- географические и климатические условия – генетическая структура популяции;
- система браков;
- факторы, изменяющие частоты генов;
- частоты генов и генотипов;
- коэффициент инбридинга.
Вид Homo Sapience – крупная эволюционная единица. Есть группы людей с генетическими различиями. Эти группы можно считать популяциями. Надо знать, где границы популяции, для определения наибольшее значение имеет система браков. Чисто панмиксных популяций не существует.
В популяциях в результате действия эволюционных факторов насчитывается разное количество людей:
1,5–4 тысячи – дем («народ»)1-2% лиц из других популяций; 80-90% внутригрупповых браков; 20% - прирост населения за 25 лет;
Менее 1,5 тысяч – изолят. 1% лиц, пришедших из других популяций; 90% внутригрупповых браков; 20% - прирост населения за 25 лет.
Если изолят существует более 100 лет, то все члены изолята - троюродные братья и сестры.
Выделяют 3 группы изолятов:
1) религиозные изоляты (распространены были в Средние века и Новое время), секты;
2) палеолитические изоляты – существуют на островах, в Сибири;
3) географические изоляты. Отделены от других селений различными преградами (водными, лесными и другими).
Существенно изменяется популяционная структура человечества, т.к. происходит миграция населения, нарушение изолятов, изменяется система браков (классовые, религиозные, расовые запреты постепенно исчезают), растет численность людей (более 7 миллиардов) за счет людей пострепродуктивного возраста, количество людей репродуктивного возраста постепенно снижается, происходит старение популяции. Величина близкородственных браков сохраняется и составляет примерно 3% в популяции. Для эволюции система браков значения не имеет, т.к. эволюция подразумевает появление нового гена.
Факторы, повышающие изменчивость:
- мутационный процесс;
- рекомбинации;
- поток генов.
Не влияют на изменчивость:
- отбор;
- дрейф генов.
Генные мутации появляются с определенной, характерной для генных мутаций частотой. 1 локус мутирует с частотой 1 на 100000 половых клеток. Генная мутация – обычное явление, с увеличением возраста родителей быстро возрастает частота мутаций, проявляется генетический груз. Поток генов – перенос генов из одной популяции в другую не изменяет частоту аллелей в популяции, но сильно изменяет частоты генов в малых популяциях (старожилы +приезжие). В США потомство смешанного брака принято относить к негритянскому населению. За 300 лет в США выросло 10-12 поколений негров. Когда 2 человеческие популяции оказываются в близком контакте, они не сразу превращаются в панмиксную популяцию. Сначала они изолированы друг от друга, что препятствует потоку генов. В настоящее время у негров США 30% генов белых людей, у бразильских негров – 40%. В обратную сторону процесс идет гораздо медленнее. В настоящее время считают, что поток генов и мутационный процесс – главные источники разнообразия людей больших человеческих популяций.
103Взаимосвязь онтогенеза и филогенеза.
• биогенетический закон, его трактовка А. Н. Северцова
• филембриогенезы и ценогенезы
• палингенезы и рекапитуляции
На эволюционную связь между онтогенезом и филогенетической впервые обратил внимание Дарвин, который на доказательство эволюции ссылался на труды эмбриолога ?. ?. Бэра (1792-1 876). К. Бэр установил, что зародыши разных животных на ранних стадиях эмбрионального развития очень похожи. В эмбриогенезе из общего образуется менее общее, пока не появится специальное. Так, в зачаточном развитии позвоночных животных сначала формируются признаки типа (хорда, нервная трубка, жаберный аппарат в глотке), позже – признаки классов, затем признаки рядов, семей, родов, видов.
Закономерности, установленные К. Бэром, Ч. Дарвин назвал законом зародышевой сходства. Изучение эмбрионального развития животных привело немецких ученых Ф. Мюллера и Э. Геккеля к формулировке одного из важных обобщений, которое Геккель назвал биогенетический законом (1866).
Закон читается так: онтогенез есть краткое и быстрое повторение филогенеза. Повторение признаков взрослых предков в эмбриогенезе потомков Ф. Мюллер назвал рекапитуляции. В онтогенезе Э. Геккель различал палингенезы и ценогенезы.
Палингенезамы - (от греч. ????? - снова и ??????? - происхождения) он назвал признаки взрослых предков, повторяются в эмбриогенезе потомков. К ним относятся у высших позвоночных хорда, хрящевой первичный череп, жаберные дуги, первичные почки, однокамерное сердце и др.. Но их образования может сдвигаться во времени (Гетерохрония) и в пространстве (гетеротопии). Ценогенезамы (от греч. ?????? - общий, новый и ??????? - происхождение) Э. Геккель назвал приспособления, возникающие у зародышей или личинок и не сохраняются во взрослом состоянии (амнион, алантоис).
Биогенетический закон действителен только в общих чертах. Так, в онтогенезе повторяется строение не взрослых стадий предков, как полагал Э. Геккель, а эмбрионов. У зародышей млекопитающих, например, образуется НЕ жаберный аппарат взрослых рыб, а только закладка жаберного аппарата зародышей рыб. Биогенетический закон не отражает также значения новых изменений в онтогенезе как основы филогенетических преобразований. Современные представления о биогенетический закон сформирована благодаря созданию А. Н. Северцова теории филембриогенезив.
Филембриогенезамы - (от греч. ????? - племя, порода, ??????? - зародыш, ??????? - происхождение) называются новые наследственные изменения, которые возникают в эмбриональном периоде, сохраняются у взрослых форм, передаются следующим поколением, включаясь, таким образом, в филогенез.
Между филембриогенезамы и ценогенезамы спорным является то, что они отклоняют развитие зародыша от простого повторения развития предков (рекапиту- ляции), отличным - филембриогенезы не является приспособления колебаниями зародыша, а новым изменениям, хранящихся во взрослом состоянии. Филембриогенезы возникают на любой стадии эмбриогенеза, но чаще - на поздней и тогда они называются анаболиямы (пролонгация).
В этом случае органы развиваются так же, как и в предка, т.е. имеет место рекапитуляции и проявление биогенетического закона, и только в конце эмбрионального развития добавляются новые изменения. Примером может быть развитие длинных челюстей у мальков морской рыбы саргана. В течение эмбрионального развития его челюсти имеют такую же длину, как в других рыб. Удлинение челюстей происходит в малька только после вылупления. Если изменения возникают на средней стадии эмбрионального развития, они называются девиациями (от лат. deviatio - отклонение).
К девиации развитие органа получается так же, как и в предка, но затем отклоняется и продолжается по новому пути. По типу Дэвиции развивается роговая чешуя рептилий. Начальные стадии ее развития подобны развития плакоильной чешуи акуловых рыб, а затем наступает отклонения.
Филембриогенезы, которые возникают на ранних стадиях эмбриогенеза, называются архалаксисамы (от греч. ???? - начало и ??????? - изменение). В этом случае развитие органа с самого начала происходит по новому пути без рекапитуляции и проявления биогенетического закона. Так развивается волосяной покров у млекопитающих, которое не повторяет развития плаке- рекордного чешуи акул - их далеких предков.
104Способность живых существ к жизни в различных условиях является результатом эволюции не только их самих, но и их систем органов. Ниже мы рассмотрим это заключение на примерах эволюции систем органов животных, начиная с простейших и заканчивая млекопитающими.
Внешние покровы животных (кожа или интегумент) выполняют защитную функцию, предохраняют тело от излишней потери воды и помогают регулировать температуру тела. Кроме того, у ряда организмов они являются дополнительным органом, принимающим участие в обмене веществ (дыхании и выделении).
У беспозвоночных покровы тела не достигают значительного развития, будучи представленными эктодермой и ее производными. Эволюция покровов у них шла в направлении развития мерцательного эпителия в плоский эпителий, что отмечается у турбеллярий и других плоских червей, а также у круглых и кольчатых червей. Мерцательный эпителий служит примитивным органом движения, тогда как плоские этой способностью не обладают.
У членистоногих поверхностный слой эпителия превращается в хитинизированную кутикулу, которая развивается в панцирь у ракообразных. У моллюсков поверхностный слой эпителия развивается в раковину, содержащую известь. У животных отдельных групп (кольчатые черви, членистоногие и моллюски) в эпидермисе локализованы одно- или многоклеточные железы (слюнные, паутинные, ядовитые и другие).
У хордовых эволюция кожных покровов шла в направлении замены однослойного эпителия многослойным, в частности, в формировании двух слоев и в превалирующем развитии собственно кожи (кориума).
Кожа хордовых состоит из поверхностного слоя эктодермального происхождения, или эпидермиса, иногда называемого кутикулой, и нижнего слоя мезодермального происхождения -- собственно кожи (кориума), или дермы. У туникат (асцидий, пиросом и других морских животных) наружний покров представляет собой студенистую или хрящевую оболочку, являющуюся продуктом эктодермального эпителия и пронизанную мезодермальными клетками и сосудами. Покровы ланцетников имеют двуслойное строение. Первый слой представлен цилиндрическим однослойным эпителием эктодермального происхождения, второй -- студенистой соединительной тканью, выполняющей роль кориума.
Покровы у позвоночных достигли большого развития и представляют собой кожу, которая построена из двух различных слоев. Один из них является поверхностным и состоит из многослойного эпителиального эпидермиса эктодермального происхождения, второй -- нижним, собственно кожей, которая прилегает к подкожной ткани. Последняя, в свою очередь, прилегает к мышцам и костям.
Поскольку у земноводных кожа используется в качестве дополнительного органа дыхания, но при этом необходима водная пленка, то это привело к развитию в коже этих животных многослойных желез, продуцирующих слизь и увлажняющих ее. Кожа земноводных содержит также ядовитые железы, выполняющие защитную функцию.
У млекопитающих развились производные кожи (поверхностный каратин, волосы, копыта и рога), которые выполняют важные функции в жизни организмов. Большое значение в терморегуляции имеют кожные потовые железы
105Опорные образования, придающие телу беспозвоночных определенную форму, чрезвычайно разнообразны и могут иметь как мезо-, так и экто- и энтодермальное происхождение.
Огромная группа одноклеточных живых существ для передвижения используют жгутики. Короткие и многочисленные жгутики называются ресничками. У инфузорий их число превышает 10 тыс. Иначе, чем жгутиковые, движется амёба. Выдвигая ложноножки (временные выпячивания на теле клетки) по направлению движения, она плавно «перетекает» с места на место.
Эпителиально-мускульные клетки кишечнополостных содержат мышечные волокна. Гидра может медленно передвигаться с места на место, поочерёдно «ступая» то подошвой, то щупальцами. Такое движение можно сравнить с медленным кувырканием через голову. Для медуз характерен реактивный способ движения, при котором перемещение осуществляется за счет выталкивания воды из-под купола при сокращении стенок зонтика.
Покровы тела плоских червей покрыты ресничками, благодаря которым они могут передвигаться. Под кожными покровами располагаются несколько слоёв мышц . Тело круглых червей одето снаружи плотной многослойной оболочкой, под которой находится сросшийся с ней слой мышц. Эти мышцы только продольные, поэтому черви могут изгибать свое тело, но не способны втягивать или укорачивать его. Способ передвижения - круговые движения. Тело кольчатых червей, в отличие от круглых червей, поделено кольцевыми перетяжками на 100-180 члеников. На каждом членике сидят маленькие упругие щетинки, которыми червь цепляется при движении за неровности почвы. Способ передвижения - поочерёдное сокращение кольцевых и продольных мышц: при сокращении кольцевых мышц тело червя становится длинным и тонким, а при сокращении продольных - укорачивается и утолщается.
У брюхоногих моллюсков мускулистая нога занимает всю брюшную сторону тела. Скользя подошвой ноги по водным предметам, осуществляет передвижение. Двустворчатые моллюски имеют клиновидную ногу. При передвижении двустворчатые выдвигают вперед ногу и закрепляются ею в грунте, а затем подтягивает тело. Головоногие используют реактивный способ перемещения, путём засасывания и выталкивания воды ( до 50 км/ч.).
Органы и структуры движения у членистоногих представлены членистыми конечностями, крыльями, плавательными конечностями, поперечно-полосатыми мышцами. У ракообразных 5 пар ходильных ног; у паукообразных – 4 пары, а у насекомых – 3 пары ходильных ног и 2 пары крыльев.
Хитиновый панцирь членистоногих является не только защитным образованием, но и местом прикрепления мускулатуры.
Скелет позвоночных образован костной тканью и делится на осевой скелет (позвоночник), скелет головы, скелет передних и задних конечностей и их поясов. Функция скелета хордовых заключается, во-первых, в защите органов от механических воздействий и, во-вторых, в том, чтобы служить опорой для органов передвижения.
106В процессе эволюции скелет позвоночных претерпел изменения. Первоначальным осевым скелетом являлась хорда, которая, по мере усложнения строения животных, втеснилась развивающимися позвонками.
Низшим этапом развития осевого скелета является сохранение хорды в течение всей жизни животного. Так, у бесчерепных, скелет представлен хордой и многочисленными стержнями из плотной студенистой ткани, образующей скелет непарных плавников и жаберного аппарата.
У большинства позвоночных хорда сохраняется лишь в ранних стадиях развития. В более поздних ее заменяет позвоночный столб, состоящий из позвонков. В позвонках различают тело, нижние и верхние дуги.
У круглоротых хорда сохраняется на протяжении всей жизни, но появляются закладки позвонков, представляющие собой небольшие парные хрящевые образования метамерно расположенные над хордой. Они называются верхними дугами.
У примитивных рыб кроме верхних дуг появляются и нижние дуги, а у высших рыб и тела позвонков. Тела позвонков у большинства рыб и животных вышестоящих классов формируются из ткани, окружающей хорду, а также из основания дуг. С телами позвонков срастаются верхние и нижние дуги. Концы верхних дуг срастаются между собой, образуя канал, в котором находится спинной мозг. На нижних дугах возникают отростки, к которым прикрепляются ребра.
Остатки хорды сохраняются у рыб между телами позвонков. У рыб различают два отдела позвоночного столба: туловищный и хвостовой. Функция первого- поддержание внутренних органов, второго- участие в передвижении тела.
У земноводных уже на ранних стадиях развития хорда замещается позвонками. В позвоночном столбе появляются два новых отдела - шейный и крестцовый. Шейный отдел составляет всего один позвонок, грудной состоит из 5 позвонков, снабженных ребрами. Но ребра невелики, не доходят до грудины и заканчиваются свободно. Крестцовый отдел состоит из одного позвонка, являющегося опорой для костей таза и задних конечностей. Хвостовой отдел у хвостатых амфибий состоит из большого числа позвонков, а у бесхвостовых они срастаются в одну кость.
У рептилий в позвоночном столбе имеется 5 отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. В шейном отделе у различных видов число позвонков колеблется, достигая у некоторых восьми; первый шейный позвонок (атлант) приобретает форму кольца, а второй имеет зубовидный отросток, на котором свободно вращается первый. Этим обеспечивается подвижность головы. В грудном отделе число позвонков непостоянно. К ним прикреплены хорошо развитые ребра, большинство которых соединено с грудиной. Таким образом, у рептилий появляется грудная клетка, обеспечивающая лучшую вентиляцию легких. К позвонкам поясничного и крестцового отделов также прикрепляются ребра. В крестцовом отделе имеются 2 позвонка. В хвостовом отделе число позвонков варьирует.
У птиц позвоночный столб сходен с таковым у пресмыкающихся, но в нем сильно выражены черты специализации. Хорошо развит шейный отдел. Число позвонков в нем может достигать 25, чем обеспечивается большая его подвижность.
У млекопитающих хорда сохраняется лишь в виде участков внутри межпозвонковых хрящей В позвоночном столбе 5 отделов: шейный, грудной, крестцовый, поясничный и хвостовой. В шейном отделе постоянное число позвонков- 7. В грудном отделе их не постоянно от 9 до 24, чаще 12-13. К грудным позвонкам прикрепляются ребра, большинство из них соединено грудиной. В поясничном отделе от 3 до 9 позвонков. Крестец образуют сросшиеся позвонки. Число позвонков в хвостовом отделе очень изменчиво.
^ Скелет конечностей.
Существуют два типа свободной конечности: плавник рыбы и пятипалая конечность наземных позвоночных. В разных классах позвоночных и в пределах каждого класса конечности животных отличаются особенностями строения, что связано с выполнением ими различных функций.
Конечности наземных позвоночных произошли от плавников рыб.
Рыбы - водные животные, имеют твердый скелет (костный, хрящевой или частично окостеневший). В основном рыбы имеют обтекаемую форму тела, что помогает им быстро двигаться в воде. Голова плавно переходит в туловище, а туловище в хвост. Органы движения представлены парными и не парными плавниками. Каждый плавник состоит из тонкой кожной перепонки, которая представлена костными плавниковыми лучами. Грудные и брюшные плавники обеспечивают повороты тела, остановку, сохранение равновесия. Под кожей рыб расположены прикреплённые к костям мышцы, образующие мускулатуру. Сокращение и расслабление мышц вызывает изгибание тела рыбы, благодаря чему она передвигается в воде.
Органы движения земноводных представлены парными передними и задними конечностями. Каждая конечность состоит из трех главных отделов. В передней ноге различают: плечо, предплечье и кисть. В задней конечности эти отделы называются: бедром, голенью, стопой. Отделы конечностей подвижно соединены между собой при помощи суставов. Задние ноги значительно длиннее и сильнее передних. Строение мышечной системы лягушки сложнее, чем у рыбы. Особенно хорошо у нее развиты мышцы конечностей.
Органы движения пресмыкающихся представлены 2-мя парами конечностей, скелет которых содержит те же кости, что и у земноводных. Движение у пресмыкающихся бывает: а) ползанье, плаванье (змеи), б) ходьба, плаванье (черепахи).
Скелет птиц значительно видоизменен в связи с приспособленностью к полету: повышена прочность в результате срастания костей, большинство костей пневматичные и трубчатые. На грудине образован киль, к которому прикрепляются мышцы. Передние конечности преобразованы в крылья. Наличие воздушных полостей в костях необходимо для полета. Передняя конечность птицы имеет только три пальца. В ноге различают толстое бедро, более тонкую и длинную голень, цевку и пальцы. Самые крупные мышцы в теле летающих птиц - парные большие грудные мышцы (опускание крыльев).
У млекопитающих 4 пятипалые конечности, которые ушли под туловище, что позволило быстро передвигаться и легко удерживать вес тела. Способы передвижения у млекопитающих очень разнообразны и зависят от образа жизни:
^ Скелет головы.
Череп расположен на переднем конце лицевого скелета. Он состоит из двух, частей отличающихся по происхождению и выполняемым функциям: черепной коробки, которая служит вместилищем для головного мозга и висцерального скелета, дающего опору органам передней части пищеварительного канала. В процессе эволюции наиболее значительные преобразования происходят в висцеральном скелете. У зародышей всех позвоночных, а у низших в течение всей жизни висцеральный скелет состоит из дуг, охватывающих переднюю часть пищеварительной трубки. У рыб они дифференцируются на челюстную дугу, которая предназначена для захвата пищи; подъязычную - для прикрепления к черепной коробке и жаберную дугу - для прикрепления жаберных лепестков.
У наземных позвоночных висцеральный скелет сильно редуцируются: верхняя часть челюстной дуги срастается с дном черепной коробки, из подъязычной дуги образуются небольшие косточки, входящие в состав среднего уха. Вторая и третья жаберные дуги у млекопитающих образуют щитовидный хрящ, а из четвертой и пятой дуг формируются остальные хрящи гортани. У рыб костей в черепе более 100; у земноводных – 15-19, у рептилий – 40-70, у птиц – 20 и у млекопитающих – 22-40.
106Закладка переднего и заднего отдела пищеварительной системы происходит из эктодермы. Средний отдел и пищеварительные железы развиваются из энтодермы.
Функции пищеварительной системы: механическая и химическая обработка пищи и всасывание питательных веществ.
Основные направления эволюции:
1. Разделение пищеварительной трубки на отделы;
2. Развитие пищеварительных желёз;
3. Появление зубов и их дифференцировка;
4. Увеличение всасывательной поверхности.
У ланцетника пищеварительная трубка дифференцирована на рот, глотку и кишку, заканчивающуюся анальным отверстием. Глотка пронизана жаберными щелями, в её нижней части имеется эндостиль с железистыми клетками. Кишка содержит печёночный вырост.
У рыб появляются челюсти, гомодонтная зубная система, пищевод, желудок, тостый и тонкий кишечник. Хорошо развита печень, есть желчный пузырь. Увеличена всасывательная поверхность (пилорические выросты и складка, идущая по спирали вдоль кишки).
У амфибий имеется ротоглоточная полость, недифференцированные зубы, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник, печень, поджелудочная железа. Появляется язык и слюнные железы. В слюне нет ферментов. В кишечнике есть 12типерстная и прямая кишка, заканчивающаяся клоакой.
У рептилий ротовая полость отделена от глотки, начинается дифференцировкой зубов (ядовитые зубы), в слюне появляются ферменты. Желудок имеет толстые мышечные стенки. Происходит удлинение кишечника и возникает зачаток слепой кишки.
У млекопитающих гетеродонтная зубная система. Желудок может быть многокамерный. Кишечник длинный (в 10 раз длиннее тела), больших размеров достигает слепая кишка. Прямая кишка заканчивается анальным отверстием (редукция клоаки). Слизистая оболочка тонкого кишечника имеет ворсинки.
эволюция видов в ходе геологического времени ведет к образованию таких организмов, которые увеличивают миграцию атомов;
заселение планеты должно быть 107 Центральным пунктом изучения в теории Вернадского является понятие о живом веществе, т.е. совокупности всех живых организмов. Кроме живого вещества Вернадский выделял еще косное вещество (воздух, вода, минералы). Между живым веществом и косным находятся биокосные вещества (остатки живых организмов, например, навоз).
Отличия живого вещества от косного заключаются в следующем:
изменения и процессы в живом веществе происходят быстрее, чем в косных телах, поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического времени, а в неживых телах геологического времени. 1 секунда геологического времени = 100 тысяч лет исторического;
в живых организмах существует непрерывный ток атомов: из живых в неживое, и наоборот;
только в живых организмах происходят качественные изменения в ходе геологического времени, т.е. эволюция;
живые организмы изменяются в зависимости от окружающей среды.
Вернадский выдвинул предположение, что живые организмы сами по себе эволюционируют. Он поставил вопрос: «Есть ли у жизни начало?», на который он отвечает в поддерживаемой им концепции вечной жизни о том, что Земля существует вечно, и поэтому жизнь на ней не имеет начала.
Согласно данной теории биосфера выполняет несколько функций:
кислородная, т.к. часть биосферы выделяет кислород;
почвообразующая;
хемосинтезирующая – синтез органических веществ из неорганических, возможный только в бактериях (например, только бактерии способны аккумулировать азот из воздуха);
круговорот веществ (атомов) в природе, в котором участвует вся атмосфера в целом;
структурная – некоторые живые организмы способны изменять облик Земли и т.д.
По Вернадскому работа живого вещества в биосфере может быть выражена в двух основных формах:
химическая или биохимическая ( I род геологической деятельности );
механическая ( II род геологической деятельности).
I род геологической деятельности проявляется в обмене веществ внутри живых организмов, в результате которого происходит постоянных кругооборот атомов.
При этом большое значение имеет количество пропускаемых веществ через тот или иной живой организм. По некоторым данным установлено, что через организм человека за всю его жизнь проходит около: 75 т воды, 17 т углеводов, 2,5 т белка, 1,5 т жира.
Сущность II рода геологической деятельности проявляется только в тех экосистемах, где хорошо развит почвенный покров, который позволяет создавать норы, укрытия, т.е. разрыхлять почву.
Вернадский для понимания работы живого вещества в биосфере ввел 3 биогеохимических принципа:
биогенная миграция атомов всегда стремится к максимальному значению. Это выражается в способности некоторых живых организмов неограниченно размножаться;
максимально возможным для всего живого вещества.
С появлением человека, по учению Вернадского, биосфера переходит в качественно новую сферу – ноосферу, т.е. сферу человеческого разума.
Для этого должны быть выполнены следующие условия:
заселение человеком всей планеты;
резкое преобразование средств связи и обмена между странами;
усиление связей, в т.ч. политических, между всеми странами;
начало преобладания роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в земной коре;
расширение границ биосферы и выход в космос;
открытие новых источников энергии;
равенство людей всех рас и религий;
увеличение роли народных масс в решении вопросов внутренней и внешней политики;
свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений, а также создание в государстве благоприятных условий для свободного развития научной мысли;
продуманная система народного образования и повышения благосостояния трудящихся; создание реальной возможности не допустить голода, нищеты;
разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности;
исключение войн из жизни общества.
По мнению Вернадского, основными предпосылками создания ноосферы являются:
· расселение человечества по всей поверхности Земли и физическое уничтожение видов, «конкурирующих с человеком»,
· радикальное усовершенствование средств связи и создания единой информационной системы и единой системы контроля над людьми,
· создание и разработка новых источников энергии (атомной, геотермической, «лунной», «ганглиевой»),
· «подъём благосостояния трудящихся» и «победа демократии»,
· установление «равенства всех людей», причём не только равенства перед законом, но и других его форм,
· учреждение единого планетарного марксистско-ленинского государства,
· вовлечение «широких народных масс» в занятие наукой,
· превращение человечества в «геологическую силу».
Академик утверждал, что эти социальные реформы и катаклизмы сделают «переход к ноосфере» необратимым.
В структуре ноосферы и биосферы Вернадский выделял «семь видов вещества»:
· живое,
· биогенное (возникшее из живого),
· косное (возникшее не из живого),
· биокосное (частично живое, частично неживое),
· радиоактивное,
· атомарно-рассеянное,
· космическое.
Эта теория получила своё логическое продолжение и развитие в трудах академика Лысенко, а также профессора Лепешинской, расширившей и углубившей учение о «живом веществе». Тем не менее «Теория семи видов вещества» никогда не была принята западным научным сообществом.
Вернадский утверждал, что человечество в ходе своего развития превращается в новую мощную «геологическую силу», своей мыслью и трудом преобразующую лик планеты. Соответственно, оно в целях своего сохранения должно будет взять на себя ответственность за развитие биосферы, превращающейся в ноосферу, а это потребует от него определённой социальной организации и новой, экологической и одновременно гуманистической этики. Иногда Вернадский писал о «ноосфере» как о состоявшейся реальности, иногда — как о неотвратимом будущем. «Биосфера не раз переходила в новое эволюционное состояние… — отмечал он. — Это переживаем мы и сейчас, за последние 10—20 тысяч лет, когда человек, выработав в социальной среде научную мысль, создаёт в биосфере новую геологическую силу, в ней не бывалую. Биосфера перешла или, вернее, переходит в новое эволюционное состояние — в ноосферу — перерабатывается научной мыслью социального человека» («Научная мысль как планетное явление»). Таким образом, понятие «ноосфера» предстаёт в двух аспектах:
1. ноосфера в стадии становления, развивающаяся стихийно с момента появления человека;
2. ноосфера развитая, сознательно формируемая совместными усилиями людей в интересах всестороннего развития всего человечества и каждого отдельного человека.
108Эколо́гия (от др.-греч. οἶκος — обиталище, жилище, дом, имущество и λόγος — понятие, учение, наука) — наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Термин впервые предложил немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 году в книге «Общая морфология организмов» («Generelle Morphologie der Organismen»). Современное значение понятия экология имеет более широкое значение, чем в первые десятилетия развития этой науки. В настоящее время чаще всего под экологическими вопросами ошибочно понимаются, прежде всего, вопросы охраны окружающей среды. Во многом такое смещение смысла произошло благодаря всё более ощутимым последствиям влияния человека на окружающую среду, однако необходимо разделять понятия ecological («относящееся к науке экологии») и environmental («относящееся к окружающей среде»). Всеобщее внимание к экологии повлекло за собой расширение первоначально довольно чётко обозначенной Эрнстом Геккелем области знаний (исключительно биологических) на другие естественнонаучные и даже гуманитарные науки.
Классическое определение экологии[1]: наука, изучающая взаимоотношения живой и неживой природы.
Второе определение дано на 5-м Международном экологическом конгрессе (1990) с целью противодействия размыванию понятия экологии, наблюдаемому в настоящее время. Однако это определение полностью исключает из компетенции экологии как науки аутэкологию (см. ниже), что в корне неверно.
Вот некоторые возможные определения науки «экология»:
· Экология — познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами окружающей среды… Одним словом, экология — это наука, изучающая все сложные взаимосвязи в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование.[2]
· Экология — биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени, в естественных и изменённых человеком условиях.
· Экология — наука об окружающей среде и происходящих в ней процессах
Современная экология — сложная, разветвлённая наука. Ч. Элтон использовал концепции трофической (пищевой цепи), пирамиды численности, динамики численности[5].
Полагают, что вклад в теоретические основы современной экологии внёс Б. Коммонер, сформулировавший основные 4 закона экологии:
1. Всё связано со всем
2. Ничто не исчезает в никуда
3. Природа знает лучше — закон имеет двойной смысл — одновременно призыв сблизиться с природой и призыв крайне осторожно обращаться с природными системами.
4. Ничто не даётся даром (вольный перевод — в оригинале что-то вроде «Бесплатных обедов не бывает»)
Второй и четвёртый законы по сути являются перефразировкой основного закона физики — сохранения вещества и энергии. Первый и третий законы — действительно основополагающие законы экологии, на которых должна строиться парадигма данной науки. Основным законом является первый, который может считаться основой экологической философии. В частности, эта философия положена в основу понятия «глубокая экология» в книге «Паутина жизни» Фритьофа Капры.
В 1910 г. на Третьем Международном ботаническом конгрессе в Брюсселе были выделены три подраздела экологии:
· Аутэкология — раздел науки, изучающий взаимодействие индивидуального организма или вида с окружающей средой (жизненные циклы и поведение как способ приспособления к окружающей среде).
· Демэкология — раздел науки, изучающий взаимодействие популяций особей одного вида внутри популяции и с окружающей средой.
· Синэкология — раздел науки, изучающий функционирование сообществ и их взаимодействия с биотическими и абиотическими факторами.
Также выделяют геоэкологию, биоэкологию, гидроэкологию, ландшафтную экологию, этноэкологию, социальную экологию, химическую экологию, радиоэкологию, экологию человека,антэкологию и др. В связи с многогранностью предмета и методов исследований в настоящее время некоторые ученые рассматривают экологию как комплекс наук, который изучает функциональные взаимосвязи между организмами (включая человека и человеческое общество в целом) и окружающей их средой, круговорот веществ и потоков энергии, делающих возможность жизнь[6].
Методологический подход к экологии как к науке позволяет выделить предмет, задачи и методы исследований.
Объекты исследования экологии — в основном, системы выше уровня отдельных организмов: популяции, биоценозы, экосистемы, а также вся биосфера. Предмет изучения — организация и функционирование таких систем.
Главная задача прикладной экологии — разработка принципов рационального использования природных ресурсов на основе сформулированных общих закономерностей организации жизни.
Методы исследований в экологии подразделяются на полевые, экспериментальные и методы моделирования.
Полевые методы представляют собой наблюдения за функционированием организмов в их естественной среде обитания.
Экспериментальные методы включают в себя варьирование различных факторов, влияющих на организмы, по выработанной программе в стационарных лабораторных условиях.
Методы моделирования позволяют прогнозировать развитие различных процессов взаимодействия живых систем между собой и с окружающей их средой
109 "спринтер"
• "стайер"
• "микст"
Стратегия адаптационной поведения людей разная.
А. Д. Слоним процессы адаптации разделяет на три группы:
1) индивидуальные, реализуемых в процессе онтогенеза; 2) видовые, генетически детерминированы;
3) популяционные.
возникающие наравне популяций. Способность к адаптации варьирует в широком диапазоне, что дает возможность выделить среди людей несколько функциональных типов конституционного реагирования.
"Спринтер" - организм с потенциальной склонностью к сильным физиологических реакций, обеспечивающих высокую надежность при выраженных, но кратковременных действиях внешней среды. Резервные возможности, организму здесь большие, мобилизуются они быстро, однако восстановительный потенциал низкий. В результате индивид плохо приспособлен к длительным перегрузкам.
"Стайер" - организм, способный стабильно выдерживать длительные и монотонные физиологические нагрузки. Резервный потенциал и мобилизационные возможности в целом невысокие, однако процессы восстановление устойчивы. На кратковременные перегрузки большей интенсивности реагирует не по степени действия.
"Микст" - промежуточный тип с оптимально-адекватным способом реагирования на различные изменения внешней среды.
· 110Антропогенные (антропические):
· физические: использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации
· химические: использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта
· биологические: продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания
· социальные — связанные с отношениями людей и жизнью в обществе
По расходованию[править]
· Ресурсы — элементы среды, которые организм потребляет, уменьшая их запас в среде (вода, CO2, O2, свет)
· Условия — не расходуемые организмом элементы среды (температура, движение воздуха, кислотность почвы)
· Многолетние-циклические — с чередованием многолетних периодов усиления и ослабления фактора, например изменение климата в связи с 11-летним солнечным циклом
· Осцилляторные (импульсные, флуктуационные) — колебания в обе стороны от некоего среднего значения (суточные колебания температуры воздуха, изменение среднемесячной суммы осадков в течение года)
111Клещ – насекомое длиной 4-5 мм, имеет плоское овальное тело коричневого цвета. Четыре пары ног снабжены присосками и коготками. Не имея глаз, клещи обладают прекрасным обонянием и ползут к местам, где сохраняется запах животных, человека. Вблизи лесных тропинок, дорожек клещей обычно в несколько раз больше, чем в отдалении от них.
Не все укусы этого маленького насекомого опасны. Самый критический период это конец апреля - начало мая. Природа просыпается от зимней спячки. Клещи вылезают из земли и забираются на высокую траву и на ветки низкорослых кустарников.Клещи влаголюбивы, и поэтому их численность наиболее велика в хорошо увлажненных местах. Клещи предпочитают умеренно затененные и увлажненные лиственные и смешанные леса с густым травостоем и подлеском, много их в зарослях ивняков по берегам рек, на лесных опушках.
За зиму в их теле накапливается много яда. Так вот, тот первый его укус и является самым опасным как для животных, так и для человека. Заболевание - инцефалит, вызываемое укусом клеща, очень трудно поддаётся лечению.
Избежать заражения инфекции можно, если соблюдать в период активности клещей (с апреля по сентябрь включительно) следующие правила:
Соблюдение техники безопасности:
Не рекомендуется без особой надобности залезать в непроходимые чащи низкорослого кустарника (малина, ежевика и т.д.)
Перемещаясь по лесной дороге, не срывайте веток (этим действием, вы стряхиваете на себя с основного куста клещей).
Ноги должны быть полностью прикрыты. Лучшая обувь для леса – сапоги.
Обязательно наличие головного убора.
Длинные волосы желательно спрятать под головной убор.
Через каждые 2 – 3 часа пребывания в лесу необходимо осматривать одежду, открытые части тела (клещи долго ищут подходящее место для укуса). Особенно тщательно осматривают голову, шею, складки одежды;
После похода по лесу, необходимо проверить как верхнюю одежду, так и нижнее бельё на наличие клещей.
Осмотреть всё тело.
Обязательно расчесать волосы мелкой расчёской. Если вы обнаружили ползущего клеща, его необходимо сжечь. Клещи очень живучи, раздавить его невозможно.
Если вы обнаружили клеща, который уже впился вам в кожу:
Ни в коем случае не дёргайте его самостоятельно, так как вы можете оторвать тело от головы (голова может существовать без тела) - в случае присасывания клеща, следует обратиться к инструктору, сопровождающего группу на маршруте или в медицинское учреждение.
ЗМЕИ.
В Беларуси существует только три вида змей, из которых по настоящему опасен только один. Чтобы избежать укуса змеи:
- внимательно смотрите под ноги, чтобы не наступить на змею (змея плохо видит и слышит, поэтому идти надо медленно, при возникновении опасности змея отползет, змея никогда не нападает первой); - в высокой траве, по болотам, по каменным россыпям, по валежнику рекомендуется ходить в сапогах; - не садитесь на поваленные деревья, пни и пр. предварительно не осмотрев их; - увидев змею лучше, обойдите ее, а не пытайтесь убить или прогнать; - в случае укуса змеи обратитесь к инструктору, сопровождающего группу на маршруте или в медицинское учреждение.
адюка обыкновенная– единственная ядовитая змея, обитающая в Беларуси. Около пятидесяти см в длину. Реже – до восьмидесяти. Внешний отличительный признак гадюки – характерный зигзагообразный узор на спине. Общий фон может быть серым, бурым, рыжим, вишнево-красным. Встречаются также гадюки, окрашенные в сплошной коричневый или черный цвета. В середине мая можно увидеть змей с зеленоватым оттенком. Это те, что только перелиняли.
Медянка обыкновенная – до 80 см в длину. Свое название они получили за медный с красноватым оттенком окрас. Иногда имеют красновато-желтый оттенок. Вдоль тела, начиная от головы, тянутся две более светлые полосы.
Ужиобычно бывают длиной до 1,2 м. Цвет: коричневый, с четкими желтыми пятнами на шее. Ужей часто можно встретить в воде, так как они отлично плавают и водные преграды предпочитают переплывать, нежели обползать.