Что такое коэволюция в биологии. Значение коэволюции

Коэволюция параллельная, совместная, сопряженная эволюция взаимодействующих групп, видов организмов; коэволюция человечества и биосферы.[ ...]

Коэволюция во многом дает понимание перехода целесообразности на уровне организмов к целесообразности на уровне сообществ и жизни в целом. Эта целостность определяется тем, что существуют не внешние по отношению к сообществам, а внутренние объективные надорганиз-менные механизмы эволюции.[ ...]

Согласованное “взаимно пригнанное” развитие частей одного целого, например разных компонентов экосистемы, разных уровней человека, человечества и ето биологического окружения и др.[ ...]

Коэволюция - параллельная, совместная взаимосвязанная эволюция. В системе «общество - природа» предполагает такое согласование темпов развития, которое предотвращает экологический кризис.[ ...]

Для предотвращения глобальной экологической катастрофы взаимоотношения человеческого общества и природы должны перестроиться в направлении их коэволюции. Коэволюция общества и природы подразумевает их совместную, взаимосвязанную эволюцию. Однако эволюция в природе идет более медленно, чем социальная и научно-техническая эволюция общества, поэтому природа не успевает приспосабливаться к антропогенным изменениям. Общество должно сознательно ограничить свое воздействие на природу, чтобы сохранить возможность дальнейшей коэволюции. Такое совместное развитие общества и природы, обеспечивающее коэволюцию, называется устойчивым.[ ...]

Коэволюция общества и природы - совместная, взаимосвязанная эволюция общества и природы.[ ...]

Коэволюция рассматривается как развязка узла противоречий в триаде экологии, нравственности и политики, как согласование «стратегии природы» и «стратегии разума». Однако реальные закономерности и темпы эволюции биосферы и человеческого общества настолько различны, что в концепции коэволюции речь идет фактически лишь о глубоком изменении поведения общества по отношению к природе, подчинении общества экологическому императиву.[ ...]

Моисеев H. Н. Коэволюция природы и общества // Экология и жизнь. 1997. Январь-август.[ ...]

Устойчивое развитие, коэволюция, сопряженное развитие - это первые образы желаемого будущего. Необходима теоретическая основа, охватывающая и экологические, политические, экономические и социальные системы.[ ...]

Классическим примером коэволюции растений и животных могут служить взаимоотношения между растениями ваточника, бабочками данаидами и голубыми сойками, описанные Дж. Харбор-ном. Автор раскрывает последовательность событий, связывающих эти биологические виды в единую адаптивную систему.[ ...]

В самом широком смысле коэволюция означает совместную эволюцию двух (или более) таксонов, которые объединены тесными экологическими связями, но которые не обмениваются генами. Естественный отбор, действующий в популяции хищников, будет постоянно увеличивать эффективность поиска, ловли и поедания добычи. Но в ответ на это в популяции жертвы совершенствуются приспособления, позволяющие особям избежать поимки и уничтожения. Следовательно, в процессе эволюции взаимоотношений «хищник-жертва» жертва действует так, чтобы освободиться от взаимодействия, а хищник - так, чтобы постоянно его поддерживать.[ ...]

Замечательным примером коэволюции служит связь между муравьями и одним из видов тропических акаций. Если искусственным путем удалить муравьев, то насекомые-фитофаги, которых обычно поедают муравьи, объедают все листья акации, после чего она гибнет. Таким образом, акация зависит от насекомых, защищающих ее от других насекомых.[ ...]

В настоящее время определение коэволюции или сопряженной эволюции, данное Ю. Одумом (1975), представляется наиболее обоснованным и позволяющим с его помощью проводить дальнейшие исследования на разных уровнях взаимодействия систем живых организмов: «Сопряженная эволюция-это тип эволюции сообщества (т. е. эволюционных взаимодействий между организмами, при которых обмен генетической информацией между компонентами минимален или отсутствует), заключающийся во взаимных селективных воздействиях друг на друга двух больших групп организмов, находящихся в тесной экологической взаимозависимости».[ ...]

В процессе совместного развития (коэволюции) разные виды растений и животных приспособились друг к другу. Численность видов, вовлеченных в систему адаптивных взаимосвязей, различна, причем характер их взаимовлияний может приобретать самые разнообразные формы. Иногда адаптивные взаимосвязи организмов очевидны, в других случаях сложны и выявляются только с помощью специально проведенных исследований.[ ...]

Пресс хищников особенно силен, когда в коэволюции «хищник - жертва» равновесие смещается в сторону хищника и ареал жертвы сужается. Конкурентная борьба тесно связана с нехваткой пищевых ресурсов, она может быть и прямой борьбой, например хищников за пространство как ресурс, но чаще всего это просто вытеснение вида, которому на данной территории пищи не хватает, видом, которому этого же количества пищи вполне достаточно. Это уже межвидовая конкуренция.[ ...]

Это очень важные сдвиги по направлению к коэволюции общества и природы в России. Однако надо идти дальше. Г.Д.Титова пишет, что время простых решений прошло, что при комплексном природопользовании динамическую оценку состояния природных ресурсов необходимо осуществлять по интегральным показателям. Но для этого, по нашему мнению, предстоит большая работа над моделями функциональных ланд-шафтно-геологических систем России, особенно над теми, структура которых укладывается в границы речных бассейнов.[ ...]

Одним из выходов из сложившейся ситуации называют коэволюцию, то есть совместную эволюцию, человека и природы, смысл которой в снижении масштабов и темпов человеческой деятельности по изменению условий окружающей природной среды, чтобы человек (да и другие живые организмы) успевал приспосабливаться к меняющимся условиям обитания.[ ...]

Преимущества монофагии. - Преимущества полифагии. - Коэволюция: сосуществование хищника и жертвы - постоянная €гонка вооружения».[ ...]

Различия в наших представлениях сводятся к следующему. Коэволюция - понятие, давно принятое в биологии и означающее совместное приспособление, например, опылителей и растений в процессе эволюции. Поэтому рассматривая стратегию поведения человека в биосфере, имеющую взаимный, но не равноправный с биосферой, а подчиненный, зависимый характер, мы обратились к понятию «сопряжение».Н. Н. Моисеев совершенно прав, подчеркивая, что речь идет не о простом «управлении», а о «направлении» процессов в природе как «поддержке желаемых тенденций развития».[ ...]

Я уже пытался говорить о цели, и для этого был сформулирован принцип коэволюции человека и биосферы. Но если с философской точки зрения понятие о коэволюции и ее обеспечение в дальнейшем и может быть принято в качестве отправной позиции для социологического и философского анализа, то их совершенно недостаточно для построения той или иной системы управления. Нам придется не просто уточнить и даже расшифровать понятие коэволюции, но и придать этому термину количественные характеристики, без которых невозможно говорить о каком-либо обоснованном распределении ресурсов управления. Поэтому на нынешнем этапе развития теории ноосферы центральной является не столько проблема управления или проблема создания.системы управления процессами, протекающими в биосфере, сколько формирование доктрины, позволяющей придать количественные выражения тем параметрам биосферы, которые мы будем стремиться обеспечить.[ ...]

И если говорить о дальнейшем развитии человека, то вряд ли стоит заботиться о его коэволюции (то есть совместном развитии) с природой, поскольку она неизбежна. Вопрос состоит в том, какой будет эта коэволюция - плавным развитием или чередой катастроф с непредсказуемыми последствиями. По мере осознания этого человечество проходит сложный путь от стремления к победе над природой к ее сохранению и разумному использованию для обеспечения устойчивого развития.[ ...]

Представлен широкий круг общеэкологических проблем, ядром которых выступает идея коэволюции человека и биосферы. Пособие, направленное на формирование у обучающихся экологического мышления, содержит разделы по экологической безопасности, безопасности жизнедеятельности, источникам и уровням загрязнений биосферы, основам мониторинга, математическим моделям в экологии, а также экологическому менеджменту и экологическому праву.[ ...]

Экоцентризм - тип общественного сознания, основывающийся на понимании необходимости коэволюции человека и биосферы.[ ...]

Поскольку единственной формой геологически длительного бесконфликтного существования (коэволюции) человечества и биосферы является гомеостаз (устойчивое равновесие в условиях изменяющейся среды) общества с дикой природой, сохранение которой является необходимым условием выживания человечества, то, отмечает В.Зубаков, единственная реальная форма вхождения человечества в этот гомеостаз - сокращение численности населения Земли к концу XXI в. не менее чем в 4 раза. Регулирование людской численности в биосфере должно происходить сознательно. Недопустимы такие биолягические формы регулирования, как война, эпидемия, голод.[ ...]

Естественный отбор в сообществах (группах) организмов выполняет роль генетического механизма коэволюции, способствуя сохранению признаков, благоприятных для популяций и сообществ в целом, но не выгодных для их отдельных генетических носителей внутри популяции. Коэволюционная концепция объясняет заботу о потомстве у животных, повиновение вожакам, даже взаимопомощь и устранение агрессивности путем демонстрации «умирающих поз» и т. п.[ ...]

Важнейшим итогом всей этой деятельности является призыв к переходу на путь устойчивого развития, обеспечивающий коэволюцию, т. е. совместную эволюцию природы и человека. Общество может жить и развиваться только внутри биосферы и за счет ее ресурсов, поэтому оно жизненно заинтересовано в ее сохранении. Однако из-за того, что эволюция природы идет очень медленно, а социальная эволюция человека - очень быстро, многие процессы деформируются, в частности многие виды, не успевая приспособиться, вымирают, нарушая устойчивость экосистем. Человечество должно сознательно ограничить свое воздействие на природу, чтобы сохранить возможность дальнейшей коэволюции.[ ...]

Эти гениальные мысли В. И. Вернадского позволили ряду ученых допустить в дальнейшем и такой ход событий в эволюции биосферы, как коэволюцию между человеческим обществом и природной средой, в результате чего и возникнет ноосфера, но это будет происходить благодаря «новым формам действия живого вещества на обмен атомов живого вещества с косной материей». Он считал, что «геологически мы переживаем сейчас выделение в биосфере царства разума, меняющего коренным образом и ее облик, и ее строение, - ноосферы».[ ...]

В условиях современного экологического кризиса стратегией ЭМ является научно обоснованная направленность развития системы «человек-биосфера», ведущая к коэволюции природы и общества, на основе которой разрабатываются методологические и организационные основы управления.[ ...]

Химические средства в ряде случаев могут не только защитить растение, а даже сделать его более привлекательным для фитофагов. Многие насекомые-фитофаги специализируются на растениях одного или нескольких видов - тех, чью химическую защиту они преодолели. Это очень важный шаг в коэволюции растений и фитофагов - возникновение устойчивости к химическим средствам защиты растений. Такие процессы наблюдаются и при искусственной химической защите растений от «вредных» насекомых, которая достаточно быстро теряет свою эффективность (известна адаптированность их к ДДТ и т. п.).[ ...]

Читателю хорошо известны позиции академика РАН Н. Н. Моисеева в отношении осторожного обращения с содержанием понятия «ноосфера» (1998), предостережение от упрощенного восприятия концепции «устойчивого развития» и оценка ее как одного из опаснейших заблуждений современности (1994). Н. Н. Моисеев в 60-70-х годах начал обращаться к понятию «коэволюция», впоследствии уточняя его как представление о том, «что развитие человечества как составной части биосферы должно быть согласовано с развитием всей системы и не должно содействовать ее деградации» . Эти положения ни в коей мере не находятся в противоречии или ограничивают выдвинутые нами теоретические положения сопряженной эволюции и впервые предложенное описание ее возможных механизмов.[ ...]

Н. Н. Моисеев - выдающийся русский ученый, математик с мировым именем, специалист в области системного анализа, моделирования и прогнозирования. Он по-новому освещает антиэколо-гические издержки прогресса и перспективу взаимоотношений человека и природы. По мнению Н. Н. Моисеева, устремление к новой цивилизации должно реализоваться через коэволюцию (совместную, взаимосвязанную эволюцию) человеческого общества и биосферы.[ ...]

Экология становится важнейшей фундаментальной наукой XXI века. И это реальность, поскольку одной из главных ее задач является исследование путей выживания человечества в условиях исчерпания природных ресурсов и увеличивающегося загрязнения окружающей природной среды отходами антропогенной деятельности. Из всех наук именно экологии предназначено выяснение законов коэволюции биосферы и человечества, поиск новых решений проблемы сохранения природы и человека как неотъемлемой ее части.[ ...]

Единственный выход из этого положения, как считал В. И. Вернадский, - создание ноосферы. Ноосфера - это новый этап в истории биосферы, когда определяющая роль ее развития перейдет от стихийного течения природных процессов и антропогенного воздействия на природу к гармоничному развитию природы и общества. Развитие человека и биосферы пойдет в неразрывной связи по единственному правильному пути - коэволюции, на котором не будет ни победителей, ни господства одной из сторон. Под коэволюцией следует понимать такое совместное развитие человеческого общества и биосферы, которое не выводит параметры биосферы из гомеостаза и обеспечивает ее устойчивое развитие.[ ...]

Под экологическим нормированием понимается научно обоснованное ограничение воздействия хозяйственной и иной деятельности на ресурсы биосферы, обеспечивающее как социально-экономические интересы общества, так и его экологические потребности. Экологические интересы с позиций ноосферного подхода диктуются необходимостью взаимосвязи параметров антропогенных воздействий с критическими параметрами биосферы в процессе коэволюции природы и человека, где Разуму отводится направляющая роль .[ ...]

Управление природоохранной деятельностью можно рассматривать как составную часть экологического менеджмента. В широком смысле под концепцией экологического менеджмента подразумевается управление взаимодействием общества и природы в целях достижения оптимального качества окружающей среды и удовлетворения потребностей общества в природных ресурсах. Экологический менеджмент является «рабочим инструментом» достижения глобального принципа коэволюции природы и общества.[ ...]

В. М. Назаренко доказывает, что создание системы непрерывного экологического образования требует новой парадигмы: экологическое образование - это не часть формального образования, а его новый смысл, его цель. Мировоззренческую основу экологического образования составляют два взаимосвязанных подхода: биоцентрический и антропоцентрический, которые позволяют сформировать представления о единстве природы и человека, о путях гармонизации их взаимодействия, о коэволюции природы и общества как единственно возможном пути развития современной цивилизации, а также о структуре личности, отвечающей требованиям экологической этики.[ ...]

Каждый биологический вид неповторим, он содержит в себе информацию о развитии растительного и животного мира, которая имеет огромное научное и прикладное значение. Поскольку все возможности использования данного организма в отдаленной перспективе зачастую непредсказуемы, весь генофонд нашей планеты (за исключением, может быть, некоторых опасных для человека болезнетворных организмов) подлежит строгой охране. Необходимость охраны генофонда с позиций концепции устойчивого развития («коэволюции») диктуется не столько хозяйственными, сколько моральными и этическими соображениями. Человечество в одиночку не выживет.[ ...]

Разработка газовых месторождений Крайнего Севера, в том числе в ООО «Ямбурггаздобыча», является уникальным в мировом масштабе примером нормального функционирования крупнейших природно-технических систем. Уникальность этих систем обусловливается следующими тремя факторами: добычей газа на уровне, обеспечивающем потребности и энергетическую безопасность страны; экстремально сложными природно-климатическими условиями; рациональной системой природопользования, соответствующей принципу коэволюции природы и общества.[ ...]

Весьма привлекательна широко обсуждавшаяся идея о том, что определенные пары видов хищник-жертва не только эволюционируют, но и коэволюционируют. Другими словами, происходит некая эволюционная «гонка вооружения», в результате которой за каждым усовершенствованием охотничьих способностей хищника следует усовершенствование способностей жертвы избегать хищника или быть устойчивой к его воздействию; это в свою очередь вызывает дальнейшее усовершенствование способностей хищника и т. д. Если такая коэволюция имеет место, то она должна служить дополнительным фактором, способствующим ограничению состава диеты. Однако в настоящее время строгих доказательств коэволюции пары хищник-жертва или растение-растительноядный организм практически не существует (Ргйиута, БЫкт, 1983).[ ...]

ОБРАЗОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ - процесс и результат усвоения дополнительных к ранее полученному специальному образованию систематических знаний, умений и навыков, необходимых для квалифицированной профессиональной деятельности, связанной с проблемами охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. ОБРАЗОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ НЕПРЕРЫВНОЕ - реализация экологического образования в течение всей жизни человека, поскольку именно оно в состоянии обеспечить преодоление кризиса экологического и коэволюцию биосферы и человечества. Необходимость О.э.н. диктуется также сменами парадигмы экологической.[ ...]

Если популяция подвержена воздействию изменяющихся факторов физической среды (если, например, она существует в условиях непродолжительного вегетационного периода, повышенного риска заморозков или засухи, многократного применения гербицидов), то организмы могут в конце концов приобрести постоянную разностороннюю устойчивость. Сами физические факторы в результате эволюции организмов ни преобразовываться, ни эволюционировать не могут. При взаимодействии же организмов различных видов изменения одних организмов приводят к переменам в жизни других, и любой из взаимодействующих видов может создавать условия отбора, направляющие эволюцию другого вида. В ходе такого процесса коэволюции межвидовое взаимодействие может постоянно усиливаться и углубляться, а результат этого процесса мы можем наблюдать в природе как пару видов, загнавших друг друга в колею все более и более углубляющейся специализации.[ ...]

Для управления экосистемами не требуется регуляция извне - это саморегулирующаяся система. Саморегулирующий гомеостаз на экосистемном уровне обеспечен множеством управляющих механизмов. Один из них - субсистема «хищник-жертва» (рис. 5.3). Между условно выделенными кибернетическими блоками управление осуществляется посредством положительных и отрицательных связей. Положительная обратная связь «усиливает отклонение», например увеличивает чрезмерно популяцию жертвы. Отрицательная обратная связь «уменьшает отклонение», например, ограничивает рост популяции жертвы за счет увеличения численности популяции Хищников. Эта кибернетическая схема (рис. 5.3а) отлично иллюстрирует процесс коэволюции в системе «хищник-жертва», так как в этой «связке» развиваются и взаимные адаптационные процессы (см. рис. 3.5). Если в эту систему яе вмешиваются другие факторы (например, человек.уничтожил хищника), то результат саморегуляции будет описываться гомеостатическим плато (рис. 5.3 б) - областью отрицательных связей, а при нарушении системы начинают преобладать обратные положительные связи, что может привести к гибели системы.[ ...]

Таким образом, появляется проблема эколого-экономических взаимодействий, которые пронизывают все уровни иерархической экономической системы - от отдельных предпринимателей, предприятий до крупных акционерных обществ, компаний, регионов и государства в целом. Круг проблем, включающий эко-лого-экономические взаимодействия, начал интенсивно развиваться за последние три десятилетия и сформировался в отдельное научное направление, которое в мировой науке называется Environmental Economics - экономика окружающей природной среды. Это направление исследований в принципе отличается от экологичной экономики - Ecological Economics (теоретическая основа «зеленого движения») и имеет своей целью разработку научных основ и принципов, позволяющих сочетать устойчивое развитие экономики с сохранением окружающей природной среды . Эколого-экономические взаимодействия представляют собой методологическую основу таких глобальных принципов, как устойчивое развитие и коэволюция природы и общества. Именно поэтому эколого-экономические взаимодействия впервые были рассмотрены на уровне моделей мировой динамики (Дж. При этом очевидно, что если глобальные модели эколого-эконо-мических взаимодействий, прежде всего, имеют методологическое и мировоззренческие значения, то модели этих взаимодействий более низкого иерархического уровня (регионы, предприятия) должны иметь практическую значимость.[ ...]

При анализе сообществ в пределах данного географического района или участка ландшафта применяют два различных подхода: 1) зональный подход, при котором дискретные сообщества опознаются, классифицируются и заносятся в своего рода контрольный список тйпов сообществ, и 2) градиентный подход, основанный на распределении популяций по одно- или многомерному градиенту окружающих условий или по оси, при котором место сообщества определяется по частоте распределения, показателям сходства или другим статистическим показателям. Термин ординация часто используют для обозначения расположения видов и сообществ по градиенту, а термин континуум - для всего градиента расположенных по порядку видов или сообществ. В общем, чем резче изменяется градиент внешней среды, тем более различимы или дискретны сообщества. Это объясняется не только большей вероятностью резких изменений физических условий среды, но и тем, что гра-ницы сообществ становятся более четкими в результате процессов конкуренции и коэволюции взаимодействующих и взаимозависимых видов.

33. Сущность эволюционной теории Ч.Дарвина.

Интенсивное проникновение эволюционной парадигмы в биологию началось в конце 18в. благодаря работам Ж.Б.Ламарка. Он известен не только тем, что предложил впервые термин «биология». Ламарк объяснил изменчивость видов 2 факторами: влияние внешней среды (питание, климат) и наследственности. Проблемы, поставленные Ламарком, были успешно решены Ч.Дарвином. В своей знаменитой работе «Происхождение видов путем естественного отбора», вышедшей в 1859г., он обобщив отдельные эволюционные идеи, создал стройную, развернутую теорию эволюции. С тех пор теория эволюции остается самым плодотворным продуктом биологической мысли за все время существования. Но время от времени, появляются мыслители, объявляющие, что Дарвин был неправ. И все же до сих пор не появилось другой, сколь-нибудь значимой теории, которая дала бы объяснение многим загадочным фактам, как это сделала теория эволюции Ч.Дарвина. Более того, сегодня она находит все новые области применения. Так, современная физика обосновывает концепцию универсальной революции . Согласно этой теории развитие Вселенной предстает как ряд последовательных эволюционных этапов, начиная с так называемого Большого взрыва через период эволюции неживой материи к биологической эволюции, а от нее к этапу исторической эволюции человека и общества.

3 4 . Синтетическая теория эволюции.

Один из спорных вопросов в дарвиновской теории - трудность объяснения механизма передачи наследственности, взаимосвязи между непрерывностью и прерывностью эволюционного процесса. Ответ на этот вопрос оказался связанным с открытием гена, материального носителя наследственности. Австрийский естествоиспытатель Г. Мендель сформулировал "законы наследственности":

Закон единообразия гибридов первого поколения;

Закон расщепления гибридов второго поколения;

Закон независимого расщепления.

Исследования показали, что наследственные факторы имеют корпускулярную природу, а их переход из поколения в поколение определяется статистическими закономерностями. Хромосомная теория наследственности - совокупность представлений о генах как носителях наследственности, их линейном расположении и сцеплении в хромосомах, об обмене генами между хромосомами. Хромосомы - самовоспроизводящиеся структуры, постоянно присутствующие в ядрах клеток органических объектов, отчетливо различимые в объективе электронного микроскопа при соответствующем окрашивании. Число, размеры и форма хромосом специфичны для каждого вида. В течение первых двух десятилетий XX в. или признавалась полная неизменность генов, или считалось, что мутации имеют чисто внутренние причины. Позднее было доказано, что мутации обусловлены как внутренними, так и внешними факторами. Химия, физика и математика постепенно начинают использоваться в генетике как необходимые дисциплины для анализа разных уровней организации и проявлений свойств наследственности. На стыке наук возникают новые области генетики: биохимическая генетика, физиологическая генетика, радиационная генетика, математическая генетика и др. Комплексному генетическому анализу подвергались биологические объекты всех организационных структур: вирусы (генетика вирусов), микроорганизмы (генетика микроорганизмов), растения (генетика растений), животные (генетика животных), человек (генетика человека). Именно генетическая программа, формирующаяся в результате объединения генов родителей, передается новому организму. Именно в рамках СТЭ (синтетическая теория эволюции) устанавливалась взаимосвязь эволюционных процессов на микро- и макроуровнях. СТЭ (неодарвинизм ) исходит из того, что эволюция осуществляется в процессе естественного отбора наследуемых изменений, случайным образом возникающий среди особей популяции. Количество изменений, которые повышают приспособленность особей к природной среде, постепенно увеличивается в популяции, а изменения, действующие в противоположном направлении, нивелируются . Одним из определяющих источников наследственной изменчивости вида считаются спонтанные мутации генов. На современном этапе развития эволюционной теории ученые приближаются к ответу на вопрос о направлениях эволюции. В целом развитие живых систем определяется совершенствованием их адаптивных функций в единстве со структурными преобразованиями. Направленность развития - интегральная характеристика развития, выражающая его целостность. Энергия не создается и не исчезает, а в процессе развития может переходить из одной формы в другую. Живая система стремится к получению энергии, что и обеспечивает ее сохранение и развитие. Согласно второму закону термодинамики, все формы энергии стремятся перейти из более организованного в менее организованное состояние - энтропия, следствием которой является направленность развития от порядка к хаосу. Негэнтропийность - термодинамическая характеристика адаптации.

3 5 . Сущность генетики как науки. Теоретическое и практическое значение современной генетики .

Генетика – это биологическая наука о наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими. Она является научно основой для разработки практических методов селекции, т.е. создания новых пород животных, видов растений с нужными человеку признаками. Центральным понятием генетики является «ген». Это элементарная единица наследственности, характеризующаяся рядом признаков. Гены, как правило, располагаются в ядрах клеток. Они имеются в каждой клетке, поэтому их количество может достигать многих миллиардов. В основу генетики легли легли закономерности наследственности, обнаруженные австрийским биологом Г.Менделем при проведении опытов по скрещиванию различных сортов гороха. Основными направлениями исследований ученых-генетиков в 20в. стали следующие: 1) изучение предельно мелких материальных структур; 2) исследование механизмов и закономерностей передачи генетической информации от поколения к поколению. 3) изучение механизмов реализации генетической информации в конкретные признаки и свойства организма. 4) выяснения причин и механизмов изменения генетической информации на разных этапах развития организма. Важнейшими задачами, которые решают сегодня ученые-генетики является выбор оптимальной системы скрещивания и эффективного метода отбора, управление развитием наследственных признаков. Крупнейшее открытие современной генетики связано с установлением способности генов к перестройке, изменению. Эта способность наз.мутированием . Мутации для организма бывают полезными, вредными и нейтральными. Одним из результатов мутации может быть появления организма нового вида – мутанта . Причины мутаций до конца еще не выснены. Однако установлены основные факторы, вызывающие мутации. Это мутагены , рождающие изменения. Одним из наиболее опасных видов мутагенов являются вирусы . Они не имеют клеточного строения, не способны сами синтезировать белок, поэтому получают необходимы вещества, проникая в клетку. У человека вирусы вызывают множество заболеваний, включая грипп и СПИД. Успехи современной генетики явились еще одним свидетельством универсального единства живой природы. Достижения генетиков открыли дорогу для познания сущности жизни, новых способов изменения ее сложившихся форм.

36. Сущность и основные принципы биоэтики как науки.

Под биологической этикой понимается применение понятий и норм общечеловеческой морали, в которых осмысливаются проблемы добра и зла, совести, долга, чести и т. д., к сфере экспериментальной и теоретической деятельности в биологии а также в ходе практического применения ее результатов. Выделение биоэтики в особую сферу этических знаний было продиктовано возникновением в процессе развития биологии и ее практического использования ряда острых проблем, требующих специального этического осмысления. Первоочередной среди них стала угроза уничтожения всех форм жизни на Земле, ответственность за которую несут не только политики, но и ученые, особенно физики, химики, биологи. В связи с достижениями биологических наук возникли и некоторые, скажем так, частные проблемы. Например, целесообразность поддержания жизни смертельно больного человека, допустимость использования человеком его права на смерть", проведения научных экспериментов над животными и людьми, наконец, целесообразность применения генетики для клонирования (копирования) животных и людей. Так, весной 1997 г. общественное мнение Великобритании было буквально потрясено известием о том, что доктор И. Вилмуг с группой ученых биологического института в Эдинбурге получил искусственным путем ягненка по имени Долли. Причем как заявил, комментируя этот факт, известный британский биолог автор книги «Генетическая революция", П. Диксон, "эта технология, конечно, потенциально применима и к людям" Примечательно, что под давлением общественного мнения британское правительство было вынуждено незамедлительно прекратить финансирование программы, выполняемой учеными Эдинбурга. В то же время практичные американцы отреагировали на эту научную сенсацию совершенно иначе, определив в ходе оперативно проведенного опроса первых кандидатов на генетическое копирование. Ими оказались Р. Рейган мать Тереза и известный баскетболист М. Джордан ». В ходе решения подобных и других биоэтических проблем утверждаются основные принципы биоэтики , некоторые из которых широко признаны уже сегодня.

- Принцип единства жизни и этики, их глубокое соответствие и взаимообусловленность . Если жизнь является высшим проявлением упорядоченности, организованности в мире природы, то этика - есть высшее выражение сил, противостоящих хаосу в обществе. Учитывая это глубокое родство между феноменом жизни и этикой, следует постоянно учитывать этические нормы как в науке, так и на практике.

Признание жизни в качестве высшей категории среди всех этических ценностей, принцип «благоговения перед жизнью» . По выражению крупнейшего русского философа В. Соловьева, "жизнь есть самое общее и всеобъемлющее название для полноты действительности везде и во всем".

- Принцип гармонизации системы "человек-биосфера" , выдвигающий в качестве самой актуальной задачи современности налаживание оптимальных взаимоотношений между человеком и природой, требующий от ученых и практиков все более полного учета биологических оснований социального бытия, упорного поиска путей превращения биосферы в ноосферу (В.И. Вернадский) и предотвращения возможности (ныне ставшей реальной) ее уничтожения.

На основе этих основных принципов и будет, по-видимому, складываться будущий свод правил и норм биологической этики. В рамках биоэтики обсуждается вопрос о степени допустимости по моральным, этическим и гуманистическим соображениям генетических исследований, особенно связанных с возможностью манипулирования личностью; о пределах изменений индивидуальности человека с помощью методов генетики. Биоэтика является важным элементом "кодекса поведения" , регулирующего соотношение свободы научного творчества ученого и определенных этических ограничений в области генетических исследований человека.

37.Основные этапы развития учения о биосфере. Человек и биосфера .

Под биосферой понимается совокупность всех живых организмов вместе со средой их обитания, в которую входят: вода, нижняя часть атмосферы и верхняя часть земной коры, населенная микроорганизмами. 2 главных компонента биосферы – живые организмы и среда их обитания – непрерывно взаимодействуют между собой и находятся в тесном органическом единстве. Многообразие живых систем поражает воображение. В наст.вр.насчитывается около 1,2 млн. видов животных и 05, млн. видов растений. Одним из первых в науке комплексное учение о биосфере стал разрабатывать выдающийся русский ученый В.И.Вернадский. Он не ограничивал понятие о биосфере только «живым веществом». В биосферу он включал и все продукты жизнедеятельности, выработанные за время существования жизни. Говоря о принципах существования биосферы он прежде всего уточняет понятие и способы функционирования живого вещества. Живой организм является неотъемлемой частью земной коры и изменяющим ее агентом. При этом живое вещество служит основным системообразующим фактором и связывает биосферу в единое целое. Современное естествознание вводит новое понятие – «коэволюция», означающее взаимное приспособление видов. Именно коэволюция обеспечивает условия взаимного сосуществования и повышения устойчивости биоценоза как системы. Развитие биосферы происходит путем углубления взаимодействий живых организмов и среды. В ходе эволюции постепенно происходит процесс планетарной интеграции , т.е.усиления и развития взаимозависимости и взаимодействия живого и неживого. Последствия появления человека как существа, обладающего разумом, и его связь с биосферой многофункциональны. Так, для удовлетворения своих потребностей человек использовал десятки и стони видов диких живых организмов. С одной стороны, он одомашнил или вывел огромное количество животных и культурных видов растений, тем самым значительно увеличив разнообразие органических форм в биосфере. С другой стороны, многие виды растений и животных были подвергнуты им беспощадному сознательному или несознательному уничтожению.

38. Взаимовлияние природы и человека. Сущность географического детерминизма.

Природа является естественной основой жизнедеятельности человека и общества в целом . Вне природы и использования созданных на ее основе предметов человек не существует. Наиболее тесно человек связан с такими составляющими природы и биосферы, как географическая и окружающая среда. Географическая среда есть та часть природы, которая вовлечена в сферу жизни человека, в первую очередь в производственный процесс. Она оказывает существенное влияние на самые разные стороны жизни человека, и прежде всего на развитие материального производства. Многообразие свойств природы явилось естественной основой разделения труда (охота, рыбная ловля, земледелие и т.д.) От особенностей географической среды зависят конкретные направления человеческой деятельности. Неблагоприятные природные условия существенно тормозят общественное развитие. Если бы человек находил все необходимые средства к существованию в природе в готовом виде, то не было бы стимулов для совершенствования производства, а следовательно, и для собственного развития. Степень воздействия природы и зависимость человека от нее столь велики, что осознание этого послужило основой для появления целого направления в науке – географического детерминизма . Его сторонники полагали, что развитие человеческого общества решающим образом определяется влиянием на него различных географических (природных) факторов. Человек и общество являются составной частью Вселенной и существуют в общей цепи иерархической совместимости микромира (человека) с макромиром (космосом). По-разному можно оценивать теории, которые относят к географическому детерминизму. Но очевидно, что исследования в данной области помогли привлечь внимание ученых к осмыслению роли окружающей природной среды в развитии человека. В то же время практика, традиционно используемая в качестве основного критерия истинности любых теорий, свидетельствует и о значительной степени независимости общества от природы, о возможности самого человека творить свою судьбу, несмотря на превратности климата, погоды и другие природные сюрпризы.

Особей одного вида, приводят к изменениям у другого или других видов. Первым концепцию коэволюции ввёл Н. В. Тимофеев-Ресовский в 1968 году. Происходит при различных типах биоценотических взаимосвязей между видами , которые реализуются при взаимодействии конкретных видов в отдельных биоценозах :стр.395 . Коэволюция сопровождается формированием комплекса взаимных адаптаций (коадаптаций), оптимизирующих устойчивые взаимодействия популяций разных видов :стр.395 .

Следует отметить, что так как экосистемы формируют сеть межвидового взаимодействия, то все виды, входящие в экосистему, должны коэволюционировать.

Коэволюция при разных типах межвидовых взаимоотношений

При взаимоотношении видов смежных трофических уровней

В системе «хищник-жертва»

Наиболее частым примером коэволюции является взаимодействие в системе «хищник-жертва». Адаптации, вырабатываемые жертвами для противодействия хищникам , способствуют выработке у хищников механизмов преодоления этих приспособлений, получается своеобразная «гонка вооружений» . Длительное совместное существование хищников и жертв приводит к формированию системы взаимодействия, при которой обе группы устойчиво сохраняются на изучаемой территории. Подобные механизмы коэволюции наблюдаются между фитофагами и поедаемыми ими растениями. Нарушение такой системы часто приводит к отрицательным экологическим последствиям :стр.405-413 .

Негативное влияние нарушения коэволюционных связей наблюдается при интродукции видов. В частности, домашние козы и кролики , интродуцированные в Австралии , не имеют на этом материке эффективных механизмов регуляции численности, что приводит к разрушению природных экосистем .

В системе «фитофаг-растение»

Фитофаги и их кормовые растения эволюционируют связанно (коэволюционируют): растения приобретают признаки устойчивости к поедателям (например, ядовитость разной степени или колючесть), а фитофаги противостоят этому :стр.395-405 .

При взаимоотношении видов несмежных трофических уровней

При межвидовой конкуренции

В общем случае, если речь идёт о конкуренции видов за определённый ресурс, становление биоценозов связано с расхождением их экологических ниш и уменьшением уровня межвидовой конкуренции :стр.423

При мутуализме

Примером коэволюции является взаимодействие организмов при мутуализме . В этом случае эффективность взаимодействия организмов важна для выживания особей обоих видов.

• Одним из ярких случаев коэволюции видов при мутуализме является совместная эволюция некоторых цветковых растений и их опылителей при зоофилии . Цветок зоофильных моноспециализированных растений устроен таким образом, что нектар из него может достать только один определённый вид, а у многих колибри наблюдается даже специализация полов на разные виды растений (по длине клюва).
• Коэволюция муравьёв и растений. В тропических лесах Южной Америки наблюдается коэволюционный мутуализм растений рода

Сравнительно новое понятие «коэволюции» — обозначает достижение определенного этапа развития мировоззрения людей. Начиная с 16 века, ученые преимущественно аналитическим «скальпелем» разделяли целостный мир вокруг на отдельные уровни изучения, выделяя науки, научные направления, объекты.

К концу 20 века реализуются попытки объединения отдельных взаимодействующих фрагментов мира и в научный обиход всех наук входят системы, уровни, процессы и иерархии. Ученые все чаще предпринимают усилия объединить в своих теориях, концепциях понимание большей части единого мира.

Первыми с такой потребностью, что неудивительно, столкнулись биологи и экологи. Живые системы чрезвычайно сложно отделить от взаимосвязей с окружающими.

Постепенное принятие концепции эволюции и взаимосвязи всех объектов биологических систем побудили ученых осознать не просто взаимосвязи живых систем разного уровня, а их взаимозависимость друг от друга.

Следующим шагом стало понимание, что взаимосвязанные живые системы фактически направляют развитие друг друга. Волки, уничтожая больных и ослабленных, делают своих жертв сильнее. Но и не только – развитие жертв направляется в сторону усиления способности бегать или защищаться, кооперироваться или нападать.

В свою очередь, хищник также меняется, вместе со своей жертвой – ему тоже необходимо развитие, чтобы догонять и поражать жертву. Таким образом, возникают взаимосвязанные объединенные системы совместного развития в определенную сторону, действующие по типу причинно — следственных связей.

Такой уровень понимания признают первоначально для биологических видов, взаимодействующих в экосистеме. Концепцию коэволюции использовал Н. В. Тимофеев-Ресовский в конце 60-х годов ХХ века.

Современное понимание коэволюции

Коэволюция создаёт комплекс совместных приспособлений (коадаптаций) у различных видов, обеспечивающих стабильное функционирование экосистем саморегулирующегося типа. Такая экосистема развивается и адаптируется к изменениям внешней условий (например, климатическим) и одновременно сохраняет стабильность видового состава и их иерархических взаимосвязей.

Нарушение сложившихся взаимосвязей приводит к разрушению всей экосистемы. Таким образом, к факторам эволюции добавили новый элемент. В настоящее время значимыми условиями естественного отбора считают:

• климат;
• доступность пищи;
• наличие воды;
• другие живые существа.

Виды взаимодействий организмов

Изменения одной группы организмов могут приводить к трансформациям в группе организмов другого вида, эти изменения, в свою очередь, вызывают изменения в первой группе и так далее. Такое чередование изменений и называется коэволюцией.

Значение концепции коэволюции для развития теории эволюции

Коэволюция показывает, что в природе действуют не только процессы конкуренции за ресурсы. Важное влияние имеют и процессы взаимодействия, взаимозависимости между разными видами в экосистеме. Именно так можно объяснить разнообразие существующих приспособлений и количество видов в живой природе.

Принятие концепции коэволюции позволяет принять скорость появления этих изменений и узкую специализацию некоторых уникальных адаптационных находок.

Узкая специализация взаимодействующих видов в отдельных случаях создает такие уникальные комплексы, что выживаемость одного вида становится необходимым условием выживаемости другого вида.

Необходимо найти новое понятие для обозначения таких групп видов, взаимодействие между которыми настолько плотно, что они, по сути, являются единой экосистемой. Эти единые многокомпонентные экосистемы стабильны, развиваются и саморегулируются.

Сходство эволюции сложных живых систем разного уровня организации дает возможность предположить следующее: согласованное функционирование всех элементов системы повышает эффективность взаимодействия экосистемы с окружающей средой, обеспечивая долговременную стабильность и оптимизацию использования ресурсов.

Возможно, экосистема Земли в целом также находится в процессе эволюционного развития, что ставит вопрос о роли человеческого сообщества как элемента такой экосистемы.

В 1960-х гг. Л. Маргулис предположила, что эукариотические клетки (клетки с ядром) произошли в результате симбиотического союза простых прокариотических клеток,

Одум Ю. Указ. соч. С. 286.

таких как бактерии. Л. Маргулис выдвинула гипотезу, что митохондрии (клеточные органеллы, которые производят энергию из кислорода и углеводов) произошли от аэробных бактерий; хлороиласты растений когда-то были фотосинтезирующими бактериями. По мнению Л. Маргулис, симбиоз - образ жизни большинства организмов и один из наиболее созидательных факторов эволюции. Например, 90% растений существует вместе с грибами, поскольку грибы, связанные с корнями растений, необходимы им для получения питательных веществ из почвы. Совместная жизнь приводит к появлению новых видов и признаков. Эндосимбиоз (внутренний симбиоз партнеров) - механизм усложнения строения многих организмов. Изучение ДНК простых организмов подтверждает, что сложные растения произошли из соединения простых. Схематически это можно представить следующим образом (рис. 4):

Из схемы видно, что соединение двух организмов (обозначенное знаком (+)) ведет к созданию третьего (обозначено знаком (-»)). Присоединение к нему еще одного дает четвертый организм и т.д.

Такая симбиотическая коэволюция хорошо согласуется с данными синергетики, и ею можно объяснить образова-

Рис. 4. Гипотеза многоклеточных организмов ние колоний амеб под влиянием недостатка пищи и образование муравейника. В синергетических терминах это описывается так. Начальной флуктуацией является несколько большая концентрация комочков земли, которая рано или поздно возникает в какой-то точке области обитания термитов. Но каждый комочек пропитан гормоном, привлекающим других термитов. Флуктуация растет, и конечная площадь гнезда определяется радиусом действия гормона.

Так происходит переход от целесообразности на уровне организмов к целесообразности на уровне сообществ и жизни в целом - целесообразности в научном смысле слова, определяемой тем, что существуют не внешние по отношению к сообществам, а внутренние объективные надоргаииз- менные механизмы эволюции, которые изучает наука.

С точки зрения концепции коэволюции естественный отбор, который играл главную роль у Ч. Дарвина, является не «автором», а скорее «редактором» эволюции. Конечно, в этой сложной области исследований науку ждет еще немало важных открытий.

Эволюция идет за счет естественного отбора не только на видовом уровне. Естественный отбор на более высоких уровнях также играет важную роль, особенно: сопряженная эволюция, т.е. взаимный отбор зависящих друг от друга видов; групповой отбор, или отбор на уровне популяций, который ведет к сохранению признаков, благоприятных для группы в целом, даже если они неблагоприятны для конкретных носителей этих признаков.

Ю. Одум дает следующее определение коэволюции, или сопряженной эволюции. «Сопряженная эволюция - это тип эволюции сообщества (т.е. эволюционных взаимодействий между организмами, при которых обмен генетической информацией между компонентами минимален или отсутствует), заключающийся во взаимных селективных воздействиях друг на друга двух больших групп организмов, находящихся в тесной экологической взаимозависимости» 1 . Гипотеза сопряженной эволюции П. Эрлиха и П. К. Равена (1965) сводится к следующему. В результате случайных мутаций, или рекомбинаций, растения начинают синтезировать химические вещества, не имеющие непосредственного отношения к основным путям метаболизма или, возможно, являющиеся побочными отходами, возникающими на этих

Одум Ю. Указ. соч. С. 354.

путях. Вещества эти не мешают нормальному росту и развитию, но могут уменьшать привлекательность растений для растительноядных животных. Отбор приводит к закреплению данного признака. Однако насекомые фитофаги могут выработать ответную реакцию (наподобие устойчивости к инсектицидам). Если в популяции насекомых появится мутант, или рекомбинант, способный питаться растениями, которые прежде были устойчивы к данному насекомому, отбор закрепит этот признак. Итак, растения и фитофаги эволюционируют вместе.

Отсюда выражение «генетическая обратная связь». Так называют обратную связь, в результате которой один вид - фактор отбора для другого и этот отбор влияет на генетическую конституцию второго вида. Групповой отбор, т.е. естественный отбор в группах организмов, является генетическим механизмом коэволюции. Он ведет к сохранению признаков, благоприятных для популяций и сообществ в целом, но не выгодных для их отдельных генетических носителей внутри популяций. Концепция коэволюции объясняет факты альтруизма у животных: заботу о детях, устранение агрессивности путем демонстрации «умиротворяющих поз», повиновение вожакам, взаимопомощь в трудных ситуациях и т.п.

Данный генетический механизм может привести и к гибели популяции, если ее деятельность вредит сообществу. Известно, что вымирание популяций может происходить с высокой скоростью и здесь сказывается именно групповой отбор. Это предупреждение человеку, который противопоставил себя биосфере.