Концепции современного естествознания
Этапы, модели и закономерности развития естествознания. Электромагнитная картина мира. Основные представления и принципы квантово-полевой картины мира. Современные концепции происхождения Вселенной. Особенности биологического уровня организации материи.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | учебное пособие |
Язык | русский |
Дата добавления | 06.10.2017 |
Размер файла | 938,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
7.6.2 Решение проблемы самоорганизации предбиологических систем
Существует два подхода к решению проблемы самоорганизации предбиологических систем:
а) субстрактный подход;
б) функциональный подход.
а) накопление информации об отборе химических элементов и структур , т.е. проблема состава элементов-органогенов и соответствующей структуры биологических систем. Отбор химических элементов проходил в процессе самоорганизации предбиологических систем.
Предполагается, что из 114 открытых сегодня химических элементов, попадая в живые организмы, участвуют в их жизнедеятельности. Но основу живых систем составляют только 6 элементов, получивших название органогенов (С, Н, О, N, Р, S). Общая весовая доля их в организме составляет 97,4%. За ними следуют 12 элементов, которые участвуют в построении физиологически важных компонентов биосистем (Nа, К, Са, Мg, AI, Fe, Si, Cu, Zn, Co, Ni) - 1,6% в организме. Еще около 20 элементов участвуют в построении и функционировании узко специфических биосистем, например, водорослей. (Участие всех остальных элементов в построении биосистем не зафиксировано).
В настоящее время насчитывается около 8 млн. химических соединений, из них 96% - органические, состоящие из тех же 6-18 элементов. Из остальных почти 100 элементов природа создала всего около 300 тысяч неорганических соединений.
В результате эволюции шел и отбор химических соединений.
Из млн. органических соединений в построении живого участвуют только несколько сотен, из 100 известных аминокислот в состав входит лишь 20; лишь по 4 нуклеотида ДНР и РНК лежат в основе всех сложных полимерных нуклеиновых кислот, которые отвечают за наследственность и регуляцию белкового синтеза в любых живых организмах.
Исследования показывают, что в ходе эволюции отбирались те структуры, которые способствовали резкому повышению активности и селективности действия каталитических групп.
б) функциональный подход сосредоточил внимание на исследовании самоорганизации материальных систем, на выявление законов самоорганизации.
7.6.3 Общая теория химической эволюции и биогенеза А.П. Руденко
Предложил в 1964 году А.П.Руденко.
Сущность: химическая эволюция представляет собой саморазвитие каталитических систем и, следовательно, эволюционирующим веществом являются катализаторы. Новые катализаторы появляются не путем захвата из внешней среды, а благодаря саморазвитию.
7.6.4 Основной закон химической эволюции
С наибольшей скоростью и вероятностью образуются те пути эволюционных изменений катализатора, на которых происходит максимальное увеличение его абсолютной активности.
Развитие химических знаний позволяет надеется на разрешение многих проблем, стоящих перед человечеством.
8. ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКОГО УРОВНЯ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ
8.1 Основные понятия
К основным понятиям биологии относятся:
Наследственная изменчивость - это изменчивость, которая обусловлена возникновением новых генотипов (аналог «неопределенной изменчивости»).
Ненаследственная изменчивость - это изменчивость, которая отражает изменения фенотипа под влиянием условий внешней среды (аналог «определенной изменчивости»)
Онтогенетическая изменчивость - отражает изменения в онтогенезе особи или изменчивость отдельных клеток в процессе дифференциации.
Микроэволюция - означает совокупность эволюционных процессов в популяциях, сопровождающихся изменением генофонда и образованием новых видов.
Репликация ДНК - самоудвоение молекул ДНК. Матричная ДНК, состоящая из двух скрученных молекулярных цепочек или нитей, раскручивается. Образуются две молекулярные нити, каждая из которых служит матрицей для синтеза новой нити, комплементарной к ней.
Комплементарность - термин, обозначающий, что синтез новой цепи ДНК происходит таким образом, что последовательность нуклеиновых оснований в одной цепи ДНК однозначно определяет их последовательность в другой цепи.
Мутация генов - механизм непосредственного преобразования генов при сильном внешнем воздействии. При этом механизме порядок расположения генов в хромосоме не изменится.
Генная инженерия - наука , целью которой стало создание новых форм организмов, в том числе и высших, наделенных свойствами, ранее у них отсутствующих, на основе создания гибридных молекул с новыми ( нужными) свойствами.
Метаболизм - обмен веществ, совокупность процессов катаболизма, амфоболизма и анаболизма.
Амфоболизм - процесс преобразования мелких молекул в ходе катаболизма, которые затем принимают участие в строительстве более сложных молекул.
Анаболизм или ассимиляция - разветвленная система процессов биосинтеза сложных молекул с расходованием энергии АТФ.
Архебактерии - клетки, которые по гипотезе ученых, являются эволюционными предками прокариотов и эукариотов.
Биоценоз - совокупность растений, животных, грибов и микроорганизмов, населяющих участок суши или водоема и характеризующихся определенными отношениями между собой.
Ген - еденица наследственного материала, ответственная за формирование какого-либо элементарного признака.
Гетеротрофы - организмы, питающиеся органическими веществами.К ним относятся многие микроорганизмы, грибы, все животные, человек.
Коацерваты - области полимера, биополимера ( капли, слои) с повышенной концентрацией этого вещества по сравнению со всем остальным раствором.
Популяция - относительно изолированная от других и обладающая определнным генофондом совокупность особей определенного вида, в течение длительного времени (большое число поколений) населяющих определенное пространство; рассматривается кака элементарная единица эволюции.
Хиральность молекулярная (дисимметрия) - отсутствие зеркальной симметрии у молекул живой материи, приводящее к отклонению ими поляризованного луча света.
Хромосомы - структурные элементы ядра клетки, содержащие ДНК. В которой заключена наследственная информация организма. В хромосомах в линейном порядке расположены гены.
Эукариоты - организмы, клетки которых содержат оформленное ядро. Эти организмы являются высшими, ядро в них отделено от цитоплазмы оболочкой.
Прокариоты - организмы, лишенные сформированного ядра (вирусы, бактерии, сине-зеленые водоросли).
Биосфера - область распространения жизни на Земле. Включает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и литосферу, населенные живыми организмами.
Ноосфера - та часть нашей планеты и околопланетного пространства, которая несет на себе печать разумной деятельности человека.
8.2 Предмет биологии, ее структура и этапы развития
Биология - наука о живом, его строении, формах активности, природных сообществах живых организмов, их распространении и развитии, связях друг с другом и с неживой природой.
Современная биологическая наука - результат длительного процесса развития. В настоящее время биология представляет собой целый комплекс наук о живой природе. Структуру ее можно рассматривать с различных точек зрения:
- По объектам исследования биологию делят на вирусологию, бактериологию, ботанику, антропологию и др.
- По свойствам проявления живого в биологии выделяются: морфология - наука о строении живых организмов; молекулярная биология, изучающая микроструктуру живых клеток и тканей ; экология, рассматривающая образ жизни растений и животных и их взаимосвязи с окружающей средой; генетика, исследующая законы наследственности и изменчивости.
- По уровню организации живых объектов выделяются: анатомия, изучающая макроскопическое строение животных; гистология, рассматривающая строение тканей; цитология, исследующая строение живых клеток.
В развитии биологии выделяют три основных этапа:
1) систематики ( К. Линней);
2) эволюционный ( Ч. Дарвин);
3) биологии микромира ( Г. Мендель).
Каждый из них связан с изменением представлений о мире живого, самих основ биологического мышления, со сменой биологических парадигм.
Современная биология в вопросе о сущности живого все чаще идет по пути перечисления основных свойств живых организмов, или критериев жизни. К числу свойств живого обычно относят следующие:
- живые организмы характеризуются сложной, упорядоченной структурой.
- живые организмы получают энергию из окружающей среды, используя ее на поддержание своей высокой упорядоченности.
- живые организмы активно реагируют на окружающую среду. Способность реагировать - универсальное свойство всех живых существ, как растений, так и животных.
- живые организмы не только изменяются, но и усложняются.
- все живое размножается. Способность к самовоспроизведению - основополагающий признак жизни.
- живые организмы хорошо приспособлены к среде обитания и соответствуют своему образу жизни.
- живые организмы передают по наследству информацию, необходимую для развития и размножения потомства.
В современной литературе жизнь определяется как высшая из природных форм движения материи, характеризующая самообновление, саморегуляцией и самовоспроизведением разноуровневых открытых систем, основу которых составляют белки, нуклеиновые кислоты и фосфорорганические соединения. Важнейшим признаками живого являются противостояние энтропийным процессам, обмен веществ с окружающей средой, воспроизводство на основе генетического кода и молекулярная хиральность.
Американский физик Ф.Типлер дал следующее определение живым системам: «Я определяю жизнь как некую закодированную информацию, которая сохраняется естественным отбором».
В этом определении выделяется главный критерий жизни - способность живых организмов сохранять и передавать информацию.
8.3 Структурные уровни живого
Структурный анализ показывает, что мир живого чрезвычайно многообразен и имеет сложную структуру. На основе разных критериев могут быть выделены различные уровни или системы организации живого мира. Самым распространенным является выделение на основе критерия масштабности следующих уровней организации живых систем:
1. Молекулярный уровень.
2. Клеточный и субклеточный уровни.
3. Организменный и органно-тканевый уровни.
4. Популяционно-видовой.
5. Уровень биогеоценозов.
6. Биосферный - вся совокупность живых организмов Земли вместе с окружающей их природной средой.
Два главных компонента биосферы - живые организмы и среда их обитания - непрерывно взаимодействуют между собой и находятся в тесном органическом единстве, образуя целостную динамическую систему.
8.3.1 Молекулярный уровень
Все живые системы состоят из макромолекул нескольких органических соединений: белков, нуклеиновых кислот, углеводов и жиров (липидов). Углеводы и жиры играют важную роль в живых системах, но не им принадлежит роль главная и определяющая.
Углеводы, входящие в состав живого вещества, выполняют в основном энергетическую функцию. При сжигании углеводов организм получает основную часть необходимой энергии. Углеводы -- органические соединения, состоят из одной или нескольких молекул простых сахаров. Кроме этого, углеводы в виде сахара дизоксирибоза и рибоза входят в состав нуклеиновых кислот.
Липиды (жиры) -- жироподобные органические соединения. Основные их функции: строительная (входят в состав мембран), гормональная, запасающая энергетическая, термоизоляционная (покрывает, например, шерсть животных), стабилизационная (участие в обмене веществ, обеспечение относительного постоянства химического состава всех частей организма).
Белки. Сходство и различие организмов определяется характерным для них набором белков. Любой вид имеет только ему присущий набор белков, что составляет его видовые отличия. Набор белков, свойственный конкретному виду, обусловливает индивидуальную специфику организмов данного вида. Только монозиготные близнецы имеют одинаковый набор белков, у всех остальных людей белки не одинаковые. Белки определяют все признаки клетки и организма в целом.
Монозиготные (от соответ. слов греческого языка -- один и соединенный в пару) имеют один и тот же генетический тип, развились из одной и той же женской половой клетки, оплодотворенной одним и тем же сперматозоидом. Идентичны по многим признакам: группа крови на 100%, цвет кожи на 75% из 100 случаев и др.
Белки -- это полимеры (греч. polys -- многий и meros -- доля, часть), элементами которых являются мономеры. Мономеры белков -- аминокислоты. Каждая аминокислота содержит одинаковые группировки атомов: аминогруппу -- NH2 и карбоксильную группу -- COOH. Различия между аминокислотами определяются входящими в них группами атомов, названных радикалами. Общая структура аминокислоты выглядит таким образом:
Размещено на http://www.allbest.ru
где H2N -- аминная группа, COOH -- карбоксильная группа, радикал некоторого вида, СН -- группа атомов связи.
Радикалы (свободные) -- это группа атомов или атомы с неспаренными электронами. Соединение аминокислот идет через общие для них группировки: аминная группа одной кислоты соединятся с карбоксильной группой другой кислоты. Эта связь называется пептидной (при переводе с греческого -- сваренный), а результат этой связи называется пептидом. В широком смысле пептиды и белки -- одно и то же. В узком смысле соединения до 10 аминокислот называют пептидами, а из более 10 аминокислот -- белками или полипептидами.
Размер отдельной аминокислоты равен в среднем приблизительно 0,3 нм. Известно более 300 различных аминокислот, однако в состав большинства белков входит всего лишь 20 различных аминокислот, которые называются основными для живого, и именно этими аминокислотами определяется биологическое разнообразие в живом мире. Важно иметь в виду, что различие между белками определяется не только составом и числом входящих в них аминокислот, но и последовательностью чередования в их соединениях. Некоторые заболеваниясвязаны с присутствием в соединении другой аминокислоты или нарушение последовательности соединения аминокислот.
С организационной и пространственной точки зрения белки имеют разные уровни организации: а) типа нити; б) закрученная нить в виде спирали; в) спираль, скрученная в клубок (глобулу) и г) структура из нескольких клубков. На молекулярном уровне сухая масса клетки состоит от 50 до 80% из белков. Организм человека образован из более 5 млн белков. Из белков состоят кости, ткани. Функции белков разнообразны: каталитическая, строительная (участвуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов), двигательная (сокращение мышц и т. д.), защитная (антитела из белков распознают чужеродные организму вещества) транспортная (перенос, например, кислорода гемоглобином), регуляторная (участвуют в регуляции обмена веществ), энергетическая (при распаде 1 г белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж).
Широко распространенное в XIX в. определение жизни, как способа существования белковых тел посредством обмена веществ, выражает важную роль белков в живом веществе. В конце XIX в. Луи Пастер (1822--1895) установил опытным путем явление, характерное для белков как основы живого. Это явление называется киральностью (греч. chira -- рука). Оно означает несовместимость белков и нуклеиновых кислот со своим зеркальным отражением. Начиная с глубокой древности, понятие симметрии использовалось как проявление гармоничного устройства мира. Открытие нарушения симметрии в организации белков и нуклеиновых кислот вызвало дискуссию о законах устройства Вселенной. В случае белков и нуклеиновых кислот было установлено, что пространственная структура белков закручена влево, а нуклеиновых кислот -- вправо. В. И. Вернадский представил этот результат в форме общего принципа: для живого вещества резко проявляется неравенство правизны и левизны. Это различие является существенным: последовательность нуклеиновых кислот содержать информацию о строении белков конкретного организма, а белки определяют особенности организма.
Законы симметрии сохраняются в целом в неорганическом мире. Например, при взаимодействии барионов (тяжелых частиц) заряд исходных частиц соответствует суммарному заряду образовавшихся частиц в результате взаимодействия исходных. Луи Пастер считал, что в начале эволюции живого на молекулярном уровне исходное вещество сохраняло симметрию левого и правого, но затем произошло нарушение симметрии: белки стали чисто левыми, нуклеиновые -- только правыми.
Нуклеиновые кислоты составляют 1% от массы сухой клетки. Они были открыты в 1869 г. немецким биохимиком Ф. Мишером. Нуклеиновые кислоты (греч. nucleus -- ядро) были выделены из материала ядер клеток гноя. Было установлено, что они по своим свойствам отличаются от известных тогда белков
и других органических соединений. Роль этих кислот была понята только во второй половине прошлого века. До этого времени многие исследователи полагали, что определенные белки являются генами всех организмов. Более подробно об истории открытия строения ДНК говорится в параграфе настоящей главы, посвященной генетике.
Нуклеиновые кислоты, как и белки, являются полимерами, но мономерами в них выступают нуклеотиды. Нуклеотид -- это структура, состоящая из трех компонентов: азотистого основания, сахара-пентозы и остатка фосфорной кислоты. В нуклеотиды могут входить две разновидности сахара-пентозы: дезоксирибоза и рибоза. Известны два вида нуклеиновых кислот: ДНК и РНК. В ДНК входит дезоксирибоза, в РНК -- рибоза.
Существует пять азотистых оснований, входящих в нуклеотиды: аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т), цитозин (Ц) и урацил (У). При этом аденин, гуанин и цитозин входят в ДНК и РНК, тогда как тимин -- только в ДНК, а урацил -- только в РНК.
В 1953 г. американский биохимик Дж. Уотсон (р. 1923) и английский физик Ф.
Крик (р. 1916) создали модель двухцепочной спиральной пространственной структуры ДНК. В ДНК имеются две полимерные цепи нуклеотидов. Они закручены вокруг общей пространственной оси за счет биохимических связей как внутри одной цепи, так и между цепями и их витками. Статья этих авторов о двухцепочной структуре ДНК была опубликована в английском научном журнале «Natura» на трех страничках и не вызвала надлежащего интереса со стороны биологов. Эта модель основывалась на результатах рентгеновского анализа структуры ДНК, полученных М. Уилкинсом и Р. Франклин в Лондонском королевском колледже. На рентгеновских снимках было видно, что ДНК -- двухцепочная спираль.
До появления модели ДНК, о которой говорилось выше, американским ученым Э. Чаргаффом было установлено, что соотношение пуринов (А, Г) и пиримидинов (Т, Ц) в молекулах ДНК всегда пропорционально, следовательно, все молекулы ДНК образуют устойчивые пары азотистых оснований внутри своей спиралеобразной структуры и их можно сосчитать.
Большая роль в понимании шифра кодирования нуклеотидами аминокислот принадлежит Г. Гамову, автору концепции «Большой взрыв». Он предложил идею о том, что три нуклеотида кодируют одну аминокислоту. Эта дискретная единица генетического кода, состоящая из трех последовательно расположенных нуклеотидов в молекуле ДНК или РНК, называется кодоном. Эта идея получила в дальнейшем эмпирическое подтверждение. В 1961 г. удалось доказать, что триплет AAA кодирует одну определенную аминокислоту. Это позволило говорить о генетическом коде как единой для всех живых системе записи наследственной информации:
1. Код триплет -- каждая из 20 аминокислот представлена тремя последовательно расположенными нуклеотидами. Из 4 нуклеотидов с азотистыми основаниями А, Т, Г, Ц (У вместо Ф в РНК) может образоваться 64 различных комбинации из 3 нуклеотидов (4 · 4 · 4 -- 64), т.е. существенно больше, чем 20 аминокислот, из которых состоят все живые организмы.
2. Код вырожден -- каждая аминокислота представлена более чем одним кодоном (от двух до шести), за исключением некоторых аминокислот.
3. Код универсален -- один триплет кодирует одну и ту же аминокислоту у всех живых организмов.
4. Код специфичен -- каждый триплет (кодон) представляет только одну аминокислоту.
5. Код не перекрываем -- каждый нуклеотид с соответствующим азотистым основанием входит лишь в какой-либо один триплет, «переписывание» информации с помощью и-РНК происходит строго потриплетно.
6. Триплеты УАА, УАГ и УГА обозначают окончание синтеза одной белковой цепи, так как к ним нет соответствующих аминокислот.
Изучение последовательностей нуклеотидов позволило дать общее определение генетического кода.
Генетический код
Генетический код -- это свойственная всем живым организмам единая система записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последовательности нуклеотидов (рис.1). Как уже отмечалось выше, ДНК состоит из двух ветвей, закрученных вокруг общей оси, с повторяющимися элементами, нуклеотидами: 0,34 нм (нанометра) -- расстояние между азотистыми основаниями нуклеотидов в молекуле ДНК, 3,4 нм -- шаг спирали на один ее виток, на который приходится 10 азотистых оснований. Общая длина ДНК в каждой клетке человека равна приблизительно 2 м. Число клеток у человека составляет примерно 5 · 1014. Общая длина ДНК всех клеток человека составляет примерно 1014км.
Реализация генетического кода осуществляется по схеме ДНК--РНК--белок для всех организмов (за исключением некоторых вирусов, у которых имеется только РНК). ДНК выполняет в реализации этой схемы-программы следующие функции:
- хранит наследственную информацию об организме в виде последовательности и чередования пар связи между азотистыми основаниями двух комплементарных полимерных составляющих ДНК-цепей из нуклеотидов;
Рис. 1. Строение ДНК:
Ц -- остаток фосфорной кислоты; Д -- сахар дезоксирибоза; А, Т, Г, Ц -- азотистые основания, ( --) и (а) -- двойные и тройные водородные связи между азотистыми основаниями; 5', 3' -- окончания цепи нуклеотидов
- передает информацию о группе белков организма из ядра клетки в цитоплазму, для этого с ДНК снимается копия с помощью и-РНК, которая доставляется в рибосому цитоплазмы, где происходит синтез белка;
- передает посредством репликации наследственную информацию от материнских клеток к дочерним клеткам в процессах роста и развития организма (о механизме репликации речь пойдет далее).
Таким образом, в ядре клетки весом 6 · 10-12 г содержится вся информация об организме.
Реализация генетического кода по схеме ДНК-РНК-белок происходит в два этапа, которые называются транскрипцией и трансляцией.
Транскрипция (лат. transcriptio -- перенесение)
Транскрипция (лат. transcriptio -- перенесение) -- биосинтез РНК на матрице ДНК осуществляется в клетках организма ферментами, называемыми полимеразами. Таким образом, речь идет о переходе от ДНК к образованию РНК. Трансляция (лат. translation -- передача) -- биосинтез белков на основе считывания генетической информации, записанной в виде последовательности нуклеотидов в молекулах информационных или матричных РНК.
ДНК не принимает непосредственного участия в синтезе белков организма.
ДНК содержится в ядре клеток растений, животных, человека и отделена ядерной мембраной от цитоплазмы, где происходит синтез белка. Небольшая часть ДНК (около 5%) находится вне ядра клетки, в митохондрии (см. рис. 2).
Рис.2. Строение клетки по данным электронной микроскопии
Последовательность и чередование пар связи азотистых оснований в спиралеобразной пространственной структуре ДНК содержит информацию об индивидуальной белковой группе конкретного организма. Если нагреть ДНК до 80--100° С или обработать ее щелочью, то цепи распадаются. Если же ее снова охладить, то цепи снова соединяются водородными связями комплементарным образом: всегда А соединяется симметрично с Т, а Ц -- симметрично с Г. Это свойство ДНК используется для создания методов исследования ее структуры. ДНК имеет внутренний механизм изменения собственной спиралеобразной пространственной структуры. Перед делением клетки она способна удваиваться (реплицироваться). С помощью фермента ДНК полимеразы разрываются слабые водородные связи между двумя ее цепями, а затем к каждой отделенной цепи достраивается ей комплементарная цепь. Таким образом, из двух отдельных цепей образуются две ДНК. Репликация -- одно из уникальных явлений в мире живого. С ее помощью обеспечивается высочайшая точность воспроизведения генетической информации в поколениях клеток и организмах в целом. Но возможны ошибки при репликации, о чем речь пойдет ниже. Репликация (лат. replication -- повторение) -- процесс самовоспроизведения молекул нуклеиновых кислот, обеспечивающий передачу по наследству точных копий генетической информации.
Репликация ДНК происходит поэтапно, отдельными участками, которые называют репликонами. Средний их размер составляет почти 30 мкм.
Скорость синтеза при репликации -- около 0,5 мкм/мин. Такой способ репликации значительно короче, чем непрерывный по всей длине ДНК. Например, репликация в самой большой хромосоме ДНК человека под номером 1 заняла бы около трех месяцев против семи часов, как это происходит на самом деле. Важнейшую роль в точной передачи информации, необходимой для синтеза набора белков конкретного организма, играет РНК. РНК -- это одноцепочечный полимер из нуклеотидов. В него вместо сахара дезоксирибозы входит сахар рибоза, а вместо азотистого основания тимина (Т) входит азотистое основание урацил (У). Полимер РНК в сто раз меньше, чем ДНК.
В зависимости от функций, выполняемых этим полимером, выделяют несколько видов РНК: информационная (и-РНК) или матричная (м-РНК). Она переносит информацию о структуре белка от ДНК к рибосомам клетки. На долю этого вида РНК приходится 1--2% от общего содержания РНК в клетке. Транспортная (т-РНК) доставляет свободные аминокислоты в рибосому (10% от общего содержания РНК в клетке).
Рибосомная (р-РНК) -- основная часть рибосомы (около 90% от всего РНК клетки). Рибосома -- органелла клетки, состоящая из белка и р-РНК. В рибосоме осуществляется синтез белка в клетке. Органелла -- клеточный орган. У человека известно более 10 органелл клетки.
8.3.2 Клеточный уровень живого
Все живые организмы состоят из одной или большого множества клеток.
Клетки -- это функциональные единицы живого, способные к самовоспроизведению. Термин «клетка», или «ячейка», принадлежит английскому ученому Р. Гуку, который ввел его в работе «Микрография» (1665). Изучая под микроскопом срез, приготовленный из пробки и сердцевины бузины, он заметил в этом составе множество мелких образований, похожих по форме на ячейки пчелиных сот. По существу, Р. Гук видел лишь оболочки клеток.
Говоря, что все живое состоит из клеток, следует иметь в виду определенное исключение. Вирусы (лат. virus -- яд) -- это неклеточная форма жизни. Самостоятельно вне другого организма они жить не могут. Их называют облигатными (обязательными) паразитами. Вирусы имеют относительно простое строение: состоят из ДНК или РНК и белковой оболочки, они обладают высокой приспособленностью. Несмотря на то что вопрос о клеточном строении всего живого был поставлен еще в XVII в., тем не менее лишь во второй половине прошлого века строение клеток, их функции в эволюции живого стали более ясными за счет использования сверхточных приборов исследования живого.
Впервые клеточная теория появилась в 1838--1839 гг. Создателями этой теории являются немецкие ученые: ботаник М. Шлейдон (1804-1881) и физиолог Т. Шванн (1810-1892). Теодор Шванн в своей работе «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений» (1839) сформулировал основные принципы клеточной теории. Все организмы состоят из одинаковых частей -- клеток. Клетки образуются, растут по одним и тем же законам. Общий принцип развития для всех элементарных частей организма -- это образование клеток. Каждая клетка в определенных границах есть индивидуум, но эти индивидуумы действуют совместно, так что возникает гармоничное целое.
Основатели клеточной теории -- М. Шлейдон и Т. Шванн -- считали, что клетки в организмах возникают как новообразования из некоего первичного неклеточного вещества. В 1859 г. немецкий медик, ученый Р. Вихров (1824-1902) внес существенное дополнение в клеточную теорию: всякая клетка происходит из другой клетки. Там, где возникает клетка, ей должна предшествовать клетка, подобно тому, как животное происходит только от животных, растение -- только от растений.
Клетка -- сложное, целостное системное образование, элементы которого находятся в тесном взаимодействии. Из клеток состоят ткани и органы организмов. Половые клетки составляют эмбриональную основу многоклеточного организма, например человека. Клетка, составляющая основу одноклеточного организма, хотя и имеет функциональные биохимические и структурные сходства с отдельной клеткой обычного многоклеточного организма, тем не менее жизнь простейшего одноклеточного организма является богаче и разнообразнее. Все клетки живых организмов подразделяются на два вида с учетом их строения и функций в живых организмах: прокариоты (лат. pro -- перед и греч. Karyon -- ядро), или предъядерные клетки, и эукариоты (греч. еу -- полностью, хорошо и karyon -- ядро).
Простейшие организмы, представленные одной или небольшим числом клеток, состоят из клеток прокариотов. Это прежде всего бактерии и некоторые водоросли. В клетках прокариотов нет ядра и ядерной оболочки. В них содержится одна молекула ДНК, замкнутая в кольцо, и цепь ДНК раскручена. Большинство клеток прокариотов имеют размер около 1 --5 мкм.
8.3.3 Организменный и органо-тканевый уровень
Следующей ступенью эволюции после появления одноклеточных стало возникновение и совершенствование многоклеточных организмов.
Термин «эволюция» (лат. evolutio -- развертывание) в науке о живом представляет фундаментальное понятие для объяснения возникновения и развития всего живого.
Если следовать концепции «биохимической эволюции» Опарина -- Холдейна, то эволюция организмов означает развитие сложных организмов из предшествующих более простых организмов, которые образовались из предбиологических структур с течением времени на Земле. Принято считать, что теория эволюции была создана Ч. Дарвином и впервые изложена в его знаменитой книге «Происхождение видов» (1859), подо этой работы Ч. Дарвина уже существовали различные гипотезы об эволюции. Многих исследователей давно интересовал вопрос о происхождении видов и само понятие вида. Термин «вид» (лат. species -- взгляд, образ) был использован К. Линнеем (1707--1778) для классификации организмов по их сходству и четкому различию признаков. При этом он полагал, что виды -- это реальные образования в природе и в пределах одного вида многие его существенные признаки меняются постепенно, что позволяет их выстроить в определенный род. В его классификации брались во внимание только внешние признаки. Он считал, что роды возникли по отдельности, а виды -- варианты родов. Через 100 лет после создания этой классификации была разработана французским ученым М. Б. Ламарком (1744-1829) гипотеза об эволюции, основанная на двух предпосылках: упражнение (и не упражнение) частей организма и наследование приобретенных признаков. Эта гипотеза развивала идею о том, что организмам свойственно внутреннее стремление к совершенствованию под действием окружающей среды. Например, длинная шея жирафа -- результат упражнений многих поколений этого вида для добывания необходимых им листьев с деревьев. Гипотеза Ламарка породила исследовательскую дилемму: если виды неизменны, то они дискретны и поэтому реальны, если же они изменчивы во времени, то в природе они как реальные образования не могут встречаться. Ж.-Б. Ламарк пришел к выводу, это термин «вид» имеет лишь техническое, инструментальное значение. Эта дилемма рассматривалась Ч. Дарвином, но ее разрешение было достигнуто только к середине ХХ в. в рамках так называемой синтетической теории эволюции, созданной благодаря работам таких ученых, как З. И. Вавилов (1900--1943), американский биолог Э. Майр (р. 1904), Н. В. Тимофеев-Ресовский (1900--1981) и другие.
В этой теории вводится понятие биологической концепции вида: виды реальны, состоят из особей, а все особи вида имеют общую генетическую программу, которая возникла в ходе предшествующей эволюции.
С учетом этих критериев существует несколько определений вида. Например, с учетом эколого-географического фактора вид представляется группой особей, занимающих одну и ту же экологическую нишу: два разных вида никогда не могут занимать одну экологическую нишу. Концепция биологического вида предполагает свободное скрещивание в пределах популяции и межпопуляционных связей, которое поддерживает целостность вида. Однако это положение не работает в случае бесполого размножения, партеногенетических и самооплодотворяющихся видов.
Основная идея Ч. Дарвина состоит в том, что он предложил изучение эволюции не с изучения отдельных особей, а с сообществ особей, популяций. Взаимодействие между родственными особями в популяции приводит в теории Ч. Дарвина к эволюции организмов. Теория эволюции Ч. Дарвина предложила два основных принципа: принцип естественного отбора и принцип дивергенции (лат. divergentis -- расхождение). Последний принцип, как полагал
Ч. Дарвин, может быть использован для объяснения видового разнообразия организмов на Земле. Он полагал, что сходные организмы связаны узами родства и происходят от одного предка. Развитие эволюционной теории Ч. Дарвина произошло в определенной степени под влиянием идеи, сформулированной английским экономистом священником Т. Мальтусом (1766--1834).
В 1778 г. Томас Мальтус опубликовал работу «Трактат о народонаселении», в котором описал негативные последствия не сдерживаемого ничем естественного роста населения (предположение Мальтуса о росте численности по геометрической профессии не подтвердилось, но проблема была поставлена правильно, о чем говорят современные проблемы роста численности населения). Рассуждения Т.Мальтуса были должным образом оценены двумя исследователями независимо друг от друга Ч. Дарвином и А. Уоллесом (1823--1913), который первым стал использовать термин «дарвинизм».
В 1853 г. Уоллес изложил на 20 страницах собственные идеи объяснения, каким образом происходит эволюция, и послал их Ч. Дарвину. Далее Дарвин и Уоллес выступили в июне 1858 г. с докладами о своих идеях на заседании Лондонского Королевского общества. Спустя почти год Дарвин опубликовал свою знаменитую книгу «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859).
Теория Дарвина -- Уоллеса не доказывала существования эволюции в живой природе, а предлагала объяснение механизма, как она может происходить. В частности, она утверждала, что естественный отбор дает объяснение возникновению новых видов из предшествующих:
Факт 1. Особи, входящие в состав популяции, обладают большим потенциалом размножения.
Факт 2. Число особей в каждой данной популяции примерно постоянно.
Факт 3. Во всех популяциях существует изменчивость.
Выводы из этих фактов:
1. Многие особи не могут оставить после себя потомство. В популяции идет борьба за существование.
2. В популяции наиболее приспособленные к условиям жизни имеют больше преимуществ оставить после себя потомство, чем менее приспособленные. Вывод под номером 2 выражает гипотезу о естественном отборе как механизме эволюции. Авторы трехтомного труда «Биология» считают, что теория эволюции Дарвина обрела множество неверных представлений о ней: 1) Дарвин не пытался объяснить возникновение жизни на Земле, поскольку в его время для этого не было достаточных знаний; 2) естественный отбор -- это не разрушающая негативная сила, а механизм, с помощью которого в популяцию вносятся новшества.
Английский философ Г. Спенсер (1820--1903), изучая идею естественного отбора, ввел такие неадекватные научному понятию эволюции термины, как «выживание более приспособленных» и «устранение менее приспособленных», которые были подхвачены тогдашней прессой.
3. Прямолинейная трактовка прессой того времени концепции естественного «происхождения человека от обезьяны» создала негативное отношение религиозного общества к эволюционным идеям Ч.Дарвина.
В современных представлениях эволюции используется термин «неодарвинизм»: теория органической эволюции путем естественного отбора признаков, детерминированных генетически. Для того чтобы обосновать так сформулированную неодарвинистскую теорию, необходимо иметь следующую достоверную информацию:
1) установить факт изменения форм жизни в прошлом;
2) выявить механизм, производящий эволюционные изменения на генетическом уровне (отбор генов);
3) доказать эволюцию, происходящую в настоящее время и в будущем.
Сформулированная во второй половине прошлого века теория молекулярной эволюции позволила исследовать и уточнить основные положения неодарвинизма: изменение генома, возникновение новых генов, роль мутаций генов, активность и пассивность генов в приспособляемости организмов и другие вопросы. Например, американские исследовали Э. Цукеркандль и К. Полинг, определяя скорость эволюции разных белков как число аминокислотных замен в год на данную позицию в белке, а скорость эволюции гена как число нуклеотидных замен на данную позицию в ДНК, предложили метод определения дивергенции теории эволюции Ч.Дарвина. Эти авторы построили модель эволюции альфа-глобиновых молекул, которая уточнила время дивергенции видов, т. е. момент, когда два существующих сегодня вида имели общего предка. Например, согласно этим методам общий предок человека и карпа существовал 400 млн лет тому назад, а человека и собаки -- 70 мл н лет тому назад. Эти результаты проверялись и на других белках этих же видов. Изучение эволюции на молекулярном уровне подтверждает, по мнению ряда микробиологов, важную роль естественного отбора на генетическом уровне: мутации, которые снижают активность важных генов и их частей, бракуются. Это обстоятельство лежит в основе гипотезы о нейтральной эволюции на молекулярном уровне, представители которой утверждают, что значительная часть генных мутаций не влияет на приспособляемость организмов. Эти нейтральные мутации закрепляются в популяции за счет дрейфа генов.
Представления об эволюции живого постоянно углубляются и расширяются современным естествознанием. В частности, представители концепция «2К» считают, что главным фактором эволюции является взаимопомощь и сотрудничество. Американский ученый Линн Маргулис развивает эту идею на клеточном уровне, утверждая, что митохондрии (поставщики энергии в клетке) раньше существовали отдельно, но затем были гармонично соединены с другими элементами клетки.
8.3.4 Популяционно-видовой уровень
С точки зрения современной науки, элементарной единицей эволюции живого является популяция, т.е. сообщество особей одного вида, обладающее единой совокупностью генов и занимающих определенную территорию.
По мнению ученых, популяция представляет собой неразложимое на составные части эволюционное единство, способное к развитию во времени и пространстве, самовоспроизведению (посредством репродукции составляющих ее отдельных особей), трансформации и изменению ареала.
Для популяционного уровня характерны ряд признаков, а именно:
- Активная или пассивная подвижность всех без исключения компонентов популяции. Это обусловливает периодическое или постоянное перемешивание особей популяции.
- Наличие популяций разных рангов и различных группировок. Существуют как относительно независимые географические популяции, так и местные, большинство из которых представляют собой временные или сезонные группировки.
- Совместное существование и функциональное единство, единообразие приспособлений к среде, морфологическая общность и генетическая индивидуальность особей популяции.
- Регуляторный биологический смысл пространственной структуры популяций, проявляющийся в том, что высокая численность особей и устойчивость достигается только в тех популяциях, которые имеют сложную иерархически-пространственную структуру.
- Неоднородность, или гетерогенность, популяций. Популяция, с одной стороны выступает как устойчивая целостность, а с другой - характеризуется изменчивостью, одной из причин которой является мутационный процесс.
Как конкретно-историческая сложноорганизованная целостность местная популяция характеризуется некоторыми статистическими параметрами, например, волнами жизни, т.е. периодическими колебаниями численности, плотностью населения, соотношением возрастных групп и полов, смертностью и т.п.
8.3.3 Биоценоз, биогеоценоз
Биоценоз - совокупность животных, растений и микроорганизмов, населяющих участок среды с однородными условиями жизни, например, озеро, лес, луг, берег реки.
Биоценозы характеризуются составом входящих в них популяций ( живых организмов) и тем ареалом суши или водоема, в котором они обитают.
Внутри биоценозов круговорот веществ совершается без обязательного и непосредственного участия соседних биоценозов. Одновременно устойчивость биоценозов зависит как от взаимодействия с соседними биоценозами, так и от их внутренней структуры.
Биоценозы - компоненты третьего надорганизменного уровня - биогеоценозов. Биогеоценозы характеризуются определенными биологическими (биоценоз) и абиотическими факторами среды.
Все живое представляет собой сложноорганизованные иерархические системы. Их познание требует объяснения сущности не только самих систем, но и их непосредственного окружения, признания единства внутреннего и внешнего. Такой окружающей средой развития биосистемы служит биогеоценоз.
Биогеоценоз представляет собой один из уровней организации живого, определенную целостность взаимодействующих элементов живого и неживого. Он является образованием историческим, поскольку изменяется во времени и пространстве.
8.4 Проблемы происхождения жизни
Существует несколько концепций происхождения жизни:
А -- концепция самопроизвольного зарождения жизни на Земле.
Б -- панспермия (от греч. pan -- все, sperma -- семя) -- жизнь занесена на нашу планету из глубокого космоса.
В -- концепция стационарного состояния (жизнь всегда существовала на Земле).
Г -- концепция биохимической эволюции (жизнь на Земле возникла в результате сложных процессов, подчиняющихся универсальным физическим и химическим законам, господствующим в природе).
Д -- креационизм (жизнь была создана Богом в определенное время, и ее эволюция определяется Божественным всеобщим законом).
Е -- концепция «2К» (кооперация и коммуникация) -- эта концепция была разработана в 1900 г. русским ученым-философом П.А.Кропоткиным (1842--1921). В ней идет речь в основном о механизме биологической эволюции.
А. Концепция самопроизвольного зарождения жизни на Земле. Эта концепция оказала большое влияние на развитие биологических представлений о жизни. В основе ее лежит гипотеза, получившая название абиогенеза, в которой утверждается возможность возникновения жизни из неживого вещества. Противоположной абиогенезу является гипотеза биогенеза, категорически отрицающая возможность возникновения живого из неживого. Основной тезис этой гипотезы: живое только от живого. Гипотеза абиогенеза в форме учений была сформулирована в древнем Китае, Вавилоне, Египте и в Древней Греции. Однако именно с именем Аристотеля связывают обычно появление этой концепции. Согласно Аристотелю существует некое активное начало (энтелехия), которое присутствует в зародыше животных, семян растений, в солнечном свете и даже в безжизненных телах. Наличие этого активного начала мира объясняет возможность самозарождения жизни, по Аристотелю: «Таковы факты -- живое может возникнуть в результате не только спаривания животных, но и разложения почвы. Так обстоит дело и у растений: некоторые развиваются из семян, а другие как бы зарождаются под действием сил природы, возникая из разлагающейся земли или определенных частей растений».
В эпоху Средневековья Фома Аквинский (1225--1274) был сторонником этого учения Аристотеля. Он считал, что самозарождение осуществляется ангелами, использующими для этого солнечные лучи, созданные Богом Солнца. Гипотеза самозарождения жизни интересовала исследователей эпохи Возрождения и Нового времени. Ряд из них пытался экспериментально доказать справедливость возможности возникновения живого из неживого. Среди подобных попыток особое место занимает опыт голландского ученого Ван Гельмонта (1577--1644). Он описал эксперимент, в котором за три недели якобы создал мышей. Собственную грязную рубашку он положил в темный, плотно закрывающийся шкаф с горстью пшеницы. Через три недели, открыв его, он обнаружил мышей. Следуя Аристотелю, он полагал, что пот его тела на рубашке был «активным началом» для самопроизвольного зарождения мышей. «Опыт» В. Гельмонта положил начало строгому осмыслению понятия эксперимента в науке. Многие сторонники Аристотеля часто приводили сомнительные описания происхождения, например, жаб из утиных трупов или из капель жидкости и т. п. Например, неаполитанский ученый-любитель Джанбатиста делло Горсто опубликовал в 1558 г. книгу под названием «Магия природы», в которой приводится описание местности, где из трупов уток образуются жабы.
В английском переводе книга вышла в Лондоне в 1568 г. и запомнилась читателям стихотворной фразой утки: «Когда меня гноят в земле, я жаб произвожу на свет». В 1688 г. итальянский врач, исследователь Ф. Реди (1626--1697) опубликовал книгу под названием «Опыты по самозарождению насекомых». Он привел строгое описание эксперимента по образованию червей в гниющем мясе трупов трех змей. Его вывод гласил: все черви, обнаруженные в мясе, произошли из отложений, сделанных мухами, а не из гниения мяса. Книга Ф. Реди многократно переиздавалась, расширяя круг сторонников биогенеза и критиков концепции самозарождения Аристотеля. Книга Ф. Реди указывала существенные трудности гипотезы абиогенеза в ее классической форме, которую представляла концепция Аристотеля. Однако открытие голландским ученым-самоучкой Антони ван Левенгуком (1632--1723) микроорганизмов снова возродило интерес к гипотезе абиогенеза, выраженной в ее классической форме в концепции Аристотеля, но уже в XVIII в.
Английский священник Дж. Нидхем (1713--1781) приводил аргументы в пользу гипотезы абиогенеза: микроорганизмы возникают из небиологического материала или тел. Он утверждал, что если баранью подливку и подобные ей настои сначала нагреть, а затем герметически закрыть в сосуде с небольшим количеством воздуха, то нагревание должно убить все микроорганизмы в этом материале. Но в этом же материале снова рождались микроорганизмы, о чем свидетельствовали наблюдения после герметизации сосуда.
Итальянский аббат исследователь Ладзаро Спалланцани (1729--1799) провел в 1765 г. эксперимент. Подвергнув мясные и овощные отвары кипячению в течение нескольких часов, он сразу же их герметично закрыл, после чего снял с огня.
Исследовав образовавшиеся жидкости, он не обнаружил в них микроорганизмов.
Из этого опыта он сделал вывод, что высокая температура уничтожает все живое и что живое не может возникнуть из неживого.
На этот вывод Дж. Нидхем высказал возражение: чрезмерное нагревание внутри закрытого сосуда убивает очень важные для процесса самозарождения организмов элементы, без которых самозарождение вообще невозможно. Как оказалось в дальнейшем, в этом утверждении Дж. Нидхема содержится определенная доля истины: при сильном нагревании, в присутствии органического вещества, содержащийся в воздухе кислород исчезает, а он необходим для живых микроорганизмов. Спор между представителями абиогенеза и биогенеза разрешился к концу XIX в. в пользу гипотезы биогенеза.
В 1860 г. выдающийся французский микробиолог Луи Пастер (1822--1895) провел ряд точных экспериментов, в основе которых лежали методы Спалланцани. Он доказал, что, несмотря на вездесущность и способность бактерий всюду проникать, заражать живое, тем не менее живое зарождается только из живого. Опровержение гипотезы абиогенеза в ее классической форме, в виде концепции Аристотеля, поставило перед исследователями ряд вопросов:
1. Представители витализма (лат. vitalis -- жизненный) расценили опровержение концепции самопроизвольного зарождения жизни как неопровержимое доказательство того, что живое является проявлением «особой жизненной силы», которую невозможно понять с позиции естественных наук. Витализм появился впервые во Франции в работах Луи Дюма (1765--1813).
2. Если живое происходит только от живого, то откуда и как появился первый живой организм?
3. Если права гипотеза биогенеза, то между живым и неживым существует непреодолимая пропасть. Осмысление этих проблем привело, с одной стороны, к возникновению концепции панспермии, а с другой стороны, к созданию (в первых десятилетиях прошлого века) новой формы гипотезы абиогенеза, получившей название концепции «биохимической эволюции».
Б. Панспермия. Крушение концепции самопроизвольного происхождения жизни в ее классической форме оценивалось исследователями по-разному. Например, Ч. Дарвин в одном из своих писем в 1863 г. писал, что сущий вздор рассуждать сейчас о происхождении жизни. С тем же успехом можно было бы рассуждать о происхождении материи. Ч. Дарвин имел в виду уровень естественно-научных знаний того периода. Но иначе по этому поводу думали в конце XIX в. два выдающихся физика того времени: Г. Гельмгольц и У. Томсон (Кельвин). Г. Гельмгольц высказал мысль, что если все наши попытки получить живые организмы из неживой материи провалятся, то с научной точки зрения правомочно задать вопрос: возникала ли жизнь когда-нибудь вообще или ее зародыши переносятся из одного мира в другой и развиваются повсюду, где есть подходящие условия?
...Подобные документы
Значение науки в современной культуре и структура научного знания. Основные этапы эволюции европейского естествознания. Типы физических взаимодействий. Механистическая, электромагнитная и квантово-релятивистская картина мира. Модели строения атома.
учебное пособие [49,9 K], добавлен 27.01.2010Цель и предмет курса "Концепции современного естествознания", основные термины и понятия. Специфические черты науки, виды культуры. История становления научных знаний. Естественнонаучная картина мира. Внутреннее строение Земли. Законы химии и биологии.
шпаргалка [136,9 K], добавлен 12.02.2011Исторические этапы познания природы, логика и закономерности развития науки. Понятие научной картины мира и теория относительности. Антропный принцип космологии и Учение Вернадского о ноосфере. Современные концепции экологии, задачи и принципы биоэтики.
шпаргалка [64,8 K], добавлен 29.01.2010Характеристика современной естественно-научной картины мира. Междисциплинарные концепции как важнейшие элементы структуры научной картины мира. Принципы построения и организации современного научного знания. Открытия XX века в области естествознания.
контрольная работа [21,9 K], добавлен 18.08.2009Формы научного знания. Атомистическое учение Левкиппа и Демокрита. Электромагнитная физическая картина мира. Общая характеристика звезд, их виды и эволюция. Свойства живых организмов. Концепции происхождения человека. Понятие информации в кибернетике.
контрольная работа [47,7 K], добавлен 24.03.2011Научные картины мира и научные революции в истории естествознания. Изучение физической картины мира в ее развитии. Явления электричества и магнетизма. Квантово-релятивистская физическая картина мира, законы электродинамики. Общая теория относительности.
реферат [30,1 K], добавлен 11.02.2011Естественнонаучная и гуманитарная культуры. Предмет и метод естествознания. Динамика естествознания и тенденции его развития. История естествознания. Структурные уровни организации материи. Макромир. Открытые системы и неклассическая термодинамика.
книга [353,5 K], добавлен 21.03.2009Эволюция научного метода и естественнонаучной картины мира. Развитие научных исследовательских программ. Пространство, время и симметрия. Системные уровни организации материи. Порядок и беспорядок в природе. Панорама современного естествознания.
курс лекций [47,6 K], добавлен 15.01.2011Особенности формирования научной картины мира в эпоху становления классического естествознания. Развитие физики как науки. Исследование роли внутренних и внешних факторов в формировании физической картины мира. Новая гелиоцентрическая парадигма Коперника.
реферат [36,3 K], добавлен 27.12.2016Определение возраста Солнца, звезд, Вселенной. Диапазон временных интервалов во Вселенной. Представление о научной методологии и формировании критерия истины. Отличие современной научной картины мира от классической. Преемственность идей и концепций.
контрольная работа [28,1 K], добавлен 16.10.2010Квантово-полевая (неклассическая) картина мира, суть ее принципов. Особенности принципов соответствия и суперпозиции. Концепция детерминизма, динамические и статистические закономерности. Принципы эволюционно-синергетической (современной) картины мира.
реферат [38,2 K], добавлен 30.10.2012Изучение основ естествознания Нового времени. Многообразие и единство мира, геометрия Вселенной. А.Л. Чижевский о влиянии Солнца на природные и общественные процессы. Эволюционно-синергетическая парадигма. Дарвинистский вариант глобального эволюционизма.
реферат [245,2 K], добавлен 26.12.2014Предпосылки возникновения и история развития естествознания, его значение как науки. Виднейшие философы античности, их взгляды и особенности мировоззрения. Характеристика эпохи средневековья. Строение и состав Вселенной. Этапы развития основных наук.
курсовая работа [27,0 K], добавлен 29.04.2009Естествознание как система научных знаний о природе, обществе и мышлении взятых в их взаимной связи. Формы движения материи в природе. Предмет, цели, закономерности и особенности развития, эмпирическая, теоретическая и прикладная стороны естествознания.
реферат [25,4 K], добавлен 15.11.2010Предмет и задачи естествознания как системы научных знаний. Характеристика этапов развития естествознания. Научная картина мира как одно из основополагающих понятий в естествознании — особая форма систематизации знаний, синтез различных научных теорий.
презентация [1001,9 K], добавлен 28.09.2014Наука как часть культуры, ее критерии и структура. Методы и подходы научного познания. Сущность современных концепций физики, химии и космологии. Земля как предмет естествознания. Теории происхождения жизни, эволюции органического мира. Феномен человека.
учебное пособие [3,2 M], добавлен 21.09.2010Закономерный характер систематического развития естествознания. Естественнонаучные революции и их закономерный характер. Периодичность в развитии естествознания: корреляция всплесков творческой и солнечной активности. Естественнонаучная картина мира.
контрольная работа [78,1 K], добавлен 10.09.2011Современная космологическая картина мира и модели Вселенной. теории начет ее возникновения и развития, результаты соответствующих исследований и экспериментов. Проблема существования и поиска жизни во Вселенной, методы и направления ее разрешения.
контрольная работа [20,4 K], добавлен 11.02.2011Аристотель и философские основания античной космологии. Гелиоцентрическая картина мира и её доказательства. Волновая и электромагнитная теории света. Теория относительности. Концепция большого взрыва. Теория радиоактивности Резерфорда. Кварковая теория.
шпаргалка [128,2 K], добавлен 17.01.2011Особенности зарождения научного мышления в Древней Греции, видение естественнонаучной картины мира древнегреческими философами. Основные этапы развития неклассического естествознания в эпоху Возрождения, идеи Коперника, Бруно, Галилея и Кеплера.
реферат [144,5 K], добавлен 28.11.2010