Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современные концепции естествознания. Учебное пособие
.pdf
111
дения детей с генетическими повреждениями, распространение новых сведений
о росте генетического груза побуждают интерес к генетическому консультированию.
Круг вопросов, подлежащих выяснению при генетическом консультировании, охватывает широкую область. Результаты консультации — это не дача
советов супружеским парам. У пар, обращающихся за советом, поддерживают
решимость сделать выбор самостоятельно.
Для диагностики сложных наследственных пороков необходимо исследование хромосом. Из-за того, что многие наследственные нарушения встречаются редко, даже специалистам в данной области медицины иногда трудно поставить точный диагноз. В этой связи необходимо указать на то, что в настоящее
время расшифровка генетической карты человека еще закончена. Этот объективный факт позволяет при генетической консультации создавать информацию,
прежде всего, о риске рождения детей с генетическими проблемами.
В последние годы развивается пренатальная (внутриутробная) диагностика, что во многом изменило практику генетического консультирования.
При дородовой диагностике представляется возможным дать прямо ответ
на вопрос о здоровье будущего ребенка. Это гораздо, конечно, ценнее, чем сведения о вероятности риска.
Дородовая диагностика включает различные методы исследования — амниоцентез (пункция околоплодного пузыря, ультразвуковая эхография, эндоскопия плода и др.) (табл. 13).
Таблица 13
Пренатальный диагноз наследственных болезней
и пороков развития
Метод исследования
Диагностируемые показатели
Амниоцентез
Хромосомные нарушения. Определение
пола плода. Врожденные ошибки
метаболизма.
Ультразвуковая
эхография
Дефекты нервной трубки. Пороки развития.
Взятие крови
Определение гемофилии. Определение
генетического дефекта, который
проявляется в клетках крови.
112
Пренатальная диагностика — это также один из способов помочь семьям,
в которых имеется проблемы в области планирования семьи из-за страха иметь
больного ребенка. Пренатальная диагностика часто побуждает родителей, которые воздерживались от рождения ребенка, сделать такую попытку.
Данный вид диагностики необходим для семей, где были гибель плода,
рождение ребенка с генетическими недостатками, зачатие на фоне применения
контрацептивов, гормонов, противомикробных препаратов или вспышке вирусных инфекций и т. д.
10.6. Биологическое будущее человечества
Генетическая эволюция человечества в прошлом — это научный факт, не
подлежащий какому-либо оспариванию. Что же касается сегодняшнего и будущего человечества, ученые придерживаются разных точек зрения. Одни утверждают, что идет процесс эволюции человека, а другие ему в этом отказывают.
Если принять точку зрения, что генотип человека — это открытая система, что механизмы, вызывающие изменения в частоте генов от поколения к поколению, все еще работают, и что предвидение развития генетической структуры человеческой популяции связано с ограничениями, то нельзя исключить
непредвиденные биологические события, которые могут иметь место.
Главные силы, определяющие эволюцию, продолжают действовать, о чем
свидетельствуют современные данные популяционной генетики.
Перечислим некоторые из них.
Дрейф генов. Для сдвигов в частоте генов внутри нашего вида в будущем
отвечают два фактора, вызывающих систематические изменения в частоте генов и генотипов — мутация и отбор.
Мутация. Современные знания о мутациях позволяют с достаточной уверенностью полагать, что практически все аберрации хромосом и многие мутации генов неблагоприятны как для индивида, так и для популяции; большинство хромосомных аберраций губит зиготу в период эмбрионального развития,
а часть зигот выживает и пополняет популяцию людей с серьезными генетическими недугами.
Генные мутации ведут к врожденным заболеваниям. Очень большая часть
точковых мутаций ведет к изменениям аминокислотной последовательности
белков, что может привести к явной функциональной недостаточности различных систем организма.
113
Совокупность этих данных, соотнесенных к факту увеличения прессинга
мутагенов на генетическую структуру человеческой популяции, позволяет заключить, что в будущем будет иметь место рост частоты мутаций.
Изменение генетических признаков и повышение частоты отдельных генов сегодня можно корректировать за счет достижений современной медицины.
Точную степень увеличения частоты конкретных отдельных признаков сегодня
трудно предсказать.
Тем не менее, сегодня кажется логичной следующая картина будущей генетической структуры человека как вида:
- общий состав генов будет похож на тот, который существует в настоя-
щее время;
- сохранится, вероятно, тенденция к уменьшению расовых и этнических
различий;
- генетические дефекты, возможно, будут встречаться чаще или реже;
- вследствие усиления влияния цивилизационных факторов, ведущих к
ослаблению естественного отбора.
Выводы:
1. Г. Мендель является основателем современного учения о наследствен-
ности. Он показал, что наследственность представлена дискретными единицами, которые Иогансен назвал генами.
2. Мутация — изменение структуры генетического аппарата — является
фактором эволюции.
3. В современных экологических условиях имеется реальная угроза уве-
личения генетического груза.
4. Генетическая консультация — это один из способов медицинской по-
мощи молодым семьям.
5. Сегодня трудно предвидеть генетическое будущее человека.
Вопросы для повторения и самоконтроля
1. Почему относят наследственную изменчивость к числу факторов (при-
чин) эволюции?
2. Кто является основателем генетической науки?
3. Что вы знаете о проявлении в фенотипе доминантных и рецессивных
генов?
4. Полезны ли мутации для здоровья человека?
5. Какие виды мутации вы можете назвать?
6. Что такое мутагены?
7. Что вы можете сказать о роли генетической консультации?
8. Что вы можете сказать о генетическом будущем человечества?
114
ГЛАВА 11. СИСТЕМЫ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ
11.1. Уровни организации живых систем
В современной науке все более значительное место занимает изучение
сложноорганизованных объектов. При этом исходной теоретической позицией
является концепция системного подхода.
Живые системы являются чрезвычайно сложной системой, имеющей
свою структуру. При изучении живых систем неотъемлемой составной частью
современных представлений о сложных системах является концепция уровней
организации. Понятие «уровень» может уточняться, однако концепция уровней
организации применима к изучению живых систем. Не будет лишним напомнить и то, что и само понятие «живая система» не имеет четкого смыслового
или формального выражения. Неслучайно У.Р. Эшби (1969 г.) указывает, что
исследователь сам конструирует систему, выбирая в объекте те элементы и связи, которые сообразуются с данным уровнем развития научной методологии,
поставленными целями и материальными возможностями.
Любая система (в том числе, биологическая система) характеризуется
следующими признаками:
а) система представляет собой целостный комплекс взаимосвязанных
элементов;
б) система образует особое единство со средой;
в) исследуемая система является элементом системы более высокого
порядка;
г) элементы исследуемой системы, в свою очередь, выступают как системы более низкого порядка;
д) специфика системы не исчерпывается особенностями составляющих
его элементов, а связана, прежде всего, с характером взаимоотношений между
определенными его элементами;
е) система представляет собой иерархически полиструктурное, многоуровневое образование;
ж) системы изучаются с разных сторон и на разном уровне различными
науками.
Из приведенных признаков живых систем (справедливых и для неживых
систем) следует, что система — это взаимосвязь и взаимодействие частей (элементов) в рамках целого.
115
В то же время, как история науки, так и конкретные науки в использовании термина «система» проявляют широкую свободу, рассматривая отдельные
элементы как определенную целостность, состоящую из частей, и которую
можно исследовать как систему. Тем самым, мы должны признать справедливость вышеупомянутого представления У.Р. Эшби о том, что не всегда понятие
«система» используется в соответствии с приведенными выше критериями.
Соответственно, имеется определенное различие в понимании системы.
Тем не менее, в любом случае, когда используется понятие «система», используется методический подход, предполагающий изучение множества однородных или разнородных элементов (структур), объединенных прямыми и обратными связями в некоторое единство.
С этой точки зрения, не существует абсолютной заранее определенной
иерархии системных границ. Вместо этого всякий исследователь устанавливает
границы системы соответственно решаемой проблеме. Так, в медицине цитолог
определяет свою систему на уровне клетки; кардиолог — на уровне отдельного
органа; физиолог — на уровне нервной, эндокринной, пищеварительной, сенсорной и других систем; генетик — на уровне генетических систем; эколог —
на уровне экосистем, глобальной экосистемы (биосферы) и т. д. Таким образом,
представление о системе зависит от решаемой проблемы и целей анализа.
Основной смысл системного подхода состоит в стремлении ученых понять явление в его совокупности со многими другими. Рассмотрим последнее
на примере организма.
Любой организм — это определенная целостность. В то же время организм как целостная система:
а) образует особое единство со средой, вступая с ней в различные (вещественные, энергетические, информационные) взаимодействия;
б) может включаться в другие системы — в системы более высокого
порядка.
Развитие научных представлений о живых системах в физиологии позволило П.К. Анохину впервые обратить внимание на то, что системы живых организмов не просто упорядочивают входящие в них отдельные элементы, но и
объединяют их для осуществления отдельных жизненно важных функций организма. Такие системы получили название функциональных систем.
П.К. Анохин раскрыл кибернетические принципы работы функциональных систем организма. Он постулировал положение о том, что любая функциональная система организма работает по принципу саморегуляции с постоянной
информацией о состоянии ее конечного приспособительного результата.
116
В отличие от классической физиологии, которая изучает механизмы жизнедеятельности отдельных органов и динамику их работы, физиология функциональных систем изучает организм как совокупность системных организаций в
их динамике и взаимосвязи.
По П.К. Анохину, системообразующим фактором функциональной системы любой степени сложности является полезный приспособительный для системы и организма в целом, результат. Такими полезными приспособительными результатами, строящими различные функциональные системы, являются:
- показатели внутренней среды организма (уровень кислорода в крови,
температура тела, кровяное давление и др.);
- результаты поведенческой деятельности, удовлетворяющие основные био-
логические потребности (пищевые, оборонительные, питьевые, половые и др.);
- результаты стадной деятельности животных, удовлетворяющие потреб-
ности сообщества;
- результаты социальной деятельности человека, удовлетворяющие его
социальные потребности.
С системных позиций орган подчиняется функциональной системе. Один
и тот же орган работает по-разному в зависимости от того, в какую функциональную систему он включается.
В организме первой созревает функциональная система гомеостаза или
поддержания постоянства внутренней среды организма, а в последующем формируются функциональные системы, обеспечивающие более сложные функции
(поведенческие, социальные). Иными словами, учение П.К. Анохина дополняет учение о живых системах и акцентирует на понятие «функция» (отсюда термин «функциональная система»). По П.К. Анохину функциональная система
образуется в рамках достижения результата действия, обеспечивает функцию
достижения результата и функцию активного приспособления, функцию развития, функцию регулирования и управления.
Сегодня фундаментальная роль системного метода в науке заключается в
том, что с его помощью достигается наиболее полное выражение единства
научного знания и более объективное представление о естественнонаучной
картине мира.
Если помнить о том, что даже физические системы нельзя описать какимлибо одним теоретическим языком, множественность точек зрения на биологические системы не только неустранима, но и необходима. Соответственно, полное научное обоснованное описание, например, биосферы невозможно на языке
одной какой-либо науки или одного научного направления. Сущность биосферы такова, что ее научное описание достижимо только путем одновременного
117
применения представлений многих наук. Иначе говоря, полная концепция биосферы должна строиться как система связанных между собой и опирающихся
друг на друга исходных концепций биосферы, разрабатываемых средствами
разных фундаментальных наук.
Таким образом, системный подход к изучению живых систем предполагает усиление процессов синтеза научных знаний и устранение упрощенных
представлений о реальной картине живой природы.
Выводы:
1. Система — это целостный комплекс взаимосвязанных элементов.
2. Система — это взаимосвязь и взаимодействие частей в рамках целого.
3. Системный подход позволяет изучить явление в его совокупности со
многими другими.
4. Системный подход был использован П.К. Анохиным для обоснования
своего учения о функциональных системах.
5. Системный подход предполагает усиление интегративных принципов
для описания и понимания реальной картины живой природы.
Вопросы для повторения и самоконтроля
1. Почему живые системы рассматривают как сложноорганизованные
объекты природы?
2. Что такое система?
3. Каков научный смысл системного подхода к изучению живых систем?
4. Как вы понимаете учение П.К. Анохина о функциональных системах?
5. Какое мировоззренческое значение имеют системные принципы иссле-
дования живых систем?
11.2. Биосфера
Как уже ранее выяснили, что принцип выделения фундаментальных подразделов в биологии базируется на концепции уровней организации, которая
позволяет выделить биологический спектр уровней — ген, органоиды, клетка,
ткань, орган, физиологическая система, организм, популяция, экосистема. Эти
образования взаимодействуют с внешней (по отношению к ним!) средой, обеспечивающей их веществом и энергией, образуя соответствующие системы. С
точки зрения уровней организации живой природы, биосфера представляет собой наиболее высокий уровень объединения живых существ с окружающей
средой или представляет глобальную экологическую систему.
118
Понятие биосферы было введено в XIX в. Авторство этого термина отдельными авторами приписывается Ж.-Б. Ламарку (Ф. Рамад, 1981 г.;
В.Д. Федоров и Т.Г. Гильманов, 1980 г.), а другие — Э. Зюссу (В.И. Вернадский, 1977 г.).
Основателем современного учения о биосфере является В.И. Вернадский, который показал, что все три оболочки планеты (атмосфера, гидросфера и
литосфера) связаны воедино и приобрели современный облик и состав, благодаря грандиозной преобразующей работе живых организмов.
Из анализа многочисленных характеристик биосферы можно выделить
два положения:
- в биосфере всюду и всегда есть вода в жидком состоянии;
- в биосферу постоянно проникает солнечная радиация, представляющая
собой единственный источник энергии.
Поток энергии в биосфере полностью соответствует законам термодинамики. Благодаря этой экзогенной энергии существует жизнь на Земле. Растения
представляют систему, в которой энергия солнечного света превращается в химическую энергию органических соединений. Все животные организмы живут
за счет этой запасаемой фотосинтезирующими организмами энергии.
Циклы синтеза и распада органических веществ в биосфере принято
называть биотическим круговоротом.
Фотосинтезирующие организмы (растения) за время своего существования на Земле выработали огромную массу органических веществ, часть которой
не участвует в круговороте и накапливается в осадочных породах и почвах. При
участии живых организмов атмосфера, океан и литосфера были полностью изменены как по структуре, так и по составу. Можно утверждать, что все атомы,
составляющие живое вещество, побывали неоднократно в различных организмах во время своих многочисленных системных круговоротов. Неслучайно поверхность Земли в настоящее время можно рассматривать как продукт непрерывного процесса «биологизации», в котором человек — последнее эволюционное звено.
Эволюция биологических видов — это живая ткань эволюции биосферы.
Появление в биосфере человека и развитие человеческой цивилизации создали
принципиально новую ситуацию в эволюции биосферы. В ней один вид —
Homo sapiens — стал доминирующим в биосфере.
Человек в экологическом аспекте принципиально отличается от всех других видов. Все виды организмов «вписываются» в экосистемы, являясь и оставаясь одним из трофических звеньев. Все виды остаются в рамках биологиче-
119
ских потребностей, а человек создает небиологические потребности, создает
искусственную среду.
Научно-техническая революция оказывается одновременно и «революцией» биосферы, где новой геологической силой стала научная мысль, согласно
В.И. Вернадскому, человек в своей деятельности оперирует в настоящее время
с силами и энергиями, соизмеримыми с силами природы.
Огромное влияние человека на природу и масштабные последствия его
деятельности послужили основой для создания учения о ноосфере. Термин
«ноосфера» (noos — разум) был введен в научный обиход Тейяром де Шарденом и В.И. Вернадским. Не рассматривая суть различий между представлениями этих исследователей о ноосфере, необходимо отметить, что и учение
В.И. Вернадского о ноосфере носит больше натуралистический характер, чем
создание модели ноосферы. Заслуга В.И. Вернадского заключается в том, что
он осознал масштабы и направленность биосферных изменений с развитием человечества. Он писал: «Под влиянием научной мысли и человеческого труда
биосфера переходит в новое состояние — в ноосферу. Человечество закономерным движением охватывает всю планету и выделяется, отходя от других
живых организмов, как новая геологическая сила».
В.И. Вернадский также писал о единстве человека и природы: «Человек
впервые реально понял, что он житель планеты и может — должен — мыслить
и действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи
или рода, государств или их союзов, но и в планетарном аспекте. Он, как и все
живое, может мыслить и действовать в планетарном аспекте только в области
жизни — в биосфере, с которой он неразрывно связан, и уйти из которой он не
может. Его существование есть ее функция».
Конечно, если воспринимать идеи Вернадского как идеи превращения
биосферы в ноосферу, то, несомненно, могут возникнуть определенные противоречия в понимании учения о ноосфере. В частности, известный американский
эколог Е. Одум называет учение о ноосфере опасной философией (E.P. Odum,
1959 г.). Б. Коммонер высказывает также критическое отношение к этому учению. Такие представления есть, они высказываются крупными учеными, и не
замечать этого не совсем разумно. Большинство ученых высказываются за преобразование биосферы в ноосферу. Так, М.М. Камшилов (1975 г.) даже заявляет: «За ноосферу надо сознательно бороться».
Скорее речь должна идти о другом. Мысль, будучи функцией человека
разумного, должна направляться на сохранение биосферы, с которой, как писал
сам В.И. Вернадский, неразрывно связан и уйти из которой он не может.
120
Отсюда мы можем прийти к важному выводу, что усилия разума должны
быть направлены на сохранение биосферы. Ни сегодня, ни в обозримом будущем принципиально невозможна замена биосферных механизмов поддержания
условий жизни для современных биологических видов новыми системами (техническими системами). Соответственно, идея о ноосфере должна восприниматься как идея единения разума с природой, как использование научной мысли для сохранения богатства живой природы и качества окружающей среды —
колыбели человеческой жизни.
Биосфера является саморегулирующейся системой, созданной живыми
организмами и окружающей средой, способной сохранять химический состав
окружающей среды и поддерживать благоприятный для жизни постоянный
климат.
Результат эволюционного формирования надорганизменных механизмов
поддержания биосферного гомеостаза. Человек не наделен самим эволюционным его происхождением какой-либо реальной возможностью управлять этими
механизмами. Скорее, задача науки состоит в том, чтобы познать эти механизмы, научиться поддерживать их, сделать все возможное, чтобы сохранить биосферу не просто как вместилище для всех живых существ, но и как условие для
жизни Homo sapiens.
По мнению Н.Н. Моисеева, неотделимость человечества от биосферы
позволяет рассматривать устремление к ноосфере через коэволюцию человеческого общества и биосферы. Коэволюция им рассматривается как развязка узла
противоречий между «стратегией природы» и «стратегией разума».
Однако реальность такова, что эволюция биосферы — это вероятностный
процесс. Современные процессы и темпы изменения биосферы таковы, что говорить о коэволюции биологии человека, обеспечивающей адаптацию к ним,
невозможно. Речь может идти только о глубоком изменении отношения общества к биосфере, подчинения общества экологическому императиву.
Выводы:
1. Биосфера — это высокий уровень объединения живых систем с окру-
жающей средой. Биосфера — это глобальная экологическая система.
2. Биотический круговорот веществ в природе обеспечивает целостность
биосферы.
3. Человек (Homo sapiens) — это единственный биологический вид, кото-
рому присущи надбиологические потребности.
4. Биосфера должна быть защищена от ее разрушения.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]