3. Эволюционная биология. Теория эволюции ч. Дарвина

Для живой природы развитие во времени - неотъемлемое и наиболее характерное свойство. В биологии эта концепция обрела функции платформы, на которой происходит синтез разнородного специализированного биологического знания. В итоге сформировалась достаточно самостоятельная область знаний - эволюционная биология.

Вам, конечно, хорошо известны основы дарвинизма из курса средней школы. Ч. Дарвин создал свою теорию будучи типичным натуралистом: его учение - плод пристальных наблюдений за живой природой в самых различных ее проявлениях. Весьма скромные в его времена знания о химическом составе организмов и процессах обмена веществ не имели для него сколько-нибудь существенного значения. Тем не менее одних только наблюдений и описаний оказалось достаточно, чтобы родилась главная идея, переросшая затем в целостную теорию - идея естественного отбора. Ч. Дарвину удалось выявить такие факты, которые при их обобщении, как оказалось, имеют универсальное значение. Идея развития (или эволюции), а также исторический метод были взяты на вооружение всем естествознанием.

Облик эволюционной биологии как науки сложился в результате объединения двух потоков знаний: самого эволюционного учения и знаний, полученных другими науками относительно эволюции и ее механизмов. Содержание эволюционной биологии постоянно расширяется. Новые научные достижения в молекулярной биологии, цитологии (науке о строении и функционировании живых клеток), палеонтологии способствуют этому. Ученые даже всерьез подумывают: а не пора ли провести новый эволюционный синтез полученных знаний. В его осуществлении многие биологи видят путь к оформлению самостоятельной дисциплины - теоретической биологии. Однако, ряд ученых считают, что уровень достигнутых знаний пока еще недостаточно высок для подобной революции в биологии.

4. Формы и уровни жизни

Все объекты живой и неживой природы по строению представляют собой системы, для которых характерно иерархическое соподчинение входящих в них элементов, т. е. структурных уровней организации. Самые элементарные из них относятся к области познания физики, - это электроны, протоны, другие элементарные частицы. Затем идут атомные уровни, молекулярные уровни, изучением которых занимаются как физика, так и химия. За молекулярным уровнем следует субмолекулярный, - уровень исследования работы макромолекул как единого целого; и так далее, вплоть до уровня организмов и сообществ из них. Каждый нижележащий уровень располагается как бы в оболочке вышележащего уровня и сохраняет его особенности. Действительно, молекулярный состав мембраны клетки будет отличаться, например, от молекулярного состава ядра клетки, а конкретный химический элемент будет всегда иметь свое, отличное от других строение электронных оболочек. Конкретизация знания об объекте предполагает суммирование знаний о его строении на всех уровнях знаний. А изучение каждого уровня организации живой материи должно иметь биологический смысл, т.е. должно быть направлено на изучение феномена жизни, а не просто структуры ее физико-химической организации.

Это задача невероятно сложная и не всегда выполнимая. Среди ученых есть откровенные противники структурирования и выделения уровней познания при изучении биологических объектов. Они считают жизнь уникальным явлением, не подлежащим сухому анализу и рассматривают проявления жизни во всем ее многообразии. Безусловно, эта идея очень привлекательная, но трудно не согласиться с тем фактом, что биологические явления сами по себе - явления достаточно сложные для изучения и понимания, сложные по своей органической структуре и по своим функциональным проявлениям. Поэтому ясно, что без деления такой сложной системы на отдельные части, которые был бы в силах охватить мозг исследователя просто не обойтись. Деление же на части или уровни исследования происходит в соответствии с реальными структурными уровнями живого объекта.

Проблема различной степени упорядоченности и организованности живой материи возникла у натуралистов еще в XVIII - XIX в. Первым толчком к ее проявлению послужило провозглашение в 1830-e годы клеточной теории. А в 1846 г. М. Шлейден - один из основателей этой теории – сформулировал положение о существовании живых тел "различного порядка организован­ности". Незадолго до этого Э. Геккель выдвинул гипотезу, согласно которой протоплазма клетки не однородна, а состоит из каких-то надмолекулярных частиц, названных им пластидулами. С одной стороны утверждалась идея дискретности, т. е. делимости целого на структуры более низкой организации, а с другой - этим структурам приписывалась постоянная и самостоятельная функция.

В первой половине XIX в. в биологии появляется история теории систем. Одна из первых ее страниц была посвящена редукционизму, представляющему собой механистический материализм. Согласно ему все высшее сводится к низшему: процессы жизнедеятельности - к совокупности их физико-химических реакций. Качественное своеобразие

живого отрицалось. Противников "редукционистов" в то время называли виталистами. "Виталисты" утверждали, что органическое целое невозможно свести к простой сумме его частей и оно управляется божественной силой. Несколько в стороне находились взгляды экспериментирующих биологов, придерживавшихся физиологического детерминизма. Так К, Бернар, полагал, что все структуры и процессы в многоклеточном организме определяются внутренними причинами организма, поиском которых необходимо заниматься ученым.

В 1920 годы американские философы Г. Браун и Р. Селларс разработали новое понятие: структурные уровни. Согласно их теории, эти уровни различаются не только классами сложности, но и закономерностями их функционирования. Они выдвинули идею иерархической соподчиненноcти уровней, вхождение каждого последующего уровня в предыдущий с образованием единого целого, в котором низкий уровень "виден" в самом высшем. Так родилась концепция многоуровневой иерархической "матрешки".

Данная концепция - это не теория жизни. Но она является эффективным инструментом для получения комплексного, интегрирующего знания, которое может служить базой для возведения теоретической биологии.

Приведем схему классификации структурных уровней организации материи в порядке возрастания сложности:

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕЧАСТИЦЫ → АТОМЫ → МОЛЕКУЛЫ →

МАКРОМОЛЕКУЛЫ → КОМПЛЕКСЫ МАКРОМОЛЕКУЛ →

ОРГАНЕЛЛЫ КЛЕТОК → КЛЕТКИ → ОРГАНЫ И ТКАНИ →

МНОГОКЛЕТОЧНЫЕ ОРГАНИЗМЫ → СТАДО → РОД → ПЛЕМЯ