KCE_L_06
.pdfной лженаукой». Советская |
власть |
поддержала |
Лысенко, в |
|||
результате |
Н.И. Вавилов |
и |
многие |
другие генетики |
были |
|
|
|
|
|
репрессированы. |
Ныне |
|
трагедия |
отечественной генетики |
состоит в том, что |
был уничтожен |
не только сам Н.И. Вавилов, но и его школа. Однако благодаря усилиям
энтузи- |
астов – оставшихся в живых нескольких учеников Н.И. Вавилова - |
||||||||||||||
сохранилась его уникальная коллекция, пережившая |
репрессии генетиков, |
||||||||||||||
блокаду Ленинграда, последующие гонения. Многие |
|
виды |
злаков |
уже |
|||||||||||
исчезли с лица Земли (см. далее раздел |
«Экология» ) и сохранились только в |
||||||||||||||
коллекции Н.И. Вавилова, и это - |
лучший памятник |
|
репрессированному |
||||||||||||
ученому. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольныевопросы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
В чем главное различие эволюционных концепций |
Ж.Б Ламарка |
и |
|||||||||||||
Ч. Дарвина ? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Что такое мутация ? Кто автор хромосомной |
|
|
|
|
|
||||||||||
теории |
и |
в чем |
ее суть? Литература: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
5,8,9, 21,22, 23, 24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ЛЕКЦИЯ 14. |
ГИПОТЕЗЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОЙ |
ЖИЗНИ |
|||||||||||||
|
|
НА ЗЕМЛЕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Вопрос о происхождении жизни на Земле интересовал ученых |
с древ- |
||||||||||||||
них времен. |
Так, |
Аристотель считал, что живые |
|
организмы |
могут |
||||||||||
спонтанно (самопроизвольно) |
возникать |
из |
неживого |
материала ( |
|||||||||||
черви – |
из почвы, мухи |
- из |
гнилогомяса). |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Опроверг точку зрения |
Аристотеля итальянский врач |
и естествоис- |
|||||||||||||
пытатель Ф. Реди, в ХУП веке провозгласив |
принцип «живое – |
||||||||||||||
только из живого» (опыты |
Реди). Окончательное доказательство правоты |
||||||||||||||
Ф.Реди |
принадлежит |
Л. |
Пастеру |
(золотая |
медаль |
Французской |
|||||||||
Академии наук, описание колбы |
Пастера). Заслуга |
Ф.Реди |
состоит |
||||||||||||
еще и в том, что |
он поколебал |
незыблемые, |
|
казалось, |
основы |
||||||||||
креационизма |
- |
концепции божественного создания жизни, |
которой |
||||||||||||
придерживалось |
большинство философов |
и естествоиспытателей того |
|||||||||||||
времени. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В пользу третьей концепции - |
стационарного состояния – высказы- |
||||||||||||||
ваются |
противники |
эволюции |
(таковые |
имеются и |
в настоящее |
время): жизнь существовала всегда, у нее не было начала, поэтому нечего и обсуждать. Однако концепция биологической эволюции достаточно серьезно аргументирована, и отрицать ее нелогично (см. Лекцию 13)
5 1
Четвертая концепция – панспермия – это идея внеземного, косми-
ческого |
происхождения жизни. Ее автор – шведский химик С. Аррениус, |
|
ее |
поддерживал и наш |
выдающийся соотечественник, |
основоположник геохимии и автор учения о биосфере В.И. Вернадский,
принадлежавший к русским космистам. |
Аргументами |
в пользу этой |
||
концепции |
являются обнаруженные в |
космических |
объектах |
- |
метеоритах – |
органические соединения, |
которые могли сыграть |
роль |
«предшественников живого», а также найденные на глубинах до 3000 м в литосфере и на высотах до 25 км в стратосфере живые споры (об этих клетках см. в Лекции 12). Правда, остается открытым вопрос о том, откуда споры появились в Космосе. Далее сторонники этой концепции вступают уже в область фантастики : существуют целые Галактики, в
которых планетные системы |
генерируют эти |
«семена |
жизни», и они |
||||||
затем |
разносятся |
по Вселенной; там, где они попадают в благоприятные |
|||||||
условия, начинает развиваться жизнь. |
|
|
|
|
|
||||
Наконец, пятая |
концепция - биохимическая : органическая жизнь зароди- |
||||||||
лась |
на |
Земле |
случайно, |
однократно, |
3,5 |
мрд |
лет |
назад |
из |
неорганического материала. |
В лекции 10 |
«Науки о Земле» |
уже было |
||||||
сказано |
о блестящем опыте С. Миллера |
и Г. Юри, которые, пропустив |
через смесь газов, соответствующую составу атмосферы первозданной Земли, получили аминокислоты. Это говорит о том, что такой путь возникновения органических соединений был возможен. В связи с этим возникает следующий вопрос : как был подобран существующий в настоящее время набор из 20 аминокислот ? Возможно, существовали и другие генетические коды, определяющие другие наборы аминокислот, но соответствующие им
эволюционные |
линии оборвались, не выдержав конкуренции с |
другими |
|
линиями, которым удалосьвыжить… |
|
||
|
Биохимическую гипотезу выдвинули независимо русский биохимик |
||
А.И. |
Опарин |
в 1924 г. и английский ученый Дж. Холдейн в |
|
1929 |
г. Основным химическим элементом, лежащим в основе |
состава |
всех живых организмов, является углерод. Оба автора предложили более
или менее вероятные механизмы, с помощью которых |
из углерода, |
||
кислорода, |
водорода и азота могли |
синтезироваться |
почти все |
мономеры, |
необходимые живой клетке. |
Напомним, что |
в атмосфере |
первозданной Земли не было свободного кислорода, и возникшие органические вещества могли накопиться в достаточных количествах в первобытном океане. Идеи Опарина и Холдейна не были поддержаны
большинством ученых |
того времени, |
считавших, что Л.Пастер раз |
и навсегда доказал |
невозможность |
самопроизвольного зарождения |
живого из неживого. Однако доказательство Пастера касается
современныхусловий с окислительнойобстанов-
5 2
кой, а в биохимической концепции речь идет |
об условиях первозданной |
|
Земли |
с восстановительной обстановкой. |
В настоящее время |
биохими- |
ческая концепция А.И. Опарина |
и Г. Холдейна является |
общепринятой. |
В |
соответствии с этой |
гипотезой, процесс |
возникновения |
жизни |
можно разделить на пять этапов : |
Образование планеты(примерно4,5 млрд. лет назад) сгазовойоболочкой, в которойбыло сырье для возникновенияорганических соединений.
Синтез органических соединений (аминокислот, сахаров, органи-
ческих оснований, жиров) из неорганического сырья.
Полимеризация образовавшихсямономеров сполучениембелковых
и полинуклеотидных цепей в водной среде. |
|
|
|
Накопление |
органических биополимеров |
в Мировом океане |
|
и образование |
«коацерватных |
капель» |
с собственной |
индивидуальностью, отделенных от водной среды оболочкой из жироподобных веществ.
5. Возникновение репродуктивного аппарата, т.е. способности к раз-
множению. Появление жизни на Земле - это возникновение нуклеиновых кислот, именно здесь лежит граница неживого и живого.
Первые примитивные клетки были безъядерными (пробионты) и питались имеющимися в «первозданном бульоне» органическими веществами или своими собратьями, т.е. были гетеротрофами. Далее живые организмы, ставшие предками растений, «научились» улавливать солнечную энергию и запасать ее в химических связях органических веществ,
т.е. стали автотрофами. Таким |
образом, |
уже |
через миллиард лет |
после образования планеты, в |
архее, на |
ней |
появились живые |
организмы, способные к самовоспроизведению. В протерозое появляются клетки, имеющие оформленное ядро (эукариоты). Первые ядерные организмы были одноклеточными (простейшими). Далее появились многоклеточные. В течение архея и протерозоя жизнь развивалась в водной среде, и только в палеозойскую эру вышла на сушу. Весьма
существенно отметить, что эволюция не только творила |
новые, более |
|
приспособленные и сложные формы жизни, но сохраняла |
и некоторые |
|
старые, т.е. шла |
путем создания разнообразия живых организмов |
|
(породив млекопитающих и цветковые растения, она |
сохранила |
|
бактерии и сине-зеленые водоросли, т.е. прокариотов). |
|
|
Контрольныевопросы: |
|
|
В чем суть концепции панспермия и кто ее автор ? |
|
|
Кто выдвинул |
биохимическую гипотезу происхождения жизни ? |
|
|
5 3 |
|
Когда и где зародилась жизнь на Земле ?
Литература:
5, 8, 9, |
21 |
|
ЛЕКЦИЯ 15. |
ПРОИСХОЖДЕНИЕ И |
ЭВОЛЮЦИЯ ЧЕЛОВ |
|
Е КА. ГЕЛИОБИОЛОГИЯ. |
ЭТНОЛОГИЯ. ПСИХИКА, |
|
МОЗГ, СОЗНАНИЕ |
|
Проблема происхождения человека волновала его еще с древнейших времен. Откуда мы все взялись ? Этот вопрос ставили и философы, и естествоиспытатели. Раздел биологии, изучающий человека, называют антропологией, апроисхождениеиэволюцию человека - антропогенезом.
Как и в проблеме происхождения Вселенной и возникновения жизни, существует креационистское представление о божественном сотворении человека. Оставим эту концепцию для обсуждения богословам. Отметим, однако, что в некоторых первобытных племенах были сильны, да и сейчас встречаются представления о том, что их предками являлись некоторые животные и даже растения (здесь лежат истоки представлений ототемах).
Второй, довольно распространенной с недавних времен гипотезой является космическая: людей доставили на Землю представители внеземных цивилизаций (ажиотаж с НЛО, некоторые более серьезные и научно обоснованные аргументы, связанные с наскальными рисунками доисторических людей, неразгаданные до сей поры тайны строительства монументальных сооружений во времена ранних цивилизаций). Эта гипотеза пока никем не опровергнута, а потому имеет право на существование.
Общепринятой |
же в современной науке является основанная |
|||
на труде |
Ч. Дарвина |
«Происхождение человека |
и половой |
отбор» |
гипотеза о животном происхождении человека: |
человек и приматы |
|||
имеют общего предка. |
|
|
|
|
Прародиной человека считают Южную Африку, где были найдены |
||||
останки |
приматов, |
названных парапитеками |
(латинский |
корень |
питек означает «обезьяна»). Эти останки датируют примерно 4-5 млн. лет. Именно в этом регионе находятся мощные залежи урана и зафиксирован
повышенный радиационный |
фон, который |
мог |
обусловить |
|
мутации |
этих приматов. Таким образом, высокий |
радиационный фон |
||
мог стать |
одним из первыхфакторов антропогенеза. |
|
|
|
Потомки парапитеков дали |
несколькоэволюционных ветвей(точнее |
– пять ) : сначала ониразделились на дриопитеков (древесных обезьян) и
5 4
проплиопитеков, от |
последних |
произошли современные гиббоны |
|||
и орангутаны, а |
дриопитеки |
эволюционировали |
в |
современных |
|
шимпанзе и горилл, |
а также |
дали |
исчезнувший |
ныне вид |
|
«австралопитеков» |
|
|
|
|
|
(букв. с лат.- южная обезьяна), от которого, как предполагают, и произошел современныйчеловек. Останки австралопитеков датируют примерно 3 млн. лет. Предполагают, что именно в это время под влиянием похолодания джунгли начали отступать, появилась африканская лесостепь – саванна, и австралопитеки оказались на открытых пространствах. Это вынудило их в целях выживания встать на задние конечности: так лучше просматривались окрестности и легче было заметить опасность. Вторым фактором
антропогенеза стало прямохождение. |
|
|
|
||
Встав |
на задние конечности, предки |
человека |
освободили |
||
передние и |
ими начали изготавливать орудия труда (и , конечно, защиты). |
||||
В середине ХХ века в Восточной Африке |
были найдены останки |
||||
«человека умелого» (возраст |
останков 2 млн. лет), |
рядом с которыми |
|||
обнаружили |
орудия труда из |
расколотой речной |
гальки. |
Труд стал |
третьим фактором антропогенеза. В четвертичном периоде кайнозойской
эры разошлись эволюционные линии |
человека и приматов |
(шимпанзе). |
Однако все уже названные факторы антропогенеза не дали бы этим |
||
довольно слабым от природы |
растительноядным |
существам |
возможности выживания, если бы в процессе трудовой деятельности они не начали развивать свой головной мозг и вести общественный образ
жизни. Объем головного мозга |
австралопитека – около 550 |
куб.см, |
||||||||||
а |
на |
последней ступени |
антропогенеза |
(кроманьонец) |
он уже |
|||||||
составлял |
1600 куб.см. Развитие головного |
мозга |
( и не только его |
|||||||||
объема, но и площади поверхности за счет появления извилин) |
- один |
|||||||||||
из |
главных факторов |
выживания и эволюции человека. |
|
|
||||||||
|
Найденные |
в конце Х1Х |
века |
|
французским |
антропологом |
||||||
Дюбуа на острове Ява останки |
назвали |
питекантропом ( |
букв. – |
|||||||||
обезьяночеловек). |
Существование |
этого |
промежуточного |
звена |
||||||||
эволюции |
человека предсказал |
еще |
в 60-тых |
годах Х1Х века |
||||||||
основоположник |
экологии Э. |
Геккель. |
Эти |
существа |
использовали |
ножи, скребки, ручные рубила. Останки датировали примерно 500 тыс. лет, объем мозга составлял около 900 куб. см. В 20-тых годах ХХ века выдающийся французский антрополог
Т. де Шарден нашел в окрестностях Пекина аналогичные питекантропу останки, назвав это существо синантропом (китайский
человек). Открытие |
питекантропа и |
синантропа (древнейшие люди) |
говорило о том, что |
примерно 0,5 |
млн. лет назад человек покинул |
африканский континент и начал расселяться по планете.
5 5
Еще раньше, при жизни Ч. Дарвина в долине реки Неандерталь в Германии были обнаружены останки существа, жившего 150 – 40 тыс. лет
назад. Этот |
человек был |
назван |
неандертальцем (древние |
люди), |
||
имел довольно большой объем мозга, |
но покатый лоб, надбровные |
|||||
дуги, низкую |
черепную коробку; |
он охотился на мамонтов, т.е. начал |
||||
употреблять |
мясную пищу ( есть |
даже гипотеза о том, |
что |
|||
неандертальцы |
истребили |
мамонтов), |
жил в пещерах, научился |
пользоваться огнем, но еще не умел его добывать. Неандертальцы
впервые начали хоронить тела своих умерших сородичей. |
|
|
Десять лет спустя |
после открытия неандертальцев |
в пещере |
КроМаньон во Франции |
были найдены останки существ, |
близких по |
облику и объему черепа ( около 1600 куб.см) к современному человеку. Кроманьонцы умели добывать огонь, строить жилища, строение их гортани говорило о том, что они владели членораздельной речью. Жили онипримерно 40 – 15 тыс. лет назад, одевались в шкуры убитых животных (это говорит о
том, что они окончательно утратили волосяной покров). Кроманьонец -
это уже |
«человек разумный». Некоторые антропологи считают, что |
||||
на кроманьонце кончилась |
биологическая |
эволюция |
человека |
и |
|
началась |
его социальная эволюция, после |
кроманьонца |
человек |
не |
изменился генетически ( хотя процесс эволюции вряд ли может
закончится). Дело в том, |
что 40 |
тыс. лет |
для |
эволюции – |
очень |
||||||||
небольшой |
временной |
интервал, |
который вряд |
ли |
даст |
возможность |
|||||||
наблюдать |
впрямую |
эволюционные |
изменения. Примерно в эпоху |
||||||||||
кроманьонцев |
начали |
|
складываться |
расо- |
вые |
различия, |
у |
||||||
изолированных |
групп |
людей |
появились |
|
особые |
призна- |
ки, |
||||||
обусловленные жизненными условиями. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Итак, |
родословная |
человека |
|
выстраивается |
следующим |
||||||||
образом: |
австралопитек |
|
(«человек |
умелый»), |
древнейшие |
люди |
|||||||
(питекантроп, синантроп), |
древние |
люди (неандертальцы), человек |
|||||||||||
разумный (кроманьонцы). Впрочем, |
существует и другая гипотеза о |
том, что неандертальцы не были предками человека, что это была тупиковая ветвь эволюции и их уничтожили кроманьонцы.
Русские космисты. Гелиобиология. Этнология |
|
|
К русским |
космистам относят трех ученых |
первой половины |
ХХ века : К.Э. |
Циолковского, В.И Вернадского и А.Л.Чижевского. |
|
К.Э.Циолковский хорошо известен как автор идеи |
ракетного двигателя |
для преодоления земной гравитации. О В.И. Вернадском и его учении о
биосфере будет сказано |
далее. |
А.Л.Чижевский - основоположник гелиобиологии, науки о влиянии |
|
солнечной активности |
на живые организмы, в частности, на человека |
и |
|
|
5 6 |
его поведение. Очевидно, что человек, будучи биологическим, т.е. принадлежащим природе существом, как и все живые организмы, испытывает влияние солнечной радиации. У большинства растений при удлинении светового дня начинается период цветения, у животных - брачный период. На физиологию человека также влияет и продолжительность светового дня, и магнитные бури на Солнце. В наши
дни повседневными стали |
метеосводки |
о геомагнитной обстановке, о |
||||||||||||||
ней |
предупреждают |
и |
водите- |
лей |
автотранспорта, и |
людей с |
||||||||||
больным сердцем |
и сосудами. Ночеловек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
– биосоциальное |
существо, |
т.е. принадлежит не только |
природе, |
но |
||||||||||||
и обществу, |
социуму. |
А.Л. Чижевский |
отметил на |
временной оси |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
годы |
|
повышенной |
|||
солнечной |
активности (строго один раз |
в 11 лет, т.е. 9 раз в столетие) |
||||||||||||||
за |
продолжительный период |
времени, |
а |
затем |
сопоставил |
с |
||||||||||
полученной |
шкалой |
|
известные |
|
из |
|
истории |
человечества |
||||||||
социальные катаклизмы: |
войны, бунты, революции. Оказалось, что |
в |
||||||||||||||
80% |
случаев |
эти |
социальные |
потрясения |
происходили |
в |
год |
|||||||||
повышенной солнечной активности! |
Судьба ученого |
была трагичной |
||||||||||||||
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
период сталинского |
||||
террора |
он |
был |
репрессирован |
и |
долгие |
годы |
провел |
в |
||||||||
заключении. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Был репрессирован и другой русский ученый, |
идейный продолжа- |
||||||||||||||
тель А.Л.Чижевского, |
Л. Н. Гумилев, основатель этнологии - естествен- |
|||||||||||||||
нонаучной дисциплины |
о зарождении |
и развитии человеческих этносов. |
||||||||||||||
Этнос, по Гумилеву - это |
объединение людей по генетическому, т.е. наци- |
|||||||||||||||
ональному признаку. Л.Н.Гумилев |
объясняет социальное |
развитие с по- |
||||||||||||||
мощью солнечной энергии |
по следующему механизму. При повышении |
|||||||||||||||
солнечной активности |
защитные свойства |
ионосферы |
снижаются, |
|||||||||||||
и жесткая |
(коротковолновая) |
солнечная |
радиация |
достигает |
земной |
поверхности, что вызывает мутации. Это приводит к так называемому
пассионарному толчку, появляются |
пассионарии |
- вожди, |
||
сплачивающие и организующие этнос, своеобразные |
«центры |
|||
кристаллизации» (если использовать аналогию |
с фазовым переходом |
|||
воды в лед). Этногенез, по Л.Н.Гумилеву, включает |
следующие фазы : |
1) |
||
подъем (основной лозунг - интересы этноса превыше личностных) ; |
2) |
перегрев, |
надлом (в синэргетике – точка бифуркации) |
- этнос на |
|
вершине |
своего |
могущества ; |
|
3) переход |
в нормальное состояние – инерционная фаза |
||
(расцвет индивидуальностей, а значит науки, искусства, культуры в |
|||
целом); |
|
|
|
4) фаза равновесия (гомеостаз), начинается постепенный упадок. От |
|||
зарождения до полного разрушения проходит примерно 1200 |
лет. После- |
дние стадии – |
мемориальная (остается только память о достигнутых успе- |
|||
хах) |
– |
и |
реликтовая |
(память исчезает). Этнологическую |
концепцию Гумилева следует |
воспринимать скорее как гипотезу, чем |
|||
как |
теорию. |
|
|
|
|
|
|
|
5 7 |
Это |
касается и |
всех |
изложенных |
|
концепций |
происхождения |
||||||||
человека: они довольно слабо |
экспериментально |
аргументированы |
и |
|||||||||||
ничего |
не предсказывают. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Психика, мозг, сознание. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Основоположник |
психоанализа |
чешский |
ученый |
З.Фрейд |
||||||||||
изучал |
соотношение сознательного |
и бессознательного |
в |
поведении |
||||||||||
человека |
и |
утверждал, |
что |
в |
основе |
его |
психической |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
деятельности |
|
лежат |
||||
инстинкты |
(безусловные рефлексы), главным |
из |
которых |
является |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
половое |
|
|
влечение. |
|||
Последователь |
Фрейда |
К. |
Юнг |
ввел |
|
понятие |
коллективного |
|||||||
бессознательного |
начала, |
памяти |
|
поколений, |
идущей |
от |
||||||||
первобытного состояния. Сознание, |
по |
|
Юнгу, |
развилось |
из |
|||||||||
эмоций, оно |
как |
луч прожектора - |
все, |
что |
он не освещает, уходит |
|||||||||
в бессознательное. Сознание породило |
|
разум |
как |
закономерный |
||||||||||
этап |
эволюции. |
Психоанализ близок |
к |
естествознанию, |
поскольку |
|||||||||
основан на |
природных, |
рефлекторных, а |
не культурных |
началах. |
|
|||||||||
Человек - биосоциальное существо, |
он |
одновременно |
||||||||||||
принадлежит |
и |
природе, |
и обществу. |
Как биологическое существо |
человек отличается от других живых организмов высокоразвитым
головным |
мозгом, |
являющимся |
самым |
|
сложным |
природным |
|||||||
объектом. Задача |
изучения головного мозга |
- |
понять |
|
механизмы |
||||||||
поведения |
человека |
с целью лучшего |
использования |
умственных |
|||||||||
способностей |
и достижения |
психологического комфорта. Еще в Х1Х |
|||||||||||
веке выдающийся |
русский физиолог И. М.Сеченов установил, |
что |
|||||||||||
психические |
явления |
неразрывно |
связаны |
с |
нервными |
процессами в |
|||||||
организме. Работы И.П. Павлова об условных рефлексах |
позволили |
||||||||||||
изучать сознание и |
память. |
Позже было |
установ- |
лено, |
что нервные |
||||||||
импульсы - |
это слабые |
электрические токи, |
создающие биополе. В |
||||||||||
настоящее время |
существуют технические возможности, |
позволяющие |
|||||||||||
экспериментально изучать |
отделы |
головного |
мозга, ответственные |
||||||||||
за память, решение |
задач, |
распознавание |
образов |
и т. |
п. |
Появились |
|||||||
идеи наложения на биополе внешних слабых электромагнитных |
полей |
||||||||||||
и перспективы коррекции поведения. Однако здесь |
возникают серьезные |
этические проблемы, которые следует решить перед широким внедрением этих идей в жизнь. Нейрофизиологами была установ-
лена асимметрия |
в |
функционировании |
головного |
мозга, т.е. |
||||
различие левого |
и правого |
его |
полушарий при |
полной идентичности |
||||
анатомии. Но многое |
в |
работе |
головного |
мозга |
человека |
|||
|
|
|
|
|
|
|
остается |
неясным, |
и дальнейшее |
его |
изучение |
может |
принести удивительные |
||||
результаты. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 8 |
|
|
|
|
Контрольныевопросы: |
|
|
|
||
Кто такие |
неандерталец |
и кроманьонец ? Что такое |
|||
гелиобиология |
и кто ее |
основоположник ? Что изучает |
|||
этнология и |
кто внес большой вклад |
в эту науку? |
|||
Литература: |
|
|
|
|
|
2, 5, 8, 21, 22 |
|
|
|
|
|
ЛЕКЦИЯ 16. |
УЧЕНИЕ В.И.ВЕРНАДСКОГО |
О БИОСФЕРЕ. НООСФЕРА |
|||
В буквальном |
смысле |
термин «биосфера» |
означает «сферу |
||
жизни» и в таком смысле он был впервые введен |
австрийским ученым |
Э.Зюссом в конце Х1Х века. Первоначально под этим названием подразумевалась только совокупность всех живых организмов, обитающих на Земле. Но постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном воздействии живых систем на окружающую их среду все настойчивее проникала в сознание ученых.
Стройное, целостное учение о биосфере было дано русским ученым, основоположником геохимии, учеником В.В.Докучаева, В. И. Вернадс-
ким. Центральным понятием |
в |
этом |
учении |
является |
понятие о |
|||||||
живом веществе, которое определяется как совокупность |
|
всех |
живых |
|||||||||
организмов Земли. Тогда биосферу можно определить |
|
как |
сферу |
|||||||||
единства живого |
и неживого, т.е. как живое вещество Земли |
вместе со |
||||||||||
средой обитания, |
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«косным веществом», как |
называл |
эту среду |
В. И. |
Вернадский. |
||||||||
Такое толкование |
определило и |
его взгляд |
на проблему происхождения |
|||||||||
жизни на Земле. |
Будучи |
космистом, |
Вернадский |
считал, что жизнь |
||||||||
зародилась вместе с планетой, |
поскольку |
|
нет |
убедительных |
||||||||
доказательств того, что Земля |
|
когда – |
либо |
была |
безжизненной. |
|||||||
Иными словами, |
биосфера |
|
су- |
ществовала |
на |
Земле |
всегда. Это |
|||||
расходится с точкой зрения |
А. И. Опарина, о которой было сказано в |
|||||||||||
Лекции 14. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Биосферу В. И. Вернадский определял также как одну из геологических |
||||||||||||
оболочек Земли, структура и энергетика которой формируется |
в результате |
|||||||||||
совокупной деятельности |
живых |
организмов. Еще |
одно |
определение |
биосферы - это совокупность экосистем Земли (о понятии и свойствах экосистем см. Лекцию 17.) Биосфера простирается на все геосферные оболочки Земли: она занимает всю гидросферу, часть литосферы (до глубин примерно 10 км) и часть атмосферы (всю тропосферу и часть стратосферы до высот более 30 км над поверхностью Земли). Ранее уже было сказано, что самыми много-
численными и древними организмами Земли являются бактерии, именно их споры и былиобнаружены на больших глубинах ивысотах.
5 9
|
В Лекции 13 уже отмечалось, что эволюция шла не только путем унич- |
||||||
тожения нежизнеспособных видов, но и путем сохранения |
старых, наибо- |
||||||
лее |
приспособляемых |
к изменяющимся |
условиям |
существования. |
|||
Так |
постепенно складывалось нынешнее |
многообразие |
живых |
||||
организмов |
- основа |
устойчивости |
биосферы. Сейчас |
на Земле |
|||
обитает около |
1 млн. видов животных и более 260 тыс. видов растений, |
причем более 75% видов животных - это членистоногие (в основном
насекомые). Таким образом, по разнообразию |
|
видов |
животные |
почти |
|||||||||||||||||||||
в 4 |
раза |
обгоняют |
растения. Однако |
биомасса |
растений |
суши |
|||||||||||||||||||
составляет 97% , а |
животных и микроорганизмов |
- |
всего 3% |
всей |
|||||||||||||||||||||
биомассы планеты. Известно, что |
Мировой океан занимает |
около 75% |
|||||||||||||||||||||||
поверхности |
Земли, |
|
однако |
биомасса |
|
живых |
организмов |
суши |
|||||||||||||||||
примерно |
в |
1000 |
раз |
|
превышает |
|
биомассу |
обитателей |
Мирового |
||||||||||||||||
океана, |
которые |
живут в |
основном |
|
в |
поверхностном |
слое воды |
||||||||||||||||||
толщиной |
|
100 м. |
|
Вместе |
с тем, |
|
биологическая |
продуктивность |
|||||||||||||||||
суши |
и |
океана |
примерно одинакова, |
|
что |
объясняется |
быстрым |
||||||||||||||||||
обновлением |
живых организмов в океане |
по сравнению с сушей. |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
Одной из главных идей В. И. Вернадского |
в учении о биосфере |
была |
||||||||||||||||||||||
мысль |
о |
взаимосвязи |
|
живых |
организмов |
с |
неживой средой |
||||||||||||||||||
обитания. |
Эта |
взаимосвязь |
осуществляется |
|
путем |
|
круговоротов |
||||||||||||||||||
основных биоген- |
ных |
химических элементов - |
углерода, |
водорода, |
|||||||||||||||||||||
азота |
и кислорода, реализующихся |
в пищевых (трофических) |
цепях. |
||||||||||||||||||||||
Растения |
Земли |
- |
|
это |
единственные |
|
|
живые |
|
|
организмы, |
||||||||||||||
синтезирующие из неорганического материала |
(углекислый газ и вода) |
||||||||||||||||||||||||
органические вещества |
|
(клетчатку |
и крахмал). |
Побочным продуктом |
|||||||||||||||||||||
этой реакции, называемой фотосинтезом, поскольку она |
осуществляется |
||||||||||||||||||||||||
только |
на свету, |
является |
молекулярный кислород (о фотосинтезе |
см. |
|||||||||||||||||||||
в Лекции 12). |
Растения |
берут из биосферы все |
нужные им для жизни |
||||||||||||||||||||||
химические |
элементы |
и |
не нуждаются |
|
в готовых органических |
||||||||||||||||||||
соединениях |
других организмов, |
т.е. |
растения Земли - |
это автотрофы |
|||||||||||||||||||||
(лат. |
троф |
- пища). Кроме |
того, |
растения |
|
являются продуцентами |
|||||||||||||||||||
(производителями) |
|
органических |
|
веществ, |
которыми |
питаются |
|||||||||||||||||||
травоядные |
животные |
|
- |
консументы |
|
|
(потребители) |
первого |
|||||||||||||||||
уровня. |
Травоядными |
питаются |
хищники |
– |
консументы |
второго |
|||||||||||||||||||
уровня. Далее следуют падальщики - |
в природе |
все утилизируется, |
|||||||||||||||||||||||
она |
не |
|
допускает |
никаких |
отходов. |
Когда |
|
живые |
организмы |
||||||||||||||||
умирают, |
|
в |
дело |
|
|
вступают |
грибы |
и |
бактерии |
- |
редуценты, |
||||||||||||||
разлагающие органические вещества |
до атомов биогенных |
химических |
|||||||||||||||||||||||
элементов, из |
которых |
|
формируется |
гу- |
мус (перегной), идущий |
на |
|||||||||||||||||||
питание |
|
растений. Таким образом, |
круг замы- |
кается. |
|
Именно |
в |
||||||||||||||||||
круговоротах |
биогенных |
|
химических |
|
элементов |
заключается |
|||||||||||||||||||
геологическая |
роль |
живого |
вещества планеты. Ранее, |
в |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|