Введение

Человек всегда стремился познать окружающий его мир и определить то место, которое он в нем занимает? Как возникли современные животные и растения? Что привело к их поразительному разнообразию? Каковы причины исчезновения фауны и флоры далеких от нас времен? Каковы дальнейшие пути развития жизни на Земле? Вот лишь несколько вопросов из того огромного количества загадок, решение которых всегда волновало человечество и на которые пытается ответить биология. Ее название возникло из сочетания двух греческих слов вios – (жизнь), logos – (слово, учение). Термин биология был впервые предложен в 1802 г. Ж.Б. Ламарком.

Биология – это наука о живом, его строении, формах активности, сообществах живых организмов, их распространении и развитии, связях друг с другом и с неживой природой.

Важнейшим инструментом познания мира служит категория «живого», являющаяся ключевой, исходной для всей системы биологических наук.

Первое классическое определение жизни было дано Ф. Энгельсом: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка».

Современному состоянию исследований в области молекулярной биологии соответствует определение явления жизни, данное М.В. Волькенштейном: «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот».

В самом общем виде жизнь можно определить как активное, идущее с затратой полученной извне энергии поддержание и самовоспроизведение специфической структуры.

Одним из сложнейших вопросов биологии является объяснение потрясающего разнообразия живого вещества по сравнению с неживым, а также того факта, что живое обладает свойством прогресса. Объяснение причин многообразия живого и прогресса живого является ключевой методологической задачей биологии.

Первые живые существа появились на нашей планете около 3 млрд. лет назад. От ранее существующих форм произошли современные организмы: более 1,5 млн. видов животных, 500 тыс. видов растений, значительное количество разнообразных грибов, а также множество прокариотических клеток, населяющих нашу планету. Ученые постоянно обнаруживают и описывают новые виды как существующие в современных условиях, так и вымершие в минувшие географические эпохи, число неописанных видов растений, животных и иных живых организмов оценивается по меньшей мере в 1 млн.

Живые организмы резко отличаются от объектов физики и химии – неживых систем – своей исключительной сложностью и высокой структурной и функциональной упорядоченностью. Эти отличия придают жизни качественно новые свойства. Живое представляет собой особую ступень развития материи.

Возникновение жизни и функционирование живых организмов обусловлены естественными законами. Познание этих законов позволяет составить современную научную картину мира и поможет сформировать научное мировоззрение. В этом заключается основная цель современного естествознания, где изучение живой материи занимает особое положение. Раскрытие общих свойств живых организмов, объяснение причин их многообразия, выявление связей между строением и условиями окружающей среды относятся к основным задачам биологии.

Важное место в этой науке занимают вопросы возникновения и законы развития жизни на Земле – эволюционное учение. Для живой природы постоянное развитие – наиболее важное и характерное свойство. В этой связи концепция развития в биологии представляет фундамент, на котором построена эволюционная биология. В настоящее время все эволюционные направления, так или иначе, базируются на последних достижениях смежных отраслей биологии и естествознания. Происходит, таким образом, своеобразный эволюционный синтез, приводящий к взаимному обогащению эволюционных теорий для микро -, макро – и мегаобъектов, которые представляют характерную особенность современного естествознания, заключающуюся в общем и в то же время едином подходе в многостороннем изучении единой природы в различных ее проявлениях. На протяжении всей истории развития биологии физические и химические методы были важнейшим инструментом исследования биологических явлений и процессов живой природы. Важность внедрения таких методов в биологию подтверждают экспериментальные результаты, полученные с помощью современных методов исследования, зародившихся в смежных отраслях – физике и химии. В этой связи в 1970 – х годах в науке появился новый термин «физико-химическая биология». Появление этого термина свидетельствует не только о синтезе физических, химических и биологических знаний, но и о качественно новом уровне развития естествознания, в котором происходит непременно взаимное обеспечение отдельных его отраслей. Физико – химическая биология содействует сближению биологии с точными науками – физикой и химией, а также становлению естествознания как единой науки о природе, в то же время изучение структуры, функций и репродукции фундаментальных молекулярных структур живой материи не лишает биологию ее индивидуальности, так как молекулярные структуры наделены биологическими функциями и обладают вполне определенной спецификой.

В данном учебном пособии рассматриваются особенности биологического уровня организации материи, принципы воспроизводства живых систем, происхождение жизни, эволюция живых систем, генетика и эволюция учение, закономерности самоорганизации, принципы универсального эволюционизма, многообразие живых организмов на Земле как основа организации и устойчивости биосферы, концепция биосферы и экология. Актуальной задачей современности является налаживание взаимоотношений между человеком и природой, принцип гармонизации системы «человек - биосфера», поэтому экология относится к быстроразвивающимся отраслям естествознания. Незнание или игнорирование законов природы приводит к тяжелым последствиям, как для окружающего мира, так и для человека. Исключительная способность живой природы к восстановлению создала иллюзию ее неуязвимости к разрушительным воздействиям человека, безграничности ее ресурсов. Вся хозяйственная деятельность человека сейчас должна строиться с учетом принципов организации биосферы.