Современное естествознание. Ключевые понятия

полосу; однако звѐзды, проектирующиеся на небе рядом, удалены друг от друга в пространстве на огромные расстояния, исключающие их столкновения, несмотря на то, что они движутся с большими скоростями (десятки и сотни км/сек) в разных направлениях. Наименьшая плотность распределения звѐзд в пространстве (пространственная плотность) наблюдается в направлении полюсов Г. (еѐ северный полюс находится в созвездии Волос Вероники). Общее количество звѐзд в Г. оценивается в 100 млрд.

Гаметы - половые, или репродуктивные, клетки животных и растений, обеспечивающие при слиянии развитие новой особи и передачу наследственных признаков от родителей потомкам.

Гелиоцентризм - учение, согласно которому Земля и другие планеты обращаются вокруг Солнца.

Ген (от греч. genos - род - происхождение) - единица наследственного материала, ответственная за формирование какого-либо элементарного признака. У высших организмов (эукариот) входит в состав хромосом. Совокупность всех генов организма составляет его генетическую конституцию - генотип. Дискретные наследственные задатки были открыты в 1865г. Грегором Менделем; в 1909г. В. Иогансен назвал их генами. Развитие молекулярной генетики привело к раскрытию химической природы генетического материала и представлению о гене как об участке молекулы ДНК (у некоторых вирусов РНК) со специфическим набором нуклеотидов, в линейной последовательности которых закодирована генетическая информация. Каждый ген ответствен за синтез определенного белка (фермента или др.). Контролируя их образование, гены управляют всеми химическими реакциями организма и определяют таким образом его признаки. Уникальное свойство генов - сочетание их высокой устойчивости (неизменяемости в ряду поколений) со способностью к наследуемым изменениям - мутациям, которые являются источником генетической изменчивости организмов и основой для действия естественного отбора.

Генобиоз - методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на убеждении в первичности молекулярной системы со свойствами первичного генетического кода.

Гено́м - совокупность всех генов организма; его полный хромосомный набор.

Термин «геном» был предложен Гансом Винклером в 1920 г. для описания совокупности генов, заключѐнных в гаплоидном наборе хромосом организмов одного биологического вида. Первоначальный смысл этого термина указывал на то, что понятие генома в отличие от генотипа является генетической характеристикой вида в целом, а не отдельной особи. С развитием молекулярной генетики значение данного термина изменилось.

11

Известно, что ДНК, которая является носителем генетической информации у большинства организмов и, следовательно, составляет основу генома, включает в себя не только гены в современном смысле этого слова. Большая часть ДНК эукариотических клеток представлена некодирующими («избыточными») последовательностями нуклеотидов, которые не заключают в себе информации о белках и РНК.

Генетическая информация в клетках содержится не только в хромосомах ядра, но и во внехромосомных молекулах ДНК. У бактерий к таким ДНК относятся плазмиды и некоторые умеренные вирусы, в клетках эукариот - это ДНК митохондрий, хлоропластов и других пластид. Объѐмы генетической информации, заключѐнной в клетках зародышевой линии (предшественники половых клеток и сами гаметы) и соматических клетках, в ряде случаев существенно различаются. Следовательно, под геномом организма понимают суммарную ДНК гаплоидного набора хромосом и каждого из внехромосомных генетических элементов, содержащуюся в отдельной клетке зародышевой линии многоклеточного организма. В определении генома отдельного биологического вида необходимо учитывать, во-первых, генетические различия, связанные с полом организма, поскольку мужские и женские половые хромосомы различаются. Во-вторых, из-за громадного числа аллельных вариантов генов и сопутствующих последовательностей, которые присутствуют в генофонде больших популяций, можно говорить лишь о некоем усреднѐнном геноме, который сам по себе может обладать существенными отличиями от геномов отдельных особей.

Генотип - совокупность всех генов, локализованных в хромосомах данного организма; совокупность всех наследственных факторов организма; генотип определяет фенотип.

Генофонд - качественный состав и относительная численность разных форм (аллелей) различных генов в популяциях того или иного вида организмов.

Географический полюс (лат.рolos – ось) - точка пересечения оси вращения Земли с земной поверхностью. Различают Северный полюс и Южный полюс. В географических полюсах сходятся все земные меридианы. На них нет стран света, нет деления на дни и ночи. Географические полюсы не занимают неизменного положения, а перемещаются по сложной кривой, не выходя при этом за пределы квадрата со стороной 26 метров.

Геология - комплекс наук о составе, строении и истории развития земной коры и более глубоких сфер Земли, а также о размещении в земной коре полезных ископаемых. Большинство прикладных и теоретических вопросов, решаемых Г., связано с верхней частью земной коры, доступной непосредственному наблюдению.

12

Методы непосредственного изучения недр не дают возможности познать строение Земли глубже, чем на несколько км (иногда до 20 км) от еѐ поверхности. Поэтому даже для изучения земной коры, а тем более нижележащих геосфер, Г. не обходится без помощи косвенных методов, разработанных др. науками, особенно без геохимических и геофизических методов. Очень часто применяется комплекс геологических, геофизических и геохимических методов.

Геофизика – наука о внутреннем строении, физических свойствах и процессах, происходящих в геосферах.

Геохимия – это наука о химическом составе Земли, закономерностях распространения химических элементов в различных геосферах, законах их поведения, сочетания и миграций.

Геоцентризм — воззрение, согласно которому Земля неподвижно покоится в центре мира, а все небесные светила движутся вокруг нее.

Гетерозигота - организм, генотип которого содержит разные аллели одного гена.

Гетеротрофные организмы (гетеротрофы) - организмы,

использующие для своего питания готовые органические соединения (в отличие от автотрофов). К гетеротрофам относятся все животные и человек, а также некоторые растения (грибы, паразиты и др.) и микроорганизмы.

Гипотеза (греч. от hypó - под, внизу и thésis - положение) - то, что лежит в основе, причина или сущность. Например, "атомы" Демокрита, "идеи" Платона, "перводвигатель" Аристотеля. В современном словоупотреблении Г. - выраженное в форме суждения (или суждений) предположение или предугадывание чего-либо: например, "предугадывание природы" в формулировке естественнонаучных законов. При этом первоначальный смысл термина "Г." вошѐл в содержание понятия "научная Г.", выражающего предположительное суждение о закономерной (или причинной) связи явлений. Для того чтобы быть научной, Г. должна удовлетворять следующим требованиям:

1)научная Г. должна быть (хотя бы в принципе) проверяемой, т. е. следствия, выведенные из неѐ путѐм логической дедукции, должны поддаваться опытной проверке и соответствовать (или удовлетворять) результатам опытов, наблюдений, имеющемуся фактическому материалу и т.д.

2)Г. должна обладать достаточной общностью и предсказательной силой, т. е. объяснять не только те явления, из рассмотрения которых она возникла, но и все связанные с ними явления. Кроме того, она должна служить основой для вывода заключений о неизвестных ещѐ явлениях.

3)Г. не должна быть логически противоречивой.

13

Голобиоз – методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на идее первичности структур, наделенных способностью к элементарному обмену веществ при участии ферментного механизма.

Гомеостаз - совокупность сложных приспособительных реакций организма животных и человека, направленных на сохранение динамического состояния его внутренней среды ( температуры тела, давления крови и т.д.).

Гоминиды - семейство отряда приматов. Включает современного человека и ископаемых людей (хабилисов, питекантропов, синантропов, неандертальцев).

Гомология - сходство организмов, построенных по одному плану и развивающихся из одинаковых зачатков у разных животных и растений; такие гомологичные органы могут быть неодинаковы по внешнему виду и выполняют различные функции.

Гравитация – всемирное тяготение, универсальное взаимодействие между любыми видами физической материи.

Гравитационное излучение- излучение гравитационных волн неравномерно движущимися массами (телами). Пока экспериментально не обнаружено.

Гравитационный коллапс - катастрофически быстрое сжатие звезды под действием собственных сил тяготения.

Градация - принцип совершенствования, ступенчатости развития от простого к сложному в биологическом мире.

Дальнодействие – представление, согласно которому действие тел друг на друга передается мгновенно через пустоту на любое расстояние без какихлибо посредников.

Движение - состояние, противоположное покою и состоящее в перемещении предмета или его частей.

Дедукция - форма умозаключения от общего к частному и единичному, характеризующаяся тем, что новое знание о предмете или группе однородных предметов выводится на основании знания класса, к которому принадлежат исследуемые предметы, и общего правила, действующего в пределах данного класса предметов.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – высокополимерное природное соединение, содержащееся в ядрах клеток живых организмов; вместе с белками гистонами образует вещество хромосом. ДНК - носитель генетической информации, ее отдельные участки соответствуют определенным генам. Молекула ДНК состоит из 2 полинуклеотидных цепей, закрученных одна вокруг другой в спираль. Цепи построены из большого

14

числа мономеров 4 типов - нуклеотидов, специфичность которых определяется одним из 4 азотистых оснований (аденин, гуанин, цитозин, тимин). Сочетания трех рядом стоящих нуклеотидов в цепи ДНК (триплеты, или кодоны) составляют код генетический. Нарушения последовательности нуклеотидов в цепи ДНК приводят к наследственным изменениям в организме - мутациям. ДНК точно воспроизводится при делении клеток, что обеспечивает в ряду поколений клеток и организмов передачу наследственных признаков и специфических форм обмена веществ.

Детерминизм – философская концепция, признающая объективную закономерность и причинную обусловленность всех явлений природы и общества.

Дивергенция - расхождение признаков организмов в ходе эволюции.

Дискретность – прерывность.

Дисперсия света - зависимость показания преломления вещества от частоты (длины волны) света. Следствие дисперсии - разложение в спектр белого света при прохождении сквозь призму.

Диссипация – переход энергии упорядоченного движения в энергию хаотического движения (в теплоту).

Дифракция волн - явление, наблюдаемое при прохождении волн мимо края препятствия, связанное с отклонением волн от прямолинейного распространения при взаимодействии с препятствием. Из-за дифракции волны огибают препятствие, проникая в область геометрической тени.

Допплера эффект - изменение частоты колебаний или длины волн, воспринимаемых наблюдателем (приемником колебаний) вследствие движения источника волн и наблюдателя относительно друг друга.

Естествознание - обозначение традиционной совокупности наук о природе, ориентированных на исследование пространственно-временной структуры природных объектов, закономерностей их бытия и развития. Е. наряду с науками об обществе и о мышлении является важнейшей составляющей человеческого знания. Е. - теоретическая основа техники и технологии промышленного и сельскохозяйственного производства, медицины. Становление Е. как области научного знания произошло в эпоху Возрождения и было связано с использованием экспериментального метода исследования явлений природы, осуществлением многих географических открытий, представивших исследователям обширный материал по явлениям живой и неживой природы различных стран и континентов.

Собирание и систематизация фактов механического, физического, химического и биологического характера послужило основой для зарождения соответствующих естественных наук.

15

Естественный отбор – особый механизм отбора живых организмов в природе, приводящий к избирательному уничтожению организмов, не приспособленных к условиям окружающей среды, и выживанию, воспроизведению организмов, наиболее приспособленных к условиям этой же среды.

Звезда - гравитационно-связанная и пространственно-обособленная масса вещества во Вселенной, в которой на некотором интервале времени происходят термоядерные реакции синтеза химических элементов. Звезда представляет собой самосветящийся плазменный шар. Звезды содержат основную часть вещества Вселенной; различаются по светимости, массе, температуре поверхности и химическому составу.

Параметры звѐзд. Основные характеристики З. — масса, радиус (не считая внешних прозрачных слоев), светимость (полное количество излучаемой энергии); эти величины часто выражаются в долях массы, радиуса и светимости Солнца. Кроме основных параметров, употребляются их производные: эффективная температура; спектральный класс, характеризующий степень ионизации и возбуждения атомов в атмосфере З.; абсолютная звѐздная величина (т. е. звѐздная величина, которую имела бы З. на стандартном расстоянии 10 парсек); показатель цвета (разность звѐздных величин, определѐнных в двух разных спектральных областях).

Звѐздный мир чрезвычайно многообразен. Некоторые З. в миллионы раз больше (по объѐму) и ярче Солнца (звѐзды-гиганты); в то же время имеется множество З., которые по размерам и количеству излучаемой ими энергии значительно уступают Солнцу (звѐзды-карлики). З. бывают разреженные и чрезвычайно плотные. Средняя плотность ряда гигантских З. в сотни тысяч раз меньше плотности воды, а средняя плотность т. н. белых карликов, наоборот, в сотни тысяч раз больше плотности воды.

Звездные скопления - гравитационно связанные группы звезд, имеющих общее происхождение; движутся в поле тяготения галактики как единое целое.

Здоровье – по определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), состояние полного физического, духовного и социального благополучия.

Иерархия – структурная организация сложных систем, которая упорядочивает взаимодействия между уровнями в порядке от высшего к низшему.

Идеализация – метод познания, основанный на мысленном внесении определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследования.

16

Идиоадаптация - одно из главных направлений эволюции, при котором возникают частные изменения строения и функций органов при сохранении в целом уровня организации предковых форм.

Изменчивость - разнообразие признаков и свойств у особей и групп особей любой степени родства. Присуща всем живым организмам.

Различают изменчивость: наследственную и ненаследственную; индивидуальную и групповую; качественную и количественную; направленную и ненаправленную. Наследственная изменчивость обусловлена возникновением мутаций, ненаследственная - воздействием факторов внешней среды. Явления наследственности и изменчивости лежат в основе эволюции.

Изоляция (от франц. isolation - отделение, разобщение)- в биологии понимается как возникновение барьеров (территориально-механических, экологических, поведенческих, физиологическиморфологических, генетических), препятствующих свободному скрещиванию организмов; одна из причин разобщения и углубления различий между близкими формами и образования новых видов.

Изотопы (от изо... и греч. topos - место) - разновидности химических элементов, у которых ядра атомов отличаются числом нейтронов, но содержат одинаковое число протонов и поэтому занимают одно и то же место в периодической системе элементов. Различают устойчивые (стабильные) изотопы и радиоактивные изотопы. Термин предложен Ф. Содди в 1910 г.

Изотропия - одинаковость физических свойств среды по всем направлениям (в противоположность анизотропии), независимость свойств среды от направления.

Импульс – физическое понятие, характеризующее количество движения.

Индукция - метод познания, основывающийся на умозаключении, которое приводит к получению общего вывода на основе частных посылок.

Инерциальные системы – системы отсчета, движущиеся относительно друг друга равномерно и прямолинейно.

Инерция – свойство материальных тел сохранять покой или равномерное движение при отсутствии внешних воздействий на них.

Интеграция – объединение в целое каких-либо частей, а также процесс, ведущий к такому объединению.

Интерференция волн - сложение в пространстве двух (или нескольких) волн, при котором в разных точках пространства получается усиление или ослабление амплитуды результирующей волны.

17

Катализ (от греч. katalysis - разрушение) - ускорение химической реакции в присутствии веществ - катализаторов, которые взаимодействуют с реагентами, но в реакции не расходуются и не входят в состав продуктов. Большинство процессов, происходящих в живых организмах, также являются каталитическими (ферментативными).

Квазары (англ. quasar - сокр. от quasistellar radiosource - квазизвездный источник радиоизлучения) - космические объекты чрезвычайно малых угловых размеров, имеющие значительные красные смещения ли-

ний в спектрах, что указывает на их большую удаленность от Солнечной системы, достигающую нескольких тысяч Мпк. Квазары излучают в десятки раз больше энергии, чем самые мощные галактики. Источник их энергии точно не известен.

Кварки - гипотетические фундаментальные частицы, из которых по современным представлениям состоят все адроны (барионы - из трех кварков, мезоны - из кварка и антикварка). Кварки обладают спином 1/2, барионным зарядом 1/3, электрическими зарядами 2/3 и +1/3 заряда протона, а также специфическим квантовым числом "цвет". Экспериментально (косвенно) обнаружены 6 типов ("ароматов") кварков: u, d, s, c, b, t. В свободном состоянии не наблюдались.

Клетка - элементарная живая система, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию; основа строения и жизнедеятельности всех животных и растений. К. существуют и как самостоятельные организмы, и в составе многоклеточных организмов (тканевые К.). Термин "К." предложен английским ученым Р. Гуком (1665). К. - предмет изучения особого раздела биологии - цитологии.

Систематическое изучение К. началось лишь в 19 в. Одним из крупнейших научных обобщений того времени была клеточная теория, утверждавшая единство строения всей живой природы. Изучение жизни на клеточном уровне лежит в основе современных биологических исследований.

В строении и функциях каждой К. обнаруживаются признаки, общие для всех К., что отражает единство их происхождения из первичных органических комплексов. Частные особенности различных К. – результат их специализации в процессе эволюции. Так, все К. сходно регулируют обмен веществ, удваивают и используют свой наследственный материал, получают и утилизируют энергию. В то же время разные одноклеточные организмы (амѐбы, инфузории и т.д.) сильно различаются размерами, формой, поведением. Не менее резко различаются К. многоклеточных организмов. Так, у человека имеются лимфоидные К. - небольшие (диаметром около 10 мкм) округлые К., участвующие в иммунологических реакциях, и нервные

18

К., часть которых имеет отростки длиной более метра; эти К. осуществляют основные регуляторные функции в организме.

Коацерваты - капли или слои с большей концентрацией растворенного вещества, находящиеся в растворе этого же полимера или биополимера.

Консументы - организмы, питающиеся уже созданными сложными органическими веществами. Консументы разделяются на три группы: а) консументы первого порядка, существующие непосредственно за счет продуцентов. Прежде всего это растительноядные животные, которые поедают ткани продуцентов, а также животные - паразиты зеленых растений; б) консументы второго порядка, питающиеся консументами первого порядка. К ним принадлежат плотоядные, питающиеся растительноядными; в) консументы третьего порядка, живущие за счет консументов второго порядка. Это плотоядные, питающиеся плотоядными же.

Концепция (лат. conceptio - понимание, единый замысел, ведущая мысль) - система взглядов, выражающая определенный способ видения ("точку зрения"), понимания, трактовки каких-либо предметов, явлений, процессов и презентирующая ведущую идею и/или конструктивный принцип, реализующие определенный замысел в той или иной теоретической знаниевой практике. К. - базовый способ оформления, организации и развертывания дисциплинарного знания, объединяющий в этом отношении науку, теологию и философию как основные дисциплины, сложившиеся в европейской культурной традиции.

Космология - учение о Вселенной как едином целом и о всей охваченной астрономическими наблюдениями области Вселенной как части целого; раздел астрономии. Выводы К. (модели Вселенной) основываются на законах физики и данных наблюдательной астрономии, а также на философских принципах (в конечном счѐте - на всей системе знаний) своей эпохи. Важнейшим философским постулатом К. является положение, согласно которому законы природы (законы физики), установленные на основе изучения весьма ограниченной части Вселенной, чаще всего на основе опытов на планете Земля, могут быть экстраполированы (распространены) на значительно большие области, в конечном счѐте - на всю Вселенную. Без этого постулата К. как наука невозможна.

Космогония (греч. kosmogonía, от kósmos - мир, Вселенная и gone, goneia - рождение) - область науки, в которой изучается происхождение и развитие космических тел и их систем: звѐзд и звѐздных скоплений, галактик, туманностей; Солнечной системы и всех входящих в неѐ тел - Солнца, планет (включая Землю), их спутников, астероидов (или малых планет), комет, метеоритов. Изучение космогонических процессов является одной из главных задач астрофизики. Поскольку все небесные тела возникают и развиваются, идеи об их эволюции тесно связаны с представлениями о

19

природе этих тел вообще. В современной К. широко используются законы физики и химии.

Красное смещение - увеличение длин волн линий в спектре источника (смещение линий в сторону красной части спектра) по сравнению с линиями эталонных спектров.

Креационизм - религиозная концепция, трактующая многообразие форм органического мира как результат творения их Богом.

Культура (от лат. cultura - возделывание, воспитание, образование, развитие, почитание) - исторически определѐнный уровень развития общества и человека, выраженный в типах и формах организации жизни и деятельности людей, а также в создаваемых ими материальных и духовных ценностях.

Под культурой следует понимать все то, что создано целенаправленным размышлением и специфичными для людей способами (методами) деятельности. Эти средства позволяют создать как материальные, так и нематериальные, духовные ценности. В этом смысле к культуре принадлежит каждое, даже простейшее, созданное человеком орудие, примитивнейший инвентарь, любая мысль, идея, зародившаяся в уме человека.

С помощью культуры люди удовлетворяют свои потребности (материальные и духовные) и строят отношения между собой.

Культура как система искусственных средств отличает человека от животных, которые в своей жизнедеятельности опираются на естественные средства. Культура возникает не на пустом месте. Ей предшествует и орудийная деятельность животных, обладающих высокоразвитой психикой, и наблюдаемые в их среде элементы обучения подрастающего поколения, и высокие образцы «строительного искусства» (гнезда, норы, соты и др.), и инстинктивное разделение труда. Но все это отличается принципиально от культуры, поскольку она вырабатывается людьми в процессе сознательной постановки цели. Человек сам создает новые цели, выходящие за рамки своих биологических потребностей, и сам не только создает, но постоянно совершенствует средства деятельности.

Лептоны (от греч. leptos - легкий) - общее название класса элементарных частиц, не обладающих сильным взаимодействием, т.е. участвующих лишь в электромагнитном, слабом и гравитационном взаимодействиях. К лептонам относятся электрон, отрицательно заряженный мюон, электронное и мюонное нейтрино и их античастицы.

Макроэволюция – эволюционные преобразования за длительный исторический период, приводящие к возникновению новых надвидовых форм организации живого.

20