КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ.

Стр 1 из 8Следующая ⇒

КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ.

(Составлены доцентом каф. физики Юнусовым Н.Б.)

СОДЕРЖАНИЕ. Стр.

1. Содержание понятия «естествознание» 2

Этапы развития физического знания 7

Химия в естествознании. Периодический закон и периодическая 34

Система химических элементов Д.И.Менделеева

Основная проблема химии как науки 37

Первый этап развития химии - XVII в. Учение о составе веществ 38

Второй этап развития химии как науки - XIX в. Структурная химия 43

Третий этап развития химии как науки - первая половина XX в. 47 Учение о химических процессах

Четвертый этап развития химии как науки - вторая половина XX в. 51 Эволюционная химия

Основная цель биологии. Три направления развития биологии 54

Традиционная или натуралистическая биология. Биологическая 55 система классификации растений Линнея

Физико-химическая биология 57

Эволюционная биология. Теория эволюции Ч. Дарвина 59

Формы и уровни жизни 60

Молекулярно-генетический уровень жизни 62

Современное развитие эволюционной теории Ч. Дарвина. 65

Онтогенетический уровень жизни 71

Популяционно-биоценотический уровень жизни 73

Биосферный уровень жизни 74

ЛЕКЦИИ 1- 2. ( 1 )

1.1. Содержание понятия «естествознание»

В настоящее время под термином естествознание понимается, прежде всего, точное естествознание. Точное естествознание - это вполне оформленное (часто в математических формулах) точное знание обо всем, что действительно существует или может существовать во Вселенной. Однако, очевидно, что это знание не является окончательным итогом знаний о Природе, а лишь тем, что известно человечеству на данном этапе его развития.

Круг интересов точного естествознания - от устройства и происхождения Вселенной до познания молекулярных механизмов существования уникального Земного явления - Жизни.

В систему естественных наук, помимо основных наук: физики, химии и биологии включаются также и множество других - география, геология, астрономия, и даже науки, стоящие на границе между естественными и гуманитарными науками - например, психология. Целью психологов является изучение поведения человека и животных. С одной стороны, психология опирается на научные достижения биологов, работающих в области физиологии высшей нервной деятельности и наблюдающих за деятельностью мозга. С другой стороны, эта наука занимается и социальными, т. е. общественными явлениями, привлекая знания из области социологии. Психология, аккумулируя знания всех естественных наук, представляет собой как бы мостик, перекинутый от высшей ступеньки естественного знания к наукам, целью познания которых являются Человек и Общество.

Вы, изучая гуманитарные науки, наверное, прекрасно представляете их взаимосвязь с науками, изучающими Природу. Экономистам не обойтись без знания географии и математики, философам - без основ натурфилософии; социологи взаимодействуют с психологами, а реставраторы старинных картин прибегают к помощи современной химии и т. д. Таких примеров можно привести бесчисленное множество.

Человек восхищается необыкновенно гармоничным устройством Природы, постоянно вступает во взаимоотношения с ней. Попробуйте обойтись хотя бы несколько дней без пищи и воды или воздуха! Мы все - дети Природы. А наука, познающая ее законы, - природоведение или естествознание.

Отличием естествознания как науки от специальных естественных наук является то, что оно исследует одни и те же природные явления сразу с позиций нескольких наук, " выискивая" наиболее общие закономерности и тенденции, рассматривает Природу как бы сверху. Отдельные науки - химия, физика или география имеют свои особенности. Естествознание, признавая специфику входящих в него наук, в то же время имеет своей главной целью исследование Природы как единого целого.

Зачем же следует изучать естествознание? Для того, чтобы четко представить себе подлинное единство Природы, то единое основание, на котором построено все разнообразие предметов и явлений Природы и из которого вытекают основные законы, связывающие микро- и макромиры: Землю и Космос, физические и химические явления между собой, жизнью, разумом.

Отсюда вытекают и цели естествознания, которые представляют собой двойную задачу:

ЦЕЛИ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ;

1. Выявление скрытых связей, создающих органическое единство всех физических, химических и биологических явлений.

2. Более глубокое и точное познание самих этих явлений.

Это программа продиктована реальным ходом познания Природы.

Природа как единый объект исследования естествознания

Естествознание традиционно подразделяют на физику, химию, биологию и психологию. Физики имеют дело не только со всевозможными материальными телами, но с материей вообще. Химия изучает различные вещества. Предмет исследования биологии - живые организмы, а психология имеет дело с познанием тайн человеческой психики.

Следует, однако, иметь в виду условность такого деления. Дело в том, что сама Природа едина, она не знает наук, изобретенных человечеством для ее познания. Очень часто в центре исследования самых разнообразных естественных наук стоит всего одно какое-нибудь природное явление, которое изучается с разных точек зрения, с позиций разных естественных наук. Каждая из данных наук склонна применять свои специальные методы и подходы для создания собственного научного представления о предмете. Истинное же знание об изучаемом предмете как едином целом может быть получено при объединении этих специальных представлений, поиске точек пересечения разных наук, установления взаимосвязи между отдельными открытиями и поиске первоначальных причин явления.

Единство объектов исследования приводит к тому, что появляются новые науки, стоящие на стыке нескольких традиционных естественных наук. Среди них - биофизика, физическая химия, физико-химическая биология, психофизика и т.д.

Сегодня, например, всю химию можно назвать физической. Это продиктовано невозможностью объяснить химические явления чисто химическим средствами и, следовательно, необходимо обращение к физике. Такое объединение химии и физики есть не что иное, как проявление единства Природы, которая, как уже говорилось выше, не знает деления на разные науки.

Тенденции такого единения или интеграции естественно-научных знаний стали проявляться очень давно. Еще в 1747-1752 годах М.В.Ломоносов (1711-1765) обосновал необходимость привлечения физики для объяснения химических явлений. Он придумал имя для новой науки, назвав еефизической химией.

Кроме физики, химии и биологии к естественным наукам относятся и другие, например, геология и география, которые имеют комплексный характер. Геология изучает состав и строение нашей планеты в их эволюции на протяжении миллиардов лет. Ее основные разделы - минералогия, петрография, вулканология, тектоника и т.д. - это производные от кристаллографии, кристаллофизики, геофизики, геохимии и биогеохимии Также и география " пропитана" физическими, химическими и биологическими знаниями, которые в разной степени проявляются в таких ее основных разделах, как: физическая география, география почв и т.д. Таким образом, все исследования Природы сегодня можно представить в виде огромной сети, связывающей многочисленные ответвления физических, химических и биологических наук.

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ (ФИЗИКИ)

Архимед и геометрия Евклида

Переход к геоцентризму представлял собой первый и очень трудный шаг на пути к пониманию истинного строения Земли и космоса. Видимая полусфера неба, ограниченная местным горизонтом, была дополнена аналогичной невидимой полусферой до полной небесной сферы. Собственно и сама Земля, противопоставленная остальной (небесной) сферической Вселенной, занимающая в ней центральное положение и абсолютно неподвижная, стала считаться сферической (шарообразной). Ученым того времени с трудом пришлось смириться с тем фактом, что на диаметрально противоположном пункте земного шара, согласно этой модели, существуют люди, которые ходят по отношению к ним " вверх ногами"! Потому настоящее утверждение идеи о шарообразности нашей планеты произошло значительно позже - в эпоху первых кругосветных путешествий и великих географических открытий, т.е. лишь на рубеже XV и XVI веков.

Вернемся к Древней Греции. Именно здесь впервые зародились основы всем известной школьной геометрии. Ее постулаты, ее теоремы - это не что иное, как переработанная геометрия Евклида (III в. до н.э.). Его предшественники - Фалес, Пифагор, Аристотель и другие многое сделали для развития геометрии, но все это были отдельные фрагменты. Единую логическую схему геометрии смог дать только Евклид в своих " Началах" - уникальном произведении в истории человеческой культуры. Трудно оценить то влияние, которое оказали " Начала" на научную деятельность многих ученых, совершивших революцию в естествознании. Н.Коперник никогда не расставался с томом Евклида. Галилео Галилей также прекрасно владел основами его геометрии. А Исаак Ньютон по примеру Евклида назвал свой фундаментальный труд " Математические начала натуральной философии". Геометрией Евклида был очарован и Эйнштейн. Он говорил: " Мы почитаем Древнюю Грецию как колыбель западной науки. Там была впервые создана геометрия Евклида - это чудо мысли.... Тот не рожден для теоретических исследований, кто в молодости не восхищался этим творением".

Другим выдающимся ученым древнего мира является Архимед (287-212 до н. э.). Это был первый представитель математической физики, стремившийся воплотить законы механики (закон рычага, учение о центре тяжести, о плавании тел и др.) в действующие конструкции машин. Общеизвестным в настоящее время является закон Архимеда. Этот закон изложен в сочинении " О плавающих телах", где он путем логических рассуждений приходит к его формулировке: " На тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной телом". Далее Архимед разбирает условия равновесия плавающих тел, имеющих форму сферического и параболического сегментов. Выводы, полученные Архимедом, были подтверждены и развиты математиками и механиками XIX в. Основы гидростатики, заложенные им, получили развитие в XVI-XVII в. в.

ЛЕКЦИИ 3-4 ( 2 ).

Табл. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ В АТОМАХ ЭЛЕМЕНТОВ НАЧАЛА И КОНЦА ПЕРИОДОВ СИСТЕМЫ МЕНДЕЛЕЕВА

э л е м е н т

п е р и о д

н о м е р т о м а

Число электронов на уровнях и подуровнях энергии в атомах

Не

III

Aг

III

Кг

Хе

VII

Вот и получается, что при возрастании порядкового номера элемента увеличивается величина заряда ядра и величина общего отрицательного заряда электронной оболочки - значит возрастает и сила кулоновского притяжения между ядром и электронами -происходит " стягивание" электронной оболочки к центру атома и радиус этого атома уменьшается. По мере же заполнения электронной оболочки все большим количеством электронов, им становится все " теснее и теснее" на одной оболочке и поэтому у элементов, стоящих в конце любого периода таблицы Менделеева, радиусы атомов возрастают - отрицательно заряженные электроны как бы " расталкивают" друг друга, стремясь удалиться друг от друга на максимально возможные расстояния.

Благодаря аналогичным рассуждениям, нашли свое объяснение и другие периодически изменяющиеся физические свойства веществ: плотность, температура плавления, прочность связей электронов в атоме и т.д.

Но самое главное заключалось в том, что таблица Менделеева не просто давала объяснение физическим свойствам элементов, а ставила им в соответствие и их химические свойства. Основным постулатом таблицы являлось то, что валентность химического элемента определяется числом электронов на внешней электронной оболочке (поэтому эти электроны так и называются - валентные электроны). Важная роль периодического закона заключается именно в том, что в нем устанавливается связь между строением атомов и влиянием этого строения на физические и химические свойства элементов.

Великие открытия приводят к великим последствиям: благодаря периодическому закону были сначала теоретически предсказаны, а затем и открыты и исследованы множество химических элементов и веществ, появилась возможность моделирования химических процессов - закон лег в основу теоретической химии.

В 1872 г. Д.И. Менделеев писал: " Основной задачей современной химии является установление зависимости состава, реакций и свойств простых и сложных тел от основных свойств входящих в их состав элементов, чтобы на основании известного характера данного элемента можно было заключить о неизвестном еще составе и свойствах его соединений". С тех пор минуло больше ста лет. На вооружении современных химиков для успешного решения этой задачи - ЭВМ с новейшими пакетами программ, рассчитывающих разнообразные свойства химических элементов и веществ на основе квантовой химии, работающих с огромными массивами данных. И как во времена Менделеева, результаты подобных теоретических исследований приводят к развитию синтеза сложных химических соединений, в том числе, органического синтеза. Задача, поставленная ученым в прошлом веке, по-прежнему остается актуальной и в наши дни.

Эволюционная химия

В 1960 - 1979 г. г. появился новый способ решения основной проблемы химии, который получил название эволюционная химия. В основе этого способа лежит принцип использования в процессах получения химических продуктов таких условий, которые приводят к самосовершенствованию катализаторов химических реакций, т.е. к самоорганизации химических систем! Термин самоорганизация вам, вероятно, знаком, - он означает способность самостоятельного упорядочения какой-нибудь системы, состоящей из хаотического множества несвязанных между собой элементов. Такой процесс развивается во времени и не зависит от внешних условий. Время выступает здесь как один из самых весомых факторов, поэтому и говорят об эволюции системы, т.е. о том, что произойдет с системой с течением времени. А что происходит с обычной физической системой с течением времени, если поток энергии извне отсутствует? Ну, конечно же, все медленно разрушается! Попробуйте-ка прожить в своем доме в течение хотя бы 10 лет без ремонта! Вряд ли вы смиритесь с таким обстоятельством и скорее всего замените все вышедшие из строя вещи на новые, переклеите обои, перекрасите полы. А теперь представьте себе, что бы было, если бы вы не проявили инициативы и не внесли бы в систему " ваш дом" энергию по восстановлению его внешнего облика. Может быть дом сам по себе отремонтировался? Увы, ответ очевиден - чуда бы не произошло! Для самоорганизации необходимы как дополнительная энергия, так и способность системы к этой самоорганизации - ведь сваленные в кучу материалы для ремонта квартиры - далеко не ее ремонт, нужны действующие лица, которые этот ремонт осуществят. В нащих рассуждениях мы слишком много времени уделили этому действующему " живому лицу", и не зря - именно наблюдая за химическими процессами, происходящими в живых клетках, химики обнаружили способность биологических систем к самоорганизации, развитию, совершенствованию, чего нет в неживой природе. Химический реактор на уровне эволюционной химии предстает как некое подобие живой системы, для которой характерны саморазвитие и определенное поведение.

Таким образом, четвертый этап развития химии, который продолжается и до настоящего времени, устанавливает связь самоорганизации системы реагентов с поведением этой системы:

САМООРГАНИЗАЦИЯ ------ -> ПОВЕДЕНИЕ

Эволюционные проблемы химии

Начало эволюционной химии связывают с 1950-1960 гг. Под эволюционными проблемами следует понимать проблемы синтеза новых сложных, высокоорганизованных соединений без участия человека.

Сегодня химики пришли к выводу, что используя те же принципы, на которых построена химия живых организмов, в будущем (не повторяя в точности природу) можно будет " построить" принципиально новую химию, новое управление химическими процессами - так, как это происходит в любой живой клетке. Химики надеются получить катализаторы нового поколения, которые бы позволили создавать, например, необычные преобразователи солнечного света. Всем известно, что в простом зеленом листочке энергия солнца превращается в энергию химических связей. А что, если подобный принцип использовать в нашем преобразователе света?

Энергия солнечного излучения будет трансформироваться в химическую и электрическую, а затем, при необходимости - обратно, - в энергию света. Исследуя биохимические процессы, протекающие в мышцах, ученые " загорелись" идеей создания новых полимеров, в которых химическую энергию можно было бы использовать для сокращения и растяжения таких материалов, т.е. превращать ее в механическую.

Это все кажется нам пока фантастикой. Но ведь и ученым, жившим в прошлом веке, проблема строения атома казалась нерешаемой. Поживем -увидим, возможно, и вы станете очевидцами новых разработок эволюционных химиков.

Нестационарная кинетика.

ЛЕКЦИИ 5-6 ( 3 ).

Эволюционная биология.

Все эти направления научных поисков в биологии хотя и различаются по содержанию, но преследуют одну и ту же цель - познание феномена Природы - Жизни. Все эти направления имеют один тот же живой объект исследования, т.е. обьект, отличающийся от неживой природы своей функциональной сложностью, уникальностью и непредсказуемостью.

В настоящее время ведутся усиленные поиски объединяющего начала для веек трех " образов" биологии и создания единой теории жизни. Такая теория, безусловно, может быть создана лишь при помощи знаний смежных с биологией естественных наук: физики и химии.

Физико-химическая биология

Название физико-химическая биология имеет два смысла. Во-первых, это понятие означает, что предметом исследования данного направления науки являются объекты живой природы, которые изучаются на физико-химическом уровне, т. е. на молекулярном и надмолекулярном уровнях. С другой стороны, сохраняется и первоначальное значение этого термина: использование физико-химических методов для расшифровки структур и функций живой природы на всех уровнях ее организации. Так или иначе, физико-химическая биология в наибольшей степени содействовала сближению биологии с точными науками и становлению естествознания как единой науки о Природе. Биологи-экспериментаторы, в принципе, уже давно использовали различные точные физико-химические методы в своей работе. Среди них были Л. Пастер (1822-1895), И. М. Сеченов (1829-1905), И.П. Павлов (1849-1936), И. И. Мечников (1845-1916) и многие другие. Именно они проложили путь к раскрытию сущности процессов жизнедеятельности живых организмов. С тех пор точные методы, которыми пользуются ученые и экспериментальная техника шагнули далеко вперед. Создание новых методов стимулировало научный поиск, а свежие научные открытия, в свою очередь, приводили к созданию принципиально новой аппаратуры.

В настоящее время ученые при поиске истины используют весь арсенал накопленных к настоящему времени методов исследования живого. Среди них - как очень старые - классические методы исследования, так и ультрасовременные, оригинальные методы, иногда разрабатываемые прямо в лаборатории. Наиболее широкое распространение в биологии получили метод меченых атомов (используемый для наблюдения за передвижением и превращением веществ в живом организме), методы рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии (позволяющие исследовать крупные молекулярные компоненты и субмикроскопические структуры в живых клетках); хроматографические методы (используемые при биохимических исследованиях), спектральные методы и методы зондирования в тканях (позволяющие следить за работой живых органов -ЯМР-томография; УЗИ-томография, оптические зонды и т.д.). Широкое внедрение компьютеров позволило автоматизировать экспериментальные установки и привело к созданию большого количества различных томографов - компьютерной аппаратуры, позволяющей послойно анализировать любой орган или клеточный органоид, не нанося ему вреда.

В отличие от физики и химии, биология пока не располагает такими интегрированными теоретическими знаниями о многообразии живой природы, которые могли бы составить базу для теоретической биологии. На сегодняшний день это достаточно сложная задача. Ведь для создания теоретической биологии необходимо осуществить синтез всех обширных знаний из всех областей биологии и, проанализировав все эти знания о живом, выделить существенные закономерности, которые были бы присущи всем уровням организации живой материи. При этом следует особенно, подчеркнуть тот факт, что речь идет именно о живой, а не мертвой материи и потому в науке теоретической биологии должна быть дана характеристика жизни, не сводимая к физике или химии.

Вместе с тем совершенно очевидно, что живые организмы находятся в постоянном взаимодействии с окружающей природой. Вместе с пищей они поглощают бесчисленное множество органических и минеральных соединений, которые претерпевают биохимические превращения в живом организме и затем (в виде продуктов распада) выводятся вновь в окружающую среду. Строительным материалом для живых клеток являются макромолекулы: белки, фосфолипиды, жиры, нуклеиновые кислоты. Гормональная регуляция, осуществляемая в организме, производится так же химическим путем. В общем, куда ни брось взгляд - всюду химия! А химическое учение основано на конкретных физических закономерностях. Вот и получается, что и без физики в биологии " далеко не уедешь"! Именно эти две науки, выбрав своим объектом исследования живые ткани и клетки, смогли дать ответы о том как устроены живые структуры на молекулярном уровне, связать работу живых клеток с химическими и физическими превращениями биомолекул.

Объединение биологии с химией породило новую науку - биохимию, целью которой является изучение структуры и свойств биомолекул одновременно с их метаболизмом в живых тканях и органах, т. е. с изменениями этих молекул внутри живого организма. В числе открытий, сделанных биохимиками, - выяснение принципов переноса энергии в клетке, расшифровка механизмов, регулирующих основные пути метаболизма, установление роли мембран, рибосом и других ультраструктурных элементов клеток, выяснение того факта, что последовательность аминокислот определяет пространственную структуру белков, а, следовательно, и их биологические функции, познание молекулярных основ генетики. По сути биохимия пытается объяснить все существующие явления, происходящие в клетке или в живых жидкостях и тканях на языке, понятном химикам. Такой шаг открывает широкие перспективы для возможностей регуляции и корректировки функций живого химическим путем. Он находит свое непосредственное применение в фармацевтике, медицине и сельском хозяйстве.

На стыке биохимии, биологии и физики в 1950 гг. возникла новая наука - биофизика. Целью этой науки является объяснение ряда биологических явлений с точки зрения физики. Биофизики, рассматривая сложное биологическое явление, делают попытку расчленить его на несколько более элементарных, доступных для понимания актов - ступеней этого явления и исследуют затем их физические свойства. Методами биофизики было дано объяснение механизмам мышечного сокращения, проведения нервного импульса, актов ферментативного катализа; предложены модели многих автоколебательных процессов, наблюдаемых в биологии, объяснены тайны фотосинтеза. Биофизиков можно встретить сегодня в любой биологической лаборатории, начиная с экологической и заканчивая лабораторией молекулярной генетики. Спецификой биофизического знания является умение оперировать понятиями всех уровней биологии и биохимиии.

Биофизика и биохимия осуществили давнюю мечту биологов об объединении знаний о структуре и функциях организма в целом. Однако, ни, биохимия, ни биофизика не могут дать ответа на основной вопрос биологии: чем живая материя отличатся от неживой и что является толчком при зарождении жизни.

Формы и уровни жизни

Все объекты живой и неживой природы по строению представляют собой системы, для которых характерно иерархическое соподчинение входящих в них элементов, т. е. структурных уровней организации. Самые элементарные из них относятся к области познания физики, - это электроны, протоны, другие элементарные частицы. Затем идут атомные уровни, молекулярные уровни, изучением которых занимаются как физика, так и химия. За молекулярным уровнем следует субмолекулярный, - уровень исследования работы макромолекул как единого целого; и так далее, вплоть до уровня организмов и сообществ из них. Каждый нижележащий уровень располагается как бы в оболочке вышележащего уровня и сохраняет его особенности. Действительно, молекулярный состав мембраны клетки будет отличаться, например, от молекулярного состава ядра клетки, а конкретный химический элемент будет всегда иметь свое, отличное от других строение электронных оболочек. Конкретизация знания об объекте предполагает суммирование знаний о его строении на всех уровнях знаний. А изучение каждого уровня организации живой материи должно иметь биологический смысл, т.е. должно быть направлено на изучение феномена жизни, а не просто структуры ее физико-химической организации.

Это задача невероятно сложная и не всегда выполнимая. Среди ученых есть откровенные противники структурирования и выделения уровней познания при изучении биологических объектов. Они считают жизнь уникальным явлением, не подлежащим сухому анализу и рассматривают проявления жизни во всем ее многообразии. Безусловно, эта идея очень привлекательная, но трудно не согласиться с тем фактом, что биологические явления сами по себе - явления достаточно сложные для изучения и понимания, сложные по своей органической структуре и по своим функциональным проявлениям. Поэтому ясно, что без деления такой сложной системы на отдельные части, которые был бы в силах охватить мозг исследователя просто не обойтись. Деление же на части или уровни исследования происходит в соответствии с реальными структурными уровнями живого объекта.

Проблема различной степени упорядоченности и организованности живой материи возникла у натуралистов еще в XVIII - XIX в. Первым толчком к ее проявлению послужило провозглашение в 1830-e годы клеточной теории. А в 1846 г. М. Шлейден - один из основателей этой теории – сформулировал положение о существовании живых тел " различного порядка организованности". Незадолго до этого Э. Геккель выдвинул гипотезу, согласно которой протоплазма клетки не однородна, а состоит из каких-то надмолекулярных частиц, названных им пластидулами. С одной стороны утверждалась идея дискретности, т. е. делимости целого на структуры более низкой организации, а с другой - этим структурам приписывалась постоянная и самостоятельная функция.

В первой половине XIX в. в биологии появляется история теории систем. Одна из первых ее страниц была посвящена редукционизму, представляющему собой механистический материализм. Согласно ему все высшее сводится к низшему: процессы жизнедеятельности - к совокупности их физико-химических реакций. Качественное своеобразие

живого отрицалось. Противников " редукционистов" вто время называли виталистами. " Виталисты" утверждали, что органическое целое невозможно свести к простой сумме его частей и оно управляется божественной силой. Несколько в стороне находились взгляды экспериментирующих биологов, придерживавшихся физиологического детерминизма. Так К, Бернар, полагал, что все структуры и процессы в многоклеточном организме определяются внутренними причинами организма, поиском которых необходимо заниматься ученым.

В 1920 годы американские философы Г. Браун и Р. Селларс разработали новое понятие: структурные уровни. Согласно их теории, эти уровни различаются не только классами сложности, но и закономерностями их функционирования. Они выдвинули идею иерархической соподчиненноcти уровней, вхождение каждого последующего уровня в предыдущий с образованием единого целого, в котором низкий уровень " виден" в самом высшем. Так родилась концепция многоуровневой иерархической " матрешки".

Данная концепция - это не теория жизни. Но она является эффективным инструментом для получения комплексного, интегрирующего знания, которое может служить базой для возведения теоретической биологии.

Приведем схему классификации структурных уровней организации материи в порядке возрастания сложности:

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕЧАСТИЦЫ → АТОМЫ → МОЛЕКУЛЫ →

МАКРОМОЛЕКУЛЫ → КОМПЛЕКСЫ МАКРОМОЛЕКУЛ →

ОРГАНЕЛЛЫ КЛЕТОК → КЛЕТКИ → ОРГАНЫ И ТКАНИ →

МНОГОКЛЕТОЧНЫЕ ОРГАНИЗМЫ → СТАДО → РОД → ПЛЕМЯ

Жизнедеятельности

Две современные биологические науки - молекулярная генетика и молекулярная биология занимаются изучением смежных научных вопросов, связанных с основными проблемами структуры и функционирования живой природы на молекулярно-генетическом уровне. Рождение этих наук является подтверждением мощного интеграционного процесса (процесса объединения разных наук при решении одних и тех же задач), происходящего в современном естествознании. Коснемся вкратце вопроса о том, какие же проблемы приходилось и приходится решать, прибегая к методам молекулярной биологии и молекулярной генетики. В настоящее время их так много, что не представляется возможным осветить все пути развития этих наук в полной мере, но можно попытаться выделить среди общей массы решаемых вопросов наиболее важные.

Наиболее важные открытия, сделанные в области молекулярной биологии и молекулярной генетики:

1. Открытие генетической роли нуклеиновых кислот.

2. Открытие молекулярных механизмов генетической репродукции

и биосинтеза белка.

3. Открытие молекулярно-генетических механизмов изменчивости.

4. Изучение молекулярных основ обмена веществ.

Законы генетики Менделя. Открытие генетической роли нуклеиновых кислот

12 3 4 5 6 7 8 Следующая ⇒