ТЕМА 7. Происхождение жизни, принципы воспроизводства

и развития живых систем

Основные вопросы

Современные представления о происхождении жизни на Земле. Концепции возникновения жизни: креационизм, самопроизвольное зарождение, концепция стационарного состояния, концепция панспермии, концепция биохимической эволюции.

Основные законы биологической эволюции. Предпосылки создания теории эволюции. Теория эволюции Ч. Дарвина. Современная синтетическая теория эволюции. Микроэволюция и макроэволюция. Основные факторы эволюции: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, естественный отбор. Формы естественного отбора: стабилизирующий, движущий и дизруптивный (разрывающий) отбор.

Генетика. История развития генетики. Законы наследственности Г. Менделя. Ген – доминантный и рецессивный, геном, генофонд. Методы изучения генетики человека: генеалогический метод, близнецовый метод, популяционный метод, цитогенетический метод, биохимический метод.

Принципы воспроизводства и развития живых систем. Бесполое размножение: простое деление (митоз), спорообразование, вегетативное размножение, почкование. Половое размножение. Онтогенез. Эмбриональное и постэмбриональное развитие. Прямое и непрямое (с полным и неполным метаморфозом) постэмбриональное развитие.

Единство и многообразие органического мира.

Методические указания

Природа жизни, ее происхождение, разнообразие живых существ и объединяющая их структурная и функциональная близость занимает одно из центральных мест в биологической проблематике.

Концепции, касающиеся возникновения Земли, да и всей Вселенной, разнообразны и далеко не достоверны. Среди главных концепций возникновения жизни на Земле следует упомянуть следующие:

– жизнь была создана сверхъестественным разумом в определенное время (креационизм);

– жизнь возникала неоднократно из неживого вещества (самопроизвольное зарождение);

– жизнь существовала всегда (теория стационарного состояния);

– жизнь занесена на нашу планету извне (панспермия);

– жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся химическим и физическим законам (биохимическая эволюция).

Согласно современному варианту концепции биохимической эволюции жизнь зародилась на Земле естественным путем в результате химических, а затем биохимических процессов. Причем это явилось не маловероятной случайностью, а достаточно вероятным результатом самоорганизации.

В 1923 году А. И. Опарин высказал мнение, что некоторые органические вещества, например углеводороды, могли создаваться в океане из более простых соединений; энергию для этих реакций синтеза, вероятно, доставляла интенсивная солнечная радиация (главным образом ультрафиолетовая), попадавшая на Землю до того, как образовался слой озона, который стал задерживать большую ее часть. По мнению Опарина, разнообразие находившихся в океане простых соединений, площадь поверхности Земли, доступность энергии и масштабы времени позволяют предположить, что в океанах постепенно синтезировались органические вещества и образовался тот «первичный бульон», в котором могла возникнуть жизнь.

В 1953 году С. Миллер в ряде экспериментов смоделировал условия, предположительно существовавшие на первобытной Земле. В созданной установке, снабженной источником энергии, ему удалось синтезировать многие вещества, имеющие важное биологическое значение, в том числе ряд аминокислот, аденин и простые сахара, такие как рибоза. После этого Орджел в сходном эксперименте синтезировал нуклеотидные цепи длиной в шесть мономерных единиц (простые нуклеиновые кислоты).

Опарин полагал, что решающая роль в превращениях неживого в живое принадлежала белкам. Благодаря амфотерности белковые молекулы способны к образованию коллоидных гидрофильных комплексов – притягивают к себе молекулы воды, создающие вокруг них оболочку. Слияние таких комплексов друг с другом приводит к отделению коллоидов от водной среды – процесс, называемый коацервацией (от лат. «сгусток, куча»).

Хотя эту гипотезу происхождения признают очень многие ученые, астроном Фред Хойл недавно высказал мнение, что вероятность подобного процесса имеет порядок 1/10²⁰⁰⁰, т. е. осуществить его случайным перебором за время, отведенное геологической историей, практически невозможно. Самое трудное для этой теории – объяснить появление способности живых систем к самовоспроизведению.

Существенным недостатком старых гипотез о возникновении жизни на Земле, и в частности гипотезы академика А. И. Опарина, является то, что они не опираются на современную молекулярную биологию. Впрочем, это вполне естественно, так как механизм передачи наследственных признаков, и в частности роль ДНК, стали в известной степени ясными только сравнительно недавно.

Как произошел качественный скачок от неживого к живому, гипотеза А. И. Опарина совершенно не объясняет. Итак, центральной проблемой происхождения жизни на земле является реконструкция эволюции механизма наследственности. Жизнь возникла только тогда, когда начал действовать механизм репликации, т. е. копирования генетического материала. Любая сколь угодно сложная комбинация аминокислот и других сложных органических соединений – это еще не живой организм.

Эволюция, по Дарвину, осуществляется в результате взаимодействия трех основных факторов: изменчивости, наследственности и естественного отбора организмов. Изменчивость служит основой образования новых признаков и особенностей в строении и функциях организмов. Наследственность закрепляет эти признаки. Под действием естественного отбора устраняются организмы, не приспособленные к условиям существования. Благодаря наследственной изменчивости и непрерывному действию естественного отбора, организмы в процессе эволюции накапливают все новые приспособительные функции, что, в конечном счете, ведет к образованию новых видов. Таким образом, Дарвин установил движущие силы эволюции органического мира, объяснил процесс становления и развития биологических видов.

Теория Дарвина в ХХ веке была значительно расширена и разработана в свете современных данных генетики (которая во времена Дарвина еще не существовала), палеонтологии, молекулярной биологии, экологии, этологии (науки о поведении животных) и получила название неодарвинизма или синтетической теории эволюции.

Новая, синтетическая теория эволюции представляет собой синтез основных эволюционных идей Дарвина, прежде всего, идеи естественного отбора, с новыми результатами биологических исследований в области наследственности и изменчивости. Современная теория эволюции имеет следующие особенности:

– она ясно выделяет элементарную структуру, с которой начинается эволюция – это популяция;

– выделяет элементарное явление (процесс) эволюции – устойчивое изменение генотипа популяции;

– шире и глубже истолковывает факторы и движущие силы эволюции;

– четко разграничивает микроэволюцию и макроэволюцию.

Микроэволюция – это совокупность эволюционных изменений, происходящих в генофондах популяций за сравнительно небольшой период времени и приводящих к образованию новых видов.

Макроэволюция связана с эволюционными преобразованиями за длительный исторический период, которые приводят к возникновению надвидовых форм организации живого (классов, отрядов).

Основные факторы эволюции. Современная теория эволюции, обобщая данные многочисленных биологических исследований, позволила сформулировать основные факторы и движущие силы эволюции.

1. Первым важнейшим фактором эволюции является мутационный процесс, который исходит из признания факта, что основную массу эволюционного материала составляют различные формы мутаций,
т. е. изменений наследственных свойств организмов, возникающих естественным путем или вызываемых искусственно.

2. Второй важнейший фактор – популяционные волны, часто называемые «волнами жизни». Они определяют количественные флуктуации (отклонения от среднего значения) численности организмов в популяции, а также области ее обитания (ареала).

3. Третьим основным фактором эволюции признается обособленность группы организмов – изоляция.

4. Движущая сила эволюции заключается в действии естественного отбора, который является результатом взаимодействия популяций и окружающей среды. Результатом же самого естественного отбора является устранение от размножения (элиминация) отдельных организмов, популяций, видов и других уровней организации живых систем.

Формы естественного отбора. Естественный отбор в процессе эволюции принимает различные формы. Можно выделить три основных формы: стабилизирующий отбор, движущий отбор и дизруптивный отбор.

Стабилизирующий отбор – форма естественного отбора, направленная на поддержание и повышение устойчивости реализации в популяции среднего, ранее сложившегося признака или свойства.

Движущий (направленный) отбор – отбор, способствующий сдвигу среднего значения признака или свойства.

Дизруптивный (разрывающий) отбор – форма отбора, благоприятствующая более чем одному фенотипу и действующая против средних, промежуточных форм.

Генетика. Быстрое развитие генетики в ХХ столетии обусловлено огромной ролью, которую играет генетический материал в воспроизводстве и эволюции живых организмов, а также уникальными перспективами практического использования генного механизма передачи наследственной информации для ее целенаправленного изменения. Успехи генетики обусловили раскрытие механизма воспроизводства и эволюции жизни на молекулярном уровне.

История генетики распадается на три этапа – классический (1900–1930), неоклассический (1930–1953) и синтетический (с 1953 года).

Материалистический подход в развитии генетики обеспечил создание теории гена, хромосомной теории наследственности, теории мутаций и современной молекулярной генетики.

Классический этап генетики начался открытием законов наследственности Г. Менделем в 1865 году. В 1909 году В. Иогансен ввел основополагающие термины генетики (ген, генотип и др.) и придал модели Менделя четкую форму. В то время понятие «ген» не связывалось с каким-то материальным объектом клетки; ген обозначал просто единицу наследственного отличия. Отождествление гена с частью хромосом было сделано позже американским биологом Т. Морганом. Развитие молекулярной генетики раскрыло химическую природу генов, как части молекулы ДНК с особым набором мономеров-нуклеотидов, последовательность которых образует генетический код. Расшифровка структуры генетического кода показала его триплетность, однозначность и универсальность.

Исключительно важным было обоснование учения о фенотипе и генотипе организмов, которое положило начало рассмотрению «явления» и «сущности» в проблемах генетики. Генотип – с овокупность всех генов одного организма. Изменчивость заключается в изменении наследственных зачатков – генов и в изменении их проявления в процессе развития организма. Фенотип– совокупность всех внешних признаков организма. В ходе процесса эволюции, длящегося миллионы лет, появилось поразительное многообразие форм живого.

Важнейшей составляющей процесса развития любого организма является воспроизводство в клетках по определенному шаблону веществ и структур, необходимых для последующего деления клетки. Свои функции система воспроизведения осуществляет посредством ДНК и РНК: ДНК хранит генетическую информацию, заложенную вдоль ее цепи, РНК способна ее считывать, переносить в среду, содержащую необходимые для синтеза белка исходные материалы, и строить из них белковые молекулы.

Процесс воспроизводства состоит из трех стадий: репликации, транскрипции, трансляции. Репликация – это удвоение молекулы ДНК, необходимое для последующего деления клетки. Транскрипция представляет собой перенос кода ДНК путем образования одноцепочной информационной молекулы РНК на одной из двух нитей ДНК. Информационная молекула РНК – это копия части ДНК, группы рядом лежащих генов, несущих информацию о структуре белков, необходимых для выполнения одной функции. Далее происходит трансляция – синтез белка на основе генетического кода информационной РНК.

Основу современной эволюционной теории составляет изучение популяционной генетики. Гены, действуя независимо друг от друга или совместно с факторами внешней среды, определяют фенотипические признаки организмов и обусловливают изменчивость в популяциях. В ходе естественного отбора фенотипы, которые смогли приспособиться к условиям данной среды, сохраняются, тогда как фенотипы, которые не могут приспособиться, подавляются и, в конце концов, исчезают. Изменение генетического состава популяции приводит к прогрессивному усилению строения форм всего живого, примером этого может служить возникновение современного человека.

В настоящее время перед наукой открылась возможность не только изучать генетический механизм, но и влиять на саму наследственность на молекулярном уровне. Эту возможность реализует новое направление молекулярной биологии – генная инженерия, разрабатывающая методики целенаправленного манипулирования информационными макромолекулами живых систем.

Одним из ярких и самым последним примером такого рода проблем является вопрос о морально-этической оценке опытов по так называемому клонированию (созданию точной генетической копии) живых организмов.

Методы изучения генетики человека

Генеалогический метод состоит в изучении родословных на основе менделевских законов наследования и помогает установить характер наследования признака (доминантный или рецессивный). Этим методом выявлены вредные последствия близкородственных браков, которые особенно проявляются при гомозиготности по одному и тому же неблагоприятному рецессивному аллелю.

Близнецовый метод состоит в изучении различий между однояйцевыми близнецами. С помощью близнецового метода выявлена роль наследственности в ряде заболеваний.

Популяционный метод. Популяционная генетика изучает генетические различия между отдельными группами людей (популяциями), исследует закономерности географического распространения генов.

Цитогенетический метод основан на изучении изменчивости и наследственности на уровне клетки и субклеточных структур. Установлена связь ряда тяжелых заболеваний с нарушениями в хромосомах.

Биохимический метод позволяет выявить многие наследственные болезни человека, связанные с нарушением обмена веществ. Известны аномалии углеводного, аминокислотного, липидного и других типов обмена веществ.

Принципы воспроизводства живых систем

Отличительной особенностью биологических (живых) систем от физических (неживых) систем является их способность к развитию и самовоспроизведению.

Размножение, которое осуществляется без участия половых клеток, называется бесполым. В бесполом размножении участвует только одна родительская особь. В природе встречается несколько видов бесполого размножения.

В половом размножении принимают участие две особи. Каждая из них дает, в процессе мейоза, половую клетку – мужскую или женскую, которые сливаются друг с другом, образуя оплодотворенное яйцо.

Особого упоминания заслуживает совершенно особая форма полового размножения - партеногенез. При нем потомство развивается из неоплодотворенных яиц, отложенных самками, а самцов зачастую просто не встречается.

Онтогенез – индивидуальное развитие организма от момента образования зиготы – оплодотворенной клетки - до конца жизни организма. Онтогенез - процесс, присущий любому живому существу, независимо от сложности его организации. Эмбриональное развитие начинается с оплодотворения (слияния гамета) до рождения (вылупления).

Постэмбриональное развитие – период развития организма с момента рождения до гибели особи.

1. Прямое. Организм сразу после рождения сходен со взрослым, но меньшего размера и с недоразвитыми некоторыми системами (например, половой). В процессе роста общий план строения и способ его существования не изменяются.

2. Непрямое. Организм после рождения проходит промежуточные стадии (личинки, куколки и т. д.).

Различают развитие:

1) с неполным метаморфозом, когда животное после рождения «вылупления» проходит несколько личиночных стадий и превращается во взрослую форму (имаго);

2) с полным метаморфозом, когда животное, пройдя несколько личиночных стадий, превращается в куколку, а только потом в имаго.

Основным принципом воспроизводимости живых организмов является дискретность, т. е. на любом уровне организации живых организмов материя представлена элементарными структурными единицами. Целостность клетки определяется воспроизведением новых органоидов вместо износившихся. Каждая особь данного вида смертна и ее существование поддерживается размножением организмов. Таким образом, дискретность жизни предполагает ее воспроизводство и размножение.

Единство и многообразие органического мира

Еще на заре развития человеческой культуры людей поражали не только целесообразность строения отдельных живых существ, но и тот «порядок», который существует в живой природе в целом.

В истории биологии видное место занимает борьба материалистического толкования единства, целостности и многообразия живой природы с идеалистическими представлениями о божественном сотворении животных и растений, о гармонии, сообщенной миру Творцом.

Многообразие органического мира не ограничивается числом различных видов. Виды, в свою очередь, состоят из молодых и взрослых индивидуумов, из самцов и самок, у некоторых общественных насекомых имеются матки, трутни, рабочие и солдаты, и, наконец, у большинства видов есть разновидности, географические расы и экологические формы. Для них характерны определенное строение и образ жизни.

При всем многообразии органический мир – не что-то разрозненное и хаотичное. Напротив, он представляет собой единое целое. Единство живой природы, как и мира в целом, выражается в ее материальности. Все виды животных и растений представляют собой различные формы существования живой материи, что проявляется в общности химического состава (белки, углеводы, жиры, ферментные и гормональные системы и др.), а также в близости типов реакций, лежащих в основе процессов ассимиляции и диссимиляции.

Сходность основных биохимических и физиологических особенностей животных, растений и микроорганизмов дополняется едиными чертами их строения и особенно тем, что клетка является основой структуры всех организмов.

Существенным моментом, характеризующим единство органического мира, является наличие некоторых общих законов, по которым живут и развиваются все виды животных и растений. Таков закон единства живого тела и условий жизни, закон естественного отбора, закон взаимосвязи индивидуального и исторического развития организмов и т. д.

Органический мир представляет собой единое целое, но, в то же время, он дискретен, т. е. состоит из отдельно существующих частей. Эти части соподчинены и образуют целостную систему; каждая часть обладает самостоятельностью, т. е. в определенных отношениях является и целым. Живая материя построена из молекул и атомов. Следующей по величине частью живого являются клетки, образующие ткани и органы. Отличаясь высокой степенью интеграции частей, организмы обладают неизмеримо большей автономностью по отношению друг к другу, нежели составляющие их органы и части. Но автономность организмов (особей, индивидуумов) тоже относительна, они существуют лишь как составные части популяций. Популяции представляют собой совокупности свободно скрещивающихся особей одного вида, занимающих определенные территории. Вид представляет не простое собрание одинаковых индивидуумов, а сложную систему группировок, соподчиненных, тесно связанных друг с другом и тем поддерживающих существование друг друга. Изучением видов занимаются систематика, экология, палеонтология, биогеография и популяционная генетика.

Наконец, популяции разных видов образуют сообщества (биоценозы), занимающие отдельные участки земной поверхности. Экология (биоценология) и биогеография изучают эти сложные системы многих видов.

Вся совокупность живых организмов населяющих планету представляет собой глобальную экосистему – биосферу.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите известные гипотезы возникновения жизни. Каким образом можно проверить достоверность этих гипотез?

2. Какие существуют способы получать достоверную информацию о процессе эволюции живой и неживой природы?

3. Основные процессы в клетке, обеспечивающие воспроизводство жизни. Роль ДНК как носителя информации.

4. Что такое генетика? Опишите основные этапы становления генетики.

5. В чем заключается гипотеза чистоты гамет по Г.Менделю?

6. Современное состояние генной инженерии.

7. Существует ли какая-нибудь связь между генетической структурой конкретного человека и его поведением?

8. В чем сущность молекулярно-генетического подхода к изучению эволюции?

9. Как развивались представление об эволюции в последарвиновский период? Каковы новые представление об изменчивости и отборе как ведущих факторах эволюции?

10. В чем преимущество полового размножения над бесполым? Какова роль полового размножения в ходе эволюции органического мира?

11. Что такое размножение? Какие формы размножения известны? Как происходит размножение вирусов?

12. Что такое ген, генетический код и «дрейф генов»?

13. Какие периоды индивидуального развития проходит организм человека? Влияние генетической информации, внешних факторов, социальной среды и трудовой деятельности на постэмбриональное развитие человека.

ТЕМА 8. Биосфера и человек

Основные вопросы

Экология. Экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные.

Учение В. И. Вернадского о биосфере. Состав и структура биосферы. Функции биосферы: энергетическая, газовая, концентрационная, деструктивная, средообразующая. Место человека в биосфере. Основные этапы эволюции человека. Биосоциальная природа человека. Сознание. Мышление. Речь. Воображение. Внимание. Память. Творчество. Эмоции. Настроение. Чувства.

Переход биосферы в ноосферу: прогноз и реальность. Экологическая катастрофа и кризис. Глобальные экологические проблемы: сохранение озонового слоя; кислотные осадки; парниковый эффект; захоронение радиоактивных отходов; рост народонаселения; вооруженные конфликты; производство энергии и угрозы окружающей среде; загрязнение воды; загрязнение почвы; проблемы сохранения лесов; поддержание разнообразия животного мира. Биоэтика. «Иерархия» потребностей человека по А. Маслоу.

Методические указания

Живые организмы не просто обитают в той или иной среде. Они находятся в постоянном взаимодействии с факторами неживой и живой природы и друг с другом. Наука о взаимоотношениях организмов со средой называется экологией.

Факторы внешней среды, действующие на организм, носят название экологических факторов. Их можно разделить на три группы:

1. Абиотические, куда входят факторы неживой природы - свет, температура, влажность, геомагнитное поле Земли, гравитация, состав водной, воздушной, почвенной среды, природные ресурсы. Эти факторы необходимы для поддержания жизнедеятельности живых организмов, в том числе и человека.

2. Биотические, связанные с влиянием других живых организмов.

3. Антропогенные, к которым относятся разнообразные проявления деятельности человека.

В процессе создания концепции биосферы В. И. Вернадский приходит к выводу огромного мировоззренческого значения, по существу, определяющему стратегию будущего развития естествознания. Он говорит о том, что в современное научное мировоззрение должно войти представление о геохимических функциях живого вещества и человечества как основных геологических сил, определяющих как само существование биосферы, так и формы и вектор ее развития. Концепция биосферы стала точкой отсчета нового этапа развития общего естествознания. Современное общее естествознание – это биосферное естествознание, в основе которого лежит представление о биосферных, то есть геохимических функциях живого вещества и человечества.

По В. И. Вернадскому,вещество биосферы разнородно по своему физико-химическому составу, а именно:

– живое вещество как совокупность живых организмов;

– биогенное вещество – непрерывный биогенный поток атомов из живого вещества в косвенное вещество биосферы и обратно;

– косное вещество (атмосфера, газы, горные породы и пр.);

– биокосное вещество, например, почвы, илы, поверхностные воды, сама биосфера, т. е. сложные закономерные косно-живые структуры;

– радиоактивное вещество;

– рассеянные атомы;

– вещество космического происхождения.

Для строения биосферы характерна и геометрическая неоднородность. Эта сфера жизни охватывает поверхностные регионы нашей планеты: нижние слои стратосферы, тропосферы, верхнюю часть литосферы из осадочных пород и гидросферу. Такого рода разнородность строения биосферы, непрерывная на протяжении всей истории Земли, резко отличает ее от остальных оболочек планеты.

Научные взгляды В. И. Вернадского отразили сложнейшие взаимосвязи неживой и живой природы, косного и живого вещества.

Данные современной науки позволяют выделить пять основных функций биосферы: энергетическую, газовую, концентрационную, деструктивную, средообразующую.

Энергетическая функция выполняется за счет аккумулирования зелеными растениями солнечной энергии в процессе фотосинтеза. Одна часть этой энергии перераспределяется между остальными компонентами биосферы, другая накапливается в отмершей органике, образуя залежи биогенного вещества (торфа, угля, нефти), а третья часть рассеивается.

Газовая функция обеспечивает газовый состав биосферы в процессах миграции и превращения газов, большая часть которых имеет биогенное происхождение.

Концентрационная функция заключается в избирательном извлечении и накоплении живыми организмами биогенных элементов из окружающей среды, обусловливая разницу в составе живого и косного вещества планеты. Благодаря этой функции живые организмы могут служить для человека источником как полезных (витаминов, аминокислот), так и опасных для здоровья веществ (тяжелых металлов, радиоактивных элементов, ядохимикатов).

Деструктивная функция обусловливает процессы, связанные с разложением мертвой органики, с химическим разрушением горных пород и вовлечением образовавшихся веществ в биотический круговорот.
В результате этого образуются биокосные и биогенные вещества, происходит минерализация органики, т. е. превращение ее и косное вещество.

Средообразующая функция состоит в трансформации химических параметров среды в условия, благоприятные для существования организмов. Она обеспечивает газовый состав атмосферы, состав осадочных пород литосферы и химический состав гидросферы, баланс веществ и энергии в биосфере, восстановление нарушенных человеком условий обитания.

Человек в своих антропологических, социальных, исторических гранях есть существо еще далеко не совершенное, в определенном смысле «кризисное». Тем не менее существует идеал и цель высшего, духовного Человека, тот идеал, который и движет им в его росте, в превозможении собственной природы. Также и его создание – ноосфера – есть еще достаточно дисгармоничная, находящаяся в состоянии становления реальность, но вместе с тем и высший идеал этого становления.

Основные этапы эволюции человека

Фундаментальные процессы генетической изменчивости, адаптации и отбора, которые лежат в основе огромного разнообразия органической жизни, определяют также ход эволюции человека. Изучением процессов становления человека как вида, а также внутривидовых вариаций, анатомических и физиологических, занимается антропология (во многих странах эту науку называют физической антропологией, отличая от культурной антропологии, к которой относят лингвистику, доисторическую археологию и этнографию).

Согласно принятой в настоящее время теории, человек – следствие длительной эволюции позвоночных. Предки человека – гоминиды. Эволюционные линии, ведущие к человеку и шимпанзе, разделились (по молекулярным данным) примерно 5,5-6,5 млн лет назад (или, возможно, несколько раньше – до 8 млн лет). «Человеческая» линия, или семейство Hominidae, характеризуется важнейшим общим признаком – бипедализмом (хождением на двух ногах). Понятно, что переход к двуногому хождению был связан с существенными изменениями образа жизни.

Одна из групп обезьян (австралопитеки), обитавших более 8-12 млн лет назад, дала начало ветви, ведущей к человеку.

Род Homo, появившийся на Земле, продолжал претерпевать эволюционные изменения. В настоящее время известны несколько переходных форм.

1. Человек умелый (Homo Habilis). – 2 млн лет назад.

2. Архантропы (Homo Erectus) – 2 млн лет назад – 140 тыс. лет назад.

3. Палеоантропы (Homo Neanderthalensis, неандертальцы) – от 250 до 40-25 тыс. лет назад.

4. Неоантропы (Homo Sapiens, человек разумный) – от 35-40 тыс. лет назад до сих пор.

Объединение сил отдельных особей во время охоты, защита от врагов, от неблагоприятных природных воздействий привело к появлению вида человека разумный (Ноmо Sарiеns), первыми из которых были кроманьонцы.

Все современное человечество принадлежит к одному виду Ноmо Sарiеns. Исследования классической антропологии показывают, что существует два ствола – восточный и западный, поровну распределяющие шесть рас человечества. Разделение на три расы – «белую», «желтую» и «черную» – устаревшая позиция. При всей внешней несхожести, расы одного ствола связаны большей общностью генов и ареалов, нежели соседние расы. Согласно Большому Советскому Энциклопедическому Словарю, существует около 30 человеческих рас (расово-антропологических типов), объединенных в три группы рас, которые именуются «большими расами».

Эволюция человека продолжается, но для современного этапа эволюции характерно резкое снижение роли биологических факторов; ведущее значение приобрели социальные факторы.

Биологическая природа человека. Общие принципы строения организма человека заложены еще миллиард лет назад, когда сформировался генетический код и возникла первая клетка. В наших генах содержится значительная часть генофонда древних рыб, первых хордовых. Солевой состав крови близок к солевому составу древнего океана. Человек – представитель класса млекопитающих, он – позвоночное животное и поэтому родственник рыбам, земноводным, пресмыкающимся и птицам.

Социальная природа человека. Надо также отметить, что если физиологические и морфологические особенности человека передаются по наследству, то способность к коллективной трудовой деятельности, мышлению и речи – нет.

Элементы разумного поведения проявляют высшие животные и некоторые птицы. Но полноценное проявление разума присуще только человеку. Сознание – это высшая форма отражения мозгом человека окружающего мира, т. е. это такое знание, которое может быть передано другим людям в форме слов, математических символов и т. д.

Мышление – это сложнейший вид мозговой деятельности человека в процессе приспособления к новым условиям и решения новых жизненных задач.

Речь – это исторически сложившаяся форма общения людей с помощью символов и знаков. Функции речи:

1. Коммуникативная, т. е. средство общения.

2. Понятийная (слово – понятие).

3. Регуляторная – регуляция деятельности различных систем с помощью слова.

Разновидности речи: устная, письменная, внутренняя (немая).

Воображение – психический процесс, заключающийся в создании новых образов (представлений) путем переработки материала восприятий и представлений, полученных в предшествующем опыте. Воображение может быть пассивным (сновидения, грезы) и активным, которое, в свою очередь, разделяют на воссоздающее (создание образа предмета по его описанию) и творческое (создание новых образов, требующих отбора материалов в соответствии с замыслом).

Внимание – это сосредоточенность, избирательная познавательная направленность процессов, нацеленная на определенный объект, значимый в данный момент.

Различают два вида внимания: непроизвольное и произвольное.

Функцию внимания обеспечивают различные анатомические структуры головного мозга, но главную роль играют промежуточный мозг (зрительный бугор и подбугорье) и ассоциативные зоны коры больших полушарий.

Память – это способность мозга запоминать, хранить и воспроизводить полученную информацию. Различают несколько видов памяти: 1) мгновенную (иконическую) - длится несколько секунд; 2) кратковременную – длится до двух-трех дней; 3) долговременную – от двух-трех дней до конца жизни человека.

Творчество. Необходимым условием для творчества является стремление человека узнать что-то новое для себя. Под творчеством понимается деятельность человека, направленная на создание новых по замыслу материальных и духовных ценностей.

Эмоции – особый класс субъективных психологических состояний, отражающих в форме непосредственных переживаний приятного процесса и результаты практической деятельности, направленной на удовлетворение его актуальных потребностей. Положительные эмоции стимулируют одну часть мозга и выделение одних нейротрансмиттеров, отрицательные эмоции стимулируют другую часть мозга и выделение других нейротрансмиттеров.

Благодаря вовремя возникшей эмоции организм имеет возможность эффективно приспособиться к окружающим условиям. Эмоциональные ощущения биологически в процессе эволюции закрепились как своеобразный способ поддержания жизненного процесса в его оптимальных границах и предупреждают о разрушающем характере недостатка или избытка каких-либо факторов.

Чем более сложно организовано живое существо, чем более высокую ступень на эволюционной лестнице оно занимает, тем богаче та гамма всевозможных эмоциональных состояний, которые оно способно переживать.

Основные эмоциональные состояния, которые испытывает человек, делятся на собственно эмоции, чувства и аффекты.

Чувства – высший продукт культурно-эмоционального развития человека. Они связаны с определенными, входящими в сферу культуры предметами, видами деятельности и людьми, окружающими человека. Чувства выполняют в жизни и деятельности человека, в его общении с окружающими людьми мотивирующую роль.

Аффекты – это особо выраженные эмоциональные состояния, сопровождаемые видимыми изменениями в поведении человека, который их испытывает. Аффект не предшествует поведению, а как бы сдвинут на его конец. Одним из наиболее распространенных в наши дни видов аффектов является стресс.

Страсть – еще один вид сложных, качественно своеобразных и встречающихся только у человека эмоциональных состояний. Страсть представляет собой сплав эмоций, мотивов и чувств, сконцентрированных вокруг определенного вида деятельности или предмета (человека).

Переход биосферы в ноосферу: прогноз и реальность

В результате преобразования человеком естественной среды обитания можно говорить уже о реальном существовании нового ее существования – о техносфере. Понятие «техносфера» – выражает совокупность технических устройств и систем вместе с областью технической деятельности человека. Ее структура включает в себя: техногенное вещество, технические системы, живое вещество, верхнюю часть земной коры, атмосферу, гидросферу, а с начала эры космических полетов – и околоземный космос.

Академик Вернадский ввел понятие ноосферы, под которой понимал любые результаты разумной деятельности человека. Итак, что же такое ноосфера: утопия или реальная стратегия выживания?

Труды В. И. Вернадского позволяют более обоснованно ответить на постановленный вопрос, поскольку в них указан ряд конкретных условий, необходимых для становления и существования ноосферы. Перечислим эти условия, разбросанные по страницам книги «Научная мысль как планетное явление» и отчасти в других публикациях
В. И. Вернадского:

1. Заселение человеком всей планеты.

2. Резкое преобразование средств связи и обмена между странами.

3. Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли.

4. Начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере.

5. Расширение границ биосферы и выход в космос.

6. Открытие новых источников энергии.

7. Равенство людей всех рас и религий.

8. Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики.

9. Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли.

10. Продуманная система народного образования и подъем благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допускать недоедания, голода, нищеты; чрезвычайно ослабить болезни.

11. Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численного возрастающего населения.

12. Исключение войн из жизни общества.

Проследите, насколько выполняются эти условия в современном мире; остановитесь более подробно на некоторых их них.

Глобальные экологические проблемы. Экологический мониторинг – информационная система, которая позволяет оценить влияние антропогенных источников загрязнения окружающей среды на фоне природных процессов. Применение экологического подхода позволяет обеспечить целостность экосистемы, защитить литосферу от негативного влияния на нее человека и своевременную ликвидацию такого воздействия, если все же природе нанесен ущерб.

Основные экологические проблемы: 1. Сохранение озонового слоя. 2. Кислотные осадки. 3. Парниковый эффект. 4. Захоронение радиоактивных отходов. 5. Рост народонаселения. Вооруженные конфликты и окружающая среда. 6. Производство энергии и угрозы окружающей среде. 7. Загрязнение воды. 8. Загрязнение почвы. 9. Проблемы сохранения лесов. 10. Поддержание разнообразия животного мира.

Биоэтика. Под биологической этикой понимается применение понятий и норм человеческой морали, нравственности к жизни на Земле. Первоочередными проблемами в настоящее время являются: угроза частичного или полного уничтожения тех или иных форм жизни на Земле, забор органов необходимых для трансплантации, клонирование человека, целесообразность поддерживания жизни смертельно больного человека и др.

Мораль животных (или основные принципы биоэтики), по мнению выдающегося австрийского этолога Конрада Лоренца, это - создание естественным способом врожденного запрета выполнять обычные программы поведения в некоторых случаях, возникающих при общении с себе подобными. Все эти врожденные запреты возникают под жестоким давлением отбора ради выполнения задачи сохранения вида. К важнейшим из таких запретов относятся следующие:

1. «Не убей своего» – первый и основополагающий запрет у очень многих видов.

2. Второй запрет непосредственно вытекает из первого – чтобы не убить своего и не быть убитым им, нельзя нападать неожиданно и сзади, без предупреждения и без проверки, нельзя ли разрешить возникший конфликт без схватки.

3. У хорошо вооруженных природой животных есть запреты применять смертоносное оружие или убийственный прием в драке со своим.

Этот механизм торможения, препятствующий асоциальному поведению животных, является врожденным, поэтому животное у которого поломали данный механизм, лишь в известном смысле можно назвать «аморальным» по отношению к своим сородичам.

4. Следующий запрет, опять-таки более абсолютный у сильно вооруженных животных (в основном хищников), не позволяет бить того, кто принял позу покорности.

5. И, напоследок еще один очень важный принцип поведения, характерный для многих животных: победа с тем, кто прав. Животное, защищающее свою территорию, свою нору, свою самку, своих детенышей, почти всегда выигрывает в конфликте.

Зоопсихологами было выявлено наличие устойчивой и развитой иерархии в сообществах высших животных.

Поведение человека не ограничивается этими врожденными животными программами. Ведь человек живет и действует, побуждаемый множеством потребностей.

А. Маслоу, один из ведущих психологов США в области исследования мотивации, разработал «иерархию» потребностей человека – пирамиду самоактуализации. Она состоит из следующих ступеней:

Ступень 1 – физиологические потребности – это низшие, управляемые органами тела потребности: дыхательная, пищевая, сексуальная, потребность в самозащите.

Ступень 2 – потребность в надежности: стремление к материальной надежности, здоровью, обеспечению по старости и т. п.

Ступень 3 – социальные потребности. Удовлетворение этой потребности необъективно и трудно описуемо. Одного человека удовлетворяют очень немногие контакты с другими людьми, в другом человеке эта потребность в общении выражается очень сильно.

Ступень 4 – потребность в уважении, осознании собственного достоинства; здесь идет речь об уважении, престиже, социальном успехе. Вряд ли эти потребности удовлетворяются отдельным лицом, для этого требуются группы.

Ступень 5 – потребность в развитии личности, в осуществлении самого себя, в самореализации, самоактуализации, в осмыслении своего назначения в мире.

Если человек в реализации своих потребностей дошел до уровня самоактуализации, то у него высшие потребности начинают доминировать над низшими. На этом уровне люди понимают, что смысл человеческой жизни – в максимально полном развитии заложенных в них способностей, а это возможно только в творческой работе.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое биосфера согласно концепции В. И. Вернадского?

2. Охарактеризуйте радиоактивное загрязнение Земли, связанное с деятельностью человека. Учение о биосфере В. И. Вернадского.

3. Какие факторы определяют развитие экологической катастрофы?

4. Какие черты объединяют человека с приматами и человекообразными обезьянами?

5. Какими особенностями обладает только человек как биологический вид?

6. Кто из известных ученых указывал на животное происхождение человека?

7. Назовите основные физиологические и психические свойства организма человека и дайте их краткую характеристику.

8. Приведите примеры физиологических процессов человека, протекающих ритмично.

9. Является ли сознание необходимым условие воспроизводства человеческой культуры?

10. Выделите основные этические проблемы естественнонаучного познания. Каково отношение естествознания и нравственности?

11. Что такое биоэтика? Как соотносится свойство науки «внеморальность» с принципами биоэтики?

12. Перечислите основные направления деятельности человека по охране окружающей среды и рациональному природопользованию.