Экзамен, который я обязательно сдам). Определение биологии как науки. Связь биологии с другими науками. Значение биологии для медицины. Фундаментальные свойства живого
 Скачать 1.73 Mb.
|
|
78. Морфофизиологические предпосылки выхода Homo sapiens в социальную среду. Биологическое наследие человека как один из факторов, обеспечивающих возможность социального развития. По мере приближения гоминид к человеку разумному биологическая эволюция замедлялась и возрастала роль социальных факторов. Это положение ярко иллюстрируется фактами из истории гоминид, которая длилась около 20 млн. лет. Вначале темпы биологической эволюции были очень велики. На конечных стадиях это выразилось в необычайной эволюции мозга. 5 млн. лет тому назад объем мозга австралопитеков был равен 500 см3. У человека прямостоящего – Homo erectus – этот объем был уже равен 1250 см3. При появлении прямых предков современного человека, 100-200 тыс. лет тому назад этот объем составил 1500 см3. 30-40 тыс. лет тому назад появился современный человек – Homo sapiens, который вышел из-под власти биологических направлений эволюции, а его прогресс стал определяться социальными причинами. Биологическая эволюция человека как вида резко затормозилась. В этих условиях приостановились процессы биологической эволюции и мозга. Такое положение создалось после длительной биосоциальной эволюции мозга. Социальная надбиологическая сфера человека оказалась способной без генетической эволюции обеспечить реакцией человека на всевозможные изменения в среде. Это было связано с появлением такой формы мышления, которая оказалась способной адекватно отражать объективные законы природы. В этот момент социальное полностью вытеснило биологическое среди факторов эволюции мозга, что ярко проявляется при индивидуальном развитии современного человека в постнатальный период. Речь у ребенка не появляется, если он не слышит слов от окружающих его людей. Биологический тип современного человека обладает огромным генетическим потенциалом и биологически способен существовать неограниченно долгое время. С биологической точки зрения такая «неизменность» не представляется удивительной. Для видовых категорий – это лишь момент относительного покоя. Клетка с ее инвариантной системой структур, вещества и информацией существует более 3 млрд. лет. Отдельные виды существуют, не изменяясь, сотни миллионов лет. Это касается, например, лингулы, которая не изменилась в течение последних 450 млн. лет, устрицы – 150 млн. лет и других. Диалектика в этом случае такова, что инвариантность таких видов обеспечивается стабилизирующей формой отбора. Что касается наступившей фазы инвариантности вида человека, то, напротив, она обеспечивается тем, что отбор в условиях развитого общественного движения материи потерял видообразующее значение. Процесс развития осуществляется как совершенствование человека – биологического существа. В первую очередь, биологическое развитие, так и развитие в целом, обусловливает фактор наследственности. Новорожденный несет в себе комплекс генов не только своих родителей, но и их отдаленных предков, то есть имеет свой, только ему присущий богатейший наследственный фонд или наследственно предопределенную биологическую программу, благодаря которой возникают и развиваются его индивидуальные качества. Эта программа закономерно и гармонично претворяется в жизнь, если, с одной стороны, в основе биологических процессов лежат достаточно качественные наследственные факторы, а с другой, внешняя среда обеспечивает растущий организм всем необходимым для реализации наследственного начала. Приобретенные в течение жизни навыки и свойства не передаются по наследству, наукой не выявлено также особых генов одаренности, однако каждый родившийся ребенок обладает громадным арсеналом задатков, раннее развитие и формирование которых зависит от социальной структуры общества, от условий воспитания и обучения, забот и усилий родителей и желания самого маленького человека. Черты биологического наследия дополняются врожденными потребностями человеческого существа, которые включают потребности в воздухе, пище, воде, активности, сне, безопасности и отсутствии боли, Если социальный опыт объясняет в основном сходные, общие черты, которыми обладает человек, то биологическая наследственность во многом объясняет индивидуальность личности, ее изначальное отличие от других членов общества. Вместе с тем групповые различия уже нельзя объяснять биологической наследственностью. Здесь речь идет об уникальном социальном опыте, об уникальной субкультуре. Следовательно, биологическая наследственность не может полностью создать личность, так как ни культура, ни социальный опыт не передаются с генами. 79. Понятие о расах и видовое единство человечества. Современная классификация и распространение человеческих рас. Роль факторов географической среды. Расы - это систематические подразделения внутри вида Homo sapiens. Каждая раса характеризуется совокупностью наследственно обусловленных признаков (цвет, кожи, глаз, волос, рост, особенности мягких частей лица, черепа и др.). Расы человека начали формироваться, как полагают, в эпоху позднего палеолита (около 30-40 тыс. лет тому назад). Тогда многие расовые признаки имели адаптивное значение и закреплялись естественным отбором в условиях определённой географической среды. Например, у представителей экваториальной расы тёмная окраска кожи возникла как защита от обжигающего действия ультрафиолетовых лучей, удлинённый тип пропорций тела, полезный для теплорегуляции в жарком климате, сформировался, вероятно, как способ увеличения поверхности тела по отношению к его объёму. Европеоиды Природный ареал европеоидов — от ЕвропыдоУрала, СевернаяАфрика, Юго-западнаяАзияиИндостан. Включаютнордическую,средиземноморскую,фальскую,альпийскую,восточно-балтийскую,кавкасионскую,динарскуюи другие подгруппы. Отличается от других рас в первую очередь сильной профилировкой лица. Остальные признаки широко варьируются. Негроиды Природный ареал — Центральная, Западная и Восточная Африка. Характерные отличия — курчавые волосы,темная кожа, расширенные ноздри, толстые губы и др. Выделяется восточная подгруппа (нилотский тип, высокорослый, узкосложенный) и западная подгруппа (негрский тип, круглоголовый, среднего роста). Особняком стоит группапигмеев(негрилльский тип). Пигмеи Природный ареал пигмеев — западная часть Центральной Африки. Рост от 144 до 150 см для взрослых мужчин, кожа светло-коричневая, волосы курчавые, тёмные, губы сравнительно тонкие, крупное туловище, руки и ноги короткие, этот физический тип можно классифицировать как особую расу. Возможная численность пигмеев может составлять от 40 до 200 тысяч человек. Бушмены Капоиды(бушмены, койсанская раса). Природный ареал — ЮжнаяАфрика. Низкорослые, с инфантильными чертами лица. Имеют самые короткие и закрученные волосы.Кожа желто-бурая, не упругая — быстро появляются морщины, отвисает складка над лобком («готтентотский передник»). Характернастеатопигия(преимущественное отложение жира на ягодицах), сильныйлордоз. Особая складка века, выступающие скулы и желтоватая кожа придают бушменам некоторое сходство с монголоидами. Это параллельно возникшие приспособления к жизни в сходных условиях полупустынь. Монголоиды Изначально населяли Восточную Евразию, сформировались на территории современной Монголии. Внешность отражает приспособление к условиям пустынь (пустыняГоби— одна из самых больших по площади пустынь мира; находится в Монголии и северном Китае, территорию которых в основном населяют монголоиды). Главная черта — защита глаз от повышенной инсоляции, пыли, холода и т. д. Для этого служит узкий разрез век, дополнительная складка —эпикантус, тёмная радужка, густые ресницы, выступающие скулы с подушками жира, длинные (если не стричь) прямые и черные волосы. Выделяют две контрастирующие группы: северную (массивные, высокие,светлокожие, с крупным лицом и низким сводом черепа) и южную (грацильные, невысокие, смуглые, небольшое лицо и высокий лоб). Этот контраст вызван действием фактораинфантилизациив перенаселенных южных регионах. Молодая раса — около 12 тысяч лет. Американоидная раса Американоидная раса — раса, распространена в Северной и Южной Америке. Американоиды характеризуются прямыми чёрными волосами и «орлиным» носом. Глаза чёрные, шире, чем у азиатских монголоидов, но уже, чем у европеоидов. Эпикантуссравнительно редок у взрослых, хотя довольно част у детей. Рост американоидов часто очень высокий. Австралоиды +Австралоиды(австрало-океанийская раса). Древняя раса, имевшая огромный ареал, ограниченный регионами:Индостан,Тасмания,Гавайи,Курилы(то есть почти половина земного шара). Повсеместно вытеснялась и смешивалась с мигрантами. Включает группы: полинезийскую, меланезийскую, австралийскую, веддоидную, айнскую. Чрезвычайно разнообразная раса. Черты внешности коренных австралийцев — болеесветлая кожакоричневых оттенков, крупный нос, длинные волнистые волосы, выгорающие как пакля, массивное надбровье, мощные челюсти резко отличают их от африканских негроидов. Велико между ними и генетическое расстояние. Однако среди меланезийцев (папуасов) часто встречаются спиральные волосы, что, наряду с генетической близостью, свидетельствует о небольшом притоке мигрантов из Африки.Веддоиды— более грацильные австралоиды, изначально населяющие Индостан. По мере заселения Индостана европеоидными мигрантами они притеснялись как представители «низших каст». В Индонезии и Индокитае веддоиды смешались с южными монголоидами. 80. Биосфера как естественноисторическая система. Современные концепции биосферы: биохимическая, биогеоценологическая, термодинамическая, геофизическая, кибернетическая, социально-экологическая. Биосфера — оболочкаЗемли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальнаяэкосистемаЗемли. Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера сформировалась 500 млн лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3.000.000 видов растений, животных, грибов, бактерий и насекомых. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В.И.Вернадский-«человек становится могучей геологической силой». Термин «биосфера» был введён в биологииЖаном-Батистом Ламаркомв начале XIX в., а вгеологиипредложен австрийским геологомЭдуардом Зюссомв1875 году[1].Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философВ.И.Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом. Верхняя граница в атмосфере:15-20км. Она определяетсяозоновым слоем, задерживающим коротковолновоеУФ-излучение, губительное для живых организмов.Нижняя граница в литосфере:3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температуройденатурациибелков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере:10—11 км. определяется дном Мирового Океана, включаядонные отложения. Биосферу слагают следующие типы веществ[2]: Живое вещество— вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю. Оно распределено в пределах биосферы очень неравномерно. Биогенное вещество— вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом ( уголь,нефть, карбонатные породы и т. д). Косное вещество— продукты, образующиеся без участия живых организмов. Биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковыпочва,ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль. Вещество, находящееся в радиоактивном распаде. Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений. Вещество космического происхождения. В современной науке выделяют ряд концепций биосферы, определяющих общий подход к изучению роли живых организмов в преобразовании Земли: •биогеохимическая концепция биосферы, связанная с рассмотрением сложных преобразований веществ в живых организмах. Практически все вещества земной коры вовлекаются в круговорот веществ в природе, и проходят через живые существа; •биогеоценотическая концепция, связанная с тем, что элементарной структурной и функциональной единицей биосферы является биогеоценоз, т.е. сообщество живых организмов, взаимодействующих друг с другом и средой обитания; •кибернетическая концепция, связанная с изучением принципов организации и регулирования, осуществляющихся в живой природе в связи с трансформацией вещества, энергии и информации; +•социально-экономическая концепция, связанная с рассмотрением деятельности человека, изменяющего окружающую природную среду. 81. Функции биосферы в развитии природы Земли и поддержания в ней динамических равновесий. В развитии природы Земли одной из важнейших функций биосферы являетсяпревращение космических излученийв электрическую, химическую, механическую, тепловую и другиевидыэнергии. Важной функцией биосферы является такжебиогенная миграция, илибиогенныйобмен веществаи энергии в природе. Эта функция проявляется очень широко: в синтезе и разрушении органического вещества; в жизнедеятельности всех живых организмов, включая человека; во взаимодействии всех элементов в системекаждогобиогеоценозаи т.д. Наиболее существеннагеохимическаяработа зелёных растений: их масса составляет более 99% всего живого вещества планеты, только они способны создавать органическоевещество и, ассимилируя химические элементы из горных пород, перерабатывать последниев новое природное тело — почвы. Позднее, после завершения МеждународнойБиологическойПрограммы,эта оценка была значительно уточнена. Коэффициент оборачиваемости веществафитомассы(отношение годичной продукциифитомассык общему запасу фитомассы) в океане составляет около 300, а на суше — лишь 0,07. В итоге скорость ежегодного воспроизводства фитомассы в океане примерно в 4300 раз больше, чем на суше. При этом, общая сухаяфитомасса в океанеприблизительно в 12000 раз меньшеобщей фитомассы суши (на суше около 2400 млрд. т и в океане около 0,2 млрд. т). Такой парадокс, как известно, обусловлен преобладаниемв фитопланктоне океана быстро (ежедневно) размножающихсяодноклеточныхводорослей. В.И.Вернадский[1928] различает несколько основных формбиогенноймиграции. В их числе: миграция, непосредственно связанная с веществом живого организма, — некий ток атомов, идущий из внешней среды в организм и из организма во внешнюю среду; миграция, связанная с интенсивностью биогенного тока атомов (чем быстрееток, темскорее оборачиваются атомы при одном и том же количестве захваченных организмом атомов); миграция, производимая техникой жизни организмов (постройки землеройныхживотных, термитов,бобров и т.д.). Особо следует отметить, что антропогеннуюмиграцию вещества В.И.Вернадский считал составной частью третьей из выделенных форм биогенной миграции. Биосфераспособствуетподдержанию динамических равновесийв природе Земли и в круговороте вещества и энергии. «Живое вещество в значительной мере определяет устойчивость природных систем, их равновесие»[Рябчиков, 1980, с.7]. Например, промышленность мира ежегодно выбрасывает в атмосферу около 300 млн.т окисиуглерода,причём наибольшее загрязнение воздуха угарным газом в приземном слое наблюдается между 40 и 50с.ш.,где расположены наиболее индустриально развитые страны. Хотяантропогенноепоступление в атмосферу угарного газа в 20 раз превышает природное поступление, соответствующего повышения содержания СО в воздухе не происходит благодаря существующим процессам поддержания динамического равновесия: в приземном слое атмосферы — анаэробными бактериями, некоторыми микроорганизмами и адсорбцией земной поверхностью; в почве — обильной микрофлорой(Achromobacter guttatum, Vibrio persolans, Hydrogemonas facilisи другие вобщемвесе до 9 кг/га), которая живёт за счётокисленияСО, и чем вышеконцентрация СО, тем обильнееразвивается эта микрофлора; в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолетового излучения окись углерода окисляется доСО2. Нижевсего концентрация СО у озонового слоя (озон — активный окислитель). В.И.Вернадский [1965] и А.М. Алпатьев[1974] выделяютгазовую функцию биосферы.Биогенноепроисхождениев атмосфере имеют кислород,азот, углекислый газ,сероводород и некоторые другиегазы. Тесно связана с нейокислительно-восстановительная функция. Окислительнаяфункция проявляется в превращениибактериями и некоторыми грибами относительнобедныхкислородом соединений впочве,коревыветриванияигидросфере в более богатые кислородом соединения. Восстановительная функция осуществляется при образовании сульфатов непосредственно или через биогенныйсероводород, производимый различными бактериями. Функцияконцентрации рассеянныхв сферах Земли элементов. Живыми организмами захватываются такие элементы, как водород, углерод, азот, кислород, натрий, магний, алюминий, фосфор, сера, хлор, калий, кремний, кальций и железо, соединения которых содержатся в теле всех живых организмов. Некоторые организмы особенно сильно концентрируют рассеянные в сферах Земли элементы. Например: в морской воде содержаниейода ничтожно (0,06гв 1м3морской воды), однако некоторыеморские водоросли, особенноламинарии(«морская капуста»),накапливают в своём организме столько йода, что зола ламинарий является сырьём для добычи йода, а консервированная или сушёная морская капуста рекомендуется в пищу человеку в техрайонах, где воды бедны йодом; лангуст (большой морской рак с твёрдым панцирем и безклешней)накапливает в своём организмекобальт; медузы концентрируют цинк, олово и свинец; в пигменте кровиасцидий(морских, обычно сидяче прикреплённых животных с телом без внутренних твёрдых частей) концентрация ванадия в миллиарды раз превышает его содержаниев морской воде, поэтому в Японии нашельфахсозданы «плантации» асцидий, которые используются для получения ванадия. В последнеевремя чрезвычайную важность приобретаетспособность биосферы к самоочищению и к очищению окружающей среды. Эта способность зависит от величины ультрафиолетовой радиации, стимулирующей различные фотохимические реакции, и от суммы активныхтемпературвоздуха и почв. На территории СНГ эти показатели изменяются с севера на юг соответственно от 100 до 800Вт час/м2и от 200 до 5500.Под действием этих факторов скорость разложения загрязняющих органических веществ изменяется, вероятно, подобно скорости разложенияопада,показателем которой являетсяопадно-подстилочныйкоэффициент (отношение массы накопившейся лесной подстилки или степного войлока к массе ежегодного надземного опада). В пределах СНГ этот коэффициент уменьшается от 75–90 в тундре до 0,7–0,3 во влажныхсубтропическихлесах и пустынях. В очищении окружающей среды большую роль играет почвенная фауна: ногохвосткии клещи, несколько изменяя химический состав пестицидов, делают ихбезвреднымидля животных и человека; дождевыечерви, землеройки и кроты,перемешиваяпочву, способствуют закапыванию выпадающих из воздуха на её поверхность ядовитых веществ — свинца, меди, никеля, кадмия и других тяжёлых металлов; почвенная фауна быстро уничтожает патогенную микрофлору и яйца глистов. Установлено, что природное очищение морской воды связано с деятельностью обитающих в воде гетеротрофных микроорганизмов (питающихся готовыми органическими веществами — большинствобактерийи др.), отличающихсяшироким спектромбиохимической активности при разложении белковых соединений, углеводов, минеральных соединений азота и т.д. Интересно, что наибольшей активностью отличаются микроорганизмы в самыхзагрязнённыхучастках моря.Большую роль в очищении морской воды играют также мидии — широко распространённые моллюски с овально-клиновидной двустворчатой раковиной до 15 см длиной. Крупная мидия может пропускать через себя до 70 л воды в сутки, очищая её от механических примесей и некоторых органических соединений. Подсчитано, что только в северо-западнойчастиЧёрного моря мидии профильтровывают более 100км3морской воды в сутки. К тому жемидии весьма плодовиты — самка моллюска за периодикрометанияпроизводит миллионы икринок. Примечательно,что расширениевозможностей очищающей функции биосферыидётпо пути возникновения новых трофических цепей организмов, которыеначалипоедать некоторые неприродные, создаваемые человеком соединения: ряд микроорганизмов (Pseudomonas dacunaeи др.) используют неприродные соединения (синтетическиелактамы— соединенияаминокарбоновыхкислот и аминокислоты) в своейжизнедеятельностикак единственный источник азота иуглерода;это позволяет очищатьсточныеводы при производстве пластмасс,шинного корда и технических тканей даже при концентрации загрязнителей 1 г/л; замечен повышенный интерес крезинеи пластикам автомашин у завезённых в ФРГ и размножившихся там енотов, которые разрушают автопокрышки, обрывают шланги радиаторов и т.д. Приведённые примеры самоочищения биосферы и других сфер от загрязнения, к сожалению, носят частный характер и никоим образом не покрывают масштабы и разнообразие современного загрязнения природной среды.Иначе говоря, развитиеочищающейспособности биосферы всё болееотстаёт от возрастающей скоростиантропогенногозагрязнения среды,котороеуже достигло угрожающих размеров и продолжает увеличиваться. Биосфера явно не успевает адаптироваться к нарастающему воздействию человека. +Обзор основных функций биосферыубедительно показывает, насколько сложными и разнообразными путями живое вещество взаимодействует с неорганическим веществом всех сфер Земли. Становится очевидной громадная роль биосферы в эволюции планеты в целом и человека в том числе. Отсюда вытекает неотложная необходимость глубокого познания всех функций биосферы и построениявсей деятельности человека таким образом, чтобы он не разрушал природные системы биосферы и не нарушал протекающие в ней природные процессы. |