41. Концепции и теории эволюции Земли.

Теории глобальной эволюции Земли..Главные тектонические концепции, владевшие умами ученых: 1) контракционная; 2) геосинклинальная; 3) пульсационная; 4) тектоники литосферных плит. 1. Контракционная гипотеза.Эта гипотеза французского геолога Эли де Бомона пользовалась популярностью в середине XIX в. Фундаментом ее служили космогонические представления Канта и Лапласа о первично расплавленной Земле, которая затем постепенно охлаждалась. Вполне естественно, что уменьшение внутреннего объема Земли при охлаждении должно было вызвать коробление ее поверхностной оболочки — земной коры. Так, по мнению Эли де Бомона, возникают складчатые горные сооружения подобно гигантским «морщинам». Однако на вопросы, почему горно-складчатые цепи располагаются именно так, а не иначе и почему этот процесс был периодическим, гипотеза контракции не могла дать удовлетворительный ответ. Кроме того, как только на повестку дня встал вопрос об изначально холодной Земле, сформировавшейся из газопылевой туманности, гипотеза контракции оказалась несостоятельной, так как холодная Земля не могла сжиматься. Трудности в объяснении расположения горных цепей и невозможность сжатия Земли в холодном состоянии были сняты, когда в середине XIX в. появилось учение о геосинклиналях.

2. Геосинклинальная гипотеза. Эта гипотеза возникла в 1873 г. и объясняет возникновение структур земной коры с точки зрения постоянного местоположения устойчивых частей континентов и подвижных складчатых зон, т. е. описывает геологическое развитие Земли с фиксистских позиций. В настоящее время геосинклинальная теория происхождения структур земной коры утратила свое положение и имеет историческое значение. Согласно этой теории все элементы строения земной коры возникли в результате процессов происходивших в так называемых геосинклинальных поясах или геосинклиналях, которые в пространстве земной коры занимают переходные зоны между главнейшими ее структурными элементами - континентами и океанами, а во времени они постепенно переходят в платформы.

3. Пульсационная гипотеза. О возможном расширении и последующем сжатии Земли упоминали в своих работах еще М. В. Ломоносов, Д. Геттон, И. О. Ярковский² , но как гипотеза эта идея начала оформляться с 1924 г., когда А. В. Грэбо объяснил планетарные трансгрессии и регрессии периодически повторяющимися процессами сжатия и расширения Земли, уменьшением и увеличением ее объема. Позднее, в 1933 г., В. Бухер назвал эти явления ПУЛЬСАЦИЯМИ и предположил, что в фазы расширения Земли происходило растяжение земной коры и формирование геосинклиналей, а фазы сжатия в их пределах возникали складки. Эту гипотезу развивали в своих работах М. А. Усов и В. А. Обручев. Отсутствие надежных доказательств фаз общего глобального расширения (или сжатия) является наиболее существенным недостатком гипотезы. Отдельные фазы не везде на Земле протекают одновременно и одинаково.

Самые крупные пульсации Земли геологи уже давно выделили в мегациклы ее развития: ПРОТОГЕЙ (древнее 3,5 млрд лет); ДЕЙТЕРОГЕЙ (3,5–1,6 млрд лет); НЕОГЕЙ (1,6–0,2 млрд лет); ЭПИНЕОГЕЙ, или ПОСТНЕОГЕЙ (последнее 200–250 млн лет). Каждый из этих мегациклов начинаются с деструкции, регенерации (обрушения, по Г. Штилле, 1964), которые можно связывать с преобладанием глобального расширения, а заканчивается довольно длительным периодом тектонического покоя.

4. Теория тектоники плит. Современные мобилистские гипотезы берут начало от А. Снайдера-Пеллегрини, О. Фишера, Ф. Тейлора и А. Вегенера. Историю становления взглядов на тектонику плит. Первым исследователем, выдвинувшем в 1858 году предположение о том, что континенты, обрамляющие Атлантический океан, раньше примыкали друг к другу, был А. Снайдер-Пелегрини (хотя есть указания и на значительно более ранние работы, например, Ф. Бекона). Самые первые рассуждения о горизонтальных перемещениях литосферных плит под действием конвективных течений появились в 1881 г. в книге О. Фишера «Физика земной коры», а затем в 1910 г. в работах Ф. Тейлора (Павлинов, Соколовский, 1990, с. 129). Идея о больших горизонтальных перемещениях континентов, представляемых в виде глобальных плит, впервые наиболее четко сформулирована в 1912 г. немецким ученым, профессором, географом-исследователем Альфредом Вегенером³, который затем разработал на ее основе свою теорию дрейфа континентальных массивов (не литосферных плит!). Мощность этих массивов принималась им порядка 100 км. Это так называемая 1-ая концепция горизонтального мобилизма — старая глобальная тектоника дрейфа континентов. Гипотеза новой глобальной тектоники плит впервые изложена в 1968 г. геологом-ученым Морганом. Суть ее заключается в выделении литосферных плит, границы которых маркируются современными поясами сейсмичности и подвижными швами — глубинными разломами, являющихся результатом механического взаимодействия этих плит при перемещениях их и вращениях на сферической оболочке Земли. При этом учитываются два главных постулата теории — это то, что литосферные плиты являются довольно жесткими и то, что они движутся по податливому слою — астеносфере, расположенному внутри верхней мантии. Согласно этой гипотезы, вся поверхность земного шара представляет мозаику литосферных плит⁴, которые контактируют друг с другом по границам трех сторон.

42. Концепции сущности жизни. Атрибутивные признаки живого. Представленные выше гипотезы и теории дают нам возможность понять сущность биологических процессов, необходимых для появления живых организмов. На обыденном уровне мы все интуитивно понимаем, что представляет собой живое, а что - мертвое. Однако при попытке определить сущность жизни как на обыденном, так и на научном уровне, возникают большие трудности, так как сущность жизни и в том и в другом случае понимается и определяется различным образом.Большинство ученых убеждены, что жизнь представляет собой особую форму существования материального мира. До конца 50-х годов в научной и философской литературе общепринятым было знаменитое определение Ф. Энгельса, которое утверждало, что жизнь есть способ существования белковых тел, состоящий в постоянном самообновлении химических составных частей этого тела. .Современная биология в вопросе о сущности живого все чаще идет по пути перечисления основных свойств живых организмов. При этом акцент делается на то, что только совокупность данных свойств может дать представление о специфике жизни. Итак, что такое живое и чем оно отличается от неживого? К числу свойств живого обычно относят следующие: - живые организмы характеризуются сложной упорядоченной структурой. Уровень их организации значительно выше, чем в неживых системах; - живые организмы получают энергию из окружающей среды, используя ее на поддержание своей высокой упорядоченности. Большая часть организмов прямо или косвенно использует солнечную энергию; - живые организмы активно реагируют на окружающую среду. Способность реагировать на внешнее раздражение - универсальное свойство всех живых существ, как растений, так и животных; - живые организмы не только изменяются, но и усложняются; - все живое размножается. Способность к самовоспроизведению - один из самых главных признаков жизни, так как в этом проявляется действие механизма наследственности и изменчивости, определяющих эволюцию всех видов живой природы; - живые организмы передают потомкам заложенную в них информацию, необходимую для жизни, развития и размножения. Эта информация содержится в генах - единицах наследственности, мельчайших внутриклеточных структурах. Генетический материал определяет направление развития организма. Вот почему потомки похожи на родителей. Однако эта информация в процессе передачи несколько изменяется, искажается. В связи с этим потомки не только похожи на родителей, но и отличаются от них; - живые организмы хорошо приспособлены к среде обитания и соответствуют своему образу жизни. В обобщенном и упрощенном варианте все отмеченное можно выразить в выводе, что все живые организмы питаются, дышат, растут, размножаются и распространяются в природе, а неживые тела не питаются, не дышат, не растут и не размножаются. Однако строго научное разграничение живого и неживого встречает определенные трудности. Имеются как бы переходные формы от неживого к живому. Так, например, вирусы вне клеток другого организма не обладают ни одним из атрибутов живого. У них есть наследственный аппарат, но отсутствуют основные необходимые для обмена веществ ферменты, и поэтому они могут расти и размножаться, лишь проникая в клетки другого организма и используя его ферментные системы. Поэтому, в зависимости от того, какой признак живого мы считаем самым важным, мы относим вирусы к живым системам или нет. Естественно, что в определении жизни должны быть зафиксированы все эти функциональные признаки. Поэтому можно предложить следующее определение: жизнь - высшая из природных форм движения материи, она характеризуется самообновлением, саморегуляцией и самовоспроизведением разноуровневых открытых систем, вещественную основу которых составляют белки, нуклеиновые кислоты и фосфороорганические соединения. Признаками жизни являются: противостояние энтропийным процессам, обмен веществ с окружающей средой, воспроизводство на основе генетического кода и молекулярная хиральность. Строго научное разграничение на живые и неживые объекты встречает существенные трудности. Так, до сих пор нет единого мнения о том, можно ли считать живыми вирусы, которые вне клеток организма хозяина не обладают ни одним атрибутом живого: вирусная частица не способна размножаться, в ней отсутствуют метаболические процессы и т. д. Ряд авторов (Медников Б.М., Опарин А.И.) определяет "живое вещество" как сложные молекулярные агрегаты – белковые тела, обладающие упорядоченным обменом веществ. Эта точка зрения восходит к Ф. Энгельсу, характеризовавшему жизнь как "... способ существования белковых тел". Конечно обмен веществ есть существенный атрибут жизни. Но вопрос о том, можно ли сводить сущность жизни прежде всего к обмену веществ, является спорным. Ведь и в мире неживого, например у некоторых растворов, наблюдается обмен веществ в его простейших формах. В настоящее время существует точка зрения, выраженная М. Келвином и М. Эйгеном, согласно которой носителем жизни является не белок, а системы молекулярного уровня (индивидуаль­ные химические белки, нуклеиновые кислоты и т.д.). Причем ученые ссылаются на Ф.Энгельса, полагая, что именно индивидуальные белки имел он в виду, определяя жизнь как способ существования белковых тел. Другие в основу жизни кладут ДНК, считая, что примат в несении жизненных функций принадлежит не белкам, а генам, содержащимся в молекуле ДНК. К этим авторам можно отнести Ф. Крика и Д. Уотсона, раскрывших структуру ДНК, Н.К. Кольцова, Г.А. Гамова, И.С. Шкловского и др. Иногда жизнь определяют как "активное, идущее с затратой энергии поддержание и воспроизведение специфической структуры". В данном случае под структурой подразумевается живая система. Выделяется одно из важных атрибутивных свойств живой материи – воспроизведение, рождаемость. На Земле имеется огромное разнообразие форм жизни. В одном случае оно объясняется условиями сред жизни на планете, в другом – эволюцией, в результате которой на Земле появились многочисленные царства организмов, в третьем причиной разнообразия стала сложность структуры различных биосистем.