Министерство образования и
науки Российской Федерации
НОУ
ВПО МОСКОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
ИНСТИТУТ «ВТУ»
РЕФЕРАТ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«КОНЦЕПЦИИ
СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ»
(ТЕМА:
Современная биологическая картина
мира).
| |
|
Студента группы БСМН-ФО-311
Направление «Менеджмент»
Карташева Марина Вячеславовна
Преподаватель
Сытник Ирина Геннадьевна |
Оренбург 2013
Содержание
Введение
1. Современная биология и ее методология
2. Особенности живых систем
3. Возникновение и развитие жизни
4. Человек как феномен
природы
Заключение
Список использованной литературы
Введение.
Человеку всегда было свойственно
описывать окружающий мир, изучать
и представлять его строение, рассказывать
о своих представлениях об окружающем
мире другим людям.Естественно-научной картиной
мира называется часть общей научной картины
мира, которая включает в себя представления
о природе.Создание единой естественно-научной
картины мира предполагает установление
связей между науками. В структуре конкретных
наук в их главных компонентах выражена
собственная целостная картина природы,
которая называется специальной (или локальной)
картиной мира. Эти картины являются в какой-то степени
фрагментами окружающего мира, которые
изучаются методами данной науки (например,
биологическая картина мира).
Биологическая картина
мира в качестве теоретической основы
наук о живой природе возникла
лишь в XIX веке. Биологические науки
долгое время были чрезвычайно обособлены
друг от друга, менее взаимосвязаны,
чем группа физико-химических наук.
Объединение биологических наук
произошло вместе с введением
Ч. Дарвином основных понятий современной
биологии (приспособление, наследственность
и изменчивость, естественный отбор,
борьба за существование, эволюция и
др.). На их основе строится единая картина
биологических явлений, связывающая
все науки о природе в одну
область наук и дающая возможность
построения законченных биологических
теорий.Важнейшим инструментом познания
этого мира служит категория «живого» являющаяся ключевой,
исходной для всей многообразной системы
биологических наук. Значение этой категории
возрастает по мере того, как биология
проникает все глубже в сущность живого,
исследуя жизнь на молекулярном уровне.
В этих условиях становится все очевиднее
как глубокое единство живой и неживой
природы, так и качественное своеобразие,
специфика живого.
1.Современная
биология и ее методология
В
XX в. динамичное развитие биологического
познания привело к открытию молекулярных
основ живого. Наука непосредственно
приблизилась к решению величайшей
проблемы -- раскрытию сущности жизни.
Решена величайшая задача органического
мира и важнейшая проблема биологии
-- объяснено явление наследственности.
Усилиями молекулярной биологии расшифрован
генетический код, осуществляется синтез
генов. Биотехнологии революционизируют
производительные силы общества, сельскохозяйственное
производство, медицину. А генная инженерия
открывает перед человечеством
и вовсе неожиданные, удивительные,
а подчас и настораживающие перспективы:
клонирование животных и человека,
создание генетически новых форм
живого. Это определяет возрастание
ответственности ученых-биологов за
будущее нашей планеты, ее биосферы,
за судьбы человечества.Радикально изменились
и сама биология, и ее место, роль
в системе наук, отношение биологической
науки и практики. Биология постепенно
становится лидером естествознания.К
началу XXI в. биология достигла выдающихся
результатов в эмпирической, теоретической
и прикладных областях. Накоплен грандиозный
массив новых эмпирических данных,
особенно в молекулярной генетике;
с помощью синтетической теории
эволюции и более частных теорий
удалось в основном успешно обобщить
эти данные, объяснить сложные, многосторонние
процессы эволюции; построить достаточно
детальную биологическую картину
мира. Велики и достижения прикладных
биологических наук; чрезвычайно
значительны открывающиеся перед
ними перспективы.Но процесс познания
органического мира, конечно, еще
далек от своего завершения. Нужно
решить много сложных проблем, сделать
немало открытий, разгадать множество
тайн живого. Важнейшей вехой здесь
должен стать новый синтез наук,
изучающих историю живого, и наук,
исследующих структурно-инвариантные
аспекты живого, который, по-видимому,
дополнит синтетическую теорию эволюции.
В последней четверти XX в. накоплен
большой массив эмпирического материала,
свидетельствующего о качественном
своеобразии макроэволюционных
явлений, несводимости их к микроэволюции.Так,
в частности, выделена новая форма
видообразования -- синтезогенез, которая
предполагает гибридогенное происхождение
видов, слияние генофондов разных видов.
Представления о многократном синтезогенезе
объясняют происхождение эукари-от
от прокариотической клетки и происхождение
фотосинтезирующих растений. Кроме
того, получено много новых экспериментальных
доказательств возможности макромутаций,
которые придают организму признак
другого таксона, более высокого
ранга, и тем самым закладывают
новые генетические системы. Особенно
эффективна такая мутация, если она
касается регуляторных генов, которые
контролируют онтогенез и морфогенез.
Например, начало совершенно новому виду
может дать маленькая редкая мутация регулятивных
генов, вызванная спонтанным удвоением
отдельных участков ДНК, дупликацией генов,
явлением трансдукции (переноса) генов
(бактериями, вирусами, между прокариотами
и эукариотами и др.), мобильными генами
и др.Согласно исследованиям последних
двух--трех десятилетий, хромосомные мутации
не принадлежат к редким явлениям: примерно
4--5% основных видов млекопитающих характеризуются
хромосомным полиморфизмом. Хромосомные
мутации сыграли важную роль и в происхождении
человека. Набор хромосом человека (2n =
46) отличается от набора хромосом его ближайших
антропоидных предков (2n = 48). Очевидно,
в процессе антропогенеза хромосомные
мутации обеспечили репродуктивную изоляцию
предков человека от их ближайших родичей.Заметим,
что хромосомные перестройки (разрывы,
слияния) являются не равновероятными,
а происходят в некоторых «слабых местах»
(на границах разных генетических блоков).
Это значит, что вероятность встречи двух
особей с одинаковой хромосомной мутацией
не так уж мала, причем она возрастает,
если данный вид оказывается под воздействием
мощных мутагенных факторов, таких как
вирусные пандемии, высокая естественная
радиоактивность, гамма-излучение, высокая
концентрация радоновых вод, солей тяжелых
металлов в районах с повышенной сейсмической
активностью, где к тому же за счет частых
изменений ландшафта происходит изоляция
популяций или их частей, в результате
чего скорость видообразования резко
увеличивается.Таким образом, новый теоретический
синтез в современной биологии опирается
на представление о многообразии путей
и форм видообразования. В природе существует
и медленное, постепенное, кумулятивное
(через микроэволюцию) видообразование
и прерывистое, дискретное, скачкообразное
(через механизмы макроэволюции). Из этого,
в частности, следует мозаичность эволюции,
т.е. неравномерность темпов эволюции
различных таксонов; неравномерность,
независимость преобразования и эволюции
органов (морфологических структур, разных
молекул и др.) внутри одной системы организма.
Новый теоретический синтез биологического
знания еще не завершен, это - дело будущего.
В
XX в. роль биологии в системе естествознания
непрерывно возрастала. Выражением этой
тенденции являются следующие процессы:
укрепление связи биологии с точными
и гуманитарными науками; развитие
комплексных и междисциплинарных
исследований; увеличение каналов взаимосвязи
с теоретическим познанием и
сферой практической деятельности, прежде
всего с глобальными проблемами
современности; явное участие запросов
практики в актуализации тех или
иных проблем биологического познания;
непосредственно программирующая
роль биологии по отношению к аграрной,
медицинской, экологической и другим
видам практической деятельности; возрастание
ответственности ученых-биологов за
судьбы человечества (прежде всего в связи
с перспективами генной инженерии); проявление
гуманистического начала биологического
познания, широкое внедрение ценностных
подходов и др. Все в большей мере становится
ясно, что логика биологического познания
в перспективе будет непосредственно
задаваться потребностями практического
преобразования природы, развития общественных
отношений и интересов людей.Методологические
установки биологии XX в. значительно отличаются
от методологических регулятивов классической
биологии. Назовем основные направления,
по которым произошло их размежевание.
Во-первых,
качественно новое представление
объекта познания (полисистемное
видение биологического объекта, отказ
от моноцентризма и организмоцентризма
в пользу полицентризма и популяционного
стиля мышления). Представление о
том, что «клеточкой» эволюционного
процесса выступает не организм, а
популяция, может рассматриваться
как исходный момент в формировании
системы методологических установок
неклассической биологии.
Во-вторых,
качественно новая гносеологическая
ситуация, требующая явного указания
на условия познания, на особенности
субъект-объектных отношений; невозможность
пренебречь ролью и позицией субъекта
познания в окончательном результате
биологического исследования.
В-третьих,
установление диалектического единства
ранее противопоставлявшихся друг
другу методологических подходов. На
этом пути формируются методологические
установки, предполагающие:
+
единство описательно-классифицирующего
и объяснительно-номотетического
подходов;
+
единство операций расчленения,
редукции к более элементарным
компонентам и процессов интегрирующего
воспроизводства целостной организации;
+
диалектическое сочетание структурного
и исторического подходов;
+
понимание причинности, учитывающее
диалектику необходимости и случайности,
внутреннего и внешнего через
единство функционально-целевого
и статистически-вероятностного
подходов;
+
единство эмпирических исследований
и процесса интенсивной теоретизации
биологического знания, включающего
его формализацию, математизацию,
аксиоматизацию и др.
В-четвертых,
в XX в. заметно преобразовывается
мировоззренческая функция биологии.
В начале XXI в. мировоззренческая
нацеленность биологии, ориентированность
ее результатов на конкретизацию наших
представлений об отношении человек--
мир реализуется:
1)
в направлении на человека, на
выявление взаимосвязей биологического
и социального в человеке; определение
функционирования биологического
в общественном (социуме). Человек
становится непосредственной исходной
«точкой отсчета» биологической
науки: от него, для него и
на него непосредственно ориентировано
познание живого. Это направление
развивается в контексте взаимосвязи
биологического и социального
познания; историческим пьедесталом
здесь выступает процесс антро-посоциогенеза
(выявление биологических предпосылок
становления человека и общества);
2)
в направлении на мир, на
выявление закономерностей включенности
живого в эволюцию Вселенной,
перспектив биологического мира
в развитии мира космического.
Это направление раскрывается
прежде всего через взаимосвязь
биологических и астрономических
наук. В XIX--XX вв. основной формой
интегрирования этих двух отраслей
познания выступила астробиология
-- поиск и исследование имеющимися
в нашем распоряжении средствами
(во второй половине XX в. это
прежде всего всеволновые астрономические
наблюдения и космические аппараты)
неземных форм жизни. В самое
последнее время складывается
новый интересный теоретический
подход, имеющий не только специально
научное, но и общемировоззренческое
значение. Он связан с принципом
глобального эволюционизма.
2.
Особенности живых систем
По
признаку клеточного строения все живые
организмы делятся на доклеточные
и клеточные. Подавляющее большинство
ныне живущих организмов состоит
из клеток. Доклеточные формы жизни
-- вирусы (открытые в 1892 г. русским микробиологом
Д.И. Ивановским) и фаги. Вирусы занимают
промежуточное место между живым
и неживым. Они состоят из белковых
молекул и нуклеиновых кислот
(либо ДНК, либо РНК); не имеют собственного
обмена веществ; вне организма или
клетки они не проявляют признаков
жизни. Вирусы способны проникать в
определенные живые клетки и размножаются
только внутри этих клеток. Это позволяет
называть их внутриклеточными паразитами
на генетическом уровне. Вирусы поражают
все группы живых организмов. В
настоящее время описано свыше
500 вирусов, поражающих теплокровных позвоночных.
Иногда вирусы выделяют в особое царство
живой природы.Все клеточные подразделяются
на четыре царства: безъядерные (бактерии,
цианеи), растения (багрянки, настоящие
водоросли, высшие растения), грибы (низшие
и высшие) и, наконец, животные (простейшие
и многоклеточные). Безъядерные, видимо,
относятся к самым древним
формам жизни на Земле. Число видов
ныне существующих растений превышает
500 000, из них цветковых примерно 300
000. Царство животных не менее разнообразно,
чем царство растений, а по числу
видов животные превосходят растения:
описано около 1 200 000 видов животных
(из них около 900 000 видов -- членистоногих,
110 000 -- моллюсков, 42 000 -- хордовых животных).
Грибов -- около 100 000 видов.Все эти виды
объединяются во множество сообществ
разной сложности, включающих как особей
одного вида, так и особей, принадлежащих
разным видам.Всем живым организмам свойственны
следующие существенные черты: обмен веществ,
подвижность, раздражимость, рост, размножение,
приспособляемость. Каждое из этих свойств
порознь может встречаться и в неживой
природе, поэтому само по себе не может
рассматриваться как специфическое для
живого. Однако все вместе они никогда
не характеризуют объекты неживой природы,
и свойственны только миру живого, и в
своем единстве являются критериями, отличающими
живое от неживого.Живой организм - это
множественная система химических процессов,
в ходе которых происходит постоянное
разрушение молекулярных органических
структур и их воспроизводство. Современная
молекулярная биология показала поразительное
единство живой материи на всех уровнях
ее развития -- от простейшего микроорганизма
до высшего млекопитающего. Выяснилось,
что существуют только два основных класса
молекул, взаимодействие которых определяет
то, что мы называем жизнью, -нуклеиновые
кислоты и белки. Взятые вместе, они образуют
основу живого.Воспроизводство живого
организма осуществляется за счет синтеза
белков в клетках организма при помощи
нуклеиновых кислот -ДНК и РНК (рибонуклеиновая
кислота). Белки - это очень сложные макромолекулы,
структурными элементами которых являются
аминокислоты. Структура белка задается
последовательностью образующих его аминокислот,
причем из 100 известных в органической
химии аминокислот в образовании белков
всех организмов используются только
20. До сих пор так и не ясно, почему именно
эта двадцатка аминокислот, а не какие-либо
другие, синтезирует белки нашего органического
мира.Нуклеиновые кислоты обладают более
простой структурой. Они образуют длинные
полимерные цепи, звеньями которых выступают
нуклеотиды -соединения азотистого основания,
сахара и остатка фосфорной кислоты. В
ДНК основаниями служат аденин, гуанин,
цитозин и тимин. Эти азотистые основания
присоединяются к сахару по одному в разной
последовательности.
Сущность
живого наиболее концентрированно выражена
в таком замечательном явлении,
как конвариантная редупликация -«самовоспроизведение
с изменениями», осуществляемое на основе
матричного принципа синтеза макромолекул.
В его основе -уникальная способность
к идентичному самовоспроизведению основных
управляющих систем (ДНК, хромосом и генов)
благодаря их относительно высокой стабильности
(явление наследственности). Все основные
свойства живого немыслимы без наследственной
передачи свойств в ряду поколений.Но
при самовоспроизведении управляющих
систем в живых организмах происходит
не абсолютное повторение, а воспроизведение
с внесением изменений, что также определяется
свойствами молекул ДНК. Абсолютной стабильности
в природе не бывает. Любая достаточно
сложная молекулярная структура претерпевает
структурные изменения в результате движения
атомов и молекул. Если эти изменения не
ведут к летальному исходу, они будут передаваться
по наследству в результате самовоспроизведения
по матричному принципу. Конвариантная
редупликация означает возможность передачи
по наследству мутаций -дискретных отклонений
от исходного состояния.
В
основе современной биологической
картины мира лежит представление
о том, что мир живого - это грандиозная
система высокорганизованных систем.
Любая система (и в неорганической, и в
органической природе) состоит из совокупности
элементов (компонентов) и связей между
ними (структуры), которые объединяют данную
совокупность элементов в единое целое.
Биологическим системам свойственны свои
специфические элементы и особенные типы
связей между ними. Сначала об элементах
и компонентах биологических систем. В
них выражена дискретная составляющая
живого. Живые объекты, системы в природе
относительно обособлены друг от друга
(особи, популяции, виды). Любая особь многоклеточного
животного состоит из клеток, а любая клетка
и одноклеточные существа из определенных
органелл. Органеллы образуются дискретными,
обычно высокомолекулярными, органическими
веществами. Биологические системы предельно
индивидуализированы. Среди живых систем
нет двух одинаковых особей, популяций,
видов и др. Это способствует их адаптации
к внешней среде.Вместе с тем сложная организация
немыслима без целостности. Целостность
системы означает несводимость свойств
системы к сумме свойств ее элементов.
Целостность порождается структурой системы,
типом связей между ее элементами. Биологические
системы отличаются высоким уровнем целостности.
Живые
системы - открытые системы, постоянно
обменивающиеся веществом, энергией и
информацией со средой. Обмен веществом,
энергией и информацией происходит и между
частями (подсистемами) системы. Для живых
систем характерны отрицательная энтропия
(увеличение упорядоченности), способность
к самоорганизации.Динамические процессы
в биологических системах, их самоорганизация,
устойчивость и переходы из стационарного
состояния в нестационарное обеспечиваются
различными механизмами саморегуляции.
Саморегуляция - это внутреннее свойство
биологических систем автоматически поддерживать
на некотором необходимом уровне параметры
протекающих в них процессов (физиологических
и др.). Системы органического мира организованы
иерархически и представлены большим
количеством уровней структурно-функциональной
организации. На каждом уровне складываются
свои специфические механизмы саморегуляции,
основанные, как правило, на принципе обратной
связи (отрицательной или положительной),
когда отклонение некоторого параметра
от необходимого уровня приводит к «включению»
функций, которые ликвидируют дисбаланс,
возвращая данный параметр к нужному уровню.
В случае отрицательной обратной связи
знак изменения противоположен знаку
первоначального отклонения, а при положительной
обратной связи знак изменения совпадает
со знаком отклонения; при этом система
выходит из одного стационарного состояния
и переходит в другое. Любая биологическая
система способна пребывать в различных
стационарных состояниях. Это позволяет
ей, с одной стороны, функционировать в
определенных отношениях независимо от
среды, а с другой адаптироваться к
среде при соответствующих условиях.Кроме
стационарных, биологические системы
имеют и автоколебательные состояния,
когда значения параметров колеблются
во времени с определенной амплитудой.
Такие состояния являются основой периодических
биологических процессов, биологических
ритмов, биологических часов и других.