Вопросы для самоконтроля

1. Какие гипотезы образования Земли вы знаете?

2. Каковы особенности Земли по сравнению с другими планетами?

3. Какое она имеет внутреннее строение?

4. Какие современные концепции развития геосферных оболочек вам известны?

5. В чем суть теории континентального дрейфа?

6. В чем суть теории тектоники литосферных плит?

7. Охарактеризуйте основные геосферные оболочки Земли.

8. Какие экологические функции выполняет литосфера?

9. Что такое географическая оболочка Земли?

Глава 7. Концепции биологии

В последние годы одной из самых динамично развивающихся наук в естествознании является биология – комплекс наук о живой природе, о многообразии живых организмов, их строении и функциях, происхождении, распространении и развитии, связях друг с другом и с неживой природой.

Биология имеет богатую историю, поскольку интерес к познанию живого возник у человека очень давно. Многообразие живых организмов привело к многоплановости биологических исследований и дифференциации биологии на множество частных наук. Их структурируют по нескольким основаниям: по объектам исследования (вирусология, бактериология, ботаника, зоология, антропология); по уровню исследования (анатомия, гистология, цитология, молекулярная биология); по изучаемым свойствам и функциям организмов (морфология, физиология, генетика и др.).

В развитии биологии обычно выделяют три основных этапа: накопления и систематики знаний, эволюционный, молекулярно-генетический. Каждый из них связан с появлением новых представлений о живой природе, ее возникновении и развитии. Долгое время биология была в основном описательной наукой. Но развитие физико-химических методов исследования в ХХ веке и их применение в биологии позволило ей подняться на принципиально новый уровень и стать лидером естествознания.

Фронт современных биологических исследований очень широк. Среди изучаемых вопросов и проблем: происхождение жизни; движущие силы и механизм эволюции органического мира; молекулярные основы жизнедеятельности и воспроизводства живых организмов; биология поведения, сознания и мышления; развитие и сохранение биосферы.

7.1. Особенности биологического уровня организации материи

Мир живой природы отличается большим разнообразием и сложностью организации. Он представлен и очень простыми одноклеточными организмами, и чрезвычайно сложными многоклеточными формами. Проблема различной степени упорядоченности живой материи давно привлекала внимание ученых, но лишь в 20-е гг. ХХ в. американскими философами Г. Брауном и Р. Селларсом была разработана теория структурных уровней живых систем. В соответствии с ней эти структурные уровни отличаются не только классами сложности и закономерностями функционирования, но и являются иерархически соподчиненными. Каждый последующий уровень включает в себя нижележащий и является основой формирования вышележащего уровня. Согласно этой концепции выделяют четыре уровня организации живой материи:

1) молекулярно-генетический – уровень белков, нуклеиновых кислот и генов, обеспечивающий передачу наследственной информации;

2) онтогенетический - уровень жизнедеятельности отдельных организмов и особей;

3) популяционно-биоценотический - уровень взаимодействия особей внутри популяции и с окружающей средой обитания (виды существуют только в форме популяций, представляющих генетически закрытые системы и являющихся элементарными единицами эволюции); биоценоз – это сообщество организмов разных видов, населяющих определенную территорию; биоценозы состоят из нескольких популяций;

4) биосферный – уровень, включающий все живые организмы с окружающей их природной средой, их взаимодействие и влияние друг на друга; на этом уровне изучается круговорот вещества и энергии в биосфере и основные закономерности ее развития как единой экологической системы.

Возможны и другие варианты структурирования. Очень часто рассматривают следующие уровни организации живого: молекулярный, клеточный, тканевой, органный, онтогенетический, популяционно-видовой, биогеоценотический и биосферный.

При изучении любого уровня организации живой материи необходимо помнить о ее биологической специфике. Интерес исследователя должен быть направлен не только на особенности ее физико-химической организации, но и на изучение феномена жизни. Попытки объяснить этот феномен на научной основе к ответу пока не привели. «Все известное нам о структуре живой материи заставляет ожидать, что деятельность живого организма нельзя свести к проявлению обычных законов физики», - пишет один из создателей квантовой теории Э.Шредингер в книге «Что такое жизнь? С точки зрения физика». Современная биология, определяя живое, идет по пути перечисления его основных свойств. Согласно энциклопедическому словарю, организмы отличаются от неживых объектов обменом веществ, раздражимостью, способностью к размножению, росту, развитию, активной регуляции своего состава и функций, к различным формам движения, приспособляемостью к среде и т.п.

Стремясь выделить главное, определяющее, академик Н.Н.Моисеев называет три особенности жизни: метаболизм (способность обмениваться энергией и материей с внешней средой), редупликация (способность к воспроизведению) и стремление к сохранению собственной целостности. Американский физик Ф.Типлер в книге «Физика бессмертия» выделяет в качестве главного критерия способность живых организмов сохранять и передавать информацию. Обобщая изложенное, можно коротко охарактеризовать жизнь как форму существования сложных открытых систем, способных к самоорганизации и самовоспроизведению, деятельность которых обеспечиваетс, прежде всего белками и нуклеиновыми кислотами.