу, а с начала эры космических полетов – и околоземный космос.

     В настоящее время сильно обострилась  проблема гуманизации техносферы, так как последствия непродуманности, некомплексного и, как следствие, антигуманного воздействия на природу удручают. Технические ландшафты из отходов производства, уничтожение признаков жизни в целых регионах, загнанная в резервации природа – вот реальные плоды отрицательного влияния человека, вооруженного техникой, на окружающую природу.

     Отбросов, загрязняющих окружающую среду, будет  меньше, как только мы научимся использовать отходы одного производства в качестве сырья для другого. В этом заключается  «безотходное производство».

     Второе  направление экологии - это оценка воздействия промышленности на окружающую среду. Не загрязняющих производств не может быть в принципе. Поэтому и родилась концепция ПДК - предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе, воде, почве.

     Чтобы успешно внедрять технические решения, необходимо собрать объективную информацию о степени негативного влияния на окружающую среду.

     Существует  два вида источников, влияющих на окружающую среду: источники естественного происхождения (космическая, вулканическая пыль, пепел и др.) и искусственные, т.е. антропогенные источники, возникающие в результате хозяйственной деятельности человека.

     Экологический мониторинг - информационная система, которая позволяет оценить влияние антропогенных источников загрязнения окружающей среды на фоне природных процессов. Применение экологического подхода позволяет обеспечить целостность экосистемы, защитить литосферу от негативного влияния на неё человека и своевременную ликвидацию такого воздействия, если всё же природе нанесён ущерб. 

     14.2. Вредные вещества  и их реальная  опасность

     Чтобы эффективно защищать окружающую среду, надо знать, какие вредные вещества содержатся в воздухе, воде, почве, пище и какова их реальная опасность. Распространенное заблуждение: вещество, обладающее выраженной токсичностью при определённой концентрации - токсично всегда. Например, угарный газ (СО). Это обычный компонент атмосферы опасен для здоровья только при концентрациях  превышающих ПДК. Нужно лишь определить ПДК вредных веществ. Это делается с помощью современных физических и химических методов.

     14.3. Сохранение озонового  слоя

     Содержащийся  в стратосфере озон (О₃), выполняет важную роль естественного фильтра, поглощающего губительное для всего живого ультрафиолетовое излучение Солнца. Стратосфера- слой атмосферы, расположенный над более плотной тропосферой на высоте от 10 до 50 км. Воздух в стратосфере перемешивается очень медленно по вертикали и относительно быстро - по горизонтали. Поэтому опасные вещества, попавшие в стратосферу, остаются в ней на долгие годы и распространяются вокруг Земли.

     _{Озоносфера,} в которой озон имеет максимальную концентрацию, находится на высоте 20-25км. При попадании в озоносферу моноксида азота (NO) начинается цепная реакция: одна молекула NО может разрушить много тысяч молекул озона, прежде чем попадёт в более плотные слои атмосферы. Основным источником NО являются отработанные газы различного рода машин и летательных аппаратов, ядерные взрывы, фреон в холодильных установках.

     14.4. Кислотные осадки

     Это оксиды серы и азота, возникающие  в газах, выбрасываемых автомобильным транспортом, теплоэлектростанциями, плавильными печами и т.д. В некоторых местах выпадают осадки по кислотности, приближающиеся к столовому уксусу. Особенно большой вред наносится озёрам, вода которых не содержит щелочных соединений, способных нейтрализовать кислотные осадки.

      14.5. Парниковый эффект

     Парниковый  эффект это нагревание поверхности Земли. Физический смысл такого эффекта прост. Углекислый газ (СО₂) и водяной пар пропускают идущее к Земле излучение Солнца, и оно нагревает поверхность Земли, но экранируют инфракрасное тепловое излучение Земли.

     Этот  эффект связан с всё большим расходованием ископаемого топлива и выбросом в атмосферу продуктов горения. При этом образуется громадное количество углекислого газа. Если сохранятся современные темпы промышленного производства, то к 30-м годам XXI века концентрация углекислоты в атмосфере удвоится. Это приведёт к значительным климатическим сдвигам, среднегодовая температура повысится на несколько градусов.

     14.6. Захоронение радиоактивных  отходов

     В настоящее время принято считать, что оптимальным является захоронение радиоактивных отходов не в океане, а в могильниках под землёй. Доказано, что при таком способе продукты деления урана в течение длительного времени не подвергаются существенной миграции и поэтому такой способ надежен.

     14.7. Экологические функции литосферы

     При экологическом подходе в первую очередь учитывается не экономическая целесообразность того или иного инженерного сооружения и его значимость для человека, а то, каким образом это сооружение «вписано» в природную обстановку, как оно влияет на геологическую среду экосистемы. Изучением этого сложного взаимодействия занимается экологическая геология, которая изучает верхние горизонты литосферы, как абиотическую основу жизни экосистем, обитающих на Земле.

     Ресурсная функция литосферы как раз и заключается в ее способности обеспечения экосистемы необходимыми ресурсами. Среди природных ресурсов на Земле по их значимости для развитых государств стоят энергоресурсы, которые составляют 70% полезных ископаемых в мире. Потребности в энергоресурсах развитых стран все более и более возрастают. На фоне нехватки собственных природных ресурсов они стремятся захватить мировые рынки сбыта полезных ископаемых, прежде всего нефти и газа, руд и т.д., объявляя их зоной своих национальных интересов.

     С точки зрения экологии необходимо обеспечить добычу и переработку энергоресурсов таким образом, чтобы минимизировать загрязнение окружающей среды. Для снижения негативного влияния на литосферу при добыче сырья целесообразно использовать вторичные ресурсы. Одно из направлений их использования – это, например, переработка компьютерного лома.

     Геодинамическая функция литосферы в экологическом аспекте проявляется в ходе различных природных геологических процессов, землетрясений, вулканических извержений, обвалов, селей, оползней и т.д., так или иначе влияющих на различные экосистемы, в том числе и на человеческое общество. Поэтому необходимы прогноз и защита территорий с развитыми в них экосистемами от негативного влияния этих процессов. Основная задача заключается в том, чтобы научиться правильно прогнозировать экологические последствия тех или иных техногенных воздействий на литосферу.

     Геохимическая функция литосферы в экологическом  аспекте заключается в её активном участии в круговороте веществ  в природе. Примером этого является распространение загрязняющих веществ в верхних слоях Земли и как, следствие, загрязнение водоносных слоев. Это указывает на нежелательность использования колодцев как источников воды.

     Учёт  экологических функций литосферы и других проблем экологии позволит воплотить в жизнь идею Вернадского о создании такой ноосферы, которая направлена на защиту и развитие биосферы в интересах человека, его будущего.

     15. Феномен Человек

     15.1. Возникновение человека

     Согласно  принятой в настоящее время теории, человек - следствие длительной эволюции позвоночных. Одна из групп обезьян, обитавших более 10-12 млн. лет назад, дала начало ветви, ведущей к человеку. Эти человекообразные обезьяны-австралопитеки, получили название «человек умелый» и передвигались на двух ногах.