ТОП 10:

Волгоградский институт бизнеса



Волгоградский институт бизнеса

 

Концепции современного естествознания

 

 

Лекции (конспекты лекций)

 

Материал допускается к использованию в учебном процессе

 

Преподаватель __________ / ___________________

Заведующий кафедрой __________ / ___________________

«___»_____________ 2011г.

 

Преподаватель __________ / ___________________

Заведующий кафедрой __________ / ___________________

«___»_____________ 2012г.

 

Преподаватель __________ / ___________________

Заведующий кафедрой __________ / ___________________

«___»_____________ 2013г.

 

Преподаватель __________ / ___________________

Заведующий кафедрой __________ / ___________________

«___»_____________ 2014г.

 

Преподаватель __________ / ___________________

Заведующий кафедрой __________ / ___________________

«___»_____________ 2015г.

 


Содержание

Тема №1. «Основные теоретические проблемы курса «КСЕ»». 3

Тема №3. «Формирование механистической картины мира и дальнейшее развитие естествознания в рамках механики». 8

Тема №4. «От дискретности и непрерывности к корпускулярно-волновому дуализму». 16

Тема №5. «От термодинамики к синергетике». 22

Тема №6. «Концепции возникновения и эволюции Вселенной. Концепция геологических процессов». 26

Тема №7. «Концепции химических систем и биологических структур». 30

Тема №8. «Концепция биосферы и экологии». 38

Тема №9. «Концепции эволюции в биологии и человека в естествознании». 46

 


Тема №1. «Основные теоретические проблемы курса «КСЕ»»

План:

1. Проблема соотношения двух форм культур – естествознания и обществознания.

2. Проблема создания единого научного знания.

3. Проблема понятий «естественнонаучная картина мира» и «научная революция».

 

Проблема создания единого научного знания.

Раскрытие первого вопроса лекции позволил нам определить, что объектом изучения дисциплины «КСЕ» является единое научное знание о природе. В этой связи возникает вопрос о понимании термина «единое научное знание» и необходимость раскрытия основных этапов складывания единого научного знания, связанных с процессами дифференциации и интеграции знаний о природе.

На современном этапе развития науки, а особенно благодаря повсеместному распространению и внедрению методов синергетики и самоорганизации, сложилось представление о том, что все процессы и явления во Вселенной находятся во взаимосвязи и взаимодействии, образуя единое целое. Подобное представление заставляет говорить о необходимости создания такого же единого научного знания об этом целом. Однако это невозможно без диалектического взаимодействия таких процессов, сопровождающих развитие любой отрасли науки, как дифференциация и интеграция, кумулятивизм и научная революция.

В течение довольно длительного времени господствовало представление о том, что развитие науки происходит путем постепенного, непрерывного накопления все новых и новых научных истин. Такой взгляд называется кумулятивизмом (от лат. cumulatio – увеличение, скопление). Подобная точка зрения не учитывала, целостной картины развития науки, в которой на протяжении более длительных стадий происходит ревизия, или пересмотр, прежних ее понятий, принципов и концепций. Когда ревизии носят наиболее радикальный характер и сопровождаются коренным пересмотром, критикой и уточнением прежних идей, программ и методов исследования, то этот процесс называется научной революцией. Сами же идеи, программы и методы исследования составляют парадигму науки.

Понятие парадигмы было впервые введено американским историком и философом науки Т. Куном и подразумевает фундаментальную теорию определенной отрасли науки. Например, в классической механике такой парадигмой является теория И. Ньютона, в учении об электромагнетизме – теория Дж. К. Максвелла, в биологии – эволюционная теория Ч. Дарвина и т. д. Переход к новой парадигме обусловлен, прежде всего, поиском новых законов, понятий и принципов, способных объяснить новые явления и процессы, с которыми не могла справиться старая парадигма. Таким образом, существует прямая связь между постепенными, количественными и коренными, качественными изменениями науки.

Кроме того, единство науки воплощается и во взаимодействии двух дополняющих друг друга процессов: дифференциации и интеграции научного знания. Дифференциация научного знания – это необходимый этап в развитии науки, который направлен на более подробное и углубленное изучение отдельных явлений и процессов. В результате действия подобных процессов появляются новые научные дисциплины со своим предметом и методами познания. Например, в античной Греции все известные знания, способы и приемы изучения явлений природы рассматривались в рамках философии. Впервые процессы дифференциации начинаются в эпоху Возрождения и Нового времени благодаря появлению экспериментального естествознания – механика, физика, химия, биология и другие фундаментальные науки о природе превращаются в научные дисциплины.

При этом дифференциация сопровождается двояким эффектом. С одной стороны, дальнейший научный прогресс сопровождается ускоренным процессом появления все новых и новых научных дисциплин и их ответвлений, что способствует естественно значительным возрастанием точности и глубины знаний о явлениях и процессах природы. С другой стороны, параллельно единая наука превращается в совокупность обособленных, изолированных, узких исследований, в силу чего ученые перестают видеть их место и значение в процессе познания единого, целостного мира.

В связи с необходимостью преодоления подобных проблем возникла потребность в создании таких методов исследования, которые могли бы противостоять отрицательным последствиям дифференциации. Решение было найдено путем разработки интегративных или междисциплинарных подходов и методов, которые охватывают более обширные области исследования реального мира, чем отдельные научные дисциплины. Кроме того, важность внедрения интегративных методов заключается и в том, что они раскрывают взаимосвязь и взаимодействие составляющих природу объектов и процессов, и, в конечном счете, подчеркивают единство природы. Например, применение методов одной науки в другой. Одним из важных результатом процессов интеграции стало возникновение на стыке разных наук совершенно новых отраслей – биофизики, биохимии, геофизики, геохимии и т. д.

Таким образом, одним из составляющих процесса выработки единого научного знания о Вселенной является сочетание и диалектическое взаимодействие кумулятивизма и научных революций, с одной стороны, и дифференциации и интеграции, с другой.


Тема №3. «Формирование механистической картины мира и дальнейшее развитие естествознания в рамках механики»

План:

1. Создание механистической картины мира.

2. Разработка электромагнитной картины мира.

3. Специальная теория относительности (СТО).

4. Общая теория относительности.

 

Создание механистической картины мира.

Непосредственное изучение дисциплины «КСЕ» необходимо начинать с ознакомления с основными принципами механистической картины мира. Это обусловлено тем, что данная парадигма была первой естественнонаучной картиной мира, сформировавшейся на основе изучения простейшей, механической формы движения материи. Изначально в основе механики лежали представления о законах движения земных и небесных тел в пространстве и времени. Однако в дальнейшем, когда эти законы и принципы были перенесены на другие явления и процессы (а не только движение), они стали основой механистической картины мира.

Как правило, считается, что у истоков становления механистической картины мира стояли Г. Галилей и И. Кеплер. Вклад Г. Галилея в развитие механики заключался в следующем:

1) установил законы движения свободно падающих тел;

2) сформулировал понятие об инерциальном движении, инерциальных системах и механический принцип относительности.

Инерциальные системы – это системы, которые либо покоятся, либо движутся относительно друг друга прямолинейно и равномерно.

Тема №4. «От дискретности и непрерывности к корпускулярно-волновому дуализму»

План:

1. Становление учения о строении атомов.

2. Создание квантовой механики.

3. Возникновение теории элементарных частиц.

 

Кварковая модель адронов.

Большое число элементарных частиц, и в особенности адронов, уже в начале 1950-х гг. побудило физиков заняться поиском закономерностей в распределении их масс и других квантовых чисел. Эти поиски привели Г. Цвейга и М. Гелл-Мана к гипотезе, что все адроны являются комбинациями кварков.

По современным представлениям кварки – гипотетические материальные частицы, из которых состоят все адроны, т.е. частицы, участвующие в сильном взаимодействии. К ним относятся все барионы и мезоны, а также многочисленные нестабильные (резонансные) элементарные частицы. Согласно новой гипотезе, мезоны состоят из кварка и антикварка, барионы (тяжелые частицы, такие, как протон, нейтрон и им подобные) – из трех кварков.

Гипотеза кварков стала необходимой для объяснения динамики различных процессов, в которых участвуют адроны. В первое время с ее помощью удалось упорядочить большой экспериментальный материал, накопленный при исследовании элементарных частиц. При этом удалось выяснить, что реакции, в которых участвуют некоторые адроны, можно объяснить с помощью гипотетических кварков.

Хотя гипотеза о кварках теоретически необходима, никакого надежного экспериментального подтверждения их существования, несмотря на многочисленные поиски с помощью ускорителей высоких энергий, в космических лучах и окружающей среде, не было найдено. Это заставило некоторых физиков предположить, что здесь мы встречаемся с принципиально новым явлением природы, которое называют удержанием кварков. Однако это мнение не является общепринятым и встречает различные возражения.

Вначале предполагалось, что существует четыре кварка, но в настоящее время к ним добавлено еще два и, следовательно, допускается существование шести кварков, которые обозначаются символами и, d, с, s, t, b. По симметрии им соответствует такое же число антикварков, обозначаемых теми же самыми символами, но с черточкой наверху. В ходе дальнейших исследований выяснилось, что каждый кварк может быть носителем трех разных зарядов сильного взаимодействия, которые сейчас принято называть синим, зеленым и красным цветами. Когда происходит объединение таких кварков в единое целое, то их заряды, или цвета, дают общий белый цвет или, точнее, свет. Точно так же тяжелые адроны, в частности протон и нейтрон, состоят из кварков трех основных цветов. Мезоны же состоят из одного кварка и одного антикварка. Исследование о кварках получило название хромодинамики. Цветовой заряд в хромодинамике, как и в электродинамике, порождает особое поле, названное глюонным (от англ. glue – клей). Кванты такого поля называются глюонами и по свойствам похожи на фотоны, так как лишены массы покоя и зарядов.

Таким образом, при кварковой модели для описания свойств элементарных частиц достаточно допустить существование 18 кварков и 18 антикварков. Поскольку лептоны являются такими же бесструктурными объектами, как и кварки, то к общему числу кварков и антикварков следует добавить число всех лептонов (электрон, мюон, нейтрино и тяжелый лептон) и их антилептонов. Всего, следовательно, получится 44 фундаментальные частицы.

Строение атомного ядра.

С развитием концепции атомизма и переходом к исследованию элементарных частиц физики приступили к изучению самого ядра атома. В первой модели атома Резерфорда-Бора предполагалось, что ядро состоит из положительно заряженных массивных протонов. Только после открытия нейтрона, в изучении строения ядра наметился явный прогресс. Сразу же после этого открытия русский физик Д. Иваненко первым выступил в печати с гипотезой, что ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и лишенных заряда нейтронов. В том же году немецкий физик В. Гейзенберг развил эту гипотезу дальше. Тот факт, что нейтроны электрически нейтральны, сыграл ключевую роль в дальнейших ядерных исследованиях, т. к. электрически нейтральные нейтроны не отталкиваются ядром и поэтому их можно применить для бомбардировки ядра и более тщательного изучения его строения и свойств.

Протоны и нейтроны, образующие ядро и называемые нуклонами, по своей массе в 4 тыс. раз превосходят массу составляющих атом электронов. Общее число нуклонов в ядре называют массовым числом, число протонов определяет заряд атома. Размеры ядра зависят от числа содержащихся в нем нуклонов.

Исследование структуры ядра сопряжено со многими теоретическими и экспериментальными трудностями. Поэтому при построении моделей ядра используются различные аналогии и полуэмпирические схемы. Так, еще в 1936 г. Н. Бор и советский физик Я. Френкель выдвинули капельную модель атомного ядра. В ней ядро рассматривается по аналогии с каплей жидкости, которая, однако, состоит из интенсивно взаимодействующих между собой протонов и нейтронов. Поверхность такой капли может колебаться и при определенных условиях привести к разделению капли на части, т.е. к разрушению ядра.

Другая модель была предложена американским ученым М. Гепперт-Майер и немецким физиком X. Йенсеном в 50-х гг. XX в. Она была названа оболочечной моделью ядра, согласно которой нуклоны, как и электроны в атоме, заполняют соответствующие оболочки в ядре, которые характеризуются разными значениями энергий. В противовес этой модели датские ученые О. Бор (сын Н. Бора) и Б. Мотгельсон выдвинули обобщенную модель ядра, которая состоит из устойчивой внутренней части, вокруг которой движутся внешние нуклоны. Под воздействием этих нуклонов внутренняя часть ядра может изменять свою структуру, принимая форму вытянутого эллипсоида, напоминающую своего рода каплю. Поскольку указанная модель в определенной мере объединяет представления капельной и оболочечной моделей, ее и назвали обобщенной.

В заключении необходимо отметить, что атомистическая концепция изначально опиралась на представление о дискретном строении материи, согласно которому объяснение свойств физического тела можно в конечном итоге свести к свойствам составляющих его мельчайших частиц. Исторически в качестве таковых частиц сначала признавались атомы, затем элементарные частицы, теперь кварки. Трудности, которые возникают при таком подходе, с общей, мировоззренческой точки зрения связаны, во-первых, с абсолютизацией аспекта дискретности, неограниченной делимости материи, во-вторых, с полной редукцией сложного к простому, при которой не учитываются качественные различия между ними. Поэтому с философской точки зрения особенно интересными представляются новые подходы к изучению строения материи, которые основываются не на поиске последних неделимых и фундаментальных ее частиц, а скорее выявлении их внутренних связей для объяснения целостных свойств материальных образований.


Эволюция Солнечной системы.

Современные представления об эволюции Солнечной системы базируются на теории О. Ю. Шмидта. Исходной посылкой данной теории являлась гипотеза о том, что Солнечная система образовалась из холодного газопылевого облака, которое окружало Солнце несколько миллиардов лет назад.

Суть теории: Планеты возникли путем объединения твердых тел и пылевых частиц. Сначала вокруг Солнца возникло газопылевое облако, которое состояло на 98 % из водорода и гелия, а остальные элементы были сконденсированы в пылевые частицы. Постепенно беспорядочное движение газа в облаке сменилось спокойным обращением вокруг Солнца. Пылевые частицы сконцентрировались в центральной плоскости, в результате чего возник слой повышенной плотности.

По мере уплотнения этого слоя и достижения «критического» значения, собственное тяготение этого слоя стало соперничать с тяготением Солнца. В результате слой пыли распадается на отдельные пылевые сгустки, которые начинают сталкиваться друг с другом и образовывать большое количество сплошных плотных тел. Наиболее крупные из них приобретают круговые орбиты и начинают в своих размерах обгонять другие тела – так возникают потенциальные зародыши планет, которые присоединяют постепенно оставшееся вещество из газопылевого облака (рождение девяти планет).

Именно эта модель возникновения и эволюции Солнечной системы объясняет разделение планет на две группы. Первую группу составляют планеты-гиганты, которые возникают в более отдаленной от Солнца области системы. За счет этого температура в этой части Солнечной системы была более низкой и все вещество, кроме водорода и гелия, было образовано в твердые частицы. Например, метан, аммиак и вода вошли в состав Урана и Нептуна, а газы составили основу для Юпитера и Сатурна. Вторую группу составляю планеты земной группы. В более близких областях, где и возникает эта группа, температура была более высокой, за счет чего все летучие вещества (метан и аммиак) остались в газообразном состоянии и не вошли в состав планет – планеты земной группы были сформированы из силикатов и металлов.

Происхождение и эволюция Земли:

В своих современных размерах Земля сформировалась около 4,5 млрд. лет назад в результате двух процессов: 1) конденсации первичного протосолнечного газопылевого облака; 2) слияния планетезималий (название мелких твёрдых частичек, послуживших материалом для построения планет). На раннем этапе создания Земли происходит непрерывный процесс аккреции (процесс падения вещества на космическое тело из окружающего пространства) и быстрого роста температуры (происходит за счет распада радиоактивных элементов, столкновения с падающими материальными частями, сжатия тела планета). Вследствие действия этих факторов идет процесс плавления и дифференциации вещества Земли – расслоение на ядро, мантию и кору.

Последующая эволюция Земли происходит во взаимодействии трех циклов. Первый цикл – геологический (шотландский геолог Дж. Геттон (1726-1797)) – горные породы подвергаются выветривание и образуют осадки. При погружении на глубину осадочные породы испытывают плавление и метаморфизм, а затем деформируются и перемещаются наверх вместе с растущими гонными цепями. Затем происходит последующее выветривание и новый цикл.


Химические системы.

Биологические системы.

Кроме растений и животных он включает сюда и человечество, влияние которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем воздействием, какое деятельность людей оказывает на остальное живое вещество.

Это воздействие выражается, прежде всего, в создании многочисленных новых видов культурных растений и домашних животных. Такие новые виды не существовали раньше и без помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие породы. Поэтому Вернадский рассматривает геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи животного, растительного царства и культурного человечества, как работу единого целого.

По мнению Вернадского, в состав биосферы входит не только живое вещество, но и разнообразные неживые тела, которые Вернадский называет косными (атмосфера, горные породы, минералы и т. д.), а также и биокосные тела, образованные из разнородных живых и косных тел (почвы, поверхностные воды и т. п.). Хотя живое вещество по объему и весу составляет незначительную часть биосферы, оно играет основную роль в геологических процессах, связанных с изменением облика нашей планеты.

Исходной основой существования биосферы и происходящих в ней биогеохимических процессов является астрономическое положение нашей планеты, и в первую очередь ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к эклиптике, или к плоскости земной орбиты. Это пространственное расположение Земли определяет в основном климат на планете, а последний, в свою очередь, жизненные циклы всех существующих на ней организмов. Солнце является основным источником энергии биосферы и регулятором всех геологических, химических и биологических процессов на нашей планете. Эту ее роль образно выразил один из авторов закона сохранения и превращения энергии Ю. Майер (1814-1878), отметивший, что жизнь есть создание солнечного луча.

Основное отличие живого вещества от косного заключается в следующем:

1. Изменения и процессы в живом веществе происходят значительно быстрее, чем в косных телах. Вот почему для характеристики изменений в живом веществе пользуются понятием исторического времени, а в косных телах – геологического времени (секунда геологического времени соответствует примерно ста тысячам лет исторического времени).

2. В ходе геологического времени возрастают мощь живого вещества и его воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает Вернадский, проявляется, прежде всего, в непрерывном биогенном токе атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно.

3. Только в живом веществе происходят качественные изменения организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли объяснение в теории Ч. Дарвина о происхождении видов путем естественного отбора.

4. Живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней, и, согласно теории Дарвина, именно постепенное накопление таких изменений служит источником эволюции.

Непрерывный процесс эволюции, сопровождающийся появлением новых видов организмов, оказывает воздействие на всю биосферу в целом, в том числе и на природные биокосные тела: почвы, наземные и подземные воды и т.д. Это подтверждается тем, что почвы и реки девона совсем другие, чем третичной и тем более нашей эпохи. Таким образом, эволюция видов постепенно распространяется и переходит на всю биосферу.

Поскольку эволюция и возникновение новых видов предполагают существование своего начала, постольку закономерно возникает вопрос: а есть ли такое начало у жизни? Если есть, то где его искать – на Земле или в космосе? Может ли возникнуть живое из неживого?

Над этими вопросами на протяжении столетий задумывались многие религиозные деятели, представители искусства, философы и ученые. В. И. Вернадский подробно рассматривает наиболее интересные точки зрения, которые выдвигались выдающимися мыслителями разных эпох, и приходит к выводу, что никакого убедительного ответа на эти вопросы пока не существует.

Изначально он опирался на тот факт, что многочисленные попытки обнаружить в древних геологических слоях Земли следы присутствия каких-либо переходных форм жизни не увенчались успехом. Во всяком случае, некоторые останки жизни были обнаружены даже в докембрийских слоях, насчитывающих 600 млн. лет. Это, по мнению Вернадского, дает возможность высказать предположение, что жизнь как материя и энергия существует во Вселенной вечно и поэтому не имеет своего начала. Такое заключение основано на том, что следы начального живого вещества до сих пор не обнаружены в земных слоях

С другой стороны, он не мог не учитывать существующие естественнонаучные гипотезы, например известной гипотезы происхождения жизни А. И. Опарина, которая защищала тезис о возникновении живой материи из неживой. Предположения относительно абиогенного, или неорганического, происхождения жизни делались неоднократно еще в Античную эпоху, например Аристотелем, который допускал возможность возникновения мелких организмов из неорганического вещества. С возникновением экспериментального естествознания и появлением таких наук, как геология, палеонтология и историческая биология, эта точка зрения подверглась критике как не обоснованная эмпирическими фактами.

Еще во второй половине XVII в. широкое распространение получил принцип, провозглашенный известным флорентийским врачом и натуралистом Ф. Реди: все живое возникает из живого. Утверждению этого принципа содействовали исследования знаменитого английского физиолога У. Гарвея (1578-1657), который считал, что всякое животное происходит из яйца, хотя он и допускал возможность возникновения жизни абиогенным путем.

В дальнейшем, по мере проникновения физико-химических методов в биологические исследования, снова и все настойчивее стали выдвигаться гипотезы об абиогенном происхождении жизни.

В конце своей жизни Вернадский заявлял, что он не допускает ни божественного вмешательства, ни земного происхождения жизни. Поэтому Вернадский перенес возникновение жизни за пределы Земли, но также допускал возможность ее появлении в биосфере при определенных условиях.

Несмотря на некоторые противоречия, учение Вернадского о биосфере представляет собой новый крупный шаг в понимании не только живой природы, но и ее неразрывной связи с исторической деятельностью человечества.

Эволюционный процесс получает особое геологическое значение благодаря тому, что он создал новую геологическую силу – научную мысль социального человечества. Под влиянием научной мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние – в ноосферу.

Каким же образом человеческая деятельность влияет на процессы в биосфере, как она способствует ее эволюции? Почему именно эта деятельность придает эволюции биосферы направленный характер?

Прежде всего, отметим, что биологическая эволюция присуща лишь живому веществу биосферы, т. е. различным видам растений и животных и, разумеется, человеку в той мере, в какой он развивался до возникновения цивилизации и превращения в Homo sapiens (человека разумного). В дальнейшем, как мы покажем, биологическая эволюция человека переходит в эволюцию социально-культурную.

Эволюция живого вещества биосферы приводит к возникновению новых видов растений и животных, которые, как и остальные виды, неразрывно и непрерывно связаны с окружающей их средой, прежде всего питанием и дыханием как наиболее характерными процессами обмена веществ. Такой обмен приводит к миграции, движению атомов от живого вещества к неживому, в особенности к биогенному, в котором живые элементы объединены с элементами неживыми. Нельзя также забывать, что во время эволюции молекулы и атомы живого вещества не остаются неизменными. А все это во многом меняет характер взаимодействия живого вещества биосферы не только с ее неживой частью, но и с остальными сферами оболочки Земли.

В период перехода от биосферы к ноосфере на сцену выступает такой мощный геохимический фактор, как постоянно увеличивающееся количество зеленного вещества в биосфере, получаемого посредством расширения посевных площадей и интенсификации земледелия. В результате искусственного отбора новых сортов растений и пород животных значительно ускоряются процессы эволюции, быстрее возникают новые виды. А это, в свою очередь, в еще большей мере способствует ускорению процессов обмена между живым и косным веществом в биосфере.

По-видимому, постепенный переход к ноосфере начался еще сотни тысяч лет назад, когда человек овладел огнем и стал изготовлять первые, весьма несовершенные орудия производства и охоты. Благодаря этому он получил огромное преимущество перед животными, но с геологической точки зрения гораздо более важным был длительный процесс приручения диких стадных животных и создания новых сортов культурных растений. Как известно, именно этот процесс положил начало скотоводству и земледелию, что исторически привело к первому, наиболее значительному разделению общественного труда и систематическому обмену его продуктами между разными племенами.

«Человек этим путем, - указывает Вернадский, - стал менять окружающий его мир и создавать для себя новую, не бывшую никогда на планете живую природу. Огромное значение этого проявилось еще и в другом – в том, что он избавился от голода новым путем, лишь в слабой степени известным животным, - сознательным, творческим обеспечением от голода и, следовательно, нашел возможность неограниченного проявления своего размножения».

Что же касается борьбы с животными, то человек одержал в ней победу, по существу, с изобретением огнестрельного оружия, и поэтому теперь он должен предпринимать особые меры, чтобы не допустить истребления всех диких животных. Еще большие усилия необходимы для сохранения самой биосферы в связи с многократно возросшими техногенными нагрузками на нее. Возникает общая для всего человечества глобальная проблема сохранения окружающей среды, ипрежде всего живой природы.

Второй принцип теории Дарвина заключается в раскрытии внутреннего противоречия в развитии живой природы. Оно состоит в том, что, с одной стороны, все виды организмов имеют тенденцию к размножению в геометрической прогрессии, а с другой – выживают и достигают зрелости лишь в арифметической прогрессии, т. е. небольшая часть потомства.

Достаточно отметить, что многие растения дают десятки и сотни тысяч семян, а рыбы выметывают от нескольких сот до нескольких миллионов икринок. В этих условиях как раз и развертывается борьба за выживание, которую чаше всего называют борьбой за существование. Однако, как подчеркивает Дарвин, термин «борьба за существование» представляет собой метафорическое выражение, с помощью которого характеризуются различные отношения между организмами.

Она охватывает как сотрудничество внутри одного вида в борьбе против другого, так и конкуренцию между ними (в добывании пищи, занятии лучшего места обитания, за лидерство в группе и т.п.). Соответственно этому различают межвидовую и внутривидовую борьбу, причем наиболее ожесточенная борьба возникает между сходными организмами, поскольку именно они имеют одинаковые потребности.

Важнейшим из них является мутационный процесс, что следует из признания того неоспоримого теперь факта, что основную массу эволюционного материала составляют различные формы мутаций, т. е. изменения наследственных свойств организмов, возникающие естественным путем или вызванные искусственными средствами.

Мутации являются теми наследственными изменениями, которые либо отдельно, либо совместно определяют изменения свойств, признаков, особенностей или норм реакции организмов. В своей совокупности они представляют то, что Дарвин называл индивидуальной или неопределенной изменчивостью. Факторы, которые вызывают мутации, называют мутагенами. К ним относятся космические, рентгеновские, радиоактивные лучи и вредные химические вещества, а также вирусы. Они вызывают изменения и перестройку генетического материала.

Поскольку мутации возникают случайно, постольку их результат действительно является неопределенным. Однако случайное изменение становится необходимым, когда оно оказывается полезным для организма, помогает ему выжить в борьбе за существование. Закрепляясь и повторяясь в ряде поколений, такие случайные изменения вызывают перестройку в структуре живых организмов и их популяций и таким образом приводят к возникновению новых видов. Хотя мутации – главные поставщики эволюционного материала, но они относятся к изменениям случайным, подчиняющимся вероятностным, или статистическим, законам. Поэтому они не могут служить направляющей силой эволюционного процесса. В действительности, кроме отбора – естественного или искусственного, - не существует никакого другого средства регулирования наследственной изменчивости. Только случайные изменения, оказавшиеся полезными в определенных условиях окружающей среды, отбираются в естественной природе или искусственно человеком для дальнейшей эволюции.

Вторым основным фактором эволюции служат популяционные волны, которые часто называют «волнами жизни». Они определяют количественные флуктуации, или отклонения, от среднего значения численности организмовв популяции, а также области ее расположения (ареала).

Установлено, что малочисленные и многочисленные популяции не являются благоприятными для эволюции и возникновения новых форм живых организмов. В больших популяциях новым наследственным изменениям гораздо труднее проявиться, а в малочисленных такие изменения подвержены воздействию случайных процессов. Поэтому наиболее подходящими для эволюции и возникновения новых видов оказываются популяции средних размеров, в которых постоянно происходит изменение численности особей.

Волгоградский институт бизнеса

 







Последнее изменение этой страницы: 2016-08-01; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.235.30.155 (0.017 с.)