Научные теории естествознания

 

 Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – нуклеиновая кислота, которая  содержит генетическую программу  для развития и функционирования  живых организмов. Все представители  живых существ содержат геном  ДНК. Исключение составляют вирусы, которые используют геном РНК, однако вирусы обычно не относят  к живым организмам. Основная  роль ДНК в клетках – долговременное  хранение информации. Геном часто  сравнивают с набором чертежей, так как он содержит инструкции  по сборке многих компонентов  клетки, таких как рибонуклеиновые  кислоты, молекулы и белки. Участки  ДНК, содержащие генетическую информацию  о строении молекулы белка  или РНК называют генами. Также  ДНК содержит последовательности, отвечающие за изменение генетической  информации.

 

 У эукариотов, таких как животные  или растения, ДНК находится внутри  клеточного ядра, а у прокариотических организмов (например, бактерий) ДНК содержится в цитоплазме. В отличие от ферментов, ДНК напрямую не участвует в большинстве биохимических процессов, которыми управляет; некоторые ферменты могут вступать во взаимодействие с ДНК и копировать хранимую ей информацию, и либо создают копию ДНК (процесс репликации), либо транскрибируют и транслируют её в протеин.

 

 ДНК – длинный полимер, состоящий  из простых элементов, называемых  нуклеотидами, которые скреплены  связями из групп углеводов  и фосфатов. Нуклеотид построен  из пентозы, азотистого основания (пуринового или пиримидинового) и остатка фосфорной кислоты. Соединение пентозы и азотистого  основания называется нуклеозидом.

 

 В зависимости от структуры  пентозы различают рибонуклеотиды и дезоксирибонуклеотиды, которые являются мономерами молекул сложных биологических полимеров – соответственно РНК или ДНК.

 

 Эти связи включают четыре  вида молекул, нуклеиновых оснований, и последовательность из четырёх  таких оснований позволяет «закодировать»  информацию. Главной функцией ДНК  является процесс шифрования  последовательности аминокислот  в протеины при помощи генетического  кода. Для прочтения этого кода клетка создаёт копию отрезка ДНК в нуклеиновой кислоте РНК.

 

8. Роль мутаций и окружающей  среды в эволюции живого

 

 

 Новый этап в развитии  эволюционной теории наступил  в 1859 году в результате публикации  основополагающей работы Ч. Дарвина  «Происхождение видов путем естественного  отбора или сохранение благоприятствуемых  пород в борьбе за жизнь». Основной  движущей силой эволюции по  Дарвину является естественный  отбор. Отбор, действуя на особей, позволяет выживать и оставлять  потомство тем организмам, которые  лучше приспособлены для жизни  в данном окружении. Действие  отбора приводит к распадению  видов на части – дочерние  виды, которые, в свою очередь, со  временем расходятся до родов, семейств и всех более крупных  таксонов.

 

 В середине XX века на основе  теории Дарвина сформировалась  синтетическая теория эволюции (сокращённо  СТЭ). СТЭ является в настоящее  время наиболее разработанной  системой представлений о процессах  видообразования. Основой для эволюции  по СТЭ является динамика генетической  структуры популяций. Основным движущим  фактором эволюции считается  отбор.

 

 Толчок к развитию синтетической  теории дала гипотеза о рецессивности  новых генов. Говоря языком генетики  второй половины ХХ века, эта  гипотеза предполагала, что в  каждой воспроизводящейся группе  организмов во время созревания  гамет в результате ошибок  при репликации ДНК постоянно  возникают мутации – новые  варианты генов.

 

 Влияние генов на строение  и функции организма плейотропно: каждый ген участвует в определении нескольких признаков. С другой стороны, каждый признак зависит от многих генов; генетики называют это явление генетической полимерией признаков. Фишер говорит о том, что плейотропия и полимерия отражают взаимодействие генов, благодаря которому внешнее проявление каждого гена зависит от его генетического окружения. Поэтому рекомбинация, порождая всё новые генные сочетания, в конце концов создает для данной мутации такое генное окружение, которое позволяет мутации проявиться в фенотипе особи-носителя. Так мутация попадает под действие естественного отбора, отбор уничтожает сочетания генов, затрудняющие жизнь и размножение организмов в данной среде, и сохраняет нейтральные и выгодные сочетания, которые подвергаются дальнейшему размножению, рекомбинации и тестированию отбором. Причем отбираются, прежде всего, такие генные комбинации, которые способствуют благоприятному и одновременно устойчивому фенотипическому выражению изначально мало заметных мутаций, за счет чего эти мутантные гены постепенно становятся доминантными. Таким образом, сущность синтетической теории составляет преимущественное размножение определённых генотипов и передача их потомкам. В вопросе об источнике генетического разнообразия синтетическая теория признает главную роль за рекомбинацией генов.

 

 Считают, что эволюционный акт  состоялся, когда отбор сохранил  генное сочетание, нетипичное для  предшествующей истории вида. В  итоге для осуществления эволюции  необходимо наличие трёх процессов:

 

мутационного, генерирующего новые варианты генов с малым фенотипическим выражением;

 

рекомбинационного, создающего новые фенотипы особей;

 

селекционного, определяющего соответствие этих фенотипов данным условиям обитания или произрастания.

 

 Все сторонники синтетической  теории признают участие в  эволюции трёх перечисленных  факторов.

 

 

9. Иерархическое строение биосферы  и трофические уровни

 

 

 Пищевая цепь представляет  собой связную линейную структуру  из звеньев, каждое из которых  связано с соседними звеньями  отношениями «пища – потребитель». В качестве звеньев цепи выступают  группы организмов, например, конкретные  биологические виды. Связь между  двумя звеньями устанавливается, если одна группа организмов  выступает в роли пищи для  другой группы. Первое звено цепи  не имеет предшественника, то  есть организмы из этой группы  в качестве пищи не использует  другие организмы, являясь продуцентами. Чаще всего на этом месте  находятся растения, грибы, водоросли. Организмы последнего звена в  цепи не выступают в роли  пищи для других организмов.

 

 Каждый организм обладает  некоторым запасом энергии, то  есть можно говорить о том, что у каждого звена цепи  есть своя потенциальная энергия. В процессе питания потенциальная  энергия пищи переходит к её  потребителю. При переносе потенциальной  энергии от звена к звену  до 80-90 % теряется в виде теплоты. Данный факт ограничивает длину  цепи питания, которая в природе  обычно не превышает 4-5 звеньев. Чем  длиннее трофическая цепь, тем  меньше продукция её последнего  звена по отношению к продукции  начального.

 

 Обычно для каждого звена  цепи можно указать не одно, а несколько других звеньев, связанных  с ним отношением «пища –  потребитель». Так траву едят  не только коровы, но и другие  животные, а коровы являются пищей  не только для человека. Установление  таких связей превращает пищевую  цепь в более сложную структуру  – трофическую сеть.

 

 В некоторых случаях в  трофической сети можно сгруппировать  отдельные звенья по уровням  таким образом, что звенья одного  уровня выступают для следующего  уровня только в качестве пищи. Такая группировка называется  трофическими уровнями.

 

 Существует 2 основных типа трофических  цепей – пастбищные и детритные.

 

 В пастбищной трофической  цепи (цепь выедания) основу составляют автотрофные организмы, затем идут потребляющие их растительноядные животные (например, зоопланктон, питающийся фитопланктоном), потом хищники (консументы) 1-го порядка (например, рыбы, потребляющие зоопланктон), хищники 2-го порядка (например, щука, питающаяся другими рыбами). Особенно длинны трофические цепи в океане, где многие виды (например, тунцы) занимают место консументов 4-го порядка.

 

 В детритных трофических цепях (цепи разложения), наиболее распространенных в лесах, большая часть продукции растений не потребляется непосредственно растительноядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению сапротрофными организмами и минерализации. Таким образом, детритные трофические цепи начинаются от детрита, идут к микроорганизмам, которые им питаются, а затем к детритофагам и к их потребителям – хищникам. В водных экосистемах (особенно в эвтрофных водоемах и на больших глубинах океана) значит, часть продукции растений и животных также поступает в детритные трофические цепи.

 

 

10. Биосфера и ноосфера

 

 

 Ноосфера – современная (по  меркам геологического времени) стадия развития биосферы, связанная  с появлением в ней человека. Понятие было введено французским  математиком и философом Эдуаром Леруа в 1927 году. Сам он подчёркивал, что пришёл к этой идее совместно со своим другом – крупнейшим геологом и палеонтологом-эволюционистом и католическим философом Пьером Тейяром де Шарденом. При этом Леруа и Шарден основывались на лекциях по геохимии, которые читал В.И. Вернадский. С именем Вернадского и связано в первую очередь появление ноосферного учения.

 

 

 В ноосферном учении Человек предстаёт укоренённым в Природу, а «искусственное» рассматривается как органическая часть и один из факторов (усиливающийся во времени) эволюции «естественного». Обобщая с позиции натуралиста человеческую историю, Вернадский делает вывод о том, что человечество в ходе своего развития превращается в новую мощную геологическую силу, своей мыслью и трудом преобразующую лик планеты. Соответственно, оно в целях своего сохранения должно будет взять на себя ответственность за развитие биосферы, превращающейся в ноосферу, а это потребует от него определённой социальной организации и новой, экологической и одновременно гуманистической этики.

 

 Ноосферу можно охарактеризовать  как единство «природы» и «культуры». Сам Вернадский говорил о ней  то как о реальности будущего, то как о действительности  наших дней, что неудивительно, поскольку  он мыслил масштабами геологического  времени. Понятие «ноосфера» предстаёт  в двух аспектах:

 

 ноосфера в стадии становления, развивающаяся стихийно с момента появления человека;

 

 ноосфера развитая, сознательно формируемая совместными усилиями людей в интересах всестороннего развития всего человечества и каждого отдельного человека.

 

 

Список использованной литературы

 

 

 Давиташвили А.Ш. Причины вымирания  организмов. – М., 1980

 

 Иорданский Н.Н. Макроэволюция: Системная теория. – М., 1994.

 

Иорданский Н.Н. Эволюция жизни. – М. «Академия», 2001.

 

Карпинская Р.С. Глобальный эволюционизм и диалектика // О современном статусе глобального эволюционизма. М., 1986.

 

 Киржниц Д.А. Горячие «черные дыры»: Новое в понимании истории Вселенной // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. № 6. С. 84.

 

 Кэролл Р. Палеонтология и эволюция позвоночных. – М., 1992.

 

 Осипов А.И., Уваров А.В. Большой  взрыв. // Соросовский Образовательный Журнал. 2004. № 1. С. 70-78.

 

 Ребане К.К. Энергия, энтропия, среда обитания. – Таллин: Валгус, 1984.

 

Рубцов В.В., Урсул А.Д. Проблема зарождения жизни. – Кишинев, 1984.

 

 Сутт Т.Я. Идея глобального эволюционизма и принцип антропности // О современном статусе глобального эволюционизма. М., 1986