Метаболизм – обмен веществ системы с окружающей средой. Поддерживает определенный уровень организации системы и ее частей. Противодействует увеличению энтропии, обусловленному необратимыми процессами в живой природе.
Цель второго порядка - гомеостаз – поддержание постоянства параметров внутренней среды живой системы.
Цель третьего порядка – достижение оптимальных показателей существования живой системы (максимальной энергетической эффективности и надежности ее функционирования).
Воспроизводство осуществляется системой воспроизведения организма посредством ДНК и РНК. (ДНК хранит генетическую информацию, а РНК - рибонуклеиновая кислота способна ее считывать, переносить и строить из исходных материалов белковые молекулы).
Стадии процесса воспроизводства:
- репликация - удвоение молекулы ДНК;
- транскрипция – перенос кода ДНК путем образования одноцепочечной информационной РНК;
- трансляция – синтез белка на основе кода информационной РНК.
Лекция 14. Происхождение и сущность жизни
Основы синтетической теории эволюции.
Обоснование эволюции:
- палеонтология (изучает следы древней жизни в горных породах);
- сравнительная эмбриология (Рекапитуляция – по Геккелю «онтогенез повторяет филогенез» – явление: организм в своем индивидуальном развитии проходит стадии, повторяющие эволюцию всего вида).
- естественная классификация (основана на структурных свойствах организмов);
- селекция (модель эволюции).
В настоящее время приняты факторы эволюции:
- мутации (доминантные и рецессивные);
- флуктуации численности особей;
- изоляции;
- естественный отбор (движущий, стабилизирующий, дезруптивный – гибель при резком изменении условий).
Эволюция не всегда идет с усложнением. Например, бактерии сохраняются благодаря упрощению.
Этапы биохимической эволюции (по А.И.Опарину) (теория абиогенного происхождения жизни):
1) переход воды в жидкое состояние, образование атмосферы и гидросферы;
2) образование органических соединений в первичном океане;
3) образование белковых структур;
4) объединение коацерватов (при слиянии гидрофильных комплексов);
5) образование гидрофобных липидных границ;
6) появление механизма саморегуляции;
7) появление механизма самовоспроизведения при возникновении генетического кода.
По А.И. Опарину: «Переход к живому осуществляется, когда на смену соревнованию в скорости роста приходит борьба за существование».
Этапы космобиологической эволюции:
– большой взрыв;
– излучение + вещество;
– Галактики, Вселенная;
– планеты;
– первичная атмосфера;
– вторичная атмосфера, гидросфера;
– образование органических веществ, аминокислот;
– коацерватные капли;
– естественный отбор, мутации;
– ДНК, РНК;
– белок.
Концепции происхождения жизни.
1. Генобиотическая гипотеза - утверждает первичность возникновения молекулярной системы со свойствами генетического кода (вероятность самовозникновения 10–2000)
2. В рамках концепции биохимической эволюции - можно выделить три этапа перехода неживое-живое:
1) синтез исходных органических соединений из неорганических в условиях первичной атмосферы Земли; (В 1953 г. С.Миллер экспериментально доказал возможность такого синтеза).
2) синтез биополимеров из органических соединений;
3) самоорганизация сложных органических соединений, завершающаяся образованием клетки.
Согласно концепции биохимической эволюции основные условия возникновения жизни:
- наличие определенных химических элементов;
- наличие источников энергии;
- отсутствие газообразного кислорода (окислительной среды);
- бесконечно большое время.
Ежегодно растения образуют до 150 млрд.тонн органических веществ и запасают до 10 15 кДж энергии Солнца.
3. Коацерватная гипотеза (Опарина-Холдейна) - решающая роль принадлежит белкам. Из-за амфотерности (проявляют свойства и кислот и оснований) они способны притягивать молекулы воды, образуя гидрофильные коллоидные комплексы. При их слиянии образуются коацерваты, способные расти и делиться. В первичном океане происходили автокаталитические реакции (типа реакции Белоусова-Жаботинского).
4.Теории предбиологической эволюции:
- жизнь возникла на Земле из неживых (минеральных) форм;
- жизнь – направленный вектор эволюции от неживого к живому;
- грань неживое-живое очень резка, жизнь неустойчива;
- живое из неживого – событие маловероятное.
5. Панспермия - гипотезы внеземной природы жизни:
- жизнь является порождением Космоса и получила развитие на Земле;
- принцип Пастера-Реди «живое только от живого»;
- жизнь – не такое уж редкое событие во Вселенной;
- жизнь – устойчивое образование;
- Джеймс Джинс – «жизнь это плесень на поверхности небесных тел».
6. Креационизм – гипотеза божественного творения жизни.
Общепринятой можно считать концепцию биохимической эволюции.
Лекция 15. Феномен человека
Происхождение человека.
В середине 18 века К.Линней положил начало научного представления о происхождении человека.
В 1871 г. Ч. Дарвин «Происхождение человека и половой отбор» предложил теорию антропосоциогенеза:
• животное происхождение человека;
• современные человекообразные обезьяны представляют собой боковые ветви его эволюции.
Человек - не только биологическое, но и социальное существо. Его происхождение нельзя свести к действию исключительно биологических факторов.
Труд – всеобщее основание человеческого бытия и критерий разграничения человека и его предков. Это надбиологический, социокультурный фактор эволюции человека.
Абиотические предпосылки антропосоциогенеза:
- геологические процессы (оледенения и потепления, сейсмическая и тектоническая активность, инверсии магнитного поля, изменение уровня радиации);
- географические предпосылки (изменение очертания материков и морей);
- космические факторы (ритмы солнечной активности, влияние космических лучей);
- физико-химические факторы (состав атмосферы, радиационный фон);
Прародина человечества – приэкваториальная часть Восточной Африки.
Биологические предпосылки:
- человек - в отряде приматов (ок. 200 видов из более чем 4000 видов млекопитающих);
- 4 вида антропоидов (человекообразных обезьян) – шимпанзе, горилла, орангутанг, гиббон (ДНК родственны, максимальное сходство – с шимпанзе – 91% генов).
Основные пути перестройки телесной организации гоминид (семейство отряда приматов, в которое входят антропоиды и человек) в направлении очеловечивания (гоминидная триада):
• прямохождение;
• развитие руки;
• развитие мозга.
Следствия прямохождения: высвобождение передних конечностей и превращение их в руки; расширение поля зрения и совершенствование форм восприятия действительности.
Ближайшие предшественники человека – австралопитековые – прямоходящие млекопитающие.
Особенности эволюции мозга гоминид (в плейстоцене):
– макроэволюция происходила очень быстро;
– феноменальные последствия – появление психики.
Гипотезы, объясняющие отличие человека от других животных:
- человек возник из-за того, что его предки были падальщиками;
- человек стал человеком из-за жизни в воде (икспитек);
- мутации в клетках головного мозга гоминид вызваны жесткими излучениями;
- мутации мозга из-за инверсий магнитного поля;
- появление мутанта среди гоминид из-за теплового стресса;
- утрата волосяного покрова связана с появление подкожного жира, социальными тенденциями (узнаваемость);
- основной фактор – общение между особями (а не труд) – Т. Пратчетт.
Основные этапы биологической эволюции человека:
Австралопитековые гомо хабилис (человек умелый) питекантроп синантроп гейдельбергский человек кроманьонский человек.
Ко времени появления кроманьонцев (ископаемых людей современного вида) решающую роль стали играть не факторы биологической эволюции, а факторы социального развития (труд, речь, организация совместной жизни в обществе). Биологическая эволюция по существу прекратилась.
Периоды социальной и культурной эволюции:
- палеолит (древний каменный век) (2-3 млн. – 10 тыс. лет до н.э.) – от Homo habilis до Homo sapiens (человек разумный);
- неолит (новый каменный век) (8 – 3 тыс. лет до н.э.) переход от присваивающего хозяйства (собирательство, охота) к производящему (скотоводство, земледелие);
- бронзовый век (4 – 1 тыс. лет до н.э.) (бронзовые сплавы Cu с Sn,Al,Be,Pb и др.)
Неандертальцы – полмиллиона лет существовали, но были уничтожены кроманьонцами ок. 30 тыс. лет назад. Люди другого вида. Генетически не родственны современному человеку. Имели собственную культуру.
Природа и сущность человека.
Природа человека носит космобиопсихосоциокультурный характер, представляет собой совокупность предельных возможностей и ограничений.
Сущность человека – часть его природы, которая придает ей незавершенный характер. Сущность заключается в потенциальной возможности человека стать собственно человеком.
Человеческое сознание. Психика. Воображение, память. Творчество.
Отражение – воспроизведение в состоянии отражающей системы особенностей отражаемой. Всеобщее свойство материи. Формы отражения: в механике – вещественно-энергетические; в кибернетике – информационные; в биологии – биологические (раздражимость, чувствительность - отражение в виде ощущений). Ощущения, восприятия и представления – формы отражения, объединенные психикой. Психика свойственна и животным.
Свойства психики:
1) оперирование воображаемыми образами и понятиями;
2) познавательная способность, основанная на проникновении в структуру мира и построение модели мира;
3) способность к соблюдению или несоблюдению моральных норм, разрушению и саморазрушению;
4) самопознание и рефлексия, проявляющиеся в способности созерцать собственное существование и осознавать смерть.